CN106329984A - 振动波马达和利用该振动波马达的驱动器 - Google Patents

Abstract

振动波马达和利用该振动波马达的驱动器。在不损失推力的情况下缩短振动波马达的移动方向上的尺寸，并且使驱动器小型化。振动波马达包括：振动板，其具有大致矩形的轮廓；压电元件，其粘接于所述振动板并且用于振动；和突起，其设置于所述振动板或所述压电元件。所述振动板在所述压电元件粘接的平面内的、包括所述压电元件的矩形区域的内侧具有未被所述压电元件覆盖的部分，并且还具有沿着通过所述部分并且与所述振动板的轮廓的一边平行的直线的缺口部。

Description

振动波马达和利用该振动波马达的驱动器

技术领域

本发明涉及线性驱动用的振动波马达的板状弹性振子，并且涉及利用上述振动波马达的驱动器。

背景技术

至今，已经在摄像装置的镜筒等中采用了具有小型轻量、高速且静音驱动的特征的超声波马达。例如，日本特开2015-35947号公报的图8(a)至图12(c)公开了线性驱动用的超声波马达。日本特开2015-35947号公报公开的超声波马达控制施加于两相压电元件的交流电压之间的相位差，从而获得宽的速度范围内的操作。此外，日本特开2006-115559号公报的图6公开了在考虑了振子的刚性的情况下制备的振动波驱动器。

近年，对安装有超声波马达的电子设备的小型化、特别是对透镜驱动器的小型化的需求不断增长。为了获得如日本特开2015-35947号公报的图12(b)所示的透镜驱动器整体的小型化，需要缩短超声波马达的振动板的在超声波马达的移动方向上的振动板长度L5。但是，简单地均匀缩小整个振动板会减小压电元件的面积，并且减小对压电效果有贡献的变形，从而减小振幅。此外，减小压电元件和振动板的整体尺寸会增大共振频率，从而进一步减小振幅。结果，这些情况造成超声波马达的推力减小。因此，对超声波马达的移动方向上的振动板长度L5的缩短存在限制。

发明内容

因此，鉴于上述问题做出了本发明，本发明的目的在于在不损失推力的情况下缩短振动波马达(超声波马达)的移动方向上的尺寸，并且提供使用该振动波马达的小型化的驱动器。

为了解决上述问题，本发明的振动波马达包括：振动板，其具有大致矩形的轮廓；压电元件，其粘接于所述振动板并且用于振动；和设置于振动板或压电元件的突起。振动波马达的特征如下。所述振动板在所述压电元件粘接的平面内的、包括所述压电元件的矩形区域的内侧具有未被所述压电元件覆盖的部分W。所述振动板具有沿着通过所述部分W并且与所述振动板的轮廓的一边平行的直线的缺口部W。

根据本发明，能够在不损失推力的情况下缩短振动波马达的移动方向上的尺寸，并且通过使用此振动波马达获得驱动器的小型化。

从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1A、图1B、图1C、图1D和图1E分别是根据第一实施方式的振动波马达的振子10的细节图。

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E和图2F分别是用于示出作为根据本发明的特征的包括压电元件的矩形区域的图。

图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F和图3G分别是示出根据第一实施方式的振动波马达的固有振动模式的图。

图4A1、图4A2、图4A3、图4A4、图4A5是示出根据比较例的振动波马达的共振频率响应的图。图4B1、图4B2、图4B3、图4B4、图4B5、图4B6是示出根据比较例的振动波马达的共振频率响应的图。图4C1、图4C2、图4C3、图4C4、图4C5、图4C6是示出根据第一实施方式的振动波马达的共振频率响应的图。

图5A、图5B、图5C和图5D分别是示出根据第一实施方式的振动波马达的振动模式的图。

图6A、图6B、图6C和图6D分别是示出根据第一实施方式的振动波马达的振动模式的图。

图7A、图7B、图7C和图7D分别是示出传统的超声波马达的振动特性的图。

图8A和图8B分别是示出利用根据第一实施方式的振动波马达的线性驱动器100的图。

图9A、图9B和图9C分别是示出利用根据第一实施方式的振动波马达的透镜驱动器200的图。

图10A1、图10A2、图10B1、图10B2、图10C1、图10C2、图10D1、图10D2、图10E1和图10E2分别是示出根据第一实施方式的振动波马达的振子10的变型例的图。

图11A、图11B、图11C、图11D、图11E、图11F、图11G和图11H分别是根据第二实施方式的振动波马达的振子20的细节图。

图12A、图12B、图12C、图12D、图12E、图12F、图12G和图12H分别是根据第三实施方式的振动波马达的振子30的细节图。

图13A、图13B、图13C、图13D、图13E、图13F、图13G和图13H分别是根据第四实施方式的振动波马达的振子40的细节图。

图14A、图14B、图14C、图14D、图14E、图14F、图14G和图14H分别是根据第五实施方式的振动波马达的振子50的细节图。

图15是根据第五实施方式的振动波马达的振动板51的放大图。

具体实施方式

现在将参照附图详细说明本发明的优选实施方式。

(第一实施方式)

以下，将说明用于实施本发明的第一实施方式。图1A至图1E是用于示出根据第一实施方式的振动波(超声波)马达的振子10的图。图1A是平面图，图1B是主视图，图1C和图1D是侧视图，图1E是仰视图。振动板1具有大致矩形的轮廓，并且包括在其平面部上的一个突起1a。突起1a可以通过立起(raising)等与振动板1形成为一体，或者可以作为单独的部件通过粘接等固定于振动板1。

在振动板1的包括突起1a的平面部的相反表面上粘接有压电元件2A、2B，压电元件2A、2B构造为产生与超声波范围内的振动数对应的振动(超声波振动)。振子10包括振动板1、压电元件2A、2B和形成为一体的突起1a。在对应的压电元件2A、2B中，两个部分2Aa、2Bb沿相同方向被极化。部分2Aa被分配为A相，同时部分2Bb被分配为B相。未被极化的部分2Ac、2Bc是经由压电元件2A、2B的侧面电连接于在压电元件2A、2B的背面2Ad、2Bd的全面电极(full-surface electrode)而用作接地的电极。注意，部分2Ac、2Bc可以定位在任何位置，只要能够从压电元件2A、2B的背面2Ad、2Bd的全面电极经由侧面导电即可。

振动板1设置有后面将描述的沿着直线L的缺口部1b1、1b2。此外，连接部1c1、1c2设置在后面将描述的部分W的范围内，该范围由缺口部1b1、1b2附近的虚线表示。连接部1c1、1c2直接地或间接地连接于后面将描述的保持构件4(未示出)，保持构件4构造为与振动板1同步地移动。连接部1c1、1c2能够被制成突部形状、凹部形状或其他形状。连接方法不仅包括简单的连接，还能够包括通过粘接、焊接或利用弹簧加压等的连接方法。

现在，将使用图2A至图2F说明作为本发明的特征的包括压电元件的矩形区域。例如，如图2A所示，有限点集合A包含连接诸如点X和点Y等的任意两点的线段。包含这样的连接任意两点的线段的集合被称为凸集合。如图2B所示，有限点集合B不包含连接两点X和Y的线段上的点Z。因此，点集合B不是凸集合。接下来，点集合C、点集合D、点集合E和点集合F分别是如图2C、图2D、图2E和图2F所示的凸集合。这些凸集合是分别包含有限点集合C至F的最小的凸集合，并且这些凸集合是连接所有顶点X1至X4的由虚线S表示的四边形。因此，在图1A中，被压电元件2A、2B覆盖的所有部分的凸集合是包括压电元件2A、2B的矩形区域(连接顶点X1至X4的矩形区域)。

接下来，将使用图1A说明根据本实施方式的振动波马达的振子10的结构的两个特征。首先，根据振子10的结构的第一特征是在振动板1的粘接有压电元件2A、2B的平面内的、包括压电元件2A、2B的矩形区域的内侧具有未被压电元件2A、2B覆盖的部分W(该部分被图中的双点划线包围)。因此，部分W具有仅包括振动板1的结构，使得部分W的弯曲刚性和扭转刚性比其他部分低。此外，部分W关于与平行于振动板1的一边的方向D1平行的直线L大致线对称。此处，弯曲刚性和扭转刚性分别意味着通过弯曲或扭转力使尺寸变化的困难程度。

根据振子10的结构的第二特征在于振动板1具有沿着直线L的缺口部1b1、1b2，直线L通过部分W且与平行于振动板1的一边的方向D1平行。因此，部分W的弯曲刚性和扭转刚性进一步降低。此外，缺口部1b1、1b2关于与平行于振动板1的一边的方向D1平行的直线L大致线对称。后面将说明通过根据振子10的结构的第一特征和第二特征降低弯曲刚性和扭转刚性的效果。

另外，通过将利用供电部件Pa、Pb随意改变相位差的交流电压施加于A相和B相产生超声波振动是与现有技术相同的。此外，通过使扭转振动的二次固有振动模式和弯曲振动的一次固有振动模式之间的共振频率在低频率下一致或接近产生的共振现象获得大的超声波振动也与现有技术相同。此外，通过施加频率与共振频率接近的交流电压通过共振现象获得大的超声波振动也与现有技术相同。根据本发明的振动波马达的振子10包括振动板1、压电元件2A、2B、突起1a和供电部件Pa、Pb。

接下来，将详细说明由根据本发明的振子10产生的扭转振动的二次固有振动模式和弯曲振动的一次固有振动模式。图3A示出振子10的平面图，其中省略了压电元件2A、2B的极化部分和供电部件Pa、Pb等的图示。图3B示出振子10的主视图。图3C示出在与振动板1的一边平行的方向D1上的扭转振动的二次固有振动模式的在箭头d1的方向上看的概念图。图3D示出用于图示扭转振动的二次固有振动模式的振动的立体图。图3E示出在与振动板1的一边平行的方向D2上的扭转振动的二次固有振动模式的在箭头d2的方向上看的概念图。图3F示出在与振动板1的一边平行的方向D1上的弯曲振动的一次固有振动模式的在箭头d1的方向上看的概念图。图3G示出弯曲振动的一次固有振动模式的振动的立体图。注意，在图3C、图3E和图3F中，省略了突起1a和压电元件2A、2B的图示。

在产生图3C和图3D所示的扭转振动的二次固有振动模式的过程中，产生在图3E中的箭头d2的方向上观察到的扭转中心轴线Ma1(第一波节)，扭转中心轴线Ma1在图3A中由点划线表示。另一方面，如在图3C中的箭头d1的方向上观察到的，在与扭转中心轴线Ma1垂直的方向上产生第二波节Mb1，第二波节Mb1在图3A中由虚线表示。此外，在产生图3F和图3G所示的弯曲振动的一次固有振动模式的过程中，产生在箭头d1的方向上观察到的波节Na1和波腹Na2，波节Na1和波腹Na2在图3A中由点划线表示。振动板1的变形量在这些振动波节附近较小但是在振动波腹附近较大。

此处，参照图3A，设置有连接部1c1、1c2的部分定位于扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴线Ma1(第一波节)并且定位于第二波节Mb1和弯曲振动的一次固有振动模式的波节Na1。以此方式，连接部1c1、1c2设置于振动板1和压电元件2A、2B的振动的变形量小的部分，使得振动板1的振动几乎不受阻碍。注意，连接部1c1、1c2不限于图3A所示的位置，只要连接部1c1、1c2定位在这些振动波节附近即可。此外，由于只需要将连接部1c1、1c2设置在振动板1的变形量相对小的部分，所以连接部1c1、1c2不限于这些振动波节的位置。

以下，将说明根据本实施方式的振动波马达的振子10的振动的三个特征。在下文中，将使用图3A至图3G说明根据振动的第一特征。即与在方向D1上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率一致或相近的共振频率下的一种固有振动模式是在与扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴线Ma1平行的方向D1上的弯曲振动的一次固有振动模式。通过将振动板1的在方向D1和方向D2上的尺寸、部分W的尺寸、缺口部1b1、1b2的尺寸、振动板1和压电元件2A、2B的厚度、振动板1和压电元件2A、2B的刚性等的设计值设定为合适的值能够实现此特征。注意，这些设计值的合适的值的组合不仅仅是一种，而是能够设定为各种组合。

如图3A、图3B和图3E所示，根据振动的第二特征是突起1a设置在如下位置：突起1a与扭转中心轴线Ma1(第一波节)的距离比突起1a与扭转振动的二次固有振动模式的第二波节Mb1的距离近。注意，图3A的示例是最佳实施方式，其中突起1a与扭转中心轴线Ma1(第一波节)一致并且设置在距第二波节Mb1最远的位置。

根据振动的第三特征是，如图3A和图3B所示，相对于弯曲振动的一次固有振动模式的波节Na1和波腹Na2，突起1a设置在如下位置：突起1a与波腹Na2的距离比突起1a与波节Na1的距离近。注意，图3A的示例是最佳实施方式，其中突起1a与波腹Na2一致并且设置在距波节Na1最远的位置。

图4A1至图4C6示出第一实施方式和比较例。图4A1至图4A5是比较例，其中，为了振子的小型化而减小了振动波马达的传统振子的方向D1上的尺寸。然而，在此比较例中，振动板的平面部的几乎整个表面被压电元件2覆盖。图4B1至图4B6是比较例，其中，在图4A1至图4A5中的压电元件2的构造设置有上述部分W，即反映根据结构的第一特征的示例。图4C1至图4C6是根据第一实施方式的图1A的振动板1，即除了根据结构的第一特征之外还反映结构的第二特征的示例，其中，振动板1具有沿着直线L的缺口部1b1、1b2，直线L通过部分W并且与振动板1的方向D1平行。图4A1、图4B1和图4C1都是平面图。

图4A2、图4B2和图4C2是分别示出在振动板的方向D1上的扭转振动的二次固有振动模式的概念图。图4A3、图4B3和图4C3是分别示出在振动板的方向D1上的弯曲振动的一次固有振动模式的概念图。图4A4、图4B4和图4C4是分别示出扭转振动的二次固有振动模式的立体图。图4A5、图4B5和图4C5是分别示出弯曲振动的一次固有振动模式的立体图。振动板的所有变形量都被放大地绘出。图4C1至图4C6等示出的实施方式包括根据振动的第一特征，其中与在振动板的方向D1上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率一致或相近的共振频率下的固有振动模式是在振动板的方向D1上的弯曲振动的一次固有振动模式。这是因为各设计值均被设定为合适的值。通常，在振动板的方向D1上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率高于在方向D1上的弯曲振动的一次固有振动模式的共振频率。这是因为，比较在方向D1上的扭转刚性和弯曲刚性，前者的刚性更高。注意，如上所述，弯曲刚性和扭转刚性分别意味着通过弯曲或扭转力使尺寸变化的困难程度。

在图4A1至图4A5的比较例和图4B1至图4B6的比较例的振动板的方向D1上的扭转刚性和振动板1的方向D1上的弯曲刚性的比较中，图4B1至图4B6的比较例的两种刚性都低于图4A1至图4A5的比较例的两种刚性。这是因为图4B1至图4B6的比较例具有作为根据结构的第一特征的部分W。因此，图4B1至图4B6的比较例的共振频率也低于图4A1至图4A5的比较例的共振频率。一般地，如果振子具有相等的大小，则具有较低的共振频率的振子具有较大的振幅。因此，如果能够在较低的频率下振动，则即使振动波马达具有小型化的振子，也能够获得几乎相等的振幅。因此，用于驱动的两个共振频率中的较低频率下的振动对于振动波马达的小型化是有利的。

接下来，在图4B1至图4B6的比较例和图4C1至图4C6的第一实施方式的振动板1的方向D1上的扭转刚性的比较中，图4C1至图4C6的第一实施方式的扭转刚性低于图4B1至图4B6的比较例的扭转刚性。此外，在振动板1的方向D1上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率的比较中，图4C1至图4C6的第一实施方式的共振频率低于图4B1至图4B6的比较例的共振频率(后面将参照图4B6和图4C6说明)。因为图4C1至图4C6的第一实施方式具有作为根据结构的第二特征的缺口部1b1、1b2，使得在图4C4中切去了图4B4的由于扭转变形使应力集中的部分P，所以这些结果是令人信服的。

此外，在图4B1至图4B6的比较例和图4C1至图4C6的第一实施方式的振动板1的方向D1上的弯曲振动的一次固有振动模式的共振频率的比较中，图4C1至图4C6的第一实施方式的共振频率高于图4B1至图4B6的比较例的共振频率(后面将参照图4B6和图4C6说明)。因为与在振动板的方向D1上的弯曲振动的一次固有振动模式的梁的全长对应的尺寸是图4B1至图4B6的比较例的完整的一边，此结果是令人信服的；另一方面，在图4C1至图4C6的第一实施方式中，与缺口部1b1、1b2对应的部分被切去，使得与梁的全长对应的尺寸实质缩短。

图4B6示出图4B1至图4B6的比较例的共振频率的分布，而图4C6示出图4C1至图4C6的第一实施方式的这种分布，其中各纵轴均表示共振频率。图4B6示出比较例的图4B4中的扭转振动的二次共振频率fb2和图4B5的弯曲振动的一次共振频率fb1。图4C6示出了图4C4的扭转振动的二次共振频率fc2和图4C5的弯曲振动的一次共振频率fc1。通过形成本发明的构造，比较例的扭转振动的二次共振频率fb2减小至第一实施方式的扭转振动的二次共振频率fc2。另一方面，比较例的弯曲振动的一次共振频率fb1增大至第一实施方式的弯曲振动的一次共振频率fc1。结果，与图4B1至图4B6的比较例相比，图4C1至图4C6的第一实施方式使扭转振动的二次共振频率fc2接近弯曲振动的一次共振频率fc1。

一般地，当以共振频率附近的频率驱动具有相近的共振频率的振子时，振子的振幅增大。因此，如果通过满足根据结构的第二特征能够在作为用于驱动且彼此接近的频率的两个共振频率下振动，则即使是小型化的振动波马达，也能够获得几乎相等的振幅。结果，这对于振动波马达的小型化是有利的。

图5A示出了施加于压电元件2A、2B的交流电压的电压波形，以使B相的相位相对于A相延迟约+90°的方式调整交流电压的施加。图5B示出了与图1A对应的平面图。图5C示出了与图1B对应的主视图。图5D示出了沿着图5C中的截面线VD-VD截取的截面图中的与从时间T1至T4的时间变化对应的振动变化P1至P4。注意，省略了压电元件2A、2B的图示。此外，相对于图5A所示的时间T1至T4的电气的交流电压变化，图5C和图5D所示的机械振动的变化P1至P4以预定的机械响应延迟时间而变化。此外，振幅被放大地绘出。

在相同符号的电压施加于A相和B相时(时间T2、T4)的预定的机械响应延迟时间之后，A相和B相同样地伸缩，弯曲振动的一次固有振动模式的幅度变为最大(参照图5D中的(i))。同时，在不同符号的电压施加于A相和B相时(时间T1、T3)的预定的机械响应延迟时间之后，A相和B相在相反的方向上伸缩，扭转振动的二次固有振动模式的幅度变为最大(参照图5D中的(ii))。结果，通过图示的突起1a的末端产生了圆形运动，使得能够在箭头X的方向上获得推力。此外，当以使B相的相位相对于A相提前约+90°的方式施加交流电压时，在相反的方向上产生圆形运动，使得能够在相反的方向上获得推力。

图6A示出施加于压电元件2A、2B的交流电压的电压波形，以使B相的相位相对于A相几乎不延迟的方式调整交流电压的施加。图6B示出与图1A对应的平面图。图6C示出与图1B对应的主视图。图6D示出沿着图6C中的截面线VID-VID截取的截面图中的与从时间T5至T8的时间变化对应的振动变化P5至P8。与图5A所示的情况相比，由于很少有时间用于对A相和B相施加不同符号的电压，所以扭转振动的二次固有振动模式的幅度相当小(参照图6D中的(ii))。结果，通过图示的突起1a的末端产生纵长的椭圆运动，使得能够在箭头X的方向上获得推力。此外，该推力能够使振子以相当低的速度移动。

以下，将讨论本发明的效果，同时比较根据第一实施方式的振动波马达的振子10和现有技术的振动波马达的振子。根据图7B所示的传统示例的振动波马达的振子沿作为与长边L5平行的方向的箭头X的方向移动。相反地，第一实施方式的振子10沿与比长边L5短的一边平行的方向(在图5D的箭头X的方向上)移动，平行于长边L5的方向是现有技术中的移动方向。因此，能够缩短振动波马达的移动方向上的尺寸。此外，第一实施方式的压电元件2A、2B的面积小于传统的振动波马达的压电元件的面积。尽管如此，通过满足上述根据结构的第一特征和第二特征，第一实施方式的振子10能够在用于驱动的两个共振频率低且彼此接近的情况下满足根据振动的第一特征。因此，获得与传统的振动波马达的振幅接近的振幅(图5D中的(ii))，使得能够获得与传统的振动波马达的推力同等的推力。结果，振子10能够在不显著损失推力的情况下沿着比现有技术短的边移动。这能够缩短振动波马达的移动方向上的尺寸，通过使用此振动波马达实现驱动器的小型化。注意，在第一实施方式中，已经说明了扭转振动的二次固有振动模式和弯曲振动的一次固有振动模式的组合的示例。尽管如此，只要满足上述特征，即使与更高次固有振动模式组合，也能够获得相同的效果。

图8A示出了从振动波马达的移动方向上看的利用本发明的振动波马达的线性驱动器100的示意图。图8B示出沿着图8A的截面线VIIIB-VIIIB截取的截面图。摩擦构件3构造为与振动板1的突起1a接触，振子10构造为通过振动板1的超声波振动相对移动。振动板1能够在振动板1的大致矩形的表面上相对于摩擦构件3沿与扭转中心轴线Ma1垂直的方向移动。保持构件4的支撑部4a的端部4d1、4d2连接于振动板1的连接部1c1、1c2，并且保持构件4构造为支撑振动板1。此外，在轴部4b处，保持构件4构造为转动地且枢转地支撑构造为在摩擦构件3的背面转动地滑动的辊101。换句话，保持构件4为构造为与振动板1同步地移动的构件。加压弹簧102具有下端和上端，其中，下端构造为作用于压电元件2A、2B，上端构造为在接受部4c处作用于保持构件4。驱动传递部103是构造为将保持构件4连接于后面将说明的被驱动体的构件。

突起1a通过加压弹簧102的压力与摩擦构件3压接。保持构件4通过图5D和图6D中的箭头表示的圆形运动的驱动力获得图8B中的X方向上的推力。注意，设置辊101以减小驱动期间的滑动阻力，并且辊101可以是滚动球之类的机构。此外，辊101可以以设置为允许滑动阻力的方式构造为直接利用滑动摩擦滑动。在具有这种构造的图8A的线性驱动器100中，振动波马达的振子10的驱动方向是与在振动板1的大致矩形的表面上的扭转中心轴线Ma1垂直的方向D2。

如上所述，根据第一实施方式的振动波马达的振子10满足根据结构的第一特征和第二特征，使得用于驱动的两个共振频率低且彼此接近。结果，能够在不损失推力的情况下缩短振动波马达的移动方向上的尺寸，并且通过使用该振动波马达获得小型化的线性驱动器。

图9A示出了透镜驱动器200的透镜驱动单元的光轴方向上的主视图，其中，透镜驱动器200安装有利用本发明的振动波马达的线性驱动器100。图9B和图9C示出了框架体201的一部分被移除的侧视图。注意，图9C是与图9B相比进一步小型化的透镜驱动器200。框架体201构造为固定摩擦构件3。透镜202由透镜保持件203保持。透镜保持件203由引导轴204和引导轴205支撑并且也被沿光轴方向(沿箭头X的方向)引导。注意，在图9B的线性驱动器100中，省略了除了振动板1和摩擦构件3以外的构件的图示。

振动板1沿着固定于框架体201的摩擦构件3移动。保持构件4与此同步地移动。透镜保持件203是通过驱动传递部103连接于保持构件4的被驱动体，并且与保持构件4同步移动。当保持构件4根据来自未图示的微计算机的移动命令沿X方向移动一定的距离时，透镜保持件203能够移动距离L1。在具有这样的构造的图9B的透镜驱动器200中，振动波马达的驱动方向是在振动板1的大致矩形的表面上与扭转中心轴线Ma1垂直的方向D2。

如上所述，利用根据第一实施方式的振动波马达能够实现透镜驱动器200的小型化。注意，在第一实施方式中，已经说明了振动板1沿着固定的摩擦构件3移动的示例。尽管如此，可选择地，摩擦构件3可以沿着固定的振动板1移动。利用这样的构造，能够实现小型化，并且具有相同的效果。

图10A1、图10B1、图10C1、图10D1和图10E1示出本发明的第一实施方式的变型例。在图10A1、图10B1和图10C1中，振动波马达的振子11至13具有如同第一实施方式中的被分为两个压电元件的压电元件2A、2B。在图10D1和图10E1中，振动波马达的振子14、15分别具有作为一体压电元件的压电元件14A、15A。此外，振动波马达的所有振子11-15都具有上述部分W。振动波马达的振子11至14在部分W附近均设置有缺口部。注意，在振动波马达的振子15中，部分W成大致矩形地设置在振动板15-1的中央部，而缺口部15b1、15b2不设置在部分W附近。此外，各部分W关于与平行于振动板的一边的方向D1平行的直线L大致线对称。此外，各缺口部分别关于与平行于振动板的一边的方向D1平行的直线L大致对称。

以下，将说明上述变型例的特征。振动波马达的振子11具有设置于振动板11-1且具有相对长的形状的一个缺口部11b1。振子12具有分别设置于振动板12-1的左侧和右侧且位于相同的轴线上的缺口部12b1和12b2。振子13具有分别设置在振动板13-1的左侧和右侧但是在不同的轴线上的缺口部13b1和13b2。振子14具有分别设置在振动板14-1的左侧和右侧且位于相同的轴线上的缺口部14b1和14b2。一体的压电元件14A具有在方向D1上收缩的形状，从而在振动板14-1上形成部分W。振子15具有分别设置在振动板15-1的左侧和右侧且位于相同的轴线上的缺口部15b1和15b2。一体的压电元件15A具有大致矩形开口的形状，从而在压电元件15A的中央部形成部分W。

如图10A2、图10B2、图10C2、图10D2和图10E2所示，每个振动板均包括在粘接有压电元件的平面内在包括所有压电元件的矩形区域内(由图中的虚线S表示的矩形区域)的未被压电元件覆盖的部分W(由图中的双点划线表示的部分)。此外，振动板包括沿着通过部分W的直线L(图中的点划线)且与振动板的一边平行的缺口部。因此，所有的变型例都具有根据结构的第一特征和第二特征。结果，在用于驱动的两个共振频率低且彼此相同的情况下，能够满足根据振动的上述第一特征，并且获得与根据第一实施方式的振动波马达同等的效果。注意，尽管作为示例已经说明了压电元件被分为两个，但是压电元件的数量不限于两个，在一些情况下能够设置两个或更多个压电元件。

(第二实施方式)

以下，将说明用于实施本发明的第二实施方式。图11A至图11H是示出根据第二实施方式的振动波马达的振子20的图。以下，将仅说明与第一实施方式的区别。压电元件22A、22B粘接于振动板21的与突起21a相反的表面，并且构造为通过施加交流电压进行超声波振动。在压电元件22A、22B中，两个部分22Aa、22Bb在相同的方向上被极化。部分22Aa被分配为A相，而部分22Bb被分配为B相。与第一实施方式不同，所有部分都被极化，不存在折返电极(fold-back electrode)。因此，振动板21自身经由表面22Ad、22Bd用作接地，其中，在表面22Ad、22Bd处压电元件22A、22B粘接于振动板21。结果，通过将交流电压经由振动板21施加于A相和B相能够产生超声波振动，其中，利用供电部件Pa、Pb任意改变交流电压的相位。另外，根据结构的两个特征、根据振动的三个特征等与第一实施方式中的特征相同。

如第一实施方式的情况，即使在这样的构造的情况下，也能够在不损失推力的情况下缩短振动波马达的振子20的移动方向上的尺寸，并且通过使用该振动波马达的振子20获得小型化的透镜驱动器。注意，此实施方式的变型例等也与第一实施方式中的相同。

(第三实施方式)

以下，将说明用于实施本发明的第三实施方式。图12A至图12H是示出根据第三实施方式的振动波马达的振子30的图。以下，将仅说明与第一实施方式的区别。虚线表示的范围是直接或间接连接于构造为与振动板31同步移动的、以上已经说明但是未示出的保持构件4的连接部31c1、31c2、31c3、31c4。连接部31c1至31c4不仅是简单地连接，而且可以被弹簧等加压。与第一实施方式不同，连接部31c1至31c4设置于振动板31的边界部分。

设置有连接部31c1至31c4的部分定位在扭转振动的二次固有振动模式的第二波节Mb1和弯曲振动的一次固有振动模式的波节Na1附近。以这种方式，连接部31c1至31c4设置在振动板31和压电元件32A、32B的振动的变形量小的部分，使得振动板31的振动几乎不受阻碍。注意，连接部31c1至31c4不限于图12E中的位置，只要连接部31c1至31c4定位在扭转振动的二次固有振动模式的第二波节Mb1和弯曲振动的一次固有振动模式的波节Na1附近即可。此外，由于只需要连接部31c1至31c4设置在振动板31和压电元件32A、32B的振动的变形量小的部分，所以连接部31c1至31c4不限于振动波节的位置。另外，根据结构的两个特征、根据振动的三个特征等与第一实施方式中的特征相同。

如第一实施方式的情况，即使在这样的构造的情况下，也能够在不损失推力的情况下缩短振动波马达的振子30的移动方向上的尺寸，并且通过使用该振动波马达的振子30获得小型化的透镜驱动器。注意，此实施方式的变型例等也与第一实施方式中的相同。

(第四实施方式)

以下，将说明用于实施本发明的第四实施方式。图13A至图13H是示出根据第四实施方式的振动波马达的振子40的图。以下，将仅说明与第一实施方式的区别。压电元件42粘接于振动板41，并且构造为通过施加交流电压进行超声波振动。在压电元件42中，两个部分42a、42b在相同的方向上被极化。在这些部分中，部分42a被分配为A相，而部分42b被分配为B相。未被极化的部分42c是经由压电元件42的侧面电连接于在压电元件42的背面42d的全面电极而用作接地的电极。一个突起421a粘接于压电元件42。此外，设置有未被压电元件覆盖的两个部分W。另外，根据结构的两个特征、根据振动的三个特征等与第一实施方式中的特征相同。

如第一实施方式的情况，即使在这样的构造的情况下，也能够在不损失推力的情况下缩短振动波马达的移动方向上的尺寸，并且通过使用该振动波马达获得小型化的透镜驱动器。注意，此实施方式的变型例等也与第一实施方式中的相同。

(第五实施方式)

以下，将说明用于实施本发明的第五实施方式。图14A至图14H是示出根据第五实施方式的振动波马达的振子50的图。图15是根据第五实施方式的振动波马达的振动板51的放大图，并且是通过放大图14E而获得。如第一实施方式的情况，由虚线表示的范围是直接或间接连接于构造为与振动板51同步移动的、以上已经说明但是未示出的保持构件4的连接部51c1、51c2。以下，将仅说明与第一实施方式的区别。

如图15所示，振动板51在彼此相反的两侧设置有缺口部51b1、51b2。由于缺口部51b2具有与缺口部51b1相同的特征，所以以下将详细说明缺口部51b1的特征。缺口部51b1具有如下形状：该形状具有两个在与方向D2垂直的方向D1上的突出部，其中，方向D2平行于振动板51的设置有缺口部51b1的一边。在缺口部51b1的两个突出部之间，形成有中央相邻部，中央相邻部的尺寸C5小于从振动板51的设置有缺口部51b1的一边至两个突出部的尺寸S5。同样的结构适用于缺口部51b2。

在缺口部51b1在方向D1上具有大尺寸的情况下，由于因为扭转变形而应力集中的部分被大幅度地切去，所以如第一实施方式中所述的，扭转振动的二次固有振动模式的共振频率fc2减小。此外，缺口部51b1的方向D1上增大的尺寸实质上使与梁的全长对应的尺寸缩短。因此，如第一实施方式中所述的，弯曲振动的一次固有振动模式的共振频率fc1也增大。结果，这两个共振频率能够彼此接近，这对振动波马达的小型化是有利的。

假设简单地增大缺口部51b1、51b2的方向D1上的尺寸的情况。在此情况下，当如第一实施方式中示例的保持构件4的支撑部4a的端部4d1、4d2固定于振动板51的连接部51c1、51c2时，可能会产生如下的两个问题。第一个问题是如果缺口部51b1、51b2延伸至振动波节，而连接部51c1、51c2不能设置在振动波节处，因此连接部51c1、51c2设置在振动变形量显著的部分，阻碍振动板51的振动。第二个问题是当保持构件4的支撑部4a的端部4d1、4d2固定于振动板51的连接部51c1、51c2时，因为突起51a，有时不能保证用于通过焊接、粘接等固定的足够的面积。

尽管如此，在本实施方式中，在与平行于振动板51的被切出缺口部51b1的一边的方向D2垂直的方向D1上缺口部51b1的形状为：中央相邻部的尺寸C5小于缺口部51b1的两个突出部的尺寸S5。结果，缺口部51b1的两个突出部的长尺寸S5能够获得减小扭转振动的二次固有振动模式的共振频率fc2的效果。在此情况下，即使中央相邻部的尺寸C5短，此部分也定位在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴线Ma1(第一波节)并且此部分不会振动。因此，对扭转振动的二次固有振动模式的共振频率fc2几乎没有影响。此外，缺口部51b1的中央相邻部的短尺寸C5能够使连接部51c1、51c2设置在振动波节处，并且即使考虑到突起51a时，也保证用于通过焊接、粘接等固定的足够的面积。另外，根据结构的两个特征、根据振动的三个特征等与第一实施方式中的特征相同。

如第一实施方式的情况，即使在这样的构造的情况下，也能够在不损失推力的情况下缩短振动波马达的振子50的移动方向上的尺寸，并且通过使用该振动波马达的振子50获得小型化的透镜驱动器。注意，此实施方式的变型例等也与第一实施方式中的相同。

本发明适用于电子设备，特别是要求大驱动速度范围的、紧凑且轻量的透镜驱动器等。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包括所有这样的变型、等同结构和功能。

Claims (14)

1.一种振动波马达，其包括：

振动板，其具有大致矩形的轮廓；和

压电元件，其粘接于所述振动板并且用于振动，其特征在于，

所述振动板在所述压电元件粘接的平面内的、包括所述压电元件的矩形区域的内侧具有未被所述压电元件覆盖的部分，

所述振动板在未被所述压电元件覆盖的所述部分具有缺口部，并且

所述振动板和所述压电元件中的任一者设置有构造为通过所述压电元件的具有不同相位的振动执行椭圆运动的突起。

2.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，

所述缺口部沿着通过所述部分并且与所述振动板的轮廓的一边平行的直线，并且

所述部分关于所述直线大致线对称。

3.根据权利要求1或2所述的振动波马达，其中，

所述缺口部沿着通过所述部分并且与所述振动板的轮廓的一边平行的直线，并且

所述缺口部关于所述直线大致线对称。

4.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动波马达包括两个或更多个所述压电元件。

5.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，

通过使所述振动板、所述压电元件和所述突起彼此一体化形成的所述振动波马达具有固有振动模式，

共振频率与扭转振动的固有振动模式的共振频率一致或相近的一种固有振动模式是在与所述扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴线平行的方向上的弯曲振动的固有振动模式，

所述扭转振动的固有振动模式具有作为所述扭转中心轴线的第一波节和定位在与所述扭转中心轴线垂直的方向上的第二波节，

所述突起设置在如下位置：所述突起与所述第一波节的距离比所述突起与所述第二波节的距离近，并且

设置有所述突起的位置为：所述突起与所述弯曲振动的固有振动模式的波腹的距离比所述突起与所述弯曲振动的固有振动模式的波节的距离近。

6.根据权利要求5所述的振动波马达，其中，

所述扭转振动的固有振动模式是所述扭转振动的二次固有振动模式，并且

所述弯曲振动的固有振动模式是所述弯曲振动的一次固有振动模式。

7.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述突起设置在所述振动板的大致矩形的表面上。

8.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，直接或间接地连接于构造为与所述振动板同步移动的保持构件的连接部设置于所述振动板的未被所述压电元件覆盖的部分。

9.根据权利要求8所述的振动波马达，其中，直接或间接地连接于构造为与所述振动板同步移动的所述保持构件的连接部设置于所述振动板的所述缺口部。

10.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述缺口部具有如下形状：所述形状具有在与平行于所述振动板的设置有所述缺口部的一边的方向垂直的方向上的两个突出部。

11.根据权利要求10所述的振动波马达，其中，直接或间接地连接于构造为与所述振动板同步移动的保持构件的连接部设置为靠近所述缺口部的中央相邻部。

12.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动板沿着固定的摩擦构件移动。

13.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动波马达是所述振动为超声波振动的超声波马达。

14.一种驱动器，其特征在于，所述驱动器利用了根据权利要求1、2、4-13中任一项所述的振动波马达。