JP2000023475A

JP2000023475A - 振動アクチュエータ装置

Info

Publication number: JP2000023475A
Application number: JP10191388A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Satani; 大助佐谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】大型化やコストアップにならず、しかも、駆
動特性などを阻害することがなく、移動検出ができる。【解決手段】電気機械変換素子２３の励振により弾性
体２２に振動を発生するステータ２１と、スタータ２１
に加圧接触し、その振動によって振動子２１との間で相
対運動を行うロータ２４とを含み、弾性体２２は、ロー
タ２４と接触する突起部２２ａを備え、突起部２２ａ
は、第１方向１への移動時に接触する第１接触部２２ａ
−１と、第２方向２への移動時に接触する第２接触部２
２ａ−２とを有し、第１接触部２２ａ−１は円弧状であ
り、第２接触部２２ａ−２はエッジ状である。そして、
第１又は第２の接触部の接触検出信号に基づいて、移動
方向を検出する移動方向検出部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動子に発生した
振動（振動波）によって、相対運動部材を相対移動する
振動アクチュエータ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動アクチュエータは、超音波振動を利
用したものと、超音波以外の各種振動を利用したものと
があり、一般的に、超音波モータ、表面波モータ、振動
モータなどと呼ばれている。この振動アクチュエータの
種類は、回転タイプ、リニアタイプ等があり、また、振
動子の形態によって、平板タイプ、ロッドタイプ等があ
る。

【０００３】従来の振動アクチュエータ装置は、外部に
精度の良い移動検出器を装備して、移動を検出してい
た。また、特開平５−２７６７６７号、特開平８−８０
０７１号、特開平１０−２８３８６号等の技術がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の振動アクチュエータ装置は、精度の良い移動検出器を
装備していたので、その移動検出器が一般に大きく、製
品の小型化を阻害する、という問題があった。そのう
え、精度の良い移動検出器は、高価でもあり、コストア
ップの原因となっていた。

【０００５】また、特開平５−２７６７６７号や特開平
８−８００７１号は、回転方向を検出できないという問
題がある。また、移動検出器のみで回転方向を検出する
ためには、複数相の出力信号が必要となり、検出面積が
より大きくなるので、装置を大きくしてしまう、という
問題があった。

【０００６】一方、特開平１０−２８３８６号は、外部
に接触駆動する負荷を用いることになり、特性が低下す
るうえ、小型化できないという問題があった。

【０００７】本発明は、大型化やコストアップになら
ず、しかも、駆動特性などを阻害することがなく、移動
検出ができる振動アクチュエータ装置を提供することを
課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、電気機械変換素子の励振により
弾性体に振動を発生する振動子と、前記振動子に加圧接
触し、その振動によって前記振動子との間で相対運動を
行う相対運動部材とを含む振動アクチュエータ装置にお
いて、前記弾性体は、前記相対運動部材と接触する突起
部を備え、前記突起部は、第１移動方向への移動時に接
触する第１接触部と、第２移動方向への移動時に接触す
る第２接触部とを有し、前記第１接触部と前記第２接触
部とは、形状が異なることを特徴とする振動アクチュエ
ータ装置である。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の振動
アクチュエータ装置において、前記第１接触部は、円弧
状であり、前記第２接触部は、エッジ状であることを特
徴とする振動アクチュエータ装置である。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の振動アクチュエータ装置において、前記第１又
は第２の接触部に応じた接触検出信号に基づいて、移動
方向を検出する移動方向検出部を備えたことを特徴とす
る振動アクチュエータ装置である。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の振動アクチュエータ装置において、前記振動子
と前記相対運動部材との相対移動量を検出する移動量検
出部を備えたことを特徴とする振動アクチュエータ装置
である。

【００１２】請求項５の発明は、請求項３又は請求項４
に記載の振動アクチュエータ装置において、前記電気機
械変換素子へ印加される駆動信号、前記振動子の振動を
検出するピックアップ信号、又は、前記移動量検出部の
移動量検出信号に基づいて、前記接触検出信号を検出す
る接触信号検出部を備えたことを特徴とする振動アクチ
ュエータ装置である。

【００１３】請求項６の発明は、電気機械変換素子の励
振により弾性体に振動を発生する振動子と、前記振動子
に加圧接触し、その振動によって前記振動子との間で相
対運動を行う相対運動部材とを含む振動アクチュエータ
装置において、前記弾性体は、前記相対運動部材と接触
する突起部を備え、前記突起部は、第１移動方向への移
動時に接触する第１接触部と、第２移動方向への移動時
に接触する第２接触部とを有し、前記突起部は、前記第
１接触部と前記第２接触部とが異なる形状の第１突起部
と、前記第１接触部と前記第２接触部とが同一形状の第
２突起部とが配列されていることを特徴とする振動アク
チュエータ装置である。

【００１４】請求項７の発明は、請求項６に記載の振動
アクチュエータ装置において、前記第１の突起部は、前
記第１接触部が円弧状であり、前記第２接触部がエッジ
状であることを特徴とする振動アクチュエータ装置であ
る。

【００１５】請求項８の発明は、請求項６に記載の振動
アクチュエータ装置において、前記第１の突起部と前記
第２の突起部とは、交互に配列されていることを特徴と
する振動アクチュエータ装置である。

【００１６】請求項９の発明は、請求項６に記載の振動
アクチュエータ装置において、前記突起部が複数配列さ
れており、その複数の突起部に対して、前記第１の接触
部の配列と、前記第２の接触部の配列とは、パターンが
異なることを特徴とする振動アクチュエータ装置であ
る。

【００１７】請求項１０の発明は、請求項６から請求項
９までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータ装置
において、前記第１及び第２接触部の接触検出信号に基
づいて、移動方向を検出する移動方向検出部を備えたこ
とを特徴とする振動アクチュエータ装置である。

【００１８】請求項１１の発明は、請求項６から請求項
１０までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータ装
置において、前記第１又は第２接触部に応じた接触検出
信号に基づいて、移動量を検出する移動量検出部を備え
たことを特徴とする振動アクチュエータ装置である。

【００１９】請求項１２の発明は、請求項１０又は請求
項１１に記載の振動アクチュエータ装置において、前記
電気機械変換素子へ印加される駆動信号、前記振動子の
振動を検出するピックアップ信号に基づいて、前記接触
検出信号を検出する接触信号検出部を備えたことを特徴
とする振動アクチュエータ装置である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面などを参照しながら、
実施の形態をあげ、本発明をさらに詳細に説明する。（第１実施形態）図１は、本発明による振動アクチュエ
ータ装置の第１実施形態を示す断面図、図２は、第１実
施形態による振動アクチュエータ装置に用いる振動アク
チュエータを抜き出して示した斜視図である。この実施
形態の振動アクチュエータ装置は、レンズ鏡筒に組み込
まれており、超音波領域の振動に使用して駆動する超音
波モータを例にして説明する。

【００２１】この振動アクチュエータ２０は、ステータ
（振動子）２１と、ロータ（相対運動部材）２４とを備
えており、ステータ２１に発生する超音波振動を利用し
て、ロータ２４を駆動するものである。

【００２２】ステータ２１は、円環状部材の一方の面に
複数の突起部２２ａ（図２，図３参照）が形成された弾
性体２２と、弾性体２２の他方の面に接合され、高周波
電圧を印加することより振動して、弾性体２２を励振す
る圧電体などの電気機械変換素子２３とを備えている。

【００２３】ロータ２４は、ロータ母材２５と、ロータ
母材２５の接着されたスライダー材２６とを備えてい
る。ロータ母材２５は、振動波による振動を受けて振動
するロータ振動部２５ａと、このロータ振動部２５ａの
中立軸近傍から延び、ロータ振動部２５ａを支持するフ
ランジ状のロータ支持部材２５ｂと、ステータ２１から
の駆動力を外部に伝えると共に、加圧力を伝達するロー
タ伝達部２５ｃ等とから構成されている。スライダー材
２６は、ロータ母材２５のロータ振動部２５ａに接着さ
れており、ステータ２１との摺動を円滑にする部材であ
る。

【００２４】ステータ２１は、ステータ固定部材８に固
定されている。このステータ固定部材８は、固定部９に
ねじ結合されている。ロータ２４は、回転補助部材４と
連結されている。この回転補助部材４は、加圧力をロー
タ２４に伝達するように配置されている。この回転補助
部材４は、ロータ伝達部２５ｃを受けるロータ受け部材
４ａと、ボール４ｂ、リテーナー４ｃ、ボール位置調整
部材４ｄ、ボール受け部材４ｅ等とから構成されてい
る。回転補助部材４には、伝達ピン１０が取り付けられ
ており、この伝達ピン１０に伝達された駆動力は、被駆
動力伝達部材１１を経由して、合焦レンズなどの被駆動
部材１２に伝達される。

【００２５】加圧部材６は、ロータ２４をステータ２１
に加圧するための部材であり、発生した加圧力は、加圧
力伝達部材５により、回転補助部材４に伝達されるよう
に構成されている。加圧力調整部材７は、加圧部材６の
加圧力を調整するためのものであり、加圧力調整部材７
の位置により、加圧部材６から発生する加圧力が調整す
ることができる。加圧部材６により、ロータ２４がステ
ータ２１に加圧接触され、電気機械変換素子２３の励振
により弾性体２１に発生した振動波により、ロータ２４
が駆動される。

【００２６】エンコーダ１３は、ロータ２４の回転量を
検出するためのものであり、被駆動力伝達部材１１に固
定部材１４ａにより取り付けられた単相のエンコーダス
ケール１４と、固定部１６が取り付けられ、エンコーダ
スケール１４を用いて回転信号を得るエンコーダ素子１
５とを備えている。

【００２７】図３，図４は、第１実施形態による振動ア
クチュエータ装置を示す図あって、図３は、振動アクチ
ュエータを展開した状態で示す模式図、図４は、ステー
タを示す斜視図である。図５，図６は、第１実施形態に
よる振動アクチュエータ装置の回転方向検出の原理を示
す図であって、図５は、移動方向ごとの弾性体の表面の
運動軌跡を示す図、図６は、移動方向ごとの検出信号を
示す図である。

【００２８】弾性体２２は、ロータ２４と複数の突起部
２２ａによって接触しており、図３に示すように、弾性
体２２に発生した振動波によって、突起部２２ａが順次
ロータ２４と接触する。各突起部２２は、第１方向１へ
の移動時に接触する第１接触部２２ａ−１と、第２方向
２への移動時に接触する第２接触部２２ａ−２とを有し
ている。第１接触部２２ａ−１と第２接触部２２ａ−２
とは、形状が異なっており、図４に示すように、第１接
触部２２ａ−１は、断面円弧状であり、第２接触部２２
ａ−２は、断面エッジ状である。

【００２９】突起部２２ａは、図３に示すように振動
し、その表面の運動軌跡が図５に示すよに、楕円運動と
なる。ここで、ロータ２４が第１方向１へ移動するとき
には、図５（ａ）に示すように、突起部２２ａは、反時
計方向の楕円運動を行い、接触範囲Ａでロータ２４と接
しており、ロータ２４が第２方向２へ移動するときに
は、図５（ｂ）に示すように、突起部２２ａは、時計方
向の楕円運動を行い、接触範囲Ｂでロータ２４と接して
いると考えられる。

【００３０】以上のように、振動波の方向により、ステ
ータ２１の表面に発生する楕円運動の回転方向が変わ
り、突起部２２ａとロータ２４との接触の仕方が変化す
る。本実施形態では、このことを利用して、図４に示す
ように、ロータ２１の移動方向に対応して、弾性体２２
の突起部２２ａに、断面円弧状の第１接触部２２ａ−１
と、断面エッジ状の第２接触部２２ａ−２を形成し、接
触部の加工を変化させることによって、図６に示すよう
な、接触信号を得るようにしたものである。

【００３１】この接触信号は、図６（ａ）に示すよう
に、第１方向１へ移動する（断面円弧状の第１接触部２
２ａ−１と接触する）ときには、平滑である。また、図
６（ｂ）に示すように、第２方向２へ移動する（断面エ
ッジ状の第２接触部２２ａ−２と接触する）ときには、
急峻な部分が現れる。本件発明者は、この接触信号がス
テータ２１に設けたピックアップ電極の出力や、回転信
号、入力電流などに現れることを見いだして、本発明を
するに至った。この接触信号を使用すれば、急峻な部分
が無いかあるかによって、ロータ２４の移動方向が第１
方向１か第２方向２かを検出することができる。

【００３２】図７〜図９は、第１実施形態による振動ア
クチュエータ装置を示すシステムブロック図である。図
７のシステム３０Ａは、駆動命令を受けて制御信号を発
生する制御手段３１と、制御手段３１からの制御信号に
よって所定の電圧、周波数の高周波電圧を発振する発振
器３２と、発振器３２からの高周波電圧の位相を９０°
変化させる移相器３３と、移相器３３からの高周波電圧
を増幅して、振動アクチュエータ２０のＡ相の電気機械
変換素子２３ａに接続する増幅器３４Ａと、発振器３２
からの高周波電圧をそのまま増幅して、振動アクチュエ
ータ２０のＢ相の電気機械変換素子２３ｂに接続する増
幅器３４Ｂと、振動アクチュエータ２０の移動量を検出
して、移動速度信号を制御手段３１に出力する移動検出
器（図１のエンコーダ１３に相当する）３５と、増幅器
３４Ｂからの電気機械変換素子２３ｂへの入力電流を検
出する電流検出手段３６と、電流検出手段３６の電流値
（図６参照）に基づいて、移動方向信号を生成して、制
御手段３１に接続するパルス検出手段３７などを備えて
いる。図７のシステム３０Ａは、入力電流に発生するパ
ルス列を検出することによって、移動方向を得ることが
できる。

【００３３】図８のシステム３０Ｂは、図７のシステム
３０Ａの電流検出手段３６に変えて、ステータ２１に設
けられたピックアップ用の電気機械変換素子２３ｐから
のピックアップ信号を検出するピックアップ信号検出手
段３８を設けたものであり、それ以外は、図７のシステ
ム３０Ａと略同じものである。図８のシステム３０Ｂ
は、ピックアップ用の電気機械変換素子２３ｐの電極か
らの信号に発生するパルス列を検出することによって、
移動方向を得ることができる。

【００３４】図９のシステム３０Ｃは、図７のシステム
３０Ａの電流検出手段に変えて、移動検出器３５の周波
数を電圧信号に変換する周波数−電圧信号変換手段３９
を設けたものであり、それ以外は、図７のシステム３０
Ａと略同じものである。図９のシステム３０Ｃは、移動
量を検出する移動検出器３５からのパルス列を周波数−
電圧変換することによって、移動速度に対応した電圧値
にパルスが発生して、移動方向を得ることができる。な
お、図７の電流検出手段３６とパルス検出手段３７、図
８のピックアップ信号検出手段３８とパルス検出手段３
７、及び、図９の周波数−電圧信号変換手段３８とパル
ス検出手段３７によって、接触信号を検出する接触信号
検出部を構成している。

【００３５】図１０は、第１実施形態による振動アクチ
ュエータの移動方向を得るための動作を示すフローチャ
ートである。制御手段３１は、入力電流（又はピックア
ップ電極の出力、移動速度に対応した電圧値）等の検出
信号を獲得し（Ｓ１０１）、特定のパルスが検出された
か否かを判定し（Ｓ１０２）、検出できた場合には（Ｙ
ＥＳ）、移動方向２として移動方向信号を設定する（Ｓ
１０３）。一方、特定のパルスが検出されなかった場合
には（ＮＯ）、移動方向１として移動方向信号を設定す
る（Ｓ１０４）。そして、移動方向信号を出力して（Ｓ
１０５）、処理を終了する。

【００３６】以上のように本実施形態によれば、複数相
の移動検出信号を発生する移動検出器を用いる必要がな
くなり，装置を小型化できるとともに、外部に接触駆動
する負荷も用いることもしないので、特性の低下も起こ
さずに、移動方向を検出することができるようになっ
た。

【００３７】なお、第１実施形態では、単相のエンコー
ダ１３を用いた例を示したが、本出願人による特開昭６
３−２０６１７３号の方式により、弾性体に設けた突起
を使用した回転検出方式を用いれば、外部にエンコーダ
を配置することがなく、よりスペース効率を向上させる
ことができる。

【００３８】（第２実施形態）図１１は、本発明による
振動アクチュエータ装置の第２実施形態を示す断面図、
図１２は、第２実施形態による振動アクチュエータ装置
に用いる振動アクチュエータを抜き出して示した斜視図
である。なお、第１実施形態と同様な機能を果たす部分
には、同一の符号又は末尾に共通する符号を付して、説
明する。この実施形態の振動アクチュエータ装置も、レ
ンズ鏡筒に組み込まれており、超音波領域の振動に使用
して駆動する超音波モータを例にして説明する。

【００３９】この振動アクチュエータ２０Ｂは、ステー
タ（振動子）２１Ｂと、ロータ（相対運動部材）２４と
を備えており、ステータ２１Ｂに発生する超音波振動を
利用して、ロータ２４を駆動するものである。

【００４０】ステータ２１Ｂは、円環状部材の一方の面
に複数の突起部２２ａ，２２ｂ（図１２，図１３参照）
が形成された弾性体２２Ｂと、弾性体２２Ｂの他方の面
に接合され、高周波電圧を印加することより振動して、
弾性体２２Ｂを励振する圧電体などの電気機械変換素子
２３とを備えている。

【００４１】ロータ２４は、ロータ母材２５と、ロータ
母材２５の接着されたスライダー材２６とを備えてい
る。ロータ母材２５は、振動波による振動を受けて振動
するロータ振動部２５ａと、このロータ振動部２５ａの
中立軸近傍から延び、ロータ振動部２５ａを支持するフ
ランジ状のロータ支持部材２５ｂと、ステータ２１Ｂか
らの駆動力を外部に伝えるとともに、加圧力を伝達する
ロータ伝達部２５ｃなどとから構成されている。スライ
ダー材２６は、ロータ母材２５のロータ振動部２５ａに
接着されており、ステータ２１Ｂとの摺動を円滑にする
部材である。

【００４２】ステータ２１Ｂは、ステータ固定部材８に
固定されている。このステータ固定部材８は、固定部９
にねじ結合されている。ロータ２４は、回転補助部材４
と連結されている。この回転補助部材４は、加圧力をロ
ータ２４に伝達するように配置されている。この回転補
助部材４は、ロータ伝達部２５ｃを受けるロータ受け部
材４ａと、ボール４ｂ、リテーナー４ｃ、ボール位置調
整部材４ｄ、ボール受け部材４ｅ等とから構成されてい
る。回転補助部材４には、伝達ピン１０が取り付けられ
ており、この伝達ピン１０に伝達された駆動力は、被駆
動力伝達部材１１を経由して、合焦レンズなどの被駆動
部材１２に伝達される。

【００４３】加圧部材６は、ロータ２４をステータ２１
Ｂに加圧するための部材であり、発生した加圧力は、加
圧力伝達部材５により、回転補助部材４に伝達されるよ
うに構成されている。加圧力調整部材７は、加圧部材６
の加圧力を調整するためのものであり、加圧力調整部材
７の位置により、加圧部材６から発生する加圧力が調整
することができる。加圧部材６により、ロータ２４がス
テータ２１Ｂに加圧接触され、電気機械変換素子２３の
励振により弾性体２１に発生した振動波により、ロータ
２４が駆動される。

【００４４】図１３，図１４は、第２実施形態による振
動アクチュエータ装置を示す図であって、図１３は、振
動アクチュエータを展開した状態で示す模式図、図１４
は、ステータを示す斜視図である。図１５，図１６は、
第２実施形態による振動アクチュエータ装置の回転方向
・回転速度検出の原理を示す図であって、図１５は、移
動方向ごとの弾性体の表面の運動軌跡を示す図、図１６
は、移動方向ごとの検出信号を示す図である。

【００４５】弾性体２２Ｂは、ロータ２４と複数の突起
部２２ａ，２２ｂによって接触しており、図３に示すよ
うに、弾性体２２Ｂに発生した振動波によって、形状の
異なる突起部２２ａ，２２ｂが順次ロータ２４と接触す
る。突起部２２ａは、第１方向１への移動時に接触する
第１接触部２２ａ−１と、第２方向２への移動時に接触
する第２接触部２２ａ−２とを有している。第１接触部
２２ａ−１と第２接触部２２ａ−２とは、形状が異なっ
ており、図１４に示すように、第１接触部２２ａ−１
は、断面円弧状であり、第２接触部２２ａ−２は、断面
エッジ状である。

【００４６】また、突起部２２ｂは、第１方向１への移
動時に接触する第１接触部２２ｂ−１と、第２方向２へ
の移動時に接触する第２接触部２２ｂ−２とを有してい
る。第１接触部２２ｂ−１と第２接触部２２ｂ−２と
は、形状が同一であり、図１４に示すように、共に断面
エッジ状である。

【００４７】突起部２２ａ，２２ｂは、図１３に示すよ
うに振動し、その表面の運動軌跡が図１５に示すよう
に、楕円運動となる。ここで、ロータ２４が第１方向１
へ移動するときには、図１５（ａ）に示すように、突起
部２２ａ，２２ｂは、反時計方向の楕円運動を行い、接
触範囲Ａでロータ２４と接しており、ロータ２４が第２
方向２へ移動するときには、図１５（ｂ）に示すよう
に、突起部２２ａ，２２ｂは、時計方向の楕円運動を行
い、接触範囲Ｂでロータ２４と接していると考えられ
る。

【００４８】以上のように、振動波の方向により、ステ
ータ２１の表面に発生する楕円運動の回転方向が変わ
り、突起部２２ａ，２２ｂとロータ２４との接触の仕方
が変化する。本実施形態では、このことを利用して、図
１４に示すように、ロータ２１の移動方向に対応して、
弾性体２２Ｂの突起部２２ａに、断面円弧状の第１接触
部２２ａ−１と、断面エッジ状の第２接触部２２ａ−２
を形成し、また、突起部２２ｂに、断面エッジ状の第１
及び第２接触部２２ｂ−１，２２ｂ−２を形成し、接触
部の加工を変化させることによって、図１６に示すよう
な、接触信号を得るようにしたものである。

【００４９】この接触信号は、図１６（ａ）に示すよう
に、第１方向１へ移動する（断面円弧状の第１接触部２
２ａ−１と，断面エッジ状の第１接触部２２ｂ−１が交
互に接触する）ときには、所定の周期で平滑な部分と急
峻な部分とが交互に現れる。また、図１６（ｂ）に示す
ように、第２方向２へ移動する（断面エッジ状の第２接
触部２２ａ−２，２２ｂ−２と接触する）ときには、連
続して急峻な部分が現れる。つまり、回転方向によっ
て、別のパターンが現れることがわかる。本件発明者
は、この接触信号がステータ２１に設けたピックアップ
電極の出力や入力電流等に現れることを見いだして、本
発明をするに至った。この接触信号を使用すれば、急峻
な部分の周期によって、ロータ２４の移動方向が第１方
向１か第２方向２かを検出することができると共に、移
動速度にも検出することができる。

【００５０】図１７，図１８は、第２実施形態による振
動アクチュエータ装置を示すシステムブロック図であ
る。図７のシステム３０Ｄは、駆動命令を受けて制御信
号を発生する制御手段３１と、制御手段３１からの制御
信号によって所定の電圧、周波数の高周波電圧を発振す
る発振器３２と、発振器３２からの高周波電圧の位相を
９０°変化させる移相器３３と、移相器３３からの高周
波電圧を増幅して、振動アクチュエータ２０ＢのＡ相の
電気機械変換素子２３ａに接続する増幅器３４Ａと、発
振器３２からの高周波電圧をそのまま増幅して、振動ア
クチュエータ２０ＢのＢ相の電気機械変換素子２３ｂに
接続する増幅器３４Ｂと、増幅器３４Ｂからの電気機械
変換素子２３ｂへの入力電流を検出する電流検出手段３
６と、電流検出手段３６の電流値（図１６参照）に基づ
いて、移動方向信号及び移動速度信号を生成して、制御
手段３１に接続するパルス検出手段３７などを備えてい
る。図１７のシステム３０Ｄは、入力電流に発生するパ
ルス列を検出することによって、移動方向及び移動速度
を得ることができる。

【００５１】図１８のシステム３０Ｅは、図１７のシス
テム３０Ａの電流検出手段３６に変えて、ステータ２１
Ｂに設けられたピックアップ用の電気機械変換素子２３
ｐからのピックアップ信号を検出するピックアップ信号
検出手段３８を設けたものであり、それ以外は、図１７
のシステム３０Ａと略同じものである。図１８のシステ
ム３０Ｅは、ピックアップ用の電気機械変換素子２３ｐ
の電極からの信号に発生するパルス列を検出することに
よって、移動方向及び移動速度を得ることができる。な
お、図１７の電流検出手段３６とパルス検出手段３７、
及び、図１８のピックアップ信号検出手段３８とパルス
検出手段３７によって、接触信号を検出する接触信号検
出部を構成している。

【００５２】図１９は、第２実施形態による振動アクチ
ュエータの移動方向を得るための動作を示すフローチャ
ートである。制御手段３１は、入力電流（又はピックア
ップ電極の出力）等の検出信号を獲得し（Ｓ２０１）、
どちらの特定のパルスが検出されたか否かを判定し（Ｓ
２０２）、第２方向２が検出できた場合には、移動速度
２を演算する（Ｓ２０３）。一方、第１方向１が検出で
きた場合には、移動速度１を演算する（Ｓ２０４）。そ
して、移動方向・移動速度信号を出力して（Ｓ２０
５）、処理を終了する。

【００５３】以上のように第２実施形態によれば、外部
に移動検出器を取りつけることなく、複数相の移動検出
信号を発生する移動検出器をも用いることがなくなり，
装置を小型化できる。また、外部に接触駆動する負荷も
用いることもしないので、特性の低下も起こさずに、移
動方向と移動速度を検出することができるようになる。
さらに、外部移動検出器を取りつけることがないので、
コストも安くなる。

【００５４】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。前記各実施形態で
は、回転型を例にして説明したが、リニア型でも同様の
効果が有る。また、縦振動１次と屈曲振動４次の振動の
縮退を用いるＬ１−Ｂ４型の振動アクチュエータについ
ても、駆動力取出部を本発明のようにすれば、同様に移
動方向などを検出することができる。

【００５５】第２実施形態において、第２の突起部２２
ｂは、少なくとも１個あればよく、また、２つおき、３
つおきに配置されていてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大型化やコストアップにならず、しかも、駆動特性など
を阻害することがなく、移動方向や移動量等を検出する
ことができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による振動アクチュエータ装置の第１実
施形態を示す断面図である。

【図２】第１実施形態による振動アクチュエータ装置に
用いる振動アクチュエータを抜き出して示した斜視図で
ある。

【図３】第１実施形態による振動アクチュエータ装置に
用いる振動アクチュエータを展開した状態で示す模式図
である。

【図４】第１実施形態による振動アクチュエータ装置に
用いるステータを示す斜視図である。

【図５】第１実施形態による振動アクチュエータ装置の
回転方向検出の原理を示す図であって、移動方向ごとの
弾性体の表面の運動軌跡を示す図である。

【図６】第１実施形態による振動アクチュエータ装置の
回転方向検出の原理を示す図であって、移動方向ごとの
検出信号を示す図である。

【図７】第１実施形態による振動アクチュエータ装置
（システム３０Ａ）を示すシステムブロック図である。

【図８】第１実施形態による振動アクチュエータ装置
（システム３０Ｂ）を示すシステムブロック図である。

【図９】第１実施形態による振動アクチュエータ装置
（システム３０Ｃ）を示すシステムブロック図である。

【図１０】第１実施形態による振動アクチュエータの移
動方向を得るための動作を示すフローチャートである。

【図１１】本発明による振動アクチュエータ装置の第２
実施形態を示す断面図である。

【図１２】第２実施形態による振動アクチュエータ装置
に用いる振動アクチュエータを抜き出して示した斜視図
である。

【図１３】第２実施形態による振動アクチュエータ装置
に用いる振動アクチュエータを展開した状態で示す模式
図である。

【図１４】第２実施形態による振動アクチュエータ装置
に用いるステータを示す斜視図である。

【図１５】第２実施形態による振動アクチュエータ装置
の回転方向・回転速度検出の原理を示す図であって、移
動方向ごとの弾性体の表面の運動軸跡を示す図である。

【図１６】第２実施形態による振動アクチュエータ装置
の回転方向・回転速度検出の原理を示す図であって、移
動方向ごとの検出信号を示す図である。

【図１７】第２実施形態による振動アクチュエータ装置
（システム３０Ｄ）を示すシステムブロック図である。

【図１８】第２実施形態による振動アクチュエータ装置
（システム３０Ｅ）を示すシステムブロック図である。

【図１９】第２実施形態による振動アクチュエータの移
動方向を得るための動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

４回転補助部材５加圧力伝達部材６加圧部材７加圧力調整部材８ステータ固定部材９固定部１０伝達ピン１１被駆動力伝達部材１２被駆動部材１３エンコーダ１４エンコーダスケール１６固定部１５エンコーダ素子２０，２０Ｂ振動アクチュエータ２１ステータ（振動子）２２弾性体２２ａ突起部２２ａ−１第１接触部２２ａ−２第２接触部２２ｂ突起部２２ｂ−１第１接触部２２ｂ−２第２接触部２３電気機械変換素子２４ロータ（相対運動部材）２５ロータ母材２６スライダー材３０システム３１制御手段３２発振器３３移相器３４Ａ，３４Ｂ増幅器３５手動検出器３６電流検出手段３７パルス検出手段３８ピックアップ信号検出手段３９周波数−電圧信号変換手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気機械変換素子の励振により弾性体に
振動を発生する振動子と、前記振動子に加圧接触し、その振動によって前記振動子
との間で相対運動を行う相対運動部材とを含む振動アク
チュエータ装置において、前記弾性体は、前記相対運動部材と接触する突起部を備
え、前記突起部は、第１移動方向への移動時に接触する第１
接触部と、第２移動方向への移動時に接触する第２接触
部とを有し、前記第１接触部と前記第２接触部とは、形状が異なるこ
とを特徴とする振動アクチュエータ装置。
【請求項２】請求項１に記載の振動アクチュエータ装
置において、前記第１接触部は、円弧状であり、前記第２接触部は、エッジ状であることを特徴とする振
動アクチュエータ装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の振動アク
チュエータ装置において、前記第１又は第２の接触部に応じた接触検出信号に基づ
いて、移動方向を検出する移動方向検出部を備えたこと
を特徴とする振動アクチュエータ装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２に記載の振動アク
チュエータ装置において、前記振動子と前記相対運動部材との相対移動量を検出す
る移動量検出部を備えたことを特徴とする振動アクチュ
エータ装置。
【請求項５】請求項３又は請求項４に記載の振動アク
チュエータ装置において、前記電気機械変換素子へ印加される駆動信号、前記振動
子の振動を検出するピックアップ信号、又は、前記移動
量検出部の移動量検出信号に基づいて、前記接触検出信
号を検出する接触信号検出部を備えたことを特徴とする
振動アクチュエータ装置。
【請求項６】電気機械変換素子の励振により弾性体に
振動を発生する振動子と、前記振動子に加圧接触し、その振動によって前記振動子
との間で相対運動を行う相対運動部材とを含む振動アク
チュエータ装置において、前記弾性体は、前記相対運動部材と接触する突起部を備
え、前記突起部は、第１移動方向への移動時に接触する第１
接触部と、第２移動方向への移動時に接触する第２接触
部とを有し、前記突起部は、前記第１接触部と前記第２接触部とが異
なる形状の第１突起部と、前記第１接触部と前記第２接
触部とが同一形状の第２突起部とが配列されていること
を特徴とする振動アクチュエータ装置。
【請求項７】請求項６に記載の振動アクチュエータ装
置において、前記第１の突起部は、前記第１接触部が円弧状であり、
前記第２接触部がエッジ状であることを特徴とする振動
アクチュエータ装置。
【請求項８】請求項６に記載の振動アクチュエータ装
置において、前記第１の突起部と前記第２の突起部とは、交互に配列
されていることを特徴とする振動アクチュエータ装置。
【請求項９】請求項６に記載の振動アクチュエータ装
置において、前記突起部が複数配列されており、その複数の突起部に
対して、前記第１の接触部の配列と、前記第２の接触部
の配列とは、パターンが異なることを特徴とする振動ア
クチュエータ装置。
【請求項１０】請求項６から請求項９までのいずれか
１項に記載の振動アクチュエータ装置において、前記第１及び第２接触部の接触検出信号に基づいて、移
動方向を検出する移動方向検出部を備えたことを特徴と
する振動アクチュエータ装置。
【請求項１１】請求項６から請求項１０までのいずれ
か１項に記載の振動アクチュエータ装置において、前記第１又は第２接触部に応じた接触検出信号に基づい
て、移動量を検出する移動量検出部を備えたことを特徴
とする振動アクチュエータ装置。
【請求項１２】請求項１０又は請求項１１に記載の振
動アクチュエータ装置において、前記電気機械変換素子へ印加される駆動信号、前記振動
子の振動を検出するピックアップ信号に基づいて、前記
接触検出信号を検出する接触信号検出部を備えたことを
特徴とする振動アクチュエータ装置。