(57)【要約】【課題】振動波モータの保持トルクを低減させ、軽い操作で駆動対象部を回転させることで操作性を向上させることを可能とした駆動装置を提供する。【解決手段】パンチルトカメラは、カメラ部１０２、パンユニット１１５、振動波モータ１０３、１１０、エンコーダセンサ１０６、１１３、エンコーダスケール１０７、１１４を備える。振動波モータは、圧電素子、振動子２、スライダ部材３、ロータ４、シャフト１０を備える。使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させた場合、エンコーダセンサ１０６（１１３）でエンコーダパルスが検知されるため、制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生させ、駆動パルス発生器２４を介してドライバＡ２５、ドライバＢ２６に供給する。即ち、制御部２０は、振動波モータの振動子２に定在波を発生させるように圧電素子に駆動電圧を印加する制御を行う。【選択図】図５
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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と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、
前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構と、
前記駆動対象部の回転を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し定在波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御手段と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記振動体に対し前記振動波モータの起動周波数と同じ周波数で定在波を発生させることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、
前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構と、
前記駆動対象部の回転を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し進行波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御手段と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
前記振動体に対し前記検出手段により検出した前記駆動対象部の回転方向と同方向に進行波を発生させることを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
【請求項５】
前記検出手段により前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し前記振動波モータが動作する最低限の駆動周波数で進行波を発生させることを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５の何れかに記載の駆動装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
前記電子機器は、チルト方向及びパン方向に回転可能な撮像装置を含む群から選択されることを特徴とする請求項６記載の電子機器。
【請求項８】
電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構とを備えた駆動装置の制御方法であって、
前記駆動対象部の回転を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し定在波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御ステップと、を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項９】
電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構とを備えた駆動装置の制御方法であって、
前記駆動対象部の回転を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し進行波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御ステップと、を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構とを備えた駆動装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記駆動対象部の回転を検出する検出モジュールと、前記検出モジュールにより前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し定在波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御モジュールと、を備えることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構とを備えた駆動装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記駆動対象部の回転を検出する検出モジュールと、前記検出モジュールにより前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し進行波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御モジュールと、を備えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することで振動体を励振させ、振動体に押圧された移動体に対し摩擦による駆動力を付与する駆動装置、電子機器、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動体に発生した振動により対象物を駆動する振動波モータ（超音波モータ）が開発され、実用化されている。振動波モータは、圧電素子などの電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することにより圧電素子に高周波振動を発生させ、その振動エネルギを連続的な機械運動として取り出すように構成されたモータである。
【０００３】
図１０は、従来例に係る振動波モータの構成例を示す断面図である。
【０００４】
図１０において、圧電素子群２０１は、２極に分極され、圧電素子が多重に積載され焼成されている。振動子２０２は、圧電素子群２０１に溶接され、圧電素子群２０１で発生した振動を増幅する。スライダ部材２０３は、ロータ２０４に固定され、バネケース２０５に保持された加圧バネ２０６により振動子２０２に加圧されている。回り止め２１３は、シャフト２１０に圧入されている。回り止め２１３とロータ２０４及びバネケース２０５は、係合され、ケース２１２に固定された軸受けＡ２０８と軸受けＢ２０９により回転可能に支持されている。フランジ２１１は、ケース２１２に固定され、振動波モータを固定する。
【０００５】
上記構成の振動波モータでは、振動子２０２の振動によりスライダ部材２０３が回転し、その回転力がスライダ部材２０３と一体に形成されたロータ２０４に連結された回り止め２１３に伝達され、更にシャフト２１０に伝達される。
【０００６】
図１１は、振動波モータに供給される駆動電圧の周波数と振動波モータの回転数との関係を示す図である。
【０００７】
図１１において、振動波モータは図示のような特性を有するので、この特性を利用して振動波モータの回転数（回転速度）を制御する。即ち、振動波モータを起動する場合、通常、起動時の駆動電圧周波数を共振周波数ｆｒより十分高い周波数ｆｓに設定する。周波数ｆｓから徐々に周波数を下げていくと、周波数ｆ１で振動波モータが動き出す。更に周波数を下げていくと、振動波モータの回転数は該当周波数に対応する回転数になるまで徐々に上がっていく。一方、振動波モータの回転数を検出し、検出された回転数が目標回転数Ｎａに達したならば周波数の低下を停止する。振動波モータを停止する場合には、逆に周波数を徐々に上げていって回転数を下げ、滑らかに停止させる。
【０００８】
他方、振動波モータのモータ軸に連結された出力軸（駆動軸）の駆動力をギアを介して取り出し該駆動力を利用する装置において、使用者が手動で出力軸側から振動波モータを駆動する場合を考える。この場合は、振動波モータの起動トルク（保持トルク）が増大しているために、振動波モータのモータ軸に取り付けたギアが回転しづらくなる。その結果、モータ軸に取り付けたギアと該ギアに噛み合うギアとの間で、ギアの歯飛び（当該ギアの歯が相手側ギアの噛み合うべき歯の次の歯に飛ぶ現象）や歯面の欠けが発生するという問題がある。
【０００９】
上記問題を解決するため、振動波モータを外部から手動で駆動（マニュアル手動モードで駆動）する場合、振動子に定在波を発生させるように圧電素子に駆動電圧を印加し、振動波モータの保持トルクの低減を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４５１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記図１０に示した従来例に係る振動波モータが、湿度の低い環境下で放置された場合や連続的に使用された直後の場合、振動子２０２とスライダ部材２０３の間で摩擦面の結合力が強くなる。そのため、振動波モータを周波数ｆｓで起動するときの起動トルクが大きくなってしまうという現象が生じる。
【００１１】
また、上記特許文献１に開示された技術では、振動波モータをマニュアル手動モードで駆動する場合、わざわざマニュアル手動モードに切替えてから振動波モータを動作させる必要がある。そのため、振動波モータの操作性及び利便性が悪いという問題がある。更に、定在波を常時発生することになるので、消費電力が大きくなってしまうという不具合がある。
【００１２】
本発明の目的は、振動波モータの保持トルクを低減させ、軽い操作で駆動対象部を回転させることで操作性を向上させることを可能とした駆動装置、電子機器、制御方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構と、前記駆動対象部の回転を検出する検出手段と、前記検出手段により前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し定在波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子と、前記電気−機械エネルギ変換素子に対する駆動信号の印加により振動が励起される振動体と、前記振動体に励起した振動により駆動される移動体とを有する振動波モータと、前記振動波モータの前記移動体と回転可能な駆動対象部との間に連結され、前記振動波モータの駆動力を前記駆動対象部に伝達する伝達機構と、前記駆動対象部の回転を検出する検出手段と、前記検出手段により前記駆動対象部の回転が検出された場合、前記振動体に対し進行波を発生させるように、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号を印加する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、駆動対象部の回転を検出した場合、振動体に定在波を発生させる。また、駆動対象部の回転を検出した場合、振動体に進行波を発生させる。そのため、振動波モータが湿度の低い環境下に置かれた場合や連続的に使用された直後の場合でも、振動波モータの保持トルクを低減させることができる。これにより、使用者は軽い操作で駆動対象部を回転させることができ、操作性が向上すると共に、伝達機構の損傷等を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータを使用したパンチルトカメラのチルト駆動部の構成を示す斜視図である。図２は、パンチルト撮像装置のパン駆動部の構成を示す斜視図である。
【００１８】
図１及び図２において、パンチルトカメラ１００は、ベース１０１、カメラ部１０２、チルト駆動用振動波モータ１０３、チルトモータピニオンギア１０４、チルトギア１０５、チルト部エンコーダセンサ１０６、チルト部エンコーダスケール１０７を備えている。更に、パンチルトカメラ１００は、パン駆動用振動波モータ１１０、パンモータピニオンギア１１１、パンギア１１２、パン部エンコーダセンサ１１３、パン部エンコーダスケール１１４を備えている。
【００１９】
パンチルトカメラ１００は、ベース１０１上に配設されたカメラ部１０２がチルト方向（図中Ｂ１方向、Ｂ２方向）及びパン方向（図中Ｄ１方向、Ｄ２方向）に回動し、撮像動作を行う。パンユニット１１５は、カメラ部１０２と後述するチルト駆動部を有する。カメラ部１０２には、不図示のチルトモータ軸とパンモータ軸が装備されている。チルト駆動用振動波モータ（以下振動波モータ）１０３は、カメラ部１０２をチルト方向に回動させる駆動力を発生する。パン駆動用振動波モータ（以下振動波モータ）１１０は、カメラ部１０２をパン方向に回動させる駆動力を発生する。振動波モータ１０３、１１０の主要部の構成は図４に基づき後述する。
【００２０】
チルトモータピニオンギア（以下ピニオンギア）１０４は、振動波モータ１０３のモータ軸に固定されている。チルトギア１０５は、チルトモータ軸に取り付けられており、ピニオンギア１０４と噛み合っている。チルト部エンコーダスケール（以下エンコーダスケール）１０７は、スリット部（不図示）を備えると共にチルトモータ軸に取り付けられており、チルトギア１０５と共に、即ちカメラ部１０２の回転と共に矢印Ｂ１、Ｂ２方向に回転する。チルト部エンコーダセンサ（以下エンコーダセンサ）１０６は、エンコーダスケール１０７のスリット部を読み取ることで、エンコーダスケール１０７の回転位置を検出する。
【００２１】
振動波モータ１０３が矢印Ａ１方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転すると、カメラ部１０２はピニオンギア１０４とチルトギア１０５のギア結合によって矢印Ｂ１方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転する。他方、振動波モータ１０３が矢印Ａ２方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転すると、カメラ部１０２はピニオンギア１０４とチルトギア１０５のギア結合によって矢印Ｂ２方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転する。
【００２２】
ここで、使用者がカメラ部１０２を矢印Ｂ１方向もしくは矢印Ｂ２方向に手動で回動させようとすると、回転力がチルトギア１０５に伝達され、更にチルトギア１０５に噛み合っているピニオンギア１０４に伝達される。チルトギア１０５はピニオンギア１０４に対して減速されている構造を有するので、チルトギア１０５で発生する回転トルクは、ピニオンギア１０４軸上では減速比だけ分小さくなる。
【００２３】
使用者がカメラ部１０２を回転させるための最大力は、振動波モータ１０３の保持トルクに減速比を乗算したものになる。しかし、振動波モータ１０３が湿度の低い環境下で放置された場合や連続的に使用された直後の場合、振動波モータ１０３の保持トルクが大きくなるので、回転力も大きくなってしまう。また、チルトギア１０５とピニオンギア１０４との間で発生する駆動伝達力も大きくなるので、ギアの歯面の欠けや歯飛びが発生する可能性がある。前記問題を回避する方法については後述する。
【００２４】
パンモータピニオンギア（以下ピニオンギア）１１１は、振動波モータ１１０のモータ軸に固定されている。パンギア１１２は、パンモータ軸に取り付けられており、ピニオンギア１１１と噛み合っている。パン部エンコーダスケール（以下エンコーダスケール）１１４は、スリット部（不図示）を備えており、パンユニット１１５の回転と共に矢印Ｄ１、Ｄ２方向に回転する。パン部エンコーダセンサ（以下エンコーダセンサ）１１３は、エンコーダスケール１１４のスリット部を読み取ることで、エンコーダスケール１１４の回転位置を検出する。
【００２５】
振動波モータ１１０が矢印Ｃ１方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転すると、パンユニット１１５はピニオンギア１１１とパンギア１１２のギア結合によって矢印Ｄ１方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転する。他方、振動波モータ１１０が矢印Ｃ２方向（ベース面に垂直な面内での回転方向）に回転すると、パンユニット１１５はピニオンギア１１１とパンギア１１２のギア結合によって矢印Ｄ２方向（ベース面に平行な面内での回転方向）に回転する。
【００２６】
ここで、使用者がパンユニット１１５を矢印Ｄ１方向もしくは矢印Ｄ２方向に手動で回動させようとすると、回転力がパンギア１１２に伝達され、更にパンギア１１２に噛み合っているピニオンギア１１１に伝達される。パンギア１１２はピニオンギア１１１に対して減速されている構造を有するので、パンギア１１２で発生する回転トルクは、ピニオンギア１１１軸上では減速比分だけ小さくなる。
【００２７】
使用者がパンユニット１１５を回転させるための最大力は、振動波モータ１１０の保持トルクに減速比を乗算したものになる。しかし、振動波モータ１１０が湿度の低い環境下で放置された場合や連続的に使用された直後の場合、振動波モータ１１０の保持トルクが大きくなるので、回転力も大きくなってしまう。また、パンギア１１２とピニオンギア１１１との間で発生する駆動伝達力も大きくなるので、ギアの歯面の欠けや歯飛びが発生する可能性がある。前記問題を回避する方法については後述する。
【００２８】
図３は、振動波モータの駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図３において、振動波モータの駆動制御系は、制御部２０、比較器２１、ゲイン制御回路２２、電圧制御発振器２３、駆動パルス発生器２４、ドライバＡ２５、ドライバＢ２６、速度検出器２８を備えている。尚、駆動制御系は振動波モータ１０３及び振動波モータ１１０のそれぞれに対応して２系統設けられているが、図３では便宜上１系統のみ図示している。
【００３０】
制御部２０は、各部の制御を司ると共に振動波モータの目標回転数の設定を含む制御を行うコンピュータから構成されており、プログラムに基づき、図５（第１の実施の形態）、図８（第２の実施の形態）の各フローチャートに示す処理を実行する。比較器２１は、制御部２０により設定された目標回転数と、速度検出器２８がエンコーダセンサ１０６（１１３）の読取値に基づき検出した振動波モータ１０３（１１０）の回転数（回転速度）とを比較し、その差分に応じた信号を出力する。ゲイン制御回路２２は、比較器２１の出力信号に基づきゲイン（積分ゲイン、比例ゲイン等）を制御する。
【００３１】
電圧制御発振器２３は、ゲイン制御回路２２の出力信号に基づきゲイン制御されたパルス信号（定在波）を発生する。駆動パルス発生器２４は、振動波モータ１０３（１１０）の駆動相をＡ相、Ｂ相に振り分けるため駆動パルス信号を発生する。進行波の場合は、駆動パルス信号はＡ相とＢ相では９０°位相がずれて生成される。ドライバＡ２５は、Ａ相の駆動パルス信号を正弦波信号に変換し、振動波モータの圧電素子に駆動電圧として出力する。ドライバＢ２６は、Ｂ相の駆動パルス信号を正弦波信号に変換し、振動波モータの圧電素子に駆動電圧として出力する。電源２７は、ドライバＡ２５とドライバＢ２６に電力を供給する。振動波モータのモータ軸からは回転出力が取り出される。
【００３２】
図４は、振動波モータの振動子とロータとの接触状態を示す断面図である。
【００３３】
図４において、振動波モータは、圧電素子（不図示）、振動子２（ステータ）、スライダ部材３、ロータ４（移動体）、バネケース５、加圧バネ６、軸受Ａ８、軸受Ｂ９、シャフト１０、回り止め部材１３を備えている。振動波モータにおいては、電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子に交流電圧を印加し、振動子２を励振させることでスライダ部材３及びロータ４を回転させることで、シャフト１０を回転させる。
【００３４】
図４を基に、振動波モータが湿度の低い環境下で放置された場合や連続的に使用された直後の場合に振動波モータの保持トルクが大きくなってしまう理由について説明する。
【００３５】
スライダ部材３が、加圧バネ６により矢印ｆ方向に振動子２に圧接されている状態で、水分が振動子２とスライダ部材３の接触個所Ｐに入り込むと、振動子２とスライダ部材３は滑りやすくなるので、振動波モータの保持トルクは小さくなる。逆に振動子２とスライダ部材３の接触箇所Ｐが乾燥した状態の場合、振動子２とスライダ部材３は滑りにくくなるので、振動波モータの保持トルクは大きくなってしまう。即ち、振動波モータが低湿の環境下に放置された場合や回転直後の場合、振動子２とスライダ部材３の接触箇所Ｐは乾燥した状態になり、振動波モータの保持トルクが大きくなってしまうのである。
【００３６】
次に、本実施の形態のパンチルトカメラに搭載された振動波モータの上記問題を回避する方法について図５乃至図７を参照しながら説明する。
【００３７】
図５は、本実施の形態の振動波モータの駆動制御手順を示すフローチャートである。
【００３８】
制御部２０は、エンコーダセンサ１０６（１１３）によるエンコーダスケール１０７（１１４）のスリット部の読み取りに伴い、速度検出器２８によりエンコーダパルスが検知されたかどうかをチェックする（ステップＳ１）。使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させなければ、エンコーダパルスが検知されないため（ステップＳ１でＮＯ）、そのまま待機状態となる。
【００３９】
使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させた場合は、エンコーダパルスが検知されるため（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生させる（ステップＳ２）。即ち、制御部２０は、振動波モータの振動子２に定在波を発生させるように、ドライバＡ２５、ドライバＢ２６を介して圧電素子に駆動電圧を印加する。
【００４０】
次に、制御部２０は、エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが続けて発生しているか否かを判断する（ステップＳ３）。エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが続けて発生している場合は（ステップＳ３でＮＯ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３から定在波に対応したパルス信号を発生し続ける。エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスの入力がなくなれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３からの定在波に対応したパルス信号の発生を停止させる（ステップＳ４）。
【００４１】
図６は、振動波モータに供給される駆動電圧の周波数と振動波モータの回転数との関係を示す図である。
【００４２】
図６において、横軸が振動波モータに供給される駆動電圧の周波数（ｆ）を示し、縦軸が振動波モータの回転数（Ｎ）を示す。振動波モータを起動する際の起動周波数ｆｓから左向きの矢印が、駆動電圧周波数を起動周波数ｆｓから徐々に下げていく際の始動時周波数掃引を示す。共振周波数ｆｒ〜振動波モータが動作する最低限の周波数ｆ１までの間が振動波モータの動作範囲となる。上記図５のステップＳ２で電圧制御発振器２３から発生させる定在波は、起動周波数ｆｓと同じ周波数で発生させる。即ち、起動周波数ｆｓは定在波発生周波数となる。
【００４３】
図７は、電圧制御発振器２３から出力される定在波を表すパルス信号を示す図である。
【００４４】
図７において、エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが出力されると、エンコーダパルスの立ち上がりと同期して、電圧制御発振器２３から定在波を表すパルス信号が駆動パルス発生器２４を介しドライバＡ及びドライバＢに同位相で入力される。
【００４５】
通常、振動波モータを回転させるための駆動電圧の波形（進行波）は図９に示すようにドライバＡとドライバＢの波形が９０°位相がずれている。これに対し、定在波の場合は、振動波モータを回転させないので、図７に示すようにドライバＡとドライバＢの位相は同位相となる。このように、振動子２に定在波を発生させるように圧電素子に駆動電圧を印加すると、図４において振動子２とスライダ部材３は微小に浮遊した状態になり、振動波モータの保持トルクが格段に低下する。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動波モータを図５のように駆動制御することにより、振動波モータが湿度の低い環境下で放置された場合や連続的に使用された直後の場合に振動波モータの保持トルクが大きくなった際にも対処することが可能となる。即ち、使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させるのをエンコーダセンサ１０６（１１３）で検出し、振動子２に定在波を発生させるように圧電素子に駆動電圧を印加することで、振動波モータの保持トルクを格段に低減させることができる。
【００４７】
これにより、使用者は軽い操作でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させることができ、操作性が向上すると共に、ギアの歯飛びや歯面の欠けを防止することが可能となる。また、エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが出力されているときだけ定在波を発生させるので、常時定在波を発生させる場合と比較して省電力での振動波モータの駆動制御を実現することが可能となる。
【００４８】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、振動波モータの駆動制御手順が図８に示す点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１乃至図４）の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００４９】
次に、本実施の形態のパンチルトカメラに搭載された振動波モータの上記問題を回避する方法について図８及び図９を参照しながら説明する。
【００５０】
図８は、本実施の形態の振動波モータの駆動制御手順を示すフローチャートである。
【００５１】
図８において、制御部２０は、エンコーダセンサ１０６（１１３）によるエンコーダスケール１０７（１１４）のスリット部の読み取りに伴い、速度検出器２８によりエンコーダパルスが検知されたかどうかをチェックする（ステップＳ１０）。使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させなければ、エンコーダパルスが検知されないため（ステップＳ１０でＮＯ）、そのまま待機状態となる。
【００５２】
使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させた場合は、エンコーダパルスが検知されるため（ステップＳ１０でＹＥＳ）、制御部２０は、エンコーダパルスに基づき回転方向を認識する（ステップＳ１１）。次に、制御部２０は、ステップＳ１１で認識した回転方向にカメラ部１０２或いはパンユニット１１５が回転するように進行波に対応したパルス信号を発生する（ステップＳ１２）。即ち、制御部２０は、振動波モータの振動子２に進行波を発生させるように、ドライバＡ２５、ドライバＢ２６を介して圧電素子に駆動電圧を印加する。
【００５３】
次に、制御部２０は、エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが続けて発生しているか否かを判断する（ステップＳ１３）。エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが続けて発生している場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３から進行波に対応したパルス信号を発生し続ける。エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスの入力がなくなれば（ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御部２０は、電圧制御発振器２３からの進行波に対応したパルス信号の発生を停止させる（ステップＳ１４）。
【００５４】
ここで、進行波は、使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させる際の操作の手助けをすることが目的であるため、振動波モータが動作する最低限の駆動周波数ｆ１（図６参照）で進行波を発生させる。また、エンコーダセンサ１０６（１１３）から発生するエンコーダパルスに基づきエンコーダスケール１０７（１１４）の回転方向（チルト回転軸（パン回転軸）の回転方向）を検出し、振動子２に前記回転方向と同方向に進行波を発生させる。
【００５５】
図９は、電圧制御発振器２３から出力される進行波を表すパルス信号を示す図である。
【００５６】
図９において、エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが出力されると、エンコーダパルスの立ち上がりと同期し、電圧制御発振器２３から進行波が駆動パルス発生器２４を介しドライバＡ及びドライバＢに位相が９０°ずれた状態で入力される。この場合、カメラ部１０２或いはパンユニット１１５の回転方向によりＡ相とＢ相の９０°位相がずれる方向が異なる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動波モータを図８のように駆動制御することにより、振動波モータが湿度の低い環境下で放置された場合や連続的に使用された直後の場合に振動波モータの保持トルクが大きくなった際にも対処することが可能となる。即ち、使用者が手動でカメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させるのをエンコーダセンサ１０６（１１３）で検出し、振動子２に進行波を発生させるように圧電素子に駆動電圧を印加する。
【００５８】
これにより、使用者は単にパンチルトカメラに触れるだけの操作で、カメラ部１０２或いはパンユニット１１５を回転させたい方向に回転させることができ、操作性が向上すると共に、ギアの歯飛びや歯面の欠けを防止することが可能となる。また、エンコーダセンサ１０６（１１３）からエンコーダパルスが出力されているときだけ進行波を発生させるので、常時進行波を発生させる場合と比較して省電力での振動波モータの駆動制御を実現することが可能となる。
【００５９】
［他の実施の形態］
上記第１及び第２の実施の形態では、振動波モータをパンチルトカメラに搭載し、振動波モータによりカメラ部を駆動する場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。振動波モータを他の電子機器に搭載し、振動波モータにより当該電子機器の駆動対象部を駆動する場合にも適用することができる。
【００６０】
また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【００６１】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６２】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００６３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００６４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータを使用したパンチルトカメラのチルト駆動部の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のパンチルトカメラのパン駆動部の構成を示す斜視図である。
【図３】振動波モータの駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】振動波モータの振動子とロータとの接触状態を示す断面図である。
【図５】振動波モータの駆動制御手順を示すフローチャートである。
【図６】振動波モータに供給される駆動電圧の周波数と振動波モータの回転数との関係を示す図である。
【図７】電圧制御発振器から出力される定在波を表すパルス信号を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る振動波モータの駆動制御手順を示すフローチャートである。
【図９】電圧制御発振器から出力される進行波を表すパルス信号を示す図である。
【図１０】従来例に係る振動波モータの構成例を示す断面図である。
【図１１】振動波モータに供給される駆動電圧の周波数と振動波モータの回転数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
２  振動子（振動体）
４  ロータ（移動体）
１０  シャフト
２０  制御部（制御手段）
２３  電圧制御発振器（制御手段）
２５  ドライバＡ
２６  ドライバＢ
１００  パンチルトカメラ（撮像装置）
１０２  カメラ部（駆動対象部）
１０３  チルト駆動用振動波モータ（振動波モータ）
１０４  チルトモータピニオンギア（伝達機構）
１０５  チルトギア（伝達機構）
１０６  チルト部エンコーダセンサ（検出手段）
１０７  チルト部エンコーダスケール
１１０  パン駆動用振動波モータ（振動波モータ）
１１１  パンモータピニオンギア（伝達機構）
１１２  パンギア（伝達機構）
１１３  パン部エンコーダセンサ（検出手段）
１１４  パン部エンコーダスケール
１１５  パンユニット
【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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