JP2014023230A

JP2014023230A - Vibration actuator, lens barrel, camera, and method for driving vibration actuator

Info

Publication number: JP2014023230A
Application number: JP2012158279A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Kuwano; 邦宏桑野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2014-02-03

Abstract

【課題】駆動ノイズの低減を可能とする振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明の振動アクチュエータ３０は、駆動信号が印加された第１電機機械変換素子１１２の振動により駆動力を発生する振動子１１０と、前記振動子１１０に加圧接触され、前記駆動力によって、前記振動子１１０に対して相対移動する相対移動部材１２０と、前記振動子１１０と前記相対移動部材１２０とを加圧接触させる加圧部１４０と、振動アクチュエータ３０の駆動状態に応じて、前記加圧部１４０の加圧力を変更する加圧力制御部２０１と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３A vibration actuator, a lens barrel, a camera, and a driving method of the vibration actuator capable of reducing drive noise are provided.
A vibration actuator 30 according to the present invention includes a vibrator 110 that generates a driving force by vibration of a first electromechanical transducer element 112 to which a drive signal is applied, and is in pressure contact with the vibrator 110 to drive the drive. Depending on the driving state of the vibration actuator 30, the relative movement member 120 that moves relative to the vibrator 110 by force, the pressurizing unit 140 that pressurizes and contacts the vibrator 110 and the relative movement member 120, And a pressurizing control unit 201 that changes the pressurizing force of the pressurizing unit 140.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a vibration actuator, a lens barrel, a camera, and a driving method of the vibration actuator.

従来、カメラのレンズ鏡筒を駆動する駆動モータとして、駆動信号により振動する振動子によって相対移動部材を駆動し、駆動力を取り出す振動アクチュエータが知られている。このような振動アクチュエータは、圧電体の伸縮を利用して弾性体の駆動面１１１ｄに進行性振動波（以下、進行波と略する）を発生させて駆動面１１１ｄに楕円運動を生じさせ、楕円運動の波頭に加圧接触した相対移動部材を移動駆動する。 Conventionally, as a drive motor for driving a lens barrel of a camera, a vibration actuator that drives a relative movement member by a vibrator that vibrates in accordance with a drive signal and extracts a drive force is known. Such a vibration actuator generates a progressive vibration wave (hereinafter abbreviated as a traveling wave) on the elastic drive surface 111d using the expansion and contraction of the piezoelectric body to cause an elliptical motion on the drive surface 111d. The relative movement member in pressure contact with the wave front of the movement is driven to move.

ここで、振動アクチュエータにおける速度（回転数）の制御は、周波数、印加電圧の位相差または振幅といったパラメータのいずれかを変更することで行われる。また、相対移動部材と振動子との間は、加圧部材で加圧されている（特許文献１参照）。 Here, the speed (number of rotations) of the vibration actuator is controlled by changing any of parameters such as frequency, phase difference or amplitude of applied voltage. Further, a pressure member pressurizes between the relative movement member and the vibrator (see Patent Document 1).

特開２００２−１０１６７６号公報JP 2002-101676 A

一方、デジタルカメラ等では動画を音声と共に記録（動画撮影）可能なものが増えている。動画撮影の際にオートフォーカス駆動やズーム駆動等レンズを駆動する振動アクチュエータの駆動音が記録されると、音声品質を損なう。このため、振動アクチュエータの駆動ノイズの低減が求められている。 On the other hand, an increasing number of digital cameras and the like can record a moving image together with sound (moving image shooting). If a driving sound of a vibration actuator that drives a lens such as autofocus driving or zoom driving is recorded during moving image shooting, the sound quality is impaired. For this reason, reduction of drive noise of the vibration actuator is required.

本発明の課題は、駆動ノイズの低減を可能とする振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの駆動方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a vibration actuator, a lens barrel, a camera, and a driving method of the vibration actuator that can reduce drive noise.

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.

請求項１に記載の発明は、振動アクチュエータ（３０）であって、駆動信号が印加された第１電機機械変換素子（１１２）の振動により駆動力を発生する振動子（１１０）と、前記振動子（１１０）に加圧接触され、前記駆動力によって、前記振動子（１１０）に対して相対移動する相対移動部材（１２０）と、前記振動子（１１０）と前記相対移動部材（１２０）とを加圧接触させる加圧部（１４０）と、振動アクチュエータ（３０）の駆動状態に応じて、前記加圧部（１４０）の加圧力を変更する加圧力制御部（２０１）と、を備えることを特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータ（３０）であって、前記加圧力制御部（２０１）は、前記相対移動部材（１２０）の相対移動の開始の際には、前記加圧力を第１圧力とし、前記相対移動部材（１２０）が起動したら、前記加圧力を前記第１圧力から、該第１圧力よりも低い第２圧力とすることを特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の振動アクチュエータ（３０）であって、更に、前記第１電機機械変換素子（１１２）に印加する駆動信号における、前記相対移動部材（１２０）の速度変更要素の制御を行なう速度制御部（２０１）を備え、前記振動アクチュエータ（３０）の起動時において、前記加圧力制御部（２０１）は、前記加圧力を、前記相対移動の開始に伴って前記振動子（１１０）と前記相対移動部材（１２０）との間で発生する突発音が抑制される前記第１圧力とし、前記速度制御部（２０１）は、前記速度変更要素を、前記相対移動の速度が、前記相対移動中に前記振動子（１１０）と前記相対移動部材（１２０）との間で発生する可聴音が抑制される第１速度となるように調整し、前記加圧力制御部（２０１）は、前記相対移動部材（１２０）が起動したら、前記加圧力を前記第１圧力から漸次低減させて前記第２圧力とし、前記速度制御部（２０１）は、前記速度変更要素の値を調整して前記相対移動部材（１２０）を加速することを特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の振動アクチュエータ（３０）において、前記振動アクチュエータ（３０）の停止時において、前記速度制御部（２０１）は、前記速度変更要素を、前記相対移動の速度が前記第１速度に減速されるように調整し、前記加圧力制御部（２０１）は、前記加圧力を前記第２圧力から上昇させて前記相対移動部材（１２０）を停止させること、を特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項５に記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（３０）であって、前記加圧力制御部（２０１）は、前記相対移動部材（１２０）の速度が所定速度より高速の場合、前記加圧力を、前記第２圧力よりも低い第３圧力とすること、を特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項６に記載の発明は、請求項３から５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（３０）であって、前記速度変更要素は、前記駆動信号の駆動周波数であること、を特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項７に記載の発明は、請求項３から５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（３０）であって、前記速度変更要素は、前記駆動信号の電圧であること、を特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項８に記載の発明は、請求項３から５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（３０）であって、前記駆動信号は、互いに位相の異なる２つの信号であり、前記速度変更要素は、該２つの信号の位相差であること、を特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（３０）であって、前記加圧力制御部（２０１）は、第２電気機械変換素子（１４２）を含み、該第２電気機械変換素子（１４２）に印加する駆動信号の電圧を調整することで、前記加圧力を調整すること、を特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（３０）を備えるレンズ鏡筒（２０）である。
請求項１１に記載の発明は、請求項１から９のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（３０）を備えるカメラ（１）である。
請求項１２に記載の発明は、駆動信号が印加された第１電機機械変換素子（１１２）の振動により駆動力を発生する振動子（１１０）と、前記振動子（１１０）に加圧接触され、前記駆動力によって、前記振動子（１１０）に対して相対移動する相対移動部材（１２０）と、前記振動子（１１０）と前記相対移動部材（１２０）とを加圧接触させる加圧部（１４０）と、振動アクチュエータ（３０）の駆動状態に応じて、前記加圧部（１４０）の加圧力を変更する加圧力制御部（２０１）と、前記第１電機機械変換素子（１１２）に印加する駆動信号における、前記相対移動部材（１２０）の速度変更要素の制御を行なう速度制御部（２０１）と、を備える振動アクチュエータ（３０）の駆動方法であって、前記振動アクチュエータ（３０）の起動時において、前記加圧力制御部（２０１）は、前記加圧力を、前記相対移動の開始に伴って前記振動子（１１０）と前記相対移動部材（１２０）との間で発生する突発音が抑制される第１圧力とし、前記速度制御部（２０１）は、前記速度変更要素を、前記相対移動の速度が、前記相対移動中に前記振動子（１１０）と前記相対移動部材（１２０）との間で発生する可聴音が抑制される第１速度となるように調整し、前記相対移動部材（１２０）が起動したら、前記加圧力制御部（２０１）は、前記加圧力を前記第１圧力から漸次低減させて第２圧力とし、前記速度制御部（２０１）は、前記速度変更要素の値を調整して前記相対移動部材（１２０）を加速することを特徴とする振動アクチュエータ（３０）の駆動方法である。 The invention according to claim 1 is the vibration actuator (30), the vibrator (110) generating a driving force by the vibration of the first electromechanical transducer (112) to which the drive signal is applied, and the vibration A relative movement member (120) which is brought into pressure contact with the child (110) and moves relative to the vibrator (110) by the driving force; the vibrator (110) and the relative movement member (120); A pressurizing unit (140) that pressurizes and pressurizes, and a pressurizing control unit (201) that changes the pressurizing force of the pressurizing unit (140) according to the driving state of the vibration actuator (30). This is a vibration actuator (30).
The invention according to claim 2 is the vibration actuator (30) according to claim 1, wherein the pressure controller (201) is configured to start relative movement of the relative movement member (120). The vibration actuator is characterized in that the applied pressure is a first pressure, and when the relative movement member (120) is activated, the applied pressure is changed from the first pressure to a second pressure lower than the first pressure. (30).
The invention according to claim 3 is the vibration actuator (30) according to claim 2, wherein the relative movement member (120) in a drive signal applied to the first electromechanical transducer element (112) is further provided. A speed control unit (201) for controlling the speed change element, and when the vibration actuator (30) is activated, the pressurizing force control unit (201) causes the pressurizing force to be increased with the start of the relative movement. The first pressure that suppresses sudden sound generated between the vibrator (110) and the relative movement member (120) is used, and the speed control unit (201) sets the speed change element as the relative pressure. The speed of movement is adjusted to be a first speed at which an audible sound generated between the vibrator (110) and the relative movement member (120) during the relative movement is suppressed, and the pressure control is performed. Part (201) When the relative movement member (120) is activated, the applied pressure is gradually reduced from the first pressure to the second pressure, and the speed control unit (201) adjusts the value of the speed changing element. The vibration actuator (30) is characterized by accelerating the relative movement member (120).
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration actuator (30) according to the third aspect, when the vibration actuator (30) is stopped, the speed control unit (201) The moving speed is adjusted to be reduced to the first speed, and the pressure control unit (201) raises the pressure from the second pressure to stop the relative movement member (120). The vibration actuator (30) characterized by the above.
A fifth aspect of the present invention is the vibration actuator (30) according to any one of the second to fourth aspects, wherein the pressure control unit (201) is a speed of the relative movement member (120). The vibration actuator (30) is characterized in that when the pressure is higher than a predetermined speed, the pressure is set to a third pressure lower than the second pressure.
A sixth aspect of the present invention is the vibration actuator (30) according to any one of the third to fifth aspects, wherein the speed changing element is a drive frequency of the drive signal. Vibration actuator (30).
The invention according to claim 7 is the vibration actuator (30) according to any one of claims 3 to 5, wherein the speed changing element is a voltage of the drive signal. It is a vibration actuator (30).
The invention according to claim 8 is the vibration actuator (30) according to any one of claims 3 to 5, wherein the drive signal is two signals having different phases, and the speed changing element Is a vibration actuator (30) characterized by the phase difference between the two signals.
The invention according to claim 9 is the vibration actuator (30) according to any one of claims 1 to 8, wherein the pressure controller (201) is the second electromechanical transducer (142). The vibration actuator (30) is characterized in that the applied pressure is adjusted by adjusting a voltage of a drive signal applied to the second electromechanical transducer (142).
A tenth aspect of the present invention is a lens barrel (20) including the vibration actuator (30) according to any one of the first to ninth aspects.
The invention described in claim 11 is a camera (1) including the vibration actuator (30) according to any one of claims 1 to 9.
The invention according to claim 12 is in pressure contact with the vibrator (110) that generates a driving force by the vibration of the first electromechanical transducer (112) to which the drive signal is applied, and the vibrator (110). The relative moving member (120) that moves relative to the vibrator (110) by the driving force, and the pressurizing unit that pressurizes and contacts the vibrator (110) and the relative moving member (120). 140), a pressurizing control unit (201) that changes the pressurizing force of the pressurizing unit (140) according to the driving state of the vibration actuator (30), and the first electromechanical transducer (112). A vibration control unit (201) for controlling a speed change element of the relative movement member (120) in a drive signal to be driven, wherein the vibration actuator (30) At the time of activation, the pressure control unit (201) generates a sudden sound generated between the vibrator (110) and the relative movement member (120) with the start of the relative movement. The first pressure to be suppressed, the speed control unit (201), the speed changing element, the speed of the relative movement, the vibrator (110) and the relative movement member (120) during the relative movement When the relative movement member (120) is activated, the applied pressure control unit (201) converts the applied pressure to the first pressure. Of the vibration actuator (30), wherein the speed controller (201) adjusts the value of the speed change element to accelerate the relative movement member (120). It is a driving method.

本発明によれば、駆動ノイズの低減を可能とする振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの駆動方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a vibration actuator, a lens barrel, a camera, and a driving method of the vibration actuator that can reduce drive noise.

本発明の実施の形態に係る超音波モータを適用したカメラのブロック構成図である。It is a block block diagram of the camera to which the ultrasonic motor which concerns on embodiment of this invention is applied. 超音波モータにおけるモータ本体の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the motor main body in an ultrasonic motor. 超音波モータのブロック構成図である。It is a block block diagram of an ultrasonic motor. 移動子の回転速度と、駆動信号の周波数との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the rotational speed of a needle | mover, and the frequency of a drive signal. モータ制御部によるモータ本体の回転制御のフローチャートである。It is a flowchart of rotation control of the motor main body by a motor control part. 時間軸に沿う回転制御の説明図である。It is explanatory drawing of the rotation control along a time axis. 本発明を適用した円環状の超音波モータを例示する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which illustrates the annular | circular shaped ultrasonic motor to which this invention is applied.

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態を適用した光学装置としてのカメラ１の構成図である。
カメラ１は、カメラボディ１０と、レンズ鏡筒２０とを備えている。レンズ鏡筒２０は、カメラボディ１０に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒２０が交換可能な例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディとレンズ鏡筒が一体型のカメラであってもよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a camera 1 as an optical apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.
The camera 1 includes a camera body 10 and a lens barrel 20. The lens barrel 20 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 10. In the present embodiment, an example in which the lens barrel 20 is replaceable is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, the camera body and the lens barrel may be an integrated camera.

カメラボディ１０は、撮像素子１１と、制御装置１２と、ＡＦセンサ１３等を備えている。
撮像素子１１は、レンズ鏡筒２０によってその撮像面に結像された画像を電気信号に変換して出力する、たとえば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子である。
制御装置１２は、レンズ鏡筒２０におけるフォーカス群の移動量演算や、当該カメラ１全体の制御を行う。
ＡＦセンサ１３は、焦点検出を行うためのたとえばＣＣＤラインセンサ等である。 The camera body 10 includes an image sensor 11, a control device 12, an AF sensor 13, and the like.
The imaging element 11 is a photoelectric conversion element such as a CCD or CMOS, for example, which converts an image formed on the imaging surface by the lens barrel 20 into an electrical signal and outputs the electrical signal.
The control device 12 calculates the movement amount of the focus group in the lens barrel 20 and controls the entire camera 1.
The AF sensor 13 is, for example, a CCD line sensor or the like for performing focus detection.

レンズ鏡筒２０は、合焦レンズ２１を含む図示しないレンズ群からなる結像光学系と、内設された合焦レンズ２１を移動操作するカム筒２２と、カム筒２２を回転駆動する超音波モータ３０と、合焦レンズ２１の位置や速度を検出する検出部２３と、を備えている。 The lens barrel 20 includes an imaging optical system including a lens group (not shown) including a focusing lens 21, a cam barrel 22 that moves the focusing lens 21 provided therein, and an ultrasonic wave that rotationally drives the cam barrel 22. A motor 30 and a detection unit 23 that detects the position and speed of the focusing lens 21 are provided.

超音波モータ３０は、合焦レンズ２１を駆動する駆動源である。超音波モータ３０の回転力はアイドルギア２４を介してカム筒２２に伝えられ、カム筒２２は回転によって内設された合焦レンズ２１を移動駆動するようになっている。この超音波モータ３０は、カメラ１の制御装置１２から入力される合焦指令に基づいて駆動する。この超音波モータ３０については、後に詳述する。 The ultrasonic motor 30 is a drive source that drives the focusing lens 21. The rotational force of the ultrasonic motor 30 is transmitted to the cam cylinder 22 via the idle gear 24, and the cam cylinder 22 moves and drives the focusing lens 21 provided therein by rotation. The ultrasonic motor 30 is driven based on a focusing command input from the control device 12 of the camera 1. The ultrasonic motor 30 will be described in detail later.

検出部２３は、光学式エンコーダや磁気エンコーダ等により構成され、合焦レンズ２１の位置や速度を検出する。本実施例では、カム筒２２の位置や速度を検出することにより、合焦レンズ２１の位置や速度を検出している。 The detection unit 23 includes an optical encoder, a magnetic encoder, and the like, and detects the position and speed of the focusing lens 21. In this embodiment, the position and speed of the focusing lens 21 are detected by detecting the position and speed of the cam cylinder 22.

そして、上記のように構成されたカメラ１は、レンズ鏡筒２０における合焦レンズ２１を含む結像光学系によって、カメラボディ１０における撮像素子１１の撮像面に被写体像が結像される。そして、撮像素子１１によって、結像された被写体像が電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ変換および画像処理して画像データを得る（撮影する）。
これらカメラ１における撮影に係る一連の動作は、カメラボディ１０が備える制御装置１２によって制御される。また、制御装置１２は、撮影時においては、ＡＦセンサ１３の検知情報に基づいてレンズ鏡筒２０の超音波モータ３０を駆動させ、焦点調節を行う。 In the camera 1 configured as described above, a subject image is formed on the imaging surface of the imaging element 11 in the camera body 10 by the imaging optical system including the focusing lens 21 in the lens barrel 20. Then, the imaged subject image is converted into an electrical signal by the image sensor 11, and the signal is A / D converted and image processed to obtain (photograph) image data.
A series of operations related to photographing in the camera 1 is controlled by a control device 12 included in the camera body 10. Further, at the time of shooting, the control device 12 drives the ultrasonic motor 30 of the lens barrel 20 based on the detection information of the AF sensor 13 to perform focus adjustment.

つぎに、図２および図３を参照して、超音波モータ３０について詳細に説明する。
図２は、超音波モータ３０におけるモータ本体１００の縦断面図である。図３は、超音波モータ３０のブロック構成図である。
超音波モータ３０は、モータ本体１００と、駆動回路２００と、により構成されている。
モータ本体１００は、振動子１１０、移動子１２０、出力軸１３０、加圧部１４０、出力ギア１５０等を備え、振動子１１０側を固定とし、移動子１２０を回転駆動する形態となっている。 Next, the ultrasonic motor 30 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the motor body 100 in the ultrasonic motor 30. FIG. 3 is a block configuration diagram of the ultrasonic motor 30.
The ultrasonic motor 30 includes a motor main body 100 and a drive circuit 200.
The motor main body 100 includes a vibrator 110, a mover 120, an output shaft 130, a pressurizing unit 140, an output gear 150, and the like. The vibrator 110 side is fixed and the mover 120 is rotated.

振動子１１０は、弾性体１１１と、弾性体１１１に接合された圧電体（第１電気機械変換素子）１１２とを有する略円環形状の部材である。
弾性体１１１は、共振先鋭度が大きな金属材料によって形成され、その形状は、略円環形状である。この弾性体１１１は、櫛歯部１１１ａ、ベース部１１１ｂ、フランジ部１１１ｃを有する。 The vibrator 110 is a substantially annular member having an elastic body 111 and a piezoelectric body (first electromechanical transducer) 112 joined to the elastic body 111.
The elastic body 111 is formed of a metal material having a high resonance sharpness, and has a substantially annular shape. The elastic body 111 includes a comb tooth portion 111a, a base portion 111b, and a flange portion 111c.

櫛歯部１１１ａは、圧電体１１２が接合される面とは反対側の面に、複数の溝を切って形成され、この櫛歯部１１１ａの先端面は、移動子１２０に加圧接触され、移動子１２０を駆動する駆動面１１１ｄとなる。この駆動面１１１ｄには、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）メッキ等の潤滑性の表面処理が施されている。 The comb tooth portion 111a is formed by cutting a plurality of grooves on the surface opposite to the surface to which the piezoelectric body 112 is bonded, and the tip surface of the comb tooth portion 111a is in pressure contact with the moving element 120. It becomes the drive surface 111d which drives the slider 120. The drive surface 111d is subjected to a lubricious surface treatment such as Ni-P (nickel-phosphorus) plating.

ベース部１１１ｂは、弾性体１１１の周方向に連続した部分であり、ベース部１１１ｂの櫛歯部１１１ａとは反対側の面に、圧電体１１２が接合されている。
フランジ部１１１ｃは、弾性体１１１の内径方向に突出した鍔状の部分であり、ベース部１１１ｂの厚さ方向の中央に配置されている。このフランジ部１１１ｃにより、振動子１１０は、固定部材１０１に固定されている。 The base portion 111b is a portion that is continuous in the circumferential direction of the elastic body 111, and the piezoelectric body 112 is bonded to the surface of the base portion 111b opposite to the comb tooth portion 111a.
The flange portion 111c is a hook-like portion protruding in the inner diameter direction of the elastic body 111, and is disposed at the center of the base portion 111b in the thickness direction. The vibrator 110 is fixed to the fixing member 101 by the flange portion 111c.

圧電体１１２は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子であり、例えば、圧電素子や電歪素子等が用いられる。圧電体１１２は、弾性体１１１の周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）の電気信号が入力される範囲に分かれている。各相には、１／２波長毎に分極が交互となった要素が並べられており、Ａ相とＢ相との間には１／４波長分間隔があくようにしてある。 The piezoelectric body 112 is an electromechanical conversion element that converts electrical energy into mechanical energy. For example, a piezoelectric element or an electrostrictive element is used. The piezoelectric body 112 is divided into ranges in which electric signals of two phases (A phase and B phase) are input along the circumferential direction of the elastic body 111. In each phase, elements in which polarization is alternated every ½ wavelength are arranged, and an interval of ¼ wavelength is provided between the A phase and the B phase.

圧電体１１２には、その各相の電極に接続されたフレキシブルプリント基板１０２を介して後述する駆動回路２００から所定の電圧および周波数の駆動信号が供給されるようになっている。この駆動信号によって圧電体１１２が伸縮し、弾性体１１１の駆動面１１１ｄに進行波を生ずる。本実施例では、４波の進行波が発生する。 A drive signal having a predetermined voltage and frequency is supplied to the piezoelectric body 112 from a drive circuit 200 described later via the flexible printed circuit board 102 connected to the electrodes of the respective phases. Due to this drive signal, the piezoelectric body 112 expands and contracts, and a traveling wave is generated on the drive surface 111 d of the elastic body 111. In this embodiment, four traveling waves are generated.

移動子１２０は、アルミニウム等の軽金属によって形成され、弾性体１１１の駆動面１１１ｄに生じる進行波によって回転駆動される部材である。移動子１２０は、振動子１１０（弾性体１１１の駆動面１１１ｄ）と接触する摺動面１２０ａの表面に、耐磨耗性向上のためのアルマイト等の表面処理が施されている。 The mover 120 is a member that is made of a light metal such as aluminum and is rotationally driven by a traveling wave generated on the drive surface 111 d of the elastic body 111. In the moving element 120, the surface of the sliding surface 120 a that comes into contact with the vibrator 110 (the driving surface 111 d of the elastic body 111) is subjected to a surface treatment such as alumite for improving wear resistance.

出力軸１３０は、略円柱形状の部材である。出力軸１３０は、一方の端部がゴム部材１０３を介して移動子１２０に接しており、移動子１２０と一体に回転する様に設けられている。
ゴム部材１０３は、ゴムにより形成された略円環形状の部材である。このゴム部材１０３は、ゴムによる粘弾性で移動子１２０と出力軸１３０とを一体に回転可能とする機能と、移動子１２０からの振動を出力軸１３０へ伝えないように振動を吸収する機能とを有しており、ブチルゴム、シリコンゴム、プロピレンゴム等が用いられている。 The output shaft 130 is a substantially cylindrical member. The output shaft 130 is provided so that one end thereof is in contact with the moving element 120 via the rubber member 103 and rotates integrally with the moving element 120.
The rubber member 103 is a substantially ring-shaped member made of rubber. The rubber member 103 has a function of allowing the moving element 120 and the output shaft 130 to rotate integrally with rubber viscoelasticity, and a function of absorbing vibration so as not to transmit vibration from the moving element 120 to the output shaft 130. And butyl rubber, silicon rubber, propylene rubber and the like are used.

加圧部１４０は、コイルスプリング１４１と電気機械変換素子（第２電気機械変換素子）１４２とにより構成されており、後述する出力ギア１５０とベアリング受け１０４との間に配置されて振動子１１０と移動子１２０とを加圧接触させる加圧力を発生する。 The pressurizing unit 140 includes a coil spring 141 and an electromechanical conversion element (second electromechanical conversion element) 142, and is disposed between an output gear 150 and a bearing receiver 104, which will be described later. Pressure is applied to bring the moving element 120 into pressure contact.

コイルスプリング１４１は、出力軸１３０の軸方向に所定量圧縮変形した状態で、電気機械変換素子１４２と出力ギア１５０との間に配置されている。
電気機械変換素子１４２は、印加電圧に応じて変位するたとえば圧電デバイスであって、その変位方向を出力軸１３０の軸方向としてコイルスプリング１４１とベアリング受け１０４との間に配置されている。
この電気機械変換素子１４２は、回転開始時および回転停止時において、後述する駆動回路２００におけるモータ制御部２０１によって印加電圧が制御されて伸縮する。なお、電気機械変換素子１４２は、圧電デバイスに限らず静電力デバイスや磁力デバイス等を用いても良い。 The coil spring 141 is disposed between the electromechanical transducer 142 and the output gear 150 in a state where the coil spring 141 is compressed and deformed by a predetermined amount in the axial direction of the output shaft 130.
The electromechanical conversion element 142 is, for example, a piezoelectric device that is displaced according to an applied voltage, and is disposed between the coil spring 141 and the bearing receiver 104 with the displacement direction as the axial direction of the output shaft 130.
The electromechanical conversion element 142 expands and contracts when the rotation is started and when the rotation is stopped, and the applied voltage is controlled by a motor control unit 201 in the drive circuit 200 described later. The electromechanical transducer 142 is not limited to a piezoelectric device, and an electrostatic force device, a magnetic device, or the like may be used.

加圧部１４０は、出力ギア１５０とベアリング受け１０４とが、出力軸１３０の軸方向において互いに離れるように作用する。その力は出力ギア１５０，出力軸１３０およびゴム部材１０３を介して移動子１２０を振動子１１０に圧接させる加圧力となる。
なお、加圧部１４０の構成は、これに限定されるものではなく、たとえば、圧電素子のみでコイルスプリングを備えない構成であっても良い。 The pressure unit 140 acts so that the output gear 150 and the bearing receiver 104 are separated from each other in the axial direction of the output shaft 130. The force becomes a pressing force that presses the moving element 120 against the vibrator 110 via the output gear 150, the output shaft 130, and the rubber member 103.
In addition, the structure of the pressurizing part 140 is not limited to this, For example, the structure which is not provided with a coil spring only with a piezoelectric element may be sufficient.

出力ギア１５０は、出力軸１３０のＤカットに嵌まるように挿入され、Ｅリング等のストッパ１０６で固定され、回転方向及び軸方向に出力軸１３０と一体となるように設けられている。出力ギア１５０は、出力軸１３０の回転に伴って回転し、アイドルギア２４（図１参照）に駆動力を伝達する。
また、ベアリング受け１０４は、ベアリング１０５の内径側に配置され、ベアリング１０５は、固定部材１０１の内径側に配置された構造となっている。 The output gear 150 is inserted so as to fit in the D cut of the output shaft 130, is fixed by a stopper 106 such as an E ring, and is provided so as to be integrated with the output shaft 130 in the rotation direction and the axial direction. The output gear 150 rotates with the rotation of the output shaft 130 and transmits driving force to the idle gear 24 (see FIG. 1).
The bearing receiver 104 is disposed on the inner diameter side of the bearing 105, and the bearing 105 is disposed on the inner diameter side of the fixed member 101.

上記のように構成されたモータ本体１００は、加圧部１４０により発生された加圧力で、移動子１２０が振動子１１０の駆動面１１１ｄに加圧接触し、後述する駆動回路２００から振動子１１０に供給される駆動信号によって振動子１１０の櫛歯部１１１ａに生ずる進行波で回転駆動される。
そして、モータ本体１００は、この移動子１２０の回転を、ゴム部材１０３および出力軸１３０を介して出力ギア１５０から出力する。 In the motor main body 100 configured as described above, the moving element 120 comes into pressure contact with the drive surface 111d of the vibrator 110 with the pressure generated by the pressurizing unit 140, and the vibrator 110 from the drive circuit 200 described later. Is driven to rotate by a traveling wave generated in the comb-tooth portion 111a of the vibrator 110 by the drive signal supplied to.
The motor main body 100 outputs the rotation of the moving element 120 from the output gear 150 via the rubber member 103 and the output shaft 130.

移動子１２０の回転速度（すなわちモータ本体１００の出力回転数）は、駆動回路２００から供給される駆動信号の周波数の変更によって変化する。この駆動信号の周波数、電圧は、駆動回路２００のモータ制御部２０１によって制御される。つまり、モータ本体１００の回転速度は、駆動回路２００のモータ制御部２０１によって制御されるようになっている。
また、加圧部１４０による移動子１２０の振動子１１０への加圧力は、モータ制御部２０１によって制御される。この加圧力の制御については後述する。 The rotational speed of the moving element 120 (that is, the output rotational speed of the motor main body 100) varies depending on the change in the frequency of the drive signal supplied from the drive circuit 200. The frequency and voltage of the drive signal are controlled by the motor control unit 201 of the drive circuit 200. That is, the rotation speed of the motor main body 100 is controlled by the motor control unit 201 of the drive circuit 200.
Further, the pressure applied to the vibrator 110 of the moving element 120 by the pressurizing unit 140 is controlled by the motor control unit 201. The control of the pressing force will be described later.

つぎに、超音波モータ３０における駆動回路２００について説明する。
図３に示すように、駆動回路２００は、モータ制御部２０１と、発振部２０２と、移相部２０３と、増幅部２０４と、を備えている。 Next, the drive circuit 200 in the ultrasonic motor 30 will be described.
As illustrated in FIG. 3, the drive circuit 200 includes a motor control unit 201, an oscillation unit 202, a phase shift unit 203, and an amplification unit 204.

モータ制御部２０１は、レンズ鏡筒２０内又はカメラ１本体の制御装置１２からの駆動指令と、検出部２３による合焦レンズ２１の位置等と、に基づいて、モータ本体１００を回転制御する。
すなわち、モータ制御部２０１は、検出部２３からの位置検出信号と、制御装置１２から指令された目標位置情報と、に基づいて、モータ本体１００に出力する駆動信号の周波数を制御する。
さらに、モータ制御部２０１は、モータ本体１００の回転開始時および回転停止時、さらには通常駆動時において、加圧部１４０の圧電素子への印加電圧を変化させて移動子１２０の振動子１１０への加圧力を変化させ、これによって回転開始および回転停止を円滑に行わせる制御（以下、回転開始制御、回転停止制御と呼ぶ）を行う。 The motor control unit 201 controls the rotation of the motor main body 100 based on the drive command from the control device 12 in the lens barrel 20 or the camera 1 main body and the position of the focusing lens 21 by the detection unit 23.
That is, the motor control unit 201 controls the frequency of the drive signal output to the motor main body 100 based on the position detection signal from the detection unit 23 and the target position information commanded from the control device 12.
Further, the motor control unit 201 changes the voltage applied to the piezoelectric element of the pressurizing unit 140 to the vibrator 110 of the moving element 120 when the rotation of the motor main body 100 starts and stops, and further during normal driving. Thus, a control is performed to smoothly start and stop the rotation (hereinafter referred to as rotation start control and rotation stop control).

発振部２０２は、モータ制御部２０１の指令により、所定の周波数の駆動信号を発生する。この周波数は、モータ制御部２０１の指令によって可変である。
移相部２０３は、発振部２０２で発生した駆動信号を位相の異なる２つの駆動信号（Ａ相およびＢ相）に分ける。２つの駆動信号の位相差は本実施形態において９０度である。 The oscillating unit 202 generates a drive signal having a predetermined frequency in response to a command from the motor control unit 201. This frequency is variable according to a command from the motor control unit 201.
The phase shift unit 203 divides the drive signal generated by the oscillation unit 202 into two drive signals (A phase and B phase) having different phases. The phase difference between the two drive signals is 90 degrees in this embodiment.

増幅部２０４は、移相部２０３によって分けられた２つの駆動信号をＡ相増幅部２０４ＡとＢ相増幅部２０４Ｂとでそれぞれ所望の電圧に昇圧する。
増幅部２０４によって増幅された駆動信号は、モータ本体１００の圧電体１１２に印加される。 The amplification unit 204 boosts the two drive signals divided by the phase shift unit 203 to desired voltages by the A phase amplification unit 204A and the B phase amplification unit 204B, respectively.
The drive signal amplified by the amplifying unit 204 is applied to the piezoelectric body 112 of the motor body 100.

上記構成の駆動回路２００は、以下のようにモータ本体１００を駆動する。
カメラボディ１０における制御装置１２からモータ制御部２０１に合焦レンズ２１の移動目標位置が入力されると、モータ制御部２０１は、入力された目標位置と検出部２３から入力された合焦レンズ２１の位置情報とに基づいて、モータ本体１００の駆動量を演算する。
モータ制御部２０１は、発振部２０２から交流の駆動信号を発生させ、この駆動信号から移相部２０３が位相差のある駆動信号（Ａ相およびＢ相）を生成し、増幅部２０４によりそれぞれ所望の電圧に増幅する。 The drive circuit 200 configured as described above drives the motor body 100 as follows.
When the movement target position of the focusing lens 21 is input from the control device 12 in the camera body 10 to the motor control unit 201, the motor control unit 201 reads the input target position and the focusing lens 21 input from the detection unit 23. The driving amount of the motor main body 100 is calculated based on the position information.
The motor control unit 201 generates an AC drive signal from the oscillation unit 202, and the phase shift unit 203 generates a drive signal (A phase and B phase) having a phase difference from the drive signal. Amplify to the voltage of

２相の駆動信号は、モータ本体１００の圧電体１１２のそれぞれＡ相とＢ相とに印加される。
これにより、モータ本体１００は、圧電体１１２が励振されて弾性体１１１にＡ相とＢ相とで位置的な位相が１／４波長ずれた４次の曲げ振動が発生し、２つの曲げ振動は合成されて４波の進行波となる。進行波の波頭には楕円運動が生じ、この楕円運動によって、弾性体１１１の駆動面１１１ｄに加圧接触された移動子１２０を進行波の進行方向とは逆方向に摩擦駆動する。すなわち、移動子１２０が回転し、出力ギア１５０から回転力を出力する。 The two-phase drive signal is applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric body 112 of the motor main body 100, respectively.
As a result, the motor body 100 is excited by the piezoelectric body 112, and the elastic body 111 generates a fourth-order bending vibration in which the positional phase is shifted by a quarter wavelength between the A phase and the B phase. Are combined into four traveling waves. An elliptical motion is generated at the wavefront of the traveling wave, and the elliptical motion frictionally drives the movable element 120 in pressure contact with the driving surface 111d of the elastic body 111 in a direction opposite to the traveling direction of the traveling wave. That is, the mover 120 rotates and outputs a rotational force from the output gear 150.

移動子１２０の通常回転速度制御は、前述したように、モータ制御部２０１によって、駆動信号の周波数を変化させて行なう。
図４は、移動子１２０の回転速度と、駆動信号の周波数との関係の一例を示したグラフである。図示するように、駆動信号の周波数を変化させることで、回転速度が制御可能である。 As described above, the normal rotation speed control of the moving element 120 is performed by changing the frequency of the drive signal by the motor control unit 201.
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the rotational speed of the moving element 120 and the frequency of the drive signal. As shown in the figure, the rotational speed can be controlled by changing the frequency of the drive signal.

つぎに、図５および図６を参照して、モータ制御部２０１による回転開始停止制御について説明する。
図５は、モータ制御部２０１によるモータ本体１００の回転制御のフローチャートである。図６は、時間軸に沿う回転制御の説明図である。
以下、図５に示すフローチャートに沿ってモータ制御部２０１によるモータ本体１００の回転制御を説明する。なお、図中および以下の説明においてステップを「Ｓ」とも略記する。 Next, the rotation start / stop control by the motor control unit 201 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a flowchart of the rotation control of the motor main body 100 by the motor control unit 201. FIG. 6 is an explanatory diagram of rotation control along the time axis.
Hereinafter, the rotation control of the motor main body 100 by the motor control unit 201 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the drawings and the following description, step is also abbreviated as “S”.

まず、モータ制御部２０１によるモータ本体１００の回転制御の全体的流れについて説明する。
モータ制御部２０１は、モータ回転指令の入力（Ｓ５１０）によって回転開始制御（Ｓ５２０）を開始し、回転し始めると通常回転速度制御（Ｓ５３０）を行い、モータ停止指令の入力（Ｓ５４０）によって、回転停止制御を開始して回転を止める。 First, the overall flow of rotation control of the motor main body 100 by the motor control unit 201 will be described.
The motor control unit 201 starts the rotation start control (S520) by the input of the motor rotation command (S510), performs the normal rotation speed control (S530) when starting to rotate, and rotates by the input of the motor stop command (S540). Stop control is started and rotation is stopped.

（回転開始制御）
ステップ５２０の回転開始制御は、さらに以下のステップを含む。
まず、モータ制御部２０１は、モータ本体１００の加圧部１４０の電気機械変換素子１４２に電圧を印加して、振動子１１０（弾性体１１１）と移動子１２０との間において、電源投入時に突発音のならない第１圧力とする（Ｓ５２１）。
ここで、突発音とは、移動子１２０が振動子１１０（弾性体１１１）に対して移動を開始する際に、両者の間の摩擦によって生じる音である。この突発音は、両者の間の加圧力を大きくすることで、低減される。 (Rotation start control)
The rotation start control in step 520 further includes the following steps.
First, the motor control unit 201 applies a voltage to the electromechanical conversion element 142 of the pressurizing unit 140 of the motor body 100, and suddenly occurs between the vibrator 110 (elastic body 111) and the mover 120 when the power is turned on. The first pressure is set so that no sound is generated (S521).
Here, the sudden sound is a sound generated by friction between the moving element 120 and the vibrator 110 (the elastic body 111) when the moving element 120 starts moving. This sudden sound is reduced by increasing the pressure between the two.

ついで、モータ制御部２０１は、圧電体１１２に加える駆動信号の周波数を、移動子１２０の速度が、振動子１１０（弾性体）との当接によって生じる可聴音が発生しない下限速度となる周波数にする（Ｓ５２２）。
可聴音は、振動子１１０（弾性体）と移動子１２０とが相対回転する際に、こすれ等により発生する音である。一定速度以下になると発生しやすくなる。 Next, the motor control unit 201 sets the frequency of the drive signal applied to the piezoelectric body 112 to a frequency at which the speed of the moving element 120 becomes a lower limit speed at which no audible sound generated by contact with the vibrator 110 (elastic body) is generated. (S522).
The audible sound is a sound generated by rubbing or the like when the vibrator 110 (elastic body) and the moving element 120 rotate relative to each other. It tends to occur when the speed is below a certain level.

そして、加圧部１４０における電気機械変換素子１４２に印加する電圧を徐々に変化させて、通常駆動用の第２圧力となるまで、移動子１２０の振動子１１０への加圧力を漸減させる（Ｓ５２３）。通常駆動用の第２圧力とは、振動子１１０によって移動子１２０を効率よく円滑に駆動できる圧力である。第２圧力＜第１圧力、である。
移動子１２０の振動子１１０への加圧力を漸減させていくと、移動子１２０は回転を始める。
加圧部１４０が、第１圧力から第２圧力へ圧力を変化させるタイミングは、移動子１２０が起動したタイミングとする。移動子１２０が起動したタイミングとは、例えば、Ｓ５２２で駆動信号を入力後所定時間の経過後、移動子１２０が回転し始めてから所定の速度になった時、あるいは移動子が所定量回転した場合としてもよい。 Then, the voltage applied to the electromechanical conversion element 142 in the pressurizing unit 140 is gradually changed to gradually decrease the pressure applied to the vibrator 110 of the moving element 120 until the second pressure for normal driving is reached (S523). ). The normal driving second pressure is a pressure at which the moving element 120 can be driven efficiently and smoothly by the vibrator 110. Second pressure <first pressure.
As the pressure applied to the vibrator 110 by the slider 120 is gradually reduced, the slider 120 starts rotating.
The timing at which the pressure unit 140 changes the pressure from the first pressure to the second pressure is the timing at which the moving element 120 is activated. The timing at which the moving element 120 is activated is, for example, when a predetermined speed has elapsed after the elapse of a predetermined time after the driving signal is input in S522, or when the moving element has rotated a predetermined amount. It is good.

（通常回転速度制御）
移動子１２０が回転を開始すると、通常回転速度制御Ｓ５３０を開始する。通常回転速度制御Ｓ５３０は、以下のステップを含む。
まず、移動子１２０が回転を始めるのと同時に、制御装置１２からの速度指令及び検出部２２４の検出結果に応じて駆動信号の周波数を制御する（Ｓ５３１）。
すなわち、移動子１２０が所望の速度で回転するように駆動信号の周波数を下げ、相対移動部材を加速する。 (Normal speed control)
When the mover 120 starts rotating, normal rotation speed control S530 is started. The normal rotation speed control S530 includes the following steps.
First, at the same time as the moving element 120 starts rotating, the frequency of the drive signal is controlled according to the speed command from the control device 12 and the detection result of the detection unit 224 (S531).
That is, the frequency of the drive signal is lowered so that the moving element 120 rotates at a desired speed, and the relative moving member is accelerated.

ここで、移動子１２０の回転速度が閾値を超えて高速になった場合は（Ｓ５３２，ＹＥＳ）、加圧部１４０による加圧力をさらに低減させて高速駆動用の第３圧力にする（Ｓ５３３）。第３圧力＜第２圧力である。このように、振動子１１０と移動子１２０との間の加圧力を低減することにより、小さな力で加速が可能となる。
また、高速駆動中に、移動子１２０の回転速度が閾値以下となった場合は（Ｓ５３４，ＹＥＳ）、圧力を通常駆動圧力にする（Ｓ５３５）。
さらに、モータ停止指令があった場合（Ｓ５３６，ＹＥＳ）、回転停止制御（Ｓ５４０）へと進む。 Here, when the rotational speed of the slider 120 becomes higher than the threshold value (S532, YES), the pressure applied by the pressurizing unit 140 is further reduced to the third pressure for high speed driving (S533). . Third pressure <second pressure. Thus, by reducing the applied pressure between the vibrator 110 and the moving element 120, acceleration can be performed with a small force.
In addition, when the rotational speed of the moving member 120 is equal to or lower than the threshold during high speed driving (S534, YES), the pressure is set to the normal driving pressure (S535).
Furthermore, when there is a motor stop command (S536, YES), the process proceeds to rotation stop control (S540).

なお、Ｓ５３２において高速でない場合は、Ｓ５３６に進む。また、Ｓ５３４において低速になっていない場合は、モータ停止指令があった場合（Ｓ５３７，Ｎｏ）、回転停止制御（Ｓ５４０）へと進む。
Ｓ５３６においてモータ停止指令がない場合（Ｓ５３６，ＮＯ）、Ｓ５３１へ戻る。 If the speed is not high in S532, the process proceeds to S536. In S534, when the motor speed is not low (No in S537), the process proceeds to rotation stop control (S540).
If there is no motor stop command in S536 (S536, NO), the process returns to S531.

（回転停止制御）
ステップ５４０における回転停止制御は、以下のステップを含む。
まず、駆動信号の周波数を減少させ、移動子１２０の速度を、振動子１１０（弾性体）との当接によって生じる可聴音が発生しない下限速度まで低減させる（Ｓ５４１）。これにより、移動子１２０は最低速度での回転状態となる。 (Rotation stop control)
The rotation stop control in step 540 includes the following steps.
First, the frequency of the drive signal is decreased, and the speed of the moving element 120 is reduced to a lower limit speed at which no audible sound is generated due to contact with the vibrator 110 (elastic body) (S541). As a result, the moving element 120 is rotated at the minimum speed.

ついで、加圧部１４０の電気機械変換素子１４２に印加する電圧を徐々に変化させて移動子１２０の振動子１１０への加圧力を漸増させ（Ｓ５４２）、振動子を停止させる（Ｓ５４３）。
これにより、加圧による固定力が振動子１１０による回転駆動力を上回ると、移動子１２０がゆっくりと円滑に停止する。 Next, the voltage applied to the electromechanical transducer 142 of the pressurizing unit 140 is gradually changed to gradually increase the pressure applied to the vibrator 110 by the moving element 120 (S542), and the vibrator is stopped (S543).
Thereby, when the fixing force by pressurization exceeds the rotational driving force by the vibrator 110, the moving element 120 stops slowly and smoothly.

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
本実施形態において超音波モータ３０は、駆動回路２００におけるモータ制御部２０１によって制御される加圧部１４０によって移動子１２０の振動子１１０への加圧力が可変となっている。
モータ制御部２０１は、回転開始時には駆動信号を供給しつつ加圧部１４０によって振動子固定加圧を行うと共に加圧力を漸減させることで回転を開始し、回転停止時には加圧部１４０によって加圧力を漸増させて振動子固定加圧とすることで回転を停止する。
これにより、移動子１２０の回転開始および回転停止が円滑に行われ、移動子１２０の起動から定常運転状態までの過程で可聴音を低減できる。 As described above, this embodiment has the following effects.
In the present embodiment, in the ultrasonic motor 30, the pressure applied to the vibrator 110 of the moving element 120 is variable by the pressurizing unit 140 controlled by the motor control unit 201 in the drive circuit 200.
The motor control unit 201 starts the rotation by supplying the driving signal to the vibrator fixing pressure and gradually decreasing the pressing force while supplying a driving signal at the start of rotation, and pressurizing by the pressing unit 140 when the rotation is stopped. The rotation is stopped by gradually increasing the pressure to the transducer fixed pressure.
Thereby, the rotation start and the rotation stop of the mover 120 are smoothly performed, and the audible sound can be reduced in the process from the start of the mover 120 to the steady operation state.

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、電気機械変換素子に加える駆動信号の駆動周波数を制御することにより、相対移動部材の速度を変更したが、本発明はこれに限定されない。例えば、圧電体１１２に供給する２つの駆動信号の位相を変化させて相対移動部材１２０の速度を制御しても良い。
図６は、２つの駆動信号の位相差と移動子１２０の回転速度の関係を示す図である。図示するように、２つの駆動信号の位相差を変更することで、移動子１２０の回転速度を変更することが出来る。
この場合、上記ステップ５２２において、圧電体１１２に加える２つの駆動信号の位相差を、移動子１２０の速度が、振動子１１０（弾性体）との当接によって生じる可聴音が発生しない下限速度となる位相差にする。
また、上記ステップ５４１においても、電気機械変換素子に加える駆動信号の位相差を、移動子１２０の速度が、振動子１１０（弾性体）との当接によって生じる可聴音が発生しない下限速度となる位相差にする。 (Deformation)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes as described below are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the speed of the relative movement member is changed by controlling the drive frequency of the drive signal applied to the electromechanical transducer, but the present invention is not limited to this. For example, the speed of the relative movement member 120 may be controlled by changing the phase of two drive signals supplied to the piezoelectric body 112.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the phase difference between the two drive signals and the rotational speed of the moving element 120. As shown in the figure, the rotational speed of the moving element 120 can be changed by changing the phase difference between the two drive signals.
In this case, in step 522, the phase difference between the two drive signals applied to the piezoelectric body 112 is defined as the lower limit speed at which the moving element 120 does not generate an audible sound caused by contact with the vibrator 110 (elastic body). The phase difference is as follows.
Also in step 541 described above, the phase difference of the drive signal applied to the electromechanical conversion element is set so that the speed of the moving element 120 becomes the lower limit speed at which no audible sound is generated due to contact with the vibrator 110 (elastic body). Set the phase difference.

（２）また、電気機械変換素子に加える駆動信号の電圧を制御することにより、相対移動部材の速度を変更しても良い。
この場合、上記ステップ５２２において、電気機械変換素子に加える駆動信号の電圧を、移動子１２０の速度が、振動子１１０（弾性体）との当接によって生じる可聴音が発生しない下限速度となる電圧にする。
また、上記ステップ５４１においても、電気機械変換素子に加える駆動信号の電圧を、移動子１２０の速度が、振動子１１０（弾性体）との当接によって生じる可聴音が発生しない下限速度となる電圧にする。 (2) The speed of the relative movement member may be changed by controlling the voltage of the drive signal applied to the electromechanical transducer.
In this case, in step 522, the voltage of the drive signal applied to the electromechanical transducer is set to the voltage at which the speed of the moving element 120 is the lower limit speed at which no audible sound is generated due to contact with the vibrator 110 (elastic body). To.
Also in step 541, the voltage of the drive signal applied to the electromechanical transducer is a voltage at which the speed of the moving element 120 becomes the lower limit speed at which no audible sound is generated due to contact with the vibrator 110 (elastic body). To.

（３）本実施形態では、振動アクチュエータとして超音波領域の振動を用いる超音波モータを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、超音波領域以外の振動を用いる振動アクチュエータに適用してもよい。 (3) In the present embodiment, the ultrasonic motor using the vibration in the ultrasonic region is described as an example of the vibration actuator. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable to a vibration actuator that uses vibration outside the ultrasonic region. May be.

（４）本実施形態において、超音波モータは、レンズ鏡筒２０に設けられ、合焦レンズを移動駆動する例を示したが、これに限らず、例えば、ズーム動作を行う駆動部に用いてもよい。 (4) In the present embodiment, the ultrasonic motor is provided in the lens barrel 20 to move and drive the focusing lens. However, the present invention is not limited to this, and for example, the ultrasonic motor is used for a drive unit that performs a zoom operation. Also good.

（５）本実施形態では、加圧部１４０における圧電素子１４は電圧の印加によって伸長して加圧力が増加する構成としたが、加圧部１４０は、コイルスプリング１４１による付勢力を振動子固定加圧に必要な大きさとし、電気機械変換素子１４２が電圧の印加によって収縮して加圧力を軽減させる構成としても良い。 (5) In the present embodiment, the piezoelectric element 14 in the pressurizing unit 140 is configured to expand by applying a voltage and the pressurizing force increases, but the pressurizing unit 140 fixes the biasing force of the coil spring 141 to the vibrator. The size may be a size necessary for pressurization, and the electromechanical conversion element 142 may be contracted by applying voltage to reduce the applied pressure.

（６）本実施形態では、出力軸から回転力を出力する構成の超音波モータを例として説明したが、本発明は、図７に示すように円環状の超音波モータに対しても適用可能である。図中、上記実施形態における超音波モータ３０（モータ本体１００）と同機能の構成要素には同符号を付してある。
図７は、円環状の超音波モータの縦断面図であって、図示超音波モータは、支持環４１の外周に嵌合支持された円環状の振動子１１０と、支持環４１に軸受４２を介して支持された円環状の移動子１２０とが、軸方向に並設配置され、振動子１１０と支持環４１の端部フランジ４１Ｆとの間に加圧部１４０が介設されている。この例では、加圧部１４０は、電気機械変換素子１４２のみによって構成され、振動子１１０を移動子１２０に向けて加圧付勢するように構成されている。 (6) In this embodiment, the ultrasonic motor configured to output the rotational force from the output shaft has been described as an example. However, the present invention can also be applied to an annular ultrasonic motor as shown in FIG. It is. In the figure, components having the same functions as those of the ultrasonic motor 30 (motor main body 100) in the above embodiment are denoted by the same reference numerals.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an annular ultrasonic motor. The illustrated ultrasonic motor includes an annular vibrator 110 fitted and supported on the outer periphery of the support ring 41, and a bearing 42 on the support ring 41. The annular moving element 120 supported via the shaft is arranged in parallel in the axial direction, and the pressurizing part 140 is interposed between the vibrator 110 and the end flange 41F of the support ring 41. In this example, the pressurizing unit 140 is configured by only the electromechanical conversion element 142 and configured to pressurize the vibrator 110 toward the moving element 120.

なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。 In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.

１：カメラ、１０：カメラボディ、１１：撮像素子、１２：制御装置、２０：レンズ鏡筒、２１：合焦レンズ、３０：超音波モータ、１００：モータ本体、１１０：振動子、１２０：移動子、１４０：加圧部、２００：駆動回路、２０１：モータ制御部、２０２：発振部、２０３：移相部、２０４：増幅部 1: camera, 10: camera body, 11: imaging device, 12: control device, 20: lens barrel, 21: focusing lens, 30: ultrasonic motor, 100: motor body, 110: vibrator, 120: movement 140: pressurizing unit, 200: drive circuit, 201: motor control unit, 202: oscillation unit, 203: phase shift unit, 204: amplification unit

Claims

A vibration actuator,
A vibrator that generates a driving force by vibration of the first electromechanical transducer to which the driving signal is applied;
A relative movement member that is in pressure contact with the vibrator and moves relative to the vibrator by the driving force;
A pressurizing unit that pressurizes and contacts the vibrator and the relative movement member;
A vibration actuator comprising: a pressing force control unit that changes a pressing force of the pressurizing unit according to a driving state of the vibration actuator.

The vibration actuator according to claim 1,
The applied pressure control unit sets the applied pressure as the first pressure at the start of relative movement of the relative movement member. When the relative movement member is activated, the applied pressure is changed from the first pressure to the first pressure. A vibration actuator having a second pressure lower than the first pressure.

The vibration actuator according to claim 2,
And a speed control unit that controls a speed changing element of the relative movement member in a drive signal applied to the first electromechanical transducer.
At the start of the vibration actuator,
The applied pressure control unit sets the applied pressure as the first pressure at which sudden sound generated between the vibrator and the relative moving member with the start of the relative movement is suppressed,
The speed control unit sets the speed changing element so that the speed of the relative movement becomes a first speed at which an audible sound generated between the vibrator and the relative movement member during the relative movement is suppressed. Adjust to
When the relative movement member is activated, the pressure control unit gradually reduces the pressure from the first pressure to the second pressure,
The speed control unit adjusts a value of the speed changing element to accelerate the relative movement member.

The vibration actuator according to claim 3, wherein
When stopping the vibration actuator,
The speed control unit adjusts the speed changing element so that the speed of the relative movement is decelerated to the first speed,
The applied pressure control unit raises the applied pressure from the second pressure to stop the relative movement member;
Vibration actuator characterized by

The vibration actuator according to any one of claims 2 to 4,
The pressure control unit, when the speed of the relative movement member is higher than a predetermined speed, the pressure is set to a third pressure lower than the second pressure;
Vibration actuator characterized by

The vibration actuator according to any one of claims 3 to 5,
The speed changing element is a driving frequency of the driving signal;
Vibration actuator characterized by

The vibration actuator according to any one of claims 3 to 5,
The speed changing element is a voltage of the drive signal;
Vibration actuator characterized by

The vibration actuator according to any one of claims 3 to 5,
The drive signals are two signals having different phases from each other,
The speed changing element is a phase difference between the two signals;
Vibration actuator characterized by

The vibration actuator according to any one of claims 1 to 8,
The pressure control unit includes a second electromechanical transducer,
Adjusting the pressure by adjusting the voltage of the drive signal applied to the second electromechanical transducer;
Vibration actuator characterized by

A lens barrel comprising the vibration actuator according to claim 1.

A camera comprising the vibration actuator according to claim 1.

A vibrator that generates a driving force by vibration of the first electromechanical transducer to which the driving signal is applied;
A relative movement member that is in pressure contact with the vibrator and moves relative to the vibrator by the driving force;
A pressurizing unit that pressurizes and contacts the vibrator and the relative movement member;
A pressurizing control unit that changes the pressurizing force of the pressurizing unit according to the driving state of the vibration actuator;
A speed control unit that controls a speed changing element of the relative movement member in a drive signal applied to the first electromechanical transducer;
A driving method of a vibration actuator comprising:
At the time of activation of the vibration actuator, the pressurizing control unit suppresses sudden sound generated between the vibrator and the relative movement member when the pressurization is started. Pressure and
The speed control unit sets the speed changing element so that the speed of the relative movement becomes a first speed at which an audible sound generated between the vibrator and the relative movement member during the relative movement is suppressed. Adjust to
When the relative movement member is activated, the pressure control unit gradually reduces the pressure from the first pressure to the second pressure,
The speed control unit adjusts a value of the speed changing element to accelerate the relative movement member, and drives the vibration actuator.