JP2018186679A - 振動アクチュエーターの制御装置、振動アクチュエーターの制御方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイス - Google Patents

振動アクチュエーターの制御装置、振動アクチュエーターの制御方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイス Download PDF

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Abstract

【課題】ロバスト性に優れ、効率的な駆動が可能な振動アクチュエーターの制御装置、振動アクチュエーターの制御方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイスを提供する。
【解決手段】振動アクチュエーターの制御装置は、複数の振動体のそれぞれから、前記振動体の振動に応じた交流の検出信号を取得する検出信号取得部と、前記複数の振動体のそれぞれについて、駆動信号と前記検出信号との位相差を検出する位相差検出部と、前記複数の振動体から１つを選択する振動体選択部と、前記選択された振動体の前記位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整する駆動信号制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動アクチュエーターの制御装置、振動アクチュエーターの制御方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイスに関するものである。
特許文献１に記載の振動アクチュエーターは、被駆動体と、被駆動体を駆動させる２つの振動子と、を有している。また、２つの振動子は、被駆動体と当接する突起を有しており、この突起を楕円振動させることで、被駆動体が直線的に移動するように構成されている。また、特許文献１の振動アクチュエーターでは、各振動子に印加する駆動振動の周波数を、一方の振動子の楕円比変更周波数範囲と他方の振動子の楕円比変更周波数範囲とが重複する範囲の周波数としている。
特開２０１１−２５９５５９号公報
しかしながら、特許文献１のアクチュエーターでは、２つの振動体の振動特性の違いや、各振動体の被駆動体への押圧力の変化および被駆動体との摩擦力の変化といった外乱の影響によって、両振動子の楕円比変更周波数範囲が重複する範囲が狭くなり、両振動子に印加する駆動信号の周波数が両振動子の共振周波数から大きくずれてしまうおそれがある。そのため、特許文献１のアクチュエーターでは、ロバスト性が悪く（外的要因の影響を受け易く）、効率的な駆動を行うことができない、という問題がある。
本発明の目的は、ロバスト性に優れ、効率的な駆動が可能な振動アクチュエーターの制御装置、振動アクチュエーターの制御方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイスを提供することにある。
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の振動アクチュエーターの制御装置は、被駆動体と、
前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御装置であって、
前記複数の振動体のそれぞれから、前記振動体の振動に応じた交流の検出信号を取得する検出信号取得部と、
前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出する位相差検出部と、
前記複数の振動体から１つを選択する振動体選択部と、
前記選択された振動体の前記位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整する駆動信号制御部と、を有することを特徴とする。
これにより、ロバスト性に優れ、効率的な駆動が可能な振動アクチュエーターの制御装置が得られる。
本発明の振動アクチュエーターの制御装置では、前記駆動信号制御部は、前記駆動信号の周波数を前記振動体の共振周波数よりも高い範囲内で調整することが好ましい。
これにより、振動アクチュエーターをより精度よく制御することができる。
本発明の振動アクチュエーターの制御装置では、前記位相差と前記駆動信号の周波数との関係において、
前記目標値は、前記共振周波数に対して高周波数側に設定されていることが好ましい。
これにより、振動アクチュエーターをより精度よく制御することができる。
本発明の振動アクチュエーターの制御装置では、前記振動体選択部は、前記複数の振動体から、前記位相差が最大である前記振動体を選択することが好ましい。
これにより、振動アクチュエーターの駆動が安定する。
本発明の振動アクチュエーターの制御装置では、前記振動体選択部は、前記複数の振動体から、前記位相差が最少である前記振動体を選択することが好ましい。
これにより、選択した振動体の位相差を目標値に合わせ込み易くなる。
本発明の振動アクチュエーターの制御装置は、被駆動体と、
前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御装置であって、
前記複数の振動体のそれぞれから、前記当接部の回転振動により生じる交流の検出信号を取得する検出信号取得部と、
前記複数の振動体のそれぞれから取得した検出信号に基づいて、基準となる前記駆動信号との位相差である基準位相差を生成する基準位相差生成部と、
前記基準位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整する駆動信号制御部と、を有することを特徴とする。
これにより、ロバスト性に優れ、効率的な駆動が可能な振動アクチュエーターの制御装置が得られる。
本発明の振動アクチュエーターの制御装置では、前記基準位相差生成部は、前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出し、前記複数の振動体の前記位相差の平均値を前記基準位相差とすることが好ましい。
これにより、基準位相差の生成が容易となる。また、複数の振動体をそれぞれより効率的に振動させることができ、振動アクチュエーターの駆動特性がより向上する。
本発明の振動アクチュエーターの制御方法は、被駆動体と、
前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御方法であって、
前記複数の振動体のそれぞれから、前記振動体の振動に応じた交流の検出信号を取得し、
前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出し、
前記複数の振動体から１つを選択し、
前記選択した振動体の前記位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整することを特徴とする。
これにより、ロバスト性に優れ、効率的な駆動が可能な振動アクチュエーターの制御方法となる。
本発明の振動アクチュエーターの制御方法は、被駆動体と、
前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御方法であって、
前記複数の振動体のそれぞれから、前記当接部の回転振動により生じる交流の検出信号を取得し、
前記複数の振動体のそれぞれから取得した検出信号に基づいて、基準となる前記駆動信号との位相差である基準位相差を生成し、
前記基準位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整することを特徴とする。
これにより、ロバスト性に優れ、効率的な駆動が可能な振動アクチュエーターの制御方法となる。
本発明のロボットは、本発明の振動アクチュエーターの制御装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の振動アクチュエーターの制御装置の効果を享受でき、信頼性の高いロボットが得られる。
本発明の電子部品搬送装置は、本発明の振動アクチュエーターの制御装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の振動アクチュエーターの制御装置の効果を享受でき、信頼性の高い電子部品搬送装置が得られる。
本発明のプリンターは、本発明の振動アクチュエーターの制御装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の振動アクチュエーターの制御装置の効果を享受でき、信頼性の高いプリンターが得られる。
本発明のプロジェクターは、本発明の振動アクチュエーターの制御装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の振動アクチュエーターの制御装置の効果を享受でき、信頼性の高いプロジェクターが得られる。
本発明の振動デバイスは、被駆動体と、
前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、
プロセッサーと、を有し、
前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動デバイスであって、
前記プロセッサーは、前記複数の振動体のそれぞれから、前記振動体の振動に応じた交流の検出信号を取得し、前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出し、前記複数の振動体から１つを選択し、前記選択された振動体の前記位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整することを特徴とする。
これにより、ロバスト性に優れ、効率的な駆動が可能な振動デバイスが得られる。
本発明の第１実施形態に係る駆動装置を示す斜視図である。 図１に示す駆動装置の変形例を示す斜視図である。 図１に示す駆動装置が有する振動体の平面図である。 図３中のＡ−Ａ線断面図である。 図３中のＢ−Ｂ線断面図である。 図３中のＣ−Ｃ線断面図である。 図３に示す振動体の振動状態を示す図である。 振動体に印加する駆動信号を示す図である。 駆動信号の周波数と駆動速度の関係を示すグラフである。 駆動信号の周波数と位相差との関係を示すグラフである。 図３に示す振動体の振動状態を示す図である。 駆動信号と検出信号の位相差を示す図である。 図１に示す駆動装置が有する制御装置の制御方法を説明するグラフである。 図１に示す駆動装置が有する制御装置の制御方法を説明するグラフである。 図１に示す駆動装置が有する制御装置の制御方法を説明するグラフである。 本発明の第２実施形態に係る駆動装置を示す斜視図である。 図１６に示す駆動装置が有する制御装置の制御方法を説明するグラフである。 本発明の第３実施形態に係る駆動装置を示す平面図である。 本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。 図２０に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。 本発明の第６実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。 本発明の第７実施形態に係るプロジェクターの全体構成を示す概略図である。
以下、本発明の振動アクチュエーターの制御装置、振動アクチュエーターの制御方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイスを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る駆動装置について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す駆動装置の変形例を示す斜視図である。図３は、図１に示す駆動装置が有する振動体の平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、図３中のＣ−Ｃ線断面図である。図７は、図３に示す振動体の振動状態を示す図である。図８は、振動体に印加する駆動信号を示す図である。図９は、駆動信号の周波数と駆動速度の関係を示すグラフである。図１０は、駆動信号の周波数と位相差との関係を示すグラフである。図１１は、図３に示す振動体の振動状態を示す図である。図１２は、駆動信号と検出信号の位相差を示す図である。図１３ないし図１５は、それぞれ、図１に示す駆動装置が有する制御装置の制御方法を説明するグラフである。なお、以下では、説明の便宜上、図４ないし図６中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
図１に示す駆動装置１（振動デバイス）は、回転モーター（超音波モーター）として利用され、回転軸Ｏまわりに回転可能なローター２（被駆動部）と、ローター２を回転（駆動）させる振動アクチュエーター３０と、振動アクチュエーター３０の駆動を制御する制御装置９と、を有している。また、振動アクチュエーター３０は、複数の振動体３と、各振動体３を支持するステージ４と、ステージ４を介して各振動体３をローター２に向けて付勢する付勢部５と、を有している。
ローター２は、円板状をなしており、回転軸Ｏまわりに回転可能に軸受されている。ただし、ローター２の構成としては、特に限定されない。そして、ローター２の上面２１に当接して複数の振動体３が配置されている。なお、本実施形態では、３つの振動体３が配置されているが、振動体３の数としては、特に限定されず、１つであってもよいし、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
ただし、駆動装置１としては、特に限定されず、例えば、図２に示す構成となっていてもよい。この場合、駆動装置１は、直動モーターとして利用され、振動アクチュエーター３０の駆動によって直線移動するスライダー７（被駆動部）を有している。
次に、振動体３について説明するが、３つの振動体３は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、１つの振動体３について代表して説明し、その他の振動体３についてはその説明を省略する。
図３に示すように、振動体３は、振動可能な振動部３１と、振動部３１を支持する支持部３２と、振動部３１および支持部３２を接続する一対の接続部３３と、振動部３１に設けられた伝達部３４と、を有している。振動部３１は、略長方形状の板状をなし、その先端部に伝達部３４が設けられている。また、支持部３２は、振動部３１の基端側を囲むＵ字形状となっている。
このような構成の振動体３では、伝達部３４の先端部においてローター２の上面２１に当接し、支持部３２においてステージ４に固定されている。また、ステージ４は、ばね部材（板ばね、スプリングばね）等の付勢部５によってローター２側（図３中下方側）に向けて付勢されており、これにより、伝達部３４が十分な摩擦力を持ってローター２の上面２１と接触している。そのため、スリップが抑制され、伝達部３４を介して振動部３１の振動を効率的にローター２へ伝達することができる。なお、本実施形態では、１つのステージ４が１つの振動体３を支持しているが、これに限定されず、例えば、１つのステージ４で全ての振動体３を支持してもよい。
また、図１に示すように、振動体３は、厚さ方向に対向配置された第１基板３５および第２基板３６を有している。第１基板３５および第２基板３６は、それぞれ、例えば、シリコン基板（半導体基板）を用いることができる。また、振動部３１は、第１基板３５と第２基板３６との間に設けられた圧電素子３７を有し、支持部３２は、第１基板３５と第２基板３６との間に設けられた間座３８を有している。なお、間座３８は、支持部３２の厚さを振動部３１の厚さに揃えるためのスペーサーとして機能する。
図３に示すように、圧電素子３７は、５つの駆動用の圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅと、１つの検出用の圧電素子３７Ｆと、を含んでいる。圧電素子３７Ａ、３７Ｂは、振動部３１の幅方向の一方側（図３中右側）に位置し、振動部３１の長手方向に並んで配置されている。圧電素子３７Ｄ、３７Ｅは、振動部３１の幅方向の他方側（図３中の左側）に位置し、振動部３１の長手方向に並んで配置されている。圧電素子３７Ｃは、振動部３１の幅方向の中央部に位置し、振動部３１の長手方向に沿って配置されている。圧電素子３７Ｆは、圧電素子３７Ａの先端側に位置し、振動部３１の角部に設けられている。なお、圧電素子３７の構成としては、伝達部３４を後述する回転振動で振動させることができれば、特に限定さない。例えば、圧電素子３７Ｃを省略してもよい。また、圧電素子３７Ｆの配置も、振動部３１の振動（変形）に応じた検出信号を取得することができれば、特に限定されない。
また、図４ないし図６に示すように、圧電素子３７は、圧電体３７２と、圧電体３７２の上面に設けられた第１電極３７１と、圧電体３７２の下面に設けられた第２電極３７３と、を有している。
第１電極３７１は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅ、３７Ｆに共通して設けられた共通電極である。一方、第２電極３７３は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅ、３７Ｆごとに個別に設けられた個別電極である。また、圧電体３７２は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅ、３７Ｆに共通して一体的に設けられている。ただし、圧電体３７２は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅ、３７Ｆごとに個別に設けられていてもよい。
圧電体３７２は、振動部３１の厚さ方向に沿った方向の電界が印加されることで振動部３１の長手方向に伸縮する。また、圧電体３７２は、振動部３１が長手方向へ伸縮（変形）することで振動部３１の厚さ方向に沿った方向の電界が発生する。このような圧電体３７２の構成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。圧電セラミックスで構成された圧電体３７２は、例えば、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよい。なお、圧電体３７２の構成材料としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。
以上のような構成の振動体３は、図７に示すように、伝達部３４を回転振動（楕円振動）させることができる。このような振動を行うには、例えば、図８に示すように、電圧が周期的に変化する駆動信号Ｓｄを圧電素子３７に印加すればよい。具体的には、図８中の電圧Ｖ１を圧電素子３７Ａ、３７Ｅに印加し、電圧Ｖ２を圧電素子３７Ｃに印加し、電圧Ｖ３を圧電素子３７Ｂ、３７Ｄに印加すればよい。なお、電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、それぞれ、位相が異なること以外は、同じ周波数および振幅である。これにより、振動部３１は、長手方向に伸縮する縦振動を行いつつ、幅方向に２次で屈曲する横振動を行う。このような縦振動と横振動とが合成され、振動部３１がＳ字状に屈曲振動し、それに伴って、伝達部３４が縦振動と横振動の複合振動である回転振動（楕円振動）を行う。ただし、伝達部３４を回転振動させることができれば、圧電素子３７に印加する電圧パターンは、特に限定されない。
一方、振動体３が上述のように振動すると、圧電素子３７Ｆが撓み、この撓みによって圧電体３７２から発生した電荷が圧電素子３７Ｆ（第１電極３７１と第２電極３７３Ｆとの間）から検出信号Ｓｓ（電圧が周期的に変化する交番電圧）として出力される。そのため、この検出信号を用いることで、精度よく振動体３の振動を検出することができる。なお、検出信号Ｓｓの周波数は、駆動信号Ｓｄの周波数とほぼ等しくなる。
ここで、駆動信号Ｓｄについて説明する。図９は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆと振動アクチュエーター３０の駆動速度（ローター２の駆動速度）との関係を示すグラフである。同図に示すように、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを振動体３の共振周波数ｆ０に近づけることで、駆動速度を早くすることができ、共振周波数ｆ０から遠ざけることで駆動速度を遅くすることができる。また、共振周波数ｆ０をピークとして、共振周波数ｆ０よりも高周波数側ではなだらかに駆動速度が減少し、反対に、共振周波数ｆ０よりも低周波数側では急激に駆動速度が減少する。そのため、駆動信号Ｓｄの周波数ｆは、共振周波数ｆ０よりも高く設定されている。これにより、駆動信号Ｓｄの周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも低い場合と比較して、駆動信号Ｓｄの周波数変化に対する駆動速度の変化量が小さくなり、駆動速度を精度よく制御することができる。ただし、駆動信号Ｓｄは、共振周波数ｆ０より低くてもよい。
次に、駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θについて説明する。図１０は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆと位相差θとの関係を示すグラフである。図１０に示すように、位相差θは、第１駆動信号Ｓｄ１の周波数ｆが低くなるに連れて単調増加する。なお、図１０では、共振周波数ｆ０のときの位相差をθｐとして記している。
以上、振動体３について説明したが、振動体３の構成としては、特に限定されない。例えば、支持部３２および接続部３３を省略してもよい。また、第１基板３５および第２基板３６のいずれかを省略してもよい。
次に、制御装置９による振動アクチュエーター３０の制御方法について説明する。ただし、制御方法は、以下に説明する方法に限定されない。図１に示すように、制御装置９（プロセッサー）は、各振動体３から検出信号Ｓｓを取得する検出信号取得部９１と、各振動体３の位相差θを検出する位相差検出部９２と、複数の振動体３から１つの振動体３を選択する振動体選択部９３と、選択された振動体３の位相差θが所定範囲内となるように、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを変更する駆動信号制御部９４と、を有している。
図１１に示すように、駆動信号制御部９４が各振動体３に駆動信号Ｓｄを印加すると、各振動体３の伝達部３４が回転振動（楕円振動）し、ローター２が回転する。なお、駆動信号制御部９４は、各振動体３に周波数、振幅、位相等が同じ、共通の駆動信号Ｓｄを印加する。また、各振動体３からは、図１２に示すように、回転振動（楕円振動）に応じた検出信号Ｓｓが出力される。これら各振動体３の検出信号Ｓｓは、検出信号取得部９１が取得する。そして、位相差検出部９２は、検出信号取得部９１が取得した各振動体３からの検出信号Ｓｓに基づいて、各振動体３の駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θを検出する。ここで、位相差検出部９２は、駆動信号Ｓｄに含まれる３つの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のいずれか１つを選択し、選択した電圧と検出信号Ｓｓとの位相差θを検出するようになっている。
各振動体３は、同じ駆動信号Ｓｄで駆動しても、個体差に起因して異なる位相差θが検出される場合がある。そこで、制御装置９は、複数の振動体３のうちから１つの振動体３を選択して、選択した振動体３の位相差θが目標値θ１に向かうように駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する（変化させる）ようになっている。
１つの例として、振動体選択部９３は、複数（全て）の振動体３のうちから位相差θが最大の振動体３を選択する。そして、駆動信号制御部９４は、振動体選択部９３が選択した振動体３の位相差θが目標値θ１に向かうように駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する。なお、以下では、この制御方法を「第１制御方法」とも言う。
具体例を挙げれば、図１３に示すように、駆動信号制御部９４には、位相差θの目標値θ１が設定されている。目標値θ１は、位相差θｐの近傍であって、かつ、周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも高い側（高い範囲内）に設定されている。このように、周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも高い側に設定することで、前述したように、周波数ｆの変化に対する位相差θの変化が緩やかであるため、位相差θを目標値θ１に合わせ込むのが容易となる。また、目標値θ１を位相差θｐに対して高周波数側に若干ずらしているのは、次のような理由による。位相差θを位相差θｐに合わせ込むことで、最も効率的に振動体３を振動させることができ、この観点からすれば、目標値θ１を位相差θｐとするのが好ましい。しかしながら、位相差θｐの前後では、周波数ｆの変化量に対する位相差θの変化量が比較的大きいため、目標値θ１を位相差θｐとすると、目標値θ１への位相差θの合わせ込みが難しくなる。これに対して、目標値θ１を位相差θｐに対して高周波数側に若干ずらすことで、目標値θ１の前後での周波数ｆの変化量に対する位相差θの変化量が、位相差θｐの前後のそれと比較して小さくなるため、目標値θ１への位相差θの合わせ込みが容易となる。
さらに、目標値θ１は、周波数ｆに対して位相差θが単調変化する領域に設定されている。特に本実施形態では、周波数ｆが高周波数側から低周波数側へシフトすると、位相差θが単調増加する領域に目標値θ１が設定されている。なお、前記単調増加とは、本願明細書では、周波数ｆが高周波数側から低周波数側へシフトした際に、位相差θが常に増加する領域を意味する。これにより、周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせることで、位相差θの目標値θ１への合わせ込みが容易となる。なお、位相差θを目標値θ１に合わせ込む際には、周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせるのが好ましい。図１３からも分かるように、高周波数側の方が低周波数側よりも、周波数ｆの変化に対する位相差θの変化量が小さいため、周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせることで、その反対と比較して、位相差θを目標値θ１に合わせ込むのが容易となる。
図１３に示す場合、３つの振動体３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ）のうち、振動体３Ａの位相差θが最も大きいため、振動体選択部９３は、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうちから振動体３Ａを選択する。そして、駆動信号制御部９４は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせて、振動体３Ａの位相差θを目標値θ１に向かわせ、好ましくは目標値θ１と一致させる。
これにより、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうちの少なくとも振動体３Ａについては所望の振動特性を発揮することができる。また、他の振動体３Ｂ、３Ｃについても、位相差θを目標値θ１に近づけることができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、選択した１つの振動体３の位相差θに基づいた制御であるため、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。また、位相差θが最も大きい振動体３Ａを選択することで、それ以外の振動体３Ａ、３Ｂの位相差θが位相差θｐよりも低周波数側にシフトするのを防止することができる。そのため、全ての振動体３の安定した駆動が可能となる。さらには、目標値θ１を位相差θｐの近傍に設定することもでき、各振動体３をより効率的に振動させることができる。
なお、振動体３Ａの位相差θを目標値θ１に向かわせるために周波数ｆをシフトしていく最中で、他の振動体３（すなわち振動体３Ｂまたは振動体３Ｃ）の位相差θが最も大きくなる場合も考えられる。そのため、振動体選択部９３は、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの位相差θを常時または定期的に比較し、その都度、最も大きい位相差θを有する振動体３を選択し直すことが好ましい。これにより、駆動装置１のより安定した駆動が可能となる。
以上、振動体選択部９３が位相差θの最も大きい振動体３を選択する場合（第１制御方法）について説明したが、振動体選択部９３が選択する振動体３としては、これに限定されない。別の例として、振動体選択部９３は、位相差θの最も小さい振動体３を選択してもよい。そして、駆動信号制御部９４は、振動体選択部９３が選択した振動体３の位相差θが目標値θ１へ向かうように駆動信号Ｓｄの周波数ｆを変更する。なお、以下では、この制御方法を「第２制御方法」とも言う。
具体例を挙げれば、図１４に示すように、駆動信号制御部９４には、位相差θの目標値θ１が設定されている。この目標値θ１は、前述した第１制御方法と同様に、位相差θｐの近傍であって、かつ、周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも高い側に設定されている。図１４に示す場合、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうち、振動体３Ｃの位相差θが最も小さいため、振動体選択部９３は、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうちから振動体３Ｃを選択する。そして、駆動信号制御部９４は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせて、振動体３Ｃの位相差θを目標値θ１に向かわせ、好ましくは目標値θ１と一致させる。
これにより、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうちの少なくとも振動体３Ｃについては所望の振動特性を発揮することができる。また、他の振動体３Ａ、３Ｂについても、位相差θを目標値θ１に近づけることができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、選択した１つの振動体３の位相差θに基づいた制御であるため、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。
ここで、振動体選択部９３が位相差θの最も小さい振動体３Ｃを選択する場合、目標値θ１を位相差θｐの近傍に設定すると、それ以外の振動体３Ａ、３Ｂの位相差θが位相差θｐの低周波数側へシフトしてしまうおそれがある。そこで、振動体選択部９３が位相差θの最も小さい振動体３Ｃを選択する場合には、目標値θ１を、例えば、前述した第１制御方法での目標値θ１と比べて高周波数側へずらして設定することが好ましい。これにより、それ以外の振動体３Ａ、３Ｂの位相差θが位相差θｐの低周波数側へシフトしてしまうおそれが低減する。このように、目標値θ１を、例えば、前述した第１制御方法での目標値θ１と比べて高周波数側へずらして設定することで、目標値θ１の近傍において、周波数ｆの変化に対する位相差θの変化が小さくなるため、前述した第１制御方法と比べて位相差θを目標値θ１に合わせ込み易くなる。
なお、振動体３Ｃの位相差θを目標値θ１に合わせ込むために周波数ｆをシフトしていく最中で、他の振動体３（すなわち振動体３Ａまたは振動体３Ｂ）の位相差θが最も小さくなる場合も考えられる。そのため、振動体選択部９３は、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの位相差θを常時または定期的に比較し、その都度、最も小さい位相差θを有する振動体３を選択し直すことが好ましい。これにより、振動アクチュエーター３０の効率的かつ安定した駆動が可能となる。
以上、振動体選択部９３が位相差θの最も小さい振動体３を選択する場合（第２制御方法）について説明したが、振動体選択部９３が選択する振動体３としては、これに限定されない。別の例として、振動体３が３つ以上である場合、振動体選択部９３は、位相差θの最も大きい振動体３および位相差θの最も小さい振動体３を除いた中から１つの振動体３を選択してもよい。そして、駆動信号制御部９４は、振動体選択部９３が選択した振動体３の位相差θが目標値θ１へ向かうように駆動信号Ｓｄの周波数ｆを変更する。なお、以下では、この制御方法を「第３制御方法」とも言う。
具体例を挙げれば、図１５に示すように、駆動信号制御部９４には、位相差θの目標値θ１が設定されている。この目標値θ１は、前述した第１制御方法と同様に、位相差θｐの近傍であって、かつ、周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも高い側に設定されている。図１５に示す場合、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうち、振動体３Ａの位相差θが最も大きく、振動体３Ｃの位相差θが最も小さいため、振動体選択部９３は、それ以外の振動体３Ｂを選択する。そして、駆動信号制御部９４は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせて、振動体３Ｂの位相差θを目標値θ１に向かわせ、好ましくは目標値θ１と一致させる。
これにより、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃのうちの少なくとも振動体３Ｂについては所望の振動特性を発揮することができる。また、他の振動体３Ａ、３Ｃについても、位相差θを目標値θ１に近づけることができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、選択した１つの振動体３の位相差θに基づいた制御であるため、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。
ここで、振動体３Ｂを選択する場合、目標値θ１を位相差θｐの近傍に設定すると、振動体３Ａの位相差θが位相差θｐの低周波数側へシフトしてしまうおそれがある。そこで、振動体選択部９３が振動体３Ｂを選択する場合には、目標値θ１を、例えば、前述した第１制御方法での目標値θ１と比べて高周波数側へずらして設定することが好ましい。これにより、振動体３Ａの位相差θが位相差θｐの低周波数側へシフトしてしまうおそれが低減する。ただし、第１制御方法での目標値θ１に対する本実施形態での目標値θ１のずらし量は、前述した第２制御方法に比べて小さく抑えることができる。
なお、振動体３Ｂの位相差θを目標値θ１に合わせ込むために周波数ｆをシフトしていく最中で、他の振動体３（すなわち振動体３Ａまたは振動体３Ｃ）の位相差θが中間値となる場合も考えられる。そのため、振動体選択部９３は、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの位相差θを常時または定期的に比較し、その都度、最大および最小ではない位相差θを有する振動体３を選択し直すことが好ましい。これにより、振動アクチュエーター３０の効率的かつ安定した駆動が可能となる。
以上、制御装置９による振動アクチュエーター３０の制御方法について説明した。このような制御装置９は、ローター２（被駆動体）と、ローター２に当接する伝達部３４（当接部）を有する複数の振動体３と、を有し、複数の振動体３に共通の交流の駆動信号Ｓｄを印加することにより、複数の振動体３の伝達部３４にそれぞれ回転振動を生じさせ、複数の振動体３の回転振動を伝達してローター２を相対移動させる振動アクチュエーター３０の制御装置である。また、制御装置９は、複数の振動体３のそれぞれから、振動体３の振動に応じた交流の検出信号Ｓｓを取得する検出信号取得部９１と、複数の振動体３のそれぞれについて、駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θを検出する位相差検出部９２と、複数の振動体３から１つを選択する振動体選択部９３と、選択された振動体３の位相差θが目標値θ１に向かうように、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する駆動信号制御部９４と、を有している。これにより、複数の振動体３のうちの少なくとも振動体選択部９３で選択した振動体３については所望の振動特性を発揮することができる。また、他の振動体３についても、位相差θを目標値θ１に近づけることができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、選択した１つの振動体３の位相差θに基づいた制御であるため、複数の振動体３の個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。
また、振動アクチュエーター３０の制御方法は、ローター２（被駆動体）と、ローター２に当接する伝達部３４（当接部）を有する複数の振動体３と、を有し、複数の振動体３に共通の交流の駆動信号Ｓｄを印加することにより、複数の振動体３の伝達部３４にそれぞれ回転振動を生じさせ、複数の振動体３の回転振動を伝達してローター２を相対移動させる振動アクチュエーター３０の制御方法である。また、この制御方法では、複数の振動体３のそれぞれから、振動体３の振動に応じた交流の検出信号Ｓｓを取得し、複数の振動体３のそれぞれについて、駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θを検出し、複数の振動体３から１つを選択し、選択した振動体３の位相差θが目標値θ１に向かうように、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する。これにより、複数の振動体３のうちの少なくとも振動体選択部９３で選択した振動体３については所望の振動特性を発揮することができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、選択した１つの振動体３の位相差θに基づいた制御であるため、複数の振動体３の個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。
また、振動デバイスとしての駆動装置１は、ローター２（被駆動体）と、ローター２に当接する伝達部３４（当接部）を有する複数の振動体３と、プロセッサーとしての制御装置９と、を有し、複数の振動体３に共通の交流の駆動信号Ｓｄを印加することにより、複数の振動体３の伝達部３４にそれぞれ回転振動を生じさせ、複数の振動体３の回転振動を伝達してローター２を相対移動させるようになっている。また、制御装置９は、複数の振動体３のそれぞれから、振動体３の振動に応じた交流の検出信号Ｓｓを取得し、複数の振動体３のそれぞれについて、駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θを検出し、複数の振動体３から１つを選択し、選択された振動体３の位相差θが目標値θ１に向かうように、駆動信号Ｓｄの周波数を調整する。これにより、複数の振動体３のうちの少なくとも制御装置９で選択した振動体３については所望の振動特性を発揮することができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、駆動装置１の駆動特性が向上する。また、このような制御は、選択した１つの振動体３の位相差θに基づいた制御であるため、複数の振動体３の個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。
また、前述したように、制御装置９では、駆動信号制御部９４は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを振動体３の共振周波数ｆ０よりも高い範囲内で調整する。これにより、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを共振周波数ｆ０よりも低い範囲内で調整する場合と比較して、駆動信号Ｓｄの周波数変化に対する振動アクチュエーター３０の駆動速度の変化量を小さくすることができる。そのため、振動アクチュエーター３０の駆動速度を精度よく制御することができる。
また、前述したように、制御装置９では、位相差θと駆動信号Ｓｄの周波数ｆとの関係において、目標値θ１は、共振周波数ｆ０に対して高周波数側に設定されている。これにより、目標値θ１がピークθｐに対して駆動信号Ｓｄの低周波数側に設定されている場合と比較して、駆動信号Ｓｄの周波数変化に対する位相差θの変化量を小さくすることができる。そのため、選択した振動体３の位相差θを目標値θ１により精度よく合わせ込むことができる。
また、前述したように、制御装置９では、振動体選択部９３は、複数の振動体３から、位相差θが最大である振動体３を選択してもよい。これにより、振動体選択部９３による振動体３の選択が容易となる。また、選択した振動体３以外の振動体３の位相差θがピークθｐよりも低周波数側にシフトするのを防止することができる。そのため、全ての振動体３の安定した駆動が可能となる。さらには、目標値θ１をピークθｐの近傍に設定することもでき、各振動体３をより効率的に振動させることができる。
また、前述したように、制御装置９では、振動体選択部９３は、複数の振動体３から、位相差θが最少である振動体３を選択してもよい。これにより、振動体選択部９３による振動体３の選択が容易となる。また、例えば、目標値θ１の近傍において、周波数ｆの変化に対する位相差θの変化が緩やかとなるため、選択した振動体３の位相差θを目標値θ１に合わせ込み易くなる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る振動装置について説明する。
図１６は、本発明の第２実施形態に係る駆動装置を示す斜視図である。図１７は、図１６に示す駆動装置が有する制御装置の制御方法を説明するグラフである。
以下、第２実施形態の駆動装置について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態に係る駆動装置１は、制御装置９の構成および制御装置９による制御方法が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
図１６に示すように、本実施形態の制御装置９は、複数の振動体３のそれぞれから検出信号Ｓｓを取得する検出信号取得部９１と、基準位相差θｂを生成する基準位相差生成部９５と、基準位相差θｂが目標値θ１に向かうように、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する駆動信号制御部９４と、を有している。
前述した第１実施形態と同様に、駆動信号制御部９４が各振動体３に駆動信号Ｓｄを印加すると、各振動体３の伝達部３４が回転振動（楕円振動）し、ローター２が回転する。なお、駆動信号制御部９４は、各振動体３に周波数、振幅、位相等が同じ、共通の駆動信号Ｓｄを印加する。また、各振動体３からは、回転振動（楕円振動）に応じた検出信号Ｓｓが出力される。これら各振動体３の検出信号Ｓｓは、検出信号取得部９１が取得する。
各振動体３は、同じ駆動信号Ｓｄで駆動しても、個体差に起因して異なる位相差θが検出される場合がある。そこで、制御装置９は、基準位相差生成部９５により、複数の振動体３の検出信号Ｓｓに基づいた基準位相差θｂを生成し、駆動信号制御部９４により、基準位相差θｂが目標値θ１に向かうように駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する（変化させる）ようになっている。
１つの例として、基準位相差生成部９５は、まず、検出信号取得部９１が取得した検出信号Ｓｓに基づいて、全ての振動体３における駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θを検出する。次に、基準位相差生成部９５は、全ての振動体３の位相差θの平均値を求め、この平均値を基準位相差θｂに設定する。そして、駆動信号制御部９４は、基準位相差生成部９５が生成した基準位相差θｂが目標値θ１に向かうように駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する。なお、以下では、この制御方法を「第４制御方法」とも言う。
具体例を挙げれば、図１７に示すように、駆動信号制御部９４には、位相差θの目標値θ１が設定されている。目標値θ１は、前述した第１制御方法と同様に、位相差θｐの近傍であって、かつ、周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも高い側に設定されている。図１７に示す場合、基準位相差生成部９５は、３つの振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの位相差θの平均である基準位相差θｂを生成する。そして、駆動信号制御部９４は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせて、基準位相差θｂを目標値θ１に向かわせ、好ましくは目標値θ１と一致させる。
これにより、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの位相差θがそれぞれ目標値θ１に近づく、好ましくは一致するため、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃをそれぞれ効率的に振動させることができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、平均化した基準位相差θｂに基づいた制御であるため、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、その分、ロバスト性が向上する。
なお、基準位相差生成部９５は、基準位相差θｂを常時または定期的に生成し直し、駆動信号制御部９４は、生成し直された基準位相差θｂを目標値θ１に向かわせるように周波数ｆを調整することが好ましい。これにより、駆動装置１のより安定した駆動が可能となる。
以上、基準位相差生成部９５が各振動体３の位相差θの平均値を基準位相差θｂとして生成する場合（第４制御方法）について説明したが、基準位相差θｂとしては、これに限定されない。別の例として、基準位相差生成部９５は、各振動体３からの検出信号Ｓｓを合成して１つの合成検出信号を生成し、駆動信号Ｓｄと合成検出信号との位相差を基準位相差θｂとしてもよい。そして、駆動信号制御部９４は、基準位相差生成部９５が生成した基準位相差θｂが目標値θ１に向かうように駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する。
これにより、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの位相差θがそれぞれ目標値θ１に近づく、好ましくは一致するため、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃをそれぞれ効率的に振動させることができる。そのため、複数の振動体３を全体として効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、合成検出信号から生成された基準位相差θｂに基づいた制御であるため、振動体３Ａ、３Ｂ、３Ｃの個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、その分、ロバスト性が向上する。
以上、制御装置９による振動アクチュエーター３０の制御方法について説明した。このような制御装置９は、ローター２（被駆動体）と、ローター２に当接する伝達部３４（当接部）を有する複数の振動体３と、を有し、複数の振動体３に共通の交流の駆動信号Ｓｄを印加することにより、複数の振動体３の伝達部３４にそれぞれ回転振動を生じさせ、複数の振動体３の回転振動を伝達してローター２を相対移動させる振動アクチュエーター３０の制御装置である。また、制御装置９は、複数の振動体３のそれぞれから、伝達部３４の回転振動により生じる交流の検出信号Ｓｓを取得する検出信号取得部９１と、複数の振動体３のそれぞれから取得した検出信号Ｓｓに基づいて、基準となる駆動信号Ｓｄとの位相差である基準位相差θｂを生成する基準位相差生成部９５と、基準位相差θｂが目標値θ１に向かうように、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する駆動信号制御部９４と、を有している。これにより、複数の振動体３をそれぞれ効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、各振動体３の検出信号Ｓｓを元に生成された基準位相差θｂに基づいた制御であるため、複数の振動体３の個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。
また、振動アクチュエーター３０の制御方法は、ローター２（被駆動体）と、ローター２に当接する伝達部３４（当接部）を有する複数の振動体３と、を有し、複数の振動体３に共通の交流の駆動信号Ｓｄを印加することにより、複数の振動体３の伝達部３４にそれぞれ回転振動を生じさせ、複数の振動体２の回転振動を伝達してローター２を相対移動させる振動アクチュエーター３０の制御方法である。このような制御方法では、複数の振動体３のそれぞれから、伝達部３４の回転振動により生じる交流の検出信号Ｓｓを取得し、複数の振動体３のそれぞれから取得した検出信号Ｓｓに基づいて、基準となる駆動信号Ｓｄとの位相差である基準位相差θｂを生成し、基準位相差θｂが目標値θ１に向かうように、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを調整する。これにより、複数の振動体３をそれぞれ効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上する。また、このような制御は、各振動体３の検出信号Ｓｓを元に生成された基準位相差θｂに基づいた制御であるため、複数の振動体３の個体差（振動体３自体の個体差、ローター２への押圧力の差異等）による影響を受け難く、ロバスト性が向上する。
また、前述したように、制御装置９では、基準位相差生成部９５は、複数の振動体３のそれぞれについて、駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θを検出し、複数の振動体３の位相差θの平均値を基準位相差θｂとする。これにより、基準位相差θｂの生成が容易となる。また、複数の振動体３をそれぞれより効率的に振動させることができ、振動アクチュエーター３０の駆動特性がより向上する。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る駆動装置について説明する。
図１８は、本発明の第３実施形態に係る駆動装置を示す平面図である。
以下、第３実施形態の駆動装置１について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態に係る駆動装置１は、振動体３の数、制御装置９による制御方法が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
図１８に示すように、本実施形態の駆動装置１では、振動体３がローター２の回転軸Ｏまわりに８つ設けられている。仮に、各振動体３の個体差が実質的になく、４つの領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４で振動体３のローター２への押圧力に差があることが事前に分かっているとする。このような場合には、ロバスト性の向上のためには、実質的に押圧力だけに焦点を当てればよいため、制御装置９は、次のような制御を行ってもよい。
前述した第１実施形態と同様に、駆動信号制御部９４が各振動体３に駆動信号Ｓｄを印加すると、各振動体３の伝達部３４が回転振動（楕円振動）し、ローター２が回転する。なお、駆動信号制御部９４は、各振動体３に周波数、振幅、位相等が同じ、共通の駆動信号Ｓｄを印加する。また、各振動体３からは、回転振動（楕円振動）に応じた検出信号Ｓｓが出力される。これら各振動体３の検出信号Ｓｓは、検出信号取得部９１が取得する。そして、位相差検出部９２は、各領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４から１つの振動体３（計４つの振動体３）を選択し、選択した４つの振動体３について、検出信号取得部９１が取得した検出信号Ｓｓに基づいて駆動信号Ｓｄと検出信号Ｓｓとの位相差θを検出する。次に、振動体選択部９３は、位相差検出部９２が選択した４つの振動体３のうちから１つを選択する。この際、前述した第１実施形態で述べたように、振動体選択部９３は、例えば、位相差θが最も大きい振動体３を選択してもよいし、位相差θが最も小さい振動体３を選択してもよい。そして、駆動信号制御部９４は、駆動信号Ｓｄの周波数ｆを高周波数側から低周波数側へシフトさせて、振動体選択部９３が選択した振動体３の位相差θを目標値θ１に向かわせ、好ましくは目標値θ１と一致させる。
このような方法によっても、前述した第１実施形態と同様に、振動アクチュエーター３０の駆動特性が向上すると共に、ロバスト性が向上する。特に、全ての振動体３の検出信号Ｓｓを駆動制御に用いていないため、すなわち、振動アクチュエーター３０が有する複数の振動体３から一部を選択し、選択した振動体３を用いて制御を行っているため、制御装置９の負担が低減され、制御装置９の処理速度が向上する。そのため、より精度のよい振動アクチュエーター３０の駆動制御が可能となる。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
なお、本実施形態とは逆に、各振動体３のローター２への押圧力が実質的に等しく、４つの領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４で振動体３に固体差があることが事前に分かっているとする。このような場合には、ロバスト性の向上のためには、実質的に振動体３の個体差だけに焦点を当てればよく、よって、本実施形態と同様の制御方法が可能となる。
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るロボットについて説明する。
図１９は、本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
図１９に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御するロボット制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には駆動装置１が搭載されており、この駆動装置１の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、各駆動装置１の駆動は、ロボット制御部１０８０によって制御される。また、駆動装置１は、エンドエフェクター１０９０に搭載され、エンドエフェクター１０９０の駆動に用いられてもよい。
このようなロボット１０００は、駆動装置１に内蔵された振動アクチュエーター３０の制御装置９を備えている。そのため、上述した制御装置９の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る電子部品搬送装置について説明する。
図２０は、本発明の第５実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。図２１は、図２０に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。
図２０に示す電子部品搬送装置２０００は、電子部品検査装置に適用されており、基台２１００と、基台２１００の側方に配置された支持台２２００と、を有している。また、基台２１００には、検査対象の電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される上流側ステージ２１１０と、検査済みの電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される下流側ステージ２１２０と、上流側ステージ２１１０と下流側ステージ２１２０との間に位置し、電子部品Ｑの電気的特性を検査する検査台２１３０と、が設けられている。なお、電子部品Ｑの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイス等などが挙げられる。
また、支持台２２００には、支持台２２００に対してＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２１０が設けられており、Ｙステージ２２１０には、Ｙステージ２２１０に対してＸ軸方向に移動可能なＸステージ２２２０が設けられており、Ｘステージ２２２０には、Ｘステージ２２２０に対してＺ軸方向に移動可能な電子部品保持部２２３０が設けられている。
また、図２１に示すように、電子部品保持部２２３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な微調整プレート２２３１と、微調整プレート２２３１に対してＺ軸まわりに回動可能な回動部２２３２と、回動部２２３２に設けられ、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、を有している。また、電子部品保持部２２３０には、微調整プレート２２３１をＸ軸方向に移動させるための駆動装置１（１ｘ）と、微調整プレート２２３１をＹ軸方向に移動させるための駆動装置１（１ｙ）と、回動部２２３２をＺ軸まわりに回動させるための駆動装置１（１θ）と、が内蔵されている。なお、駆動装置１ｘ、１ｙとして、前述した図２に示す構成のものを用いることができ、駆動装置１θとして、前述した図１に示す構成のものを用いることができる。
このような電子部品搬送装置２０００は、駆動装置１に内蔵された振動アクチュエーター３０の制御装置９を備えている。そのため、上述した制御装置９の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係るプリンターについて説明する。
図２２は、本発明の第６実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
図２２に示すプリンター３０００は、装置本体３０１０と、装置本体３０１０の内部に設けられている印刷機構３０２０、給紙機構３０３０および制御部３０４０と、を備えている。また、装置本体３０１０には、記録用紙Ｐを設置するトレイ３０１１と、記録用紙Ｐを排出する排紙口３０１２と、液晶ディスプレイ等の操作パネル３０１３とが設けられている。
印刷機構３０２０は、ヘッドユニット３０２１と、キャリッジモーター３０２２と、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりヘッドユニット３０２１を往復動させる往復動機構３０２３と、を備えている。また、ヘッドユニット３０２１は、インクジェット式記録ヘッドであるヘッド３０２１ａと、ヘッド３０２１ａにインクを供給するインクカートリッジ３０２１ｂと、ヘッド３０２１ａおよびインクカートリッジ３０２１ｂを搭載したキャリッジ３０２１ｃと、を有している。
往復動機構３０２３は、キャリッジ３０２１ｃを往復移動可能に支持しているキャリッジガイド軸３０２３ａと、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりキャリッジ３０２１ｃをキャリッジガイド軸３０２３ａ上で移動させるタイミングベルト３０２３ｂと、を有している。
給紙機構３０３０は、互いに圧接している従動ローラー３０３１および駆動ローラー３０３２と、駆動ローラー３０３２を駆動する給紙モーターである駆動装置１と、を有している。
制御部３０４０は、例えばパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷機構３０２０や給紙機構３０３０等を制御する。
このようなプリンター３０００では、給紙機構３０３０が記録用紙Ｐを一枚ずつヘッドユニット３０２１の下部近傍へ間欠送りする。このとき、ヘッドユニット３０２１が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。
このようなプリンター３０００は、駆動装置１に内蔵された振動アクチュエーター３０の制御装置９を備えている。そのため、上述した制御装置９の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。なお、本実施系形態では、駆動装置１が給紙用の駆動ローラー３０３２を駆動しているが、この他にも、例えば、キャリッジ３０２１ｃを駆動してもよい。
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
図２３は、本発明の第７実施形態に係るプロジェクターの全体構成を示す概略図である。
図２３に示すプロジェクター４０００は、ＬＣＤ方式のプロジェクターであり、光源４０１０と、ミラー４０２１、４０２２、４０２３と、ダイクロイックミラー４０３１、４０３２と、液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂと、ダイクロイックプリズム４０５０と、投射レンズ系４０６０と、駆動装置１と、を備えている。
光源４０１０としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられる。また、この光源４０１０としては、白色光を出射するものが用いられる。そして、光源４０１０から出射された光は、まず、ダイクロイックミラー４０３１によって赤色光（Ｒ）とその他の光とに分離される。赤色光は、ミラー４０２１で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｒに入射し、その他の光は、ダイクロイックミラー４０３２によってさらに緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とに分離される。そして、緑色光は、液晶表示素子４０４０Ｇに入射し、青色光は、ミラー４０２２、４０２３で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｂに入射する。
液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれ、空間光変調器として用いられる。これらの液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの原色に対応する透過型の空間光変調器であり、例えば縦１０８０行、横１９２０列のマトリクス状に配列した画素を備えている。各画素では、入射光に対する透過光の光量が調整され、各液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂにおいて全画素の光量分布が協調制御される。このような液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂによってそれぞれ空間的に変調された光は、ダイクロイックプリズム４０５０で合成され、ダイクロイックプリズム４０５０からフルカラーの映像光ＬＬが出射される。そして、出射された映像光ＬＬは、投射レンズ系４０６０によって拡大されて、例えばスクリーン等に投射される。駆動装置１は、投射レンズ系４０６０に含まれる少なくとも１つのレンズを光軸方向に移動させて焦点距離を変更することができる。
このようなプロジェクター４０００は、駆動装置１に内蔵された振動アクチュエーター３０の制御装置９を備えている。そのため、上述した制御装置９の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
以上、本発明の振動アクチュエーターの制御装置、振動アクチュエーターの制御方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイスを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、振動アクチュエーターの制御装置をロボット、電子部品搬送装置、プリンター、プロジェクターおよび振動デバイスに適用した構成について説明したが、駆動装置は、これら以外の各種電子デバイスに適用することができる。
１、１ｘ、１ｙ、１θ…駆動装置、２…ローター、２１…上面、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…振動体、３０…振動アクチュエーター、３１…振動部、３２…支持部、３３…接続部、３４…伝達部、３５…第１基板、３６…第２基板、３７、３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅ、３７Ｆ…圧電素子、３７１…第１電極、３７２…圧電体、３７３、３７３Ｆ…第２電極、３８…間座、４…ステージ、５…付勢部、７…スライダー、９…制御装置、９１…検出信号取得部、９２…位相差検出部、９３…振動体選択部、９４…駆動信号制御部、９５…基準位相差生成部、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…ロボット制御部、１０９０…エンドエフェクター、２０００…電子部品搬送装置、２１００…基台、２１１０…上流側ステージ、２１２０…下流側ステージ、２１３０…検査台、２２００…支持台、２２１０…Ｙステージ、２２２０…Ｘステージ、２２３０…電子部品保持部、２２３１…微調整プレート、２２３２…回動部、２２３３…保持部、３０００…プリンター、３０１０…装置本体、３０１１…トレイ、３０１２…排紙口、３０１３…操作パネル、３０２０…印刷機構、３０２１…ヘッドユニット、３０２１ａ…ヘッド、３０２１ｂ…インクカートリッジ、３０２１ｃ…キャリッジ、３０２２…キャリッジモーター、３０２３…往復動機構、３０２３ａ…キャリッジガイド軸、３０２３ｂ…タイミングベルト、３０３０…給紙機構、３０３１…従動ローラー、３０３２…駆動ローラー、３０４０…制御部、４０００…プロジェクター、４０１０…光源、４０２１、４０２２、４０２３…ミラー、４０３１、４０３２…ダイクロイックミラー、４０４０Ｂ、４０４０Ｇ、４０４０Ｒ…液晶表示素子、４０５０…ダイクロイックプリズム、４０６０…投射レンズ系、ＬＬ…映像光、Ｏ…回転軸、Ｐ…記録用紙、Ｑ…電子部品、Ｓｄ…駆動信号、Ｓｓ…検出信号、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４…領域、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３…電圧、ｆ…周波数、ｆ０…共振周波数、θ…位相差、θ１…目標値、θｂ…基準位相差、θｐ…ピーク

Claims (14)

  1. 被駆動体と、
    前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
    前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御装置であって、
    前記複数の振動体のそれぞれから、前記振動体の振動に応じた交流の検出信号を取得する検出信号取得部と、
    前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出する位相差検出部と、
    前記複数の振動体から１つを選択する振動体選択部と、
    前記選択された振動体の前記位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整する駆動信号制御部と、を有することを特徴とする振動アクチュエーターの制御装置。
  2. 前記駆動信号制御部は、前記駆動信号の周波数を前記振動体の共振周波数よりも高い範囲内で調整する請求項１に記載の振動アクチュエーターの制御装置。
  3. 前記位相差と前記駆動信号の周波数との関係において、
    前記目標値は、前記共振周波数に対して高周波数側に設定されている請求項１または２に記載の振動アクチュエーターの制御装置。
  4. 前記振動体選択部は、前記複数の振動体から、前記位相差が最大である前記振動体を選択する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動アクチュエーターの制御装置。
  5. 前記振動体選択部は、前記複数の振動体から、前記位相差が最少である前記振動体を選択する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動アクチュエーターの制御装置。
  6. 被駆動体と、
    前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
    前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御装置であって、
    前記複数の振動体のそれぞれから、前記当接部の回転振動により生じる交流の検出信号を取得する検出信号取得部と、
    前記複数の振動体のそれぞれから取得した検出信号に基づいて、基準となる前記駆動信号との位相差である基準位相差を生成する基準位相差生成部と、
    前記基準位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整する駆動信号制御部と、を有することを特徴とする振動アクチュエーターの制御装置。
  7. 前記基準位相差生成部は、前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出し、前記複数の振動体の前記位相差の平均値を前記基準位相差とする請求項６に記載の振動アクチュエーターの制御装置。
  8. 被駆動体と、
    前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
    前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御方法であって、
    前記複数の振動体のそれぞれから、前記振動体の振動に応じた交流の検出信号を取得し、
    前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出し、
    前記複数の振動体から１つを選択し、
    前記選択した振動体の前記位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整することを特徴とする振動アクチュエーターの制御方法。
  9. 被駆動体と、
    前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、を有し、
    前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動アクチュエーターの制御方法であって、
    前記複数の振動体のそれぞれから、前記当接部の回転振動により生じる交流の検出信号を取得し、
    前記複数の振動体のそれぞれから取得した検出信号に基づいて、基準となる前記駆動信号との位相差である基準位相差を生成し、
    前記基準位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整することを特徴とする振動アクチュエーターの制御方法。
  10. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動アクチュエーターの制御装置を備えること特徴とするロボット。
  11. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動アクチュエーターの制御装置を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。
  12. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動アクチュエーターの制御装置を備えることを特徴とするプリンター。
  13. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動アクチュエーターの制御装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
  14. 被駆動体と、
    前記被駆動体に当接する当接部を有する複数の振動体と、
    プロセッサーと、を有し、
    前記複数の振動体に共通の交流の駆動信号を印加することにより、前記複数の振動体の前記当接部にそれぞれ回転振動を生じさせ、前記複数の振動体の回転振動を伝達して前記被駆動体を相対移動させる振動デバイスであって、
    前記プロセッサーは、前記複数の振動体のそれぞれから、前記振動体の振動に応じた交流の検出信号を取得し、前記複数の振動体のそれぞれについて、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出し、前記複数の振動体から１つを選択し、前記選択された振動体の前記位相差が目標値に向かうように、前記駆動信号の周波数を調整することを特徴とする振動デバイス。
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