(57)【要約】【課題】駆動中の振動型アクチュエータが動作不能に陥ることを回避する。【解決手段】振動型アクチュエータを有する駆動ユニット１Ａ，１Ｂにより駆動される移動体４を有する並進駆動装置１００において、移動体４を摩擦により保持するロック状態とする動作等の移動体４にかかる負荷が大きくなる動作の場合には、振動型アクチュエータの推力が最も大きくなる周波数範囲内の第１の周波数を振動型アクチュエータの起動周波数に設定して駆動を行い、移動体４をアンロック状態に維持して駆動する等の移動体４にかかる負荷が相対的に小さい状態で駆動する場合には、第１の周波数よりも低く、移動体４の速度が最大となる第２の周波数を下限とし、第１の周波数よりも低く且つ第２の周波数よりも高い第３の周波数を振動型アクチュエータの起動周波数に設定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギ変換素子を有する振動体と、前記振動体と加圧接触する被駆動体とを有し、前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することによって前記振動体に励起される振動により前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータと、
前記交流電圧を制御することによって前記振動型アクチュエータの駆動を制御する制御装置と、を備える振動型駆動装置であって、
前記振動型アクチュエータには、前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させるための負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合と小さい状態で駆動する場合とがあり、
前記制御装置は、
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合には、前記振動型アクチュエータの推力が最も大きくなる周波数を含む所定の周波数範囲にある任意の第１の周波数を前記交流電圧の起動周波数に設定し、
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に小さい状態で駆動する場合には、前記第１の周波数よりも低く、前記振動体と前記被駆動体との相対的な移動速度が最大となる第２の周波数を下限とし、前記第１の周波数よりも低く且つ前記第２の周波数よりも高い第３の周波数を前記交流電圧の起動周波数に設定することを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
前記第１の周波数は、前記負荷が相対的に大きい場合の前記負荷の大きさを超える推力を発生することができる周波数の範囲内の任意の周波数であることを特徴とする請求項１に記載の振動型駆動装置。
【請求項３】
前記第２の周波数は、前記被駆動体に対して外部から負荷を与えない状態で前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させたときの速度が最大となる周波数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記交流電圧の起動周波数を前記第１の周波数に設定して前記振動型アクチュエータを起動した場合、予め設定された位相差の上限値から下限値までの範囲で前記第１の周波数の位相差を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記交流電圧の起動周波数を前記第３の周波数に設定して前記振動型アクチュエータを起動した場合、予め設定された位相差の上限値から下限値までの範囲で前記第３の周波数の位相差を変更することにより、前記振動体と前記被駆動体との相対的な移動速度を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記交流電圧の位相差が前記予め設定された位相差の上限値または下限値となった場合、前記第２の周波数を下限として前記交流電圧の周波数を変更することにより前記振動体と前記被駆動体との相対的な移動速度を制御することを特徴とする請求項５に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合とは、前記振動体または前記被駆動体を摩擦により所定の位置に係合させまたは係合された状態を解除する動作を行う場合であり、
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に小さい状態で駆動する場合とは、前記振動体または前記被駆動体の前記摩擦による係合が解除された状態を維持して前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる動作を行う場合であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項８】
移動体と、
前記振動型アクチュエータを備える複数の駆動ユニットと、
前記複数の駆動ユニットを支持する支持部材とを備え、
前記移動体と前記支持部材とは、前記移動体が前記複数の駆動ユニットからの出力を受けることによって相対的に移動可能に配置され、
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合とは、前記移動体を摩擦により所定の位置に係合させる動作または係合された状態を解除する動作を行う場合であり、
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に小さい状態で駆動する場合とは、前記移動体の前記摩擦による係合が解除された状態を維持して、前記駆動ユニットと前記移動体とを相対的に移動させる動作を行う場合であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項９】
前記振動体は、
平板状の弾性体と、
前記弾性体の一方の面に設けられた電気−機械エネルギ変換素子と、
前記弾性体の他方の面に設けられ、前記被駆動体と加圧接触する突起部と、を有し、
前記振動体に２つの異なる振動モードの振動を同時に励起することによって前記突起部に生じさせた楕円振動により前記被駆動体が摩擦駆動されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１０】
電気−機械エネルギ変換素子を有する振動体と、前記振動体と加圧接触する被駆動体とを有し、前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することによって前記振動体に励起される振動により前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータの制御方法であって、
前記振動型アクチュエータには、前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させるための負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合と小さい状態で駆動する場合とがあり、
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合には、前記振動型アクチュエータの推力が最も大きい領域にある第１の周波数を前記交流電圧の起動周波数に設定し、
前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に小さい状態で駆動する場合には、前記第１の周波数よりも低く、前記振動体と前記被駆動体との相対的な移動速度が最大となる第２の周波数を下限とし、前記第１の周波数よりも低く且つ前記第２の周波数よりも高い第３の周波数を前記交流電圧の起動周波数に設定することを特徴とする振動型アクチュエータの制御方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
前記振動型駆動装置が備える振動型アクチュエータの出力を用いて位置決めされる部材と、を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型アクチュエータの制御方法、振動型駆動装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に所定の駆動振動を励起することにより被駆動体と振動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータとして、種々の形態のものが知られている。図１２は、リニア駆動型の振動型アクチュエータの一例である振動型アクチュエータ３００の概略構成と駆動原理を説明する図である。後述する本発明の実施形態に係る並進駆動装置は、振動型アクチュエータ３００を用いて構成されるため、ここで、振動型アクチュエータ３００の構成と駆動原理について説明する。
【０００３】
図１２（ａ）は、振動型アクチュエータ３００の概略構成を示す斜視図である。図１２（ｂ）は、振動型アクチュエータ３００を構成する圧電素子３０４に形成された電極パタ−ンと分極方向を説明する図である。図１２（ｃ）は、振動型アクチュエータ３００を構成する振動体３０５に励起される第１の振動モードを説明する図である。図１２（ｄ）は、振動体３０５に励起される第２の振動モードを説明する図である。
【０００４】
振動型アクチュエータ３００は、振動体３０５と被駆動体３０１を有する。振動体３０５は、弾性体３０３と、２つの突起部３０２と、圧電素子３０４とを有する。説明の便宜上、ここでは、振動体３０５は不図示の固定手段に固定されており、被駆動体３０１が振動体３０５に対して相対的に移動するものとする。突起部３０２は、矩形板状の弾性体３０３の一方の面に弾性体３０３と一体的に形成され又は溶接等により接合されている。電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子３０４は、弾性体３０３において突起部３０２が設けられている面の反対側の面に接着剤等により接合されている。振動体３０５と被駆動体３０１とは、突起部３０２の上面において、不図示の加圧手段によって突起部３０２の突出方向（Ｚ方向）を加圧方向として加圧接触している。
【０００５】
圧電素子３０４に２相の交流電圧ＶＡ，ＶＢを印加して振動体３０５に第１の振動モード及び第２の振動モードの振動を発生させることで、突起部３０２と加圧接触する被駆動体３０１を２つの突起部３０２を結ぶ駆動方向（Ｘ方向）に移動させることができる。具体的には、圧電素子３０４には、２つの突起部３０２を結ぶＸ方向に２等分された電極領域が形成されており、各電極領域における分極方向は、同一方向（＋）となっている。圧電素子３０４の２つの電極領域のうち、図１２（ｂ）の右側の電極領域には交流電圧ＶＢが印加され、左側の電極領域には交流電圧ＶＡが印加される。
【０００６】
交流電圧ＶＢ，ＶＡを、第１の振動モードの共振周波数付近の周波数とし、且つ、同位相とすると、圧電素子３０４全体がある瞬間には伸びて別の瞬間には縮む。その結果、図１２（ｃ）に示す第１の振動モードの振動が振動体３０５に励起される。ここで、突起部３０２は、第１の振動モードの振動で腹となる位置の近傍に設けられているため、Ｚ方向に振動（変位）する。また、交流電圧ＶＢ，ＶＡを第２の振動モードの共振周波数付近の周波数とし、且つ、１８０°ずれた位相とすると、ある瞬間には圧電素子３０４の右側の電極領域が縮むと同時に左側の電極領域が伸び、別の瞬間には逆の関係となる。この結果、振動体３０５には第２の振動モードの振動が発生する。突起部３０２は、第２の振動モードの振動で節となる位置の近傍に設けられているため、Ｘ方向に振動（変位）する。
【０００７】
したがって、第１の振動モードと第２の振動モードの各共振周波数に近い周波数の交流電圧を圧電素子３０４の電極に印加することにより、第１の振動モードと第２の振動モードの各振動とが合成された振動を振動体３０５励起することができる。これにより、突起部３０２はＺ−Ｘ面内で楕円運動を行う。被駆動体３０１は、突起部３０２に励起された楕円運動によって摩擦駆動され、振動体３０５に対してＸ方向に相対移動する。
【０００８】
２相の交流電圧ＶＢ，ＶＡの位相差を変えることによって、第１の振動モードの振幅と第２の振動モードの振動との振幅比を変えることができ、これにより、被駆動体３０１の速度（移動速度）を調整することができる。交流電圧ＶＢ，ＶＡの位相差を変更することにより被駆動体３０１の速度を制御する方法の１つが特許文献１に記載されている。図１３は、振動型アクチュエータ３００の駆動時における位相差、周波数、速度の関係を説明する図である。図１３（ａ）は、制御量と位相差及び周波数の関係を表している。ここでは、制御量の絶対値が小さい領域では位相差を変化させ（位相差制御領域）、制御量の絶対値が大きい領域では周波数を変化させ（周波数制御領域）ており、制御量に応じて位相差による制御と周波数による制御とを切り換えている。位相差制御領域では、周波数は周波数上限値に固定され、位相差が位相差上限値から下限値（例えば＋１２０度〜−１２０度）の範囲で調整されることで、駆動方向の反転や停止と低速領域での速度が制御される。また、周波数制御領域では、位相差は位相差下限値又は上限値に固定され、周波数が周波数上限値から下限値（例えば９８〜９５ｋＨｚ）の範囲で調整されることで、高速領域での速度が制御される。
【０００９】
図１３（ｂ）は、制御量に基づく被駆動体３０１の速度の変化を表している。低速領域（−５０ｍｍ／ｓ〜＋５０ｍｍ／ｓ）では位相差制御が行われ、それ以外の高速領域では周波数制御が行われる。位相差制御では、突起部３０２に生じる楕円運動は楕円比が変化するように制御され、位相差の符号が反転することで楕円運動の方向が変化する。周波数制御では、楕円運動の楕円比は一定のまま、楕円振幅が変化するように制御される。このとき、制御量に対して被駆動体３０１の速度ができる限り線形になるように、位相差と周波数が設定される。このとき、周波数上限値の設定で振動型アクチュエータ３００の特性が変わることが知られており、例えば、特許文献２に記載されているように、周波数上限値を設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第５３２８２５９号公報
【特許文献２】特開平０７−９５７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１に記載された技術では、共振周波数よりも高い周波数を周波数上限値（以下「起動周波数」という）として振動型アクチュエータを起動し、駆動周波数を下げていく制御を行うことにより所望の速度に達するまで加速させている。また、上記特許文献２に記載された技術では、振動型アクチュエータにかかる負荷を判別し、その負荷に応じた起動周波数を設定している。具体的には、負荷が小さいときには起動周波数を低くして素早い起動を実現し、負荷が大きいときには起動周波数を高くして起動不能に陥ることを防いでいる。
【００１２】
しかし、負荷に応じて最適な起動周波数を設定した場合であっても、駆動周波数を下げていく制御では、駆動周波数を下げたときに推力（トルク）が低下してしまい、動作不能になるおそれがある。また、位相差制御と組み合わせて起動周波数を最適化した場合であっても、動作途中で負荷が増加する等して速度が低下した場合には、駆動周波数を下げる制御が行われてしまう。この場合も、駆動周波数を下げると推力が低下するため、負荷に抗して被駆動体を駆動することができる推力を得ることができずに、動作不能になるおそれがある。
【００１３】
本発明は、駆動中の振動型アクチュエータが動作不能に陥ることを回避することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る振動型駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子を有する振動体と、前記振動体と加圧接触する被駆動体とを有し、前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することによって前記振動体に励起される振動により前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータと、前記交流電圧を制御することによって前記振動型アクチュエータの駆動を制御する制御装置と、を備える振動型駆動装置であって、前記振動型アクチュエータには、前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させるための負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合と小さい状態で駆動する場合とがあり、前記制御装置は、前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合には、前記振動型アクチュエータの推力が最も大きくなる周波数を含む所定の周波数範囲にある任意の第１の周波数を前記交流電圧の起動周波数に設定し、前記振動型アクチュエータを前記負荷が相対的に小さい状態で駆動する場合には、前記第１の周波数よりも低く、前記振動体と前記被駆動体との相対的な移動速度が最大となる第２の周波数を下限とし、前記第１の周波数よりも低く且つ前記第２の周波数よりも高い第３の周波数を前記交流電圧の起動周波数に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、駆動中の振動型アクチュエータが動作不能に陥ることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】駆動ユニットの概略構成を示す斜視図及び分解斜視図である。
【図２】駆動ユニットを用いた並進駆動装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】並進駆動装置が備える回転規制部の概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】並進駆動装置における駆動ユニットの駆動形態を模式的に示す図である。
【図５】並進駆動装置を用いた手振れ補正装置を備える撮像装置の概略構成を説明する上面図である。
【図６】並進駆動装置において移動体がロック状態にあるときの平面図である。
【図７】並進駆動装置の駆動制御のフローチャートである。
【図８】駆動ユニットの駆動周波数に対する起動推力及び無負荷速度の特性を示す図である。
【図９】並進駆動装置において移動体をロックする際の駆動条件と支持部材の回転量との関係を示すグラフである。
【図１０】並進駆動装置を駆動する際の指令値と変位の関係を示すグラフである。
【図１１】別の並進駆動装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】周知の振動型アクチュエータの概略構成と駆動原理を説明する図である。
【図１３】振動型アクチュエータの位相差、周波数、速度の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係る振動型駆動装置として、図１２を参照して説明した振動型アクチュエータ３００と同様の構成を有する振動型アクチュエータを用いた並進駆動装置を取り上げることとする。最初に、並進駆動装置に用いられる駆動ユニット構成について説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、並進駆動装置に用いられる駆動ユニット１の概略構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、駆動ユニット１の分解斜視図である。駆動ユニット１は、振動体３０と被駆動体であるスライダ２９とを備える振動型アクチュエータを、並進駆動装置に設置することができるようにユニット化したものである。振動体３０の基本的な構成は、図１２を参照して説明した振動体３０５に準ずる。つまり、振動体３０は、平板状の弾性体と、弾性体の一方の面に設けられた電気−機械エネルギ変換素子（圧電素子）と、弾性体の他方の面に設けられてスライダ２９と加圧接触する突起部とを有しており、駆動原理等についての説明は省略する。また、スライダ２９は、図１２を参照して説明した被駆動体３０１に相当する。
【００１９】
駆動ユニット１において、振動体３０により摩擦駆動されるスライダ２９の上面（振動体３０との摩擦摺動面の反対側の面）には出力軸１０が設けられており、出力軸１０を介して出力を外部に取り出すことが可能となっている。振動体３０の長手方向の両端は、振動体３０を構成する弾性体（振動体３０５の弾性体３０３に相当する）よりも剛性の小さい弾性体２１に連結されており、弾性体２１の一部は基台２０に固定されている。これにより、振動体３０は駆動方向（２つの突起部（振動体３０５の突起部３０２に相当する）を結ぶ方向）に対してロール方向の自由度を持ち、スライダ２９の表面に倣うことができる。そのため、スライダ２９と振動体３０とを安定した加圧接触状態で維持することができる。
【００２０】
３つの転動ボール２４がそれぞれ、スライダ２９において３カ所に形成されたボール受部３３と第１の固定レール２２において２カ所に形成された溝部２７及び第２の固定レール２３に設けられた１カ所の溝部２８に転動可能に挟持されている。第１の固定レール２２と第２の固定レール２３は基台２０に固定され、これにより、スライダ２９の駆動方向と位置が定められている。なお、スライダ２９の移動方向と位置を決める方法は、転動ボール２４を用いる方法に限定されず、スライドレールのように直線的な移動が可能な部材を用いても構わない。
【００２１】
押圧部材３１は、板バネ２５による加圧力を受けて、押圧部材３１に接着された振動絶縁部材３２を介して振動体３０をスライダ２９に加圧接触させている。板バネ２５が発生する加圧力は、板バネ保持部材２６が基台２０の所定位置に固定されることによって決定される。なお、振動絶縁部材３２は、押圧部材３１ではなく、振動体３０に接着されていてもよい。また、板ばね２５に代えて、圧縮コイルバネや円錐バネ等を用いてもよい。駆動ユニット１では、振動体３０に図１２（ｃ），（ｄ）を参照して説明した第１の振動モードと第２の振動モードの振動を所定の位相差で励起することにより、駆動ユニット１の長手方向にスライダ２９を移動させることができる。
【００２２】
次に、駆動ユニット１を用いた並進駆動装置について説明する。図２は、並進駆動装置１００の概略構成を示す平面図である。説明の便宜上、図２に示すように直交座標系（Ｘ軸，Ｙ軸）を定める。なお、並進駆動装置１００Ａの厚み方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向（不図示）とする。
【００２３】
並進駆動装置１００は、駆動ユニット１Ａ，１Ｂ、支持部材２、固定部材３、移動体４、第１の変位センサ６ａ，６ｂ、第２の変位センサ７及び回転規制部４０を備える。駆動ユニット１Ａ，１Ｂはそれぞれ、実質的に図１を参照して説明した駆動ユニット１と同じであるため、詳細な説明は省略する。２つの駆動ユニット１Ａはそれぞれ、出力軸１０Ａの駆動方向がＸＹ平面内においてＸ軸及びＹ軸と略等角度で交差する方向となるように支持部材２に取り付けられている。また、２つの駆動ユニット１Ｂはそれぞれ、出力軸１０Ｂの駆動方向が、ＸＹ平面内において出力軸１０Ａの駆動方向と略直交する方向となるように支持部材２に取り付けられている。支持部材２は、ＸＹ平面内において固定部材３に対して相対的に回転可能に配置されると共に、Ｚ軸方向においては固定部材３に対して実質的に変位が生じないように配置されている。
【００２４】
移動体４には支持コロ５が設けられており、支持コロ５は固定部材３に設けられたコロ受け部に係合している。コロ受け部は、固定部材３の円周方向に沿って一定の長さを有すると共に支持コロ５のＺ軸方向での移動を規制する長孔状に形成されている。よって、支持コロ５は、コロ受け部内を滑らかに摺動可能となっている。駆動ユニット１Ａ，１Ｂの出力軸１０Ａ，１０Ｂ（駆動ユニット１の出力軸１０に対応する）はそれぞれ、移動体４に設けられた長孔状の推力受け部１１Ａ，１１Ｂに対して摺動可能に係合している。推力受け部１１Ａ，１１Ｂの長手方向はそれぞれ、出力軸１０Ａ，１０Ｂの駆動方向と直交する方向となっている。出力軸１０Ａ，１０Ｂが実質的に推力受け部１１Ａ，１１ＢからＺ軸方向での押圧力を受けないように、推力受け部１１Ａ，１１Ｂの幅（短手方向長さ）は、出力軸１０Ａ，１０Ｂの外径と同等に設計されている。
【００２５】
よって、駆動ユニット１Ａ，１Ｂを駆動すると、移動体４は、駆動ユニット１Ａ，１Ｂ以外から推力を受けることなく、推力受け部１１Ａ，１１Ｂを介して出力軸１０Ａ，１０Ｂから推力を受けてＸＹ平面内を移動することができる。つまり、並進駆動装置１００では、移動体４は、支持コロ５とコロ受け部との摺動嵌合と出力軸１０Ａ，１０Ｂと推力受け部１１Ａ，１１Ｂとの摺動嵌合により、Ｚ軸方向での移動が規制された状態でＸＹ平面内の一定範囲において移動可能となっている。
【００２６】
一方で、移動体４のＸＹ平面内での回転は、回転規制部４０によって規制されている。図３は、回転規制部４０の概略構成を示す分解斜視図である。回転規制部４０は、基台３６とスライド部材３５を有する。基台３６が固定部材３に固定されることで、回転規制部４０は固定部材３に取り付けられる。基台３６には、基台３６が固定部材３に固定された状態で駆動ユニット１Ｂの出力軸１０Ｂの駆動方向と略平行な方向に延在するように、長孔状の摺動溝部１６ｂが設けられている。また、基台３６のスライド部材３５側の面には、３カ所にボール受部３７Ａが設けられており、３カ所のボール受部３７Ａのそれぞれに不図示のボール（ベアリング）が配置される。ボール受部３７Ａに配置されるボールは、スライド部材３５と摺動する。
【００２７】
スライド部材３５の上面（基台３６側の面の反対側の面）には、基台３６が固定部材３に固定された状態で駆動ユニット１Ａの出力軸１０Ａの駆動方向と略平行な方向に並ぶように２つの球軸受け１７が配置されている。また、スライド部材３５の上面には、１カ所にボール受部３７Ｂが設けられており、ボール受部３７Ｂには不図示のボール（ベアリング）が配置される。ボール受部３７Ｂに配置されるボールは、移動体４と摺動する。スライド部材３５の下面（基台３６側の面）には、２つの球軸受け１７と同等の構造を有し、移動体４に設けられた長孔状の摺動溝部１６ａと摺動可能に係合する不図示の２つの球軸受けが設けられている。
【００２８】
回転規制部４０が固定部材３に取り付けられた状態では、スライド部材３５の上面に設けられた２つの球軸受け１７は、図２に示されるように、移動体４に設けられた摺動溝部１６ａと摺動可能に係合する。スライド部材３５の下面に設けられた不図示の２つの球軸受けは基台３６に設けられた摺動溝部１６ｂに係合しており、これにより、出力軸１０Ａの駆動方向と平行な方向へのスライド部材３５の移動が規制されている。よって、駆動ユニット１Ａを駆動すると、スライド部材３５の上面に設けられた２つの球軸受け１７が摺動溝部１６ａ内で転動し、移動体４は、出力軸１０Ａの駆動方向へ移動する。一方、駆動ユニット１Ｂを駆動すると、スライド部材３５の下面に設けられた不図示の２つの球軸受けが基台３６に設けられた摺動溝部１６ｂ内を転動し、移動体４とスライド部材３５とが一体となって出力軸１０Ｂの駆動方向へ移動する。こうして、回転規制部４０を設けることにより、移動体４を、ＸＹ平面内で回転させることなく、ＸＹ平面内の任意の方向に移動させることができる。
【００２９】
並進駆動装置１００では、移動体４とスライド部材３５の間に１つのボールが配置され、スライド部材３５と基台３６との間に３つのボールが配置されているため、移動体４、スライド部材３５及び基台３６の位置関係は適切に保たれる。これにより、２つの球軸受け１７と摺動溝部１６ａとのクリアランスと、不図示の２つの球軸受けと摺動溝部１６ｂとのクリアランスのそれぞれを小さくして、がたつきの発生を抑制すると共に摺動負荷を低減させている。なお、本実施形態では、球軸受け１７とボールを用いているが、これに代えて、ＰＴＦＥ等の摩擦係数の小さい材料からなる棒材や摺動ベアリングを用いた構成としてもよい。また、ボールの数は、上記の例に限定されるものではない。更に、移動体４と回転規制部４０に設けた摺動溝部１６ａ，１６ｂの長手方向は、上記のように駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動方向と一致していなくともよく、例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ略平行となるように設ける等、任意の方向に設けることができる。
【００３０】
第１の変位センサ６ａ，６ｂは、固定部材３に取り付けられている。第２の変位センサ７は、支持部材２に取り付けられている。第１の変位センサ６ａは、移動体４のＹ軸方向への移動量を検出し、第１の変位センサ６ｂは、移動体４のＸ軸方向への移動量を検出し、第２の変位センサ７は、支持部材２のθ方向の変位（回転角度）を検出する。なお、移動体４を所定位置にロックするために支持部材２を固定部材３に対して回転させる動作については後述する。
【００３１】
次に、移動体４の駆動方法について具体的に説明する。図４は、移動体４を所定の方向に駆動する際の駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動形態を模式的に示す平面図である。図４（ａ）は、移動体４をθ＝３１５°方向に駆動する際の駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動形態を示している。この場合、駆動ユニット１Ｂは駆動されず、２つの駆動ユニット１Ａのそれぞれに、出力軸１０Ａに実線矢印で示す駆動力Ｄ１，Ｄ３を発生させる。これにより、合成された駆動力Ｄ１＋Ｄ３によって移動体４を３１５°方向に駆動することができる。図４（ｂ）は、移動体４をθ＝４５°方向に駆動する際の駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動形態を示している。この場合、駆動ユニット１Ａは駆動されず、２つの駆動ユニット１Ｂのそれぞれに、出力軸１０Ｂに実線矢印で示す駆動力Ｄ２，Ｄ４を発生させる。これにより、合成された駆動力Ｄ２＋Ｄ４によって移動体４を４５°方向に駆動することができる。
【００３２】
図４（ｃ）は、移動体４をθ＝０°方向（Ｘ軸方向のプラス方向）に駆動する際の駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動形態を示している。この場合、２つの駆動ユニット１Ａにそれぞれ実線矢印で示す駆動力Ｄ１，Ｄ３を発生させ、且つ、２つの駆動ユニット１Ｂにそれぞれ実線矢印で示す駆動力Ｄ２，Ｄ４を発生させる。これにより、合成された駆動力Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４により、移動体４を０°方向に駆動することができる。図４（ｄ）は、移動体４をθ＝９０°方向（Ｙ軸方向のプラス方向）に駆動する際の駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動形態を示している。この場合、駆動ユニット１Ａのそれぞれに実線矢印で示す駆動力Ｄ１´，Ｄ３´を発生させ、且つ、２つの駆動ユニット１Ｂのそれぞれに実線矢印で示す駆動力Ｄ２，Ｄ４を発生させる。これにより、合成された駆動力Ｄ１´＋Ｄ２＋Ｄ３´＋Ｄ４により、移動体４を９０°方向に駆動することができる。
【００３３】
図４（ｅ）は、移動体４をＸＹ平面内で回転させるための推力を発生させる際の駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動形態を示している。駆動ユニット１Ａのそれぞれに実線矢印で示す駆動力Ｄ１，Ｄ３´を発生させ、且つ、２つの駆動ユニット１Ｂのそれぞれに実線矢印で示す駆動力Ｄ２，Ｄ４´を発生させる。これにより、合成された駆動力Ｄ１´＋Ｄ２＋Ｄ３´＋Ｄ４により、図４（ｅ）に破線矢印で示すように反時計まわりに移動体４をＸＹ平面内で回転させる推力が移動体４に与えられる。しかしながら、上述したように、移動体４のＸＹ平面内での回転は回転規制部４０により規制されている。一方で、駆動ユニット１Ａ，１Ｂが配置されている支持部材２は、ＸＹ平面内で固定部材３に対して回転可能となっている。その結果、駆動ユニット１Ａ，１Ｂが移動体４からの反力を受けて、支持部材２が破線矢印方向の逆方向に回転することになる。
【００３４】
このようにして支持部材２を回転させることで、並進駆動装置１００では、移動体４がロックされた状態（以下「ロック状態」という）とアンロックされた状態（以下「アンロック状態」という）とを切り替えることができる。例えば、並進駆動装置１００を用いた像ぶれ補正装置を備える撮像装置を三脚等で固定して撮影する場合、意図せずに移動体４が動いてしまうと、画像や映像にぶれが生じてしまうおそれがある。よって、移動体４が動かないように、移動体４を所定位置にロック（固定）する必要が生じる。
【００３５】
図５は、並進駆動装置１００を用いた手振れ補正装置を備える撮像装置２００の概略構成を説明する上面図である。撮像装置２００は、大略的に、撮像素子（不図示）を有する撮像装置本体５１と、撮像装置本体５１に対して着脱自在なレンズ鏡筒５２から構成されている。レンズ鏡筒５２は、複数のレンズ群５３と、並進駆動装置１００を用いた像ぶれ補正装置を有する。レンズ鏡筒５２を通過した光束は、撮像素子に結像する。撮像素子は、結像した光学像を光電変換により電気信号に変換し、撮像装置２００が備える画像処理回路へ出力する。画像処理回路は、受信した電気信号から画像データを生成する。
【００３６】
像ぶれ補正装置は、並進駆動装置１００の移動体４の中心孔に像ぶれ補正レンズ５４が取り付けられることによって形成されている。並進駆動装置１００は、図１に示したＸＹ平面がレンズ鏡筒５２の光軸方向と略直交するようにレンズ鏡筒５２に配置される。よって、像ぶれ補正レンズ５４を光軸と直交する面内で移動させることによって、手ぶれ等に起因する像ぶれを補正して、明瞭な画像を撮像することができる。なお、像ぶれ補正装置は、像ぶれ補正レンズ５４を光軸と直交する面内で駆動する構成に限られず、撮像素子を光軸と直交する面内で駆動する構成によって実現してもよい。この場合、移動体４の中心孔に撮像素子を配置した並進駆動装置１００を撮像装置本体５１に配設すればよい。
【００３７】
図６は、移動体４がロック状態にあるときの並進駆動装置１００の平面図である。図２にも示されているが、並進駆動装置１００の支持部材２には３本の係合ピン８が設けられており、移動体４には３カ所に係合部９が設けられている。図４（ｅ）を参照して説明したように、移動体４を反時計まわりに回転させようとすると、その反力によって支持部材２が時計まわりに回転することで係合ピン８と係合部９とが係合し、移動体４はロック状態となる。なお、移動体４がどの位置にあったとしても、係合ピン８と係合部９とが係合する際には、支持部材２の外径円と移動体４の中心に設けられた中空円とが同心円となる位置に調整されるようになっている。
【００３８】
移動体４のロック状態を解除して移動体４をアンロック状態にするためには、支持部材２を反時計まわりに回転させればよい。つまり、図４（ｅ）に示されているすべての駆動力を逆向きに発生させればよい。図２に示すアンロック状態から図６に示すロック状態へ移行させる際の支持部材２の回転角度を第２の変位センサ７によって検出し、検出角度を並進駆動装置１００の制御装置（不図示）に記憶しておく。移動体４をロック状態からアンロック状態に戻す際には、記憶しておいた支持部材２の回転角度と等しい回転角度だけ、アンロック状態からロック状態へ移行させる際の支持部材２の回転方向とは逆の方向に支持部材２を回転させればよい。なお、本実施形態では、係合ピン８と係合部９との係合により移動体４をロックする構成としているが、移動体４のロック状態とアンロック状態とを切り替えることができれば、その手段や方法は制限されない。
【００３９】
次に、並進駆動装置１００の制御方法について説明する。図７は、並進駆動装置１００の駆動制御のフローチャートである。並進駆動装置を備える電子機器では、電源オフの状態にあるとき（非使用時）には、並進駆動装置１００の移動体４はロック状態で保持されていることが望ましい。そこで、ここでは、電子機器の電源がオフからオンに切り替えられることにより、ステップＳ１の処理が開始されるものとする。
【００４０】
図７のフローチャートの各処理は、並進駆動装置の制御装置（不図示）が、第１の変位センサ６ａ，６ｂ及び第２の変位センサ７からの出力信号に基づき、駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動を制御することによって実現される。制御装置は、演算処理部と、演算処理部からの指令に従って駆動ユニット１Ａ，１Ｂへの給電を行う電源回路を有する。演算処理部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、電子部品及び電気部品を有し、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開することにより、制御装置を構成する各種部品の動作が制御される。なお、演算処理部は、各部の処理の全部又は一部を論理回路により実現するＡＳＩＣ等の専用プロセッサであってもよい。また、演算処理部は、ソフトウェア（プログラム）による実装とハードウェアによる実装のいずれも可能であり、ソフトウェアとハードウェアとの組合せによって実装されていてもよい。
【００４１】
ステップＳ１において制御装置は、第１の変位センサ６ａ，６ｂ及び第２の変位センサ７の原点をリセットし、各センサの読み取り値をＸ＝Ｘ０、Ｙ＝Ｙ０、θ＝θ０に設定し、これらの値を制御原点として記憶する。ステップＳ２において制御装置は、移動体４のロック状態を解除するか否かを判定する。移動体４を駆動する必要がない場合にはロック状態を解除する必要はない。そのため、制御装置は、ロック状態を解除しないと判定した場合（Ｓ２でＮＯ）、処理をステップＳ３へ進め、ロック状態を解除する判定した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、処理をステップＳ４へ進める。ステップＳ３において制御装置は、ロック状態を解除する指令（ロック解除指令）を受信したか否かを判定する。ロック解除指令は、例えば、電子機器のユーザが、電子機器の入力手段を操作することによって、入力手段を介して制御装置に指示される。制御装置は、ロック解除指令を受信するまで待機し（Ｓ３の判定を繰り返し）（Ｓ３でＮＯ）、ロック解除指令を受信したと判定した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、処理をステップＳ４へ進める。
【００４２】
ステップＳ４において制御装置は、起動周波数として第１の周波数を設定し、また、駆動ユニット１Ａ，１Ｂの振動体３０に励起する２つの振動モード（図１２を参照して説明した第１の振動モードと第２の振動モード）の位相差を設定する。位相差は、例えば−９０°〜９０°の範囲とすることができ、具体的には、７０°或いは１１０°とすることができる。続くステップＳ５において制御装置は、移動体４のロック状態を解除するために、ステップＳ４で設定した駆動条件での駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動を開始する。ステップＳ６において制御装置は、支持部材２が所望の角度θ＝θ１となるまで移動したことを第２の変位センサ７で検知した時点で駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動を停止し、これにより、ロック解除動作は停止される。ロック解除動作では、確実に移動体４を動作させるために、速度よりも推力を重視し、図１３を参照して説明した位相差制御のみを使っており、これにより、所謂オーバーシュート量を抑制して、支持部材２の位置決めを行うことができる。
【００４３】
ステップＳ７において制御装置は、ロック解除された状態での第１の変位センサ６ａ，６ｂ及び第２の変位センサ７により検出位置を移動体４の並進動作時の原点として再設定する。具体的には、ステップＳ６でロック解除が終了したときに検出されたＸ＝Ｘ１、Ｙ＝Ｙ１をＸ１→Ｘ０、Ｙ１→Ｙ０となるように再設定する。但し、θについては、再度、ロック動作を行う際に必要となるためにリセットせず、検出されたθ１をそのまま記憶しておく。なお、ステップＳ５において、移動体４の位置がＸ＝Ｘ０、Ｙ＝Ｙ０となるように移動体４のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動量を制御してもよい。Ｘ軸方向及びＹ軸方向への移動量を制御するのは、ロック解除動作の直後に行ってもよいし、ロック解除動作中にＸ軸方向及びＹ軸方向への移動を制御することによって行ってもよい。その場合、ロック状態とロック解除状態とでは、移動体４のＸ０とＸ１、Ｙ０とＹ１の値がそれぞれ略等しくなるため、ステップＳ７で行っている原点の再設定を省略することが可能となる。
【００４４】
続くステップＳ８において制御装置は、第２の周波数、第３の周波数及び位相差を設定する。ステップＳ８での位相差は、ステップＳ４での設定よりも移動体４を高速駆動させることができるように、ステップＳ４で設定した位相差よりも大きな範囲、例えば−１２０°〜１２０°に設定される。
【００４５】
ここで、ステップＳ４で設定される第１の周波数とステップＳ８で設定される第２の周波数及び第３の周波数について説明する。図８は、駆動周波数を変えながら駆動ユニット１の起動推力と無負荷速度を測定した結果を示すグラフである。起動推力とは、駆動ユニット１のスライダ２９に所定の負荷（例えば、１ｋｇｆ）をかけた状態で駆動ユニット１に発生する推力であり、図８において破線で示されている。なお、起動推力は、スライダ２９を引張試験機のロードセルに接続し、スライダ２９を駆動したときにロードセルを引っ張る力の強さによって計測してもよい。無負荷速度とは、駆動ユニット１のスライダ２９に外部から負荷を与えずにスライダ２９を往復させた際のスライダ２９の速度であり、図８において実線で示されている。図８から、起動推力が最大となる駆動周波数と無負荷速度が最大となる駆動周波数とにはずれ（差）があることがわかる。ここで、起動推力がロック解除動作に必要な推力より大きくなる周波数の範囲を第１の周波数の範囲とし、この範囲内の任意の周波数が第１の周波数として設定される。同様に、無負荷速度が最大となるときの周波数は、第２の周波数として設定される。
【００４６】
第３の周波数について、第３の周波数を第１の周波数と一致させると、推力の最も大きい領域を使うことができるが、瞬時に速度を上げることができない。一方、第３の周波数を第２の周波数と一致させると、速度の最も大きくなる領域を使うことができるが、推力が小さくなり起動不能になるおそれがある。また、一般的に、駆動周波数が共振周波数に近付くにしたがって消費電力が大きくなる。そのため、前述したように並進駆動装置１００が像ぶれ補正装置として組み込まれている撮像装置２００では、オートフォーカスやズーム等の他の用途に使える余剰電力が小さくなってしまうと考えられる。よって、並進駆動装置１００での駆動に必要な電力は小さいことが望ましい。速度、推力及び消費電力の３つの要素のバランスを考慮すると、図８に示すように、第３の周波数を第１の周波数と第２の周波数の中間の周波数とすることが望ましい。例えば、第１の周波数として第２の周波数より２．０ｋＨｚ高い周波数を設定し、第３の周波数として第２の周波数より１．０ｋＨｚ高い周波数を設定することができる。
【００４７】
なお、駆動ユニット１を構成する振動体３０には、構成部品である弾性体や圧電素子等の加工公差等の影響によって、共振周波数等の特性に個体差が生じる。そのため、第１の周波数、第２の周波数及び第３の周波数が、並進駆動装置１００を構成する４つの駆動ユニット１Ａ，１Ｂのそれぞれで異なる可能性がある。そこで、４つの駆動ユニット１Ａ，１Ｂのそれぞれについて、起動推力及び無負荷速度を測定し、測定結果に基づいて４つの駆動ユニット１Ａ，１Ｂごとに第１の周波数、第２の周波数及び第３の周波数を設定することが望ましい。並進駆動装置１００では、このような周波数設定を行った場合であっても、各周波数の差を最大でも約１．０ｋＨｚ程度に抑えることができる。なお、４つの駆動ユニット１Ａ，１Ｂの特性が略一致している場合には、第１の周波数、第２の周波数及び第３の周波数のそれぞれに、すべての駆動ユニット１Ａ，１Ｂで共通の値を用いることができる。
【００４８】
図７の説明に戻る。ステップＳ９において制御装置は、移動体４を駆動する指令があったか否かを判定する。例えば、並進駆動装置１００が像ぶれ補正装置として撮像装置２００に組み込まれている場合には、撮像装置２００又は像ぶれ補正装置に設けられた加速度センサがぶれを検知する。すると、撮像装置２００の制御装置は像ぶれを補正するために移動体４を駆動する指令を並進駆動装置１００へ送る。並進駆動装置１００がＸＹテーブル等のステージに用いられている場合には、ステージを所定の方向に移動させる入力信号が移動体４を駆動する指令となる。制御装置は、移動体４を駆動する指令があるまで待機し（Ｓ９でＮＯ）、移動体４を駆動する指令があったと判定した場合（Ｓ９でＹＥＳ）、処理をステップＳ１０へ進める。
【００４９】
ステップＳ１０において制御装置は、移動体４の駆動を開始する。ステップＳ１１において制御装置は、必要な移動体４の移動距離、移動方向及び速度が得られるように制御量を設定し、指令速度を算出し、起動周波数を第３の周波数として、指令速度が得られるように位相差を制御する。位相差制御では、図１３を参照して説明したように、制御量の絶対値が増えると位相差が大きくなる。そのため、位相差が予め定められた上限値又は下限値に達したときには、位相差制御から周波数制御への切り替えが必要となる。よって、ステップＳ１２において制御装置は、第１の変位センサ６ａ，６ｂ及び第２の変位センサ７が検知した変位量とステップＳ１１で指令した操作量とを比較し、制御量と移動体４の移動量との偏差が所定の閾値以上か否かを判定する。制御装置は、偏差が閾値以上であると判定した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、処理をステップＳ１３へ進め、偏差が閾値未満であると判定した場合（Ｓ１２でＮＯ）、処理をステップＳ１４へ進める。
【００５０】
ステップＳ１３において制御装置は、駆動周波数を変更する制御を行う。制御装置は、例えば、位相差を−１２０°又は１２０°に固定し、且つ、周波数の下限を第２の周波数に設定することにより、駆動周波数を下げ過ぎて速度が低下することのないようにする。ステップＳ１４において制御装置は、移動体４の駆動が終了したか否かを判定する。制御装置は、第１の変位センサ６ａ，６ｂ及び第２の変位センサ７の検知信号に基づき、移動体４が目標位置へ移動したと判定した場合に、移動体４の駆動が終了したと判定する。制御装置は、移動体４の駆動が終了していないと判定した場合（Ｓ１４でＮＯ）、処理をステップＳ９へ戻し、移動体４の駆動が終了したと判定した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、処理をステップＳ１５へ進める。
【００５１】
ステップＳ１５において制御装置は、移動体４をロックするか否かを判定する。例えば、並進駆動装置１００が像ぶれ補正装置として組み込まれている撮像装置２００の場合、電源オフの指示（操作）が行われると、移動体４がロックされた後に電源が落とされる。制御装置は、移動体４をロックしないと判定した場合（Ｓ１５でＮＯ）、本処理を終了させ、移動体４をロックすると判定した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、処理をステップＳ１６へ進める。ステップＳ１６において制御装置は、駆動ユニット１Ａ，１Ｂの起動周波数として第１の周波数を設定すると共にその位相差を設定する。ステップＳ１７において制御装置は、ステップＳ１６で設定した駆動条件で駆動ユニット１Ａ，１Ｂの駆動を開始する。
【００５２】
ステップＳ１８において制御装置は、回転量がθ＝θ０となったところでロック動作を停止し、これにより本処理は終了となる。このとき、移動体４の位置が（Ｘ０，Ｙ０）にないときには、係合ピン８が移動体４を押して（Ｘ０，Ｙ０）の位置へ移動させることになる。この場合、係合ピン８と移動体４との間に摩擦負荷が発生し、より強い力が必要になるため、ロック動作を行う前にＸ＝Ｘ０、Ｙ＝Ｙ０となるように制御を行ってもよい。これにより、ロック動作の最後の係合ピン８と係合部９とが係合するときにだけ摩擦負荷が発生するようになり、ロック動作に必要な力を小さくすることができる。
【００５３】
図９は、移動体４のロック動作を行う際の駆動条件と支持部材２の回転量との関係を示すグラフである。図９に示す破線は、制御方法として、周波数範囲を９６ｋＨｚ〜９５ｋＨｚ（起動周波数を第３の周波数、下限周波数を第２の周波数）として周波数制御を行ったときの結果を示す参考例である。この場合には、移動体４が目標値の手前で停止してしまっている。これに対し、図９に示す実線は、第１の周波数として９７ｋＨｚを設定し、位相差制御のみを用いて駆動したときの結果を示す実施例であり、目標値まで確実に移動させることが可能となっている。これらのことから、起動時の位相差を小さくし、負荷が大きいとき（例えば、速度が低下したときや駆動不能なとき等）には位相差を大きくすることで、位相差制御の効果を最大限に引き出すことができることがわかる。こうして、移動体４のロック動作を行うときに大きな推力が得られるように制御することで、係合ピン８と係合部９とが係合する際の摩擦力を大きくする設計が可能となり、より強い力で移動体４をロックすることが可能になる。
【００５４】
図１０は、図５に示した像ぶれ補正装置としての並進駆動装置１００を駆動する際の指令値と実際の変位との関係を示すグラフである。図１０（ａ）は、ぶれとして正弦波を発生させたときの指令値をプロットしている。図１０（ｂ）は、指令値に対してぶれ補正を行ったときの、偏差（補正精度）に与える起動周波数の影響を示すグラフである。図１０（ｂ）中の破線のグラフは、起動周波数を第１の周波数（例えば９７ｋＨｚ）とし、最低周波数を第２の周波数（例えば９５ｋＨｚ）として位相差制御及び周波数制御を用いて駆動した結果を示している。一方、図１０（ｂ）中の実線のグラフは、起動周波数を第３の周波数（例えば９６ｋＨｚ）とし、最低周波数を第２の周波数（例えば９５ｋＨｚ）として位相差制御及び周波数制御を用いて駆動したときの結果を示している。起動周波数を低くした場合（実線のグラフ）に偏差の絶対値が小さくなっており、このことは、目標値に対するずれが小さく、高い精度でぶれが補正されていることを示している。つまり、像ぶれ補正を行う場合には、ロック動作やアンロック動作とは異なり、共振周波数に近い周波数領域を用いて移動体４の速度が大きくなる制御を行うことにより、振幅の大きいぶれや周波数の高いぶれに対して高い精度でぶれを補正することができる。
【００５５】
上記説明の通り、本実施形態では、駆動ユニット１Ａ，１Ｂを、起動時の負荷が大きい場合や負荷の変化が大きいときには、推力が大きくなる周波数で起動し、位相差を制御して低速で駆動させる。一方、負荷が小さく、且つ、負荷の変化が小さいときには、推力が大きくなる周波数から共振周波数までの範囲内で位相差又は周波数を制御して駆動ユニット１Ａ，１Ｂを駆動する。その具体例として、並進駆動装置１００では、移動体４のロック動作を行うときは、推力が低下する周波数制御を行わずに、速度よりも推力を重視して推力が最も高くなる第１の周波数を用いて位相差制御のみを行う。これにより、移動体４のロック動作を確実に行うことができ、移動体４が動作不能になるのを防止することができる。また、移動体４のアンロック状態を維持したままで移動体４を駆動する際には、図１０を参照して説明したように、移動体４の速度が最大となる第２の周波数を含むように周波数制御も行うことで、高速且つ高精度な動作を実現することができる。
【００５６】
次に、上述した並進駆動装置１００の変形例について説明する。図１１は、並進駆動装置１００Ａの概略構成を示す平面図である。並進駆動装置１００Ａは、図２に示した並進駆動装置１００が備える回転規制部４０を備えておらず、支持部材２が固定部材３に対して回転不能となっている点で並進駆動装置１００と異なっているが、その他の構成は同じである。そのため、並進駆動装置１００Ａの構成要素のうち並進駆動装置１００の構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略し、以下に並進駆動装置１００Ａに特有の動作についてのみ説明する。なお、並進駆動装置１００Ａは、並進駆動装置１００と比較すると、部品点数が減少するために、組み立てが容易になり、また、コストダウンを図ることができ、更に摺動負荷が小さくなるためにより高精度な駆動が可能となる。
【００５７】
並進駆動装置１００Ａの駆動制御は、図７に示したフローチャートに従うが、移動体４のロック動作の態様が、並進駆動装置１００での移動体４のロック動作の態様と異なる。具体的には、並進駆動装置１００Ａには、並進駆動装置１００と同様に、支持部材２に３本の係合ピン８が設けられ、移動体４には３カ所に係合部９が形成されている。よって、移動体４をロックするためには、係合ピン８と係合部９とを摩擦力により係合させる必要がある。ここで、並進駆動装置１００Ａでは、回転規制部４０を備えていないために、移動体４を回転させることができる。そこで、図４（ｅ）に示したように、移動体４を反時計まわりに駆動させるための駆動力を駆動ユニット１Ａ，１Ｂに発生させることにより、移動体４を反時計まわりに回転させて、係合ピン８と係合部９とを係合させる。これにより、移動体４をロック状態とすることができる。移動体４のロック状態を解除してアンロック状態とする際には、移動体４を時計まわりに回転させるように、駆動ユニット１Ａ，１Ｂを駆動すればよい。なお、移動体４のロック時の回転量を記憶しておき、アンロック時の回転量をロック時に記憶しておいた回転量と等しくなるようにすることで、ロック前の状態に戻すことができる。並進駆動装置１００Ａでの移動体４のアンロック動作とロック動作とのそれぞれに図７のステップＳ４，Ｓ１６の条件を採用することで、確実に移動体４を駆動することができる。
【００５８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、複数の駆動ユニット１を用いて駆動対象物である移動体４を駆動する形態について説明したが、駆動対象物は駆動ユニット１を構成するスライダ２９（被駆動体）自体であってもよい。つまり、スライダ２９を負荷が相対的に大きい状態で駆動する場合と小さい状態で駆動する場合とがあれば、主に図７乃至図１０を参照して説明した本発明に係る振動型アクチュエータの制御方法を用いることができる。また、本発明に係る振動型アクチュエータの制御方法は、図１２に示した振動型アクチュエータ３００とは異なる構造を有する振動型アクチュエータの駆動制御にも用いることができる。例えば、円環状の振動体と被駆動体とが加圧接触し、振動体における被駆動体との摩擦摺動面に楕円振動又は進行波を生成させることで振動体と被駆動体とを相対的に回転変位させる振動型アクチュエータにも、本発明の適用は可能である。
【００５９】
更に、駆動ユニット１を用いた並進駆動装置１００の応用例として、撮像装置の像ぶれ補正装置とＸＹテーブル等のステージを取り上げた。しかし、並進駆動装置１００は、これらに限られず、ＸＹ平面内での駆動や位置決めが必要な部材を備える各種の電子機器に適用することができる。並進駆動装置１００，１００Ａとして、４個の駆動ユニット１を備える構成を取り上げたが、駆動ユニット１の数は、例えば、３個であってもよく、その場合でも４個の駆動ユニット１を備える構成と同様の制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ，１Ｂ    駆動ユニット
２    支持部材
３    固定部材
４    移動体
８    係合ピン
９    係合部
１０，１０Ａ，１０Ｂ    出力軸
２９    スライダ
３０    振動体
１００，１００Ａ    並進駆動装置
【図１】
2018061347.tif 000003
【図２】
2018061347.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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