1271025 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種操作裝置及電氣儀器。 【先前技術】 驅動一從動元件例如全傾斜式（pan-tilt type )變焦 照相攝影機或類似物的操作裝置係屬習知者。在此超音波 馬達中，揭不於網站· ( URL: http://www/viewmedia. co.ip/kiki/vcc4.htm )的技術係有關上述技藝。 然而，在習知操作裝置中，由於從動元件的驅動機構 係由一巨大馬達如電磁馬達所建構，故整體裝置有變成大 尺寸的困擾。 【發明內容】 因此，本發明的目的是提供一種可使整體裝置的尺寸 極小化的操作裝置及電氣儀器。 爲達上述目的，在本發明一型態中，本發明係有關一 種操作裝置。該操作裝置包含： 一從動元件（尤指具有一成像元件的從動元件）； 可旋轉的支撐該從動元件的框架； 相對該從動元件爲靜止的被接觸元件；及 一振動元件，具有藉施加交流電壓而經歷伸展及收縮 的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、及藉 施加交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件，該第一 -4 - 1271025 (2) 壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層，且該振 動元件的接觸部鄰接該被接觸元件； 其中該振動元件經被接觸元件傳遞動力給該從動元 件，以旋轉該從動元件。 依據本發明，由於從動元件的操作機構（尤其是該操 作機構爲成像裝置）是由具有一疊層結構的超音波馬達構 成，故可使整體裝置變小變薄。 尤其是，由於振動元件係構製成使得具有藉施加交流 電壓而經歷伸展及收縮的第一壓電元件、具有一接觸部及 一臂部的補強板、及藉施加交流電壓而經歷伸展及收縮的 第二壓電元件，係以此順序疊層，故藉對該振動元件施加 一低壓電即可獲得大驅動力及高轉速。此外，由於該振動 元件的傳動係採用沿其同平面方向的伸展及收縮，故可大 幅增強傳動效率。 在本發明的操作裝置中，被接觸元件最好是固定的安 裝於從動元件上。 此外’在本發明的操作裝置中，振動元件最好是固定 的安裝於框架上。 此外’在本發明的操作裝置中，振動元件最好是具有 一推動裝置’以將被接觸元件及振動元件相互推向對方。 如此’本發明可獲得較強大的驅動力，故可較確實的 旋轉從動元件。 此外’在本發明的操作裝置中，振動元件最好是薄板 狀結構’且該被接觸元件及振動元件係設於一大致相同的 -5- 1271025 (3) 平面上。 在本發明中，由於被接觸元件及振動元件係設於一大 致相同的平面上，故可將從動元件的驅動機構構成在一平 面上。尤其是，在振動元件具有平面結構的情形中，因可 使驅動機構進一步變薄，故可使整體裝置更薄。 在本發明的操作裝置中，從動元件最好是具有一側表 面，而該框架具有一與該從動元件的側表面相對的內壁 面，該從動元件側表面及該框架內壁面之間有一空隙，而 該被接觸元件及振動元件係配置於該空隙內。 依據本發明，可爲從動元件的驅動機構形成一介於被 接觸元件及框架之間的空隙，故可使操作機構的寬度極小 化。 在本發明的操作裝置中，該振動元件最好是配置成使 得其一縱方向係與框架的寬度方向相平行，且被接觸元件 係設於一延伸向該振動元件的縱方向的線上。 因此，由於振動元件的縱方向係導向操作裝置的寬度 方向，且振動元件及被接觸元件配置於該線上，故可使操 作裝置的厚度極小化。 在本發明的操作裝置中’被接觸元件及振動元件最好 是配置成相互重疊（由操作裝置的頂部觀察）。 如此可使操作機構的寬度極小化。 此外’本發明的操作裝置最好是在被接觸元件及從動 元件之間設有一減速機構。 如此能以較大的轉矩來驅動從動元件。 -6 - 1271025 (4) 在本發明另一實施例中，本發明係有關一種操作裝 置。該操作裝置包含： 一從動元件（尤指具有一成像元件的從動元件）； 承納該從動元件的第一框架； 可旋轉的支撐該第一框架的第二框架； 相對該第一框架爲靜止的被接觸元件；及 一振動元件，具有藉施加交流電壓而經歷伸展及收縮 的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、及藉 施加交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件，該第一 壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層，且該振 動元件的接觸部鄰接該被接觸元件； 其中該振動元件經被接觸元件傳遞動力給該第一框 架，以旋轉該第一框架。 依據本發明，由於從動元件的操作機構（尤其是該操 作機構爲成像裝置）是由具有一疊層結構的超音波馬達構 成，故可使整體裝置變小變薄。 尤其是，由於振動元件係構製成使得具有藉施加交流 電壓而經歷伸展及收縮的第一壓電元件、具有一接觸部及 一臂部的補強板、及藉施加交流電壓而經歷伸展及收縮的 第二壓電元件，係以此順序疊層，故藉對該振動元件施加 一低壓電即可獲得大驅動力及高轉速。此外，由於該振動 元件的傳動係採用沿其同平面方向的伸展及收縮，故可大 幅增強傳動效率。 在本發明的操作裝置中，從動元件最好是可旋轉的支 -7- 1271025 (5) 撐在該第一框架內，且從動元件及第一框架分別具有旋轉 軸線，其中從動元件相對於第一框架的旋轉軸線的軸向方 向，與第一框架相對於第二框架的旋轉軸線的軸向方向不 同。 因此，由於從動元件相對於第一框架旋轉，而第一框 架相對於第二框架旋轉，故可獲得一全傾斜式（pan-tilt type )機構，其中從動元件沿一所欲方向相對於第二框架 移位。 在本發明的操作裝置中，振動元件最好是薄板狀結 構，且該被接觸元件及振動元件係設於一大致相同的平面 上。 在本發明中，由於被接觸元件及振動元件係設於一大 致相同的平面上，故可將從動元件的驅動機構構成在一平 面上。尤其是，在振動元件具有平面結構的情形中，因可 使驅動機構進一步變薄，故可使整體裝置更薄。 在本發明的操作裝置中，第一框架最好是具有一側表 面’而該弟一框架具有一與該第一框架的側表面相對的內 壁面，該第一框架側表面及該第二框架內壁面之間有一空 隙，而該被接觸元件及振動元件係配置於該空隙內。 因此，可使操作裝置的寬度極小化。 在本發明的操作裝置中，該第一框架最好是具有一底 部，且該第二框架具有一內壁面及一內底面，該第一框架 側底部及該第二框架內壁面及內底面之間有界定有一空 隙’而該被接觸元件及振動元件係配置於該空隙內，其中 -8- 1271025 (6) 該振動元件經第一框架的底部，傳遞動力給該第一框架。 此外’本發明的操作裝置最好是在被接觸元件及第一 框架之間設有一減速機構。 如此能以較大的轉矩來驅動第一框架。 在本發明的操作裝置中’被接觸兀件最好是具有一齒 輪’而第一框架具有齒槽，使得該等齒槽與該等齒輪相嚙 合’進而使被接觸元件經齒輪及齒槽傳遞動力給該從動元 件。 在本發明的操作裝置中，被接觸元件最好是固定的安 裝於第一框架上。 在本發明的操作裝置中，被接觸元件最好是固定的安 裝於第二框架上。 在本發明的操作裝置中，振動元件最好是固定的安裝 於第一框架上，以使第一框架與其一起旋轉。 在本發明的操作裝置中，第二框架內壁面最好是構成 被接觸元件，且振動元件緊靠第二框架內壁面，以將其振 動傳遞給該內壁面，及接受來自內壁面的反作用力，使得 第一框架藉該反作用力而與振動元件一起旋轉。 在本發明再一實施例中，該操作裝置包含： 一從動元件（尤指具有一成像元件的從動元件）； 可旋轉的支撐該從動元件的第一框架； 相對該從動元件爲靜止的第一被接觸元件； 第一振動元件，具有藉施加一交流電壓而經歷伸展及 收縮的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、 -9- 1271025 (7) 及藉施加一交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件， 該第一壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層， 且該第一振動元件的接觸部鄰接該第一被接觸元件； 可旋轉的支撐該第一框架的第二框架； 相對該第一框架爲靜止的第二被接觸元件；及 第二振動元件，具有藉施加一交流電壓而經歷伸展及 收縮的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、 及藉施加一交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件， 該第一壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層， 且該第二振動元件的接觸部鄰接該第二被接觸元件； 其中第一振動元件藉第一被接觸元件傳遞動力給該從 動元件，以使從動元件相對於第一框架旋轉，而第二振動 元件藉第二被接觸元件傳遞動力給該第一框架，以使第一 框架相對於第二框架旋轉。 依據本發明，由於從動元件（尤指成像裝置）的操作 機構是由具有一疊層結構的超音波馬達構成，故可使整體 裝置變小變薄。 此外，由於從動元件相對於第一框架旋轉，而第一框 架相對於第二框架旋轉，故可獲得一全傾斜式（pan-tilt type )機構，其中從動元件沿一所欲方向相對於第二框架 移位。 尤其是，由於各振動元件係構製成使得具有藉施加交 流電壓而經歷伸展及收縮的第一壓電元件、具有一接觸部 及一臂部的補強板、及藉施加交流電壓而經歷伸展及收縮 -10- 1271025 (8) 的第二壓電元件，係以此順序疊層，故藉對該振動元件施 加一低壓電即可獲得大驅動力及高轉速。此外，由於該振 動元件的傳動係採用沿其同平面方向的伸展及收縮，故可 大幅增強傳動效率。 在本發明的操作裝置中，第一被接觸元件最好是固定 的安裝於從動元件上。 在本發明的操作裝置中，第一振動元件最好是固定的 安裝於第一框架上。 在本發明的操作裝置中，第二被接觸元件最好是固定 的安裝於第一框架上。 在本發明的操作裝置中，第二振動元件最好是固定的 安裝於第二框架上。 在本發明的操作裝置中，第二被接觸元件是固定的安 裝於第二框架上。 在本發明的操作裝置中，第二振動元件最好是固定的 安裝於第一框架上。 在本發明的操作裝置中，從動元件及第一框架最好是 分別具有旋轉軸線，其中從動元件相對於第一框架的旋轉 軸線的軸向方向，與第一框架相對於第二框架的旋轉軸線 的軸向方向不同。 在本發明的操作裝置中，該從動元件相對於第一框架 的旋轉軸線係槪與第一框架相對於第二框架的旋轉軸線的 成直角。 在本發明另一型態中，本發明係有關一種電氣儀器， •11 - 1271025 (9) 其配具有一操作裝置，而該操作裝置包含： 一從動元件； 可旋轉的支撐該從動元件的框架； 相對該框架爲靜止的被接觸元件；及 一振動元件，具有藉施加交流電壓而經歷伸展及收縮 的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、及藉 施加交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件，該第一 壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層，且該振 動元件的該接觸部鄰接該被接觸元件； 其中該振動元件經被接觸元件傳遞動力給該從動元 件，以旋轉該從動元件。 在本發明再一型態中，電氣儀器配具有一操作裝置， 而該操作裝置包含： 一從動元件； 承納該從動元件的第一框架； 可旋轉的支撐該第一框架的第二框架； 相對該第一框架爲靜止的被接觸元件；及 一振動元件，具有藉施加交流電壓而經歷伸展及收縮 的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、及藉 施加交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件，該第一 壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層，且該振 動元件的接觸部鄰接該被接觸元件； 其中該振動元件經被接觸元件傳遞動力給該第一框 架’以旋轉該第一框架。 -12- 1271025 (10) 在本發明另一型態中，電氣儀器配具有一操作裝置’ 而該操作裝置包含： 一從動元件； 可旋轉的支撐該從動元件的第一框架； 相對該從動元件爲靜止的第一被接觸元件； 第一振動元件，具有藉施加一交流電壓而經歷伸展及 收縮的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、 及藉施加一交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件， 該第一壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層， 且該第一振動元件的接觸部鄰接該第一被接觸元件； 可旋轉的支撐該第一框架的第二框架； 相對該第一框架爲靜止的第二被接觸元件；及 第二振動元件，具有藉施加一交流電壓而經歷伸展及 收縮的第一壓電元件、具有一接觸部及一臂部的補強板、 及藉施加一交流電壓而經歷伸展及收縮的第二壓電元件， 該第一壓電元件、補強板及第二壓電元件以此順序疊層， 且該第二振動元件的接觸部鄰接該第二被接觸元件； 其中第一振動元件藉第一被接觸元件傳遞動力給該從 動元件，以使從動元件相對於第一框架旋轉，而第二振動 元件藉第二被接觸元件傳遞動力給該第一框架，以使第一 框架相對於第二框架旋轉。 依據上述電氣儀器，可獲得與前述操作裝置相同的效 果0 1271025 (11) 【實施方式】 下文將就依據本發明的操作裝置及電氣儀器的較佳具 體實施例詳述之。惟應了解，各較佳具體實施例均旨在當 作範例，故該等結構非在限制本發明的範疇。此外，應了 解者’本藝之人士可對上述實施例進行修飾、增加或刪 減’但此等作爲仍應視爲在本發明之精神及範疇內。 (第一實施例） 圖1顯示依據本發明第一實施例的操作裝置的透視 圖。圖2顯示圖1的操作裝置的平面圖。圖3係沿圖2所 示操作裝置的B— B線截取的剖面圖。圖4顯示圖1的光 學系統及從動元件的剖面圖。操作裝置1具有一光學系統 2、一框架4、一從動元件5及一振動元件6。光學系統具 有一透鏡21及一成像元件（固體成像元件）22，且充當 操作裝置1的成像部分。透鏡2 1可以是，例如一針孔。 此外’成像元件22可例如是圖像檢測器或電荷耦合裝置 (CCD )。框架4係由一盒框狀構件形成。操作裝置1可 藉框架4而固定的安裝至托架、壁面或類似物件（未示） 從動元件5具有一盒狀結構（盒部），且一圓柱體部 分安裝於該盒部的頂面上（見圖1 -4 )。透鏡2 1配置於 圓柱體部分內，且成像元件22配置於該盒部內。因此， 從動元件5充當操作裝置1的成像裝置（成像單元）。從 動元件5設有分別由盒部兩側面伸突的軸5 2、5 2。從動 -14- 1271025 (12) 元件5承納於框架4內，且藉軸5 2、5 2可旋轉的支 框架4內。此外，從動元件5在其盒部一側具有一圓 狀被接觸元件（轉子）5 1。被接觸元件51係設於在 動元件5相同的旋轉軸線上。需強調的是，從動元件 形狀並非一定得侷限在第一實施例的形狀，其係可依 作裝置1的功能而有改變者。此外，從動元件5具有 以在盒部內處理資料的1C晶片（未示）。 振動元件6槪呈長方形狀，且具有薄板狀結構， 其一長側的側部具有一臂部68。振動元件6係設成 架4縱向的一內壁面上呈漂浮在空中的狀態，使得振 件6的一主面係槪與框架4的內壁面相平行（圖2) 此情形下，被接觸元件5 1及振動元件6係配置於一 相同的平面上。振動元件6係設成以將其一縱方向導 框架4寬度方向的一內壁面。被接觸元件51係設於 元件6縱方向的一延伸件上。此外，振動元件6係藉 68及螺栓13固定的安裝於框架4縱方向的內壁面上 動元件6在其一短側的側部具有一接觸部66。振動元 的接觸部66係與被接觸元件5 1的周面相接觸。易言 振動元件6的接觸部66的尖端沿徑向方向緊靠被接 件5 1的周面。此時，振動元件6的接觸部66藉臂若 及螺栓1 3的彈力而彈性的抵壓向被接觸元件5 1的側 因此，可在接觸部66及被接觸元件5 1之間的接觸面 得足夠的摩擦力。因此，振動元件6的振動可確實的 給被接觸元件5 1。振動元件6係連接至一外方傳導 撐於 柱體 與從 5的 據操 一用 且在 在框 動元 。在 大致 引向 振動 臂部 。振 丨件6 之， 觸元 fP 68 面。 處獲 傳遞 電路 -15- 1271025 (13) (未示，但將於下文敘述）以控制振動元件6的傳動。振 動元件6及該傳導電路充當一驅動操作裝置1的超音波馬 達。振動元件6的構成及功能將於下文詳述之。 圖5槪示第一實施例的操作裝置的一動作。在此操作 裝置1中，振動元件6藉外方傳導電路的高頻率交流電流 的施加而高速的伸展及收縮，以藉接觸部66重覆的高速 衝擊在周面上的被接觸元件51。其後，被接觸元件51藉 與接觸部66之間的摩擦接觸而旋轉，且從動元件5與被 接觸元件5 1 —齊環繞軸5 2旋轉移位。因此，光學系統2 的成像方向係朝向從動元件5的旋轉方向改變。藉此方 式，由於光學系統2的方向可藉在操作裝置1內的振動元 件6的傳動來任意的改變，故特別適合其成像方向需改變 的電氣儀器。從動元件5的旋轉方向可藉選擇施予振動元 件6的交流電的其中一輸入模式來任意的改變。因此，可 使從動元件5朝前方及反向旋轉。有關振動元件6的傳動 模式詳下文。 依據操作裝置1，由於薄板狀振動元件6充當從動元 件5的傳動單元，故可使整體裝置變得較小及較薄。此 外，由於振動元件6具有薄板狀結構，故可使從動元件5 的傳動單元（即振動元件6)成爲薄且平坦的結構。此平 坦結構使得傳動單元可配置於從動元件5及框架4內壁面 之間的小空隙（圖1 - 3 )。 在第一實施例，操作裝置1的從動元件5是具有光學 系統2 (成像元件2 2 )的成像裝置（成像單元）。即是， -16- 1271025 (14) 操作裝置1是具有光學系統2(成像元件22)的成像裝 置，且可施用於電光儀器，例如監視攝影機、門禁攝影 機、手機的攝影機、電視電話、及具有攝影機的個人電腦 等。操作裝置1的一優點是從動元件5的態勢可藉振動元 件6及傳導裝置2 0 (詳下文）以少量的改變即可加以控 制。因此，操作裝置1特別適合在成像時需要微調以對焦 或類似動作的電光儀器。此外，由於操作裝置1使用薄板 狀的振動元件6充當傳動單元，故可使整體裝置變得較小 及較薄。因此，舉例言之，如果操作裝置1應用在監視攝 影機，可增加其安裝位置的彈性（自由度）。在此情形 中，由於此監視攝影機比傳統的龐大監視攝影機來得小， 故隱藏度較佳。因此，對於防制犯罪更有效果。此外，在 操作裝置1中，其成像方向可藉沿一正常或相反方向旋轉 從動元件5來改變。因此，舉例言之，如果操作裝置1應 用在門禁攝影機，其可攝取除了門前方方向之外其他方向 的影像，而可攝取小孩或其他類似人物的影像。 此外，第一實施例中，操作裝置1的從動元件5可改 變成用以檢測聲音波的裝置（收集音波的裝置），如擴音 器（麥克風）等。易言之，操作裝置1可改裝成具有可檢 測聲音的裝置之收音器。尤其是，操作裝置1的優點是可 藉從動元件5的驅動機構來任意改變檢測聲音（音波）的 方向。因此，該操作裝置1特別適合採用一方向性擴音器 (麥克風）或類似物來當檢測聲音裝置的收音器。此外， 由於操作裝置1可藉振動元件6及傳導裝置20 (詳下 -17- 1271025 (15) 文）以少量的改變即可控制從動元件5的態勢，故更適合 執行聲音的檢測。 此外，第一實施例中，操作裝置1的從動元件5可改 裝成以一重量來調整重心的裝置。易言之，操作裝置1可 構製成具有可調整重心裝置、以移動重心的機構。尤其 是，由於操作裝置1使用薄板狀的振動元件6充當從動元 件5的傳動機構，故可使整體裝置變得較小及較薄。因 此，該操作裝置1適合一種用以移動重心的機構，以對一 微小飛翔物件施以姿態控制。此外，由於操作裝置1藉振 動元件6及傳導裝置2 0 (詳下文）以少量的改變即可控 制從動元件5的態勢，因此，可更精確的控制微小飛翔物 件的姿態。 此外，第一實施例中，操作裝置1的從動元件5可改 裝成具有可接收無線電波部分，例如碗碟狀天線、通信衛 星天線、G P S (全球位置測定系統）天線等，的無線電波 檢測裝置。易言之，操作裝置1可構製成具有可接收無線 電波部分的無線電波檢測裝置。尤其是，操作裝置1的優 點是可藉從動元件5的驅動機構來任意改變檢測無線電波 的方向。因此，該操作裝置1特別適合用以檢測一特定方 向的無線電波的裝置。此外，由於操作裝置1可藉振動元 件6及傳導裝置2 0 (詳下文）以少量的改變即可控制從 動元件5的態勢，故更適合執行無線電波的檢測。 圖6顯示圖1所示振動元件的透視圖。圖7及8分別 槪示圖6所示振動元件的一動作。振動元件6藉順序的疊 -18- 1271025 (16) 置壓電元件62、補強板63、及壓電元件64來構成，使得 補強板63係配置於中央，且設於該對壓電元件62、64之 間。此外’在振動兀件6中，電極61a-61d及65a-65d (圖7未揭示電極6 5 a- 6 5 d，該等電極的標號僅以括號顯 示）係配置於位在振動元件6兩表面上的特定位置上。 補強板63槪呈長方形板狀結構，且其厚度比各壓電 元件62、64的厚度爲薄。因此，振動元件6可高效率的 承受振動。補強板63的材料沒有特定的限制。不過，材 料最好是例如不鏽鋼、鋁或鋁合金、鈦或鈦合金、及銅或 銅系合金等的金屬材料。補強板63具有補強整體振動元 件6的功能，故可防止振動元件6因其過度振動或受外力 而招致的損害。此外，補強板6 3可對壓電元件6 2、6 4提 供一般電極的功能，以對該等壓電元件導電。 壓電元件62、64與補強板63 —樣，槪呈長方形板狀 結構。壓電元件62、64相互面對以夾置補強板63在其 間。此外’壓電元件62、64固定至補強板63以倂合成單 一結構。如此乃可增強振動元件6的強度。壓電元件 62、64的材料應可承受當交流電壓施加其上時導致的伸 展及收縮。壓電元件6 2、6 4的材料沒有特定的限制。例 如’可採用各種材料如鈦鉻酸給（plumbuni zirconate titanate ; PZT )、石英晶體、鈮酸鋰（Hthium niobate)、鈦酸鋇、鈦銷酸船（piumbuni titanate)、偏 鈮酸給（plumbum metaniobate)、聚氟乙烯、鈮酸鋅鉛 (zinc plumbum niobate )、鈮酸銃鉛（scandium -19- 1271025 (17) plumbum niobate)等 ° 電極61a-61d及65a-65d係由長方形金屬構件製 且分別配置於位在壓電元件62、64上的特定位置。 情形下，該等電極的長度大致是壓電元件長側的一 度，且係配置成使得其中的兩電極係沿各壓電元件 64長側端部，縱向的對齊。因此，電極 61a-61d、 65d分別設於壓電元件 62、64上，且分別沿壓電 62、64縱方向及寬度方向的中心線成對稱的定位 6 ) 〇 在此方面，電極61a-61d及65a-65d分別設於振 件6的兩表面上，以相互面對。圖6括號所示的標號 電極65a-65d相對於振動元件6與電極61a-61d相 對。位在壓電元件62前表面上的對角線的電極6 1 a 係電連接至位在壓電元件6 4後表面上相對應的對角 電極65a、65c，且該等電極61a、61c、65a及65c係 至外方傳導電路。同樣的，位在壓電元件62前表面 其他對角線的電極6 1 b、6 1 d係電連接至位在壓電元-後表面上相對應的對角線的電極65b、65d，且該等 61b、61d、65b及65d係連接至外方傳導電路。依 式，電極61a_61d及65a_65d的組合可藉外方傳導電 加的電壓而導電。此時，可基於待於下文敘述的傳導 的構成而任意的選擇對任一組電極加以導電。 此外，振動元件6在一短側中央（即沿縱方向的 部的中央）具有一接觸部66。接觸部66係相對於補 成， 在此 半長 62、 65a· 元件 (圖 動元 顯示 互面 ^ 61c 線的 連接 上的 ί牛64 電極 此方 路施 電路 尖端 強板 -20- 1271025 (18) (振動板）63由單一構件製成。易言之’在此實施 中，接觸部66係以一由振動元件6短側的一部份伸出 伸突部分來構形。因此，優點是該接觸部6 6可牢靠的 於振動元件6上。具體言之，當操作裝置1操作時，接 部66由於振動元件6的振動使然，而重覆的以高速、 推力（壓制力）衝擊被接觸元件5 1。因此，此結構可 升接觸部66的耐久度。接觸部66具有一半圓形（拱形 尖端部（圖6)。與具有正方形尖端部的接觸部相較， 例的接觸部66可穩定的與被接觸元件5 1的側面成摩擦 接觸。因此，其優點是即使振動元件6的施力方向稍微 偏離（沒有對齊），振動元件6的推力亦可確實的傳遞 被接觸元件5 1。 此外，振動元件6具有臂部68，在其一長側的中 (即沿縱方向的側面中央）大致與該長側成垂直的伸出 臂部68與補強板63 —體構成。因此，臂部68可牢靠 置於振動元件6上。振動元件6係藉螺栓〗3固定的安 於框架4，使得螺栓1 3經臂部6 8尖端部上的孔6 8 j 入。振動元件6係藉臂部68設成相對於框架4的內壁 呈漂浮在空中的狀態（圖2)。由於在此結構中，在振 元件6及框架4之間無摩擦，故難以限制振動元件6的 動，故振動元件6可達成不受限制的振動的優點。此外 由於補強板63係由金屬材料製成，故臂部68具有彈性 振動元件6藉由臂部68支撐，其中接觸部66因臂部 的彈性而抵壓向被接觸元件5 !的側面。此外，振動元 例 的 置 fftpi 觸 強 提 ) 本 性 的 給 央 〇 的 裝 插 面 動 振 68 件 -21 - 1271025 (19) 6的補強板63經臂部68接地。 臂部6 8係配置在振動元件6側面上的振動元件6的 振動波節位置。該振動波節點可藉本藝之人士習知的方 法’例如振動分析法，來求得。例如，在電極6 1 a - 6 1 d及 電極65a-65d是分別沿振動元件的縱方向及寬度方向成對 稱的配置的情形中，該振動波節可定位於振動元件6的縱 方向中央。因此，在操作裝置1中，臂部6 8係大致設於 振動元件6長側的中央。此情形下，由於臂部6 8不會妨 礙振動元件6的振動，故可減少由臂部6 8至一外部的振 動漏損（振動能量的消滅）。此促成有效的旋轉（驅動） 被接觸元件5 1。 圖7及8槪示圖6所示的振動元件的一動作。圖7顯 示被接觸元件5 1係沿圖中的逆時針方向旋轉的情形（此 實例中從動元件5係順時針方向旋轉），而圖8顯示被接 觸元件5 1係沿與圖7所示方向相反的方向（即順時針方 向）旋轉的情形（此實例中從動元件5係逆時針方向旋 轉）。 在圖7所示情形中，首先一 AC電壓由一外方傳導電 路（未示）施加至振動元件6。其後’位在振動元件6兩 表面上的對角線的電極61a、61c、65a及65c被導電；因 此，AC電壓作用在該等電極及補強板63之間。該等電極 設置其上的壓電元件62、64高速的重覆伸展及收縮。在 此情形下，如圖8所示，與電極6 1 a、6 1 c、6 5 a及6 5 c相 對應的部分分別沿箭頭a所示方向重覆的伸展及收縮。因 -22- 1271025 (20) 此，振動元件6整體以大致S形作微小的振動彎曲。藉此 振動，振動元件6的接觸部66沿箭頭b所示傾斜方向作 振動（往復動作），或是接觸部66沿大致橢圓形移位， 即沿箭頭c所示方向以橢圓形方式振動（移動）。被接觸 元件5 1藉此動作接受來自接觸部66的摩擦力（或推 力）。易言之，藉與接觸部66的振動移位S的徑向方向 相對應的分量（沿被接觸元件5 1徑向方向的移位）S 1， 接觸部66及外周面51 1之間即形成有強大的摩擦力；而 藉與振動移位S的周圍方向相對應的分量（沿被接觸元件 51周圍方向的移位）S2，沿圖7逆時針方向即產生旋轉 力，提供給被接觸元件5 1。被接觸元件5 1因重覆的接受 來自接觸部66高速的推力，而逆時針方向旋轉。 另一方面，在圖8的情形中，電極61a、61c、65a及 65c被導電。該等電極係與圖7所示的情形成對稱的導 電。因此，振動元件6與圖7所示的情形成對稱的振動， 故被接觸元件5 1藉接受來自接觸部66的推力，而沿圖式 中的順時針方向旋轉。依此方式，在操作裝置1中，其優 點是被接觸元件51可藉選擇一導電模式而順時針方向或 逆時針方向的旋轉（被驅動）。有關此方面，在圖8的情 形，未施加電力（未被激勵）的電極61a、61c、65a及 65c構成可檢測振動元件的振動之振動檢測裝置。 > 圖9顯示圖1 -8所示振動元件的傳導電路方塊圖。如 圖9所示，傳導電路20包含一驅動電路8及開關9。傳 導電路2 0施加一 AC電壓給振動元件6以驅動振動元件 -23- 1271025 (21) 6。此外，傳導電路20具有可藉選擇導電模式而轉 元件6的振動模式的功能，及藉檢測振動元件6的 而反饋控制振動元件6的振動的功能。 驅動電路8具有振盪電路8 1、放大電路82、 量控制電路83。在驅動電路8中，振盪電路81產 輸出給放大電路82的AC電壓，而放大電路82 AC電壓，以將該放大的電壓施加給振動元件6。 控制電路8 3控制振盪電路8 1及放大電路82，且 予振動元件6的AC電壓，使得從動元件5的旋轉 所需的目標値。 開關9在施加有A C電壓的傳導電極、及待充 檢測裝置的電極之間切換，藉此轉換被接觸元件ί 轉方向。開關9具有兩同時作動的開關部分91、 動元件6的電極6 1 d連接至開關部分9 1的一終端 極6 1 a連接至開關部分92的一終端9 8。此外，開 91的一終端93及開關部分92的一終端96各連接 電路8的放大電路82的輸出側，且來自放大電路 AC電壓經各終端93、96施加至振動元件6。此外 部分91的一終端94及開關部分92的一終端95各 驅動電路8的振盪電路8 1的輸入側。 請參照圖9以了解有關操作裝置1的作動。 首先，當被接觸元件51被驅動（旋轉）時’ 接觸元件51的旋轉方向及旋轉量（例如旋轉數、 度等）的指令被輸入至傳導電路20內的旋轉量控 換振動 電壓値 及旋轉 生一待 放大該 旋轉量 調整施 量變成 當振動 1的旋 92 〇振 97。電 關部分 至驅動 82的 ，開關 連接至 有關被 旋轉角 制電路 -24- 1271025 (22) 8 3。在被接觸元件5 1被指示爲沿圖9的逆時針方向（向 前方向）旋轉的情形下，開關9切換成使得開關部分91 的終端94是連接至終端97，而開關部分92的終端96是 連接至終端9 8。因此，驅動電路8放大電路8 2的輸出側 係與振動元件6的電極61a' 61c、65a及65c成導電。當 一 AC電壓施加在振動元件6的壓電元件62、64上時， 振動元件6即縱向振動及彎曲振動，因此，接觸部6 6即 衝擊被接觸兀件5 1的外周面5 1 1，使得被接觸元件5 1沿 圖9的逆時針方向旋轉。 此外，在此情形中，振動元件6的電極6 1 b、61 d、 6 5 b及6 5 d傳導至驅動電路8振盪電路8 1的輸入側。該 等電極在振動元件6被驅動時，充當檢測電極，用以檢測 在補強板63及各電極61b、61d、65b及65d之間感應的 電壓（即感生電壓）。依據檢測到的電壓，振盪電路8 1 輸出一 AC電壓，該AC電壓其頻率（諧振頻率）係在振 動元件6的振幅爲最大者，即是，檢測到的電壓變成最 大者。因此，其優點是被接觸元件5 1可有效的被旋轉。 此外，旋轉量控制電路8 3控制振盪電路8 1及放大電路 8 2直到被接觸元件51的旋轉量變成所需的目標値爲止， 進而驅動振動元件6以旋轉被接觸元件5 1。 另一方面，在被接觸元件5 1被指示爲沿圖9的順時 針方向（反向方向）旋轉的情形下，開關9切換成使得開 關部分91的終端93是連接至終端97，而開關部分92的 終端95是連接至終端98。因此，驅動電路8放大電路82 -25· 1271025 (23) 的輸出側係與振動元件6的電極61b、61 d、65b及65d 導電。當一 AC電壓施加在振動元件6的壓電元件62、 上時，振動元件6即縱向振動及彎曲振動，因此，接觸 66即衝擊被接觸元件5 1，使得被接觸元件5 1沿圖9的 時針方向旋轉。此外，在此情形中，振動元件6的電 61a、61c、65a及65c傳導至驅動電路8振盪電路81的 入側。該等電極在振動元件6被驅動時，充當檢測電極 以下的作業將不加以說明，因爲該等作業與被接觸元 5 1被指示爲逆時針方向旋轉的情形下的作業一樣。 依據操作裝置1，由於振動元件6是薄板狀結構， 可使整體裝置1變小變薄。尤其是，在電光儀器的技 中，對於此種裝置精簡化的要求越來越高，因此，本藝 人士對此方面投入的硏發費用甚高。因此，此種其驅動 件係由振動元件6構成的操作裝置1甚有助益。此外， 於振動元件6是藉摩擦力（推力）來驅動被接觸元 5 1，故與藉磁力來驅動馬達的情形相較，可得高驅動轉 及高效率。因此，其優點是可在不需要轉換機構（減速 構）的情形下，仍有足夠力量驅動被接觸元件5 1。 此外，依據操作裝置1，由於振動元件6的電磁噪 比藉磁力來驅動馬達的噪音甚小，故可降低對周邊儀器 影響。此外，由於不需要轉換機構，故可降低能量損耗 此外，由於被接觸元件5 1 (從動元件5 )係直接由振動 件6驅動，故不需減速機構，而可使裝置變得較輕較薄 及使該裝置精簡化。因此，由於該裝置的結構可極端 成 64 部 順 極 輸 〇 件 故 藝 的 構 由 件 矩 機 音 的 0 元 簡 -26- 1271025 (24) 化，故該裝置易於製造，而可降低製造成本。 此外，依據操作裝置1，由於振動元件6的同面振動 可轉換成被接觸元件5 1的旋轉，故可降低因該轉換導致 的能量損耗，及獲得高驅動效率。此外，由於當被接觸元 件5 1是在停止狀態時，振動元件6的接觸部66係以摩擦 接觸方式偏壓被接觸元件5 1，故可防止被接觸元件5 1的 旋轉，且穩定的固持被接觸元件5 1於一停止位置。此 外，由於被接觸元件5 1可使用單一振動元件6而交替的 向前及反向旋轉，故與指定兩振動元件以分別提供移動 (驅動）方向的情形相較，本發明可減少操作裝置1的構 件數量。 在此方面，此實例的操作裝置1係構製成使得從動元 件5環繞一軸線（即軸5 2 )旋轉，然而，本發明並不限 於此結構。例如，操作裝置1可構製成使得從動元件5環 繞兩方向互不相同（尤其是兩相互成直角）的軸線旋轉。 下文將述及的各實例的操作裝置1可與實例1 一般以相同 方式製造。 (第二實施例） 圖1 〇顯示依據本發明第二實施例的操作裝置的振動 元件之透視圖。圖1 1顯示依據本發明第二實施例的操作 裝置的電路方塊圖。 下文將專注於第二實施例與第一實施例之間的不同 點。因此，相同的構件及相關的敘述將不再陳述。 -27- 1271025 (25) 第二實施例的操作裝置1具有四種模式··第一種模 中’被接觸元件5 1係維持在一停止狀態；第二種模 中，被接觸元件5 1可旋轉（移位）（即被接觸元件5 1 維持在一自由狀Si );第三種模式中，被接觸元件5 1 反向旋轉；及第四種模式中，被接觸元件51係向前 轉。操作裝置1係設計成可選擇電極的傳導模式以改變 動元件6的振動模式，進而選擇上述第一至第四種模式 的任何一種模式。 如圖1 〇所示，在振動元件6中，五只板狀電 61a、61b、61c、61d及61e設於壓電元件62上側，而 只板狀電極65a、65b、65c、65d及65e設於壓電元件 下側（圖10未揭不電極65a-65e，該等電極的標號僅以 號槪示）。 易言之，壓電元件62大致分割成四個相等的長方 區域。長方形電極6 1 a、6 1 b、6 1 c及6 1 d分別設於該等 割區域內。壓電元件64也以相同方式分割成四個長方 區域。長方形電極65a、65b、65c及61d分別設於該等 割區域內。 此外，長方形電極61e設於壓電元件62的中央 分，而長方形電極65e設於壓電元件64的中央部分。 電極61 e、65e的縱向方向大致與振動元件6的長側方 相對應。 該等電極61 e及65e是用以檢測在補強板63及各 極6 1 e、6 5 e之間，因響應振動元件6沿縱向方向的振 式 式 係 係 旋 振 中 極 五 64 括 形 分 形 分 部 各 向 電 動 -28- 1271025 (26) 分量（即縱向振動的分量）而感應的電壓（感生電壓）的 檢測電極。此外，電極6 1 e、6 5 e用於第二種模式中。 在此情形中，電極65a、65b、65c、65d及65e分別 設於電極61a、61b、61c、61d及61e之背面。 位在前表面上的對角線的電極6 1 a、6 1 c係電連接至 位在後表面上相對應的對角線的電極 65a、65c。同樣 的，位在前表面上的其他對角線的電極6 1 b、6 1 d係電連 接至位在後表面上相對應的對角線的電極65b、65 d。 如圖1 1所示，第二實施例的傳導電路2 0包含：開關 9、開關1 6、配具有振盪電路8 1的驅動電路、放大電路 82、及旋轉量控制電路83。 開關9是在傳導電極及待充當振動檢測裝置的電極之 間切換的開關裝置。當開關9切換時，可改變被接觸元件 5 1的旋轉方向。 開關9具有兩同時作動的開關部分91、92。振動元 件6的電極61 d電連接至開關部分9 1的一終端97。電極 6 1 a電連接至開關部分92的一終端9 8。 此外，開關部分91的一終端93及開關部分92的一 終端9 6各電連接至驅動電路8的放大電路8 2的輸出側。 來自放大電路82的AC電壓經施加至各終端93、96。 振動元件6的補強板63加以接地。 此外，開關部分9 1的一終端94及開關部分92的一 終端95各電連接至驅動電路8的振盪電路8 1的輸入側。 開關1 6具有兩同時作動的開關部分1 6 1、1 62。 -29- 1271025 (27) 開關部分1 6 1的終端1 6 3電連接至開關9 94、9 5。開關部分1 6 1的終端1 64電連接至振動元 電極6 1 e。 此外，開關部分1 6 1的一終端1 67電連接至驅 8的振盪電路8 1的輸入側。 開關部分162的終端166電連接至開關9 98，及振動元件6的電極61 a。開關部分1 62的終 電連接至開關9的終端97，及振動元件6的電極6 有關驅動電路8的敘述將不再陳述，因爲其與 施例的相同。 現針對上述各種模式加以說明如次。 第一種模式中，振動元件6沒有受激勵。易言 力沒有提供給上述任何一個電極。此情形下，由於 件6的接觸部66緊靠被接觸元件5 1，且被接觸3 係藉接觸部66及被接觸元件5 1之間的摩擦力來固 停止狀態；故可維持從動元件5於一停止狀態。易 可防止被接觸元件51被移動，且固持從動元件5 的位置上。 第二種模式中，沿著大致垂直於接觸部66毗 觸元件5 1外周面5 1 1之部分的切線方向，激勵振 言之，電力係提供給位在振動元件6兩表面上的兩 的電極61a-61d及65a-65d，因此，一 AC電壓施 強板63及各電極61a-61d及65a-65d之間。此導 元件6沿其縱方向（長側方向）重覆伸展及收縮， 的終端 件6的 動電路 的終端 端1 68 1 d ° 第一實 之，電 振動元 ί；件 51 持於一 言之， 於所需 連被接 動。易 對角線 加在補 致振動 即是， -30- 1271025 (28) 沿其縱方向以微小的振幅（縱向）振動。易言之，振動元 件6的接觸部66沿其縱方向（長側方向）振動（往復動 作）。 當振動元件6收縮時，被接觸元件5 1移離接觸部 66，使得被接觸元件51及接觸部66之間的摩擦力消失或 減弱，故從動元件5係處在圖1 1所示的自由狀態下。因 此，從動元件5可自由的順時針方向或逆時針方向旋轉。 因此可自由的移動從動元件5。另一方面，當振動元件6 伸展時，被接觸元件5 1接受來自接觸部66的推力。然 而，由於推力的方向大致與該切線相垂直，故被接觸元件 5 1不會順時針方向或逆時針方向旋轉，故從動元件5不 移動。 因此，被接觸元件5 1，即從動元件5藉振動元件6 的振動，而處於一自由狀態下，且可沿兩方向自由旋轉。 第三種模式中，至少在被接觸元件5 1的向前旋轉方 向具有一振動的位移分量（圖7所示的周圍方向分量 S2 )的振動被激勵。易言之，電力係提供給位在振動元件 6兩表面上的一對角線的電極61a、61c、65a及65c，因 此，一 AC電壓施加在補強板63及各電極61a、61c、65a 及65c之間。如在第一實施例所述及者，此導致被接觸 元件5 1沿圖1的逆時針方向（沿向前方向）旋轉。位在 振動元件6兩表面上的其他對角線上，未施加電力（未被 激勵）的電極6 1 b、6 1 d、6 5 b及6 5 d構成可檢測振動元件 6的振動之振動檢測裝置。 -31 - 1271025 (29) 第四種模式中，至少在被接觸元件5 1的反向旋轉方 向具有一振動的位移分量（圖8所示的周圍方向分量 S2 )的振動被激勵。易言之，電力係提供給位在振動元件 6兩表面上的一對角線的電極61b、61d、65b及65d，因 此，一AC電壓施加在補強板63及各電極61b、61d、65b 及6 5 d之間。如在第一實施例所述及者，此導致被接觸 元件5 1沿圖1 1的順時針方向（反向方向）旋轉。同時， 位在振動元件6兩表面上的其他對角線上，未施加電力 (未被激勵）的電極61a、61c、65a及65c構成可檢測振 動元件6的振動之振動檢測裝置。 請參照圖1 1以了解有關操作裝置1的作動。 在電力開關係打開的狀態，停止/釋放被接觸元件5 1 (即從動元件5 )的指令，或被接觸元件5 1的旋轉方向 或旋轉量（例如旋轉數及/或旋轉角度）的指令被下達 時，開關9、開關1 6、及驅動電路8的旋轉量控制電路 83依據該等指令作動。易言之，達成上述第一至第四種 模式中的任一種模式。 在指令係顯示被接觸元件5 1應沿圖1 1的逆時針方向 (向前方向）旋轉（第三種模式）時，開關16被切換， 使得開關1 6的終端1 63、1 67相連接，開關1 6的終端 1 65、1 68相連接，而開關9被切換成使得開關9的終端 94、97相連接，及開關9的終端96、98相連接。因此， 驅動電路8放大電路82的輸出側電連接至振動元件6的 電極61a、61c、65a及65c，而驅動電路8振盪電路81的 -32- 1271025 (30) 輸入側電連接至振動元件6的電極6 1 b、6 1 d、 65d ° 各驅動電路8的振盪電路8 1及放大電路8 2係 量控制電路83加以控制。 自振盪電路81輸出的AC電壓被放大電路82 再施加至補強板63及各電極6ia、61c、65a及 間。因此，如上述者，與振動元件6的各電極 6 1 c、6 5 a及6 5 c相對應的部分重覆的伸展及收縮 動元件6的接觸部66沿圖7箭頭b所示傾斜方向 (往復動作），及沿箭頭c所示方向以橢圓形方 (移動）。當與振動元件6的各電極61a、61c、 6 5 c相對應的部分伸展時，被接觸元件5 1接受來 部66的摩擦力（推力），且此重覆的摩擦力（推 使被接觸元件5 1沿圖1的逆時針方向（反前方向 (旋轉）。 當被接觸元件5 1沿圖1的逆時針方向（反前 旋轉時，從動元件5與被接觸元件5 1朝同一方 (移動）。 此時，未施加電力（未被激勵）的電極61b、 65b及65d構成檢測電極，用以檢測在補強板63 極 61b、61d、65b及 65d之間感應的電壓（即 壓）。 被檢測到的感生電壓被輸入振盪電路81內， 據該檢測到的電壓，振盪電路8 1輸出一 AC電壓，
6 5 b及 由旋轉 放大， 65c之 61a、 ，而振 作振動 式振動 65a及 自接觸 力）致 )移動 方向） 向旋轉 61d、 及各電 感生電 然後依 該AC -33- 1271025 (31) 電壓其頻率（諧振頻率）係在振動元件6的振幅爲最 者，即是，檢測到的電壓變成最大者。因此，從動元件 可有效的被旋轉（移動）。 此外，旋轉量控制電路8 3依據被接觸元件5 1指定 要的旋轉量（目標値）來控制傳導至各電極的作業。 易言之，旋轉量控制電路8 3允許振盪電路8 1及放 電路8 2激勵，直到被接觸元件5 1的旋轉量達到所需的 轉量（目標値）爲止，進而驅動振動元件6以使從動元 5與被接觸元件51 —起旋轉。 相反的，在指令係顯不被接觸兀件5 1應沿匱[1 1白勺 時針方向（相反方向）旋轉時，開關1 6被切換，使得 關16的終端163、167相連接，開關16的終端ι65、！ 相連接，而開關9被切換成使得開關9的終端93、97 連接，及開關9的終端9 5、9 8相連接。因此，驅動電 8放大電路82的輸出側電連接至振動元件6的電極6 j fc 61dc、65ba及65d，而驅動電路8振盪電路81的輸入 電連接至振動元件6的電極61&、61(：、653及65〇:。由 其後的作動係與被接觸元件5 1被指示沿圖丨1的逆時針 向旋轉的作動相同，故省略了相關的說明。 在指令係顯示被接觸元件5 1，即從動元件5，應保 在圖1 1所示的停止狀態下（第一種模式），開關1 6被 換，使得開關1 6的終端1 6 3、1 6 7相連接，及開關j 6 終端1 6 5、1 6 8相連接。 旋轉量控制電路8 3不允許振盪電路8 1及放大電 大 需 大 旋 件 順 開 68 相 路 側 於 方 持 切 的 路 -34- 1271025 (32) 82激勵。易言之，AC電壓未被施加至振動元件ό 電極。 振動元件6的接觸部66緊靠被接觸元件5 1 ’ 部6 6及被接觸元件5 1之間的摩擦力將被接觸元 持於一停止狀態。故可將從動元件5維持在停止狀 言之，從動元件5不會移動’而定位在一所需位置 在第一種模式中，只要是AC電壓未被施加至 件6的任何電極，開關9及1 6可以任何方式切換。 在指令係顯示被接觸元件5 1應設定在自由狀 從動元件5應設定在自由狀態的情形中（第二種模 開關1 6被切換，使得開關1 6的終端1 6 4、1 6 7相 及開關16的終端166、168相連接。 因此，驅動電路8放大電路82的輸出側電連 動元件 6 的電極 61a' 61b、61c、61d、65a、65b、 6 5 d，而驅動電路8振盪電路8 1的輸入側電連接至 件6的電極61e及65e。 自振盪電路81輸出的AC電壓被放大電路82 再施加至補強板 6 3及各電極6 1 a、6 1 b、6 1 c、 65a、65b、65c及65d之間。因此，如上述者，振 6的接觸部6 6沿其縱向振動（往復動作），因此 元件5 1，即從動元件5，形成一自由狀態，故被接 5 1，即從動元件5，可自由的沿圖1的順時針方向 針方向旋轉。 此時，在補強板6 3及各電極6 1 e及6 5 e之間 的任何 且接觸 :51固 態。易 振動元 態，即 式）， 連接， 接至振 65c及 振動元 放大， 61d、 動元件 被接觸 觸元件 及逆時 感應的 -35- 1271025 (33) 電壓（感生電壓）被各電極6 1 e及6 5 e檢測出。被檢測到 的感生電壓被輸入振盪電路8 1內，然後依據該檢測到的 電壓，振盪電路81輸出一 AC電壓，該AC電壓其頻率 (諧振頻率）係在振動元件6的振幅爲最大者，即是， 檢測到的電壓變成最大者。因此，可較順暢的旋轉被接觸 元件5 1，即從動元件5。 在第二種模式中，開關9可以任何方式切換。 依據本發明第二實施例的操作裝置，可得與第一實施 例相同的效果。 在此操作裝置1中，由於係設計成可選擇第一至第四 種狀態的任何一種狀態，包含：被接觸元件5 1 (從動元 件5 )維持在一停止狀態，即是高摩擦的狀態；被接觸元 件5 1 (從動元件5 )可旋轉（或移動）的狀態（即被接觸 元件5 1及從動元件5被設定於一自由狀態），即低摩擦 的狀態；被接觸元件5 1沿向前方向旋轉的狀態；及被接 觸元件5 1沿反向方向旋轉的狀態，故具有廣泛的適用範 圍。 在上述振動元件6中，經述及被分割成四區域、用以 驅動振動元件6的電極。然而，此僅是用以敘述激勵振動 元件6的縱向振動及彎曲振動的一範例。本發明不應受限 於上述的範例。 此外，本發明中，操作裝置1也可修飾成省略了第三 或第四種模式，且被接觸元件5 1只可沿單一方向旋轉。 即使在此情形，可利用單一振動元件6來使從動元件5沿 - 36- (34) 1271025 圖1的兩方向移動（旋轉）。 (第三實施例） 圖1 2顯不依據本發明第三實施例的操作裝置的振動 元件之透視圖。 下文將專注於第二貫施例與第一及第二實施例之間的 不同點。因此，相同的構件及相關的敘述將不再陳述。 第三實施例操作裝置1的特徵爲該操作裝置1，除了 上述第一至四種模式外，可另採用其中縱向振動及彎曲振 動相組合的第五及第六種模式。第五及第六種模式可與第 一至第四種模式一般，藉任意改變電極61a-61d，61f、 65a-65d及65f的導電態勢而加以選擇。 圖1 2中’操作裝置1的振動元件6在壓電元件62的 上側具有一電極61 f，及在其下側具有一電極65f，取代 第二實施例中的檢測電極61e及65e。電極61f及65f爲 長方形及板狀，且長度與振動元件6的縱向長度相同。電 極61 f及65f沿振動元件6的縱方向，設於中央部分。此 外，電極61 f及65f係在振動元件6的前面及背面之間成 電連接。電極61f及65f亦與其他電極61a-61d及65a-65d (未示）一般以相同方式電連接至一傳導電路20 (未 示）。 圖1 3顯示圖1 2振動元件的振動狀態的平面圖。 在操作裝置1的第五種模式中，電力施加至位在振動 元件6兩表面的一對角線的電極61a、61c、65a及65c -37- 1271025 (35) 上；因此，一 AC電壓施加在補強板63及各電極61a、 61c ' 65a及65c之間。因此，與該等電極相對應的振動 元件6各部分重覆的伸展及收縮，使得整體振動元件6彎 曲次振動。藉此彎曲次振動，振動元件6的接觸部66沿 圖1 3箭頭b所示傾斜方向作振動（往復動作），或沿箭 頭c所示方向以橢圓形方式振動（移動）。因此，被接觸 元件5 1重覆的接受來自接觸部66的摩擦力（推力），使 得被接觸元件5 1沿圖1 3的逆時針方向（向前方向）旋 轉。 在第五種模式中，電力進一步施加至位在振動元件6 中央部分的電極61f及65f。因此，與電極61f及65f相 對應的壓電元件62各部分重覆且部分的以高速伸展及收 縮。之後，振動元件6縱方向中心線的部分，沿其縱方向 以微小的振幅進行縱向振動。此簡稱爲縱向主振動。藉此 縱向主振動，接觸部66增強在振動元件6縱方向的推 力，而以該增強的推力來抵壓被接觸元件5 1。此意味與 振動元件6僅藉彎曲次振動來驅動的情形相較，本實例可 獲得較強大的驅動力。 在第五種模式中，未施加電力（未被激勵）的電極 6 1b、61 d、65b及65d充當可檢測振動元件6的振動之振 動檢測裝置。當振動元件6被驅動時，電極6 1 b、6 1 d、 6 5 b及6 5 d即檢測在補強板6 3及各電極6 1 b、6 1 d、6 5 b 及6 5 d之間感應的電壓（即感生電壓）。其後，被檢測到 的感生電壓被輸入振盪電路8 1內。依據該檢測到的電 -38- 1271025 (36) 壓，振盪電路81輸出一 AC電壓，該AC電壓其頻 振頻率）係在振動元件6的振幅爲最大者，即是 到的電壓變成最大者。因此，被接觸元件5 1，即 件5，可有效的被旋轉。在此方面，未施加電力（ 勵）的電極61b、61d、65b及65d的作動方式與第 例的相同。 圖1 4顯示圖1 2振動元件的振動狀態的平面圖 在第六種模式中，電力施加至位在振動元件6 的其他對角線的電極61b、61d、65b及65d，及設 元件6中央部分的電極61f及65f。振動元件6的 作與第五種模式中的振動動作相對稱。因此，被接 5 1沿圖1 4的順時針方向（相反方向）旋轉。此也 反方向獲得較強的驅動力。 在第六種模式中，未施加電力（未被激勵） 6 1 a、6 1 c、6 5 a及6 5 c充當可檢測振動元件6的振 動檢測裝置。當振動元件6被驅動時，電極61 a 6 5 a及6 5 c即檢測在補強板6 3及各電極6 1 a、6 1 c、 6 5 c之間感應的電壓（即感生電壓）。其後，被檢 感生電壓被輸入振盪電路8 1內。依據該檢測到的 振盪電路81輸出一 AC電壓，該AC電壓其頻率（ 率）係在振動元件6的振幅爲最大者，即是，檢 電壓變成最大者。因此，被接觸元件5 1，即從動元 可有效的被旋轉。在此方面，未施加電力（未被激 電極61b、61d、65b及65d的作動方式與第一實施 率（諧 ，檢測 從動元 未被激 一實施 兩表面 於振動 振動動 觸元件 可在相 的電極 動之振 .6 1 c、 65a及 測到的 電壓， 諧振頻 測到的 件5， 勵）的 例的相 -39- 1271025 (37) 同。 如圖12所示，振動元件6縱方向（振動元件6因AC 電壓的施加而作伸展及收縮動作的方向）的本體部分的長 度，即是振動元件6長側的長度設爲L，而大致與該縱方 向成垂直方向的振動元件6本體部分長度（本體部分沿大 致與接觸部6 6伸出的方向成垂直的方向的長度），即是 振動元件6短側的長度設爲A。寬度A及長度L的比率 並不特別限定之。然而，該比率最好是約2至5，而較佳 者是約爲3至4。此外，更佳者是約爲3.54。縱向主振動 及彎曲次振動之間的諧振頻率關係在上述條件中爲最適當 者，而可得令人滿意的驅動效率。 在此方面，在操作裝置1中，振動元件6的振動模式 並不侷限於上述的第一至第六種模式中。本藝的人士可在 本發明的範疇內採用任何振動模式。例如，在圖1 2的振 動元件6中，可藉僅對電極61 f、65f施加AC電壓而在振 動元件6內激勵縱向主振動；或是對所有電極61 a-61f及 65a-65f施加AC電壓，及對特定電極延後施加時間，而 在振動元件6內激勵縱向主振動及彎曲次振動相結合的複 合振動。 圖1 7是顯示圖1 2中振動元件的電氣特性的圖表。圖 中，水平軸線代表振動元件6驅動時的振動頻率（Hz )， 而垂直軸線代表當振動元件6未與被接觸元件51成推動 接觸時（未緊靠被接觸元件51時），壓電元件62、64的 阻抗（Ω )。 -40- 1271025 (38) 如圖17所示，振動元件6的縱向主振動具有一諧振 頻率fl，而彎曲次振動具有一諧振頻率f2。在該等諧振 頻率f 1、f2下，阻抗爲最小値。諧振頻率fi、f2是振動 元件6特有的頻率。諧振頻率fi、f2可藉選擇振動元件6 的形狀或尺寸、接觸部66的位置等來任意改變。在本發 明的振動元件6中，諧振頻率fl、f2係設定爲相互接 近。例如，在此振動元件6中，彎曲次振動的諧振頻率 f2係比縱向主振動的諧振頻率Π高約1至2 %。當振動 元件6以接近諧振頻率fl、f2的頻率，尤其是以介於諧 振頻率Π及f2之間的頻率被驅動時，可獲得縱向主振動 及彎曲次振動相組合的複合振動。此外，該複合振動顯然 具有縱向主振動及彎曲次振動兩者的驅動特性，因爲驅動 頻率係靠近縱向主振動的諧振頻率Π，及彎曲次振動的 諧振頻率f2。因此，當振動元件6被驅動時，可有效的 獲得縱向主振動及彎曲次振動兩者的驅動特性。 此外，在振動元件6中，諧振頻率fl、f2係設定爲 互不相同的特定値（見圖17)。因此，壓電元件62、64 的阻抗改變在推動狀態下的共振點附近變得緩慢。因此， 縱向主振動的諧振頻率Π及彎曲次振動的諧振頻率f2之 間的分界變得不清楚。此外，可制定一寬廣的頻率頻帶， 其中阻抗値在諧振頻率Π、f2附近，尤其是介於諧振頻 率fl、f2之間的頻率時，變得較低。如此，可在一寬廣 的頻率頻帶下，執行縱向主振動及彎曲次振動相組合的激 勵，及在驅動時，穩定供給振動元件6的輸入動力。 -41 - 1271025 (39) 在操作裝置1中，振動元件6係在介於縱向主振動的 諧振頻率Π及彎曲次振動的諧振頻率f2之間的振動頻率 (驅動頻率）下被驅動。在此情形下，當振動元件6的驅 % 動頻率被移近縱向主振動的諧振頻率Π時，在推力增加 的方向之縱向振動的振幅變得較大。因此，振動元件6的 接觸部66及被接觸元件5 1之間的摩擦力增大，故振動元 件6的驅動力增強（即是其變成高驅動力型）。另一方 面，當振動元件6的驅動頻率被移近彎曲次振動的諧振頻 率f 2時，在振動元件6的振動位移內的被接觸元件5 1 (即從動元件5 )的旋轉方向分量變得較大。因此，被接 觸元件51每單位振動的旋轉量增加，故從動元件5的驅 動速度（旋轉速度）提升（即是其變成高速型）。依據此 方式，藉相對於彎曲次振動的諧振頻率f2切換縱向主振 動的諧振頻率Π，及在介於諧振頻率Π及f2之間的頻率 頻帶內，適當的設定（選擇）振動元件6的驅動頻率，可 獲得與驅動力、驅動速度等相關的任意驅動特性。 在此方面，在此振動元件6中，彎曲次振動的諧振頻 率f2最好是比縱向主振動的諧振頻率Π高約0.5至3.0 %，而更佳者是高約1 · 〇至2.0 %。 藉將諧振頻率Π及f2之間的差異設定在上述範圍 內，由於縱向主振動及彎曲次振動係同時發生（即兩振動 相加），故可同時獲得摩擦力及驅動力，而可得令人滿意 的驅動特性。 在此方面，本發明並不侷限於上述結構。縱向主振動 -42- 1271025 (40) 的諧振頻率Π可以比彎曲次振動的諧振頻率f2高。此情 形下，縱向主振動的諧振頻率Π最好是比彎曲次振動的 諧振頻率f2高約0.5至3.0%，而更佳者是高約1.0至 2.0 %。此外，爲了可藉施加（輸入）較大的電力予操作 裝置1而得較大的機械輸出，最好是降低驅動頻率的阻 抗。 此外，在此振動元件6中，在彎曲次振動的諧振頻率 f2下的阻抗比縱向主振動的諧振頻率Π下的阻抗來得 大。此外，如圖1 7所示，在諧振頻率Π及f2之間有一 其阻抗具有最大値的頻率f3。振動元件6最好是以介於 縱向主振動的諧振頻率Π及彎曲次振動的諧振頻率f2之 間的特定驅動頻率來驅動。更佳者是，振動元件6是以介 於諧振頻率f2及諧振頻率f3之間的特定驅動頻率來驅 動。如此’可在以介於縱向振動及彎曲振動之間的相位滯 後（P具有e-lag)振動來驅動的同時，激勵振動元件6。 因此’可沿一橢圓形軌道c振動（移動）接觸部66 (見 圖7及8 )’且在不致形成一能將被接觸元件5 1抽回的 力的情形下’有效的將力自振動元件6傳遞至被接觸元件 5 1 〇 在此方面’與上述諧振頻率fl、f2是相互不同及/或 相互接近的情形不同的構成，可施加至本發明的第一及第 二實施例。如此，可得與第三實施例相同的效果。 在第三實施例的操作裝置1中，五只電極6la_61d及 61f ’及65a-65d及65f分別設於壓電元件62、64上，以 -43- 1271025 (41) 實現被接觸元件51包含向前方向及相反方向（見圖13及 1 4 )的雙向驅動。然而，本發明並不侷限於此結構。舉例 言之，在被接觸元件5 1係需單向旋轉的情形中，振動元 件6可以較簡單的結構形成。 圖1 5顯示圖1 2所示振動元件的一修飾例的透視圖。 振動元件6具有單一電極61g。與圖12的振動元件6相 較，電極61g倂合電極61a、61c及61f，而取代該等電極 61a、61c及61f。同樣的，振動元件6具有單一電極 65g，倂合電極65a、65c及65f，而取代該等電極65a、 65c及65f。圖15未揭示電極65g，僅以括號顯示之。此 外，電極61 d係獨立設置。此外，本例中，省略了電極 61b、 65b 及 65d° 圖1 6顯示圖1 5振動元件的振動狀態的平面圖。電力 施加至振動元件6的單一電極61g、65g。與壓電元件 62、64的電極61g、65g相對應的部分重覆的高速伸展及 收縮（圖16)。之後，藉在電極61g、65g內的電極 6 1 a、6 1 c、6 5 a及6 5 c相對應部分的伸展及收縮，如上述 第五模式的作動一般，產生了彎曲次振動。此外，藉在電 極61g、65g內的電極61f及65f相對應部分的伸展及收 縮，如上述第五模式的作動一般，產生了縱向主振動。因 此，形成了縱向主振動及彎曲次振動的組合，且被接觸元 件5 1沿圖1 6的逆時針方向旋轉，如上述第五模式的作動 一般。 電極61d電連接至驅動電路8(未示）的振盪電路 -44- 1271025 (42) 8 1 ’且用以維持其振盪頻率在一適當値。 此處，從動元件5的旋轉方向只有沿被接觸元件5 1 的一方向。依據此振動元件6，由於與圖1 2的振動元件6 相較，電極的數目減少，故可簡化成品（振動元件）的結 構，且縮短製程。此外，由於從動元件5只有沿一方向旋 轉，故可省略傳導電路20的開關9。此可進一步的簡化 成品。 另一方面，倂合電極61b、61d及61f的單一電極 61h (未示）可設置於與電極61b' 61d及61f相同的位置 上，以取代該等電極；而倂合電極65b、65d及65f的單 一電極65h (未示）可設置於與電極65b、65d及65f相 同的位置上，以取代該等電極。此外，可省略其他電極 6 1 a、6 1 c、6 5 a及6 5 c。在此情形中，被接觸元件5 1可沿 與上述方向相反的方向旋轉（沿圖1 6的順時針方向）， 即是從動元件5可沿圖1的逆時針方向旋轉。 (第四實施例） 圖1 8顯示依據本發明第四實施例的操作裝置的平面 圖。 下文將專注於第~實施例與第四實施例之間的不同 點。因此，相同的構件及相關的敘述將不再陳述。 在上述第一實施例的操作裝置1中，接觸部66係設 於振動元件6的短側中央。惟接觸部66的位置並不侷限 於此位置。例如’如圖1 8所示，接觸部6 6可設於偏離振 -45- 1271025 (43) 動元件6的短側中央的位置，即偏離振動元件6的縱向中 央。依據此結構，（1 )由於接觸部66的偏位設置，會形 成振動元件6重量的不平衡狀態；（2 )會發生用以驅動 振動元件6的電極61a-61f及65a-65f不平衡狀態的配 置；（3 )會發生由於從動元件5的反作用力作用在振動 元件6時偏離振動元件6的中心線導致的不平衡狀態。在 此情形下，當振動元件6藉電力的施加其上而伸展及收縮 時，可簡易的誘發縱向振動及彎曲振動相加的複合振動。 此可提升振動元件6的驅動效率。 基於上述第（3 )項的原因，雖然接觸部66如圖10 所示般由振動元件6的整體短側伸出，如果被接觸元件 5 1的中心偏離振動元件6的中心線，振動元件6具有相 同的效果。因此，此結構也包含在本發明中。 同樣的，雖然接觸部66由振動元件6的短側伸出， 如果被接觸元件51的中心偏離振動元件6的中心線，振 動元件6具有相同的效果，且可誘導出複合振動。因此， 此結構也包含在本發明中。 以下說明請參見圖20及21。 由於上述第（1 )至（3 )項的作動係相互獨立的，故 其等可自由的相組合。例如，如圖2 0所示，藉採用接觸 部66沿振動元件6的整體短側設置，及接觸部66係於偏 離振動元件6的中心線的一點處接觸被接觸元件51的構 成’上述第（2 )及（3 )項的作動可誘導出縱向振動及彎 曲振動相組合的複合振動。因此，可改良驅動效率。 -46- (44) 1271025 此外，如圖2 1所示，藉採用振動元件6具有一梯形 本體部，且接觸部66係設於偏離振動元件6縱向中心線 的一位置，以接觸被接觸元件51的構成，從動元件5的 反作用力可偏離振動元件6的中心線作用，而可產生沿與 振動元件6縱方向成直角的方向的位移。因此，可改良驅 動效率。 此外，在第四實例中，可採用單一電極61、65幾乎 設於壓電元件62、64整體區域的構成。圖19顯示圖18 的振動元件之一修飾例的透視圖。依據此結構，由於縱向 振動及彎曲振動相組合的複合振動係由振動元件6的不平 衡狀態所誘導出，故可藉電極的一簡化結構來有效的驅動 被接觸元件5 1。 圖3 4顯示圖1 9的振動元件一修飾例的透視圖。圖 中，振動元件6構製成使得壓電元件62設於補強板63的 一側，且單一電極6 1設於整體壓電元件62上。 依據此結構，由於縱向振動及彎曲振動相組合的複合 振動係由振動元件6的不平衡狀態所誘導出，故可藉電極 的一簡化結構來有效的驅動被接觸元件5 1。 此外，由於壓電元件62及電極61是設於補強板63 的一側，故可簡化振動元件6的結構，且使振動元件6的 厚度變薄。因此，可減低操作裝置的製造成本。 此外，壓電元件6 2及電極61設於補強板6 3 —側的 構成可應用在上述具有修飾結構的振動元件6 (超音波馬 達），及待於下文敘述的振動元件結構。振動元件6的形 -47- 1271025 (45) 狀或尺寸及接觸部66的位置等，並不特別限定之。 易言之，在本發明中，振動元件6可具有一（平面） 結構’其中藉AC電壓而伸展及收縮的壓電元件62可設 於補強板63上，而接觸部66及臂部68係與該補強板63 一體形成。 此外，其中壓電元件62係僅設於補強板63 —面的振 動元件6可應用在上文或下文敘述的實例。 (第五實施例） 圖22顯示依據本發明第五實施例的超音波馬達的平 面圖。下文將專注於第五實施例與第一實施例之間的不同 點。因此，相同的構件及相關的敘述將不再陳述。 如圖22所示，在依據本發明第五實施例的操作裝置 1 (超音波馬達）中，一對具有彈性的臂部68、68 —體的 形成於振動板6的補強板63上。 該對臂部68、68分別設於補強板63兩縱向長側的大 致中央部分（圖2 2的上側及下側方向），以沿大致與其 縱方向相垂直的方向，相互反向的經補強板6 3 (振動元 件6的本體部）伸出。 依據第五實施例的操作裝置1，可獲得與第一實施例 的操作裝置相同的效果。 由於該對臂部6 8 ' 6 8是設於此操作裝置1的振動元 件6上，故可提升支撐的剛性’藉此可抗拒例如驅動的反 作用力等的外力，而穩定的支撐振動元件6。此外，由於 -48- 1271025 (46) 該對臂部6 8、6 8係相對稱’故對沿圖2 2的順時針方向及 逆時針方向（左側及右側方向）的驅動特性的影響可成一 致。因此，可獲得其中具有相同的向前方向及反向方向的 驅動特性的構成。 此外，揭示於上述第二至第四實施例的構成也可應用 在本第五實施例。較佳者是應用第三實施例的構成。 (第六實施例） 下文將專注於第六實施例與第一實施例之間的不同 點。因此，相同的構件及相關的敘述將不再陳述。 在上述第一實施例的操作裝置1中，具有一圓柱體狀 被接觸元件5 1的從動元件5係藉振動元件6來驅動（移 動）。然而，本發明並不侷限於此結構。操作裝置1可構 製成使得具有其他形狀及結構的從動元件5係藉振動元件 6來驅動。例如，此操作裝置1的被接觸元件5 1可以是 具有一圓柱體狀的旋轉結構、或是具有扇形、圓弧形等的 剖面形狀。 (第七實施例） 圖23顯示依據本發明第七實施例的操作裝置一主要 部分的剖面圖。與上述實施例的操作裝置1的構件相同的 構件將標示以同一標號，且相關的敘述將不再陳述。本例 操作裝置1的振動元件6的結構及配置係第一實施例（圖 6 )的改良。在第一實施例的操作裝置1中，振動元件6 -49- 1271025 (47) 的接觸部6 6係設於其短側中央部分。此外，被接觸元件 5 1係設於一延伸向該振動元件6的縱方向的線上（圖 3 )。此一結構的優點是操作裝置1的厚度可極小化。另 一方面，在此第七實施例的操作裝置1中，振動元件6的 接觸部6 6係設於其長側一端部上。此外，被接觸元件51 係由振動元件6側邊一位置分支伸出，即延伸至振動元件 6的縱方向的線（圖23 )。由於振動元件6及被接觸元件 51可配置成在一相對於操作裝置1寬度方向的同一平面 上相互重疊（即是，由操作裝置的頂部觀察時，振動元件 6及被接觸元件51是配置成相互重疊的），故可使操作 裝置1的寬度極小化。有關此方面，本藝之人士可依據操 作裝置1的位置或其用途，而選擇採用第一或第七實施例 中操作裝置1的振動元件6及被接觸元件5 1的結構。 (第八實施例） 圖24顯示依據本發明第八實施例的操作裝置一主要 部分的剖面圖。該圖式中，相同的構件將以相同的標號標 示，且相關的敘述將不再陳述。與第一實施例的操作裝置 1(圖6)相比較，此操作裝置1中，被接觸元件51設有 一減速機構。該減速機構係由一小齒輪53及一大齒輪54 構成，設於被接觸元件5 1及從動元件5之間。 小齒輪5 3設於與被接觸元件5 1相同的旋轉軸線上， 且相對於被接觸元件5 1固定。小齒輪5 3及被接觸元件 5 1藉軸5 5以可旋轉方式設於框架4的內壁面上。小齒輪 -50- 1271025 (48) 53與大齒輪54相互嚙合。大齒輪54設於與從動元件5 相同的旋轉軸線上’且固定於從動元件5盒部的側面上。 大齒輪5 4及從動元件5藉軸5 2以可旋轉方式設於框架4 的內壁面上。 圖2 5槪不圖2 4的操作裝置的一動作。在此操作裝置 1中，當振動元件6藉外方傳導電路20(未示）的高頻率 交流電流的施加而振動時，被接觸元件5 1因受到振動元 件6接觸部6 6的撞擊而旋轉。之後，小齒輪5 3與被接觸 元件5 1 —齊旋轉，以將其動力傳遞給大齒輪5 4，因此大 齒輪5 4以比小齒輪5 3的速度慢的速度旋轉。從動元件5 與大齒輪54 —齊旋轉，因此改變光學系統2的成像方 向。依據操作裝置1，可藉減速機構而以巨大轉矩驅動從 動元件5。此外，可藉任意改變齒輪53、54的配置或尺 寸，而任意改變振動元件6相對於從動元件5的位置。因 此可增加振動元件6的配置自由度。 (第九實施例） 圖2 6顯不依據本發明弟九貫施例的操作裝置透視 圖。圖27顯示圖26所示操作裝置的平面圖。圖28係沿 圖2 7所示操作裝置的B — B線截取的剖面圖。該等圖式 中，與上述實施例的操作裝置1的構件相同的構件將以相 同的標號標示，且相關的敘述將不再陳述。此操作裝置1 中，與第一貫施例的操作裝置1 (參圖6)相較，全傾斜 式機構係由構成雙結構的兩框架4 A、4 B達成。即是，操 -51 - 1271025 (49) 作裝置1具有承納被接觸元件5 1的第一框架4 A、及 第一框架4A的第二框架4B。下文中，” A ”用以標示 一框架對應的各構件，而”B”用以標示與第二框架 的各構件。 操作裝置1的第一框架4A具有一被接觸元件51 位在與從動元件5的旋轉軸線成垂直的外圍壁面上的 52B、5 2B (參圖27)。第一框架4A藉該等軸52B、 可旋轉的支撐在第二框架4B內。在操作裝置1內的 框架4A的構成是與第一實施例的操作裝置1的框 同。此外，從動元件5的構成 '在第一框架4 A內的 被接觸元件51A及第一振動元件6A可採用上述任一 例所揭示者。在操作裝置1中，從動元件5及第一 4A係在可自由旋轉的狀態，而第二框架4B係固定 架、壁面（未不）等的一特定位置上。 之後，第二框架4B在其一壁面上設有第二振動 6B，而第二被接觸元件51B設於第二振動元件6B上 二振動元件6B係藉第二螺栓13B通過第二臂部68B 的安裝至該壁面。此外，第二振動元件6B的第二接 6 6B藉第二臂部68B的彈性而彈性的抵壓向第二被接 件5 1 B的周面。有關此方面，第二被接觸元件5 1 B 二框架4B中的第二振動元件6B之間的關係，與第 施例中被接觸元件5 1及振動元件6之間的關係一樣。 在此操作裝置1中，首先，當第二振動元件6B 方傳導電路（未示）的高頻率交流電流的施加而振動 承納 與第 對應 ，及 兩軸 52B 第一 架相 第一 實施 框架 在拖 元件 。第 固定 觸部 觸元 及第 一實 藉外 時， -52- 1271025 (50) 第二被接觸元件5 1 B因受到第二振動元件6B第二接觸部 66B的撞擊而旋轉。之後，第一框架4A因第二被接觸元 件51B的旋轉而環繞軸52B旋轉（圖28)。第一框架4A 的動作與從動元件5及框架4分別移位至第一框架4A及 第二框架4B的情形一般。另一方面，在第一框架4A內 的從動元件5相對於與第一框架4A的旋轉軸線成垂直的 軸線（即環繞軸52A )旋轉。易言之，第一框架4A環繞 軸5 2B旋轉。從動元件5的動作與第一實施例中操作裝置 1的從動元件5 —樣。此外，第一框架4A及從動元件5 的旋轉角度可藉分別獨立的控制第一及第二振動元件 6A、6B而任意的調整之。如此，可任意的驅動從動元件 5環繞相互成垂直的軸52 A及/或軸5 2B旋轉，而可自由 的調整從動元件5的成像方向。 此情形中，精於本藝之人士可將上述各實施例中操作 裝置1的從動元件5、框架4及振動元件6之間的關係加 以修飾後，套用在第一框架4A、第二框架4B及第一及第 二振動元件6A、6B上。圖29顯示圖26所示操作裝置一 修飾例的剖面圖。第八實施例的操作裝置1的修飾例（圖 24)經套用在圖29中。因此，一減速機構可設於第一框 架4 A及第二振動元件6 B之間。如此，乃可以巨大的轉 矩驅動第一框架4A。 (第十實施例） 圖3 0顯示依據本發明第十實施例的操作裝置底平面 -53- 1271025 (51) 圖。圖3 1係沿圖3 0所示操作裝置的C— C線截取的剖面 圖。該等圖式中，與上述各實施例的操作裝置丨的構件相 同的構件將以相同的標號標示，且相關的敘述將不再陳 述。在操作裝置1中，第一框架4A在其壁面上具有齒槽 (狹縫）5 6，而第二被接觸元件5 1 B也設於該壁面上。齒 輪5 7設於與第二被接觸元件5 ] B相同的軸線上。此外， 第二被接觸元件51B係設置成使得齒輪57與第一框架4A 的齒槽5 6相嚙合。 圖3 2槪示圖3 0的操作裝置的一動作。此操作裝置1 中，首先，當第二振動元件6B藉外方傳導電路（未示） 的高頻率交流電流的施加而振動時，第二被接觸元件5 1 B 因受到第二振動元件6B第二接觸部66B的撞擊而旋轉。 之後，齒輪5 7與第二被接觸元件5 1 B —起旋轉。因此， 與齒輪57相嚙合的齒槽56被進給。此導致第一框架4A 環繞軸52B旋轉，進而使從動元件5的成像方向旋轉移 位。另一方面，從動元件5藉第一振動元件6A的振動而 獨立的環繞在第一框架4A內的軸52A旋轉移位（參圖 30)。此外，第一框架4A及從動元件5的旋轉角度可藉 分別獨立的控制第一及第二振動元件6A、6B而任意的調 整之。如此，可任意的驅動從動元件5環繞相互成垂直的 軸52A及/或軸52B旋轉，而可自由的調整從動元件5的 成像方向。 (第Η—實施例） -54- 1271025 (52) 圖3 3顯示依據本發明第十一實施例的操作裝置側面 的剖面圖。圖3 4係沿圖3 3所示操作裝置的D— D線截取 的剖面圖。該等圖式中，與上述各實施例的操作裝置1的 構件相同的構件將以相同的標號標示，且相關的敘述將不 再陳述。在操作裝置1中，第二框架4B爲具有一底部的 圓柱體結構，且包括從動元件5及第一框架4A的單元配 置於第二框架4B內，使得該單元係容納在第二框架4B 的大致中間部分。第一框架4A爲具有一底部的盒狀結 構’且第二被接觸元件51B及第二軸52B固定至該底 部。此外，第一框架4A藉第二軸52B可旋轉的支撐在第 二框架4B上。第一框架4A、第二被接觸元件51B及第 二軸5 2 B具有相同的旋轉軸線，且該旋轉軸線係大致與第 二框架4B的底部成垂直配置。 第二振動元件6B係設成在第二框架4B的一底面上 呈稍稍漂浮在空中的狀態，使得第二振動元件6B的一主 面係槪與該底面相平行，且經第二臂部6 8 B藉第二螺栓 13B固定至第二框架4B上。此外，第二振動元件6B的第 二接觸部66B藉第二臂部68B的彈性而彈性的抵壓向第 二被接觸元件51B的周面。如此，可在第二被接觸元件 5 1B及第二接觸部66B之間的接觸面處獲得足夠的摩擦 力。有關此方面，操作裝置1第一框架4A內的構成係與 第一實施例中的一樣。此外，從動元件5、第一被接觸元 件5 1 A及第一框架4A中的第一振動元件6A的構成，可 採前述實施例的任一實施例所述及者。在操作裝置1中， -55- 1271025 (53) 從動元件5及第一框架4A係在可自由旋轉的狀態，而第 二框架4B係固定在拖架、壁面（未示）等的一特定位置 上。 在此操作裝置1中，首先，當第二振動元件6B藉外 方傳導電路（未示）的高頻率交流電流的施加而振動時， 第二被接觸元件51B因受到第二振動元件6B第二接觸部 66B的撞擊而旋轉。之後，第一框架4A與第二被接觸元 件5 1B —起環繞軸52B旋轉，進而使從動元件5旋轉移 位。此外，從動元件5獨立的沿在第一框架4 A內的第一 軸5 2 A旋轉移位，進而改變從動元件5的偏斜角度（圖 5 )。第一軸52A (即從動元件5的旋轉軸線）是垂直於 第二軸52B (即第一框架4A的旋轉軸線）。此外，操作 裝置1可藉使從動元件5環繞第一軸52A及/或第二軸 5 2B旋轉而任意的改變從動元件5的成像方向。 此情形中’精於本藝之人士可將上述各實施例中操作 裝置1的從動元件5、框架4及振動元件6之間的關係加 以修飾後，套用在第一框架4A、第二框架4B及第一及第 二振動元件6A、6B上。圖35顯示圖33所示操作裝置一 修飾例的剖面圖。第八實施例的操作裝置丨的修飾例（圖 24 )經套用在圖3 5中。因此，一減速機構可設於第一框 架4A及第二振動元件6B之間。如此，乃可以巨大的轉 矩驅動第一框架4A。 (第十二實施例） -56 - 1271025 (54) Η 3 6顯不依據本發明第十二實施例的操作 的剖面圖。圖3 7係沿圖3 6所示操作裝置的£一 的剖面圖。該等圖式中，與上述各實施例的操作 構件相同的構件將以相同的標號標示，且相關的 再陳述。與第十一的實施例相較，在操作裝置i 被接觸元件51B安裝在第二框架4B上，而第二 ⑽安裝於第一框架4A上。有關此方面，在操作 的第一框架4A的構成是與第一實施例的操作裝彳 架相同。此外，從動元件5的構成、在第一框架 第一被接觸元件51 A及第一振動元件6A可採用 實施例所揭示者。在操作裝置1中，從動元件5 架4A係在可自由旋轉的狀態，而第二框架4B 拖架、壁面（未不）等的一特定位置上。 在此操作裝置1中，首先，當第二振動元件 方傳導電路（未示）的高頻率交流電流的施加而 藉第二接觸部66B重覆的衝擊在周面上的第二被 51B。由於第二被接觸元件51B係固定至第二框I 第二振動元件6B本身基於第二振動元件6B的 部66B及第二被接觸元件51B之間的摩擦接觸 用力移位。由於第二振動元件6B係固定至第一 fl 故第一框架4A與第二振動元件6B —起環繞第 旋轉移位。有關此方面，第二振動元件6B係配 框架4A的一特定位置上，使得在第一框架4A 軸5 2B旋轉時，第二接觸部66B及第二被接觸
裝置側面 E線截取 裝置1的 敘述將不 中，第二 振動元件 裝置1內 置1的框 4A內的 上述任~ 及第一框 係固定在 6B藉外 振動，以 接觸元件 與4B，故 第二接觸 而藉反作 Ϊ 架 4A， 二軸 52B 置在第·一 環繞第二 元件5 1 B -57- 1271025 (55) 之間的接觸不會脫離。此外，從動元件5獨立的沿在第一 框架4A內的第一軸52A旋轉移位，進而改變從動元件5 的偏斜角度（圖5 )。第一軸5 2 A (即從動元件5的旋轉 軸線）是垂直於第二軸52B (即第一框架4A的旋轉軸 線）。因此，操作裝置1可藉使從動元件5環繞第一軸 52A及/或第二軸52B旋轉而任意的改變從動元件5的成 像方向。 (第十三實施例） 圖3 8顯示依據本發明第十三實施例的操作裝置側面 的剖面圖。圖3 9係沿圖3 8所示操作裝置的F— F線截取 的剖面圖。該等圖式中，與上述各實施例的操作裝置1的 構件相同的構件將以相同的標號標示，且相關的敘述將不 再陳述。與第十二的實施例相較，在操作裝置1中，第二 振動元件6B撞擊第二框架4B的一周面。易言之，在操 作裝置1中，第二振動元件6B安裝於第二框架4B的一 底面上’使得第二振動元件6 B的第二接觸部6 6 B沿第二 框架4B的徑向方向，自第二軸52B面向外。此外，第二 框架4B的一內壁面與第二被接觸元件51B相對應，且第 二振動元件6B係與第二框架4B的該內壁面成摩擦接 觸。 在此操作裝置1中，首先，當第二振動元件6B藉外 方傳導電路（未示）的高頻率交流電流的施加而振動，以 藉第二振動元件6B的第二接觸部66B重覆的衝擊第二被 -58- 1271025 (56) 框 本 觸 而 第 配 4 A 觸 的 從 件 的 第 面 取 的 不 減 第 接觸元件51B (即第二框架4B的內壁面）。由於第二 架4B係相對於第一框架4A固定，故第二振動元件6B 身基於第二振動元件6B的第二接觸部66B及第二被接 元件5 1 B (即第二框架4 B的內壁面）之間的摩擦接觸 藉其反作用力移位。由於第二振動元件6B係固定至第 框架4A，故第一框架4A與第二振動元件6B —起環繞 二軸52B旋轉移位。有關此方面，第二振動元件6B係 置在第一框架4A的一特定位置上，使得在第一框架 環繞第二軸52B旋轉時，第二接觸部66B及第二被接 元件5 1 B之間的接觸不會脫離。此外，從動元件5獨立 沿在第一框架4A內的第一軸52A旋轉移位，進而改變 動元件5的偏斜角度（圖5 )。第一軸5 2 A (即從動元 5的旋轉軸線）是垂直於第二軸5 2 B (即第一框架4 A 旋轉軸線）。因此，操作裝置1可藉使從動元件5環繞 一軸52A及/或第二軸52B旋轉而任意的改變從動元件 的成像方向。 (第十四實施例） 圖4 0顯示依據本發明第十四實施例的操作裝置側 的剖面圖。圖4 1係沿圖40所示操作裝置的G一 g線截 的剖面圖。該等圖式中，與上述各實施例的操作裝置1 構件相同的構件將以相同的標號標示，且相關的敘述將 再陳述。與第十三的實施例相較，在操作裝置1中，一 速機構設於第二振動元件6 B及第二框架4 B之間。與 -59- 1271025 (57) 十三實施例相同的，在操作裝置1中，第二振動， 固定的安裝於第二框架4B的一底面上，使得第二 件6B的第二接觸部66B沿第二框架4B的徑向方 第二軸52B面向外。此外，第二被接觸元件及一名 藉一軸59安裝至第二框架4B的一底面上。第二被 件5 1B及齒輪58設於相同的軸線上，且相互固定 軸5 9係一旋轉軸線。第二振動元件6 B的第二接觸 與第二被接觸元件51B的一周面成摩擦接觸。另一 齒槽510設於第二框架4B的內壁面上。齒輪58係 與該等齒槽相嚙合。 在此操作裝置1中，首先，第二振動元件6B 傳導電路（未示）的高頻率交流電流的施加而振動 第二振動元件6B的第二接觸部66B重覆的衝擊第 觸元件5 1 B。之後，第二被接觸元件5 1 B環繞軸 轉，且齒輪58與第二被接觸元件51B —起旋轉。 形中，由於齒輪5 8係與該等齒槽5 1 0相嚙合， 51〇設置其上的第二框架4B是固定的，故齒輪58 藉其反作用力進給，而整體的第一框架4A係環繞 52B旋轉移位。有關此方面，齒輪58係配置在第 4A底部的一特定位置上，使得在第一框架4A環繞 52B旋轉時，齒輪58及齒槽51〇之間的接觸不會 此外’從動元件5獨立的沿在第一框架4A內的 52A旋轉移位，進而改變從動元件5的偏斜角 5 )。第一軸52A (即從動元件5的旋轉軸線）是 己件6B 振動元 向，自 齒輪5 8 接觸元 ，使得 咅 6 6 B 方面， 配置成 藉外方 ，以藉 二被接 59旋 在此情 且齒槽 本身係 第二軸 一框架 第二軸 脫離。 第一軸 度（圖 垂直於 -60- 1271025 (58) 第二軸5 2 B (即第一框架4 A的旋轉軸線）。因此，操作 裝置1可藉使從動元件5環繞第一軸52A及/或第二軸 5 2B旋轉而任意的改變從動元件5的成像方向。 (第十五實施例） 圖4 3 ‘顯示依據本發明第十五實施例的操作裝置側面 的剖面圖。該圖式中，與上述各實施例的操作裝置1的構 件相同的構件將以相同的標號標示，且相關的敘述將不再 陳述。與第一實施例相較，在操作裝置1中，設有一彈簧 片（彈性構件）7充當推動裝置，藉推動從動元件5，而 將從動元件5的被接觸元件5 1推向振動元件6的接觸部 66 〇 從動元件5藉軸52、52支撐在框架4內，以便可環 繞軸5 2、5 2旋轉，及沿軸5 2的一軸向方向移位。此外， 一設於振動元件6接觸部66的一側的軸52，通過框架4 伸突向框架4外側。一板狀被接觸元件5 1形成於從動元 件5的一端部上。振動元件6的接觸部66在從動元件5 的下側，鄰接從動元件5。由圖4 3的操作裝置1 一側 (即由軸52的軸向方向）觀察時，被接觸元件51具有一 大致半圓形結構。 振動元件6是靠近框架4的底面44設置。由於振動 元件6具有一薄板狀結構，故此結構是較佳者。此外，振 動元件6係配置成使得其一縱向方向是面向軸5 2的軸向 方向，且接觸部66係與位在被接觸元件5 1右側的一表面 -61 - 1271025 (59) 5 1 2成摩擦接觸。 彈簧片7固定的設於框架4的外壁面43上，此外壁 面43是位在面對振動元件6接觸部66的一側，使得彈簧 片7的底端側可藉一螺栓（固定構件）14固定於框架4 上。彈簧片7係配置成其一尖端部緊靠定位在面向振動元 件6接觸部66的一側上的軸52的尖端部（伸突部） 5 2 1，因此使彈簧片7的相對應部分彈性變形（即彈簧片 7彎曲）。從動元件5的軸5 2藉彈簧片7的彈力（恢復 力）被推向被接觸元件51移近振動元件6接觸部6 6的方 向（圖43的向上方向）。即是，從動元件5(被接觸元 件5 1 )藉彈簧片7的彈力抵壓向圖4 3的向上方向，因 此，被接觸元件5 1的表面5 1 2係與振動元件6的接觸部 66成推動接觸。 此外，與上述第五實施例的操作裝置1相同，一對具 有彈性的臂部6 8、6 8 —體的形成於振動板6的補強板63 上。 在此操作裝置1中，振動元件6藉外方傳導電路（未 示）的高頻率交流電流的施加而振動，以藉振動元件6的 接觸部66衝擊被接觸元件5 1。之後，被接觸元件5 1與 從動元件5 —起環繞軸5 2旋轉移位。因此，光學系統2 的成像方向可改變成從動元件5的旋轉方向。 依據此操作裝置1，可藉一簡單結構（及簡單方法） 推動被接觸元件5 1的表面5 1 2朝向振動元件6的接觸部 66。由於被接觸元件51的表面512被推向振動元件6的 -62- 1271025 (60) 接觸部6 6，故可得較強的轉矩（驅動力）。因此，可確 實的旋轉移位從動元件5。此外，可防止從動元件5的徑 向抖動。如此乃可平順的旋轉移位從動元件5。此外，可 獲得與前述第五實施例相同的效果。 此實施例的操作裝置1係構製成使得從動元件5沿一 軸線（即是軸5 2 )旋轉，但本發明並不侷限於此結構。 例如，藉使用相同的構成及原理，操作裝置1可構製成使 得從動兀件5沿兩方向互不相同、尤指兩相互成直角的軸 線旋轉。 如上述，雖然本發明的操作裝置及電氣儀器是參照附 圖的較佳實施例來說明，但本發明不應侷限於該等實施 例。本藝之人士可對上述實施例進行修飾、增加或刪減， 但此等作爲仍應視爲在本發明之精神及範疇內。 此外，本發明可藉將各實施例中的任何兩構成加以組 合而得。 【圖式簡單說明】 圖1顯示依據本發明第一實施例的操作裝置的透視 圖。 圖2顯示圖1的操作裝置的平面圖。 圖3係沿圖2的B— B線截取的剖面圖。 圖4顯不圖1的光學系統及從動元件的剖面圖。 圖5槪示第一實施例的操作裝置的一動作。 圖6顯示圖1的振動元件的透視圖。 -63- 1271025 (61) 圖7槪示圖6的振動元件的一動作。 圖8槪示圖6的振動元件的一動作。 圖9顯示振動元件的傳導電路方塊圖。 ® 1 0顯示依據本發明第二實施例的操作裝置的振動 元件之透視圖。 圖1 1顯示依據本發明第二實施例的操作裝置的電路 方塊圖。 W 1 2顯示依據本發明第三實施例的操作裝置的振動 元件之透視圖。 圖1 3顯示圖1 2振動元件的振動狀態的平面圖。 圖1 4顯示圖〗2振動元件的振動狀態的平面圖。 圖1 5顯示振動元件一修飾例的透視圖。 圖ϊ ό顯示圖〗5振動元件的振動狀態的平面圖。 圖1 7是顯示振動元件的電氣特性的圖表。 圖I 顯示依據本發明第四實施例的操作裝置的平面 圖。 圖1 9顯示圖1 8的振動元件之一修飾例的透視圖。 圖20顯示振動元件一修飾例的透視圖。 圖2 1顯示振動元件一修飾例的透視圖。 圖2 2顯示依據本發明第五實施例的超音波馬達的平 面圖。 圖2 3顯示依據本發明第七實施例的操作裝置一主要 部分的剖面圖。 圖2 4顯示依據本發明第八實施例的操作裝置一主要 •64- 1271025 (62) 部分的剖面圖。 圖25槪示圖24的操作裝置的一動作。 圖2 6顯示依據本發明第九實施例的操作裝置透視 圖。 圖27顯不圖26所不操作裝置的平面圖。 圖2 8係沿圖2 7所示操作裝置的B — B線截取的剖面 圖。 圖2 9顯示圖2 6所示操作裝置一修飾例的剖面圖。 圖30顯示依據本發明第十實施例的操作裝置底平面 圖。 圖3 1係沿圖3 0所示操作裝置的c— c線截取的剖面 圖。 圖3 2槪示圖3 0的操作裝置的一動作。 圖3 3顯示依據本發明第十一實施例的操作裝置側面 的剖面圖。 圖34係沿圖33所示操作裝置的D_ D線截取的剖面 圖。 ° 〜、示圖3 3所示操作裝 ® 36顯不依據 的剖面圖 十 實施例的操作| _ 圖 # ^ ® 3 6所示操作裝置的E— E線截 面 面 的剖面圖 夂不依據本發明 -65- 1271025 (63) 圖3 9係沿圖3 g @ 一 U 38所不操作裝置的F- F線截取的剖面 圖。 圖40顯示依_ 议璩本發明第十四實施例的操作裝置側面 的剖面圖。 圖4 1係^口圖40所示操作裝置的G- G線截取的剖面 圖。 圖42顯不圖4〇所示操作裝置一修飾例的剖面圖。 B 43顯示依據本發明第十五實施例的操作裝置側面 的剖面圖。 要 元件對照表] 1 操作裝置 2 光學系統 4 框架 4A 第一框架 4B 第二框架 5 從動元件 6 振動元件 6A 第一振動元件 6B 第二振動元件 7 彈簧片 8 驅動電路 9 開關 13 螺栓 -66 - 1271025 (64) 1 3B 第二螺栓 14 螺栓 16 開關 20 傳導裝置/傳導電路 2 1 透鏡 22 成像元件 4 1 伸突部 42 內壁面 43 外壁面 44 框架的底面 5 1 被接觸兀件 5 1 A 第一被接觸元件 5 1 B 第二被接觸元件 52 軸 52A 軸 52B 軸 53 小齒輪 54 大齒輪 55 軸 56 齒槽 57 齒輪 5 8 齒輪 59 軸 61a-6 1 e 電極 -67- 1271025 (65) 6 5 a - 6 5 e 電極 62 壓電元件 63 補強板 64 壓電元件 6 5 a - 6 5 d 電極 66 接觸部 66B 第二接觸部66B 68 臂部 68B 第二臂部 8 1 振盪電路 82 放大電路 83 旋轉量控制電路 9 1 開關部分 92 開關部分 93 終端 94 終端 95 終端 96 終端 97 終端 98 終端 16 1 開關部分 162 開關部分 163-168 終端 5 10 齒槽 -68- 1271025 (66) 5 11 外 周 面 5 12 被 接 觸元件的表面 52 1 尖 端 部 68 1 孔
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