CN1832324A - 超声波马达 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种可以稳定地微动(微小)地送进被驱动体的超声波马达。提供了一种超声波马达，包括：超声波振动子，具有电子机械转换元件，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，同时产生不同的两个振动模式，使得在输出端产生大致椭圆振动；按压机构，将所述超声波振动子的输出端按压到被驱动体上；所述输出端具有在弯曲振动的大致波腹位置上设置的第一摩擦接触子、和在所述超声波振动子的长度方向的大致中央部设置的第二摩擦接触子。
Description
技术领域
本发明涉及超声波马达。
背景技术
近年来，作为代替电磁型马达的新型马达，超声波马达引入瞩目。该超声波马达与现有的电磁型马达相比，有如下这样的优点。
(1)没有齿轮，且得到了高扭矩。
(2)在断电时有保持力。
(3)有高分解能力。
(4)静音性好。
(5)不产生磁噪声，另外，也不受噪声的影响。
作为现有的超声波马达，有在日本专利特开2001-258277号公报中公开的结构的马达。该特开2001-258277号公报公开的超声波马达为在与被驱动体相对的弹性体的表面上至少具有三个驱动部的结构。
特开2001-258277号公报中公开的超声波马达中，所有的驱动部沿同一方向进行圆驱动或椭圆驱动，微动地(微小)送进被驱动体需要减小圆运动或椭圆运动的振幅。但是，保持共振状态的同时控制弹性体的振动的振幅很困难，结果，难以进行稳定地微动送进被驱动体的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而做出，其目的是提供一种可稳定地微动(或微小)送进被驱动体的超声波马达。
为了实现上述目的，本发明提供了以下手段。
本发明的第一形态的超声波马达包括：超声波振动子，具有电子机械转换元件，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，同时产生不同的两个振动模式，使得在输出端产生大致椭圆振动；按压机构，将所述超声波振动子的输出端按压到被驱动体上；所述输出端具有在弯曲振动的大致波腹位置上设置的第一摩擦接触子、和在所述超声波振动子的长度方向的大致中央部设置的第二摩擦接触子。
根据第一形态的超声波马达，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，在第一摩擦接触子上在一个方向上产生混合了纵振动模式和弯曲振动模式的大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体之间产生的摩擦力，来推进被驱动体。这时，第二摩擦接触子在与第一摩擦接触子相反的方向(另一方向)上进行大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体之间产生的摩擦力，向由第一摩擦接触子推进的被驱动体提供制动力。
本发明的第二形态的超声波马达包括：超声波振动子，具有电子机械转换元件，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，同时产生不同的两个振动模式，使得在输出端产生大致椭圆振动；按压机构，将所述超声波振动子的输出端按压到被驱动体上；所述输出端具有在弯曲振动的大致波腹位置上设置的第一摩擦接触子、和在所述超声波振动子的长度方向的两端部设置的第三摩擦接触子。
根据第二形态的超声波马达，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，在第三摩擦接触子上在一个方向上产生混合了纵振动模式和弯曲振动模式的大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体之间产生的摩擦力，来推进被驱动体。这时，第一摩擦接触子在与第三摩擦接触子相反的方向(另一方向)上进行大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体之间产生的摩擦力，向由第三摩擦接触子推进的被驱动体提供制动力。
进一步，本发明的第三形态的超声波马达包括：超声波振动子，具有电子机械转换元件，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，同时产生不同的两个振动模式，使得在输出端产生大致椭圆振动；按压机构，将所述超声波振动子的输出端按压到被驱动体上；所述输出端具有在弯曲振动的大致波腹位置上设置的第一摩擦接触子、和在所述超声波振动子的长度方向的一端部设置的第三摩擦接触子。
根据第三形态的超声波马达，通过向该电子转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交流电压，在第三摩擦接触子上在一个方向上产生混合了纵振动模式和弯曲振动模式的大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体之间产生的摩擦力，来推进驱动体。这时，第一摩擦接触子在与第三摩擦接触子相反的方向(另一方向)上进行大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体之间产生的摩擦力，向由第三摩擦接触子推进的被驱动体提供制动力。
根据本发明，不需要调节电子机械转换元件中具有的多个摩擦接触子的大致椭圆振动的振幅，实现了可以稳定地微动(微小)地送进被驱动体的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的超声波马达的整体结构图；
图2是表示图1的超声波马达的超声波振动子的斜视图；
图3是表示构成图2的超声波振动子的压电层积体的斜视图；
图4A是表示构成图3的压电层积体的压电陶瓷片的斜视图；
图4B是表示构成图3的压电层积体的压电陶瓷片的斜视图
图5是通过计算机分析来表示图2的压电层积体在一次的纵振动模式下振动的情况的图；
图6是通过计算机分析来表示图2的压电层积体在二次的弯曲振动模式下振动的情况的图；
图7是表示本发明的第二实施方式的超声波马达的超声波振动子的斜视图；
图8是表示本发明的第三实施方式的超声波马达的超声波振动子的斜视图；
图9是表示本发明的第四实施方式的超声波振动子的斜视图；
图10是表示本发明的第五实施方式的超声波振动子的斜视图；
图11是表示本发明的第六实施方式的超声波马达的超声波振动子的斜视图。
具体实施方式
下面，参照图1～图7来下面说明本发明的第一实施方式的超声波马达。
本实施方式的超声波马达1如图1所示，包括与被驱动体2接触配置的超声波振动子3、和将该超声波振动子3按压到被驱动体2的按压机构4。
被驱动体2固定在基座5上固定的直动轴承6的可动部7上。另外，在被驱动体2上，与超声波振动子3接触的面上粘接有例如由氧化锆陶瓷构成的滑动板8。图中的符号9是将直动轴承6的固定部10固定在基底5上用的螺丝。
超声波振动子3如图2、图3、图4A和图4B所示，具有层积了多片在矩形板状的压电陶瓷片(电子机械转换元件)11的单侧面上设置了片状的内部电极12(参考图4A和图4B)的结构的长方体状的压电层积体13、与该压电层积体13的一侧面粘接的第一摩擦接触子(输出端)14和第二摩擦接触子(输出端)14a、使销15从与设置了这些摩擦接触子14、14a的侧面相邻的侧面突出的振动子保持部件16。
压电层积体13如图3所示，具有例如长度18mm、宽度4.4mm、厚度2mm的外形尺寸。
构成压电层积体13的压电陶瓷片11如图4A和图4B所示，例如是厚度为约80μm的钛酸硅酸铅系压电陶瓷元件(下面称作PZT)。作为PZT，选择了Qm值大的硬质材料(ハ一ド系材料)。Qm值约为1800。
内部电极12例如由厚度为约4μm的银钯合金构成。不将该内部电极12设置在层积方向的一端配置的压电陶瓷片11a上。另一方面，在除此之外的压电陶瓷片11上设置了如图4A和图4B所示的两种内部电极12的其中之一。
图4A所示的压电陶瓷片11在其大致整个面上具有内部电极12。沿压电陶瓷片11的长度方向隔开约0.4mm的绝缘距离配置两个内部电极12。各内部电极12与压电陶瓷片11的边缘隔开大致0.4mm的间隙来进行配置，并且，其一部分延伸到压电陶瓷片11的边缘。
图4B所示的压电陶瓷片11在其宽度方向的大致一半上具有内部电极12。沿压电陶瓷片11的长度方向隔开大致0.4mm的绝缘距离配置两个内部电极12。各内部电极12与压电陶瓷片11的边缘隔开大致0.4mm的间隙来进行配置，并且，其一部分延伸到压电陶瓷片11的边缘。
具有这些内部电极12的压电陶瓷片11通过交替层积多片图4A所示的内部电极12大的片和图4B所示的内部电极12小的片，来构成长方体状的压电层积体13。
在压电层积体13的长度方向的两端面上各设置两个，总计设置4个外部电极17。将在同类的压电陶瓷片11的同一位置上配置的所有内部电极12连接到各外部电极17。由此，在同类的压电陶瓷片11的同一位置上配置的内部电极12为相同的电位。另外，将图中未示的布线连接到外部电极17。布线若是引线、挠性基板等具有挠性的布线，则可为任意布线。
压电层积体13例如如下这样来进行制造。
为制造压电层积体13，首先制造压电陶瓷片11。压电陶瓷片11例如通过刮刀片法在薄膜上浇注混合了例如PZT的煅烧粉末和预定的粘合剂后生成的泥浆后进行干燥，并从薄膜中剥离来进行制造。
在制造出的压电陶瓷片11上分别使用具有内部电极12的图案的掩模来印刷内部电极材料。并且，首先配置不具有内部电极12的压电陶瓷片11a，接着，使内部电极12向下来进行准确定位，同时交替层积具有不同形状的内部电极12的压电陶瓷片11。所层积的压电陶瓷片11在热压接后，截断为规定的形状，并通过在1200℃左右的温度下进行烧结，而制造压电层积体13。
另外，之后，分别烧结作为外部电极17的银，使其连接在压电陶瓷片11的边缘露出的内部电极12，而形成外部电极17。
最后，通过向相对置的内部电极12之间施加直流高电压来分极处理压电陶瓷片11，进行压电的活化。
接着，说明这样构成的压电层积体13的动作。
在压电层积体13的长度方向的一端形成的两个外部电极17为A相(A+，A-)，在另一端形成的两个外部电极17为B相(B+，B-)。若向A相和B相施加相同相位、对应于共振频率的交变电压，则激励起如图5所示的一次纵振动。另外，若向A相和B相施加相反相位、对应于共振频率的交变电压，则激励起图6所示的2次弯曲振动。图5和图6是表示基于有限元法的计算机分析结果的图。
将第一摩擦接触子14粘接到作为压电层积体13的2次弯曲振动的波腹的两个位置上。另外，将第二摩擦接触子14a粘接到第一摩擦接触子14和第一摩擦接触子14之间，且压电层积体13的长度方向上的大致中央的位置上。由此，在压电层积体13上产生一次纵振动时，使第一摩擦接触子14沿压电层积体13的长度方向(图2所示的X方向)移位，使第二摩擦接触子14a不移位。
另一方面，在压电层积体13上产生2次的弯曲振动时，使第一摩擦接触子14沿压电层积体13的宽度方向(图2所示的Z方向)移位，使第二摩擦接触子14a大致在其位置上摇动运动。
因此，通过向超声波振动子3的A相和B相施加相位偏移了90度的对应于共振频率的交变电压，由此同时产生一次纵振动和2次弯曲振动，并如图2所示，在第一摩擦接触子14和第二摩擦接触子14a的位置上产生顺时针或逆时针旋转的大致圆振动或大致椭圆振动。
在本实施方式中，第一摩擦接触子14彼此具有180度的相位差，第二摩擦接触子14a和第一摩擦接触子14分别具有90度的相位差。另一方面，第一摩擦接触子14和第二摩擦接触子14a之间，其时间轨迹为反向。另外，对于所产生的振动振幅，纵振动的振幅比为第一摩擦接触子14∶第二摩擦接触子14a＝4∶1左右，弯曲振动的振幅比为第一摩擦接触子14∶第二摩擦接触子14a＝2∶1左右。
振动子保持部16具有截面按大致“”字状形成的保持部16a、和从该保持部16a的两个侧面垂直突出的与保持部16a一体的销15。保持部16a从压电层积体13的宽度方向的一侧包围压电层积体13，例如，通过硅树脂或环氧树脂粘接到压电层积体13。在保持部16a与压电层积体13粘接的状态下，将在保持部16a的两个侧面上一体设置的两个销15同轴配置到作为压电层积体13的纵振动和弯曲振动的公共的波节的位置上。
按压机构4如图1所示，包括：相对超声波振动子3，沿其宽度方向(Z方向)在与摩擦接触子14相反方向上远离的位置上固定在基底5上的支架18；相对该支架18沿超声波振动子3的宽度方向可移动地支撑的按压部件19；对该按压部件19施加按压力的螺旋弹簧20；调节由该螺旋弹簧20产生的按压力的调节螺丝21；引导按压部件19相对支架18的移动的导向衬套22。符号23是将支架18固定在基底5上的螺丝。
按压部件19上具有沿厚度方向夹着超声波振动子3的两个保持板24。在各保持板24上设置分别使振动子保持部件16的两个销15贯通的贯通孔25。向按压部件19施加的按压力，经由与保持板24及其贯通孔25贯通的销15，传递到超声波振动子3。
螺旋弹簧20是压缩螺旋弹簧，夹在调节螺丝21和按压部件19之间。因此，通过使调节螺丝21相对支架18的螺合位置变化，可以使弹性变形量变化，从而使对按压部件19向超声波振动子3方向施力的按压力变化。
说明这样构成的本实施方式的超声波马达1的作用。
为了使本实施方式的超声波马达1动作，经与外部电极17连接的布线，来供给相位相差90度的高频电压(A相和B相)。
由此，在与超声波振动子3粘接的第一摩擦接触子14上，沿一个方向(图2中，逆时针方向)产生混合了纵振动模式和弯曲振动模式的大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体2的滑动板8之间产生的摩擦力，来推进被驱动体2。这时，与超声波振动子3粘接的第二摩擦接触子14a沿与第一摩擦接触子14相反方向(图2中顺时针方向)进行大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体2的滑动板8之间产生的摩擦力，向通过第一摩擦接触子14推进的被驱动体2提供制动力。
根据基于本实施方式的超声波马达1，与超声波振动子3粘接的第二摩擦接触子14a沿与第一摩擦接触子14相反方向进行大致椭圆振动，并且通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体2的滑动板8之间产生的摩擦力，向通过第一摩擦接触子14推进的被驱动体2提供制动力，所以可以使被驱动体2的送进量(移动量)为微动的(或微小)送进。
这时，由于不限制处于共振状态的超声波振动子3的振动，所以各摩擦接触子14、14a中的大致椭圆振动不会不稳定，有可以稳定微动地送进被驱动体2的优点。
使用图7来说明基于本发明的超声波马达的第二实施方式。
如图7所示，基于本发明的超声波马达在第一摩擦接触子14和第一摩擦接触子14之间包含具有两个第二摩擦接触子14b的超声波振动子33这一点与前述的第一实施方式不同。对于其他构成要素，由于与前述的第一实施方式相同，所以这里省略对于这些构成要素的说明。
另外，对于与所述的第一实施方式相同的部件施加同一符号。
本实施方式中，第一摩擦接触子14彼此具有180度的相位差，第二摩擦接触子14b彼此为大致相同相位。这些第二摩擦接触子14b和第一摩擦接触子14分别具有90度的相位差。另一方面，第一摩擦接触子14和第二摩擦接触子14b之间，其时间上的轨迹为相反方向。另外，对于所产生的振动振幅，纵振动的振幅比为第一摩擦接触子14∶第二摩擦接触子14b＝4∶1左右，弯曲振动的振幅比为第一摩擦接触子14∶第二摩擦接触子14a＝2∶1左右。
根据基于本实施方式的超声波马达，第二摩擦接触子14b和被驱动体2的滑动板8的接触面积比前述的第一实施方式小，施加到被驱动体2的制动力变弱，被驱动体2的送进量可以比第一实施方式增加。
其他作用效果与前述的第一实施方式相同，所以这里省略其说明。
使用图8来说明基于本发明的超声波马达的第三实施方式。
如图8所示，基于本实施方式的超声波马达在包含具有第一摩擦接触子14和第三摩擦接触子(输出端)14c的超声波振动子43这一点与前述的实施方式不同。对于其他构成要素，由于与前述的实施方式相同，所以这里省略对于这些构成要素的说明。
另外，对与前述的实施方式相同的部件添加同一符号。
对于第一摩擦接触子14，由于在第一实施方式中进行了说明，所以这里省略其说明。
第三摩擦接触子14c粘接至压电层积体13的长度方向(图8所示的X方向)的两端部，在压电层积体13上产生了一次纵振动时，使其沿压电层积体13的长度方向移位，在压电层积体13上产生2次弯曲振动时，使其沿压电层积体13的宽度方向(图8所示的Z方向)移位。
本实施方式中，第一摩擦接触子14彼此具有180度的相位差，另外，第三摩擦接触子14c彼此也具有180度的相位差。另一方面，第一摩擦接触子14和第三摩擦接触子14c之间，其时间轨迹为相反方向。另外，对于所产生的振动振幅，纵振动的振幅比为第一摩擦接触子14∶第三摩擦接触子14c＝1∶2左右，弯曲振动的振幅比为第一摩擦接触子14∶第三摩擦接触子14c＝1∶1左右。
说明这样构成的本实施方式的超声波马达的作用。
为使本实施方式的超声波马达动作，经与外部电极17连接的布线，来供给相位相差90度的高频电压(A相和B相)。
由此，在粘接至超声波振动子3的第三摩擦接触子14c上，在一个方向(图8中顺时针方向)上产生混合了纵振动模式和弯曲振动模式的大致椭圆振动，并且通过沿着该椭圆振动的切线方向在与被驱动体2的滑动板8之间产生的摩擦力，将被驱动体2推进。这时，与超声波振动子3粘接的第一摩擦接触子14在与第三摩擦接触子14c相反方向(图8中逆时针方向)进行大致椭圆振动，并通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体2的滑动板8之间产生的摩擦力，而向通过第三摩擦接触子14c推进的被驱动体2施加了制动力。
根据基于本实施方式的超声波马达，由于通过在压电层积体13的长度方向上的两端部设置的第三摩擦接触子14c来推进被驱动体2，所以可以使被驱动体2的送进量比第一实施方式和第二实施方式增加。
另外，与超声波振动子3粘接的第一摩擦接触子14在与第三摩擦接触子14c相反的方向上进行大致椭圆振动，通过沿其椭圆振动的切线方向与被驱动体2的滑动板8之间产生的摩擦力，而向通过第三摩擦接触子14c推进的被驱动体2提供制动力，所以可以使被驱动体2的送进量(移动量)为微动(或微小)的送进量。
使用图9和图10，来说明基于本发明的超声波马达的第四实施方式。
如图9和图10所示，基于本实施方式的超声波马达在具有省略了在压电层积体13的长度方向上的两端部上设置的第三摩擦接触子14c中的其中之一的超声波振动子53这一点与前述的第三实施方式不同。对于其他构成要素由于与前述的第三实施方式相同，所以这里省略对于这些构成要素的说明。
另外，对与前述的实施方式相同的部件添加同一符号。
根据基于本实施方式的超声波马达，由于仍维持了基于第一摩擦接触子14的制动力，而减小了基于第三摩擦接触子14c的推进力，所以可以使被驱动体2的送进量(移动量)比第三实施方式更微动(或微小)。
本发明并不限于上述的实施方式，为了得到希望的送进量，可以适当根据需要来改变摩擦接触子的位置和大小，或材质等。
另外，在上述各实施方式中，作为压电陶瓷片使用了PZT，但是并不限于此，若是表现出压电性的材料，也可使用PZT之外的任意压电元件。
另外，作为内部电极的材质使用了银钯合金，但是也可代替此，来使用银、镍、白金或金。
另外，代替在被驱动体2的表面上粘接由氧化锆陶瓷构成的滑动板，也可通过喷镀法将氧化锆陶瓷粘附在被驱动体2的表面上。
另外，如图11所示，可以组合在第一实施方式中说明的第二摩擦接触子14a(参考图2)和第三实施方式中说明的第三摩擦接触子14c(参考图8)来构成超声波振动子63。
本实施方式中，第三摩擦接触子14c彼此具有180度的相位差，第二摩擦接触子14a和第三摩擦接触子14c分别具有90度的相位差。另一方面，第二摩擦接触子14a和第三摩擦接触子14c之间，其时间轨迹为相同方向。另外，对于所产生的振动振幅，纵振动的振幅比为第一摩擦接触子14a∶第三摩擦接触子14c＝1∶5左右，弯曲振动的振幅比为第一摩擦接触子14∶第二摩擦接触子14a＝1∶2左右。
根据基于本实施方式的超声波马达，与超声波振动子3粘接的第二摩擦接触子14a和第三摩擦接触子14c在同一方向进行大致椭圆振动，通过沿该椭圆振动的切线方向在与被驱动体2的滑动板8之间的摩擦力，来推进被驱动体2。即，由于向被驱动体2仅提供推进力，所以可以使被驱动体2的送进量(移动量)大幅度增加。
Claims (3)
1、一种超声波马达，其特征在于，包括：
超声波振动子，具有电子机械转换元件，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，同时产生不同的两个振动模式，使得在输出端产生大致椭圆振动；
按压机构，将所述超声波振动子的输出端按压到被驱动体上；
所述输出端具有在弯曲振动的大致波腹位置上设置的第一摩擦接触子、和在所述超声波振动子的长度方向的大致中央部设置的第二摩擦接触子。
2、一种超声波马达，其特征在于，包括：
超声波振动子，具有电子机械转换元件，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，同时产生不同的两个振动模式，使得在输出端产生大致椭圆振动；
按压机构，将所述超声波振动子的输出端按压到被驱动体上；
所述输出端具有在弯曲振动的大致波腹位置上设置的第一摩擦接触子、和在所述超声波振动子的长度方向的两端部设置的第三摩擦接触子。
3、一种超声波马达，其特征在于，包括：
超声波振动子，具有电子机械转换元件，通过向该电子机械转换元件提供规定相位差和规定驱动频率的两相的交变电压，同时产生不同的两个振动模式，使得在输出端产生大致椭圆振动；
按压机构，将所述超声波振动子的输出端按压到被驱动体上；
所述输出端具有在弯曲振动的大致波腹位置上设置的第一摩擦接触子、和在所述超声波振动子的长度方向的一端部设置的第三摩擦接触子。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101946396A (zh) * | 2008-04-24 | 2011-01-12 | 奥林巴斯株式会社 | 线性驱动式超声波马达 |
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| JP2008278727A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Sharp Corp | 駆動装置 |
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| JP5244727B2 (ja) * | 2009-07-27 | 2013-07-24 | パナソニック株式会社 | 振動型アクチュエータ |
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| KR20120007308A (ko) * | 2010-07-14 | 2012-01-20 | 삼성전자주식회사 | 액추에이터 조립체 및 이를 구비한 광학 시스템 |
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Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH07337045A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波モータ駆動装置 |
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| JP2005099549A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Olympus Corp | 振動波リニアモータ |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101207342B (zh) * | 2006-12-21 | 2012-09-19 | 奥林巴斯株式会社 | 超声波马达及其驱动方法 |
| CN101946396A (zh) * | 2008-04-24 | 2011-01-12 | 奥林巴斯株式会社 | 线性驱动式超声波马达 |
| CN101946396B (zh) * | 2008-04-24 | 2013-04-10 | 奥林巴斯株式会社 | 线性驱动式超声波马达 |
| CN101567644B (zh) * | 2008-04-25 | 2012-08-08 | 奥林巴斯映像株式会社 | 驱动装置以及摄像装置 |
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