(57)【要約】【目的】  駆動対象物を移動範囲の端部で停止させる駆動装置において、駆動対象物を端部で精度よく停止させ、且つ、駆動対象物の振動を低減する。【解決手段】  電気−機械エネルギ変換素子２を備える振動体６及び振動体と接触している被駆動体１１７を有する振動型アクチュエータ２３と、振動型アクチュエータを制御する制御装置２１と、を備え、振動型アクチュエータと接続している駆動対象物を移動範囲内で移動する駆動装置であって、制御装置は、振動型アクチュエータに前記駆動対象物を端部側に移動する方向の駆動力を発生させる第１のステップと、駆動対象物と端部に配置されている当接部材とが接触する前に駆動力を小さくする第２のステップと、駆動対象物と当接部材とが接触した後も駆動対象物が当接部材を押すように駆動力を発生させる第３のステップと、を行うように制御する。【選択図】  図６
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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備える振動体、及び前記振動体と接触している被駆動体、を有する振動型アクチュエータと、
前記振動型アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置から前記電気−機械エネルギ変換素子に交流信号を印加することにより前記振動体に振動を励起し、前記振動によって前記振動体と前記被駆動体とが相対移動することにより、前記振動型アクチュエータと接続している駆動対象物を移動範囲内で移動する駆動装置であって、
前記制御装置は、前記駆動対象物を前記移動範囲の端部まで移動する場合、前記振動型アクチュエータに前記駆動対象物を前記端部側に移動する方向の駆動力を発生させる第１のステップと、前記駆動対象物と前記端部に配置されている当接部材とが接触する前に前記駆動力を小さくする第２のステップと、前記第２のステップの後に、前記駆動対象物と前記当接部材とが接触した後も前記駆動対象物が前記当接部材を押すように前記駆動力を与える第３のステップと、を行うように制御する
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第３のステップにおいて、前記駆動対象物と前記当接部材とが接触する前に前記駆動力を大きくする
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記交流信号は複数の交流電圧を含み、
前記制御手段は、前記複数の交流電圧のそれぞれの周波数又は電圧の少なくとも一方を制御することにより、前記駆動力を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記振動体と前記被駆動体との相対位置を検出する位置検出部を有し、
前記制御装置は、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記振動型アクチュエータを制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記交流信号は、複数の交流電圧を含み、
前記制御装置は、
前記駆動体と前記被駆動体との相対速度又は前記駆動体と前記被駆動体との相対位置に基づいて前記複数の交流電圧のそれぞれの周波数を制御する周波数制御部と、
前記駆動体と前記被駆動体との相対移動方向に基づいて前記複数の交流電圧の位相差を制御する位相差制御部と、
前記相対位置に基づいて前記複数の交流電圧を制御する電圧制御部と、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記周波数制御部及び前記電圧制御部の少なくとも一方が、前記駆動力を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記周波数制御部は、前記周波数を大きくすることにより前記第２のステップを行う
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記電圧制御部は、前記電圧を小さくすることにより前記第２のステップを行う
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記周波数制御部は、前記駆動対象物が設定位置に到達したら前記周波数を小さくすることにより、前記第３のステップを行い、
前記設定位置は、前記駆動対象物の移動方向において前記第２のステップを開始する位置と前記当接部材との間である
ことを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記電圧制御部は、前記駆動対象物が設定位置に到達したら前記電圧を大きくすることにより前記第３のステップを行い、
前記設定位置は、前記駆動対象物の移動方向において前記第２のステップを開始する位置と前記当接部材との間である
ことを特徴とする請求項５から９のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記設定位置は、前記駆動対象物と前記当接部材とが接触しない位置である
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記振動型アクチュエータは、前記駆動対象物を回転するアクチュエータであり、
前記制御装置は、前記位置検出部の検出結果を用いて取得した前記駆動対象物が前記端部に到達するまでの残角度に基づいて、前記振動型アクチュエータを制御する
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記残角度が設定値以下になったら前記第３のステップを行い、
前記設定値は、０より大きく５ｄｅｇ以下である
ことを特徴とする請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記第３のステップの後に、前記駆動力を停止する
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の駆動装置と、
前記振動型アクチュエータと接続している駆動対象物と、を有する
ことを特徴とする装置。
【請求項１６】
撮像素子と、
撮影光軸上に侵入する位置と前記撮影光軸上から退避する位置とを移動可能なミラーと、
前記ミラーを回転する駆動力を発生する駆動装置と、を有し、
前記駆動装置は、請求項１から１４のいずれか一項に記載の駆動装置である
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
前記ミラー又は前記駆動装置の前記被駆動体の位置を検出するセンサを更に有する
ことを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【請求項１８】
電気−機械エネルギ変換素子を備える振動体及び前記振動体と接触している被駆動体を有し、前記電気−機械エネルギ変換素子に複数の交流電圧が印加されることにより前記振動体に振動を励起し、前記振動によって前記振動体と前記被駆動体とが相対移動することにより駆動対象物を移動させる振動型アクチュエータの駆動方法であって、
前記駆動対象物を前記移動範囲の端部まで移動する場合に、
前記振動型アクチュエータの駆動力により前記駆動対象物を移動する第１のステップと、
前記駆動対象物が前記端部に配置されている当接部材と接触する前に、前記駆動力を小さくする第２のステップと、
前記駆動力を大きくする第３のステップと、
前記駆動対象物と前記当接部材とが接触した後も前記駆動力を与える第４のステップと、を有する
ことを特徴とする駆動方法。
【請求項１９】
前記第３のステップは、前記第２のステップの後且つ前記駆動対象物と前記当接部材とが接触する前に行う
ことを特徴とする請求項１８に記載の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、これを用いる撮像装置及び振動型アクチュエータの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非電磁駆動式のアクチュエータとして、振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に励起した振動により振動体と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が知られている。振動体は、例えば、弾性体と、弾性体に接合されている圧電素子等の電気−機械エネルギ変換素子と、を有する。振動型アクチュエータでは、電気−機械エネルギ変換素子に交流の駆動電圧を印加することにより振動体に高周波振動を発生させ、発生した振動エネルギを振動体と被駆動体との相対移動という機械運動として取り出す。
【０００３】
振動型アクチュエータによって駆動対象物を高速に駆動する場合、駆動対象物が移動範囲の端部に配置されているストッパ等の当接部材に衝突して、衝撃音が生じることがある。
【０００４】
このような課題に対し、特許文献１には、レンズの合焦位置を検出すべくサーチ駆動を実行する場合、レンズが至近端または無限遠端点に到達してストッパに衝突する衝撃及び騒音を低減する技術が記載されている。具体的には、特許文献１には、可動レンズの距離コード板上に可動レンズの移動限界位置直前の位置を仮想端点として検出する端点検出パターンを設け、コード検出手段が仮想端点を検出すると、レンズ駆動手段によるレンズ駆動を停止することが記載されている。これにより、駆動対象物が移動範囲を制限する当接部材に衝突する前に減速制御が行われるため、駆動対象物がストッパ等の当接部材に衝突する衝撃及び騒音を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような減速制御では、駆動対象物が当接部材に到達する前に駆動装置による駆動が停止することがある。また、駆動対象物が当接部材に確実に当接するように減速制御した場合、駆動対象物と当接部材との衝突によって生じた振動により、駆動対象物が移動方向と反対側に戻り、当接部材と接触していない状態で停止してしまう恐れがある。
【０００７】
上述の課題に鑑み、本発明は、駆動対象物を移動する駆動装置において、駆動対象物を移動範囲の端部で従来よりも精度よく停止させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子を備える振動体、及び前記振動体と接触している被駆動体、を有する振動型アクチュエータと、前記振動型アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、制御装置から前記電気−機械エネルギ変換素子に交流信号を印加することにより前記振動体に振動を励起し、前記振動によって前記振動体と前記被駆動体とが相対移動することにより、前記振動型アクチュエータと接続している駆動対象物を移動範囲内で移動する駆動装置であって、前記制御装置は、前記駆動対象物を前記移動範囲の端部まで移動する場合、前記振動型アクチュエータに前記駆動対象物を前記端部側に移動する方向の駆動力を発生させる第１のステップと、前記駆動対象物と前記端部に配置されている当接部材とが接触する前に前記駆動力を小さくする第２のステップと、前記駆動力を大きくし、前記駆動対象物と前記当接部材とが接触した後も前記駆動対象物が前記当接部材を押すように前記駆動力を発生させる第３のステップと、を行うように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面としての駆動装置によれば、駆動対象物を移動範囲の端部で従来よりも精度よく停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の駆動装置の構成を説明するブロック図。
【図２】実施形態の制御装置における制御量決定部の構成を説明するブロック図。
【図３】実施形態の制御装置における周波数制御部の構成を説明するブロック図。
【図４】実施形態の振動型アクチュエータに印加に印加する交流電圧の駆動周波数とモータ速度との関係を説明する図。
【図５】図５（ａ）は、電圧制御部の入出力を示すブロック図。図５（ｂ）は、メインミラーを回転駆動した場合の残角度とパルス幅の関係を示す図。図５（ｃ）は、メインミラーの状態を説明する図。
【図６】実施形態の制御装置が振動型アクチュエータを駆動する場合のタイミングチャート。
【図７】従来の制御装置が振動型アクチュエータを駆動する場合のタイミングチャート。
【図８】実施形態の駆動方法を説明するフローチャート。
【図９】駆動装置を用いてミラーを回転した場合のミラーからの検出信号をあらわす図。
【図１０】実施形態の振動型アクチュエータの構成を説明する模式図。
【図１１】実施形態の撮像装置の構成を説明する模式図。
【図１２】実施形態の駆動部を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態）
本実施形態の駆動装置２０について、説明する。本実施形態の駆動装置２０は、撮像装置３０において、撮像装置３０のミラーを、撮影光軸上に侵入する位置と撮影光軸上から退避する位置とを移動することに用いられる。撮像装置３０は、デジタル一眼レフカメラである。
【００１２】
駆動装置２０は、振動型アクチュエータ２３と、制御装置２１とを有する。振動型アクチュエータ２３は、制御装置２１から電気−機械エネルギ変換素子に交流信号を印加することにより振動体６に振動を励起する。そして、励起された振動によって振動体６と被駆動体１１７とが相対移動することにより、振動型アクチュエータ２３と接続している駆動対象物３３に駆動力を与えるモータである。
【００１３】
従来、ミラーの駆動は、ばねチャージ式又は電磁モータ駆動方式等で行っていた。しかし、カメラによる撮影時のコマ速を高速化に伴い、ミラーの駆動速度を従来よりも速くしたい場合、従来の駆動方式では、ミラーの駆動速度を早くするとミラーが端部に到達する際に十分にブレーキが効かないことがある。その結果、端部に配置されている当接部材である位置決めダボにミラーが衝突する恐れがある。また、ギヤのバックラッシやリンク部のガタによってミラーの駆動の制御性が低下してしまうため、位置決め用ダボヘの衝突によって生じるバウンドや衝突音を完全になくすことは容易でない。これに対し、本実施形態の駆動装置２０を用いれば、その摩擦駆動の特徴を活かしてミラーの急減速を行い、従来よりも駆動対象物の振動や衝突音を低減できる可能性がある。また、本実施形態の駆動装置２０を用いれば、ミラーを高速に移動しつつ、ミラーを移動範囲の端部で従来よりも高精度に停止させることが可能である。
【００１４】
［撮像装置の構成］
撮像装置３０の構成について、図１１（ａ）、図１１（ｂ）を参照して説明する。図１１（ａ）は、撮影レンズを外した状態の撮像装置３０を、被写体側より見た模式図である。カメラ本体３１内には、不図示の撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス３２が設けられており、ミラーボックス３２内にミラーが配置されている。ミラーは、メインミラー（クイックリターンミラー）３３及びサブミラー３５を含む。不図示の撮像部は、撮影レンズを通過した撮影光軸上に設けられている。
【００１５】
図１１（ｂ）は、カメラ本体３１の構造を説明するカメラ本体３１の断面の模式図である。カメラ本体３１の撮像部には、受光した被写体像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の受光素子である撮像素子３６が設けられている。
【００１６】
メインミラー３３及びサブミラー３５は、撮影者がファインダ接眼窓３４から被写体像を観察するために撮影光軸に対して４５°の角度で配置される状態と、光を撮像素子３６の方向へ導くために撮影光軸から退避した位置に配置される状態と、を取り得る。すなわち、メインミラー３３及びサブミラー３５は、撮影光軸上に侵入する位置と撮影光軸上から退避する位置とを移動可能に構成されている。
【００１７】
カメラによる撮影時のコマ速を上げるためには、メインミラー３３及びサブミラー３５を高速に往復動作して、上述の２つの状態を高速に切り換える必要がある。本実施形態では、駆動装置２０を用いてメインミラー３３及びサブミラー３５を移動範囲内で移動することにより、メインミラー３３及びサブミラー３５を高速に往復動作して、上述の２つの状態を切り替える。すなわち、メインミラー３３及びサブミラー３５は、駆動装置２０で駆動される駆動対象物である。以降の説明では、駆動装置２０の駆動対象物であるメインミラー３３及びサブミラー３５を、単にミラーと呼ぶことがある。
【００１８】
本実施形態では、メインミラー３３の駆動軸上に、駆動装置２０の振動型アクチュエータ２３の出力軸１０が連結しており、振動型アクチュエータ２３の回転駆動力によってメインミラー３３を往復駆動する。サブミラー３５は、リンク機構を介してメインミラー３３と連結され、一体となって回転動作する。
【００１９】
なお、メインミラー３３の駆動軸と振動型アクチュエータ２３とは、直接連結していてもよいし、ギヤ又はリンク機構等を介して連結していてもよい。なお、本実施形態では、メインミラー３３と振動型アクチュエータ２３とが接続しているが、これに限らず、サブミラー３５と振動型アクチュエータ２３とが直接、あるいは、ギヤ又はリンク機構等を介して接続していてもよい。
【００２０】
ミラーボックス３２内には、メインミラー３３が、撮影光軸に対する上述の２つの状態で停止するように、メインミラー３３の移動範囲の両端部に、メインミラー３３を突き当てて当接させる第１の当接部材３７ａ、第２の当接部材３７ｂを有する。
【００２１】
駆動装置２０の振動型アクチュエータ２３は、駆動力を発生し、その駆動力によりメインミラー３３及びサブミラー３５を移動範囲内で移動させる。撮像装置３０は、第１の当接部材３７ａと接して静止状態であるメインミラー３３を加速し、第２の当接部材３７ｂ側に一定速度で移動させた後に減速して第２の当接部材３７ｂで停止させる。これをミラーアップ動作と呼ぶ。また、撮像装置３０は、第２の当接部材３７ｂと接して静止状態であるメインミラー３３を加速し、一定速度で移動した後に減速して第１の当接部材３７ａで停止させる。これをミラーダウン動作と呼ぶ。撮像装置３０は、振動型アクチュエータ２３の駆動力を制御して、ミラーアップ動作とミラーダウン動作とを交互に行うことにより、メインミラー３３を移動範囲内で高速に往復動作させる。
【００２２】
本実施形態の撮像装置３０は、ミラーアップ動作を行う場合、メインミラー３３が第２の当接部材３７ｂに到達する直前又は到達と同時又は到達した直後に、メインミラー３３が第２の当接部材３７ｂを押すように振動型アクチュエータ２３が駆動力を与える。また、ミラーダウン動作を行う場合、メインミラー３３が第１の当接部材３７ａに到達する直前又は到達と同時又は到達した直後に、メインミラー３３が第１の当接部材３７ａを押すように振動型アクチュエータ２３が駆動力を与える。
【００２３】
従来の駆動装置は、駆動装置によって移動する対象物が当接部材に突き当たる衝撃を避けるために高速にモータを減速させているが、減速動作を強くかけ過ぎると当接部材の手前でミラーが停止してしまい、停止精度を確保できなくなる。また、本実施形態の撮像装置３０において、メインミラー３３が当接部材に確実に突き当たるように減速させた場合、モータとミラーのリンク部とのガタ又はたわみにより、ミラーが予想よりも早く当接部材３７ａ、３７ｂと当たってしまう恐れがある。これにより、モータ停止後もミラーのバウンドが続いてしまったり、メインミラー３３が当接部材３７ａ、３７ｂと衝突して戻ってきた状態で停止してしまったりすることがある。
【００２４】
これに対し、本実施形態では、ミラーの減速時に、ミラーが当接部材３７ａ、３７ｂを押すように振動型アクチュエータ２３の駆動力を与えながら停止整定させる。このような構成にすることにより、ミラーが端部に当たる衝撃によって移動方向の反対側に戻る揺り戻しを低減することができる。そのため、駆動対象物であるミラーを端部ａ、ｂで従来よりも精度よく停止させることができる。
【００２５】
また、ミラーが端部ａ、ｂに移動した後、ミラーの振動が許容範囲ないになるまで待機してから撮像動作を行う必要があるが、ミラーを当接部材３７ａ、３７ｂに押し当てることにより、発生した振動が許容範囲内に収まるまでの時間を短くすることができる。そのため、カメラによる撮影時のコマ速を向上することができる。
【００２６】
［駆動装置の構成］
駆動装置２０の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の駆動装置２０の構成を説明するブロック図である。
【００２７】
駆動装置２０は、振動型アクチュエータ２３、位置検出部（位置センサ）１５０及び制御装置２１を有する。
【００２８】
＜振動型アクチュエータ＞
振動型アクチュエータ２３は、棒状の振動体６、被駆動体１１７及びセンサ相１１１を有する棒状振動型アクチュエータである。振動型アクチュエータ２３は、棒状の振動体６の摩擦部に円運動又は楕円運動を発生させ、摩擦部に圧接した被駆動体１１７を相対的に回転させる超音波モータである。振動型アクチュエータ２３は、例えば、カメラに設けられたミラー、シャッター、レンズなどを駆動するためのアクチュエータとして用いられる。センサ相１１１は、振動体６の振動状態を電気的に検出する。
【００２９】
振動型アクチュエータ２３の構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、振動型アクチュエータ２３の構成を説明する模式図である。
【００３０】
図１０（ａ）において、振動型アクチュエータ２３は、棒状の振動体６と、振動体６の摩擦部と加圧接触している回転体５と、を有する。
【００３１】
振動体６は、摩擦部とくびれ部と挟持部とが一体に形成されている２つの振巾拡大部材１、電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子２、圧電素子２に電力を供給するためのフレキシブルプリント基板１２、及びこれらの部材を支える支持部材３、を有する。２つの振巾拡大部材１は、圧電素子２、フレキシブルプリント基板１２及び支持部材３を挟持固定しており、これにより棒状の振動体６が構成される。
【００３２】
振動型アクチュエータ２３の内径部には軸受７が圧入されており、出力軸１０に対して振動体６の位置決めをしている。そして、圧電素子２に加えた電圧により、振動体６は２つの曲げ振動を合成して両端部に首ふり運動を生じる。この首ふり運動により、両端部の摩擦部の摩擦摺動面には円又は楕円運動を発生する。
【００３３】
回転体５は、振動体６と加圧接触する被駆動体１１７である。回転体５にはプレス加工により作製されたステンレス鋼製の段付きパイプ状の摩擦部材４が接着剤、ろう付けあるいは溶接により接合されている。摩擦部材４の端面は加圧バネ１１により、摩擦摺動面に圧接されている。そのため、振動体６の摩擦部に発生した円又は楕円運動により、回転体５と振動体６とが相対的に移動する。本実施形態では、回転体５が回転する構成である。
【００３４】
回転体５の回転力は、回り止めを介して出力軸１０に伝えられる。加圧バネ１１による反力は２つの加圧受け部材８で受けている。加圧受け部材８と出力軸１０及び回り止めは接着剤にて接合されているため回転体５の回転力は確実に出力軸１０に伝達される。なお、接着剤の代わりにレーザ等によるスポット溶接やろう付けで接合してもよい。出力軸１０はケース側軸受け９に支持されている。ケースはケース１３、１４に分離されていて、振動体６全体を支持する支持部材３をはさみ込んで固定している。
【００３５】
本実施形態では、ミラー駆動軸と振動型アクチュエータ２３の出力軸１０とを連結させることにより、撮像装置３０のミラーを回転動作させる。その際、ミラーの回転位置及び速度は、図１０（ｃ）に示す出力軸１０上に取付けられた円板スケール１００１の反射光を対向する光学センサ１００２を用いて検出される。
【００３６】
＜位置検出部＞
位置検出部１５０は、被駆動体１１７の位置を取得する位置センサである。位置検出部１５０としては、回転又はリニアエンコーダ等が用いられる。位置検出部１５０での検出結果は、制御装置２１の相対位置検出部１０９及び相対速度検出部１１３に送られる。
【００３７】
＜制御装置＞
制御装置２１は、振動型アクチュエータ２３の駆動を制御する。具体的には、制御装置２１は、圧電素子２にＡ相、Ｂ相の交流電圧を印加することにより、振動型アクチュエータ２３を駆動する。その際、制御装置２１は、圧電素子２に印加する複数の交流電圧の周波数、電圧及び位相差の少なくとも１つを調整することにより、回転体５の速度、つまり、振動型アクチュエータ２３が発生する駆動力を制御する。振動型アクチュエータ２３の駆動力を制御することにより、駆動対象物であるミラーの移動速度及び移動方向等を制御することができる。
【００３８】
制御装置２１の構成について、図１を参照して説明する。なお、以降の説明において、「振動型アクチュエータ２３を駆動する」とは、振動体６に励起する２つの曲げ振動を制御することにより、被駆動体１１７と振動体６の相対的な位置、速度の変化を制御することを指す。また、以下の説明では、便宜上、振動体６は不図示の固定手段に固定されており、制御装置２１は、被駆動体１１７を移動体として振動体６に対して移動させるように振動型アクチュエータ２３を駆動するものとして説明を行う。
【００３９】
制御装置２１は、指令部１１０、相対速度検出部１１３、制御量決定部１２０、及び駆動部１４０を有する。
【００４０】
指令部１１０は、例えば、ＣＰＵやＰＬＤ（ＡＳＩＣを含む）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器等の各種の電子デバイス、電気部品を有し、振動型アクチュエータ２３の駆動を制御するための情報を含む信号を生成する。指令部１１０は、指令値決定部１０１、位置比較部１０２、位置指令生成部１１８及び相対位置検出部１０９を有する。
【００４１】
位置指令生成部１１８は、制御サンプリング毎（時間毎）に、ミラー３２の目標位置を出力する。
【００４２】
相対位置検出部１０９は、位置検出部１５０の検出結果としての出力信号に基づき、被駆動体１１７の相対位置を検出する。
【００４３】
位置比較部１０２は、位置指令生成部１１８から出力された目標位置と、相対位置検出部１０９で取得した相対位置と、の偏差を逐次算出する演算部である。本実施形態ではミラーを回転駆動するため、位置比較部１０２は、目標位置としての目標回転角と検出されたミラーの回転角との偏差を算出する。例えば、ミラーを第１の当接部材３７ａと接している状態から第２の当接部材３７ｂと接する位置まで移動する場合、第１の当接部材３７ａから第２の当接部材３７ｂに到達するために必要な回転角から、ミラーの回転角を引いた残角度を偏差として用いる。位置比較部１０２で算出された偏差は指令値決定部１０１に送られる。
【００４４】
指令値決定部１０１は、取得した偏差に基づいて、速度、電圧及び駆動方向等の情報を有する各指令値を取得し、信号を出力する。なお、指令値決定部１０１は、本実施形態のように偏差を用いて各指令値を決定する構成に限らず、ミラーの回転角又は駆動対象物の移動速度、モータの回転速度等を用いて各指令値を取得する構成でもよい。残角度等の偏差を用いる構成は、より精度の高い制御を行うことができるため好ましい。
【００４５】
本実施形態では、振動型アクチュエータを用いてミラーを回転する構成となっているが、振動型アクチュエータを用いて駆動対象物を並進移動する構成も考えられる。その場合は、指令値決定部１０１は、目標位置から駆動対象物の移動距離を引いた値を偏差として用いて各指令値を取得する、又は、上述にように駆動対象物の移動距離又は移動速度、モータの回転速度等を用いて各指令値を取得すればよい。
【００４６】
相対速度検出部１１３は、位置検出部１５０からの出力信号に基づき、被駆動体１１７の相対速度を検出する。
【００４７】
制御量決定部１２０は、制御量決定部１２０は、周波数制御部１０３と、電圧制御部１０４と、位相差制御部１０５と、を有する。制御量決定部１２０は、指令部１１０からの信号と、ミラーの目標位置までの偏差（残偏差）と、相対速度等に基づいて、振動型アクチュエータ２３に印加する複数の交流電圧の周波数、電圧及び位相差の制御量を決定する。具体的には、周波数制御部１０３が交流電圧の周波数を、電圧制御部１０４が交流電圧のデューティ比を、位相差制御部１０５が複数の交流電圧同士の位相差を決定する。
【００４８】
制御量決定部１２０の構成について、図２を参照して説明する。図２は、制御装置２１における制御量決定部１２０の構成を説明するブロック図である。
【００４９】
周波数制御部１０３は、指令値決定部１０１からの速度指令と相対速度検出部１１３からの速度との差（速度偏差）を用いて、ミラーが指令された速度で移動するように、振動型アクチュエータ２３に印加する複数の交流信号の周波数を制御する。具体的には、まず、指令値決定部１０１からの速度指令と、相対速度検出部１１３からの相対速度を用いて速度偏差が算出され、周波数制御部１０３に入力される。速度偏差は後述のＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２１、ＰＩＤ制御部１２２、変換部１２３によって演算され、周波数を制御量として駆動部１４０へ出力される。
【００５０】
周波数制御部１０３の構成について説明する。周波数制御部１０３は、ＬＰＦ１２１と、ＰＩＤ制御部１２２と、変換部１２３と、を有する。図３は、周波数制御部１０３の構成を説明するブロック図である。
【００５１】
ＬＰＦ１２１は、指令値決定部１０１からの速度指令と、相対速度検出部１１３からの相対速度を用いて算出された速度偏差を取得し、取得した速度偏差の高域のノイズをカットする。ＬＰＦ１２１からの出力信号は、ＰＩＤ演算部１２２に入力される。ＰＩＤ演算部１２２は、積分器３０１と微分器３０２とを有し、比例ゲイン（Ｐ）と積分ゲイン（Ｉ）と微分ゲイン（Ｄ）との各乗算結果が加算される。
【００５２】
変換部１２３は、ＰＩＤ演算部１２２での演算結果を、振動型アクチュエータ２３を駆動する制御量の１つである周波数に変換する。変換部１２３では、まず、絶対値を算出し、周波数ゲイン（Ｆ）を乗算する。駆動開始時に設定される初期周波数ｆ０からこれを減算し、周波数リミット３０３で最大周波数と最少周波数を制限してから周波数を出力する。以上のように、周波数制御部１０３は、周波数を操作して、振動型アクチュエータ２３の速度制御を行う。
【００５３】
振動型アクチュエータ２３に印加する交流電圧の駆動周波数とモータ速度との関係を、図４に示す。図４は、振動型アクチュエータ２３に印加に印加する交流電圧の駆動周波数とモータ速度との関係を説明する図であり、横軸が駆動周波数、縦軸がモータ速度である。振動型アクチュエータ２３は、駆動周波数を高域から低域にスイープすると、モータ速度が上がる。例えば、最高速度１０００ｒｐｍで制御を行う場合、高域の初期周波数ｆ０（６２ｋＨｚ）でモータを起動して、周波数の低域にスイープする。その際、制御装置２１は、最高速度１０００ｒｐｍになる周波数を含む初期周波数ｆ０と下限周波数ｆ１（５９．７ｋＨｚ）との間の範囲ＲＳで周波数をスイープする。なお、上述の周波数ゲイン（Ｆ）は、駆動周波数とモータ速度との特性カーブの傾きである速度変化率を目安として設定するとよい。本実施例では、０．５ｒｐｍ／Ｈｚとする。
【００５４】
電圧制御部１０４は、振動型アクチュエータ２３に印加する交流信号のパルス幅を操作することで、振動型アクチュエータ２３の駆動力を調整する。本実施形態では、電圧制御部１０４は、目標位置に対する残角度に応じて振動型アクチュエータ２３の駆動力を小さくすることにより、ミラーの移動速度を減速していき、さらに、目標位置直前で端部に配置されている当接部材を押す制御を行う。
【００５５】
電圧制御部１０４は、パルス幅設定部１２４、リミット１２５及び判定部１２６を有する。電圧制御部１０４は、指令値決定部１０１からの電圧指令と、ミラーの目標位置への残角度と、に基づいて交流電圧のパルス幅を変更する。
【００５６】
パルス幅設定部１２４は、指令値決定部１０１からの電圧指令に基づいて交流電圧のパルス幅を設定する。また、位置比較部１０２で得られた残角度が入力され、残角度と設定値との比が求められる。求められた残角度と設定値との比に応じて、０≦Ｘ≦１の範囲内でＸが設定され、これがパルス幅設定部１２４で設定されたパルス幅と乗算される。その結果得られたパルス幅が駆動部１４０に出力される。
【００５７】
判定部１２６は、残角度が所定の値以下であるかを判定し、所定の値以下である場合には、移動範囲の端部に配置されている当接部材を押す駆動力を与えるためのパルス幅を駆動部１４０に出力する。
【００５８】
位相差制御部１０５は、切替部１２７を有する。位相差制御部１０５は、指令値決定部１０１からの駆動方向指令に基づいて、振動型アクチュエータ２３に印加する２相の交流信号の位相差を操作することで、振動体６と回転体５との相対移動方向を制御する。その結果、位相差制御部１０５は、モータの駆動方向、すなわちミラーの回転方向を切り換える。具体的には、位相差制御部１０５は、指令値決定部１０１から入力された駆動方向指令に基づいて、切替部１２７で位相差が＋９０度と−９０度とで切り替えられる。切替部１２７からの位相差は、制御量として駆動部１４０へ出力される。
【００５９】
駆動部１４０は、交流信号生成部１０６及び昇圧回路１０７を有する。
【００６０】
交流信号生成部１０６は、制御量決定部１２０から出力された制御量に基づいて、２相の交流信号を生成する。具体的には、制御量決定部１２０から出力された制御量は、駆動部１４０の交流信号生成部１０６に入力され、交流信号生成部１０６は、制御量決定部１２０から入力された周波数、パルス幅、位相差の各制御量に基づいて、矩形波の交流信号を生成する。これにより、振動型アクチュエータ２３に供給する駆動電圧ＶＡ、ＶＢを生成するための交流信号（交流パルス信号）の周波数、パルス幅及び位相差が調整される。
【００６１】
交流信号生成部１０６は、例えば、ＣＰＵや関数発生器、スイッチング回路等を有する。交流信号生成部１０６は、生成した２相の交流信号を昇圧回路１０７へ出力する。
【００６２】
昇圧回路１０７は、交流信号生成部１０６から出力された交流信号を所定の電圧値に昇圧して、交流の駆動電圧ＶＡ、ＶＢを生成する。生成した駆動電圧は、振動体６の圧電素子２に印加される。これにより、被駆動体１１７が振動体６により摩擦駆動され、被駆動体１１７を所定の方向に所定速度で回転させることができる。
【００６３】
上述の通り、被駆動体１１７の相対速度は位置検出部１５０と相対速度検出部１１３によって検出され、制御量決定部１２０にフィードバックされる。また、被駆動体１１７の相対位置も同様に、位置検出部１５０と相対位置検出部１０９によって検出され、指令部１１０にフィードバックされる。
【００６４】
駆動部１４０の構成について、図１２（ｂ）を参照して説明する。図１２（ｂ）は、本実施形態の駆動部１４０の構成を説明するブロック図である。なお、駆動部１４０において、圧電素子２に印加される駆動電圧ＶＡ、ＶＢの生成に用いられる部分の構成は同じであるため、以降の説明では、駆動電圧ＶＡの生成に用いられる部分について述べる。
【００６５】
交流信号生成部１０６は、パルス信号生成部１６５と、スイッチング回路１６０と、を有する。また、昇圧回路１０７は、コイル１６２と、トランス１６３と、を有する。なお、昇圧回路１０７の構成はこれに限らず、例えば、コイル１６２及びトランス１６３のどちらか一方のみを有する構成でもよい。
【００６６】
パルス信号生成部１６５は、制御量決定部１２０からの情報に基づいて、制御量決定部１２０からの情報に応じた位相差、周波数及びパルス幅の情報を有する矩形のＡ相パルス信号と、Ａ相パルス信号とは位相が１８０度ずれたＡ相反転パルス信号を生成する。図１２（ａ）に、パルス信号生成部１６５で生成されるパルス信号を示す。パルス信号生成部１６５で生成されたＡ相パルス信号及びＡ相反転パルス信号は、スイッチング回路１６０に入力される。
【００６７】
スイッチング回路１６０は、電源１６１から供給された直流電圧を入力されたパルス信号のタイミングでスイッチング動作させ、矩形波の交流信号を生成する。なお、パルス信号生成部１６５で生成されるパルス信号のパルス幅をデューティ比で表した場合、交流信号生成部１０６で生成される交流信号のパルス幅も同じデューティ比で表される。
【００６８】
交流信号生成部１０６から出力される交流信号は、昇圧回路１０７に入力されて所定の電圧値に昇圧されることでｓｉｎ波の駆動電圧ＶＡに変換され、圧電素子２の一方の電極（Ａ相）に印加される。
【００６９】
なお、圧電素子２の他方の電極（Ｂ相）に印加される駆動電圧ＶＢの生成に用いられるＢ相パルス信号は、Ａ相パルス信号に対して、制御量決定部１２０から出力された位相差の情報に基づく所定の位相差を有するように生成される。Ｂ相反転パルス信号は、Ｂ相パルス信号とは位相が１８０度ずれるように生成される。ｓｉｎ波の駆動電圧ＶＢは、駆動電圧ＶＡと同様に生成される。
【００７０】
［振動型アクチュエータの駆動方法］
制御装置２１による振動型アクチュエータ２３の制御方法について、図８を参照して説明する。
【００７１】
制御装置２１は、メインミラー３３を、メインミラー３３の移動範囲の一方の端部から他方の端部に移動する場合に、メインミラー３３を他方の端部側に移動するための駆動力を発生する第１のステップを行う。また、制御装置２１は、メインミラー３３が他方の端部に到達する前に振動型アクチュエータ２３の駆動力を小さくして減速を行う第２のステップを行うように制御する。さらに、制御装置２１は、第２のステップの後、ミラーが他方の端部に配置されている当接部材に接触した状態でミラーを当接部材に押し当てるように駆動力を発生する第３のステップと、を行うように制御する。
【００７２】
以降の説明では、ミラーを端部ａから端部ｂに回転移動する場合を例にとって、駆動方法についてより詳細に説明する。なお、メインミラー３３を端部ｂから端部ａに移動する場合も、駆動力の方向及びメインミラー３３の移動方向が逆になる以外は以降の説明と同様の方法で制御できる。
【００７３】
本実施形態では、メインミラー３３を回転する場合、まず、制御装置２１は、目標位置に基づいて指令値決定部１０１からの電圧指令によって駆動パルスをＯＮにし、電圧制御部１０４のパルス幅設定部１２４で起動時の駆動電圧のパルス幅を設定する。これにより、振動型アクチュエータ２３が、ミラーを端部ｂ側に回転移動するための駆動力を発生する。ここでは、起動時のパルス幅を５０％とし、目標位置Ａ１を端部ａから端部ｂまでの回転角である６０ｄｅｇに設定する。
【００７４】
位置比較部１０２は、目標位置と相対位置とを用いて目標位置までの残角度を算出する。残角度が減速開始位置として設定した設定値Ａ２になると、電圧制御部１０４が、振動型アクチュエータ２３の駆動力を小さくする減速動作を開始する。減速動作では、電圧制御部１０４が、残角度が小さくなるほどパルス幅を５０％から下げるように制御することにより、振動型アクチュエータ２３の駆動力を小さくしてミラーを減速する。本実施形態では、電圧制御部１０４は、減速動作を開始する残角度の設定値Ａ２を２０ｄｅｇとし、制御サンプリング毎に検出される残角度と設定値Ａ２との比（Ｘ＝残角度／設定値）を算出して、これに５０％を乗算することで線形にパルス幅を下げていく。したがって、減速開始から目標位置に向かってパルス幅が５０％から０％になるよう駆動電圧が変化する。
【００７５】
その後、制御装置２１は、ミラーが設定位置に到達したら、ミラーと当接部材とが接触した状態でミラーを当接部材に押しあてるような駆動力を与えるように制御する。具体的には、減速中に、位置比較部１０２が残角度を取得し、判定部１２６が、残角度が第３のステップを開始する残角度の設定値Ａ３以下（設定値以下）になったと判定したら、振動型アクチュエータ２３の駆動力を大きくするように制御する。
【００７６】
本実施形態では、設定値Ａ３をミラーが端部ｂに到達する直前である４ｄｅｇに設定し、判定部１２６で残角度が４ｄｅｇ以下であると判定したら、電圧制御部１０４がパルス幅を再び上げるように切り替える操作を行う。本実施形態では、残角度が４ｄｅｇになった時点で、電圧制御部１０４がパルス幅を３０％に切り替える。
【００７７】
なお、設定値Ａ３は０ｄｅ以上で且つＡ２より小さければよい。しかし、駆動対象物と振動型アクチュエータ２３との連結部分のガタ、駆動対象物のしなり等により、相対位置検出部１０９で取得した相対位置と実際のミラーの動きとが異なり、ミラーが予定よりも早く当接部材に当たる恐れがある。そのため、０ｄｅｇより大きく５ｄｅｇ以下の範囲で端部押し制御に切り替えることが好ましい。このように操作されるパルス幅を制御量として、駆動部１４０へ出力される。
【００７８】
ここで、電圧制御部１０４がパルス幅を変更する動作について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、電圧制御部１０４の入出力を示すブロック図である。図５（ａ）に示したように、電圧制御部１０４は、指令値決定部１０１からの電圧指令及び位置比較部１０２からの残角度に基づいて、駆動電圧のパルス幅を制御する。
【００７９】
図５（ｂ）は、メインミラー３３を回転駆動した場合の残角度とパルス幅の関係を示す図である。図５（ｂ）において、横軸は残角度、縦軸はパルス幅である。図５（ｃ）は、メインミラー３３の移動の状態を説明する図である。
【００８０】
図５（ｂ）では、メインミラー３３が移動を開始する残角度６０ｄｅｇの状態（ｉ）では、パルス幅は５０％に設定され、周波数による速度制御１３１が行われ、起動から最高速度までモータが加速される。周波数による速度制御１３１は、残角度が減速開始位置としての設定値Ａ２に到達した状態（ｉｉ）になるまで行われる。残角度が設定値Ａ２に到達すると、端部ｂの直前までは残角度に応じた電圧制御１３２が行われる。具体的には、残角度が２０ｄｅｇになると、振動型アクチュエータ２３に印加される駆動電圧のパルス幅は、残角度に比例して小さくなり、振動型アクチュエータ２３に印加される交流信号電圧も下がっていく。交流信号電圧が下がると駆動力が小さくなるため、モータ速度が減速し、メインミラー３３の回転速度も減速する。
【００８１】
その後、判定部１２６が、残角度が設定値Ａ３である４ｄｅｇに到達した状態（ｉｉｉ）であると判定したら、制御装置２１が端部押し制御１３３を開始する。端部押し制御１３３では、振動型アクチュエータ２３に印加される駆動電圧のパルス幅が３０％に設定される。その後、残角度が０ｄｅｇになった後もパルス幅３０％の駆動電圧を振動型アクチュエータ２３に印加することにより、振動型アクチュエータ２３が駆動力を発生する。そのため、メインミラー３３は、第２の当接部材３７ｂに押しあてられる。これにより、メインミラー３３が第２の当接部材３７ｂに接触した際に振動が発生しても、その振動を従来よりも早く低減することができる。なお、第３のステップを行う場合、制御装置２１は、交流信号のパルス幅を調整することにより、端部を押す方向の駆動力を制御することができる。
【００８２】
ここからは、制御装置２１が第１〜第３のステップを行うタイミングについて、図６を参照して説明する。図６は、制御装置２１が振動型アクチュエータ２３を駆動する場合のタイミングチャートであり、図６（ａ）は横軸が時間、縦軸が回転角であり、図６（ｂ）は横軸が時間、縦軸がパルス幅である。また、図６（ｃ）は、横軸が時間、縦軸が周波数であり、図６（ｄ）は横軸が時間、縦軸が速度である。
【００８３】
時刻ｔ０に駆動が開始された振動型アクチュエータ２３は、まず、周波数による速度制御１３１により第１のステップが行われる。具体的には、制御装置２１によってモータ速度が所定の値（本実施形態では、１０００ｒｐｍ）になるように速度制御され、パルス幅を５０％に維持したまま周波数制御部１０３が周波数を低域側に操作する。これにより、メインミラー３３が端部ｂ側に回転移動する。メインミラー３３は、周波数が低域側に操作されることにより加速し、１０００ｒｐｍで略一定となる。
【００８４】
メインミラーが端部ｂ側に回転移動すると、時刻ｔ１でモータの回転角が４０ｄｅｇ、すなわち残角度が２０ｄｅｇであることが検知される。時間ｔ１で残角度が２０ｄｅｇであることが検知されると、残角度に応じた電圧制御１３２により、第２のステップの減速動作が行われる。具体的には、電圧制御部１０４が、振動型アクチュエータ２３に印加される交流信号のパルス幅を残角度に応じて下げることにより、減速動作が行われる。このとき、減速するように速度指令値を下げることにより、周波数は高域側へ操作される。
【００８５】
その後、時刻ｔ２で、回転角が５６ｄｅｇ、すなわち残角度が４ｄｅｇであることが検知されると、制御装置２１は、第３のステップとして端部押し制御１３３を行う。具体的には、残角度が４ｄｅｇ以下になると、制御装置２１は、振動型アクチュエータ２３の駆動力が大きくなるように、パルス幅を３０％に設定する。
【００８６】
端部押し制御１３３を行っている途中の時刻ｔ３に、メインミラー３３が端部ｂに配置されている第２の当接部材３７ｂと接触する。メインミラー３３と第２の当接部材３７ｂとが接触した後も、振動型アクチュエータ２３の駆動力が与えられるため、メインミラー３３は、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間に第２の当接部材を押すようにモータ駆動力が与えられ、停止整定される。このような構成にすることにより、メインミラー３３が第２の当接部材３７ｂに当たる衝撃によって発生する揺り戻しやバウンドを低減することができ、メインミラー３３を第２の当接部材３７ｂと接触した状態で、精度よく停止させることができる。また、メインミラー３３に振動が発生しても、振動がなくなるまでの時間を従来よりも短くすることができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、第１のステップを周波数制御部１０３による周波数制御によって行い、第２のステップ及び第３のステップを電圧制御部１０４による電圧制御によって行っている。しかし、各ステップにおいて、振動型アクチュエータ２３の駆動力を制御する方法はこれに限らず、周波数、パルス幅、位相差のいずれか１つを制御してもよいし、これらを組み合わせて制御してもよい。第２のステップと第３のステップとは、異なる制御方法で制御してもよい。
【００８８】
例えば、第２のステップ及び第３のステップを、周波数制御部１０３又は位相差制御部１０５を用いて行ってもよい。周波数制御部１０３が第２のステップ及び第３のステップを行う場合、第２のステップによるモータの減速時は周波数を高域側にスイープし、残角度がＡ２になったら周波数を振動体６の共振側である低域側に戻すことで駆動力を与えることができる。また、位相差制御部１０５が第２のステップ及び第３のステップを行う場合、第２のステップによるモータの減速時は位相差を９０ｄｅｇから０ｄｅｇにスイープする。残角度が設定値Ａ２に到達したら位相差を９０ｄｅｇに戻すことで同様に駆動力を与えることができる。ここで、位相差が０ｄｅｇの場合は駆動力がゼロとなる。
【００８９】
なお、駆動電圧のパルス幅と振動型アクチュエータ２３の駆動力とは線形の関係にあるため、より精度の高い制御を行うためには、第２のステップ及び第３のステップは、電圧制御部１０４によって行うことが好ましい。
【００９０】
制御装置２１による振動型アクチュエータ２３の駆動方法について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態の制御装置２１が振動型アクチュエータ２３の駆動方法の一例を説明するフローチャートである。制御装置２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有しており、図８のフローチャートの各処理は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに展開し、制御装置２１の各部の動作を制御することにより実現される。
【００９１】
制御装置２１は、振動型アクチュエータ２３の駆動を開始すると、第１のステップ（ステップＳ１）、第２のステップ（ステップＳ２）及び第３のステップ（ステップＳ３）をこの順に行う。
【００９２】
第１のステップＳ１について詳細に説明する。最初に、振動型アクチュエータ２３で駆動対象物であるミラーの目標位置が設定され、目標位置に基づいて指令部１１０から速度、電圧、駆動方向の情報を有する指令値が出力される。指令値に基づいて周波数制御部１０３、電圧制御部１０４及び位相差制御部１０５のそれぞれに、起動初期値が設定される。駆動パルスがＯＮされ、駆動部１４０から交流信号が振動型アクチュエータ２３に印加され、駆動が開始される（ステップＳ１０１）。ここでは、起動初期値としてパルス幅５０％、周波数６２ｋＨｚ、位相差＋９０ｄｅｇが設定される。
【００９３】
その後、速度指令に基づき、周波数制御部１０３が、モータが所定の速度になるように駆動周波数を下げる制御を行う（ステップＳ１０２）。本実施形態では、周波数制御部１０３は、速度指令に基づき、モータ速度が１０００ｒｐｍになるように周波数制御を行う。位置比較部１０２は、目標回転角と位置検出部１５０で検出される回転角とを用いて、残角度を制御周期毎に逐次検出する（ステップＳ１０３）。制御量決定部１２０は、残角度と減速開始角度とを比較し（ステップＳ１０４）、残角度が２０ｄｅｇより大きい場合はステップＳ１０２の周波数制御を継続し、残角度が２０ｄｅｇ以下になると第２のステップＳ２を行う。なお、ここでは残角度が２０ｄｅｇで減速動作を開始しているが、減速開始角度はこれに限らず、適宜設定できる。
【００９４】
第２のステップＳ２では、まず、減速動作を開始する（ステップＳ２０１）。減速動作が開始されると、周波数制御部１０３は、速度指令を０ｒｐｍとして周波数を上げる操作を行う（ステップＳ２０２）。位置比較部１０２は、制御周期毎に残角度を逐次検出し（ステップＳ２０３）、電圧制御部１０４が、残角度に応じてパルス幅を下げる制御を行う（ステップＳ２０４）。これにより、振動型アクチュエータ２３が発生する駆動力を小さくする減速制御が行われる。
【００９５】
続いて、制御量決定部１２０が、上述のステップＳ１０３、Ｓ１０４と同じように取得した残角度と押し制御開始角度とを比較し、残角度が設定値Ａ３以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。そして、残角度が設定値Ａ３より大きければステップＳ５に戻り、残角度が設定値Ａ３以下であれば第３のステップＳ３に進む。
【００９６】
第３のステップＳ３において、端部押し制御が開始される（ステップＳ３０１）と、まず、電圧制御部１０４が、駆動パルスの設定を変更する（ステップＳ３０２）。本実施形態では、例として、駆動パルスを、パルス幅３０％、周波数６２ｋＨｚ、位相差＋９０ｄｅｇに設定する。その後、相対位置検出部１０９が回転角を検出し（ステップＳ３０３）、回転角が目標回転角以上か否かを判定する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４において、回転角が目標回転角以上であると判断した場合には、制御装置２１は、ミラーが目標位置へ到達したと判断して端部押し制御のタイマーの動作を開始する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０４において、回転角が目標回転角に達していないと判断した場合には、ステップＳ３０３に戻る。
【００９７】
ステップＳ３０６では、ステップＳ３０５で動作したタイマーが一定時間以上経過したか否かを判定する。タイマーが一定時間経過している場合には、制御装置２１は駆動部１４０からの交流信号をＯＦＦにすると（ステップＳ３０７）、振動型アクチュエータ２３の駆動が停止する。このとき、振動型アクチュエータ２３は、印加される電圧がゼロの状態であっても、摩擦力によりトルクが発生しており、駆動対象物であるメインミラー３３には保持トルクが与えられている。そのため、振動型アクチュエータ２３を駆動していなくてもメインミラー３３を停止位置で維持することが可能であり、使用電力を低減することができる。
【００９８】
本実施形態の効果について、図９を参照して説明する。図９（ｂ）は、本実施形態の制御装置２１を用いて振動型アクチュエータ２３を駆動してメインミラー３３を端部ａから端部ｂに移動した場合の、メインミラー３３及びサブミラー３５の振動の様子を示す図である。また、比較のために、従来の制御装置を用いて振動型アクチュエータを駆動してメインミラーを移動した場合のメインミラー及びサブミラーの振動の様子を図９（ａ）に示した。
【００９９】
図９（ａ）及び図９（ｂ）において、メインミラー及びサブミラーの振動は、メインミラー及びサブミラーの先端に光学的な反射膜を付け、端部ａの位置に取り付けられた光学センサからの反射信号を測定したものである。図９（ａ）及び図９（ｂ）のそれぞれは、反射信号の測定を複数回行い、５回分の繰り返しデータを重ねて表示している。横軸は時間、縦軸は検出信号レベルを示す。
【０１００】
ここで、従来の制御装置による振動型アクチュエータの駆動方法について、図７を参照して説明する。図７は、従来の制御装置を用いて振動型アクチュエータを駆動する場合のタイミングチャートである。ここでは、メインミラー３３を端部ａから端部ｂまでの回転角６０ｄｅｇを回転して停止させる場合を例にとって説明する。図７（ａ）は横軸が時間、縦軸が回転角のタイミングチャート、図７（ｂ）は横軸が時間、縦軸がパルス幅のタイミングチャート、図７（ｃ）は横軸が時間、縦軸が周波数のタイミングチャートである。
【０１０１】
振動型アクチュエータは、従来の駆動装置は、時刻ｔ０で振動型アクチュエータの駆動を開始し、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間は、パルス幅は５０％で周波数を操作することにより、モータの速度を制御する。その後、従来の駆動装置は、時刻ｔ１でモータの回転角が４０ｄｅｇであることを検知し、残角度に応じて駆動電圧のパルス幅を下げることにより、減速動作を行う。その際、従来の駆動装置は、駆動対象物であるミラーが、時刻ｔ２に目標位置で停止するように振動型アクチュエータを制御する。このとき、モータ速度を過剰に減速させると目標位置より手前でメインミラーが停止してしまい、精度を確保できなくなる。逆に、減速が不十分だと、メインミラーが端部に当たる衝撃が大きくなり、バウンドが長時間発生してしまう。
【０１０２】
図９（ａ）及び図９（ｂ）では、どちらも駆動開始から１５ｍｓ程度で検出信号レベルが立ち上がっており、端部ｂ付近にメインミラー３３が到達したことが分かる。その後の検出信号レベルの変動が小さいほど、端部ｂに突き当たった後のバウンドが少ないことを示す。
【０１０３】
図９（ａ）は、従来の駆動装置を用いた場合の結果であり、駆動開始から２０ｍｓになっても検出信号レベルの変動が大きく、ミラーの振動が続いていることが分かる。このようにバウンドが続いてしまうとＡＦ等の光学精度を確保できず、次のミラー回転動作に移行することができないため、カメラの連写性能の向上が容易でない。
【０１０４】
また、従来の駆動装置を用いた方法では、からの検出信号レベルが、図９（ｂ）におけるメインミラー３３からの検出信号レベルよりも小さい。従来の駆動装置を用いた場合は、メインミラー３３が当接部材に当たった衝撃で逆の端部側に戻った状態で停止してしまうことがあり、メインミラー３３が所望の停止位置（端部ｂ）で停止せず停止精度が十分でないことがあった。
【０１０５】
これに対し、図９（ｂ）では、端部ｂ付近にメインミラー３３が到達した直後の検出信号レベルの変動が、図９（ａ）と比較して小さく、ミラーの振動が従来よりも低減されている。また、駆動開始から２０ｍ程度でメインミラー３３及びサブミラー３５のそれぞれからの検出信号レベルの変動が小さくなっており、ミラーが従来よりも早く停止している。また、メインミラー３３が端部ｂで精度よく停止していた。そのため、次のミラー回転動作に移行するまでの時間を短縮することができるため、カメラの連写性能の向上に貢献できる。
【０１０６】
したがって、本実施形態の駆動装置２０によれば、駆動対象物を当接部材と接触した状態で精度よく停止させることができる。また、本実施形態の駆動装置２１によれば、駆動対象物と当接部材との突き当て時の衝撃による振動を低減でき、さらに、振動が収まるまでの時間を短縮することができる。結果として、本実施形態の駆動装置２１は、従来よりも精度よく且つ高速に、駆動対象物を所望の停止位置で停止させることができる。
【０１０７】
振動型アクチュエータ２３は、振動体６と被駆動体１１７との摩擦力を利用する構成である。振動体６と被駆動体１１７との摩擦力は、使用環境の湿度等によって変化するため、駆動対象物を目標位置で精度よく停止することは容易でなく、例えば上述のように、駆動対象物が目標位置より手前で停止してしまう恐れがある。そのため、本実施形態のように、駆動対象物を当接部材に押し当てる構成にすることは、駆動対象物が目標位置に到達しないことを低減できる。
【０１０８】
また、駆動対象物が目標位置に到達せずに停止してしまうことを低減するために、第３のステップの開始位置は、駆動対象物が当接部材に接触する前であることが好ましい。このような構成にすることにより、駆動対象物が目標位置に到達しないことを低減できるだけでなく、駆動対象物のたわみや、駆動対象物及び駆動装置の機械的なガタによって生じる駆動対象物の当接部材への先当たりを低減することができる。これにより、駆動対象物が当接部材と接触することによって生じる振動をより低減できる。
【０１０９】
なお、上述の実施形態及び図面における、残角度、設定値、設定位置、周波数、位相差、パルス幅（デューティ比）、回転角、時間及びモータ速度等の具体的な数値は一例であり、駆動装置の駆動対象物及び用途等に応じて設定することが好ましい。
【０１１０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１１１】
例えば、上述の実施形態では、振動型アクチュエータ２３として、棒状振動型アクチュエータを用いているが、制御装置２１及び制御装置２１による制御方法は、他の振動型アクチュエータ（超音波モータ）にも応用することができる。例えば、図１０（ｂ）に示すように、特開平５−２１１７８５公報に開示されている超音波モータが一例として挙げられる。この超音波モータは出力軸を有しておらず、外部への出力はギヤ１７を介して行なう。これ以外にも、リニア駆動型超音波モータ及び円環型超音波モータ等にも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【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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