(57)【要約】【課題】  複数の振動子に加圧接触された被駆動部材から成る振動型モータの駆動装置において、振動子間で個体差が生じても駆動効率と速度の低下を招かない振動型駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】  一様態は、電気−機械エネルギー変換素子を備え、被駆動体に加圧接触するように構成された第１の振動子と、電気−機械エネルギー変換素子を備え、前記被駆動体に加圧接触するように構成された第２の振動子と、前記第２の振動子に直列に接続された第１の電気素子を有し、前記第１の振動子が駆動回路に接続され、前記第２の振動子と前記第１の電気素子が前記第１の振動子に並列に接続され、前記第２の振動子が前記駆動回路と前記第１の電気素子を介して接続され、前記第１の振動子の共振周波数をｆ１、第２の振動子の共振周波数をｆ２として、ｆ１＜ｆ２を満たすことを特徴とする振動型駆動装置に関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギー変換素子を備え、被駆動体に加圧接触するように構成された第１の振動子と、
電気−機械エネルギー変換素子を備え、前記被駆動体に加圧接触するように構成された第２の振動子と、
前記第２の振動子に直列に接続された第１の電気素子を有し、
前記第１の振動子が駆動回路に接続され、
前記第２の振動子と前記第１の電気素子が前記第１の振動子に並列に接続され、
前記第２の振動子が前記駆動回路と前記第１の電気素子を介して接続され、
前記第１の振動子の共振周波数をｆ１、第２の振動子の共振周波数をｆ２として、
ｆ１＜ｆ２
を満たすことを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
電気−機械エネルギー変換素子を備え、被駆動体に加圧接触するように構成された第３の振動子を有し、
前記第３の振動子は前記第２の振動子に並列に接続され、
前記第３の振動子は、前記第１の電気素子を介して前記駆動回路に接続され、
前記第３の振動子の共振周波数をｆ３として、
ｆ２≦ｆ３
を満たすことを特徴とする請求項１記載の振動型駆動装置。
【請求項３】
前記第３の振動子に直列に接続された第２の電気素子を有し、
前記第３の振動子と前記第２の電気素子が、前記第２の振動子と並列に接続され、
前記第３の振動子が前記第１の電気素子と前記第２の電気素子を介して前記駆動回路と接続され、
ｆ２＜ｆ３
を満たすことを特徴とする請求項２に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
電気−機械エネルギー変換素子を備え、被駆動体に加圧接触するように構成された第４の振動子を有し、
前記第４の振動子が前記駆動回路に接続され、
前記第４の振動子は、前記第１の振動子、前記第２の振動子、及び前記第１の電気素子を有する電気回路と並列に接続され、
前記第４の振動子の共振周波数をｆ４として、
ｆ４≦ｆ１
を満たす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】
前記被駆動体を有する請求項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】
前記駆動回路を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
前記第１の電気素子はコンデンサである請求項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】
前記第２の電気素子はコンデンサである請求項２乃至７のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項９】
前記第１の電気素子のインピーダンスは、前記第１の振動子と第２の振動子の共振周波数の違いに起因して生じる、前記第１の振動子と前記被駆動体の相対移動の速度と、前記第２振動子と前記被駆動体の相対移動の速度の差を低減する値である請求項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】
前記第１の振動子の駆動電圧をＶ１、前記第２の振動子の駆動電圧をＶ２とすると、
前記第１の電気素子のインピーダンスは、Ｖ１とＶ２の比であるＶ２／Ｖ１に基づいて設定され、
Ｖ２／Ｖ１は、前記第１の振動子と第２の振動子の共振周波数の違いに起因して生じる、前記第１の振動子と前記被駆動体の相対移動の速度と、前記第２振動子と前記被駆動体の相対移動の速度の差を低減するように設定され、
｜Ｖ２／Ｖ１｜＜１
を満たすことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１１】
前記第２の電気素子のインピーダンスは、前記第２の振動子と第３の振動子の共振周波数の違いに起因して生じる、前記第２の振動子と前記被駆動体の相対移動の速度と、前記第３振動子と前記被駆動体の相対移動の速度の差を低減する値である請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１２】
前記第３の振動子の駆動電圧をＶ３とすると、
前記第２の電気素子のインピーダンスはＶ２とＶ３の比であるＶ３／Ｖ２に基づいて設定され、
Ｖ３／Ｖ２は前記第２の振動子と第３の振動子の速度差をするように設定され、
｜Ｖ３／Ｖ２｜≦１
を満たすことを特徴とする請求項２乃至１１のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１３】
前記駆動回路はトランス又はコイルから成る昇圧部を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１４】
前記第１の電気素子が実装される給電部材と、
前記第１の振動子及び前記第２の振動子にそれぞれ接続される給電部材と、を備える、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１５】
前記第１の電気素子及び第２の電気素子が直列に実装される給電部材と、
前記第１の振動子、前記第２の振動子、及び前記第３の振動子にそれぞれ接続される給電部材と、を備える請求項２乃至１４のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１６】
レンズと、
前記被駆動部材を駆動することで、前記レンズを保持するレンズ保持部材を駆動する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
前記レンズ保持部材の位置を検出する位置センサと、
検出した位置に基づいて制御を行なう制御装置と、を備えた交換用レンズ。
【請求項１７】
撮像素子と、
レンズと、
前記被駆動部材を駆動することで、前記レンズを保持するレンズ保持部材を駆動する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
前記レンズ保持部材の位置を検出する位置センサと、
検出した位置に基づいて制御を行なう制御装置と、を備えた撮像装置。
【請求項１８】
レンズと、
撮像素子と、
前記被駆動部材を駆動することで、前記撮像素子を駆動する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
前記撮像素子の位置を検出する位置センサと、
検出した位置に基づいて制御を行なう制御装置と、を備えた撮像装置。
【請求項１９】
電気−機械エネルギー変換素子を有する第１の振動子と、電気−機械エネルギー変換素子を有し、前記第１の振動子の共振周波数以上の共振周波数を有する第２の振動子と、を備え、前記第１の振動子及び前記第２の振動子が１つの被駆動部材に加圧接触するように構成された振動型モータの調整方法において、
前記第１の振動子及び前記第２の振動子の共振周波数の差に基づいて前記第１の振動子及び前記第２の振動子の速度比を求め、
前記速度比に基づいて前記第１の振動子及び前記第２の振動子に印加する電圧比を算出し、
前記電圧比に基づいて第１の電気素子の回路定数を求め、
前記第１の振動子、前記第２の振動子、及び前記第１の電気素子を、前記振動型モータの駆動回路から前記第１の振動子、前記第２の振動子の順に並列接続となり、前記第１の電気素子と前記第２の振動子が直列に接続され、前記第２の振動子が前記第１の振動子を介して前記駆動回路に接続されるよう、配することを特徴とする振動型モータの調整方法。
【請求項２０】
前記電気素子はコンデンサであることを特徴とする請求項１９に記載の振動型モータの調整方法。
【請求項２１】
前記第１の振動体と前記第２の振動体の共振周波数を求める工程を有する請求項１９または請求項２０に記載の振動型モータの調整方法。
【請求項２２】
更に、前記１つの被駆動体に加圧接触するように構成された第３の振動子、及び第２の電気素子を、
前記第３の振動子と前記第２の電気素子が、直列に接続され、前記第２の振動子に並列に接続され、前記第３の振動子が前記第１の電気素子及び前記第２の電気素子を介して前記駆動回路に接続されるように、配し、
前記第３の振動子の共振周波数をｆ３として、
ｆ２≦ｆ３
を満たすことを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の振動型モータの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、振動型駆動装置、振動型駆動装置を備える交換用レンズ、撮像装置、及び振動型駆動装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータの一例である振動波モータは、弾性体に結合された圧電素子等の電気−機械エネルギー変換素子に交番電圧が印加されることで、該圧電素子に高周波振動が生じ、その振動エネルギーを連続的な機械運動として出力するように構成された、非電磁駆動式のモータである。
【０００３】
振動型モータを有する振動型駆動装置は、例えばカメラのオートフォーカス駆動などに用いられている。オートフォーカス駆動には高精度な位置決め制御が必要であり、位置センサを用いた位置フィードバック制御が行われる。圧電素子に印加する駆動信号の周波数、２相の駆動信号の位相差、駆動パルス幅などを調整する事によって、振動型モータの速度をコントロールする事ができる。例えば、駆動周波数を圧電素子の共振周波数に近づけるほど振動振幅が大きくなり、駆動対象物であるレンズを高速に駆動する事ができる。
【０００４】
昨今は、より重い対象物を、より高速に駆動するニーズが高まっており、その１つの手段として、複数の振動子を用いた振動型モータが提案されている。複数の振動子を用いた振動型モータにおける課題は、個体差のばらつきによって各振動子の共振周波数が異なる為、互いに速度が異なる点である。これを補正するには個別に駆動回路を設けて、駆動周波数を振動子毎に調整すれば良いが、回路のコストアップを招いてしまう。従って、共通の駆動回路で複数の振動子を同じ速度で駆動するには、駆動回路上で何らかの工夫をする必要がある。
【０００５】
特許文献１には、１つのトランス昇圧回路によって複数の振動型モータを同一の回転数で駆動する駆動回路が示されている。回転数を揃える為に、各振動型モータに印加される駆動電圧をコンデンサの容量分割を利用して調整するものである。
【０００６】
特許文献２は、同様に１つのトランス駆動回路によって複数の振動子を駆動するものである。１つのトランス昇圧回路で共振周波数が異なる振動子に対して、インピーダンスのマッチングを取る事を目的とし、各振動子に互いに異なるリアクタンス素子を接続するものである。電気共振周波数を各振動子に応じて調整できるので、トランスの回路定数を変更することなく使用できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−１８５２８８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３６７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、１つの駆動回路によって複数の振動子を駆動する方法が提案されているが、これらの振動型モータは振動子と被駆動部材が独立に構成されているので、速度が異なっても駆動効率は悪化しない。これに対して、共通の被駆動部材に複数の振動子が加圧接触されて１つの振動型モータを構成する場合は、各振動子の速度差によってモータの駆動効率が低下してしまうという新たな課題が生じる。これは、各振動子の速度差によって、共通の被駆動体を介して各振動子間で引っ張り合いが生じるので、被駆動部材との摩擦摺動部の滑りが大きくなり、摺動損失が増える為である。また、被駆動部材の速度は複数の振動子の平均値よりも低下してしまう。
【０００９】
本発明の一様態は、複数の振動子間で個体差が生じても駆動効率と速度の低下を招かない振動型駆動装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一様態は、電気−機械エネルギー変換素子を備え、被駆動体に加圧接触するように構成された第１の振動子と、電気−機械エネルギー変換素子を備え、前記被駆動体に加圧接触するように構成された第２の振動子と、前記第２の振動子に直列に接続された第１の電気素子を有し、前記第１の振動子が駆動回路に接続され、前記第２の振動子と前記第１の電気素子が前記第１の振動子に並列に接続され、前記第２の振動子が前記駆動回路と前記第１の電気素子を介して接続され、前記第１の振動子の共振周波数をｆ１、第２の振動子の共振周波数をｆ２として、ｆ１＜ｆ２を満たすことを特徴とする振動型駆動装置に関する。
【００１１】
また、本発明の一様態は、電気−機械エネルギー変換素子を有する第１の振動子と、電気−機械エネルギー変換素子を有し、前記第１の振動子の共振周波数以上の共振周波数を有する第２の振動子と、を備え、前記第１の振動子及び前記第２の振動子が１つの被駆動部材に加圧接触するように構成された振動型モータの調整方法において、
前記第１の振動子及び前記第２の振動子の共振周波数の差に基づいて前記第１の振動子及び前記第２の振動子の速度比を求め、前記速度比に基づいて前記第１の振動子及び前記第２の振動子に印加する電圧比を算出し、前記電圧比に基づいて第１の電気素子の回路定数を求め、前記第１の振動子及び前記第２の振動子を、前記振動型モータの駆動回路から前記第１の振動子、前記第２の振動子の順に並列接続となるよう、前記駆動回路に電気的に接続し、前記第１の振動子及び前記第２の振動子の間に直列に前記第１の電気素子を配することを特徴とする振動型モータの調整方法に関する。
【００１２】
本明細書において、振動型モータは、少なくとも振動子及び被駆動体を有し、振動型駆動装置は、少なくとも振動子及び振動子の駆動回路を備えるものとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一様態によれば、複数の振動子間で個体差がある場合に、振動型モータの駆動効率と速度の低下を抑制した振動型駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】振動型駆動装置の概念図を示す図である。
【図２】リニア駆動の振動型モータの駆動原理を説明する図である。
【図３】２個の振動子から構成される振動型モータの斜視図である。
【図４】振動型駆動装置の位置制御システムを説明する図である。
【図５】駆動回路、複数の振動子、及び電気素子を含む回路の具体的な構成例を示す図である。
【図６】２つの振動子に印加される電圧Ｖ１とＶ２の算出方法を説明する図である。
【図７】２つの振動子の周波数ｆと速度ｓの関係を示す図と、速度差からコンデンサの定数を決定する方法を説明する図である。
【図８】振動型駆動装置の周波数と速度の実測結果である。
【図９】振動型駆動装置を示す図である。
【図１０】駆動回路、複数の振動子、及び電気素子を含む回路の、具体的な構成を示す図である。
【図１１】３つの振動子に印加される電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の算出方法を説明する図である。
【図１２】３つの振動子の周波数ｆと速度ｓの関係を示す図と、速度差からコンデンサの定数を決定する方法を説明する図である。
【図１３】振動型駆動装置の周波数と速度の実測結果である。
【図１４】比較例の構成と、その回転速度と消費電力の実測結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２の変形例を示す図である。
【図１６】構成例２の構成を示す図である。
【図１７】振動子のインピーダンス変動に基づく速度差の変化について、振動型駆動装置の構成例１と構成例２を比較した図である。
【図１８】レンズ鏡筒のレンズの駆動機構部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されず、本発明の思想を逸脱しない範囲において、その構成、材料、方法等を変更した物を含む。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の振動型駆動装置のいくつかの様態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図２は、リニア駆動型の振動型モータの駆動原理を説明する図である。図２（ａ）に示す振動型モータは、弾性体２０３に圧電素子２０４が接着された振動子２０５と、振動子２０５によって駆動される移動体２０１を有する。圧電素子２０４に交番電圧を印加することにより、図２（ｃ）、（ｄ）に示すような２つの振動モードを振動子２０５に発生させ、突起部２０２に加圧接触する移動体２０１を矢印方向に移動させる。図２（ｂ）は圧電素子２０４の電極パターンを示す図であり、例えば振動子２０５の圧電素子２０４には、長手方向で２等分された電極領域が形成されている。また、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２０４の２つの電極領域のうち図２（ｂ）の右側に位置する電極領域には交番電圧（ＶＢ）が印加され、左側に位置する電極領域には交番電圧（ＶＡ）が印加される。ＶＢおよびＶＡを、第１の振動モードの共振周波数付近の周波数を有し、かつ同位相の交番電圧とすると、圧電素子２０４の全体（２つの電極領域）がある瞬間には伸び、また別の瞬間には縮むことになる。この結果、振動子２０５には図２（ｃ）に示す第１の振動モードの振動が発生することになる。また、ＶＢおよびＶＡを第２の振動モードの共振周波数付近の周波数を有し、かつ位相が１８０°ずれた交番電圧とすると、ある瞬間には、圧電素子２０４の右側の電極領域が縮むとともに、左側の電極領域が伸びる。また、別の瞬間には逆の関係となる。この結果、振動子２０５には図２（ｄ）に示す第２の振動モードの振動が発生することになる。このように、２つの振動モードを合成することにより、移動体２０１が図２（ａ）の矢印方向に駆動される。また、２つの電極へ入力する交番電圧の位相差を変えることにより、第１の振動モードと第２の振動モードの発生比を変更することができる。この振動型モータでは、２つの振動モードの発生比を変えることにより、移動体の速度を変更させることが可能となる。
【００１８】
図１は、本発明の振動型駆動装置の概念図を示す図である。振動型モータ１０５は、複数の振動子（ここでは、第１の振動子１０１、第２の振動子１０２、及び第３の振動子１０３）と、複数の振動子に加圧接触された被駆動部材１０４とを有する。被駆動部材１０４は各振動子からの駆動力を受け、それらの合成された駆動力に基づいて所定の速度で相対移動する。本実施の形態では、振動子が３つの例について説明するが、振動子は２つであっても良いし、３つ以上であっても良い。
【００１９】
駆動回路１０６は、所定の周波数の駆動信号に基づいて交番電圧を出力し、並列に接続された複数の振動子を駆動する。第１の振動子１０１と第２の振動子１０２の間には直列に第１の電気素子１０７が接続され、更に、第２の振動子１０２と第３の振動子１０３の間には第２の電気素子１０８が接続される。つまり、前記第２の振動子１０２は、前記第１の電気素子１０７を介して駆動回路１０６に接続され、前記第３の振動子１０３は、前記第１の電気素子１０７及び前記第２の電気素子１０８を介して駆動回路に接続される。
【００２０】
より具体的には、振動子が振動子１０１及び１０２の２つの場合を例として示すと、振動型駆動装置は、下記構成としてもよい。第１の振動子１０１は、電気−機械エネルギー変換素子を備え、被駆動部材１０４に加圧接触するように構成される。振動子１０２は、電気−機械エネルギー変換素子を備え、前記被駆動体に加圧接触するように構成される。振動波駆動装置は、前記第１の振動子１０１と、前記第２の振動子１０２と、前記第１の振動子及び前記第２の振動子の間に直列に接続された第１の電気素子を有する。前記第１の振動子１０２の第１端子１０２ａは駆動回路１０６及び前記第１の電気素子１０７の第１端子１０７ａに接続される。前記第１の電気素子１０７の第２端子１０７ｂは前記第２の振動子１０２の第１端子１０２ａと接続される。前記第１の振動子１０１の第２端子１０１ｂ及び前記第２の振動子１０２の第２端子１０２ｂは、前記駆動回路１０６に電気的に接続される。
【００２１】
前記電気素子には、例えばコンデンサを用いる。本実施の形態では、前記電気素子が各振動子の間に設けられた振動型駆動装置、各振動子の配置について説明する。ここで、第１、第２、第３の振動子の共振周波数ｆをそれぞれｆ１、ｆ２、ｆ３とし、印加される電圧ＶをＶ１、Ｖ２、Ｖ３とする。本実施の形態では、共振周波数がｆ１＜ｆ２＜ｆ３となるように振動子を配置する。詳細は後述するが、共振周波数が低くなるほど、振動子の速度が低下するためである。つまり、共振周波数の差に起因して速度差が生じるので、これを補正するために電圧比を調整する。前記電気素子の有するインピーダンスによって、電圧Ｖの関係は、それぞれの絶対値を｜Ｖ１｜、｜Ｖ２｜、｜Ｖ３｜とすると、｜Ｖ１｜＞｜Ｖ２｜＞｜Ｖ３｜となる。従って、速度の低い（共振周波数の低い）振動子ほど、より高い電圧が印加されることになる。これによって、各振動子間で速度差が低減され、各振動子と被駆動部材との摩擦摺動部の滑りが小さくなるので、駆動効率を高めることができる。尚、被駆動部材１０４は説明上、一体化されているが、振動子毎に被駆動部材を備え、それらが不図示の固定部材に連結されることで、一体物として機能する構造でも良い。
【００２２】
次に、２つの振動子を有する振動型モータの例について説明する。
【００２３】
図３は、本実施形態に用いる２つの振動子と被駆動体を有する振動型モータの斜視図である。本振動型モータは、角棒状の被駆動体３０１に対して図中Ｚ軸方向に２個の振動子が、Ｘ−Ｙ平面に対して対象に配され、被駆動体３０１を挟み込む構成となっている。被駆動体の上下の摩擦面に加圧接触された振動子の駆動部に楕円振動が発生し、この駆動力によって被駆動体と振動子はＸ方向に相対的に移動する。尚、２個の振動子の構成と駆動原理は、ここでは、前述の図２で示した振動子と同じものを用いている。
【００２４】
図３において、被駆動体３０１に対して、−Ｚ側に第１の振動子３０２が配される。振動子３０２は前述の図２で示した突起部２０２が被駆動体３０１と当接するように向きが決められている。第１の振動子３０２は振動子固定部材３０４に固定される。被駆動体３０１の図３における＋Ｚ側に第２の振動子３０３が配される。振動子３０３も、前述の突起部２０２が被駆動体３０１と当接するように向きが決められている。第２の振動子３０３は振動子固定部材３０５に固定される。伝達部材３０６は、前記振動子固定部材３０４と３０５を保持すると共に、振動型モータの発生する出力を外部へ伝達する。さらに、振動型駆動装置は、振動子固定部材３０４と３０５とに保持される、２つの弾性部材３０７を有する。本実施形態においては弾性部材３０７としてコイルばねを用いている。ただし弾性部材３０７としては、板バネ等の他の形態の弾性部材を用いても良い。第１の振動子３０２と第２の振動子３０３には不図示の圧電素子板と外部との電気的な接続を行うフレキシブル基板が備えられている。２個の振動子は、不図示の駆動回路に対して並列に接続されており、共通化された駆動回路を用いて交番電圧が印加される。
【００２５】
図４は、本実施の形態の振動型駆動装置における位置制御システムを説明する図である。不図示のコントローラからの位置指令が、制御回路４０１に入力される。制御回路４０１では、位置検出回路４０９で得られた検出位置との差分により偏差が演算される。制御回路４０１では、偏差情報に基づき制御回路４０１内のＰＩＤ補償器による演算が行われ、駆動パラメータを含む制御信号が出力される。ここで、ＰＩＤ補償器とは比例（Ｐ）・積分（Ｉ）・微分（Ｄ）の各機能を有する補償器の出力を加算したものであり、制御対象の位相遅れやゲインを補償して、安定且つ高精度な制御系を構築するために一般的に用いられる。
【００２６】
振動型駆動装置の駆動パラメータである周波数、位相差、パルス幅情報を有する制御信号が制御回路から出力され、パルス発生器４０２に入力される。パルス発生器４０２は、入力された制御信号に応じて駆動周波数が変化するパルス信号を発生させるものであり、デジタル分周回路やＶＣＯ（電圧制御発振器）などが用いられる。また、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御により、制御信号に応じてパルス幅が変化するパルス信号を発生させても良い。パルス発生器４０２から出力されたパルス信号はスイッチング回路４０４に入力され、位相が互いに９０°異なる２相の交番電圧が出力される。スイッチング回路４０４は、ＤＣ電源４０３から供給された直流電圧を入力パルス信号のタイミングでスイッチング動作させ、矩形波の交番電圧を生成する。前記交番電圧は駆動回路４０５に入力され、所望の駆動電圧に昇圧される。
【００２７】
駆動回路４０５から出力されたＳＩＮ波の波形を有する交番電圧は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の給電部材４０６を介して第１の振動子３０２と第２の振動子３０３の各圧電素子に印加され、被駆動体３０１を駆動する。また、給電部材４０６上には、第１の振動子３０２と第２の振動子３０３の間に電気素子であるコンデンサ４１０が実装されている。被駆動体３０１に取り付けられた位置スケール４０７の相対位置を位置センサ４０８によって検出し、位置検出回路４０９で位置情報を検出する。位置情報は制御回路４０１に入力され、位置指令に近づくように振動型モータ３０８はフィードバック制御される。
【００２８】
尚、本実施形態は、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子を２相に分けて駆動する２相駆動の回路を例にとり説明する。２相駆動の場合、各相に加えられる交番電圧の位相が±９０°ずれる以外は第１と第２相間で差がないので、以降は１相部分のみの回路構成について説明する。しかし、本発明は２相駆動に限定されるものではなく、４相以上の進行波型モータなど、幅広く適用できる。また、交番信号を発生する発振器、スイッチング回路についても、発明の効果が得られるものであれば、特に限定されない。従って、交番電圧Ｖｏを出力する駆動回路と、振動子及びコンデンサの回路構成について、以後説明する。
【００２９】
図５は、本実施の形態における駆動回路、複数の振動子、及び電気素子を含む回路の、具体的な構成例を示す図である。駆動回路５０１は、高調波除去用のコイル５０２と、昇圧用のトランス５０３を有する。
【００３０】
コイル５０２のインダクタンス値は１５μＨ、トランス５０３は巻数比１０倍で２次側のインダクタンス値は１．６９ｍＨのものを用いた。１２Ｖｐｐの矩形波の交番電圧Ｖｉは駆動回路５０１によって約１０倍に昇圧され、１２０ＶｐｐのＳＩＮ波の交番電圧Ｖｏが出力される。
【００３１】
尚、本実施の形態の駆動回路は１つの構成例であり、例えば、コイルのみ、或いはトランスのみで昇圧部を構成しても良い。交番電圧Ｖｏは、並列に接続された第１の振動子５０４と第２の振動子５０５に印加される。コンデンサ５０６は、第１の振動子５０４と第２の振動子５０５の間に直列に接続され、２つの振動子に印加される電圧比を調整することができる。尚、コンデンサ５０６の容量値は２．７ｎＦのものを用いた。この定数の決め方については、後で説明する。
【００３２】
本実施の形態はコンデンサ５０６を用いるが、これに限らず、コイルや抵抗のようなインピーダンスを有する素子であっても良い。但し、コイルや抵抗は、振動子のインピーダンスとの関係から、電圧比を変えるほどのインピーダンスを有するものは、定数が大きくなってしまう。従って、電気素子としてコイルや抵抗を用いた場合、コンデンサに比べて抵抗値が大きくなるので、電気素子としてコンデンサを用いることで、駆動時の熱損失をより抑制でき、消費電力をより低減することができる。
【００３３】
図６は、２つの振動子に印加される電圧Ｖ１とＶ２の算出方法を説明する図である。図６（ａ）は、図５で示した回路において、出力部の交番電圧Ｖｏと、各振動子とコンデンサをインピーダンスで表現した等価回路である。コンデンサ５０６のインピーダンスをＺｃ１（６０１）、第１の振動子５０４、第２の振動子５０５の各インピーダンスをＺｍ１（６０２）、Ｚｍ２（６０３）とした。この場合、電圧Ｖ１とＶ２は以下の式で算出される。
Ｖ１＝Ｖｏ    （式１−１）
【００３４】
【数１】
2015233399.tif 000003
【００３５】
図６（ｂ）は、振動子のインピーダンスＺｍ１（６０２）、及びＺｍ２（６０３）における等価回路である。Ｚｍ１、Ｚｍ２は、それぞれ、圧電素子の静電容量Ｃｄを示すコンデンサ６０４と、機械的振動部分のＲＬＣ直列回路（との並列回路により構成される。ＲＬＣ直列回路は、自己インダクタンスＬｍの等価コイル６０５、静電容量Ｃｍの等価コンデンサ６０６、及び抵抗値Ｒｍの等価抵抗６０７を有する回路となる。
【００３６】
本実施の形態で使用する振動型駆動装置の各定数は、Ｌｍは５０ｍＨ、Ｃｍは６５ｐＦ、Ｒｍは３０００Ω、Ｃｄは０．５４ｎＦである。ここで、機械的振動部分は共振から離れた領域ではインピーダンスが非常に大きいので無視し、Ｚｍ１、Ｚｍ２を静電容量Ｃｄのインピーダンスから算出する。よって、駆動周波数を９０ｋＨｚとすると、Ｚｍ１＝３２７５Ωと算出される。一方で、コンデンサ５０６の容量値は２．７ｎＦであるので、Ｚｃ１は６５５Ωとなる。従って、（式１−２）より、
Ｖ２＝Ｖ１・０．８３
となる。つまり、コンデンサ５０６の容量値を調整することで、２つの振動子に印加される電圧Ｖ１とＶ２の比を調整する事ができる。
【００３７】
次に、コンデンサの定数を決定する具体的な方法を説明する。図７は、２つの振動子の周波数ｆと速度ｓの関係を示す図と、速度差からコンデンサの定数を決定する方法を説明する図である。図７（ａ）は、本実施の形態の振動型モータの周波数ｆと速度ｓの関係を示すｆ−ｓ特性を説明する図である。
【００３８】
ここで、個体差ばらつきによって、第１の振動子と第２の振動子の共振周波数が異なる事を仮定し、それぞれｆ１、ｆ２とする。このｆ１とｆ２の共振周波数の差が速度差となって駆動効率を低下させる。つまり、周波数差の分だけｆ−ｓ特性が全体的にシフトするので、同じ駆動周波数での速度は図７（ａ）のｓ１、ｓ２となり、差が生じる。ここで、駆動周波数における第１の振動子の速度をｓ１、第２の振動子の速度をｓ２とする。
【００３９】
図７（ｂ）は、コンデンサの定数を決定する方法をステップ毎に示したものである。ステップ１で、第１、第２の振動子の共振周波数ｆ１、ｆ２を計測する。これは、振動子の電極間に交流の入力信号を印加しながら周波数応答を測定する、いわゆるインピーダンス測定であり、従来からの汎用的な手法である。ステップ２で、ｆ１とｆ２の周波数差を算出する。ステップ３で、周波数差に基づき速度ｓ１とｓ２を推定する。これは前述したｆ−ｓ特性に基づいて、周波数差からそのシフト量を算出し、速度を推定するものである。ここで、ｆ−ｓ特性は実機の測定データを用いても良いし、近似式などを用いても良い。
【００４０】
ステップ４で、速度比ｓ１／ｓ２を算出する。ステップ５で、速度比に基づいて電圧比Ｖ２／Ｖ１を算出する。これは、振動型モータの速度は電圧にほぼ比例するので、下式のように速度比に基づいて電圧比を決定するためである。
Ｖ２／Ｖ１＝ｋ・ｓ１／ｓ２    （式１−３）
【００４１】
尚、本実施の形態の振動型モータの比例項ｋは１であるが、モータ特性に応じて変更しても良い。最後に、ステップ６で、コンデンサの定数を演算式を用いて決定する。演算式は、（式１−２）を用いる。設定したい電圧比Ｖ２／Ｖ１と、振動子のインピーダンスＺｍ１、Ｚｍ２を用いて、コンデンサのインピーダンスＺｃ１が算出される。Ｚｃ１に応じて、容量値を決定すれば良い。
【００４２】
以上の方法を振動型駆動装置に適用した例を説明する。図８は、本実施形態における振動型モータの周波数と速度の実測結果である。図は、２つの振動子の共振周波数が一致したものを選別して組み合わせたモータのｆ−ｓ特性の実測値である。ここで、第１の振動子の共振周波数をｆ１、第２の振動子の共振周波数をｆ２とし、個体差ばらつきによってｆ２がｆ１より０．５ｋＨｚ大きいものとする。駆動周波数９０ｋＨｚにおける速度は２３５ｍｍ／ｓであり、これを第２の振動子の速度ｓ２とする。第１の振動子は共振周波数差０．５ｋＨｚに応じて速度が低下するので、１９５ｍｍ／ｓとなり、これをｓ１とする。このようにｆ−ｓ特性に基づいてｓ１とｓ２が推定される。
【００４３】
尚、２つの振動子を個別に駆動して速度を直接測定しても良いが、モータの組みばらしなど、測定に時間を要するのが欠点である。速度比ｓ１／ｓ２＝１９５／２３５＝０．８３、と計算されるので、電圧比Ｖ２／Ｖ１は０．８３と決定した。よって、（式１−２）より、コンデンサの容量値は２．７ｎＦと決定する事ができる。
【００４４】
このように、２つの振動子で共振周波数差が生じた振動型モータを有する振動型駆動装置に本実施の形態の構成を適用することで、速度差を補償するように電圧比を設定することができ、モータの駆動効率の低下を抑制することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
次に、３つの振動子と被駆動体とを有する振動型モータを備えた振動型駆動装置の例を説明する。実施の形態１と異なる点は、振動子が３つとなる事で、電圧Ｖの算出式が異なるのと、コンデンサの配置のバリエーションが増える点である。
【００４６】
図９は、本実施の形態における振動型駆動装置を示す図である。本実施形態では、駆動回路に３つの振動子が並列に接続されている。図９（ａ）は３つの振動子を用いた振動型モータと駆動回路の構成を示す図である。９０１は振動型モータのベースとなるベース板、第１、第２、第３の振動子である９０３、９０４、９０５は移動体９０２に加圧接触され、移動体９０２を回転駆動させる。各振動子は実施の形態１に記載の振動子と同様の振動子であり、給電部材９０９が３個の振動子に並列に接続され、２相の駆動信号がそれぞれ３個の振動子に供給される。そして、共通の駆動回路９１０で３つの振動子が駆動される。
【００４７】
交番電圧が印加されると、各振動子に同回転方向に駆動力を発生する振動波が生じ、移動体９０２は回転軸９０７を中心に回転駆動する。本実施形態の如く３個の振動子を用いることにより、合成された回転駆動力が移動体９０２に働くので、トルクを振動子が１個の場合のトルクの３倍に上げる事が可能となる。９０６は位置センサであり、移動体９０２の回転位置を検出する。
【００４８】
図９（ｂ）は同装置の側面図である。振動子９０３、９０４、９０５は２点突起を持つ振動部材と圧電素子（不図示）を接着などで一体化し、取り付け部材を介してベース板９０１に取り付けられている。また、位置センサ９０６の上面には円板状のスケール部９０８が設けられている。スケール部９０８が回転方向に移動することで移動量に応じた位置信号がセンサ９０６から出力される。また、給電部材９０９には第１の振動子９０３と第２の振動子９０４の間にコンデンサ９１１が実装され、更に第２の振動子９０４と第３の振動子９０５の間にコンデンサ９１２が実装されている。
【００４９】
図１０は本発明の実施の形態における、駆動回路、複数の振動子、及び電気素子を含む回路の、具体的な構成例を示す図であり、１相分の駆動回路を示す。駆動回路１００１は、高調波除去用のコイル１００２と、昇圧用のトランス１００３を有し、回路定数は実施の形態１と同様である。交番電圧Ｖｏは、並列に接続された第１の振動子１００４と第２の振動子１００５、第３の振動子１００６に印加される。第１のコンデンサ１００７は、第１の振動子１００４と第２の振動子１００５の間に直列に接続され、第２のコンデンサ１００８は、第２の振動子１００５と第３の振動子１００６の間に接続される。これによって、第１、第２、第３の振動子に印加される電圧比を調整することができる。
【００５０】
図１１は、３つの振動子に印加される電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の算出方法を説明する図である。同図は、図１０で示した回路において、出力部の交番電圧Ｖｏと、振動子とコンデンサをインピーダンスで表現した等価回路である。第１のコンデンサ１００７のインピーダンスをＺｃ１（１１０１）、第２のコンデンサ１００８のインピーダンスをＺｃ２（１１０２）とする。また、第１の振動子１００４、第２の振動子１００５、第３の振動子１００６の各インピーダンスをＺｍ１（１１０３）、Ｚｍ２（１１０４）、Ｚｍ３（１１０５）とする。この場合、電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は以下の式で算出される。
Ｖ１＝Ｖｏ    （式２−１）
【００５１】
【数２】
2015233399.tif 000004
【００５２】
【数３】
2015233399.tif 000005
【００５３】
ここで、振動子のインピーダンスＺｍ１（１１０３）、Ｚｍ２（１１０４）、Ｚｍ３（１１０５）は、実施の形態１と同様に圧電素子の静電容量Ｃｄを用いて算出する。例えば、Ｃｄは０．５４ｎＦ、駆動周波数を９０ｋＨｚとすると、Ｚｍ１、Ｚｍ２、Ｚｍ３は３２７５Ωと算出される。また、上記の電圧Ｖの式を用いて第１、第２のコンデンサの容量値を決定する。これに際し、演算の順番としては、まず電圧比Ｖ３／Ｖ２に基づいて第２のコンデンサの容量値を決定し、次に電圧比Ｖ２／Ｖ１に基づいて第１のコンデンサの容量値を決定する。これは、電圧比Ｖ２／Ｖ１は、第２のコンデンサの容量値が決まらないと算出できない為である。つまり、振動子を４つ、５つと増やす場合は、最も番号の大きい振動子間に接続されたコンデンサから容量値を決めていく。
【００５４】
次に、コンデンサの定数を決定する具体的な方法を説明する。図１２は、３つの振動子の周波数ｆと速度ｓの関係を示す図と、速度差からコンデンサの定数を決定する方法を説明する図である。図１２（ａ）は、本実施の形態の振動型モータの周波数ｆと速度ｓの関係を示すｆ−ｓ特性を説明する図である。ここで、個体差ばらつきによって、第１、第２、第３の振動子の共振周波数が異なっていると仮定し、それぞれｆ１、ｆ２、ｆ３とする。
【００５５】
ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３の共振周波数の差が速度差となって駆動効率を低下させる。つまり、周波数差の分だけｆ−ｓ特性が全体的にシフトするので、同じ駆動周波数での速度はｓ１、ｓ２、ｓ３となって差が生じる事になる。ここで、駆動周波数における第１の振動子の速度をｓ１、第２の振動子の速度をｓ２、第３の振動子の速度をｓ３とする。
【００５６】
図１２（ｂ）は、コンデンサの定数を決定する方法をステップ毎に示したものである。ステップ１で、第１、第２、第３の振動子の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を計測する。ステップ２で、ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３の周波数差を算出する。ステップ３で、周波数差に基づき速度ｓ１とｓ２とｓ３を推定する。これは前述したｆ−ｓ特性に基づいて、周波数差からそのシフト量を算出し、速度を推定するものである。ステップ４で、速度比ｓ１／ｓ２、速度比ｓ２／ｓ３を算出する。ステップ５で、速度比に基づいて電圧比Ｖ３／Ｖ２を算出する。これは、振動型モータの速度は電圧にほぼ比例するので、（式２−５）のように速度比に基づいて電圧比を決定するためである。
Ｖ２／Ｖ１＝ｋ・ｓ１／ｓ２    （式２−４）
Ｖ３／Ｖ２＝ｋ・ｓ２／ｓ３    （式２−５）
【００５７】
尚、本実施の形態では、振動型モータの比例項ｋが１の例を説明するが、モータ特性に応じて変更しても良い。次に、ステップ６で、第２のコンデンサの定数を演算式より決定する。演算式は、（式２−３）を用いる。設定したい電圧比Ｖ３／Ｖ２と、振動子のインピーダンスＺｍ３を用いて、コンデンサのインピーダンスＺｃ２が算出される。次に、Ｚｃ２に応じて第２のコンデンサの容量値を決定する。
【００５８】
ステップ７で、速度比に基づいて電圧比Ｖ２／Ｖ１を算出する。同様に、（式２−４）を用いて速度比に基づいて電圧比を決定する。最後に、ステップ８で、第１のコンデンサの定数を演算式より決定する。演算式は、（式２−２）を用いる。設定したい電圧比Ｖ２／Ｖ１と、振動子のインピーダンスＺｍ２とＺｍ３、コンデンサのインピーダンスＺｃ２を用いて、コンデンサのインピーダンスＺｃ１が算出される。Ｚｃ１に応じて第１のコンデンサの容量値を決定する。
【００５９】
実施の形態１と同様に、上記方法を設計に適用して構成した振動型駆動装置の例を説明する。図１３は、本実施形態における振動型モータの周波数と速度の実測結果である。同図は、３つの振動子の共振周波数が一致したものを選別して組み合わせたモータのｆ−ｓ特性の実測値である。ここで、第１の振動子の共振周波数をｆ１、第２の振動子の共振周波数をｆ２、第３の振動子の共振周波数をｆ３とし、個体差ばらつきによってｆ２がｆ１より０．５ｋＨｚ大きく、ｆ３がｆ２より０．６ｋＨｚ大きいものを用いた。
【００６０】
駆動周波数９０ｋＨｚにおける速度は５３ｒｐｍであり、これを第２の振動子の速度ｓ２とする。第１の振動子は共振周波数差０．５ｋＨｚに応じて速度が低下するので、４７ｒｐｍとなり、これをｓ１とする。また、第３の振動子は共振周波数差０．６ｋＨｚに応じて速度が増加するので、６４ｒｐｍとなり、これをｓ３とする。このようにｆ−ｓ特性に基づいてｓ１とｓ２とｓ３が推定される。よって、速度比ｓ１／ｓ２＝０．８９、ｓ２／ｓ３＝０．８３と計算されるので、電圧比Ｖ２／Ｖ１は０．８９、Ｖ３／Ｖ２は０．８３と決定した。次に、第２のコンデンサ１００８の容量値を（式２−３）を用いて算出し、２．７ｎＦと決定した。そして、第１のコンデンサ１００７の容量値を（式２−２）を用いて算出し、８．０ｎＦと決定した。
【００６１】
このように、３つの振動子で共振周波数差が生じた振動型モータを有する振動型駆動装置に本実施の形態の構成を適用することで、速度差を補償するように電圧比を設定することができ、モータの駆動効率が低下することを防ぐことができる。
【００６２】
図１４は、本発明の効果を示す為に用いた比較例の構成と、その回転速度と消費電力の実測結果を示す図である。図１４（ａ）は、比較例の構成を示す図である。図のように、３つの振動子１００４、１００５、１００６は駆動回路１００１に並列に接続され、各振動子の間に第１、第２のコンデンサは接続されていない。図１４（ｂ）は、本実施の形態の振動型駆動装置における回転速度と回路消費電力の実測結果である。横軸に回転速度、縦軸に回路消費電力を示す。尚、３つの振動子の共振周波数差は、図１３で説明したものと同様である。
【００６３】
まず、回転速度５３ｒｐｍでの両者の回路消費電力を比較する。比較例の回路消費電力は１．６Ｗであるのに対して、本実施の形態の構成を適用した場合は１．３Ｗであり、１９％の電力を低減することができた。これは、比較例では速度差によって滑りが大きく、摺動損失が大きかったのに対して、本実施の形態の振動型駆動装置は速度差が低減され、駆動効率が向上した為である。また、最高速度に注目すると、比較例は６３ｒｐｍであるが、本実施の形態の振動型駆動装置では８１ｒｐｍであり、１．３倍に向上する事ができた。このように、駆動効率の改善だけでなく、本来のモータが有する性能を十分に引き出す事が可能となる。
【００６４】
図１５は、本発明の実施の形態２で説明した振動波駆動装置の変形例を示す図である。２つ変形例について説明する。図１５（ａ）は、第１のコンデンサ１００７のみを有する場合である。これは、第１、第２、第３の振動子の共振周波数ｆをｆ１、ｆ２、ｆ３として、
ｆ１＜ｆ２≒ｆ３
となる場合に適用することができる。つまり、第２の振動子１００５と第３の振動子１００６の共振周波数が一致、或いは近い場合は両者の速度差が小さくなるので、
｜Ｖ１｜＞｜Ｖ２｜≒｜Ｖ３｜
となるように電圧Ｖを設定することで、各振動子の駆動の速度差の影響を抑制した振動型駆動装置を実現できるためである。ここで、複数の振動子の共振周波数が一致、或いは近いとは、振動波駆動装置において、複数の振動子の速度差が振動波駆動装置の駆動が機能するのに実質的に影響を与えない程度である場合を指す。例えば、複数の振動子の共振周波数の差が０．５ｋＨｚ以下である場合を示す。
【００６５】
また、図１５（ｂ）は、第２のコンデンサ１００８のみを有する場合である。同様に、第１、第２、第３の振動子の共振周波数ｆをｆ１、ｆ２、ｆ３として、
ｆ１≒ｆ２＜ｆ３
となる場合に適用することができる。よって、電圧Ｖは、
｜Ｖ１｜≒｜Ｖ２｜＞｜Ｖ３｜
と設定する。
【００６６】
また、実施の形態１の構成（２つの振動子）に加え、実施の形態２の図１０で示した基本構成（３つの振動子）、そして図１５で示した変形例を組み合わせる事で、４つ以上の振動子から成る振動型モータに対しても適用する事ができる。
【００６７】
振動子が３つ以上設けられる場合、駆動回路、複数の振動子、及び電気素子を含む回路としては、図１６に示す構成例も用いることができる。図１６において、３つの振動子の各インピーダンスを示すＺｍ１（１６０３）、Ｚｍ２（１６０４）、Ｚｍ３（１６０５）は、交番電圧Ｖｏに対して並列に接続される。
【００６８】
したがって、ｎ個（ｎは３以上の整数）の振動子が設けられる場合、図１０に示される構成例１と、図１６（ａ）及び（ｂ）に示される構成例２を用いることができる。構成例１では、ｎ−１番目の電気素子とｎ番目の振動子は直列に接続され、ｎ−１番目の電気素子とｎ番目の振動子は、ｎ−１番目の振動子に並列に接続される。また、ｎ−１番目の電気素子とｎ番目の振動子は、１、２、・・・、ｎ−２番目の電気素子を介して駆動回路に接続される。構成例２では、ｎ−１番目の電気素子とｎ番目の振動子が直列に接続され、ｎ−２番目の電気素子及びｎ−１番目の振動子と並列に接続される。したがって、構成例２では、ｎ−１番目の電気素子とｎ番目の振動子は、他の電気素子を介さずに駆動回路に接続される。
【００６９】
どちらの回路でも、複数の振動子間のばらつきによる速度差を低減することができるが、図１０に示される構成例１の方が、より、上記効果が大きく、駆動効率の低下を抑制できる。
【００７０】
例えば、第３の振動子がインピーダンス変化した場合の速度差について、構成例１と構成例２を比較する。構成例２を示す図１６（ａ）において、第１のコンデンサのインピーダンスを示すＺｃ１（１６０１）はＺｍ２に直列に接続され、さらに、第２のコンデンサのインピーダンスを示すＺｃ２（１６０２）はＺｍ３に直列に接続される。図１６（ｂ）は、構成例２の具体的な回路構成を示すものである。第１のコンデンサ１６０１を４．４ｎＦ、第２のコンデンサ１６０２を１．６ｎＦと決定した。これは、本発明の実施の形態２の図１３で算出された電圧比Ｖ２／Ｖ１、Ｖ３／Ｖ２と同じ値になるよう定数を設定したものである。
【００７１】
図１７は、振動子のインピーダンス変動に基づく速度差の変化について、構成例１と構成例２を比較した図である。前提として、第１、第２の振動子のインピーダンスは変化せず、第３の振動子のインピーダンスが変化する場合を計算した。これは、第３の振動子の共振周波数が最も高いので、速度制御時に駆動周波数をスイープすると最初に電流が流れてインピーダンスの変動が生じる為である。本計算では、インピーダンス比をＺｍ３／Ｚｍ２として、標準値の１．０から０．２まで変化させた。尚、Ｚｍ２はＺｍ１と同じ値とした。
【００７２】
図１７（ａ）は、インピーダンス比に基づく電圧比Ｖ２／Ｖ１、Ｖ３／Ｖ２の計算結果を示すものである。破線は構成例２、実線は構成例１を示す。インピーダンス比が１．０の場合は両者に差は見られないが、０．２まで低下すると、構成例１の振動型駆動装置は電圧比の差が小さいのがわかる。図１７（ｂ）は、前述の電圧比を速度比ｓ２／ｓ３に換算したものである。これは、第２の振動子と第３の振動子の速度差を表すものであり、構成例１の振動型駆動装置は構成例２の振動型駆動装置に対して速度差が小さい事がわかる。よって、振動型駆動装置が構成例１に示す構成を有することで、第３の振動子のインピーダンスが変動しても、速度差を低減できる効果が得られやすい事がわかった。
【００７３】
（実施の形態３）
本発明の振動型駆動装置を、カメラなどの撮像装置（光学機器）に適用した例について説明する。ここでは、撮像装置のレンズ鏡筒に、レンズを駆動しオートフォーカスする為の振動型駆動装置を組み込んだ例を図１８を用いて説明する。
【００７４】
図１８は、レンズ鏡筒のレンズの駆動機構部を説明する図である。本実施の形態の撮像装置の駆動機構は、振動子と、レンズホルダと、前記レンズホルダを摺動自在に保持する、平行に配された第一ガイドバーと第二ガイドバーとを備えている。そして、この電気−機械エネルギー変換素子に対する駆動電圧の印加によって生成された振動子の突起部の楕円運動によって、振動子と、振動子の弾性体の突起部と接触する第二ガイドバーとの間に相対移動力を発生させる。これによって、レンズホルダは、第一及び第二ガイドバーに沿って移動可能となる。
【００７５】
具体的には、図１８に示すように、本実施の形態の撮像装置の駆動機構５０は、主にレンズ保持部材であるレンズホルダ５２、レンズ５７、フレキシブルプリント基板が結合された振動子５１ａ及び５１ｂ、２つのガイドバー５３、５４及び不図示の基体を備える。ここでは、振動型モータして、図３を用いて説明した２つの振動子５１ａ及び５１ｂを有し、被駆動体として第二のガイドバー５４を有する振動型モータを例に説明する。
【００７６】
第一のガイドバー５３、第二ガイドバー５４は、互いに平行に配置されるようにそれらの各ガイドバーの両端が、不図示の基体により保持固定されている。
【００７７】
レンズホルダ５２は、円筒状のホルダ部５２ａ、及び振動子５１ａ及び５１ｂを保持固定する保持部５２ｂ、第一ガイドバー５３と嵌合してガイドの作用をなす第一のガイド部５２ｃから構成される。
【００７８】
振動型モータの２つの振動子５１ａ及び５１ｂは、第二ガイドバー５４を挟み込むように対向して配置され、各突起部が加圧接触することで、第二のガイドバー５４に沿って駆動される。
【００７９】
２つの振動子５１ａ及び振動子５１ｂに所望の電気信号を与えることで振動子５１ａおよび５１ｂとガイドバー５４との間に駆動力が発生し、この駆動力によりレンズホルダ５２の駆動が行われる。
【００８０】
本実施の形態では、振動型駆動装置を撮像装置のオートフォーカス用のレンズ駆動に用いる例を説明したが、本発明の適用例はこれに限定されない。例えば、ズーム用レンズの移動のためのレンズホルダの駆動に用いることもできる。したがって、本願発明の振動型駆動装置は、レンズ駆動用に、撮像装置に加えて、交換用レンズにも適用することができる。また、撮像素子の駆動に用いることもでき、手ぶれ補正時のレンズや撮像素子の駆動に用いることもできる。
【符号の説明】
【００８１】
１０１  第１の振動子
１０２  第２の振動子
１０４  被駆動部材
１０５  振動型モータ
１０６  駆動回路
１０７  第１の電気素子
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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