(57)【要約】【課題】振動子と接触子との間の摩耗の進行により振動型モータの駆動特性が変化しても振動型モータを安定的に駆動する。【解決手段】駆動装置は、振動型モータ２０６の駆動速度を検出する速度検出手段２０８と、駆動速度が所定速度になるように周波電圧の周波数を制御する周波数制御手段２１０と、第１の時点において駆動速度を所定速度とする周波電圧の周波数である第１の周波数を記憶する記憶手段２１３と、第１の時点よりも後の第２の時点において駆動速度を所定速度とする周波電圧の周波数である第２の周波数を取得し、該第２の周波数と第１の周波数を用いて設定された参照周波数との差に応じて周波電圧の振幅を制御する振幅制御手段２１２とを有する。【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に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、前記振動子および前記接触子が相対移動する振動型モータを駆動する駆動装置であって、
前記振動型モータの駆動速度を検出する速度検出手段と、
該速度検出手段により検出される前記駆動速度が所定速度になるように前記周波電圧の周波数を制御する周波数制御手段と、
第１の時点において前記駆動速度を前記所定速度とする前記周波電圧の周波数である第１の周波数を記憶する記憶手段と、
前記第１の時点よりも後の第２の時点において前記駆動速度を前記所定速度とする前記周波電圧の周波数である第２の周波数を取得し、該第２の周波数と前記第１の周波数を用いて設定した参照周波数との差に応じて前記周波電圧の振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴とする振動型モータの駆動装置。
【請求項２】
前記振幅制御手段は、前記差が大きいほど前記振幅を増加させることを特徴とする請求項１に記載の振動型モータの駆動装置。
【請求項３】
前記振動型モータの周囲温度を検出する温度検出手段を有しており、
前記振幅制御手段は、前記第１の周波数と前記温度検出手段により検出された前記周囲温度とを用いて前記参照周波数を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型モータの駆動装置。
【請求項４】
電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、前記振動子および前記接触子が相対移動する振動型モータを駆動する駆動装置であって、
前記振動型モータの駆動速度を検出する速度検出手段と、
該速度検出手段により検出される前記駆動速度が所定速度になるように前記周波電圧の周波数を制御する周波数制御手段と、
第１の時点において前記振動型モータが前記所定速度で駆動されている間の速度変動量である第１の速度変動量を記憶する記憶手段と、
前記第１の時点よりも後の第２の時点において前記振動型モータが前記所定速度で駆動されている間の速度変動量である第２の速度変動量を取得し、該第２の速度変動量と前記第１の速度変動量を用いて設定した参照速度変動量との差に応じて前記周波電圧の振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴とする振動型モータの駆動装置。
【請求項５】
前記振幅制御手段は、前記差が大きいほど前記振幅を増加させることを特徴とする請求項４に記載の振動型モータの駆動装置。
【請求項６】
電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、前記振動子および前記接触子が相対移動する振動型モータを駆動する駆動装置であって、
前記振動型モータの駆動速度を検出する速度検出手段と、
該速度検出手段により検出される前記駆動速度が所定速度になるように前記周波電圧の周波数を制御する周波数制御手段と、
前記振動型モータの積算駆動量をカウントするカウント手段と、
前記積算駆動量に応じて前記周波電圧の振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴とする振動型モータの駆動装置。
【請求項７】
前記振幅制御手段は、前記積算駆動量が増加するほど前記振幅を増加させることを特徴とする請求項６に記載の振動型モータの駆動装置。
【請求項８】
電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、前記振動子および前記接触子が相対移動する振動型モータと、
請求項１から７のいずれか一項に記載の駆動装置と、
前記振動型モータからの駆動力により移動する光学素子を含む光学系とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項９】
電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、前記振動子および前記接触子が相対移動する振動型モータを駆動する駆動方法であって、
前記振動型モータの駆動速度を検出し、該駆動速度が所定速度になるように前記周波電圧の周波数を制御するステップと、
第１の時点において前記駆動速度を前記所定速度とする前記周波電圧の周波数である第１の周波数を記憶するとともに、前記第１の時点よりも後の第２の時点において前記駆動速度を前記所定速度とする前記周波電圧の周波数である第２の周波数を取得し、該第２の周波数と前記第１の周波数を用いて設定した参照周波数との差に応じて前記周波電圧の振幅を制御するステップとを有することを特徴とする振動型モータの駆動方法。
【請求項１０】
電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、前記振動子および前記接触子が相対移動する振動型モータを駆動する駆動方法であって、
前記振動型モータの駆動速度を検出し、該駆動速度が所定速度になるように前記周波電圧の周波数を制御するステップと、
第１の時点において前記振動型モータが前記所定速度で駆動されている間の速度変動量である第１の速度変動量を記憶するとともに、前記第１の時点よりも後の第２の時点において前記振動型モータが前記所定速度で駆動されている間の速度変動量である第２の速度変動量を取得し、該第２の速度変動量と前記第１の速度変動量を用いて設定した参照速度変動量との差に応じて前記周波電圧の振幅を制御するステップとを有することを特徴とする振動型モータの駆動方法。
【請求項１１】
電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、前記振動子および前記接触子が相対移動する振動型モータを駆動する駆動方法であって、
前記振動型モータの駆動速度を検出し、該駆動速度が所定速度になるように前記周波電圧の周波数を制御するステップと、
前記振動型モータの積算駆動量をカウントし、該積算駆動量に応じて前記周波電圧の振幅を制御するステップとを有することを特徴とする振動型モータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子と接触子との摩擦により両者が相対移動する振動型モータの駆動を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型モータは、電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される弾性体としての振動子と、該振動子に接触する接触子とを有する。振動する振動子と接触子との間の摩擦によって、振動子と接触子とが相対移動する。
【０００３】
このような振動型モータにおいて、振動子と接触子との摩擦面（実際には振動子と接触子に設けられた摺動部材との接触面）が摩耗すると、振動型モータの駆動特性が変動する。このことを、図３を用いて説明する。図３（ａ），（ｂ）において、１３は振動子（弾性体）としてのステータであり、１６は回転可能な接触子としてのロータである。１７はロータ１６におけるステータ側の面に貼り付けられた樹脂製の摺動部材であり、ステータ１３の表面に加圧接触している。
【０００４】
図３（ａ）に示すように、ステータ１３に振動を励起すると、ステータ１３の表面に山と谷が交互に現れる。摺動部材１７のうち、ステータ１３の山に接触している部分は、該摺動部材１７の弾性によって図中にδで示す量だけ沈み込む。このとき、ステータ１３の表面の点の移動速度（周速度）は、山の頂点Ａ（以下、Ａ点という）の方が山の中間点Ｂ（以下、Ｂ点という）よりも速い。ロータ１６の周速度は、Ａ点の周速度とＢ点の周速度との間の値となる。
【０００５】
一方、トルクは、Ａ点とＢ点との間の距離、すなわちステータ１３が摺動部材１７と接する距離（以下、接触長さという）に依存して決まる。すなわち、接触長さが長いほど、回転するロータ１６のトルクが大きくなり、接触長さが短いとトルクが小さくなる。
【０００６】
例えば、図３（ｂ）に示すように、摺動部材１７が摩耗すると、ステータ１３の表面の山に対する摺動部材１７の沈み込み量δが減少してδ′となる。このときの接触長さは、Ａ点と、Ｂ点よりも周速度が速いＢ′点との間の距離となる。このため、ステータ１３の振動の変位が変わらなくても、ロータ１６のトルクは低下し、かつロータ１６の周速度は増加する。したがって、摺動部材１７が摩耗にかかわらずロータ１６の周速度とトルクを一定に維持するためには、ステータ１３の振動の変位を変化させる必要がある。
【０００７】
電気−機械エネルギ変換素子に印加される周波電圧の周波数を駆動周波数とし、ロータ１６の周速度を駆動速度とするとき、図４には、摩耗が生じる前（初期状態）における駆動周波数と駆動速度との関係を実線グラフで示している。また、摩耗が生じた状態（劣化状態）での駆動周波数と駆動速度との関係を破線グラフで示している。
【０００８】
図４から分かるように、劣化状態において所定の駆動速度（例えば、１２０ｒｐｍ）でロータ１６を回転させる際の駆動周波数は、初期状態において同じ所定の駆動速度でロータ１６を回転させる際の駆動周波数に対して低くなる。しかも、劣化状態では、駆動周波数を制御するだけでは、速度むらが大きくなり、制御性が低下する。
【０００９】
特許文献１には、周波電圧の振幅を制御する振動型モータの駆動方法が開示されている。この駆動方法では、ステータとロータとが湿気により吸着してロータが回転（起動）できなかったことを検出したときに、周波電圧の振幅を通常よりも大きくして振動子に通常より大きな振動を発生させる。これにより、回転開始に十分なトルクを発生させ、モータを確実に起動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１５４３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１にて開示された駆動方法では、モータが回転しないという動作不良の発生を検出することに応じて周波電圧の振幅を通常よりも大きくするため、そのような動作不良の発生を未然に防ぐことができない。
【００１２】
本発明は、振動子と接触子との間の摩耗の進行により振動型モータの駆動特性が変化しても振動型モータを安定的に駆動でき、動作不良の発生を未然に防止できるようにした振動型モータの駆動装置およびその駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧が印加されることにより振動が励起される振動子および該振動子と接触する接触子を含み、振動子および接触子が相対移動する振動型モータの駆動装置および駆動方法に関する。
【００１４】
本発明の一側面としての駆動装置は、振動型モータの駆動速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段により検出される駆動速度が所定速度になるように周波電圧の周波数を制御する周波数制御手段と、第１の時点において駆動速度を所定速度とする周波電圧の周波数である第１の周波数を記憶する記憶手段と、第１の時点よりも後の第２の時点において駆動速度を所定速度とする周波電圧の周波数である第２の周波数を取得し、該第２の周波数と第１の周波数を用いて設定された参照周波数との差に応じて周波電圧の振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の一側面としての駆動装置は、振動型モータの駆動速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段により検出される駆動速度が所定速度になるように周波電圧の周波数を制御する周波数制御手段と、第１の時点において振動型モータが所定速度で駆動されている間の速度変動量である第１の速度変動量を記憶する記憶手段と、第１の時点よりも後の第２の時点において振動型モータが所定速度で駆動されている間の速度変動量である第２の速度変動量を取得し、該第２の速度変動量と第１の速度変動量を用いて設定された参照速度変動量との差に応じて周波電圧の振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の他の一側面としての駆動装置は、振動型モータの駆動速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段により検出される駆動速度が所定速度になるように周波電圧の周波数を制御する周波数制御手段と、振動型モータの積算駆動量をカウントするカウント手段と、該積算駆動量に応じて周波電圧の振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
なお、振動型モータと、上記駆動装置と、振動型モータからの駆動力により移動する光学素子を含む光学系とを有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【００１８】
また、本発明の他の一側面としての駆動方法は、振動型モータの駆動速度を検出し、該駆動速度が所定速度になるように周波電圧の周波数を制御するステップと、第１の時点において駆動速度を所定速度とする周波電圧の周波数である第１の周波数を記憶するとともに、第１の時点よりも後の第２の時点において駆動速度を所定速度とする周波電圧の周波数である第２の周波数を取得し、該第２の周波数と第１の周波数を用いて設定した参照周波数との差に応じて周波電圧の振幅を制御するステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の他の一側面としての駆動方法は、振動型モータの駆動速度を検出し、該駆動速度が所定速度になるように周波電圧の周波数を制御するステップと、第１の時点において振動型モータが所定速度で駆動されている間の速度変動量である第１の速度変動量を記憶するとともに、第１の時点よりも後の第２の時点において振動型モータが所定速度で駆動されている間の速度変動量である第２の速度変動量を取得し、該第２の速度変動量と第１の速度変動量を用いて設定した参照速度変動量との差に応じて周波電圧の振幅を制御するステップとを有することを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明の他の一側面としての駆動方法は、振動型モータの駆動速度を検出し、該駆動速度が所定速度になるように周波電圧の周波数を制御するステップと、振動型モータの積算駆動量をカウントし、該積算駆動量に応じて周波電圧の振幅を制御するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、振動子と接触子との間の摩耗に起因した、所定速度で駆動するための周波電圧の周波数の変化や所定周波数の周波電圧を印加したときの速度変動量の変化に応じて周波電圧の振幅を制御する。また、振動型モータの積算駆動量に応じて周波電圧の振幅を制御する。これにより、振動子と接触子との間の摩耗の進行により振動型モータの駆動特性が変化しても振動型モータを安定的に駆動することができ、動作不良の発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１である駆動装置により駆動される振動型モータの構造を示す断面図。
【図２】上記振動型モータの圧電素子群の構成を示す分解斜視図。
【図３】従来の振動型モータにおける振動子（ステータ）と接触子（ロータ）との接触部での摩耗による影響を示す図。
【図４】図３に示した振動型モータの駆動周波数と駆動速度（回転数）との関係を示す図。
【図５】実施例１の駆動装置の構成を示すブロック図。
【図６】実施例１の駆動装置におけるドライブ部の構成を示すブロック図。
【図７】実施例１の駆動装置における駆動周波数の算出のタイミングを示す図。
【図８】実施例１の駆動装置にて実行される駆動制御の手順を示すフローチャート。
【図９】実施例１の駆動装置にて実行される駆動周波数算出処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】実施例１の駆動装置にて実行される振幅決定処理の手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施例２である駆動装置にて実行される駆動制御の手順を示すフローチャート。
【図１２】実施例２の駆動装置にて実行される速度むら算出処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】実施例２の駆動装置にて実行される振幅決定処理の手順を示すフローチャート。
【図１４】本発明の実施例３である駆動装置にて実行される駆動制御の手順を示すフローチャート。
【図１５】実施例１〜３の駆動装置が搭載された交換レンズの構成を示す図。
【図１６】実施例１〜３の駆動装置が搭載されたデジタルカメラの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１には、本発明の実施例１である駆動装置により駆動が制御される振動型モータの構造を示している。この振動型モータは、後述する振動子が軸方向に直交する方向（径方向）に屈曲運動（振動）することで振動子と接触子とが相対移動する、いわゆる棒状振動型モータである。
【００２５】
２２は振動子（ステータ）であり、金属等の弾性材料により形成された弾性体１３，１４と、該弾性体１３，１４の間に加圧状態で挟み込まれた電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子群１１とにより構成されている。
【００２６】
リング状の弾性体１４は、振動型モータの骨格部材であるボルト状の支持棒１５の周囲に配置されて、該支持棒１５の頭部に当接している。また、中空の弾性体１３は、支持棒１５に形成された大径ねじ部１５ａにねじ込まれ、弾性体１４との間に圧電素子群１１を加圧しながら挟み込んでいる。
【００２７】
１６は弾性体１３の先端面に対向するように配置された接触子（回転子）としてのロータであり、該ロータ１６の先端面には、ばね部１６ｂが形成されている。ばね部１６ｂは、弾性体１３の先端面に形成されたばね部１３ｂに圧接している。
【００２８】
１７はばね部１６ｂの先端面に固着された（貼り付けられた）摩擦部材としての摺動部材であり、１８はロータ１６を弾性体１３に圧接させるための加圧ばねである。１９はロータ１６に固定され、ロータ１６とともに回転可能な出力ギアである。２０は支持棒１５の先端に形成された小径ねじ部１５ｂにねじ込まれたフランジである。２１は出力ギア１９を回転可能に支持するベアリングである。
【００２９】
図２には、振動子２２に設けられている圧電素子群１１における複数の圧電素子の配置と分極パターンを示している。圧電素子群１１は、第１の周波電圧であるＡ相駆動電圧が印加されるＡ相圧電素子１１ａ，１１ｂと、第２の周波電圧であるＢ相駆動電圧が印加されるＢ相圧電素子１１ｃ，１１ｄとを含む。周波電圧には、交流電圧やパルス電圧が含まれる。
【００３０】
また、圧電素子群１１は、共振検出用のＳ相圧電素子１１ｅを含む。リング状に形成された複数の圧電素子１１ａ〜１１ｅはそれぞれ、周方向の半分ずつが互いに極性が反転するように分極されている。Ａ相圧電素子１１ａ，１１ｂとＢ相圧電素子１１ｃ，１１ｄは、それらの位相が互いに９０度異なるように配置されている。また、Ｓ相圧電素子１１ｅは、Ａ相圧電素子１１ａ，１１ｂに対して位相が１８０度異なるように、Ｂ相圧電素子１１ｃ，１１ｄに対して位相が９０度異なるように配置されている。また、複数の圧電素子１１ａ〜１１ｅの間には、不図示の電極板が配置される。
【００３１】
図１に示すように、弾性体１３の先端部の外周面には、周方向に延びる溝１３ａが形成されており、この溝１３ａの形成によって弾性体１３の先端面に、軸方向に撓むことが可能なフランジ状のばね部１３ｂが形成される。
【００３２】
一方、弾性体１３の先端面に対向するロータ１６の先端面のうち外周縁近傍には、周方向に延びる溝１６ａが形成されており、該溝１６ａとロータ１６の外周面との間に、径方向の厚みが薄い円筒状のばね部１６ｂが形成されている。ばね部１６ｂは、径方向に撓むことが可能である。前述したように、ばね部１６ｂの先端面には摺動部材１７が固着されており、該摺動部材１７が弾性体１３のばね部１３ｂに圧接されている。
【００３３】
このように、振動子２２の先端に軸方向に撓むことができるばね部１３ｂが形成され、ロータ１６の先端には径方向にたわみ得るばね部１６ｂが形成され、ばね部１６ｂが摺動部材１７を介してばね部１３ｂに圧接している。したがって、本実施例の振動型モータは、ロータ１６と振動子２２との接触部において互いに直交する２方向（軸方向および径方向）のばね定数を有したばねが摺動部材１７を間に介在させて配置された構造を有する。
【００３４】
ロータ１６のばね部１６ｂは、径方向においては弾性を有し、軸方向には剛性を有する。一方、振動子２２（弾性体１３）のばね部１３ｂは、軸方向においては弾性を有し、径方向に剛性を有する。このため、軸方向と径方向のそれぞれに対して、最適なばね硬さを設定することができる。
【００３５】
次に、本実施例の振動型モータの駆動原理について説明する。Ａ相圧電素子１１ａ，１１ｂにより構成されるＡ相のみに第１の周波電圧（Ａ相駆動電圧）を印加すると、Ａ相圧電素子１１ａ，１１ｂの伸縮によって、振動子２２に、図１の紙面に水平な方向の屈曲運動としての１次曲げ固有振動が励起される。また、Ｂ相圧電素子１１ｃ，１１ｄにより構成されるＢ相のみに第２の周波電圧（Ｂ相駆動電圧）を印加すると、Ｂ相圧電素子１１ｃ，１１ｄの伸縮によって、振動子２２に、図１の紙面に垂直な方向の屈曲運動としての１次曲げ固有振動が励起される。
【００３６】
そして、Ａ相による水平方向の振動の励起タイミングとＢ相による垂直方向の振動の励起タイミングとを時間的に９０度位相が異なるようにずらすと、振動子２２には軸回りの円運動が発生する。弾性体１３は、その変位を拡大するための周溝１３ａを有するため、弾性体１３の先端には、首振り運動が生ずる。
【００３７】
振動子２２におけるロータ１６（摺動部材１７）との接触面において、この首振り振動は１波の進行波に相当する。この振動子２２に、ロータ１６のばね部１６ｂを圧接させると、ばね部１６ｂは波頭付近の１か所のみで弾性体１３と接触し、ロータ１６は、首振り運動の回転方向とは逆方向に回転する。そして、ロータ１６の回転は、これと一体回転する出力ギア１９を介して取り出される。
【００３８】
ロータ１６のばね部１６ｂは、その固有振動数が振動子２２の加振周波数よりも十分に高く、振動子２２の振動に追従できるように設計されている。また、ロータ１６は、慣性質量が十分大きく、振動子２２の加振によって振動が励起されないように設計されている。
【００３９】
以上のように構成された振動型モータは、振動子２２とロータ１６（摺動部材１７）との間の摩耗に起因したモータ駆動特性の変動を抑制するために、以下のような駆動装置によって駆動が制御される。
【００４０】
図５には、本実施例の駆動装置の構成を示している。２０２はシステム制御部であり、周波数制御部２１０に対して目標速度を設定するとともに、ドライブ部２０４に対して駆動開始を指令する。
【００４１】
図６にはドライブ部２０４の構成を示している。ドライブ部２０４は、Ａ相用とＢ相用の２つのチャンネルのＨブリッジ回路を含む。Ａ相用およびＢ相用のＨブリッジ回路のそれぞれの一方の出力は、インダクタを介して振動型モータ２０６のＡ相圧電素子およびＢ相圧電素子にＡ相およびＢ相駆動電圧を印加するための一方の電極板に接続されている。また、Ａ相用およびＢ相用のＨブリッジ回路のそれぞれの他方の出力は、インダクタを介さずに、Ａ相圧電素子およびＢ相圧電素子にＡ相およびＢ相駆動電圧を印加するための他方の電極板に接続されている。
【００４２】
システム制御部２０２が駆動開始を指令すると、記憶部２１３に格納された又は周波数制御部２１０によって設定された駆動周波数と振幅決定部２１２によって決定されたパルスデューティとに応じて生成されるパルス波形に従ってＨブリッジ回路が駆動される。駆動周波数とパルスデューティ（パルス幅）については後述する。Ｈブリッジ回路から出力されたパルス電圧（以下、駆動パルスともいう）は、Ｈブリッジ回路の一方の出力に接続されたインダクタによって昇圧されるとともに鈍らされて擬似的な正弦波状の電圧に変換される。これにより、振動型モータ２０６（Ａ相およびＢ相圧電素子）に印加されるＡ相およびＢ相駆動電圧としての交流電圧が生成される。
【００４３】
周波数制御部２１０によって設定される駆動周波数は、Ａ相およびＢ相駆動電圧としての交流電圧の周波数に相当する。また、振幅決定部２１２によって決定されるパルスデューティは、該交流電圧の振幅に相当する。
【００４４】
２０８は速度検出手段としてのエンコーダであり、振動型モータ２０６（ロータ１６）の回転に伴って該回転の速度に比例した周波数を有する２相のパルス信号を生成し、該パルス信号のパルス周期を計測して周波数制御部２１０に出力する。
【００４５】
周波数制御部（周波数制御手段）２１０は、エンコーダ２０８から得られたパルス周期、つまりは振動型モータ２０６の回転速度と、システム制御部２０２が設定した目標速度との差が小さくなる（望ましくは零となる）ようにＰＩ（比例・積分）制御演算を行う。そして、周波数制御部２１０は、振動型モータ２０６を一定の速度（所定速度）で駆動できるように駆動周波数を決定して、ドライブ部２０４に出力する。
【００４６】
２１３は記憶部であり、第１の時点である初期時点（工場出荷時点、ユーザーによる使用開始時点およびその他の任意の時点）において、振動型モータ２０６が所定速度で駆動されるときの駆動周波数（第１の周波数）を記憶（格納）する。初期時点での駆動周波数を、以下の説明では初期駆動周波数という。なお、記憶部２１３には、システム制御部２０２が目標速度として設定する複数の指令速度（所定速度）に対応する複数の初期駆動周波数が格納されている。
【００４７】
２１１は特性変化判断部であり、初期時点よりも後の現在時点（第２の時点）において振動型モータ２０６が所定速度で駆動されるときの駆動周波数（第２の周波数）を取得する。この現在時点での駆動周波数を、以下の説明では現在駆動周波数という。そして、特性変化判断部２１１は、現在駆動周波数と、記憶部２１３に格納された初期駆動周波数から所定値を差し引いた（初期駆動周波数を用いて設定した）周波数である参照周波数との差の大きさを判断する。これにより、振動型モータ２０６を所定速度で駆動するための駆動周波数が、振動子２２とロータ１６との接触部の摩耗に起因して、初期駆動周波数から現在駆動周波数へとどの程度変化したかを判断（検出）する。言い換えれば、初期時点に対する現在時点の振動型モータ２０６の駆動特性の変化を判断する。初期駆動周波数から差し引く所定値は、例えば、後述する温度周波数オフセット量である。
【００４８】
振幅決定部２１２は、特性変化判断部２１１での判断結果に応じて振幅を決定し、該振幅をドライブ部２０４に出力する。特性変化判断部２１１および振幅決定部２１２により振幅制御手段が構成される。
【００４９】
２１５は振動型モータ２０６の周囲温度（環境温度）を検出する温度センサ（温度検出手段）である。温度センサ２１５により検出された周囲温度の情報は、振幅決定部２１２に入力される。
【００５０】
エンコーダ２０８による振動型モータ２０６の回転に応じたパルス信号の生成タイミングと、特性変化判断部２１１での判断タイミングについて、図７を用いて説明する。時刻ｔｎは、エンコーダ２０８から出力される２相のパルス信号のうち一方（エンコーダパルスＡ）のパルスエッジが到来した時刻である。該時刻ｔｎにおいて、その直前のパルス周期を検出して特性変化判断部２１１に出力すると、周波数制御部２１０は、期間Ｓｎにおいて制御演算を行い、駆動周波数ｆｎを決定する。パルスエッジが到来するごとにこれを繰り返すことで、最新のパルス周期 Ｔｎに基づいて駆動周波数ｆｎが決定される。
【００５１】
次に、本実施例の駆動装置において行われる振動型モータ２０６の駆動を制御するための処理について、図８〜１０のフローチャートを用いて説明する。この駆動制御処理は、一体又は別体のコンピュータにより構成されるシステム制御部２０２、ドライブ部２０４、周波数制御部２１０、特性変化判断部２１１および振幅決定部２１２が、コンピュータプログラム（駆動制御プログラム）に従って実行する。図８には、駆動制御処理のメインフローを示している。
【００５２】
システム制御部２０２から駆動開始を指令する駆動指令信号が出力されると（ステップＳ１０２）、特性変化判断部２１１および振幅決定部２１２は、後に図１０を用いて説明する振幅決定処理を行う（ステップＳ１０４）。また、周波数制御部２１０およびドライブ部２０４は、記憶部２１３に格納された初期駆動周波数と振幅決定処理により決定されたパルスデューティに従ってＡ相およびＢ相駆動電圧を生成する。そして、これらＡ相およびＢ相駆動電圧を振動型モータ２０６に印加し、該振動型モータ２０６の駆動を開始する（ステップＳ１０６）。
【００５３】
次に、特性変化判断部２１１は、後に図９を用いて説明する駆動周波数算出処理を行う（ステップＳ１０８）。そして、駆動周波数算出処理が終了することにより、システム制御部２０２およびドライブ部２０４は、振動型モータ２０６の駆動を停止する（ステップＳ１１０）。
【００５４】
図９を用いて、図８のステップＳ１０８にて行われる駆動周波数算出処理について説明する。特性変化判断部２１１は、エンコーダ２０８からの２相のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりエッジ（パルスエッジ）が到来するごとに（ステップＳ２０２）、振動型モータ２０６の回転位置が目標位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。目標位置に到達したときは、特性変化判断部２１１は、駆動周波数算出処理を終了する。
【００５５】
一方、目標位置に到達していないときは、特性変化判断部２１１は、エンコーダ２０８が検出するパルス周期とシステム制御部２０２が設定した目標速度とに基づいて駆動周波数 ｆｉを取得する（ステップＳ２０６）。そして、ステップＳ２０２〜Ｓ２０６をｎ回繰り返して駆動周波数ｆ１〜ｆｎを取得する（ステップＳ２０８）。特性変化判断部２１１は、該ｎ回の駆動における駆動周波数ｆ１〜ｆｎの平均値である平均駆動周波数ｆave_jを計算する（ステップＳ２１０）。
【００５６】
さらに、ステップＳ２０２〜Ｓ２１０をｍ回繰り返すことによって平均駆動周波数ｆave_1〜ｆave_mを取得する（ステップＳ２１２）。特性変化判断部２１１は、ｆave_1〜ｆave_mの平均値を現在駆動周波数ｆcurrentとして算出する（ステップＳ２１４）。そして、特性変化判断部２１１は、振動型モータ２０６の駆動特性の変化を判断する際に参照するために、現在駆動周波数ｆcurrentを特性変化判断部２１１内の記憶領域Ａに格納し（ステップＳ２１６）、ステップＳ２０２へと戻る。
【００５７】
なお、ステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理は、パルスエッジをｎ回検出するごとの移動平均として平均駆動周波数ｆave_jを算出してもよい。
【００５８】
次に、図１０を用いて、図８のステップＳ１０４にて行われる振幅決定処理について説明する。まず、特性変化判断部２１１は、温度センサ２１５を通じて振動型モータ２０６の周囲温度（環境温度）を検出する（ステップＳ３００）。周囲温度が０℃未満であるときは、特性変化判断部２１１は、周囲温度に応じた駆動周波数のオフセット量（以下、温度周波数オフセット量という）ｆtemp_ofsetを、ｆtemp_offset_aに決定する（ステップＳ３０２）。一方、周囲温度が０℃以上で４０℃未満であるときは、特性変化判断部２１１は、温度周波数オフセット量ｆtemp_ofsetを、ｆtemp_offset_bに決定する（ステップＳ３０４）。さらに、周囲温度が４０℃以上であるときは、特性変化判断部２１１は、温度周波数オフセット量ｆtemp_ofsetをｆtemp_offset_cに決定する（ステップＳ３０６）。
【００５９】
なお、ｆtemp_offset_a，ｆtemp_offset_b，ｆtemp_offset_ｃはそれぞれテーブルデータとして特性変化判断部２１１内の記憶領域に格納されている。また、ｆtemp_offset_aは正の値であり、ｆtemp_offset_cは負の値である。ステップＳ３０２，Ｓ３０４，Ｓ３０６からはステップＳ３０８に進む。
【００６０】
本実施例では、上述した３つの周囲温度範囲にて温度周波数オフセット量を異ならせるが、より細かい周囲温度範囲にて温度周波数オフセット量を異ならせるようにしてもよい。また、必要に応じて、振動型モータ２０６の回転速度の範囲ごとに、初期駆動周波数から差し引く所定値としての駆動周波数のオフセット量を変更して、さらに判定の精度を上げるようにしてもよい。
【００６１】
ステップＳ３０８では、特性変化判断部２１１は、システム制御部２０２がどの駆動速度での振動型モータ２０６の駆動を指令しているのかを判定し、該指令された駆動速度（指令速度）に応じた初期駆動周波数を記憶部２１３から読み出す。本実施例では、指令速度として、遅い順に速度ＶＬ、速度ＶＭおよび速度ＶＨの中から選択される。
【００６２】
指令速度が最も遅い速度ＶＬである場合は、特性変化判断部２１１は、速度ＶＬに対応する初期駆動周波数ｆinit_L から温度オフセット量ｆtemp_ofsetを差し引いて参照周波数を設定する。そして、特性変化判断部２１１は、該参照周波数と、記憶領域Ａに格納された現在駆動周波数ｆcurrentとの差Δｆを算出する（ステップＳ３１０）。
【００６３】
さらに、特性変化判断部２１１は、その差Δｆ、つまりは温度変化の影響ではなく摩耗に起因した現在駆動周波数ｆcurrentの初期駆動周波数ｆinit_Lに対する変化の大きさを判定する（ステップＳ３１２）。具体的には、ステップＳ３１０にて算出したΔｆが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下か、第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１より大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２（＞ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１）以下かおよび第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２より大きいかを判定する。
【００６４】
Δｆが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下であるときは、特性変化判断部２１１は、ドライブ部２０４により生成される駆動パルスのデューティー（つまりはパルス幅）を第１のデューティーに決定する（ステップＳ３１４）。Δｆが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１よりも大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２以下であるときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第２のデューティーに決定する（ステップＳ３１６）。Δｆが第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２よりも大きいときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定する（ステップＳ３１８）。第１〜第３のデューティーは、
第１のデューティー＜第２のデューティー＜第３のデューティー
という関係を有する。この第１〜第３のデューティーの大小関係は、指令速度が速度ＶＭや速度ＶＨである場合も同じである。
【００６５】
速度ＶＬに対する第１のデューティー、第２のデューティーおよび第３のデューティーはそれぞれ、例えば２５％、３０％および３５％である。
【００６６】
このように本実施例では、現在駆動周波数と参照周波数との差が大きいほど、振動子２２とロータ１６間でのトルク伝達効率が低下しているものとみなし、駆動パルスのパルス幅、つまりは振動型モータ２０６に印加する交流電圧の振幅を増加させる。これにより、振動子２２とロータ１６との接触面の摩耗の進行により振動型モータ２０６の駆動特性が変化しても、振動型モータ２０６を安定的に駆動することができる。そして、振動型モータ２０６の動作不良の発生を未然に防止することができる。
【００６７】
指令速度が中間の速度ＶＭである場合は、特性変化判断部２１１は、速度ＶＭに対応する初期駆動周波数ｆinit_Ｍ から温度オフセット量ｆtemp_ofsetを差し引いて参照周波数を設定する。そして、特性変化判断部２１１は、該参照周波数と、記憶領域Ａに格納された現在駆動周波数ｆcurrentとの差Δｆを算出する（ステップＳ３２０）。
【００６８】
さらに、特性変化判断部２１１は、その差Δｆ、つまりは現在駆動周波数ｆcurrentの初期駆動周波数ｆinit_Ｍに対する変化の大きさを判定する（ステップＳ３２２）。具体的には、ステップＳ３２０にて算出したΔｆが第１の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ１以下か、第１の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ１より大きく、かつ第２の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ２（＞ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ１）以下かおよび第２の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ２より大きいかを判定する。
【００６９】
Δｆが第１の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ１以下であるときは、特性変化判断部２１１は、ドライブ部２０４により生成される駆動パルスのデューティーを第１のデューティーに決定する（ステップＳ３２４）。Δｆが第１の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ１よりも大きく、かつ第２の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ２以下であるときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第２のデューティーに決定する（ステップＳ３２６）。Δｆが第２の閾値ＶＭ＿Ｌｉｍｉｔ２よりも大きいときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定する（ステップＳ３２８）。
【００７０】
速度ＶＭに対する第１のデューティー、第２のデューティーおよび第３のデューティーはそれぞれ、例えば３０％、３５％および４０％である。
【００７１】
指令速度が最も速い速度ＶＨである場合は、特性変化判断部２１１は、速度ＶＨに対応する初期駆動周波数ｆinit_Ｈ から温度オフセット量ｆtemp_ofsetを差し引いて参照周波数を設定する。そして、特性変化判断部２１１は、該参照周波数と、記憶領域Ａに格納された現在駆動周波数ｆcurrentとの差Δｆを算出する（ステップＳ３３０）。
【００７２】
さらに、特性変化判断部２１１は、その差Δｆ、つまりは現在駆動周波数ｆcurrentの初期駆動周波数ｆinit_Ｈに対する変化の大きさを判定する（ステップＳ３３２）。具体的には、ステップＳ３３０にて算出したΔｆが第１の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ１以下か、第１の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ１より大きく、かつ第２の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ２（＞ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ１）以下かおよび第２の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ２より大きいかを判定する。
【００７３】
Δｆが第１の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ１以下であるときは、特性変化判断部２１１は、ドライブ部２０４により生成される駆動パルスのデューティーを第１のデューティーに決定する（ステップＳ３３４）。Δｆが第１の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ１よりも大きく、かつ第２の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ２以下であるときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第２のデューティーに決定する（ステップＳ３３６）。Δｆが第２の閾値ＶＨ＿Ｌｉｍｉｔ２よりも大きいときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定する（ステップＳ３３８）。
【００７４】
速度ＶＨに対する第１のデューティー、第２のデューティーおよび第３のデューティーはそれぞれ、例えば３０％、３５％および４０％である。
【００７５】
このように本実施例では、指令速度に応じて駆動パルスのパルス幅、つまりは振動型モータ２０６に印加する交流電圧の振幅を変化させる。これにより、指令速度にかかわらず、振動型モータを安定的に駆動することができる。
【００７６】
なお、本実施例では、振動型モータ２０６の摩耗による劣化を検出するための初期駆動周波数や現在駆動周波数として、振動型モータを同じ駆動区間（回転角度範囲）にて複数回駆動して求めた平均駆動周波数を用いている。これにより、同じ駆動区間を複数回駆動する間に振動型モータの負荷に変動が生じても、平均駆動周波数は該負荷変動による影響を受けにくいため、劣化の検出精度を向上させることができる。
【００７７】
また、Δｆの第１および第２の閾値に対する大小を判断する場合に、Δｆが各閾値に対して所定の複数回大きい又は小さいと判断されたかを判断条件としてもよい。例えば、Δｆが合計３回又は連続して２回、第２の閾値より大きいと判断されたときに、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定するようにしてもよい。
【実施例２】
【００７８】
次に、本発明の実施例２である駆動装置において行われる振動型モータの駆動を制御するための処理について、図１１〜１３のフローチャートを用いて説明する。本実施例の駆動装置の構成は、実施例１の駆動装置の構成と同様であるため、共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。
【００７９】
実施例１では駆動周波数の変化に応じて交流電圧の振幅を制御するのに対して、本実施例では速度むらの変化に応じて交流電圧の振幅を制御する。この駆動制御処理は、一体又は別体のコンピュータにより構成されるシステム制御部２０２、ドライブ部２０４、周波数制御部２１０、特性変化判断部２１１および振幅決定部２１２が、コンピュータプログラム（駆動制御プログラム）に従って実行する。図１１には、駆動制御処理のメインフローを示している。
【００８０】
システム制御部２０２から駆動開始を指令する駆動指令信号が出力されると（ステップＳ４０２）、特性変化判断部２１１および振幅決定部２１２は、後に図１３を用いて説明する振幅決定処理を行う（ステップＳ４０４）。また、周波数制御部２１０およびドライブ部２０４は、記憶部２１３に格納された初期駆動周波数と振幅決定処理により決定されたパルスデューティに従ってＡ相およびＢ相駆動電圧を生成する。そして、該Ａ相およびＢ相駆動電圧を振動型モータ２０６に印加して、該振動型モータ２０６の駆動を開始する（ステップＳ４０６）。
【００８１】
次に、特性変化判断部２１１は、後に図１４を用いて説明する速度むら算出処理を行う（ステップＳ４０８）。そして、速度むら算出処理が終了することにより、システム制御部２０２およびドライブ部２０４は、振動型モータ２０６の駆動を停止する（ステップＳ４１０）。
【００８２】
図１２を用いて、図１１のステップＳ４０８にて行われる速度むら算出処理について説明する。特性変化判断部２１１は、エンコーダ２０８からの２相のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりエッジ（パルスエッジ）が到来するごとに（ステップＳ５０２）、振動型モータ２０６の回転位置が目標位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ５０４）。目標位置に到達したときは、特性変化判断部２１１は、駆動周波数算出処理を終了する。
【００８３】
一方、目標位置に到達していないときは、特性変化判断部２１１は、エンコーダ２０８が検出するパルス周期に相当する駆動速度Ｖｉを取得する（ステップＳ５０６）。そして、ステップＳ５０２〜Ｓ５０６をｎ回繰り返すことで駆動速度 Ｖ０〜Ｖｎ を取得すると（ステップＳ５０８）、特性変化判断部２１１は、該駆動速度の最大値Ｖｍａｘ＿ｊと最小値Ｖｍｉｎ＿ｊを取得する。さらに、式７０１によって、最大値Ｖｍａｘ＿ｊと最小値Ｖｍｉｎ＿ｊの差に相当する速度変動幅ＷＦｊを算出する（ステップＳ５１０）。
ＷＦｊ＝Ｖｍａｘ＿ｊｍ−Ｖｍｉｎ＿ｊ      （式７０１）
こうしてステップＳ５０２〜Ｓ５１０をｍ回繰り返すことで、特性変化判断部２１１は、該ｍ回の駆動のそれぞれにおける駆動速度の最大値Ｖｍａｘ１〜Ｖｍａｘｍ、最小値Ｖｍｉｎ１〜Ｖｍｉｎｍおよび速度変動幅ＷＦ１〜ＷＦｍを取得する。
【００８４】
次に、ステップＳ５１４において、特性変化判断部２１１は、駆動速度の最大値Ｖｍａｘ１〜Ｖｍａｘｍ の平均値をＶｍａｘとして算出し、駆動速度の最小値Ｖｍｉｎ１〜Ｖｍｉｎｍ の平均値をＶｍｉｎとして算出する。さらに、特性変化判断部２１１は、式７０２によって最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎの差である速度変動幅ＷＦcurrentを算出する（ステップＳ５１４）。
ＷＦcurrent＝Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ    （式７０２）
そして、特性変化判断部２１１は、速度変動幅ＷＦcurrentを、振動型モータ２０６の駆動特性の変化を判断する際に参照するために、現在駆動速度むら（第２の速度変動量）として特性変化判断部２１１内の記憶領域Ａに格納する（ステップＳ５１６）。その後、ステップＳ５０２へと戻る。
【００８５】
次に、図１３を用いて、図１１のステップＳ４０４にて行われる振幅決定処理について説明する。まず、特性変化判断部２１１は、システム制御部２０２がどの駆動速度での振動型モータ２０６の駆動を指令しているのかを判定し、該指令された駆動速度（指令速度）に応じた初期駆動速度むら（第１の速度変動量）を記憶部２１３から読み出す。初期駆動速度むらは、第１の時点である初期時点において、同じ周波数で同じ振幅の交流電圧を振動型モータ２０６に印加したときの振動型モータ２０６の駆動速度の変動量を意味する。なお、記憶部２１３には、システム制御部２０２が目標速度として設定する複数の指令速度（所定速度）に対応する複数の初期駆動速度むらが格納されている。
【００８６】
本実施例でも、指令速度として、遅い順に速度ＶＬ、速度ＶＭおよび速度ＶＨの中から選択されるものとする。  
【００８７】
指令速度が最も遅い速度ＶＬである場合は、特性変化判断部２１１は、速度ＶＬに対応する初期駆動速度むらＷＦinit_L と記憶領域Ａに格納された現在駆動速度むらＷＦcurrentとの差ΔＷＦを算出する（ステップＳ６１０）。本実施例では、初期駆動速度むらがそのまま参照速度変動量として用いられるが、初期駆動速度むらに対して所定値を加えたり減じたりした値を参照速度変動量として用いてもよい。
【００８８】
そして、特性変化判断部２１１は、その差ΔＷＦ、つまりは摩耗に起因した現在駆動速度むらＷＦcurrentの初期駆動速度むらＷＦinit_Lに対する変化の大きさを判定する（ステップＳ６１２）。具体的には、ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下か、第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１より大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２（＞ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１）以下かおよび第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２より大きいかを判定する。
【００８９】
ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下であるときは、特性変化判断部２１１は、ドライブ部２０４により生成される駆動パルスのデューティー（つまりはパルス幅）を第１のデューティーに決定する（ステップＳ６１４）。ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１よりも大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２以下であるときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第２のデューティーに決定する（ステップＳ６１６）。ΔＷＦが第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２よりも大きいときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定する（ステップＳ６１８）。第１〜第３のデューティーは、
第１のデューティー＜第２のデューティー＜第３のデューティー
という関係を有する。この第１〜第３のデューティーの大小関係は、指令速度が速度ＶＭや速度ＶＨである場合も同じである。
【００９０】
速度ＶＬに対する第１のデューティー、第２のデューティーおよび第３のデューティーはそれぞれ、例えば２５％、３０％および３５％である。
【００９１】
このように本実施例では、現在駆動速度むらと初期駆動速度むらとの差が大きいほど、振動子２２とロータ１６間でのトルク伝達効率が低下しているものとみなし、駆動パルスのパルス幅、つまりは振動型モータ２０６に印加する交流電圧の振幅を増加させる。これにより、振動子２２とロータ１６との接触面の摩耗の進行により振動型モータ２０６の駆動特性が変化しても、振動型モータ２０６を安定的に駆動することができる。そして、振動型モータ２０６の動作不良の発生を未然に防止することができる。
【００９２】
指令速度が中間の速度ＶＭである場合は、特性変化判断部２１１は、速度ＶＭに対応する初期駆動速度むらＷＦinit_Ｍと記憶領域Ａに格納された現在駆動速度むらＷＦcurrentとの差ΔＷＦを算出する（ステップＳ６２０）。そして、特性変化判断部２１１は、その差ΔＷＦ、つまりは現在駆動速度むらＷＦcurrentの初期駆動速度むらＷＦinit_Ｍに対する変化の大きさを判定する（ステップＳ６２２）。具体的には、ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下か、第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１より大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２（＞ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１）以下かおよび第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２より大きいかを判定する。
【００９３】
ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下であるときは、特性変化判断部２１１は、ドライブ部２０４により生成される駆動パルスのデューティーを第１のデューティーに決定する（ステップＳ６２４）。ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１よりも大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２以下であるときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第２のデューティーに決定する（ステップＳ６２６）。ΔＷＦが第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２よりも大きいときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定する（ステップＳ６２８）。
【００９４】
速度ＶＭに対する第１のデューティー、第２のデューティーおよび第３のデューティーはそれぞれ、例えば３０％、３５％および４０％である。
【００９５】
指令速度が最も速い速度ＶＨである場合は、特性変化判断部２１１は、速度ＶＨに対応する初期駆動速度むらＷＦinit_Ｈと記憶領域Ａに格納された現在駆動速度むらＷＦcurrentとの差ΔＷＦを算出する（ステップＳ６３０）。そして、特性変化判断部２１１は、その差ΔＷＦ、つまりは現在駆動速度むらＷＦcurrentの初期駆動速度むらＷＦinit_Ｈに対する変化の大きさを判定する（ステップＳ６３２）。具体的には、ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下か、第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１より大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２（＞ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１）以下かおよび第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２より大きいかを判定する。
【００９６】
ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１以下であるときは、特性変化判断部２１１は、ドライブ部２０４により生成される駆動パルスのデューティーを第１のデューティーに決定する（ステップＳ６３４）。ΔＷＦが第１の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ１よりも大きく、かつ第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２以下であるときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第２のデューティーに決定する（ステップＳ６３６）。ΔＷＦが第２の閾値ＶＬ＿Ｌｉｍｉｔ２よりも大きいときは、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定する（ステップＳ６３８）。
【００９７】
速度ＶＨに対する第１のデューティー、第２のデューティーおよび第３のデューティーはそれぞれ、例えば３０％、３５％および４０％である。
【００９８】
このように本実施例では、指令速度に応じて駆動パルスのパルス幅、つまりは振動型モータ２０６に印加する交流電圧の振幅を変化させる。これにより、指令速度にかかわらず、振動型モータを安定的に駆動することができる。
【００９９】
なお、本実施例では、振動型モータ２０６の摩耗による劣化を検出するための初期駆動速度むらや現在駆動速度むらとして、振動型モータを同じ駆動区間（回転角度範囲）にて複数回駆動して求めた平均駆動速度むらを用いている。これにより、同じ駆動区間を複数回駆動する間に振動型モータの負荷に変動が生じても、平均駆動速度むらは該負荷変動による影響を受けにくいため、劣化の検出精度が向上する。
【０１００】
また、ΔＷＦの第１および第２の閾値に対する大小を判断する場合に、ΔＷＦが各閾値に対して所定の複数回大きい又は小さいと判断されたかを判断条件としてもよい。例えば、ΔＷＦが合計３回又は連続して２回、第２の閾値より大きいと判断されたときに、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１０１】
次に、本発明の実施例３である駆動装置において行われる振動型モータの駆動を制御するための処理について、図１４のフローチャートを用いて説明する。本実施例の駆動装置の構成は、実施例１の駆動装置の構成と同様であるため、共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。この駆動制御処理は、一体又は別体のコンピュータにより構成されるシステム制御部２０２、ドライブ部２０４、周波数制御部２１０、特性変化判断部２１１および振幅決定部２１２が、コンピュータプログラム（駆動制御プログラム）に従って実行する。図１４には、駆動制御処理のメインフローを示している。
【０１０２】
システム制御部２０２から駆動開始を指令する駆動指令信号が出力されると（ステップＳ７０２）、特性変化判断部２１１および振幅決定部２１２は、ステップＳ７０４からの振幅決定処理を行う。カウント手段としての特性変化判断部２１１は、初期時点から、エンコーダ２０８から出力される２相のパルス信号のパルス数、つまりは駆動量をカウントしてこれを積算している。この積算駆動量としての駆動距離カウンタは、特性変化判断部２１１内の記憶領域に記憶される。
【０１０３】
そして、特性変化判断部２１１は、駆動距離カウンタの大きさを判断する（ステップＳ７０４）。具体的には、駆動距離カウンタが、第１の閾値Ｘより小さいか、第１の閾値Ｘ以上、かつ第２の閾値Ｙ（＞Ｘ）以下かおよび第２の閾値Ｙより大きいかを判定する。
【０１０４】
駆動距離カウンタが第１の閾値Ｘより小さい場合は、特性変化判断部２１１は、ドライブ部２０４により生成される駆動パルスのデューティーを第１のデューティーに決定する（ステップＳ７０６）。駆動距離カウンタが第１の閾値Ｘ以上、かつ第２の閾値Ｙ以下である場合は、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第２のデューティーに決定する（ステップＳ７０８）。さらに、駆動距離カウンタが第２の閾値Ｙより大きい場合は、特性変化判断部２１１は、駆動パルスのデューティーを第３のデューティーに決定する（ステップＳ７１０）。
【０１０５】
第１〜第３のデューティーは、
第１のデューティー＜第２のデューティー＜第３のデューティー
という関係を有する。第１のデューティー、第２のデューティーおよび第３のデューティーはそれぞれ、例えば２５％、３０％および３５％である。
【０１０６】
こうして、特性変化判断部２１１が駆動パルスのデューティー、つまりは振動型モータ２０６に印加する交流電圧の振幅を決定する。システム制御部２０２は、ステップＳ７１２へ進み、該決定された振幅を有する交流電圧による振動型モータ２０６の駆動を開始する。
【０１０７】
続いて、特性変化判断部２１１は、エンコーダ２０８から出力される２相のパルス信号のエッジ（パルスエッジ）が到来するごとに（ステップＳ７１４）、駆動距離カウンタを１カウントアップする（ステップＳ７１６）。そして、特性変化判断部２１１は、振動型モータ２０６の回転位置が目標位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ７１８）。目標位置に到達していないときは、特性変化判断部２１１は、ステップＳ７１４に戻り、ステップＳ７１４〜Ｓ７１６の処理を繰り返す。また、目標位置に到達したときは、システム制御部２０２およびドライブ部２０４は、振動型モータ２０６の駆動を停止する（ステップＳ７２０）。
【０１０８】
このように本実施例では、振動型モータ２０６の積算駆動量をカウントし、該積算駆動量に対応する振動子２２とロータ１６との接触面の摩耗状態（劣化状態）に応じて、振動型モータ２０６に印加する交流電圧の振幅を決定する。すなわち、積算駆動量が増加するほど振幅を増加させる。このため、実施例１，２と比較して、劣化状態を判定するための計算が不要であり、負荷の少ない処理で振動型モータ２０６の駆動を安定的に行うことができる。
【実施例４】
【０１０９】
図１５には、実施例１〜３にて説明した駆動装置のうちいずれかが搭載された光学機器としての交換レンズを示している。
【０１１０】
８００は交換レンズであり、その内部には、第１のレンズ８１１および第２のレンズ（光学素子）８１２により構成される撮影光学系と、第２のレンズ８１２を光軸方向に移動させるアクチュエータとしての振動型モータ８０１とが収容されている。振動型モータ８０１は、図１に示した（図５中に符号２０６で示した）棒状振動型モータである。振動型モータ８０１の駆動力は、不図示の伝達機構を介して第２のレンズ８１２に伝達され、これを移動させる。
【０１１１】
また、交換レンズ８００の内部には、該振動型モータ８０１の駆動を制御する実施例１〜３のいずれかにて説明した駆動装置８０２も収容されている。
【０１１２】
交換レンズ８００は、デジタルカメラ８５０に装着される。デジタルカメラ８５０には、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子８５１が搭載されている。デジタルカメラ８５０は、撮像素子８５１からの出力に基づいて、撮影画像を生成する。
【０１１３】
また、図１６には、実施例１〜３にて説明した駆動装置のうちいずれかが搭載された光学機器としてのレンズ格納式デジタルカメラを示している。９００はデジタルカメラ本体であり、９１０はデジタルカメラ本体９００に対して図に示した突出位置（ワイド位置〜テレ位置）と格納位置との間で伸縮可能なレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒９１０の内部には、第１のレンズ９１１および第２のレンズ９１２により構成される撮影光学系が収容されている。レンズ鏡筒がワイド位置とテレ位置との間で伸縮することで、撮影光学系のズームが可能である。
【０１１４】
デジタルカメラ本体９００の内部には、レンズ鏡筒９１０（つまりは光学素子である第１および第２のレンズ９１１，９１２）をワイド位置、テレ位置および格納位置間で伸縮（移動）させるアクチュエータとしての振動型モータ９０１が収容されている。振動型モータ９０１は、図１に示した（図５中に符号２０６で示した）棒状振動型モータである。振動型モータ９０１の駆動力は、不図示の伝達機構を介してレンズ鏡筒９１０に伝達され、これを伸縮させる。
【０１１５】
さらに、デジタルカメラ本体９００の内部には、振動型モータ９０１の駆動を制御する実施例１〜３のいずれかにて説明した駆動装置９０２と、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子９１５も収容されている。このように形成されたデジタルカメラは、撮像素子９１５からの出力に基づいて、撮影画像を生成する。
【０１１６】
実施例１にて説明した平均駆動周波数や実施例２にて説明した平均駆動速度むらを求めるための振動型モータの駆動区間として、格納位置とワイド位置の間の区間を選択してもよい。
【０１１７】
本実施例では、振動型モータおよび駆動装置を搭載した交換レンズやデジタルカメラについて説明したが、交換レンズ以外であっても、振動型モータによって駆動される光学素子を含む光学系を有する光学機器であれば、本発明の他の実施例として含まれる。
【０１１８】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
振動型モータを安定的に駆動する駆動装置およびこれを備えた光学機器を提供できる。
【符号の説明】
【０１２０】
２０２  システム制御部
２０４  ドライブ部
２０６  振動型モータ
２０８  エンコーダ
２１０  周波数制御部
２１１  特性変化判断部
２１２  振幅決定部
【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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