本發(fā)明申請(qǐng)是國際申請(qǐng)日為2013年2月28日、國際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/jp2013/055522、進(jìn)入中國國家階段的國家申請(qǐng)?zhí)枮?01380022400.6、發(fā)明名稱為“驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)方法及光學(xué)設(shè)備”的發(fā)明申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)方法及光學(xué)設(shè)備。
背景技術(shù):
(1)關(guān)于振動(dòng)波馬達(dá)的驅(qū)動(dòng),已知有抑制產(chǎn)生異常噪聲的技術(shù)(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中,通過使a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差逐漸從90deg變化到0deg來抑制使振動(dòng)波馬達(dá)停止時(shí)的異常噪聲。
(2)已知一種攝像裝置,通過振動(dòng)波馬達(dá)使光學(xué)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦等的處理(專利文獻(xiàn)2)。
(3)振動(dòng)促動(dòng)器利用壓電體的伸縮使彈性體的驅(qū)動(dòng)面產(chǎn)生行進(jìn)式振動(dòng)波(以下簡(jiǎn)稱為行波),通過該行波使驅(qū)動(dòng)面產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)與橢圓運(yùn)動(dòng)的波峰加壓接觸的移動(dòng)件(例如,參照專利文獻(xiàn)3)。這樣的振動(dòng)促動(dòng)器具有即使在低轉(zhuǎn)速也具有高扭矩的特征,在搭載于驅(qū)動(dòng)裝置上的情況下,能夠省略驅(qū)動(dòng)裝置的齒輪。由此,沒有齒輪噪音,能夠?qū)崿F(xiàn)靜音化,另外,定位精度也提高。在電子相機(jī)中,存在搭載有該振動(dòng)促動(dòng)器的電子相機(jī)。另外,在電子相機(jī)中,除了靜態(tài)圖像攝影以外,也有能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像攝影的電子相機(jī)(參照專利文獻(xiàn)4)。進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像攝影的情況下,通常,還進(jìn)行音聲的取入。
(4)以往,為驅(qū)動(dòng)振動(dòng)促動(dòng)器,對(duì)于壓電元件,施加相位相互不同的2個(gè)振動(dòng)信號(hào)。被輸入的振動(dòng)信號(hào)的頻率從為了驅(qū)動(dòng)振動(dòng)促動(dòng)器而使用的驅(qū)動(dòng)頻率與包含該驅(qū)動(dòng)頻率的振動(dòng)模式(驅(qū)動(dòng)模式)的下一高次的振動(dòng)模式的共振頻率之間的頻率(起動(dòng)頻率)開始,逐漸降低到驅(qū)動(dòng)頻率(例如,參照專利文獻(xiàn)5)。
(5)以往,振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)裝置通過使輸入到振動(dòng)促動(dòng)器的交變信號(hào)的相位差及頻率變化來控制振動(dòng)促動(dòng)器的動(dòng)作(例如,專利文獻(xiàn)6)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
【專利文獻(xiàn)】
【專利文獻(xiàn)1】日本特開2002-199749號(hào)公報(bào)
【專利文獻(xiàn)2】日本特開2009-153286號(hào)公報(bào)
【專利文獻(xiàn)3】日本特公平1-17354號(hào)公報(bào)
【專利文獻(xiàn)4】日本特開平8-80073號(hào)公報(bào)
【專利文獻(xiàn)5】日本特開平3-22873號(hào)公報(bào)
【專利文獻(xiàn)6】日本專利第4765405號(hào)公報(bào)
(1)在進(jìn)行振動(dòng)波馬達(dá)的停止或驅(qū)動(dòng)方向的反轉(zhuǎn)時(shí),有時(shí)使a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差變化。如專利文獻(xiàn)1那樣,在使相位差逐漸變化的方法中,有損振動(dòng)波馬達(dá)的響應(yīng)性。
(2)切換基于振動(dòng)波馬達(dá)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方向時(shí),發(fā)生異常噪聲成為問題。在專利文獻(xiàn)2的發(fā)明中,切換驅(qū)動(dòng)方向時(shí),停止向振動(dòng)波馬達(dá)施加電壓,而暫時(shí)停止光學(xué)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。此時(shí),在為進(jìn)行方向切換后的驅(qū)動(dòng)而向振動(dòng)波馬達(dá)進(jìn)行電壓施加時(shí),伴隨驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部的能量上升,發(fā)生異常噪聲。這些異常噪聲在例如由攝像裝置進(jìn)行的動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)等被錄音。
(3)在動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí),在自動(dòng)對(duì)焦(以下簡(jiǎn)稱為af)中驅(qū)動(dòng)透鏡時(shí),振動(dòng)促動(dòng)器的動(dòng)作開始時(shí)的音與動(dòng)態(tài)圖像一起被取入。該振動(dòng)促動(dòng)器的動(dòng)作開始時(shí)的音是在振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)時(shí),使驅(qū)動(dòng)電壓從0v階段性地向規(guī)定的電壓值變化時(shí),由定子(振子)產(chǎn)生的。
(4)上述起動(dòng)頻率被限定為驅(qū)動(dòng)頻率與該驅(qū)動(dòng)模式的下一高次的振動(dòng)模式的共振頻率之間的頻率,從而無法采用太高的頻率。因此,在起動(dòng)時(shí),不能從充分高的頻率開始,從而存在振子20突然開始振動(dòng)并產(chǎn)生突發(fā)音的情況。
近年,動(dòng)態(tài)圖像攝影用的相機(jī)使用了振動(dòng)促動(dòng)器的情況較多,該情況下,動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)等,該突發(fā)音被錄音。尤其,動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí),實(shí)施擺動(dòng)動(dòng)作,電源頻繁地on-off,從而該異常噪聲的發(fā)生進(jìn)一步明顯。
(5)專利文獻(xiàn)6的驅(qū)動(dòng)裝置在振動(dòng)促動(dòng)器的控制過程中成為始終被供給電力的狀態(tài),從而存在消耗電力變高的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的課題是提供能夠抑制異常噪聲的發(fā)生的驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)方法及光學(xué)設(shè)備。
本發(fā)明的其他課題是提供能夠減少控制中的振動(dòng)促動(dòng)器的消耗電力的驅(qū)動(dòng)裝置及光學(xué)設(shè)備。
在第一發(fā)明中,提供一種光學(xué)設(shè)備,其特征在于,具有:振動(dòng)促動(dòng)器,通過第一及第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差使驅(qū)動(dòng)方向發(fā)生變化;驅(qū)動(dòng)裝置,向振動(dòng)促動(dòng)器輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)及第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)而施加驅(qū)動(dòng)電壓;驅(qū)動(dòng)電壓變更部,變更驅(qū)動(dòng)電壓;相位差變更部,變更相位差,驅(qū)動(dòng)電壓變更部在使振動(dòng)促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的情況下,將驅(qū)動(dòng)電壓變更成第一電壓,在相位差變更部變更相位差的情況下,將驅(qū)動(dòng)電壓變更成比零大且比第一電壓小的第二電壓。
在第二發(fā)明中,提供一種驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,具有:信號(hào)生成部,生成一對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào);機(jī)電轉(zhuǎn)換元件,被施加由所述信號(hào)生成部生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào);振動(dòng)體,通過所述機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的振動(dòng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力;移動(dòng)體,與所述振動(dòng)體加壓接觸,通過所述驅(qū)動(dòng)力被驅(qū)動(dòng);控制部,設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率及相位差,所述控制部在變更所述移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)方向時(shí),將所述頻率設(shè)定成所述移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)速度實(shí)質(zhì)為零的保持頻率之后,變更所述相位差。
在第三發(fā)明中,提供一種光學(xué)設(shè)備,其特征在于,具有:振動(dòng)促動(dòng)器,使用通過機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的激勵(lì)在驅(qū)動(dòng)面上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)透鏡;驅(qū)動(dòng)控制部,向所述振動(dòng)促動(dòng)器提供2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào);攝影設(shè)定部,能夠選擇動(dòng)態(tài)圖像攝影模式,所述驅(qū)動(dòng)控制部在該攝影設(shè)定部選擇了動(dòng)態(tài)圖像攝影模式的情況下,在將所述2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓維持恒定的狀態(tài)下,變更所述2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差的同時(shí),與所述被切換的相位差對(duì)應(yīng)地變更所述2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率,由此能夠變更所述振動(dòng)促動(dòng)器的速度。
在第四發(fā)明中,提供一種驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,具有:振動(dòng)部,具有被輸入能夠變更相位差的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件;相對(duì)移動(dòng)部,利用通過所述電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件的振動(dòng)使所述振動(dòng)部產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力,相對(duì)于所述振動(dòng)部相對(duì)移動(dòng);控制部,在保持于所述相對(duì)移動(dòng)部成為停止?fàn)顟B(tài)的相位差的狀態(tài)下,以比驅(qū)動(dòng)所使用的驅(qū)動(dòng)頻率高的起動(dòng)頻率,將所述2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入所述電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件,使所述2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率從所述起動(dòng)頻率逐次減少并成為所述驅(qū)動(dòng)頻率時(shí),使所述相位差成為所述相對(duì)移動(dòng)部相對(duì)于所述振動(dòng)部能夠相對(duì)移動(dòng)的相位差。
在第五發(fā)明中,提供一種驅(qū)動(dòng)方法,是如下振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方法,具有:振動(dòng)部,具有被輸入能夠變更相位差的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件;相對(duì)移動(dòng)部,利用通過所述電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件的振動(dòng)使所述振動(dòng)部產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力,相對(duì)于所述振動(dòng)部相對(duì)移動(dòng),其特征在于,在所述振動(dòng)促動(dòng)器的起動(dòng)時(shí),在將相互的相位差保持成所述相對(duì)移動(dòng)部確保停止?fàn)顟B(tài)的相位差的狀態(tài)下,并且以比所述振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)所使用的驅(qū)動(dòng)頻率高的起動(dòng)頻率,將所述2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入所述電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件,使所述2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率從所述起動(dòng)頻率逐次減少并成為所述驅(qū)動(dòng)頻率時(shí),所述相位差成為所述相對(duì)移動(dòng)部相對(duì)于所述振動(dòng)部能夠相對(duì)移動(dòng)的相位差。
在第六發(fā)明中,提供一種驅(qū)動(dòng)裝置,向設(shè)置在振動(dòng)體上的壓電體施加相位不同的2相的交變信號(hào),控制使所述振動(dòng)體振動(dòng)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng),其特征在于,具有:速度控制部,使施加于所述壓電體的2相的交變信號(hào)的頻率變化來控制所述振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)速度;頻率存儲(chǔ)部,存儲(chǔ)規(guī)定的頻率;停止判定部,判定所述振動(dòng)促動(dòng)器是否停止,所述速度控制部在所述停止判定部判定為所述振動(dòng)促動(dòng)器停止的情況下,使施加于所述壓電體的所述交變信號(hào)的頻率變化成存儲(chǔ)在所述頻率存儲(chǔ)部中的規(guī)定的頻率。
在第七發(fā)明中,提供一種驅(qū)動(dòng)裝置,向設(shè)置在振動(dòng)體上的壓電體施加相位不同的2相的交變信號(hào),控制使所述振動(dòng)體振動(dòng)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng),其特征在于,具有:速度控制部,使施加于所述壓電體的2相的交變信號(hào)的頻率變化來控制所述振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)速度;停止判定部,判定所述振動(dòng)促動(dòng)器是否停止,所述速度控制部在所述停止判定部判定為所述振動(dòng)促動(dòng)器停止的情況下,以接近電氣的共振頻率的方式使施加于所述壓電體的所述交變信號(hào)的頻率變化。
在第八發(fā)明中,提供一種光學(xué)設(shè)備,其特征在于,包括:機(jī)電轉(zhuǎn)換元件,從驅(qū)動(dòng)電路被施加驅(qū)動(dòng)信號(hào);振動(dòng)體,通過所述機(jī)電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力;移動(dòng)體,通過所述振動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)力被驅(qū)動(dòng);控制部,使所述移動(dòng)體驅(qū)動(dòng)時(shí),實(shí)施以所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為第一頻率的方式進(jìn)行控制的第一控制,在所述移動(dòng)體停止時(shí),進(jìn)行以所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為第二頻率的方式進(jìn)行控制的第二控制,所述驅(qū)動(dòng)電路在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為第二頻率時(shí),與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為第一頻率時(shí)相比,耗電量更少。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠抑制異常噪聲的發(fā)生。
另外,能夠減少控制中的振動(dòng)促動(dòng)器的消耗電力。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透鏡鏡筒的概要圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透鏡鏡筒所具有的振動(dòng)波馬達(dá)的概要圖。
圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透鏡鏡筒的控制框圖。
圖4是表示升壓部的一例的概要電氣電路圖。
圖5是關(guān)于驅(qū)動(dòng)電壓和占空比的關(guān)系進(jìn)行說明的圖。
圖6是表示施加于振動(dòng)波馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和振動(dòng)波馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系的圖。
圖7是表示施加于振動(dòng)波馬達(dá)的a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差和振動(dòng)波馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系的圖。
圖8是與本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透鏡鏡筒的控制裝置對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的控制相關(guān)的流程圖。
圖9是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透鏡鏡筒的控制裝置對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的控制的一例的時(shí)序圖。
圖10是表示a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差的變更速度和相位差變更時(shí)的異常噪聲的抑制程度的關(guān)系的表格。
圖11是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透鏡鏡筒的控制框圖。
圖12是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的與透鏡鏡筒的控制裝置對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的控制相關(guān)的流程圖。
圖13是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的與透鏡鏡筒的控制裝置對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的控制相關(guān)的流程圖。
圖14是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的透鏡鏡筒的概要圖。
圖15是振動(dòng)波馬達(dá)的振動(dòng)體的概要圖。
圖16是表示振動(dòng)波馬達(dá)的相位差―旋轉(zhuǎn)速度特性的圖。
圖17是表示振動(dòng)波馬達(dá)的頻率―旋轉(zhuǎn)速度特性的圖。
圖18是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
圖19是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的與驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)振動(dòng)波馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的流程圖。
圖20是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的與驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)振動(dòng)波馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的時(shí)序圖例。
圖21是關(guān)于保持頻率進(jìn)行說明的圖。
圖22是與保持頻率的設(shè)定處理相關(guān)的流程圖。
圖23是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電子相機(jī)的圖。
圖24是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的透鏡鏡筒的圖。
圖25是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的振動(dòng)波馬達(dá)的振子的圖。
圖26是用于說明振動(dòng)波馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
圖27的(a)是表示振動(dòng)波馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差的關(guān)系的曲線圖,(b)是表示振動(dòng)波馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)于驅(qū)動(dòng)頻率的關(guān)系的曲線圖。
圖28是用于說明第四實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置的第一動(dòng)作例的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖29是用于說明第四實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置的第一動(dòng)作例的動(dòng)作的流程圖。
圖30是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置的第二動(dòng)作例的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖31是用于說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式的透鏡鏡筒的圖。
圖32是用于說明第五實(shí)施方式的振動(dòng)波馬達(dá)的圖。
圖33是用于說明第五實(shí)施方式的振動(dòng)波馬達(dá)的動(dòng)作原理的圖。
圖34是用于說明第六實(shí)施方式的包含如下透鏡鏡筒的相機(jī)的圖,該透鏡鏡筒具有被驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)促動(dòng)器。
圖35是用于說明第六實(shí)施方式的振動(dòng)促動(dòng)器及振動(dòng)波促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
圖36是用于說明第六實(shí)施方式的具有被驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)促動(dòng)器的透鏡鏡筒的圖。
圖37是表示a相和b相之間的相位差與移動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系的圖。
圖38是表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和振動(dòng)促動(dòng)器的阻抗的關(guān)系的圖。
圖39是表示第六實(shí)施方式的由振動(dòng)促動(dòng)器進(jìn)行的透鏡驅(qū)動(dòng)的例子的圖。
圖40是用于說明第七實(shí)施方式的相機(jī)701的整體結(jié)構(gòu)的概要圖。
圖41是用于說明第七實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)720的結(jié)構(gòu)的圖。
圖42是用于說明第七實(shí)施方式的與超聲波馬達(dá)720連接的驅(qū)動(dòng)裝置330的結(jié)構(gòu)的圖。
圖43是表示第七實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)720的特性的圖。
圖44是用于說明第七實(shí)施方式的擺動(dòng)動(dòng)作中的驅(qū)動(dòng)裝置730的驅(qū)動(dòng)模式的時(shí)序圖。
圖45是用于說明比較例的擺動(dòng)動(dòng)作中的驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)模式的時(shí)序圖。
圖46是對(duì)第七實(shí)施方式和比較例的超聲波馬達(dá)的耗電量進(jìn)行比較的圖。
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施方式)
圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透鏡鏡筒的結(jié)構(gòu)的概要圖。透鏡鏡筒10是數(shù)碼相機(jī)等攝像裝置用的透鏡鏡筒。透鏡鏡筒10具有外側(cè)固定筒101、第一內(nèi)側(cè)固定筒102和第二內(nèi)側(cè)固定筒103。外側(cè)固定筒101覆蓋透鏡鏡筒10的外周部。第一內(nèi)側(cè)固定筒102和第二內(nèi)側(cè)固定筒103存在于比外側(cè)固定筒101更靠?jī)?nèi)周側(cè),第一內(nèi)側(cè)固定筒102位于被攝物體側(cè),第二內(nèi)側(cè)固定筒103位于像側(cè)。
在外側(cè)固定筒101和第一內(nèi)側(cè)固定筒102之間,設(shè)置有振動(dòng)波馬達(dá)(振動(dòng)促動(dòng)器)12、驅(qū)動(dòng)裝置14和齒輪單元模塊104,并被固定在第一內(nèi)側(cè)固定筒102上。齒輪單元模塊104具有對(duì)振動(dòng)波馬達(dá)12的輸出進(jìn)行減速并傳遞的減速齒輪105。
另外,在第一內(nèi)側(cè)固定筒102上,從被攝物體側(cè)開始固定有第一透鏡組l1、第二透鏡組l2。在第二內(nèi)側(cè)固定筒103上,從被攝物體側(cè)開始固定有第四透鏡組l4。在第二透鏡組l2和第四透鏡組l4之間,配置有被保持在af環(huán)107上的作為對(duì)焦用af透鏡的第三透鏡組l3。即,第一透鏡組l1、第二透鏡組l2、第三透鏡組l3及第四透鏡組l4在光軸方向上從被攝物體側(cè)朝向攝像元件側(cè)按順序配置。
在af環(huán)107和第一內(nèi)側(cè)固定筒102之間,以光軸方向?yàn)橹行妮S能夠自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有凸輪環(huán)106。凸輪環(huán)106通過被減速齒輪105傳遞的振動(dòng)波馬達(dá)12的輸出而旋轉(zhuǎn)。另外,在凸輪環(huán)106的內(nèi)側(cè),相對(duì)于周向以螺旋狀切出鍵槽106a。另外,在af環(huán)107的外周側(cè)設(shè)置有固定銷107a。該固定銷107a被插入凸輪環(huán)106的鍵槽106a。
另外,在從外側(cè)固定筒101的內(nèi)周側(cè)向內(nèi)側(cè)伸出的保持部101a上配置有驅(qū)動(dòng)裝置14。驅(qū)動(dòng)裝置14與振動(dòng)波馬達(dá)12電連接,并使振動(dòng)波馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)。
振動(dòng)波馬達(dá)12的輸出通過減速齒輪105使凸輪環(huán)106旋轉(zhuǎn),由此,固定銷107a被鍵槽106a引導(dǎo)地移動(dòng),將af環(huán)107沿光軸方向移動(dòng)。另外,振動(dòng)波馬達(dá)12的輸出通過使凸輪環(huán)106停止,而使af環(huán)107停止。即,驅(qū)動(dòng)裝置14通過使振動(dòng)波馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)而沿光軸方向驅(qū)動(dòng)af環(huán)107來使第三透鏡組l3移動(dòng),能夠使對(duì)焦在攝像元件上的被攝物體像成像。
圖2是表示振動(dòng)波馬達(dá)12的結(jié)構(gòu)的概要圖。振動(dòng)波馬達(dá)12是旋轉(zhuǎn)軸型(s型)的振動(dòng)波馬達(dá),具有振子121、移動(dòng)件124、固定部件125、軸承126、輸出軸127、加壓部件128、軸承支承部件129、止擋件130、橡膠部件131和齒輪部件132。
振子121具有彈性體122和壓電體123。彈性體122由共振銳度大的金屬材料形成。彈性體122的形狀成為圓環(huán)形狀。彈性體122由梳齒部122a和基座部122b構(gòu)成。在基座部122b的一面上接合有壓電體123,在該面的相反面上設(shè)置有梳齒部122a。梳齒部122a的突起部分的前端面成為驅(qū)動(dòng)面,與移動(dòng)件124加壓接觸。在彈性體122的驅(qū)動(dòng)面上,為確保高速驅(qū)動(dòng)時(shí)的耐磨損性,形成有樹脂膜。該樹脂膜的材料例如以聚酰胺-酰亞胺為主成分,并添加了ptfe。該樹脂膜是例如楊氏模量為4~8gpa左右,其膜厚為50μm以下。
壓電體123是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的壓電元件或電致伸縮元件等的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件。壓電體123沿圓周方向被分成兩個(gè)組(a相、b相),在各相中,按1/2波長(zhǎng)交替地配置極化的同時(shí),在a相和b相之間隔開1/4波長(zhǎng)的間隔地配置。向壓電體123的a相輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和向b相輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差是可變的。驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別被施加于壓電體123的a相和b相時(shí),壓電體123激勵(lì)。由壓電體123的激勵(lì)產(chǎn)生的彈性體122的基座部122b的撓曲通過彈性體122的梳齒部122a而擴(kuò)大,并在梳齒部122a的前端的驅(qū)動(dòng)面上成為行波。
移動(dòng)件124由鋁等輕金屬形成。與梳齒部122a加壓接觸的移動(dòng)件124的滑動(dòng)面為提高耐磨損性而被實(shí)施鋁陽極化處理。
輸出軸127借助橡膠部件131與移動(dòng)件124一起旋轉(zhuǎn)地結(jié)合。橡膠部件131具有通過橡膠的粘接性結(jié)合移動(dòng)件124和輸出軸127的功能、和為不從移動(dòng)件124向輸出軸127傳遞振動(dòng)而吸收振動(dòng)的功能。
加壓部件128被配置在固定在輸出軸127上的齒輪部件132和軸承支承部件129之間。軸承支承部件129被插入軸承126的內(nèi)側(cè)。軸承126被插入固定部件125的內(nèi)側(cè)。齒輪部件132以嵌入輸出軸127的未圖示的切口部(d切)的方式被插入。而且,齒輪部件132通過止擋件130被固定,并與輸出軸127一起旋轉(zhuǎn)。此外,在加壓部件128和軸承支承部件129之間,配置有未圖示的加壓壓力調(diào)整墊圈。
圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透鏡鏡筒的控制框圖。在圖3中,與透鏡鏡筒10一起圖示了相機(jī)機(jī)身20。在圖3中,透鏡鏡筒10具有振動(dòng)波馬達(dá)12、驅(qū)動(dòng)裝置14、透鏡側(cè)mcu(microcontrolunit)15、檢測(cè)部16和存儲(chǔ)部17。
驅(qū)動(dòng)裝置14具有驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141和升壓部142,向振動(dòng)波馬達(dá)12施加驅(qū)動(dòng)電壓并驅(qū)動(dòng)振動(dòng)波馬達(dá)12。透鏡側(cè)mcu15具有頻率變更部151、驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152、占空比變更部153和相位差變更部154,并控制驅(qū)動(dòng)裝置14。相機(jī)機(jī)身20具有機(jī)身側(cè)mcu21。
驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141生成a相用的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相用的驅(qū)動(dòng)脈沖,并向升壓部142輸出。驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141能夠基于透鏡側(cè)mcu15的控制變更a相用的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率、b相用的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率、占空比(脈沖幅度除以脈沖周期得到的值)和相位差。
升壓部142具有例如圖4所示的電路結(jié)構(gòu),基于從驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141輸入的a相用的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相用的驅(qū)動(dòng)脈沖,輸出a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)。升壓部142將a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到振動(dòng)波馬達(dá)12。
振動(dòng)波馬達(dá)12通過a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)電壓實(shí)質(zhì)上是這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)的平均振幅即規(guī)定期間的電壓的時(shí)間積分值除以時(shí)間得到的值。驅(qū)動(dòng)信號(hào)在圖5所示的零和規(guī)定的最大電壓vmax之間變化的方形波的情況下,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓vmax和占空比之積成為平均振幅vave,該平均振幅vave與驅(qū)動(dòng)電壓相當(dāng)。在圖3的例子中,升壓部142的最大輸出電壓與圖5的最大電壓vmax相當(dāng),與通過占空比變更部153被變更的占空比之積成為驅(qū)動(dòng)電壓。
為變更驅(qū)動(dòng)電壓,變更振幅或占空比或雙方即可。在第一實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)電壓通過占空比變更部153變更占空比而被變更。
振動(dòng)波馬達(dá)12旋轉(zhuǎn)時(shí),驅(qū)動(dòng)電壓被設(shè)定成vreg。而且,在本發(fā)明中,為使振動(dòng)波馬達(dá)12停止、進(jìn)行驅(qū)動(dòng)方向的反轉(zhuǎn)而變更相位差時(shí),驅(qū)動(dòng)電壓被設(shè)定成比vreg小且不為零的v1。驅(qū)動(dòng)電壓被設(shè)定成vreg的狀態(tài)下,由振子121產(chǎn)生的振動(dòng)的振幅大,從而如以往那樣地,以驅(qū)動(dòng)電壓為vreg的狀態(tài)變更了相位差的情況下,容易產(chǎn)生異常噪聲。在本發(fā)明中,在相位差變更時(shí)將驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定成v1,由此減少異常噪聲的產(chǎn)生。
透鏡側(cè)mcu15的頻率變更部151變更與a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定。伴隨驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率的變更而向振動(dòng)波馬達(dá)12輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率被變更,振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。振動(dòng)波馬達(dá)12的頻率―旋轉(zhuǎn)速度特性如圖6所示。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率成為圖6所示的頻率f0時(shí),振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)速度成為n0rpm(例如,0rpm)并停止。驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率成為比頻率f0小的頻率f1時(shí),振動(dòng)波馬達(dá)12以旋轉(zhuǎn)速度n1rpm被驅(qū)動(dòng)。同樣地,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率成為比頻率f1小的頻率f2時(shí),振動(dòng)波馬達(dá)12以比旋轉(zhuǎn)速度n1快的旋轉(zhuǎn)速度n2rpm被驅(qū)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152設(shè)定向振動(dòng)波馬達(dá)12施加的驅(qū)動(dòng)電壓。占空比變更部153以施加驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓的方式,變更與a相的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定。
相位差變更部154變更與驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141輸出的a相用的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相用的驅(qū)動(dòng)脈沖之間的相位差相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定。振動(dòng)波馬達(dá)12的相位差―旋轉(zhuǎn)速度特性如圖7所示。
如圖7所示,振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)速度在相位差為+90deg時(shí)成為正轉(zhuǎn)(例如,順時(shí)針)的最大速度,在相位差為-90deg時(shí)成為反轉(zhuǎn)(例如,逆時(shí)針)的最大速度。與a相用的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相用的驅(qū)動(dòng)脈沖之間的相位差相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定被設(shè)定成+90deg或-90deg。
透鏡側(cè)mcu15進(jìn)行與機(jī)身側(cè)mcu21的通信。透鏡側(cè)mcu15將例如透鏡信息發(fā)送到機(jī)身側(cè)mcu21。另一方面,機(jī)身側(cè)mcu21將振動(dòng)波馬達(dá)12對(duì)第三透鏡組l3的驅(qū)動(dòng)指示發(fā)送到透鏡側(cè)mcu15。第三透鏡組l3的驅(qū)動(dòng)指示至少包含使第三透鏡組l3驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)位置。
檢測(cè)部16由光學(xué)式編碼器或磁編碼器等構(gòu)成,檢測(cè)通過振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)的第三透鏡組l3的位置和/或速度,將這些檢測(cè)值作為電信號(hào)(檢測(cè)信號(hào))輸出到透鏡側(cè)mcu15。
存儲(chǔ)部17是rom等,存儲(chǔ)有透鏡側(cè)mcu15為控制透鏡鏡筒10所執(zhí)行的控制程序或透鏡信息等。
圖8是與透鏡側(cè)mcu15實(shí)施的驅(qū)動(dòng)裝置14的控制相關(guān)的流程圖。圖8的處理是在透鏡側(cè)mcu15從機(jī)身側(cè)mcu21接收到第三透鏡組l3的驅(qū)動(dòng)指示時(shí)開始的。
在圖8的步驟s300中,透鏡側(cè)mcu15基于從機(jī)身側(cè)mcu21接收到的第三透鏡組l3的驅(qū)動(dòng)指示和檢測(cè)部16所檢測(cè)的檢測(cè)信號(hào),決定振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度。
在步驟s301中,透鏡側(cè)mcu15判定是否變更a相用的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相用的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差。透鏡側(cè)mcu15基于步驟s301開始時(shí)刻的振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向和步驟s300中決定的振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向,在需要使旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)的情況下,步驟s301進(jìn)行肯定判定。透鏡側(cè)mcu15在步驟s301進(jìn)行了肯定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s302,在步驟s301進(jìn)行了否定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s305。
在步驟s302中,透鏡側(cè)mcu15將驅(qū)動(dòng)電壓變更成v1。例如,使用驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152和占空比變更部153,進(jìn)行如下處理。首先,驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152將驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定成v1。其次,以a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的平均振幅成為v1的方式,占空比變更部153變更與a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定。
在步驟s303中,透鏡側(cè)mcu15基于步驟s300中決定的振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向,變更a相的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差。例如,透鏡側(cè)mcu15的相位差變更部154將與相位差相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定變更成與步驟s300中決定的振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的相位差。
在步驟s304中,透鏡側(cè)mcu15將驅(qū)動(dòng)電壓變更成vreg。例如,使用驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152和占空比變更部153,進(jìn)行如下處理。首先,驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152將驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定成vreg。其次,以a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的平均振幅成為vreg的方式,占空比變更部153通過變更與a相的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定,來變更驅(qū)動(dòng)電壓。
在步驟s305中,透鏡側(cè)mcu15變更a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率,使振動(dòng)波馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)。例如,透鏡側(cè)mcu15的頻率變更部151將與a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定從f0變更成f1或f2。
在步驟s306中,透鏡側(cè)mcu15判定第三透鏡組l3是否被驅(qū)動(dòng)到了驅(qū)動(dòng)指示所含有的第三透鏡組l3的目標(biāo)位置。例如透鏡側(cè)mcu15基于檢測(cè)部16的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)第三透鏡組l3的位置,將該位置與驅(qū)動(dòng)指示所含有的第三透鏡組l3的目標(biāo)位置進(jìn)行比較。透鏡側(cè)mcu15在步驟s306進(jìn)行了否定判定的情況下,使處理返回步驟s305,在步驟s306進(jìn)行了肯定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s307。
在步驟s307中,透鏡側(cè)mcu15變更a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率,使振動(dòng)波馬達(dá)12停止。例如,透鏡側(cè)mcu15的頻率變更部151將a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率變更成f0。
圖9是與振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的時(shí)序圖。在圖9中,第三透鏡組l3的位置、振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)速度、驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141中的頻率的設(shè)定值、驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141中的相位差的設(shè)定值和驅(qū)動(dòng)電壓的時(shí)序圖分別并列地被圖示。
在圖9中,透鏡側(cè)mcu15從機(jī)身側(cè)mcu21接收3次第三透鏡組l3的驅(qū)動(dòng)指示(例如,定時(shí)t1、t5、t11)。第一次的驅(qū)動(dòng)指示是使第三透鏡組l3驅(qū)動(dòng)到光軸上的位置wbe的驅(qū)動(dòng)指示。第二次的驅(qū)動(dòng)指示是使第三透鏡組l3驅(qū)動(dòng)到光軸上的位置waf的驅(qū)動(dòng)指示。第三次的驅(qū)動(dòng)指示是使第三透鏡組l3驅(qū)動(dòng)到光軸上的位置w0的驅(qū)動(dòng)指示。
透鏡側(cè)mcu15在定時(shí)t1接收第一次的驅(qū)動(dòng)指示時(shí),不需要變更相位差(圖8的步驟s301為否),從而在定時(shí)t2變更頻率的設(shè)定值(步驟s305)。隨著頻率的設(shè)定值變得比f0小,振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)速度逐漸變快。第三透鏡組l3的位置在定時(shí)t4到達(dá)目標(biāo)位置wbe(步驟s306為是),然后,頻率的設(shè)定值成為f0,振動(dòng)波馬達(dá)12停止(步驟s307)。
透鏡側(cè)mcu15在定時(shí)t5接收第二次的驅(qū)動(dòng)指示時(shí),需要變更相位差(圖8的步驟s301為是),首先,將驅(qū)動(dòng)電壓從vreg變更成v1(步驟s302)。其次,透鏡側(cè)mcu15在定時(shí)t6將a相的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差從+90deg變更成-90deg(步驟s303)。在變更相位差的期間,驅(qū)動(dòng)電壓一直被維持在v1。透鏡側(cè)mcu15是在相位差的變更完成之后的定時(shí)t7,將驅(qū)動(dòng)電壓從v1變更成vreg(步驟s304)。然后,透鏡側(cè)mcu15是在定時(shí)t8變更頻率的設(shè)定值(步驟s305)。此時(shí),與定時(shí)t2時(shí)相比需要使第三透鏡組l3驅(qū)動(dòng)的距離更長(zhǎng),從而將頻率的設(shè)定值設(shè)定得比定時(shí)t2低。第三透鏡組l3的位置在定時(shí)t10到達(dá)目標(biāo)位置waf(步驟s306為是),然后,頻率的設(shè)定值成為f0,振動(dòng)波馬達(dá)12停止(步驟s307)。
透鏡側(cè)mcu15在定時(shí)t11接收第三次的驅(qū)動(dòng)指示時(shí),需要變更相位差(圖8的步驟s301為是),首先,將驅(qū)動(dòng)電壓從vreg變更到v1(步驟s302)。其次,透鏡側(cè)mcu15在定時(shí)t12將a相的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差從-90deg變更到+90deg(步驟s303)。變更相位差期間,驅(qū)動(dòng)電壓被維持在v1。透鏡側(cè)mcu15在相位差的變更完成之后的定時(shí)t13,將驅(qū)動(dòng)電壓從v1變更到vreg(步驟s304)。然后,透鏡側(cè)mcu15在定時(shí)t14變更頻率的設(shè)定值(步驟s305)。第三透鏡組l3的位置在定時(shí)t16到達(dá)目標(biāo)位置w0(步驟s306為是),然后頻率的設(shè)定值成為f0,振動(dòng)波馬達(dá)12停止(步驟s307)。
如定時(shí)t6及t12那樣地,將v1的值相對(duì)于vreg的值設(shè)定得越低,越能夠抑制變更相位差時(shí)的異常噪聲。異常噪聲抑制的效果不僅限于圖9中說明的相位差變更,例如在從0deg向+90deg的相位差變更、從+90deg向0deg的相位差變更、從0deg向-90deg的相位差變更、從-90deg向0deg的相位差變更等中也是有效的。
另外,將驅(qū)動(dòng)電壓降低到v1還有助于振動(dòng)波馬達(dá)12的消耗電力的減少。
根據(jù)以上說明的第一實(shí)施方式,能夠得到以下的作用效果。
透鏡鏡筒10的透鏡側(cè)mcu15將a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到振動(dòng)波馬達(dá)12,并控制向振動(dòng)波馬達(dá)12施加驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)裝置14。透鏡側(cè)mcu15具有驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152和占空比變更部153,變更向振動(dòng)波馬達(dá)12施加的驅(qū)動(dòng)電壓。另外,透鏡側(cè)mcu15具有相位差變更部154,通過變更a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差,來變更a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差。驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152和占空比變更部153在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)波馬達(dá)12旋轉(zhuǎn)的情況下將驅(qū)動(dòng)電壓變更成vreg(圖8的步驟s304),相位差變更部154變更相位差的情況下,將驅(qū)動(dòng)電壓變更成比零大且比vreg小的v1(圖8的步驟s302)。
由此,透鏡鏡筒10能夠不損害振動(dòng)波馬達(dá)12的響應(yīng)性地減少相位差變更時(shí)的異常噪聲。
(第二實(shí)施方式)
關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。在第二實(shí)施方式中,在變更相位差之前,不僅降低驅(qū)動(dòng)電壓,還將相位差的變更速度設(shè)定得較低(使變更速度遲緩),由此實(shí)現(xiàn)相位差變更時(shí)的異常噪聲的減少。
各相的驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比的可取值的范圍被pwm的分辨率等限制。例如,驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比被分配成0~255的設(shè)定值,不能將占空比的設(shè)定值設(shè)定成“0”和“1”之間的值。v1的設(shè)定值的下限通過例如與設(shè)定值“1”相當(dāng)?shù)恼伎毡萪1與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大電壓vmax之積確定。
vmax的值根據(jù)振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)或環(huán)境溫度等而變化。例如,環(huán)境溫度越低,vmax的值越大。在將能夠忽略異常噪聲的程度的驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)成為vs的情況下,vmax的值大時(shí),成為v1≤vs的占空比ds可能會(huì)成為比與設(shè)定值“1”相當(dāng)?shù)恼伎毡萪1小的值。
在第二實(shí)施方式中,為解決上述設(shè)計(jì)上的課題,通過將相位差的變更速度設(shè)定得較低,v1的設(shè)定值的下限大的情況下,也能夠良好地抑制異常噪聲的發(fā)生。圖10是用于說明將相位差的變更速度設(shè)定得較低所帶來的異常噪聲抑制效果的圖。
圖10是與異常噪聲的抑制程度相關(guān)的程度表格的一例。在圖10例示的程度表格50中,分別示出了v1相對(duì)于vreg的比例為100%、75%、50%、25%的情況下,相位差的變更速度為90deg/msec、30deg/msec、5deg/msec時(shí)的異常噪聲的抑制程度。異常噪聲的抑制程度是在透鏡鏡筒的設(shè)計(jì)階段預(yù)先決定的值,分成程度1、程度2、程度3這三個(gè)階段。抑制程度為程度1時(shí),在相位差變更時(shí)沒有發(fā)生異常噪聲。抑制程度為程度2時(shí),相位差變更時(shí)的異常噪聲不會(huì)引起注意,能夠忽略。抑制程度為程度3時(shí),相位差變更時(shí)的異常噪聲會(huì)引起注意。異常噪聲引起注意是指在動(dòng)態(tài)圖像攝影中的錄音音聲內(nèi),異常噪聲與其他聲音混雜地被記錄的狀態(tài)。
觀察圖10可知,v1相對(duì)于vreg的比例設(shè)定得越小,異常噪聲的抑制程度越低。換言之,v1相對(duì)于vreg的比例設(shè)定得越小,越能夠抑制異常噪聲。另外,相位差的變更速度越慢,異常噪聲的抑制程度越低。
例如,相位差的變更速度為90deg/msec的情況下,以v1相對(duì)于vreg的比例成為50%的方式確定v1的設(shè)定值時(shí),異常噪聲的抑制程度是程度2。另一方面,相位差的變更速度降低到30deg/msec的情況下,即使v1相對(duì)于vreg的比例為75%,也能夠以異常噪聲的抑制程度也成為程度2的方式確定v1的設(shè)定值。本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透鏡鏡筒是在抑制程度相同的情況下,v1相對(duì)于vreg的比例大時(shí),與v1相對(duì)于vreg的比例小時(shí)相比,相位差的變更速度被更低地設(shè)定。
本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透鏡鏡筒具有與圖1同樣的結(jié)構(gòu)。圖11是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透鏡鏡筒的控制框圖。關(guān)于圖11所示的控制框圖中的與圖3所示的控制框圖相同的結(jié)構(gòu),標(biāo)注與圖3相同的附圖標(biāo)記并省略其說明。此外,在以下的說明中,對(duì)于與驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的占空比相關(guān)的設(shè)定值恒定為規(guī)定值的情況進(jìn)行說明。被施加于振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)電壓基于升壓部142的電源電壓(圖4)變化。
圖11的透鏡鏡筒30代替透鏡側(cè)mcu15而具有透鏡側(cè)mcu35。另外,透鏡鏡筒30還具有檢測(cè)環(huán)境溫度的溫度檢測(cè)部38。透鏡側(cè)mcu35代替占空比變更部153及相位差變更部154而具有電源電壓變更部35-3及相位差變更部35-4。而且,透鏡側(cè)mcu35具有新的變更速度設(shè)定部35-5。
電源電壓變更部35-3變更升壓部142的電源電壓。升壓部142的電源電壓被變更時(shí),a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅發(fā)生變化,被施加于振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生變化。
變更速度設(shè)定部35-5基于在設(shè)計(jì)階段確定的v1相對(duì)于vreg的比例和預(yù)先設(shè)定的抑制程度的設(shè)定值,設(shè)定相位差的變更速度。例如,v1被設(shè)定成vreg的75%,預(yù)先將抑制程度設(shè)定成程度2的情況下,變更速度設(shè)定部35-5參考程度表格50中的v1相對(duì)于vreg的比例為75%的列,將相位差的變更速度設(shè)定成抑制程度成為程度2這樣的變更速度,例如30deg/msec。此外,程度表格50被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部17等。抑制程度的設(shè)定值也可以通過用戶使用未圖示的操作部件設(shè)定,還可以基于具有透鏡鏡筒30的攝像裝置的動(dòng)作模式,通過透鏡側(cè)mcu35或機(jī)身側(cè)mcu21自動(dòng)地設(shè)定。例如可以是,如靜態(tài)圖像攝像那樣地,不伴隨音聲的錄音進(jìn)行攝影的情況下,透鏡側(cè)mcu35或機(jī)身側(cè)mcu21將抑制程度設(shè)定成程度3,如動(dòng)態(tài)圖像攝影那樣地伴隨音聲的錄音進(jìn)行攝影的情況下,透鏡側(cè)mcu35或機(jī)身側(cè)mcu21將抑制程度設(shè)定成程度1。
相位差變更部35-4變更與驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141輸出的a相用的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相用的驅(qū)動(dòng)脈沖之間的相位差相關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141的設(shè)定。此時(shí),基于變更速度設(shè)定部35-5所設(shè)定的變更速度,變更相位差。
圖12及圖13是與透鏡側(cè)mcu35進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)裝置14的控制相關(guān)的流程圖。圖12的處理是在透鏡側(cè)mcu35從機(jī)身側(cè)mcu21接收到第三透鏡組l3的驅(qū)動(dòng)指示時(shí)開始的。關(guān)于圖12及圖13所示的處理中的與圖8所示的處理同樣的處理,省略其說明。
在步驟s401中,透鏡側(cè)mcu35將驅(qū)動(dòng)電壓變更成v1。例如,透鏡側(cè)mcu35的驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152將驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定成v1。然后,以驅(qū)動(dòng)電壓成為v1的方式,電源電壓變更部35-3變更升壓部142的電源電壓。
在步驟s402中,透鏡側(cè)mcu35設(shè)定相位差的變更速度。例如,基于v1相對(duì)于vreg的比例和預(yù)先設(shè)定的抑制程度,變更速度設(shè)定部35-5設(shè)定相位差的變更速度。此外,變更速度設(shè)定部35-5也可以基于v1相對(duì)于vreg的比例,參考程度表格50設(shè)定相位差的變更速度。
在步驟s403中,透鏡側(cè)mcu35基于步驟s402中設(shè)定的變更速度和步驟s300中決定的振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向變更a相的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差。
在步驟s404中,透鏡側(cè)mcu35判定a相的驅(qū)動(dòng)脈沖和b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差是否被變更到目標(biāo)值。這里,目標(biāo)值是指表示圖12的步驟s300中決定的振動(dòng)波馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)方向的相位差。透鏡側(cè)mcu35在步驟s404進(jìn)行了否定判定的情況下,使處理返回步驟s403,在步驟s404進(jìn)行了肯定判定的情況下,使處理進(jìn)入圖12的步驟s304。透鏡側(cè)mcu35在圖12的步驟s304中將驅(qū)動(dòng)電壓變更成vreg之后,使處理進(jìn)入圖13的步驟s305。關(guān)于圖13的處理,是與圖8的步驟s305、s306、s307同樣的處理,從而省略其說明。
根據(jù)以上說明的第二實(shí)施方式,能夠得到以下的作用效果。
透鏡鏡筒30的透鏡側(cè)mcu35向振動(dòng)波馬達(dá)12輸出a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào),并控制向振動(dòng)波馬達(dá)12施加驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)裝置14。透鏡側(cè)mcu35具有驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152和電源電壓變更部35-3,并變更施加于振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)電壓。透鏡側(cè)mcu35具有相位差變更部35-4,通過變更a相及b相的驅(qū)動(dòng)脈沖的相位差,來變更a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差。驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部152和電源電壓變更部35-3在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)波馬達(dá)12旋轉(zhuǎn)的情況下,將驅(qū)動(dòng)電壓變更成vreg(圖12的步驟s304),相位差變更部154變更相位差的情況下,將驅(qū)動(dòng)電壓變更成比零大且比vreg小的v1(圖12的步驟s401)。
由此,透鏡鏡筒30不會(huì)損害振動(dòng)波馬達(dá)的響應(yīng)性地減少相位差變更時(shí)的異常噪聲。另外,通過變更速度設(shè)定部35-5合理地設(shè)定相位差的變更速度,即使透鏡側(cè)mcu35根據(jù)振動(dòng)波馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)或環(huán)境溫度將v1設(shè)定成充分小的值的情況下,也能夠減少相位差變更時(shí)的異常噪聲。
以上說明的實(shí)施方式能夠如下所述地變形實(shí)施。
(變形例1)
在第一實(shí)施方式中,在透鏡側(cè)mcu15中,占空比變更部153變更了驅(qū)動(dòng)脈沖生成部141中的占空比的設(shè)定值。但是,透鏡側(cè)mcu15也可以代替占空比變更部153而具有電源電壓變更部35-3。另外,在第二實(shí)施方式中,在透鏡側(cè)mcu35中,電源電壓變更部35-3變更了升壓部142的電源電壓。但是,透鏡側(cè)mcu35也可以代替電源電壓變更部35-3而具有占空比變更部153。
(變形例2)
通過透鏡側(cè)mcu15及35被控制的驅(qū)動(dòng)裝置14所驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)波馬達(dá)不僅僅限于圖2所示的旋轉(zhuǎn)軸型的結(jié)構(gòu)。也可以采用例如圓環(huán)型的振動(dòng)波馬達(dá)。即使振動(dòng)波馬達(dá)是圓環(huán)型,由透鏡側(cè)mcu15及35進(jìn)行的控制也能夠與上述實(shí)施方式同樣地進(jìn)行。
(變形例3)
本發(fā)明利用mcu等的控制裝置控制驅(qū)動(dòng)裝置,只要是利用該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)振動(dòng)波馬達(dá)的電子設(shè)備,還能夠適用于數(shù)碼相機(jī)以外的電子設(shè)備。
(第三實(shí)施方式)
圖14是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的透鏡鏡筒的概要圖。圖14的透鏡鏡筒202是數(shù)碼相機(jī)等的攝像裝置用的透鏡鏡筒。振動(dòng)波馬達(dá)201具有振動(dòng)體261、移動(dòng)體262、由無紡布等形成的緩沖支承部件263和加壓接觸構(gòu)件264。振動(dòng)波馬達(dá)201對(duì)于透鏡鏡筒202提供用于使透鏡組l沿光軸方向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。
振動(dòng)體261具有彈性體261a和壓電體261b。彈性體261a由共振銳度大的金屬材料形成。彈性體261a的形狀如圖15所示地成為圓環(huán)形狀。在彈性體261a的圓形的一面上接合有壓電體261b,在其相反面上設(shè)置有切出了槽的梳齒部221。
壓電體261b是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件。壓電體261b沿圓周方向被分成兩相(a相、b相)。在壓電體261b的各相中,每1/2波長(zhǎng)交替地配置極化。在壓電體262b的a相和b相之間,隔開1/4波長(zhǎng)的間隔地配置。從驅(qū)動(dòng)電路280向壓電體261b的各相輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。被輸出到壓電體261b的a相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和被輸出到b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差是可變的。分別向壓電體261b的a相和b相施加高頻電壓時(shí),壓電體261b激勵(lì)。通過壓電體261b的激勵(lì)產(chǎn)生的彈性體261a的基座部222的撓曲在彈性體161a的梳齒部221被擴(kuò)大,并在梳齒部221的前端的驅(qū)動(dòng)面223上成為行波。此外,在本實(shí)施方式中,壓電體261b成為容易產(chǎn)生9波峰的行波(9次的彎曲振動(dòng)波)的電極圖案。
移動(dòng)體262由鋁等的輕金屬形成。移動(dòng)體262通過具有加壓板和加壓部件的加壓接觸構(gòu)件264產(chǎn)生的加壓,與驅(qū)動(dòng)面223加壓接觸。在由驅(qū)動(dòng)部223產(chǎn)生的行波的波峰產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)。被驅(qū)動(dòng)面223加壓接觸的移動(dòng)體262通過由該橢圓運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦被驅(qū)動(dòng),并旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)方向通過壓電體261b的a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差而發(fā)生變化。
在移動(dòng)體262上配置有吸收移動(dòng)體262的光軸方向的振動(dòng)的橡膠等振動(dòng)吸收部件266。振動(dòng)吸收部件266通過加壓接觸構(gòu)件264與輸出傳遞部255加壓接觸。移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)被傳遞到輸出傳遞部255。但是,輸出傳遞部255通過安裝在固定部件251上的軸承256,限制光軸方向的移動(dòng)和徑向的移動(dòng)。
輸出傳遞部255具有突起部255a。該突起部255a與叉部254嵌合。在叉部254上,通過突起部255a而被傳遞輸出傳遞部255的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。而且,該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向凸輪環(huán)253傳遞。在凸輪環(huán)253的內(nèi)側(cè),相對(duì)于周向以螺旋狀切出鍵槽253a。在鍵槽253a中插入有af環(huán)252的固定銷252a。凸輪環(huán)253旋轉(zhuǎn)時(shí),固定銷252a被鍵槽253a引導(dǎo)并移動(dòng),保持透鏡組l的af環(huán)252沿光軸方向移動(dòng)。
如上所述,振動(dòng)波馬達(dá)201產(chǎn)生的行波通過移動(dòng)體262、輸出傳遞部255、叉部254、凸輪環(huán)253被傳遞到af環(huán)252,與af環(huán)252一起沿光軸方向驅(qū)動(dòng)透鏡組l。利用該驅(qū)動(dòng),透鏡鏡筒202執(zhí)行擺動(dòng)動(dòng)作等。
圖16是表示a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差與移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系的圖。移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)速度在相位差為+90°時(shí)成為正轉(zhuǎn)(例如,順時(shí)針)的最大速度,在相位差為-90°時(shí)成為反轉(zhuǎn)(例如,逆時(shí)針)的最大速度。
圖17是表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系的圖。移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)速度在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率處于規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)實(shí)質(zhì)上成為零。這里,實(shí)質(zhì)上為零是指沒有產(chǎn)生僅使與振動(dòng)吸收部件266等加壓接觸的移動(dòng)體262旋轉(zhuǎn)的扭矩的狀態(tài)。例如,在圖17所示的范圍內(nèi),在28.5khz至30.0khz的范圍內(nèi),移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)速度成為零。另外,即使是比28.5khz的低頻或比30.0khz的高頻,也不產(chǎn)生僅使與振動(dòng)吸收部件266等加壓接觸的移動(dòng)體262旋轉(zhuǎn)的扭矩,凸輪環(huán)253等不旋轉(zhuǎn),實(shí)質(zhì)上存在移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)速度成為零的頻率。將這樣的移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)速度實(shí)質(zhì)上成為零的頻率稱為保持頻率f0。
在本發(fā)明中,切換移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方向時(shí),不停止向振動(dòng)波馬達(dá)201的電壓施加,將驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率變更成保持頻率f0。由此,能夠減少電壓施加停止后再施加電壓時(shí)產(chǎn)生的異常噪聲。
圖18是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的與驅(qū)動(dòng)裝置相關(guān)的框圖。圖18例示的驅(qū)動(dòng)裝置290具有振動(dòng)波馬達(dá)201和驅(qū)動(dòng)電路280。驅(qū)動(dòng)電路280具有控制部281、振蕩部282、移相部283、放大部284a及284b、檢測(cè)部285和溫度測(cè)定部286。
振蕩部282振蕩出通過控制部281設(shè)定的頻率的信號(hào)。移相部283基于振蕩部282振蕩出的振蕩信號(hào),生成a相的信號(hào)和b相的信號(hào)。這些a相的信號(hào)和b相的信號(hào)之間的相位差通過控制部281被設(shè)定。
放大部284a將移相部283生成的a相的信號(hào)的電壓振幅放大(升壓)成通過控制部281設(shè)定的電壓。由此,生成a相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外,放大部284b將移相部283生成的b相的信號(hào)的電壓振幅放大(升壓)成通過控制部281設(shè)定的電壓。由此,生成b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
振動(dòng)體261基于被放大部284a放大的a相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和被放大部284b放大的b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)。檢測(cè)部285由光學(xué)式編碼器或磁編碼器等構(gòu)成,檢測(cè)通過移動(dòng)體262的驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)的透鏡組l的位置和/或速度,將這些檢測(cè)值作為電信號(hào)(檢測(cè)信號(hào))輸出到控制部281??刂撇?81基于來自檢測(cè)部285的檢測(cè)信號(hào),獲取與透鏡組l的位置和/或速度相關(guān)的信息。
溫度測(cè)定部286測(cè)定振動(dòng)波馬達(dá)201的溫度。振動(dòng)波馬達(dá)201的溫度因振動(dòng)體261和移動(dòng)體262的摩擦生熱而上升。振動(dòng)波馬達(dá)201的溫度上升對(duì)其驅(qū)動(dòng)能力帶來不良影響。溫度測(cè)定部286將所測(cè)定的溫度信號(hào)輸出到控制部281。控制部281基于該溫度信號(hào),推定振動(dòng)波馬達(dá)201的溫度對(duì)驅(qū)動(dòng)能力帶來的影響。
控制部281從透鏡鏡筒202的cpu203獲取與透鏡組l的移動(dòng)方向和移動(dòng)量相關(guān)的驅(qū)動(dòng)指示??刂撇?81以將透鏡組l定位于基于驅(qū)動(dòng)指示確定的目標(biāo)位置的方式,控制對(duì)于振蕩部282設(shè)定的頻率、對(duì)于移相部283設(shè)定的相位差和對(duì)于放大部284a及284b設(shè)定的電壓振幅。此外,控制部281所獲取的驅(qū)動(dòng)指示不僅僅限于與移動(dòng)方向和移動(dòng)量的組合相關(guān)的指示。也可以包含例如移動(dòng)速度或移動(dòng)時(shí)序的模式(例如,擺動(dòng)動(dòng)作的次數(shù))。另外,控制部281所獲取的驅(qū)動(dòng)指示也可以是移動(dòng)方向和移動(dòng)速度的組合。
使用圖19及圖20的(a)~(c)說明本發(fā)明的振動(dòng)波馬達(dá)201的驅(qū)動(dòng)控制。圖19是與振動(dòng)波馬達(dá)201的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的流程圖的一例。圖20的(a)~(c)是與振動(dòng)波馬達(dá)201的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的時(shí)序圖的一例。圖20的(a)是與a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差相關(guān)的時(shí)序圖。圖20的(b)是與振蕩部282的振蕩頻率即驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相關(guān)的時(shí)序圖。圖20的(c)是與振動(dòng)波馬達(dá)201的轉(zhuǎn)速相關(guān)的時(shí)序圖。
圖19的處理是在控制部281獲取了驅(qū)動(dòng)指示時(shí)開始執(zhí)行。在步驟s100中,控制部281對(duì)于振蕩部282設(shè)定保持頻率f0,以從振蕩部282振蕩出保持頻率f0的信號(hào)的方式進(jìn)行控制。
在步驟s110中,控制部281對(duì)于移相部283設(shè)定+90°或-90°的相位差,變更通過移相部283輸出的a相的信號(hào)和b相的信號(hào)的相位差(圖20的定時(shí)t0~t1、定時(shí)t3~t4)。振蕩部282振蕩出的頻率為保持頻率f0時(shí),振動(dòng)波馬達(dá)201的轉(zhuǎn)速實(shí)質(zhì)為零。因此,在步驟s110中,即使控制部281變更相位差,振動(dòng)波馬達(dá)201的驅(qū)動(dòng)也不會(huì)變得不穩(wěn)定。
步驟s110中的相位差的變更結(jié)束后,在步驟s120中,控制部281基于驅(qū)動(dòng)指示、通過來自檢測(cè)部285的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算的透鏡組l的位置和/或速度、通過溫度測(cè)定部286測(cè)定的振動(dòng)波馬達(dá)201的溫度、和振動(dòng)波馬達(dá)201的個(gè)體差異等,控制對(duì)于振蕩部282設(shè)定的頻率,以透鏡組l被定位于目標(biāo)位置的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制(圖20的定時(shí)t1~t2)。
對(duì)振蕩部282設(shè)定的頻率成為比保持頻率f0的低頻時(shí),振動(dòng)波馬達(dá)201的轉(zhuǎn)速變得比零大。由于在使振動(dòng)波馬達(dá)201停止時(shí),不停止向振動(dòng)波馬達(dá)201的電壓施加,從而即使振動(dòng)波馬達(dá)201開始驅(qū)動(dòng),也不發(fā)生異常噪聲。
在步驟s130中,控制部281判定透鏡組l是否到達(dá)了目標(biāo)位置??刂撇?81在步驟s130進(jìn)行了否定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s120,在步驟s130進(jìn)行了肯定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s140。
在步驟s140中,控制部281對(duì)于振蕩部282設(shè)定保持頻率f0,以從振蕩部282振蕩出保持頻率f0的信號(hào)的方式進(jìn)行控制(圖20的定時(shí)t2~t3)。
在步驟s150中,控制部281判定是否獲取了下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示??刂撇?81在步驟s150進(jìn)行了肯定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s110,在步驟s150進(jìn)行了否定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s160。
在步驟s160中,控制部281對(duì)于移相部283設(shè)定0°的相位差,變更通過移相部283輸出的a相的信號(hào)和b相的信號(hào)的相位差,結(jié)束圖19的處理。由此,如圖16所示,還根據(jù)相位差以使振動(dòng)波馬達(dá)201的旋轉(zhuǎn)速度成為零的方式進(jìn)行控制。
如圖17所示,保持頻率f0的可取值具有范圍。在步驟s140中,控制部281根據(jù)使設(shè)定于振蕩部282的保持頻率f0成為該范圍內(nèi)的哪個(gè)值,對(duì)于振動(dòng)波馬達(dá)201得到的效果發(fā)生變化。使用圖21說明該效果的不同。
圖21是例示了振動(dòng)體261的頻率-振動(dòng)變形特性的圖。圖21例示了振動(dòng)體262的9次彎曲振動(dòng)的固有頻率f9為26khz的位置,并例示了10次彎曲振動(dòng)的固有頻率f10為32khz的位置。以下,將9次彎曲振動(dòng)的固有頻率f9簡(jiǎn)稱為固有頻率f9,將10次彎曲振動(dòng)的固有頻率f10簡(jiǎn)稱為固有頻率f10。
在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率為9次彎曲振動(dòng)的固有頻率f9附近時(shí),在振動(dòng)體261的驅(qū)動(dòng)面223上,產(chǎn)生9峰的行波。而且,在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率為10次彎曲振動(dòng)的固有頻率f10附近時(shí),在振動(dòng)體261的驅(qū)動(dòng)面223上產(chǎn)生10峰的行波。頻率越遠(yuǎn)離固有頻率f9,振動(dòng)體261的振動(dòng)的大小中的9峰的行波成分越小。同樣地,頻率越遠(yuǎn)離固有頻率f10,振動(dòng)體261的振動(dòng)的大小中的10峰的行波成分越小。
如上所述,壓電體261b成為容易激勵(lì)9峰的行波的電極圖案,與振動(dòng)波馬達(dá)201使用10峰的行波時(shí)相比,使用9峰的行波時(shí)的驅(qū)動(dòng)效率更好。由此,在圖21中,9峰的行波的振動(dòng)的大小變得比10峰的行波的振動(dòng)的大小大。
2相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差相同的情況下,9峰的行波和10峰的行波的旋轉(zhuǎn)方向成為相互相反方向。例如,在2相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差為+90°的情況下,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率為27khz時(shí),移動(dòng)體262正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率為33khz時(shí),移動(dòng)體262反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。頻率處于固有頻率f9和固有頻率f10之間時(shí),9峰的行波成分對(duì)移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)和10峰的行波成分對(duì)移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)相互抵消。
(1)保持頻率f0為固有頻率f9和固有頻率f10的平均值的情況
保持頻率f0為固有頻率f9和固有頻率f10的平均值的情況下,例如在圖21的例子中,保持頻率f0為29khz的情況下,振動(dòng)體261的振動(dòng)的大小變小。這是因?yàn)?,在固有頻率f9和固有頻率f10的中間,無論9峰的行波成分還是10峰的行波成分都變小。而且,9峰的行波成分對(duì)移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)和10峰的行波成分對(duì)移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)抵消。
因此,保持頻率f0是固有頻率f9和固有頻率f10的平均值的情況下,由于振動(dòng)體261的振動(dòng)的大小小,所以移動(dòng)體262不從振動(dòng)體261分離,從而不會(huì)發(fā)生因移動(dòng)體262和振動(dòng)體261的碰撞產(chǎn)生的異常噪聲。另外,由于9峰的行波成分對(duì)移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)和10峰的行波成分對(duì)移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)抵消,所以移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)停止的可靠性增加。
(2)保持頻率f0比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值高頻的情況
保持頻率f0為比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值高頻的情況下,即比固有頻率f9更接近固有頻率f10的情況下,由振動(dòng)體262產(chǎn)生的行波中的10峰的行波成分是主導(dǎo)的。圖19的步驟s120中基于9峰的行波成分旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)體262在步驟s140中將驅(qū)動(dòng)頻率變更成保持頻率f0時(shí)基于10峰的行波成分被控制。即,由10峰的行波成分產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)與由9峰的行波成分產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)成為旋轉(zhuǎn)方向相反的方向,在步驟s140中,移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)方向成為與之前的步驟s120的控制時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向。但是,此時(shí),由于通過振動(dòng)波馬達(dá)201產(chǎn)生的扭矩小,所以叉部254、凸輪環(huán)253、af環(huán)252不會(huì)旋轉(zhuǎn)。
因此,在步驟s150中,在存在下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示的情況下,在下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示中,確定了使移動(dòng)體262向相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí),突起部255a和叉部254之間的松動(dòng)以及鍵槽253a和固定銷252a之間的松動(dòng)被阻塞。由此,實(shí)際上,能夠抑制移動(dòng)體262開始向相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械碰撞音。
(3)保持頻率f0比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值低頻的情況
保持頻率f0比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值低頻的情況下,即比固有頻率f10更接近固有頻率f9的情況下,由振動(dòng)體262產(chǎn)生的行波中的9峰的行波成分是主導(dǎo)的。該情況下,在步驟s140中,移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)方向與之前的步驟s120的控制時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向成為相同方向。因此,在步驟s150中存在下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示的情況下,確定了在下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示中使移動(dòng)體262向同方向旋轉(zhuǎn)時(shí),突起部255a和叉部254之間的松動(dòng)以及鍵槽253a和固定銷252a之間的松動(dòng)被阻塞。由此,實(shí)際上,能夠抑制移動(dòng)體262開始向同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械碰撞音。
另外,由于保持頻率f0比上述(1)或(2)的情況時(shí)更接近固有頻率f9,所以能夠使圖20的定時(shí)t2~t3的期間比上述(1)或(2)的情況時(shí)縮短。由此,移動(dòng)體262的驅(qū)動(dòng)控制中的處理時(shí)間被縮短,移動(dòng)體262的停止精度提高。
如上述(2)所述,在下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示中,向與上一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示相反的方向驅(qū)動(dòng)時(shí),使保持頻率f0比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值高頻為好。另外,如上述(3)所述,在下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示中,向與上一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示相同的方向驅(qū)動(dòng)時(shí),使保持頻率f0比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值低頻為好。
圖22是與圖19的步驟s140的處理相關(guān)的流程圖。在圖22的處理中,執(zhí)行了驅(qū)動(dòng)指示之后,基于所執(zhí)行的下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示,適當(dāng)?shù)卦O(shè)定保持頻率。
在步驟s141中,控制部281判定是否獲取了下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示??刂撇?81在步驟s141進(jìn)行了肯定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s142,在步驟s141進(jìn)行了否定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s143。
在步驟s142中,控制部281判定下一個(gè)驅(qū)動(dòng)指示是否是使移動(dòng)體262向上一個(gè)完成的驅(qū)動(dòng)指示相同的方向旋轉(zhuǎn)的指示??刂撇?81在步驟s142進(jìn)行了肯定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s145,在步驟s142進(jìn)行了否定判定的情況下,使處理進(jìn)入步驟s144。
在步驟s143中,控制部281將保持頻率f0設(shè)定成固有頻率f9和固有頻率f10的平均值。由此,能夠得到上述(1)中說明的效果。
在步驟s144中,控制部281將保持頻率f0設(shè)定成比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值高頻且比固有頻率f10低頻的頻率。由此,能夠得到上述(2)中說明的效果。
在步驟s145中,控制部281將保持頻率f0設(shè)定成比固有頻率f9和固有頻率f10的平均值低頻且比固有頻率f9高頻的頻率。由此,能夠得到上述(3)中說明的效果。
在步驟s146中,控制部281在振蕩部282設(shè)定步驟s143~s145中設(shè)定的保持頻率f0。
根據(jù)以上說明的實(shí)施方式,能夠得到以下的作用效果。
在透鏡鏡筒202中,驅(qū)動(dòng)透鏡組l的驅(qū)動(dòng)裝置290具有驅(qū)動(dòng)電路280和振動(dòng)波馬達(dá)201。驅(qū)動(dòng)電路280生成a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。振動(dòng)波馬達(dá)201具有振動(dòng)體261和移動(dòng)體262。振動(dòng)體261具有被施加通過驅(qū)動(dòng)電路280生成的a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的壓電體261b,通過該壓電體261b的振動(dòng)使彈性體261a的驅(qū)動(dòng)面223產(chǎn)生行波,產(chǎn)生用于使加壓接觸的移動(dòng)體262驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)電路280具有用于設(shè)定a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和相位差的控制部281,在變更移動(dòng)體262的驅(qū)動(dòng)方向時(shí),將振蕩部282振蕩出的頻率設(shè)定成保持頻率f0之后(圖19的步驟s100及s140),對(duì)設(shè)定于移相部283的相位差進(jìn)行變更(圖19的步驟s110)。
由此,在驅(qū)動(dòng)裝置290中,在切換移動(dòng)體262的驅(qū)動(dòng)方向時(shí),通過驅(qū)動(dòng)頻率的控制使移動(dòng)體262的驅(qū)動(dòng)停止,從而能夠抑制異常噪聲的發(fā)生。
當(dāng)在移動(dòng)體262驅(qū)動(dòng)的期間變更相位差時(shí),移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)變得不穩(wěn)定,會(huì)發(fā)生由移動(dòng)體262和振動(dòng)體261的碰撞產(chǎn)生的異常噪聲。但是,如本發(fā)明那樣,若在移動(dòng)體262的驅(qū)動(dòng)停止的狀態(tài)下,控制a相及b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差,則不會(huì)發(fā)生這樣的異常噪聲。
另外,當(dāng)在移動(dòng)體262驅(qū)動(dòng)的期間變更相位差時(shí),臨時(shí)低速驅(qū)動(dòng)移動(dòng)體262,但在低速驅(qū)動(dòng)時(shí),移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)不均增大,不能確保停止精度。但是,如本發(fā)明那樣,若在移動(dòng)體262的驅(qū)動(dòng)停止的狀態(tài)下,控制a相及b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差,則不發(fā)生這樣的旋轉(zhuǎn)不均的增大,不存在無法確保停止精度的擔(dān)憂。
以上說明的第三實(shí)施方式能夠如下地變形實(shí)施。
(變形例4)在上述實(shí)施方式中,壓電體261b成為容易發(fā)生9峰的行波的電極圖案,在振動(dòng)體261的驅(qū)動(dòng)面223上發(fā)生9峰的行波或10峰的行波。但是,振動(dòng)體261發(fā)生的行波不限于9峰的行波。本發(fā)明也可以在驅(qū)動(dòng)面223上發(fā)生由任意的n峰的行波產(chǎn)生的n次彎曲振動(dòng)。
(變形例5)在上述實(shí)施方式中,在控制對(duì)振蕩部282設(shè)定的頻率來進(jìn)行透鏡組l的驅(qū)動(dòng)控制期間,不控制a相及b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差。但是,在能夠忽略由移動(dòng)體262和振動(dòng)體261的碰撞產(chǎn)生的異常噪聲或移動(dòng)體262的旋轉(zhuǎn)不均的增大的范圍內(nèi),即使在控制對(duì)振蕩部282設(shè)定的頻率來進(jìn)行透鏡組l的驅(qū)動(dòng)控制的期間,也可以控制a相及b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差。
(第四實(shí)施方式)
以下,關(guān)于本發(fā)明的電子相機(jī)1的實(shí)施方式,參照附圖詳細(xì)說明。圖23是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的電子相機(jī)301的圖。
電子相機(jī)301是能夠進(jìn)行靜態(tài)圖像及動(dòng)態(tài)圖像攝影的相機(jī),由作為攝像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡鏡筒320、攝像元件330、afe(analogfrontend:模擬前端)電路360、圖像處理部370、音聲檢測(cè)部380、操作部件390、cpu400、緩沖存儲(chǔ)器410、記錄接口420、存儲(chǔ)器430、監(jiān)視器440構(gòu)成,能夠進(jìn)行與外部設(shè)備的pc450的連接。
透鏡鏡筒320由多個(gè)光學(xué)透鏡組l構(gòu)成,使被攝物體像成像于攝像元件330的受光面。在圖23中,簡(jiǎn)化多個(gè)光學(xué)透鏡組l,作為單透鏡圖示。該光學(xué)透鏡組l中的后述的af用的第三透鏡組l3(如圖24所示)通過振動(dòng)波馬達(dá)310而被驅(qū)動(dòng)。
攝像元件330由將受光元件二維地排列在受光面上的cmos圖像傳感器等構(gòu)成。攝像元件330對(duì)由通過了透鏡鏡筒320的光束產(chǎn)生的被攝物體像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而生成模擬圖像信號(hào)。
模擬圖像信號(hào)被輸入到afe電路360。afe電路360進(jìn)行對(duì)于模擬圖像信號(hào)的增益調(diào)整(與iso感光度相應(yīng)的信號(hào)放大)。具體來說,根據(jù)來自cpu400的感光度設(shè)定指示,使攝像感光度在規(guī)定范圍內(nèi)變更。afe電路360還通過內(nèi)置的a/d轉(zhuǎn)換電路將模擬處理后的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被輸入圖像處理部370。
圖像處理部370對(duì)于數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖像處理。
緩沖存儲(chǔ)器410臨時(shí)記錄由圖像處理部370進(jìn)行的圖像處理的前工序和/或后工序中的圖像數(shù)據(jù)。
音聲檢測(cè)部380由麥克風(fēng)和信號(hào)放大部構(gòu)成,主要在動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)檢測(cè)并取入來自被攝物體方向的音聲,將該數(shù)據(jù)向cpu400傳遞。
操作部件390表示模式轉(zhuǎn)盤、十字鍵、確定按鈕和釋放按鈕,將與各操作相應(yīng)的操作信號(hào)向cpu400送出。靜態(tài)圖像攝影和動(dòng)態(tài)圖像攝影的設(shè)定通過該操作部件390而被設(shè)定。
cpu400通過執(zhí)行存儲(chǔ)在未圖示的rom中的程序,綜合控制電子相機(jī)301所進(jìn)行的動(dòng)作。例如,進(jìn)行af(自動(dòng)對(duì)焦)動(dòng)作控制、ae(自動(dòng)曝光)動(dòng)作控制、自動(dòng)白平衡控制等。
記錄接口420具有未圖示的連接器,在該連接器上連接有存儲(chǔ)卡421等的存儲(chǔ)介質(zhì),對(duì)于所連接的存儲(chǔ)介質(zhì),進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)介質(zhì)的讀入。
存儲(chǔ)器430存儲(chǔ)進(jìn)行了圖像處理的一系列的圖像數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式的電子相機(jī)301中,取入與動(dòng)態(tài)圖像對(duì)應(yīng)的圖像。
監(jiān)視器440由液晶面板構(gòu)成,與來自cpu400的指示相應(yīng)地顯示操作菜單、靜態(tài)圖像及動(dòng)態(tài)圖像等。
以下,關(guān)于透鏡鏡筒320進(jìn)行說明。
圖24是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的透鏡鏡筒320的圖。圖25是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的振動(dòng)波馬達(dá)310的振子311的圖。
透鏡鏡筒320具有覆蓋透鏡鏡筒320的外周部的外側(cè)固定筒331和位于比外側(cè)固定筒331更靠?jī)?nèi)周側(cè)的內(nèi)側(cè)固定筒332,還在外側(cè)固定筒331和內(nèi)側(cè)固定筒332之間具有振動(dòng)波馬達(dá)310。
在內(nèi)側(cè)固定筒332上,從被攝物體側(cè)開始配置有第一透鏡組l1、第二透鏡組l2、被af環(huán)334保持的作為af透鏡的第三透鏡組l3、第四透鏡組l4。第一透鏡組l1、第二透鏡組l2及第四透鏡組l4被固定在內(nèi)側(cè)固定筒332上。第三透鏡組l3構(gòu)成為通過af環(huán)334移動(dòng)而能夠相對(duì)于內(nèi)側(cè)固定筒332移動(dòng)。
如圖24所示,振動(dòng)波馬達(dá)310具有振子311、移動(dòng)件315、加壓部件318等,成為使振子311這一側(cè)固定并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件315的形態(tài)。
關(guān)于振子311進(jìn)行說明。如圖25所示,振子311由以將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的壓電元件或電致伸縮元件等為例的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件(以下稱為壓電體313)和接合壓電體313的彈性體312構(gòu)成。使振子311產(chǎn)生行波,但在本實(shí)施方式中,作為一例產(chǎn)生9峰的行波。
彈性體312由共振銳度大的金屬材料構(gòu)成,形狀是圓環(huán)形狀。彈性體312中的接合壓電體313的相反面成為切出槽的梳齒部312a,突起部分(沒有槽的位置)的前端面成為驅(qū)動(dòng)面,并與移動(dòng)件315加壓接觸。振動(dòng)波馬達(dá)310使用通過壓電體313的激勵(lì)在驅(qū)動(dòng)面上發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件315,由此驅(qū)動(dòng)第三透鏡組l3。切槽的理由是使行波的中立面盡可能接近壓電體313這一側(cè),由此使驅(qū)動(dòng)面的行波的振幅放大。未切槽的部分在本實(shí)施方式中被稱為基座部312b。
在基座部312b的與梳齒部312a的相反面上接合有壓電體313。在彈性體312的驅(qū)動(dòng)面上實(shí)施了潤(rùn)滑性的表面處理。壓電體313沿著圓周方向被分成2個(gè)相(a相、b相),在各相中,排列按每1/2波長(zhǎng)交替極化的要素,在a相和b相之間隔開1/4波長(zhǎng)量的間隔。
壓電體313由一般通稱被稱為pzt的鋯鈦酸鉛這樣的材料構(gòu)成,但近年來,從環(huán)境問題來說,還能夠由無鉛的材料的鈮酸鉀鈉、鈮酸鉀、鈮酸鈉、鈦酸鋇、鈦酸鉍鈉、鈦酸鉍鉀等構(gòu)成。
如圖24所示,在壓電體313的下方,配置有無紡布316、加壓板317、加壓部件318。無紡布316以毛氈為例,被配置在壓電體313的下方,不將振子311的振動(dòng)向加壓板317或加壓部件318傳遞。
加壓板317承受加壓部件318的加壓。加壓部件318由碟形彈簧構(gòu)成,并被配置在加壓板317的下方,產(chǎn)生加壓壓力。在本實(shí)施方式中,加壓部件318采用了碟形彈簧,但也可以不采用碟形彈簧而采用盤簧或波形彈簧。加壓部件318通過將壓環(huán)319固定在固定部件314上而被保持。
移動(dòng)件315由鋁等的輕金屬構(gòu)成,在滑動(dòng)面的表面315a上實(shí)施了用于提高耐磨損性的滑動(dòng)材料等的表面處理(參照?qǐng)D25)。
在移動(dòng)件315的上方,為吸收移動(dòng)件315的縱向的振動(dòng),配置由橡膠等形成的振動(dòng)吸收部件323,在其上方配置有輸出傳遞部件324。
輸出傳遞部件324通過設(shè)置在固定部件314上的軸承325限制加壓方向和徑向,由此,限制移動(dòng)件315的加壓方向和徑向。
輸出傳遞部件324具有突起部324a,從此處嵌合有與凸輪環(huán)336連接的叉部335。凸輪環(huán)336與輸出傳遞部件324的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。
在凸輪環(huán)336上,相對(duì)于周向傾斜地切出有鍵槽337。另外,在af環(huán)334的外周側(cè)設(shè)置有固定銷338。固定銷338與鍵槽337嵌合,通過凸輪環(huán)336進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),af環(huán)334向光軸直行方向被驅(qū)動(dòng),能夠停止在所期望的位置。
在固定部件314上通過螺釘安裝有壓環(huán)319。通過將壓環(huán)319安裝在固定部件314上,從輸出傳遞部件324到移動(dòng)件315、振子311、加壓部件318能夠作為一個(gè)馬達(dá)單元構(gòu)成。
以下,關(guān)于驅(qū)動(dòng)裝置340a進(jìn)行說明。
圖26是用于說明振動(dòng)波馬達(dá)310的驅(qū)動(dòng)裝置340a的框圖。驅(qū)動(dòng)裝置340a被設(shè)置在基板340(參照?qǐng)D24)。驅(qū)動(dòng)裝置340a如圖26所示地被連接在振動(dòng)波馬達(dá)310,并從設(shè)置在振動(dòng)波馬達(dá)310上的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部346接收振動(dòng)波馬達(dá)310的轉(zhuǎn)速,并且還進(jìn)行振動(dòng)波馬達(dá)310的控制。
驅(qū)動(dòng)裝置340a具有驅(qū)動(dòng)控制部341、振蕩部342、移相部343和放大部344。另外,在驅(qū)動(dòng)裝置340a的驅(qū)動(dòng)控制部341上,連接有安裝在振動(dòng)波馬達(dá)310上的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部346、對(duì)比度檢測(cè)部339、以及能夠選擇動(dòng)態(tài)圖像攝影模式還是靜態(tài)圖像攝影模式的攝影設(shè)定部347。
驅(qū)動(dòng)控制部341以來自透鏡鏡筒320內(nèi)或相機(jī)301主體的cpu400的驅(qū)動(dòng)指令為基礎(chǔ)控制振動(dòng)波馬達(dá)310的驅(qū)動(dòng)。
振蕩部342通過驅(qū)動(dòng)控制部341的指令產(chǎn)生所期望的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)以電位零為基準(zhǔn)在+方向及-方向上成為非對(duì)稱形狀。
移相部343將該振蕩部342產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分成相位不同的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
放大部344分別使通過移相部343劃分的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)升壓到所期望的電壓。
來自放大部344的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳遞到振動(dòng)波馬達(dá)310,通過這2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的施加,使振子311產(chǎn)生行波,移動(dòng)件315被驅(qū)動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部346由光學(xué)式編碼器或磁編碼器等構(gòu)成,檢測(cè)通過移動(dòng)件315的驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)物的位置和/或速度,將檢測(cè)值作為電信號(hào)傳遞到驅(qū)動(dòng)控制部341。
對(duì)比度檢測(cè)部339檢測(cè)被攝物體像的對(duì)比度。對(duì)比度檢測(cè)部339判定例如被攝物體是處于當(dāng)前的透鏡的焦點(diǎn)位置的范圍內(nèi),還是處于向+方向或-方向以哪種程度偏移。通過對(duì)比度檢測(cè)部339檢測(cè)的對(duì)比度作為電信號(hào)被傳遞到驅(qū)動(dòng)控制部341。
驅(qū)動(dòng)控制部341以來自透鏡鏡筒320內(nèi)或相機(jī)301主體的cpu400的驅(qū)動(dòng)指令為基礎(chǔ)控制振動(dòng)波馬達(dá)310的驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)控制部341接收來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部346的檢測(cè)信號(hào)時(shí),以該值為基礎(chǔ),得到位置信息和速度信息,以定位于目標(biāo)位置的方式控制振蕩部342的頻率、移相部343的相位差及放大部344的電壓。
另外,驅(qū)動(dòng)控制部341通過透鏡或相機(jī)傳遞攝影信息(通過攝影設(shè)定部347選擇的靜態(tài)圖像模式/動(dòng)態(tài)圖像模式等)。驅(qū)動(dòng)控制部341通過該透鏡或相機(jī)以攝影信息為基礎(chǔ)精細(xì)地控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和/或相位差。具體來說,驅(qū)動(dòng)控制部341在攝影設(shè)定部347選擇了動(dòng)態(tài)圖像攝影模式的情況下,在將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓維持恒定的狀態(tài)下,切換2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差,并且與所切換的相位差對(duì)應(yīng)地切換2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率,由此能夠變更振動(dòng)波馬達(dá)310的速度。
另外,驅(qū)動(dòng)控制部341基于通過對(duì)比度檢測(cè)部339檢測(cè)的對(duì)比度,切換2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。
在本實(shí)施方式中,為簡(jiǎn)化說明,將對(duì)比度檢測(cè)部339的信息及攝影設(shè)定部347的信息直接傳遞到驅(qū)動(dòng)控制部341,但不限于此。例如,也可以是,對(duì)比度檢測(cè)部339的信息或攝影設(shè)定部347的信息臨時(shí)被傳遞到相機(jī)的cpu,然后,傳遞到透鏡內(nèi)的驅(qū)動(dòng)控制部341。
以下,關(guān)于驅(qū)動(dòng)裝置340a中的振動(dòng)波馬達(dá)310的驅(qū)動(dòng)及控制進(jìn)行說明。
首先,來自透鏡鏡筒320內(nèi)或相機(jī)301主體的cpu400的目標(biāo)位置被傳遞到驅(qū)動(dòng)控制部341。從振蕩部342產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào),該信號(hào)通過移相部343被分成相位90度不同的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào),并通過放大部344被放大到所期望的電壓。驅(qū)動(dòng)控制部341向振動(dòng)波馬達(dá)310提供2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加于振動(dòng)波馬達(dá)310的壓電體313,壓電體313被激勵(lì),通過該激勵(lì)使彈性體312產(chǎn)生9次的彎曲振動(dòng)。壓電體313被分成a相和b相,2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別被施加于a相和b相。從a相產(chǎn)生的9次彎曲振動(dòng)和從b相產(chǎn)生的9次彎曲振動(dòng)的位置性的相位錯(cuò)開1/4波長(zhǎng),另外,a相驅(qū)動(dòng)信號(hào)和b相驅(qū)動(dòng)信號(hào)錯(cuò)開90度相位,從而2個(gè)彎曲振動(dòng)被合成,成為9峰的行波。相位差的值+90度或-90度是理想的值,在其中間值,行波的形狀雖會(huì)被打亂,但也產(chǎn)生行波。在行波的波峰上產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)。因此,與驅(qū)動(dòng)面加壓接觸的移動(dòng)件315通過該橢圓運(yùn)動(dòng)被摩擦性地驅(qū)動(dòng)。
在通過移動(dòng)件315的驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)體上配置有光學(xué)式編碼器,從此處產(chǎn)生電脈沖,并被傳遞到驅(qū)動(dòng)控制部341。驅(qū)動(dòng)控制部341能夠基于該信號(hào)得到當(dāng)前的位置和當(dāng)前的速度,基于這些位置信息、速度信息及目標(biāo)位置信息控制振蕩部342的驅(qū)動(dòng)頻率。
另外,在向正向驅(qū)動(dòng)af環(huán)334的情況下,使移相部343中的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(頻率電壓信號(hào))的相位差為+值,例如+90度,在向反向驅(qū)動(dòng)af環(huán)334的情況下,使移相部343中的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(頻率電壓信號(hào))的相位差為-值,例如-90度即可。
另一方面,驅(qū)動(dòng)控制部341基于當(dāng)前的攝影模式是靜態(tài)圖像模式還是動(dòng)態(tài)圖像模式的信息,在是靜態(tài)圖像模式的情況下,控制振蕩部342的驅(qū)動(dòng)頻率,在是動(dòng)態(tài)圖像模式的情況下,控制振蕩部342的驅(qū)動(dòng)頻率及移相部343的相位差。尤其,在使af用的第三透鏡組l3小節(jié)距地前后移動(dòng)的擺動(dòng)動(dòng)作中,變更相位差,并控制位置和/或速度。擺動(dòng)動(dòng)作是指使af用的透鏡小節(jié)距地前后移動(dòng)而使焦點(diǎn)位置追隨被攝物體的動(dòng)作。
圖27的(a)是表示振動(dòng)波馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差的關(guān)系的曲線圖,圖27的(b)是表示振動(dòng)波馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)于驅(qū)動(dòng)頻率的關(guān)系的曲線圖。如圖27的(a)所示,旋轉(zhuǎn)速度在2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差為+90度成為正轉(zhuǎn)的最大速度,在2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差為-90度成為反轉(zhuǎn)的最大速度,其中間的相位差表示中間的速度值。另外,如圖27的(b)所示,驅(qū)動(dòng)頻率變小時(shí),旋轉(zhuǎn)速度變大,增大頻率時(shí),旋轉(zhuǎn)速度降低,成為0。
例如,2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差為+90度時(shí),驅(qū)動(dòng)頻率小的一方,旋轉(zhuǎn)速度高。
(第一動(dòng)作例)
接下來,關(guān)于本發(fā)明的第四實(shí)施方式的第一動(dòng)作例,關(guān)于動(dòng)態(tài)圖像模式被選擇的情況下的驅(qū)動(dòng)裝置340a中的振動(dòng)波馬達(dá)310的驅(qū)動(dòng),基于時(shí)序圖進(jìn)行說明。圖28是用于說明第四實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置340a的第一動(dòng)作例的動(dòng)作的時(shí)序圖。
在本實(shí)施方式中,時(shí)序地說明動(dòng)態(tài)圖像模式被選擇的情況下的、驅(qū)動(dòng)頻率、驅(qū)動(dòng)電壓、相位差、振動(dòng)波馬達(dá)310的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系。
在本實(shí)施方式中,動(dòng)態(tài)圖像模式被選擇的情況下,驅(qū)動(dòng)頻率被設(shè)定成f0(最大頻率),驅(qū)動(dòng)電壓被設(shè)定成v0(最小電壓)。
在t0,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度,并使驅(qū)動(dòng)信號(hào)為on。
在t1,驅(qū)動(dòng)裝置340a使驅(qū)動(dòng)電壓增加。
在t2,驅(qū)動(dòng)裝置340a將驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定成v1。
在t3,驅(qū)動(dòng)裝置340a從最大頻率f0開始掃描驅(qū)動(dòng)頻率。
在t4之后緊接著的t4’,驅(qū)動(dòng)裝置340a在驅(qū)動(dòng)頻率被掃描的中途,開始驅(qū)動(dòng)振動(dòng)波馬達(dá)310,將驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定成頻率f1。
在動(dòng)態(tài)圖像模式的情況下,小節(jié)距地進(jìn)行使af用的第三透鏡組l3前后移動(dòng)的擺動(dòng)動(dòng)作。本實(shí)施方式的情況下,采用20hz的間隔。
在t4~t5,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度,正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn),使速度為v。
在t5~t6,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0度,通過對(duì)比度檢測(cè)部339檢測(cè)wbe位置的對(duì)比度。
在t6~t7,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成-90度,使頻率為比f1小的f2,以頻率f2反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),使速度為-2v(v的2倍)。
擺動(dòng)動(dòng)作的反轉(zhuǎn)時(shí)的速度為正轉(zhuǎn)的2倍是因?yàn)橥哥R位置的移動(dòng)量為2倍。
在t7~t8,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0度,檢測(cè)waf位置處的對(duì)比度。
在t8~t9,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度,以頻率f1正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),使速度為v。
在t9~t10,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0度,檢測(cè)w0位置處的對(duì)比度。
以下反復(fù)進(jìn)行擺動(dòng)動(dòng)作。擺動(dòng)動(dòng)作的1周期(例如,t4和t10之間)是20hz的間隔(=約50msec)。
在t9~t10的期間,通過wbe位置、waf位置及w0位置的對(duì)比度的檢測(cè)結(jié)果,算出被攝物體的位置,并決定下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的驅(qū)動(dòng)頻率。也就是說,驅(qū)動(dòng)控制部341基于由對(duì)比度檢測(cè)部339檢測(cè)的擺動(dòng)動(dòng)作中的規(guī)定的1周期的對(duì)比度,以使af用的第三透鏡組l3的焦點(diǎn)位置追隨被攝物體的方式切換規(guī)定的1周期的接下來的1周期中的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。
作為決定的參數(shù),是t10~t11間的頻率fs、t12~t13間的頻率f4及t14~t15間的頻率fs2。
例如,在t4~t10間的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度檢測(cè)的結(jié)果中,判定為被攝物體處于擺動(dòng)振幅之間(+1~-1)的情況下,在下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期中,擺動(dòng)振幅也為+1~-1,頻率fs=f1,頻率fb=f2,頻率fs2=f1。
此外,在圖28的被攝物體檢測(cè)結(jié)果中,用大的值表示對(duì)比度好的一方(對(duì)比度好=對(duì)焦=1,越未對(duì)焦,數(shù)值越小。)。
另外,作為其他情形,在t17~t22間的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度檢測(cè)的結(jié)果中,在判定為被攝物體相對(duì)于當(dāng)前的透鏡位置處于+方向的情況下,在下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期中,t22~t23中的速度為3v,進(jìn)行擺動(dòng)振幅的3倍的透鏡的移動(dòng)。該情況下,頻率fs=f3(比f2還小的頻率),頻率fb=f2,頻率fs2=f1。
而且,作為其他情形,在t40~t45的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度檢測(cè)的結(jié)果中,在判定為被攝物體從當(dāng)前的透鏡位置大幅位于+方向的情況下,下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期中,t40~t41中的速度為4v,進(jìn)行擺動(dòng)振幅的3倍的透鏡的移動(dòng)。該情況下,頻率fs=f4(比f3更小的頻率),頻率fb=f2,頻率fs2=f1。
這里,在要使透鏡驅(qū)動(dòng)時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生開始向振動(dòng)波馬達(dá)發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)on(啟動(dòng))時(shí)的微小的聲音被取入在動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)檢測(cè)音聲的麥克風(fēng)中這樣的問題。其原因是在使施加于振動(dòng)波馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)從0v到某電壓階段性變化的瞬間,從定子(振子)產(chǎn)生各種頻率的聲音,該可聽音被取入音聲。該聲音的聲壓依賴于電壓的大小,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓小的情況下,存在聲壓降低的傾向。
關(guān)于這點(diǎn),采取如下對(duì)策:在驅(qū)動(dòng)信號(hào)on的瞬間,預(yù)先減小驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓的電壓值,使從定子(振子)產(chǎn)生的聲音的聲壓成為麥克風(fēng)的靈敏度以下,驅(qū)動(dòng)信號(hào)on以后,使驅(qū)動(dòng)電壓返回正規(guī)的電壓(額定電壓)。
但是,在動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí),需要使af透鏡前后移動(dòng)的擺動(dòng)動(dòng)作,在向與正向的驅(qū)動(dòng)時(shí)相反的方向驅(qū)動(dòng)的期間,臨時(shí)停止,必須改變相位差。該情況下,為防止從定子(振子)產(chǎn)生的微小的聲音,在以往的控制方法中,將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度,使驅(qū)動(dòng)電壓從v0向v1變化,使af環(huán)34正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。然后,使驅(qū)動(dòng)電壓從v1向v0變化,將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成-90度。而且,使驅(qū)動(dòng)電壓從v0向v1變化,將af環(huán)34反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。然后,使驅(qū)動(dòng)電壓從v1向v0變化,將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度。以下反復(fù)實(shí)施,成為非常繁瑣的動(dòng)作。
在本實(shí)施方式中,在恒定地維持電壓的狀態(tài)下,以3階段切換2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差(90度、0度、-90度),通過設(shè)定與該相位差相應(yīng)的頻率,進(jìn)行擺動(dòng)動(dòng)作。此外,2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差的切換對(duì)于防止微小聲音發(fā)生來說,優(yōu)選緩慢地連續(xù)地切換相位差。
由此,不需要以往那樣地繁瑣地驅(qū)動(dòng),能夠?qū)崿F(xiàn)安靜的驅(qū)動(dòng)。
此外,靜態(tài)圖像模式被選擇的情況下,如以往那樣,將電壓設(shè)定成額定電壓v1之后,使驅(qū)動(dòng)信號(hào)為on,開始驅(qū)動(dòng)頻率的掃描。另外,位置和/或速度控制也是在靜態(tài)圖像模式的情況下,不需要進(jìn)行擺動(dòng)動(dòng)作,從而成為基于驅(qū)動(dòng)頻率或驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行的控制。
此外,驅(qū)動(dòng)信號(hào)on時(shí)的聲音微小,音聲麥克風(fēng)被設(shè)置在振動(dòng)波馬達(dá)的附近,從而被作為聲音檢測(cè)到,但這是進(jìn)行操作的人幾乎聽不到的聲音。
以下,關(guān)于第四實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置340a的第一動(dòng)作例的動(dòng)作,基于流程圖進(jìn)行說明。
圖29是用于說明第四實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置340a的第一動(dòng)作例的動(dòng)作的流程圖。
首先,開始透鏡的驅(qū)動(dòng)。
在s501中,驅(qū)動(dòng)裝置340a判定是動(dòng)態(tài)圖像模式還是靜態(tài)圖像模式。在是動(dòng)態(tài)圖像模式的情況下,進(jìn)入s502。驅(qū)動(dòng)裝置340a在是靜態(tài)圖像模式的情況下進(jìn)入s601,不實(shí)施擺動(dòng)動(dòng)作,進(jìn)行靜態(tài)圖像攝影時(shí)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作。
在s502中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將電壓設(shè)定成v0,并且將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90°。
在s503中,驅(qū)動(dòng)裝置340a使驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為on。
在s504中,驅(qū)動(dòng)裝置340a使2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓增加。
在s505中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓設(shè)定成v1。
在s506中,驅(qū)動(dòng)裝置340a開始頻率的掃描并將頻率設(shè)定成f1。
由此,移動(dòng)件315進(jìn)行驅(qū)動(dòng),將af環(huán)334向正向驅(qū)動(dòng)。
在s507中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0°。由此,移動(dòng)件15的驅(qū)動(dòng)停止。
在s508中,驅(qū)動(dòng)裝置340a檢測(cè)wbe位置及對(duì)比度。
在s509中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將頻率設(shè)定成f2。
在s510中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成-90°。
由此,移動(dòng)件315進(jìn)行驅(qū)動(dòng),將af環(huán)334向相反方向驅(qū)動(dòng)。
在s511中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0°。由此,移動(dòng)件315的驅(qū)動(dòng)停止。
在s512中,驅(qū)動(dòng)裝置340a檢測(cè)waf位置及對(duì)比度。
在s513中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將頻率設(shè)定成f1。
在s514中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成90°。
由此,移動(dòng)件15進(jìn)行驅(qū)動(dòng),將af環(huán)334向正向驅(qū)動(dòng)。
在s515中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0°。由此,移動(dòng)件315的驅(qū)動(dòng)停止。
在s516中,驅(qū)動(dòng)裝置340a檢測(cè)w0位置及對(duì)比度。
在s517中,驅(qū)動(dòng)裝置340a從wbe位置、waf位置、w0位置及各對(duì)比度信息,算出被攝物體位置。
在s518中,算出頻率fs、fb。
在s519中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90°。
驅(qū)動(dòng)裝置340a將頻率設(shè)定成fs。例如,在檢測(cè)了圖28中的t17~t22間的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度的結(jié)果中,判定為被攝物體從當(dāng)前的透鏡位置位于+方向時(shí),下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期設(shè)定成f3(比f2更小的頻率)。由此,移動(dòng)件315進(jìn)行驅(qū)動(dòng),將af環(huán)334向正向驅(qū)動(dòng)。
在s520中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位設(shè)定成0°。由此,移動(dòng)件315的驅(qū)動(dòng)停止。
在s521中,驅(qū)動(dòng)裝置340a檢測(cè)wbe位置及對(duì)比度。
在s522中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將頻率設(shè)定成fb。例如,在圖28中的t17~t22間的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度檢測(cè)結(jié)果中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定成f2。
在s523中,將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成-90°。由此,移動(dòng)件315進(jìn)行驅(qū)動(dòng),將af環(huán)334向相反方向驅(qū)動(dòng)。
在s524中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0°。由此,移動(dòng)件315的驅(qū)動(dòng)停止。
在s525中,驅(qū)動(dòng)裝置340a檢測(cè)waf位置及對(duì)比度。
在s526中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將頻率設(shè)定成fs2(=f1)。
在s527中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成90°。由此,移動(dòng)件315進(jìn)行驅(qū)動(dòng),將af環(huán)334向正向驅(qū)動(dòng)。
在s528中,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0°。由此,移動(dòng)件315的驅(qū)動(dòng)停止。
在s529中,驅(qū)動(dòng)裝置340a檢測(cè)w0位置及對(duì)比度。
在s530中,驅(qū)動(dòng)裝置340a從wbe位置、waf位置、w0位置及各對(duì)比度信息算出被攝物體位置。
在s531中,驅(qū)動(dòng)裝置340a判定af環(huán)334的驅(qū)動(dòng)是否結(jié)束。
af環(huán)334的驅(qū)動(dòng)沒有結(jié)束的情況下,返回s518,進(jìn)行下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作。存在攝影結(jié)束指令,在驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)停止的情況下,使相位差的切換控制結(jié)束,使頻率朝向f0在高頻側(cè)掃描并停止振動(dòng)波馬達(dá)的工作。而且,使電壓從v1向v0緩慢減少,然后,使驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為off。
在本實(shí)施方式中,在s519~s530中,在透鏡位置檢測(cè)3個(gè)位置的對(duì)比度并推定被攝物體位置,與該信息相應(yīng)地在s518中算出頻率fs、fb。通過以3個(gè)階段切換a相和b相的相位差(90度、0度、-90度)、和設(shè)定頻率fs、fb、fs2這3個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率,能夠進(jìn)行振動(dòng)波馬達(dá)10的擺動(dòng)動(dòng)作。
(第二動(dòng)作例)
以下,關(guān)于本發(fā)明的第四實(shí)施方式的第二動(dòng)作例進(jìn)行說明。第二動(dòng)作例與第一動(dòng)作例相比,透鏡鏡筒、振動(dòng)波馬達(dá)及驅(qū)動(dòng)裝置340a的結(jié)構(gòu)是相同的,從而省略其說明。第一動(dòng)作例和第二動(dòng)作例的驅(qū)動(dòng)裝置340a內(nèi)的動(dòng)作不同。第二動(dòng)作例是被攝物體的位置向透鏡位置的+方向移動(dòng)并從中途向-方向移動(dòng)了的情況。
關(guān)于第二動(dòng)作例的驅(qū)動(dòng)裝置340a中的振動(dòng)波馬達(dá)310的驅(qū)動(dòng),基于時(shí)序圖進(jìn)行說明。圖30是用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置340a的第二動(dòng)作例的動(dòng)作的時(shí)序圖。
關(guān)于第二動(dòng)作例,在動(dòng)態(tài)圖像模式被選擇的情況下,關(guān)于被攝物體的位置向透鏡位置的+方向移動(dòng)并從中途向-方向移動(dòng)了的情況下的狀況時(shí)序地進(jìn)行說明。
在本實(shí)施方式中,在動(dòng)態(tài)圖像模式被選擇的情況下,驅(qū)動(dòng)頻率被設(shè)定成f0(最大頻率),驅(qū)動(dòng)電壓被設(shè)定成v0(最小電壓)。
在t0時(shí),驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度,并使驅(qū)動(dòng)信號(hào)為on。
在t1時(shí),驅(qū)動(dòng)裝置340a使2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓增加。
在t2時(shí),驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定成v1。
在t3時(shí),驅(qū)動(dòng)裝置340a從最大頻率f0開始掃描驅(qū)動(dòng)頻率。
在t4之后緊接著的t4’時(shí),驅(qū)動(dòng)裝置340a在掃描驅(qū)動(dòng)頻率的中途,開始驅(qū)動(dòng)振動(dòng)波馬達(dá)310,將驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定成頻率f1。
在是動(dòng)態(tài)圖像模式的情況下,小節(jié)距地進(jìn)行使af透鏡前后移動(dòng)的擺動(dòng)動(dòng)作。本實(shí)施方式的情況下,采用20hz的間隔。
在t4~t5,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度,正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn),使速度為v。
在t5~t6,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0度,檢測(cè)wbe位置的對(duì)比度。
在t6~t7,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成-90度,以頻率f2反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),使速度為-2v(v的2倍)。與增大速度的量相應(yīng)地,頻率采用比f1小的f2。
擺動(dòng)動(dòng)作的反轉(zhuǎn)時(shí)的速度為正轉(zhuǎn)的2倍是因?yàn)橥哥R位置的移動(dòng)量為2倍。
在t7~t8,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0度,檢測(cè)waf位置的對(duì)比度。
在t8~t9,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成+90度,以頻率f1正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),使速度為v。
在t9~t10,驅(qū)動(dòng)裝置340a將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差設(shè)定成0度,檢測(cè)w0位置的對(duì)比度。
以下反復(fù)進(jìn)行擺動(dòng)動(dòng)作。擺動(dòng)動(dòng)作的1周期(例如,t4和t10之間)為20hz的間隔(=約50msec)。
在t9~t10,根據(jù)wbe位置、waf位置及w0位置的對(duì)比度的檢測(cè)結(jié)果,算出被攝物體的位置,決定下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作。
作為決定的參數(shù),為t10~t11間的頻率fs、t12~t13間的頻率fb、t14~t15間的頻率fs2。
例如,在t4~t10間的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度檢測(cè)的結(jié)果中,判定為被攝物體處于擺動(dòng)振幅之間(+1~-1)的情況下,在下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期中,擺動(dòng)振幅也采用+1~-1,頻率fs=f1,頻率fb=f2,頻率fs2=f1。
此外,在圖30的被攝物體檢測(cè)結(jié)果中,用大的值表示對(duì)比度好的一方(對(duì)比度好=對(duì)焦=1,越不對(duì)焦,數(shù)值越小)。
另外,被攝物體向透鏡的+方向移動(dòng)了的情況下,例如,在t10~t16間的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度檢測(cè)的結(jié)果中,在判定為被攝物體從當(dāng)前的透鏡位置處于+方向的情況下,下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期,使t16~t17中的速度為3v,進(jìn)行擺動(dòng)振幅的3倍的透鏡的移動(dòng)。該情況下,頻率fs=f3(比f2更小的頻率),頻率fb=f2,頻率fs2=f1。
其次,被攝物體從+方向向-方向移動(dòng)的情況下,在t22~t27的擺動(dòng)動(dòng)作的1周期的對(duì)比度檢測(cè)的結(jié)果中,在判定為被攝物體從當(dāng)前的透鏡位置大幅位于-方向的情況下,下一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作的1周期,使t30~t31的速度為4v,進(jìn)行擺動(dòng)振幅的4倍的透鏡的移動(dòng)。該情況下,頻率fs=f1,頻率fb=f4(比f3更小的頻率),頻率fs2=fl。
基本來說,如上述第一動(dòng)作例那樣,與圖28或圖29中說明的思維方式或流程圖的說明相同。即,在動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)的擺動(dòng)動(dòng)作中,檢測(cè)透鏡位置的3個(gè)位置的對(duì)比度并推定被攝物體位置,與該信息相應(yīng)地算出頻率fs、fb。而且,通過以3個(gè)階段切換a相和b相的相位差(約90度、0度、-90度)、和頻率fs、fb、fs2這3個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的設(shè)定,無論被攝物體在中途向透鏡的+方向移動(dòng)了的情況還是向-方向移動(dòng)了的情況都能夠應(yīng)對(duì)。
另外,在判定為被攝物體從當(dāng)前的位置大幅偏移的情況下,通過將合理的值賦予頻率fs、fb(通過設(shè)定成比圖28或圖30的f4更小的頻率值),能夠?qū)褂诒粩z物體。
以上,根據(jù)本實(shí)施方式,具有以下的效果。
(1)攝影設(shè)定部347選擇了動(dòng)態(tài)圖像攝影模式的情況下,在將2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓維持恒定的狀態(tài)下,切換2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差,并且與所切換的相位差對(duì)應(yīng)地切換2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率,由此,能夠變更振動(dòng)波馬達(dá)310的速度。由此,不進(jìn)行復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)控制,就能夠減小動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)的振動(dòng)波馬達(dá)310的動(dòng)作音。
(2)基于擺動(dòng)動(dòng)作中的規(guī)定的1周期的對(duì)比度,以使af用的第三透鏡組l3的焦點(diǎn)位置追隨被攝物體的方式切換規(guī)定的1周期的下一個(gè)1周期中的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率。由此,振動(dòng)波馬達(dá)310能夠追隨被攝物體的動(dòng)作地使af用的第三透鏡組l3動(dòng)作,并且,能夠減少使振動(dòng)波馬達(dá)310以擺動(dòng)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)時(shí)的動(dòng)作音。
(第五實(shí)施方式)
以下,對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施方式進(jìn)行說明。第五實(shí)施方式與上述實(shí)施方式相比,透鏡鏡筒及驅(qū)動(dòng)裝置340a的結(jié)構(gòu)相同,從而省略其說明。另外,關(guān)于動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)的驅(qū)動(dòng)裝置340a的動(dòng)作,也與第四實(shí)施方式相同。第五實(shí)施方式與第四實(shí)施方式不同之處主要是振動(dòng)波馬達(dá)50的結(jié)構(gòu)。
接下來,對(duì)第五實(shí)施方式的透鏡鏡筒320a的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖31是用于說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式的透鏡鏡筒320a的圖。圖32是用于說明第五實(shí)施方式的振動(dòng)波馬達(dá)350的圖。圖33是用于說明第五實(shí)施方式的振動(dòng)波馬達(dá)350的動(dòng)作原理的圖。
如圖31所示,透鏡鏡筒320a具有覆蓋透鏡鏡筒320a的外周部的外側(cè)固定筒331、位于比外側(cè)固定筒331更靠?jī)?nèi)周側(cè)的被攝物體側(cè)的內(nèi)側(cè)第一固定筒332a、位于比外側(cè)固定筒331更靠?jī)?nèi)周側(cè)的像側(cè)的內(nèi)側(cè)第二固定筒332b,還在外側(cè)固定筒331和內(nèi)側(cè)第一固定筒332a之間具有振動(dòng)波馬達(dá)350。
在內(nèi)側(cè)第一固定筒332a上,從被攝物體側(cè)開始固定有第一透鏡組l1、第二透鏡組l2。另外,在內(nèi)側(cè)第二固定筒332b上,固定有第四透鏡組l4。在第二透鏡組l2和第四透鏡組l4之間,配置有被af環(huán)334保持的作為af透鏡的第三透鏡組l3。
如圖31所示,振動(dòng)波馬達(dá)350具有振子351、移動(dòng)件355和加壓部件357等,成為使移動(dòng)件355移動(dòng)來驅(qū)動(dòng)的形態(tài)。
振子351構(gòu)成為:通過設(shè)置在固定部件354上的支承銷358沿振子351的長(zhǎng)度方向被支承,在加壓方向上具有自由度地構(gòu)成。
加壓部件357被設(shè)置在固定部件354和振子351之間,使振子351與移動(dòng)件355加壓接觸。
固定部件354被安裝在內(nèi)側(cè)第一固定筒332a上。通過將固定部件354安裝在內(nèi)側(cè)第一固定筒332a上,能夠?qū)⒁苿?dòng)件355、振子351和加壓部件357作為一個(gè)馬達(dá)單元構(gòu)成。
移動(dòng)件355由鋁這樣的輕金屬構(gòu)成,在滑動(dòng)面的表面上設(shè)置有用于提高耐磨損性的滑動(dòng)鍍層。另外,移動(dòng)件355被固定在線性引導(dǎo)部361上,線性引導(dǎo)部361被支承在內(nèi)側(cè)第一固定筒332a上,移動(dòng)件355相對(duì)于內(nèi)側(cè)第一固定筒332a能夠沿直線方向移動(dòng)。
在移動(dòng)件355的端部355a上,嵌合有與af環(huán)334連接的叉部362,通過移動(dòng)件355的驅(qū)動(dòng),af環(huán)334被直行驅(qū)動(dòng)。
af環(huán)334成為沿設(shè)置在內(nèi)側(cè)第一固定筒332a及內(nèi)側(cè)第二固定筒332b上的直線導(dǎo)軌363可動(dòng)的構(gòu)造。在直線導(dǎo)軌363上,嵌合有設(shè)置在af環(huán)334上的引導(dǎo)部364,伴隨移動(dòng)件355的直行驅(qū)動(dòng),被沿光軸方向向直行方向驅(qū)動(dòng),能夠停止在所期望的位置。
如圖32及圖33所示,振子351由壓電體353、金屬制的彈性體352及輸出取出用的突起部352a構(gòu)成。彈性體352的設(shè)計(jì)是使縱1次振動(dòng)和彎曲4次振動(dòng)的共振頻率一致。向壓電體353施加該頻率的電壓(驅(qū)動(dòng)信號(hào)),并且,使雙方的振動(dòng)的相位偏移90°時(shí),如圖33所示,在突起部352a上通過被激勵(lì)的縱振動(dòng)和彎曲振動(dòng)的合成而產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)。突起部352a與移動(dòng)件355加壓接觸,從而通過摩擦產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。在突起部352a上使用了耐磨損性材料,能夠抑制由摩擦產(chǎn)生的磨損。
壓電體353一般來說由通稱稱為pzt的鋯鈦酸鉛這樣的材料構(gòu)成,但近年來,從環(huán)境問題出發(fā),有時(shí)還由無鉛的材料的鈮酸鉀鈉、鈮酸鉀、鈮酸鈉、鈦酸鋇、鈦酸鉍鈉、鈦酸鉍鉀等構(gòu)成。
在第五實(shí)施方式中,振動(dòng)波馬達(dá)350是線性的振動(dòng)波馬達(dá)。但是,在第五實(shí)施方式的振動(dòng)波馬達(dá)350中,也能夠控制頻率、電壓、2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差來進(jìn)行速度控制,從而能夠得到與上述第四實(shí)施方式同樣的效果。
另外,在第五實(shí)施方式中,如搭載了第四實(shí)施方式的圓環(huán)型超聲波馬達(dá)的情況那樣,沒有從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直行運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的損失,轉(zhuǎn)換效率提高。由此,作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體能夠提高效率。
(第六實(shí)施方式)
圖34是用于說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式的包含具有由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)促動(dòng)器600的透鏡鏡筒501在內(nèi)的相機(jī)502的圖。
在本實(shí)施方式中,透鏡鏡筒501相對(duì)于相機(jī)502的主體能夠拆裝,但不限于此,也可以不能拆裝。
本實(shí)施方式的相機(jī)502在透鏡鏡筒501內(nèi)具有攝像光學(xué)系統(tǒng)(透鏡)503。
另外,在相機(jī)502的主體內(nèi),由攝像元件504、afe(analogfrontend)電路505、圖像處理部506、音聲檢測(cè)部507、緩沖存儲(chǔ)器508、記錄接口509、監(jiān)視器510、操作部件511、存儲(chǔ)器512和cpu513構(gòu)成,能與外部設(shè)備的pc514的連接。
攝像光學(xué)系統(tǒng)503由多個(gè)光學(xué)透鏡構(gòu)成,使被攝物體像成像于攝像元件504的受光面。在圖34中,簡(jiǎn)化光學(xué)透鏡系統(tǒng),作為單透鏡用附圖標(biāo)記503表示。
另外,光學(xué)透鏡組內(nèi)的af用的光學(xué)透鏡通過振動(dòng)促動(dòng)器600的驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)操作部件511或圖像的狀況決定向攝像元件504的曝光時(shí)間(快門速度)。
攝像元件504由在受光面上二維地排列受光元件而成的cmos圖像傳感器等構(gòu)成。攝像元件504對(duì)由通過了攝像光學(xué)系統(tǒng)503的光束產(chǎn)生的被攝物體像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而生成模擬圖像信號(hào)。模擬圖像信號(hào)被輸入afe電路505。
afe電路505進(jìn)行相對(duì)于模擬圖像信號(hào)的增益調(diào)整(與iso感光度相應(yīng)地信號(hào)放大)。具體來說,根據(jù)來自cpu513的感光度設(shè)定指示,在規(guī)定范圍內(nèi)變更攝像感光度。afe電路505還通過內(nèi)置的a/d轉(zhuǎn)換電路將模擬處理后的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被輸入圖像處理部506。
圖像處理部506對(duì)于數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖像處理。
存儲(chǔ)器512臨時(shí)存儲(chǔ)由圖像處理部506進(jìn)行的圖像處理的前工序和/或后工序中的圖像數(shù)據(jù)。
音聲檢測(cè)部507由麥克風(fēng)和信號(hào)放大部605構(gòu)成,主要在動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)檢測(cè)并取入來自被攝物體方向的音聲,并將該數(shù)據(jù)向cpu513傳遞。
記錄接口509具有未圖示的連接器,在該連接器上連接有存儲(chǔ)介質(zhì)515,對(duì)于所連接的存儲(chǔ)介質(zhì)515,進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入或從存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)的讀入。
監(jiān)視器510由液晶面板構(gòu)成,根據(jù)來自cpu513的指示,顯示圖像和/或操作菜單等。
操作部件511表示模式轉(zhuǎn)盤、十字鍵、確定按鈕和釋放按鈕,將與各操作相應(yīng)的操作信號(hào)向cpu513送出。靜態(tài)圖像攝影或動(dòng)態(tài)圖像攝影的設(shè)定通過該操作部件511被設(shè)定。
cpu513執(zhí)行存儲(chǔ)在未圖示的rom中的程序,由此綜合控制相機(jī)502進(jìn)行的動(dòng)作。例如,進(jìn)行af(自動(dòng)對(duì)焦)動(dòng)作控制、ae(自動(dòng)曝光)動(dòng)作控制、自動(dòng)白平衡控制等。
存儲(chǔ)器512存儲(chǔ)進(jìn)行了圖像處理的一系列的圖像數(shù)據(jù)。
在這樣的結(jié)構(gòu)的相機(jī)502中,本發(fā)明取入與動(dòng)態(tài)圖像對(duì)應(yīng)的圖像。
圖35是用于說明第六實(shí)施方式的振動(dòng)促動(dòng)器600及振動(dòng)波促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)裝置601的框圖。驅(qū)動(dòng)裝置601具有振蕩部602、移相部604、放大部605、檢測(cè)部606及控制它們的控制部603。
振蕩部602通過控制部603的指令產(chǎn)生所期望的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
移相部604通過控制部603的指令,將由該振蕩部602產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分成所期望的相位不同的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
放大部605將通過移相部604分成的2個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別升壓到所期望的電壓。
來自放大部605的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被傳遞到振動(dòng)促動(dòng)器600,通過該驅(qū)動(dòng)信號(hào)的施加,振動(dòng)促動(dòng)器600的后述的振子520產(chǎn)生行波,移動(dòng)件528被驅(qū)動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部606由光學(xué)式編碼器或磁編碼器等構(gòu)成,檢測(cè)通過移動(dòng)件528的驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)物的位置和/或速度,將檢測(cè)值作為電信號(hào)傳遞到控制部603。
控制部603基于來自透鏡鏡筒501內(nèi)或相機(jī)主體的cpu513的驅(qū)動(dòng)指令控制振動(dòng)促動(dòng)器600的驅(qū)動(dòng)及振動(dòng)波促動(dòng)器的動(dòng)作??刂撇?03接受來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)部606的檢測(cè)信號(hào),基于該值,得到位置信息和速度信息,以定位于目標(biāo)位置的方式控制振動(dòng)促動(dòng)器600的振蕩部602的頻率和/或相位差等。
圖36是用于說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式的具有由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)促動(dòng)器600的透鏡鏡筒501的圖,是將環(huán)狀的振動(dòng)促動(dòng)器600裝入透鏡鏡筒501的狀態(tài)的圖。
振子520由以將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的壓電元件或電致伸縮元件等為例的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件(以下稱為壓電體)521和接合壓電體521的彈性體522構(gòu)成。在振子520上,在本實(shí)施方式中,作為一例產(chǎn)生9峰的行波。
彈性體522由共振銳度大的金屬材料構(gòu)成,形狀是圓環(huán)形狀。在彈性體522的接合有壓電體521的相反面上切槽,突起部分(沒有槽的位置)的前端面成為驅(qū)動(dòng)面522a并與移動(dòng)件28加壓接觸。切槽的理由是使行波的中立面盡可能接近壓電體521側(cè),由此使驅(qū)動(dòng)面522a的行波的振幅放大。
壓電體521沿圓周方向被分成2個(gè)相(a相、b相),在各相中,排列按每1/2波長(zhǎng)交替極化的要素,在a相和b相之間隔著1/4波長(zhǎng)量的間隔。
在壓電體521的下方,配置有無紡布523、加壓板524和加壓部件525。
無紡布523是例如毛氈,被配置在壓電體521的下方,不將振子520的振動(dòng)傳遞到加壓板524或加壓部件525。
加壓板524受到加壓部件525的加壓。
加壓部件525被配置在加壓板524的下方,產(chǎn)生加壓壓力。在本實(shí)施方式中,加壓部件525采用了碟形彈簧,但也可以不采用碟形彈簧而采用盤簧或波形彈簧。
加壓部件525被壓環(huán)526保持,壓環(huán)526被固定在固定部件527上。
移動(dòng)件528由鋁這樣的輕金屬構(gòu)成,在滑動(dòng)面的表面上設(shè)置有用于提高耐磨損性的滑動(dòng)材料。
在移動(dòng)件528的上方,為吸收移動(dòng)件528的縱向的振動(dòng),配置有橡膠這樣的振動(dòng)吸收部件529,在其上方配置有輸出傳遞部件530。
輸出傳遞部件530通過設(shè)置在固定部件527上的軸承531,限制加壓方向和徑向,由此限制移動(dòng)件528的加壓方向和徑向。
輸出傳遞部件530具有突起部532,從此處嵌合有與凸輪環(huán)533連接的叉部,凸輪環(huán)533與輸出傳遞部件530的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。
在凸輪環(huán)533上,相對(duì)于凸輪環(huán)533傾斜地切出鍵槽534,設(shè)置在af環(huán)535上的固定銷536嵌合于鍵槽534。
而且,凸輪環(huán)533旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),由此沿光軸方向向直行方向驅(qū)動(dòng)af環(huán)535,能夠停止在所期望的位置。
固定部件527通過螺釘安裝壓環(huán)526,通過安裝壓環(huán),從輸出傳遞部件530到移動(dòng)件528、振子520、加壓部件525能夠作為一個(gè)馬達(dá)單元構(gòu)成。
圖35的移相部604將由振蕩部602產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分離成相位相互不同的a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加于壓電體521的各個(gè)電極。
在a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間存在相位差的情況下,通過由壓電體521激勵(lì)的振動(dòng)在彈性體522的驅(qū)動(dòng)面522a上產(chǎn)生的波成為行波,使移動(dòng)件528旋轉(zhuǎn)。
圖37是表示a相和b相之間的相位差與移動(dòng)件528的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系的圖。
如圖所示,a相和b相的相位差為±90度時(shí),移動(dòng)件528的旋轉(zhuǎn)速度變得最快。而且,相位差接近0(或180度)時(shí),在驅(qū)動(dòng)面522a上產(chǎn)生的波不是行波而成為駐波,移動(dòng)件528的旋轉(zhuǎn)停止。
圖38是表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率和振動(dòng)促動(dòng)器600的阻抗之間的關(guān)系的圖。圖中fs所示的部分是驅(qū)動(dòng)透鏡時(shí)所使用的驅(qū)動(dòng)頻率。
在振動(dòng)促動(dòng)器600的驅(qū)動(dòng)時(shí),優(yōu)選從低速開始振動(dòng)促動(dòng)器600,從而施加于壓電體521的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率一般從比驅(qū)動(dòng)頻率高的頻率(以下稱為起動(dòng)頻率)開始,緩慢向驅(qū)動(dòng)頻率降低。
關(guān)于該起動(dòng)頻率,為容易說明,首先,關(guān)于相對(duì)于本實(shí)施方式的對(duì)比方案進(jìn)行說明。在對(duì)比方案中,在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)促動(dòng)器600時(shí),將施加于壓電體521的a相和b相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差固定于例如90度。
該情況下,起動(dòng)頻率從驅(qū)動(dòng)頻率fs和該驅(qū)動(dòng)頻率fs所含有的振動(dòng)模式(驅(qū)動(dòng)模式)的下一高次的振動(dòng)模式的共振頻率f3之間的頻率f1開始,緩慢降低到驅(qū)動(dòng)頻率fs。
像這樣,f1不使用比振動(dòng)模式的下一高次的振動(dòng)模式的共振頻率f3高的頻率的理由是,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率超過共振頻率f3時(shí),振動(dòng)促動(dòng)器600的阻抗增加,動(dòng)作的控制變得困難。
但是,該對(duì)比方案的情況下,與電源成為on同時(shí)地,相位差為90度,起動(dòng)頻率f1的a相和b相被施加于壓電體521。由于起動(dòng)頻率f1比f3小,所以不能成為充分高的頻率,振動(dòng)促動(dòng)器600的振子520急劇地開始大的振動(dòng),可能產(chǎn)生突發(fā)音。
因此,在本實(shí)施方式中,從超過驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式的下一高次的振動(dòng)模式的共振頻率f3的頻率f2,開始向壓電體521的電力施加。
在本實(shí)施方式中,使頻率降低到驅(qū)動(dòng)頻率fs時(shí),必須超過共振頻率f3。
超過共振頻率f3時(shí),移動(dòng)件528進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí),如上所述地,振動(dòng)促動(dòng)器600的動(dòng)作可能變得不穩(wěn)定。
因此,在本實(shí)施方式中,使a相和b相之間的相位差成為0或180度,直到到達(dá)驅(qū)動(dòng)頻率fs。但是,0度、180度不是嚴(yán)密的值,只要是移動(dòng)件528不旋轉(zhuǎn)的范圍,例如到±5度左右都是允許范圍。
而且,若振動(dòng)頻率到達(dá)驅(qū)動(dòng)頻率fs,則使a相和b相的相位差成為約90度。相位差成為90度時(shí),移動(dòng)件528開始旋轉(zhuǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)由振動(dòng)促動(dòng)器600進(jìn)行的透鏡驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)本實(shí)施方式,在振動(dòng)頻率到達(dá)驅(qū)動(dòng)頻率fs之前,在振子520的驅(qū)動(dòng)面522a上不產(chǎn)生行波而產(chǎn)生駐波,所以旋轉(zhuǎn)力不傳遞到移動(dòng)件528。因此,由于振動(dòng)促動(dòng)器600停止,所以動(dòng)作不會(huì)產(chǎn)生不良情況。另一方面,振子520的振動(dòng)從小的振動(dòng)開始,從而突發(fā)音的可能性低。
圖39是表示第六實(shí)施方式的由振動(dòng)促動(dòng)器600進(jìn)行的透鏡驅(qū)動(dòng)的例子的圖。
首先,在開始向振動(dòng)促動(dòng)器600的電壓供給的時(shí)刻t1,相位差為0,從而透鏡保持停止的狀態(tài)。因此,透鏡不會(huì)突然開始驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生突發(fā)音。
而且,預(yù)先使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率減小,在超過共振頻率f3而進(jìn)入驅(qū)動(dòng)頻率fs的t2時(shí),a相和b相之間產(chǎn)生相位差。在本實(shí)施方式中,約90度。此外,90度的效率良好,但不限于此。
而且,在透鏡503到達(dá)所期望的位置的時(shí)刻t3,相位差為約0度。由此,透鏡503停止。
在再次需要產(chǎn)生透鏡503的驅(qū)動(dòng)的時(shí)刻t4,再在a相和b相之間產(chǎn)生相位差。此時(shí),與從時(shí)刻t2到t3之間的移動(dòng)反向地驅(qū)動(dòng)透鏡503的情況下,相位差為-90度。
以上,根據(jù)本實(shí)施方式,具有以下的效果。
(1)以往,在振動(dòng)促動(dòng)器600的起動(dòng)時(shí),緩慢地投入電源電壓,或者以比驅(qū)動(dòng)頻率稍高的頻率起動(dòng)。但是,這樣也不能消除電源on時(shí)的突發(fā)音。在動(dòng)態(tài)圖像攝影中等,每當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)成為on,就產(chǎn)生突發(fā)音。另外,即使想要抑制異常噪聲發(fā)生,以往,也只是將起動(dòng)時(shí)的頻率擴(kuò)展到下一模式的共振點(diǎn)前。
但是,在本發(fā)明中,將起動(dòng)時(shí)的頻率擴(kuò)展到下一驅(qū)動(dòng)模式,從振動(dòng)充分小的狀態(tài)開始起動(dòng),由此減少起動(dòng)時(shí)的突發(fā)音的發(fā)生。
(2)通過使電源on時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位差成為0或180度,即使振子520開始振動(dòng),移動(dòng)件528也不會(huì)開始移動(dòng),也不會(huì)發(fā)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)頻率超過共振頻率時(shí)的不良情況。
不限于以上說明的實(shí)施方式,能夠進(jìn)行以下所示的各種變形或變更,這些也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
(變形例6)在本實(shí)施方式中,透鏡鏡筒501相對(duì)于相機(jī)502的主體能夠拆裝,但不限于此,也可以不能拆裝。
(變形例7)另外,在本實(shí)施方式中,以振動(dòng)促動(dòng)器600內(nèi)部搭載了透鏡的圓環(huán)型為例進(jìn)行了說明,但不限于此,也可以是在透鏡保持筒的外部,圍繞與保持筒的軸線不同的軸線旋轉(zhuǎn)的小型的結(jié)構(gòu)。
(第七實(shí)施方式)
以下,參照附圖等,關(guān)于本發(fā)明的第七實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖40是用于說明第七實(shí)施方式的相機(jī)701的整體結(jié)構(gòu)的概要圖。
圖41是用于說明第七實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)720的結(jié)構(gòu)的圖。
圖42是用于說明第七實(shí)施方式的與超聲波馬達(dá)720連接的驅(qū)動(dòng)裝置730的結(jié)構(gòu)的圖。
此外,在圖40中,以相機(jī)701的前后方向?yàn)閤方向,以左右方向?yàn)閥方向,以鉛直方向?yàn)閦方向。
如圖40所示,相機(jī)701具備具有攝像元件703的相機(jī)框體702和透鏡鏡筒710,是不僅能夠拍攝被攝物體的靜態(tài)圖像還能夠拍攝動(dòng)態(tài)圖像的數(shù)碼相機(jī)。
透鏡鏡筒710是能夠向相機(jī)框體702拆裝的可更換透鏡。透鏡鏡筒710具有透鏡711(光學(xué)部件)、凸輪筒部712、位置檢測(cè)部713、超聲波馬達(dá)720(振動(dòng)促動(dòng)器)、驅(qū)動(dòng)裝置730(振動(dòng)促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)裝置)等。此外,透鏡鏡筒710也可以為與相機(jī)框體702一體的一體型。
透鏡711被保持在凸輪筒部712,是通過超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)力沿光軸方向(x方向)移動(dòng)來進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的對(duì)焦透鏡。
凸輪筒部712與超聲波馬達(dá)720的轉(zhuǎn)子721(后述)連接,將超聲波馬達(dá)720的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成向光軸方向(x方向)的直線運(yùn)動(dòng),能夠使透鏡711沿光軸方向(x方向)移動(dòng)。
位置檢測(cè)部713是檢測(cè)沿光軸方向(x方向)移動(dòng)的透鏡711的位置的編碼器。
如圖41所示,超聲波馬達(dá)720是圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)式的行波型超聲波馬達(dá),由圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子721和與轉(zhuǎn)子721加壓接觸的圓環(huán)狀的振子722(振動(dòng)體)構(gòu)成。
振子722由圓環(huán)狀的彈性體723和與該彈性體723接合的圓環(huán)狀的壓電元件724(壓電體)構(gòu)成。
彈性體723是在與轉(zhuǎn)子721加壓接觸的面上設(shè)置有梳齒的彈性部件。
壓電元件724被接合在彈性體723的與轉(zhuǎn)子721接觸的面相反側(cè)的面上,具有由2相構(gòu)成的電極圖案a相、b相。電極圖案a相、b相分別沿圓周方向極性交替不同地被極化。
超聲波馬達(dá)720向壓電元件724的電極圖案a相、b相施加相位分別不同的2相的交變信號(hào),使振子722產(chǎn)生行進(jìn)式的振動(dòng)波,與振子722加壓接觸的轉(zhuǎn)子721被該振動(dòng)波激勵(lì),由此,產(chǎn)生沿圓周方向(正轉(zhuǎn)方向g、反轉(zhuǎn)方向h)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力。
如圖42所示,驅(qū)動(dòng)裝置730是控制超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)的裝置。驅(qū)動(dòng)裝置730具有控制部731、驅(qū)動(dòng)電路部732、存儲(chǔ)部733(頻率存儲(chǔ)部)和速度檢測(cè)部734等。
控制部731是綜合控制驅(qū)動(dòng)裝置730的各部件的控制電路,例如由cpu等構(gòu)成??刂撇?31適當(dāng)?shù)刈x出并執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部733中的各種程序,由此與上述硬件協(xié)作,實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種功能。
控制部731與驅(qū)動(dòng)電路部732、存儲(chǔ)部733、速度檢測(cè)部734等連接??刂撇?31具有速度控制部731a和停止判定部731b等。
速度控制部731a通過驅(qū)動(dòng)電路部732控制超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作和旋轉(zhuǎn)速度n。具體來說,速度控制部731a使被輸入超聲波馬達(dá)720的壓電元件724的各電極圖案a相、b相的交變信號(hào)的相位差p及驅(qū)動(dòng)頻率f變化,控制超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作和旋轉(zhuǎn)速度n。這里,驅(qū)動(dòng)動(dòng)作是指超聲波馬達(dá)720的轉(zhuǎn)子721的正轉(zhuǎn)方向g的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(參照?qǐng)D41)和反轉(zhuǎn)方向h的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(參照?qǐng)D41)、停止這樣的動(dòng)作。
停止判定部731b基于施加于壓電元件724的2相的交變信號(hào)的相位差p的狀態(tài)和通過速度檢測(cè)部734檢測(cè)的超聲波馬達(dá)720的旋轉(zhuǎn)速度n的信息,判定超聲波馬達(dá)720是否停止。具體來說,停止判定部731b在確認(rèn)了施加于壓電元件724的交變信號(hào)的相位差為p=0度,通過速度檢測(cè)部734檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度為n=0時(shí),判定為超聲波馬達(dá)720停止。
驅(qū)動(dòng)電路部732與壓電元件724的各電極圖案a相、b相的電極連接,是基于從速度控制部731a輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生被設(shè)定成規(guī)定的相位差p及規(guī)定的驅(qū)動(dòng)頻率f的交變信號(hào)的電路。
存儲(chǔ)部733是用于存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)裝置730的動(dòng)作所需的程序、信息等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器元件等的存儲(chǔ)裝置。另外,存儲(chǔ)部733將施加于停止時(shí)的超聲波馬達(dá)720的交變信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率的信息存儲(chǔ)為停止頻率fx(后述)。
速度檢測(cè)部734輸入由位置檢測(cè)部713檢測(cè)的透鏡711的位置w的信息,基于該位置w的信息檢測(cè)轉(zhuǎn)子721的旋轉(zhuǎn)速度n。速度檢測(cè)部734將所檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度n的信息輸出到控制部731。
以下,關(guān)于超聲波馬達(dá)720的特性進(jìn)行說明。
圖43是表示第七實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)720的特性的圖。圖43的(a)是表示施加于超聲波馬達(dá)720的交變信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率f和旋轉(zhuǎn)速度n之間的關(guān)系的圖。圖43的(b)是表示施加于超聲波馬達(dá)720的交變信號(hào)的相位差p和旋轉(zhuǎn)速度n之間的關(guān)系的圖。
如圖43的(a)所示,超聲波馬達(dá)720通過使驅(qū)動(dòng)頻率f在fr至f0之間變化,能夠使其旋轉(zhuǎn)速度n變化。具體來說,超聲波馬達(dá)720具有在其驅(qū)動(dòng)頻率f從f0降低時(shí),旋轉(zhuǎn)速度n升高的特性。例如,驅(qū)動(dòng)頻率f=f1的情況下,旋轉(zhuǎn)速度成為n=n1,f=f2的情況下,成為n=n2(f1>f2,n2>n1)。
這里,圖43的(a)中的fr是超聲波馬達(dá)720的振子722的機(jī)械性的共振頻率。另外,f0是無負(fù)載的狀態(tài)的超聲波馬達(dá)720的轉(zhuǎn)子721從停止?fàn)顟B(tài)開始旋轉(zhuǎn)的頻率。考慮到超聲波馬達(dá)720的控制的穩(wěn)定性等,驅(qū)動(dòng)頻率f、fr和f0的關(guān)系一般期望為fr<f<f0,在超聲波馬達(dá)720的控制中,利用圖43(a)中的與fr相比向右肩下降的特性。
另外,f0與基于設(shè)置在驅(qū)動(dòng)裝置730的驅(qū)動(dòng)電路部732上的變壓器(未圖示)的2次側(cè)繞組的電感l(wèi)和振子722的壓電元件724的靜電容量c通過下式求出的電氣的共振頻率fc一致,從耗電減少方面來看是優(yōu)選的,在第七實(shí)施方式中,f0=fc。
fc=1/{2π√(lc)}
如上所述,f0是無負(fù)載的狀態(tài)的超聲波馬達(dá)720的轉(zhuǎn)子721從停止?fàn)顟B(tài)開始旋轉(zhuǎn)的頻率,而圖43的(a)中的fα是連接有透鏡711和凸輪筒部712等的狀態(tài)的轉(zhuǎn)子721從停止?fàn)顟B(tài)開始旋轉(zhuǎn)的頻率。連接有透鏡711等的轉(zhuǎn)子721因透鏡711等的重量和/或滑動(dòng)部的摩擦阻力等,不能以驅(qū)動(dòng)頻率f=f0開始旋轉(zhuǎn),在驅(qū)動(dòng)頻率f=fα?xí)r開始旋轉(zhuǎn)。fα和f0的關(guān)系成為f0>fα。
存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部733中的停止頻率fx是如上所述地施加于停止時(shí)的超聲波馬達(dá)720的交變信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率,從而為使其消耗電力減少,是從上述f0到fα之間任意設(shè)定的頻率。在第七實(shí)施方式中,停止頻率fx被設(shè)定成f0和fα的中間的頻率,即fx=(f0+fα)/2。
另外,如圖43的(b)所示,超聲波馬達(dá)720通過控制施加于壓電元件724的各電極圖案a相、b相的交變信號(hào)的相位差p,能夠使驅(qū)動(dòng)動(dòng)作變化。在第七實(shí)施方式中,超聲波馬達(dá)720在施加于各電極圖案a相、b相的交變信號(hào)的相位差為p=+90度時(shí),向正轉(zhuǎn)方向g(參照?qǐng)D41)旋轉(zhuǎn),使相位差為p=-90度時(shí),向反轉(zhuǎn)方向h(參照?qǐng)D41)旋轉(zhuǎn)。另外,使相位差為p=0度時(shí),停止。此時(shí),透鏡711如圖40所示地,超聲波馬達(dá)720向正轉(zhuǎn)方向g旋轉(zhuǎn)時(shí),向被攝物體側(cè)(x1側(cè))移動(dòng),向反轉(zhuǎn)方向h旋轉(zhuǎn)時(shí),向攝像元件703側(cè)(x2側(cè))移動(dòng)。
以下,以擺動(dòng)動(dòng)作為例說明超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)和通過該驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)的透鏡711的動(dòng)作。
圖44是用于說明第七實(shí)施方式的擺動(dòng)動(dòng)作中的驅(qū)動(dòng)裝置730的驅(qū)動(dòng)模式的時(shí)序圖。圖44的縱軸從上方開始按順序表示超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)電壓v、驅(qū)動(dòng)頻率f、相位差p、旋轉(zhuǎn)速度n及透鏡711的位置w,橫軸表示時(shí)間(t1~t29)。
這里,擺動(dòng)動(dòng)作是指在動(dòng)態(tài)圖像攝影中自動(dòng)地進(jìn)行被攝物體的對(duì)焦的對(duì)焦手段之一。在擺動(dòng)動(dòng)作中,驅(qū)動(dòng)裝置730基于從相機(jī)1的未圖示的控制部輸入的指令信號(hào),驅(qū)動(dòng)超聲波馬達(dá)720,如圖44所示,在動(dòng)態(tài)圖像攝影中反復(fù)進(jìn)行使透鏡11的位置從初始位置wi向被攝物體側(cè)(x1側(cè))的wbe移動(dòng)并停止、從wbe向攝像元件703側(cè)(x2側(cè))的waf移動(dòng)并停止、從waf向w0移動(dòng)并停止這樣的一系列的動(dòng)作(t5~t16)。
在t4時(shí),相機(jī)701的動(dòng)態(tài)圖像攝影開始時(shí),驅(qū)動(dòng)裝置730的速度控制部731a將驅(qū)動(dòng)頻率為f=f0、相位差為p=+90度的交變信號(hào)施加于超聲波馬達(dá)720的壓電元件724。此時(shí),透鏡711停止在初始位置wi。
在t5時(shí),速度控制部731a伴隨擺動(dòng)動(dòng)作的開始,為使透鏡711的位置w從wi向wbe移動(dòng),使超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)頻率f從f0向f1降低的方向變化。
在t6時(shí),使驅(qū)動(dòng)頻率f從f0向f1緩慢降低時(shí),在超過fα的位置,超聲波馬達(dá)720向正轉(zhuǎn)方向g開始旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到n=n1。與此同時(shí),透鏡711的位置w也從wi向被攝物體側(cè)(x1側(cè))開始移動(dòng)。而且,與透鏡711的位置w到達(dá)wbe相匹配地,速度控制部731a使施加于超聲波馬達(dá)720的交變信號(hào)的相位差p從+90度變更到0度,并使超聲波馬達(dá)720停止。
在t7時(shí),控制部731的停止判定部731b基于交變信號(hào)的相位差p和從速度檢測(cè)部734輸出的旋轉(zhuǎn)速度n的信息,判定超聲波馬達(dá)720是否停止。若停止判定部731b判定為超聲波馬達(dá)720停止,則速度控制部731a讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部733中的停止頻率fx的信息,使驅(qū)動(dòng)頻率f從f1向fx上升的方向變更。
在t8時(shí),速度控制部731a使超聲波馬達(dá)720停止在驅(qū)動(dòng)頻率為f=fx的狀態(tài)。
在t9時(shí),速度控制部731a為使透鏡711的位置w從wbe向waf移動(dòng),使超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)頻率f從fx向f2降低的方向變化。
在t10時(shí),速度控制部731a將施加于壓電元件724的交變信號(hào)的相位差p從0度緩慢變更到-90度。由此,超聲波馬達(dá)720向反轉(zhuǎn)方向(h方向)旋轉(zhuǎn),透鏡711的位置w從wbe向waf移動(dòng)。
而且,與透鏡711的位置w到達(dá)waf相匹配地,速度控制部731a將施加于壓電元件724的交變信號(hào)的相位差p從-90度變更到0度,使超聲波馬達(dá)720停止。
在t11,若停止判定部731b基于交變信號(hào)的相位差p和從速度檢測(cè)部734輸出的旋轉(zhuǎn)速度n的信息,判定為超聲波馬達(dá)720停止,則速度控制部731a讀出存儲(chǔ)部733的停止頻率fx的信息,將驅(qū)動(dòng)頻率f從f2向fx升高的方向變更。
在t12,速度控制部731a使超聲波馬達(dá)720停止在驅(qū)動(dòng)頻率為f=fx的狀態(tài)。
在t13,速度控制部731a為使透鏡711的位置w從waf向w0移動(dòng),使超聲波馬達(dá)720的驅(qū)動(dòng)頻率f從fx向f1變化。
在t14,速度控制部731a將施加于超聲波馬達(dá)720的交變信號(hào)的相位差p從0度向+90度緩慢變更。由此,超聲波馬達(dá)720向正轉(zhuǎn)方向(g方向)旋轉(zhuǎn),透鏡711的位置w從waf向w0移動(dòng)。
而且,與透鏡711的位置到達(dá)w0相匹配地,速度控制部731a將施加于壓電元件724的交變信號(hào)的相位差p從+90度向0度變更,使超聲波馬達(dá)720停止。
在t15,若停止判定部731b基于交變信號(hào)的相位差p和從速度檢測(cè)部734輸出的旋轉(zhuǎn)速度n的信息,判定為超聲波馬達(dá)720停止,則速度控制部731a讀出存儲(chǔ)部733的停止頻率fx的信息,將驅(qū)動(dòng)頻率f從f1向fx升高的方向變更。
在t16,速度控制部731a使超聲波馬達(dá)720停止在驅(qū)動(dòng)頻率為f=fx的狀態(tài)。
以上,在t5~t16中,一系列的擺動(dòng)動(dòng)作完成,驅(qū)動(dòng)裝置730從t17再次反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作。
以下,關(guān)于比較例的擺動(dòng)動(dòng)作中的超聲波馬達(dá)的動(dòng)作模式進(jìn)行說明。此外,在以下的說明及附圖中,關(guān)于與上述本發(fā)明的超聲波馬達(dá)720的動(dòng)作模式同樣的動(dòng)作省略說明,僅關(guān)于不同的動(dòng)作進(jìn)行說明。
圖45是用于說明比較例的擺動(dòng)動(dòng)作中的驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)模式的時(shí)序圖。圖45是與圖44同樣地,縱軸從上方開始按順序表示超聲波馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電壓v、驅(qū)動(dòng)頻率f、相位差p、旋轉(zhuǎn)速度n及透鏡的位置w,橫軸表示時(shí)間(t1~t29)。
如圖45所示,在比較例的擺動(dòng)動(dòng)作中的驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)模式中,透鏡的位置w從wi向wbe移動(dòng),則在t7時(shí),速度控制部在下一個(gè)動(dòng)作中,為使透鏡的位置w從wbe向waf移動(dòng),將驅(qū)動(dòng)頻率f從f1向f2降低的方向變更。而且,速度控制部在t10時(shí)使透鏡的位置w從wbe向waf移動(dòng)期間,將驅(qū)動(dòng)頻率維持成f=f2。
而本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模式如上所述地在t8,速度控制部731a使驅(qū)動(dòng)頻率為f=fx并使超聲波馬達(dá)720停止,這點(diǎn)與比較例的驅(qū)動(dòng)模式不同。另外,在t11~t13、t15~t17中也同樣。
以下,關(guān)于第七實(shí)施方式和比較例的超聲波馬達(dá)的耗電量的不同進(jìn)行說明。
圖46是對(duì)第七實(shí)施方式和比較例的超聲波馬達(dá)的耗電量進(jìn)行比較的圖。圖46的縱軸表示通過超聲波馬達(dá)的控制消耗的電能,橫軸表示控制時(shí)間。
超聲波馬達(dá)720存在驅(qū)動(dòng)頻率f越接近f0(=fc),其消耗電力越低的傾向,而本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置730在超聲波馬達(dá)720停止時(shí),該驅(qū)動(dòng)頻率f接近f0的方式向升高的方向變更成f=fx。
另一方面,以往的驅(qū)動(dòng)裝置如上所述地在超聲波馬達(dá)停止時(shí),在下一個(gè)動(dòng)作中,將該驅(qū)動(dòng)頻率f從f0向遠(yuǎn)離的方向變更即變更成f1或f2等。
這里,由于fx>11>f2,所以關(guān)于超聲波馬達(dá)720的停止時(shí)的消耗電力,與比較例的驅(qū)動(dòng)裝置的控制相比,本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置730的控制的消耗電力更少。
在圖46中,在控制中的超聲波馬達(dá)的停止時(shí)間長(zhǎng)的情況下(條件1),短的情況下(條件2),分別對(duì)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置730和比較例的驅(qū)動(dòng)裝置的消耗電力進(jìn)行比較。
如圖46所示,在任意的情況下,本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置730與比較例的驅(qū)動(dòng)裝置相比,消耗電力均低,能夠確認(rèn)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置730的超聲波馬達(dá)720帶來的消耗電力的減少效果。另外,控制時(shí)間越長(zhǎng),停止時(shí)間越長(zhǎng),從而上述本發(fā)明的消耗電力的減少的效果變得更明顯。
如上所述,第七實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)裝置730及透鏡鏡筒710具有以下效果。
(1)驅(qū)動(dòng)裝置730在超聲波馬達(dá)720停止的情況下,以施加于壓電元件724的交變信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率f接近電氣的共振頻率fc的方式向升高的方向變化成fx,能夠減少控制中的超聲波馬達(dá)720的停止時(shí)的消耗電力。
(2)停止判定部731b基于施加于壓電元件24的交變信號(hào)的相位差p的狀態(tài)和轉(zhuǎn)子721的旋轉(zhuǎn)速度n,判定超聲波馬達(dá)720是否停止,從而速度控制部731a在超聲波馬達(dá)720完全停止之前,使驅(qū)動(dòng)頻率f變化,能夠避免超聲波馬達(dá)720誤動(dòng)作。
(3)速度檢測(cè)部734基于透鏡711的位置信息檢測(cè)超聲波馬達(dá)720的轉(zhuǎn)子721的旋轉(zhuǎn)速度n,從而在轉(zhuǎn)子721上不設(shè)置檢測(cè)旋轉(zhuǎn)速度n的傳感器,能夠利用設(shè)置在透鏡鏡筒710上的已有的位置檢測(cè)部713,能夠?qū)崿F(xiàn)透鏡鏡筒10的輕量化和成本減少。
(4)由于將驅(qū)動(dòng)裝置730用于透鏡鏡筒710的透鏡711的驅(qū)動(dòng),所以在透鏡711的擺動(dòng)動(dòng)作等的對(duì)焦動(dòng)作中,能夠減少連續(xù)地驅(qū)動(dòng)的超聲波馬達(dá)720的消耗電力。
(變形例8)在第七實(shí)施方式中,示出了存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部733中的停止頻率fx設(shè)定成f0和fα的中間的頻率即fx=(f0+fα)/2的例子,但不限于此。
如上所述,若fx為f0至fα之間,則能夠任意地設(shè)定,從而例如,還能夠?qū)⑼V诡l率設(shè)定成fx=fα。由此,能夠減少超聲波馬達(dá)720的停止時(shí)的消耗電力的同時(shí),并且能夠提前超聲波馬達(dá)720的從停止?fàn)顟B(tài)向旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間。
另外,若將停止頻率設(shè)定fx=f0,則由于是f0=fc,所以驅(qū)動(dòng)裝置730能夠最有效率地減少超聲波馬達(dá)720的停止時(shí)的消耗電力。
(變形例9)在第七實(shí)施方式中,示出了基于位置檢測(cè)部713的位置信息,速度檢測(cè)部734檢測(cè)轉(zhuǎn)子721的旋轉(zhuǎn)速度n的例子,但不限于此。例如,也可以在轉(zhuǎn)子721上設(shè)置檢測(cè)旋轉(zhuǎn)速度n的傳感器,直接檢測(cè)轉(zhuǎn)子721的旋轉(zhuǎn)速度n。
(變形例10)在第七實(shí)施方式中,示出了超聲波馬達(dá)720是圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)式的行波型超聲波馬達(dá)的例子,但不限于此。例如,還能夠使用棒狀的旋轉(zhuǎn)式的超聲波馬達(dá)。
(變形例11)在第七實(shí)施方式中,示出了使用設(shè)置有變壓器的驅(qū)動(dòng)電路部732的例子,但例如還能夠使用設(shè)置有電感器的驅(qū)動(dòng)電路部。
(變形例12)在第七實(shí)施方式中,以透鏡鏡筒710的動(dòng)態(tài)圖像攝影時(shí)的擺動(dòng)動(dòng)作為例進(jìn)行了說明,但不限于此。還能夠用于其他的動(dòng)作,例如,靜態(tài)圖像攝影時(shí)的自動(dòng)對(duì)焦動(dòng)作,能夠得到與本發(fā)明同樣的效果。
以上說明的實(shí)施方式或變形例只不過是例示性的,只要不損害發(fā)明的特征,本發(fā)明就不限于這些內(nèi)容。另外,以上說明的實(shí)施方式或變形例只要不損害發(fā)明的特征,也可以組合實(shí)施。
附圖標(biāo)記的說明
10、30:透鏡鏡筒,12:振動(dòng)波馬達(dá),14:驅(qū)動(dòng)裝置,15,35:透鏡側(cè)mcu,17:存儲(chǔ)部,20:相機(jī)機(jī)身,21:機(jī)身側(cè)mcu,141:驅(qū)動(dòng)脈沖生成部,142:升壓部,151:頻率變更部,152:驅(qū)動(dòng)電壓設(shè)定部,153:占空比變更部,154、35-4:相位差變更部,35-3:電源電壓變更部,35-5:變更速度設(shè)定部,50:程度表格,
201:振動(dòng)波馬達(dá),202:透鏡鏡筒,280:驅(qū)動(dòng)電路,281:控制部,282:振蕩部,283:移相部,284a、284b:放大部,290:驅(qū)動(dòng)裝置,261:振動(dòng)體,262:移動(dòng)體,f0:保持頻率,f9、f10:固有頻率,
301:相機(jī),310:振動(dòng)波馬達(dá),313:壓電體,320:透鏡鏡筒,339:對(duì)比度檢測(cè)部,341:驅(qū)動(dòng)控制部,347:攝影設(shè)定部,350:振動(dòng)波馬達(dá),353:壓電體,l3:第三透鏡組,
501:透鏡鏡筒,502:相機(jī),520:振子,521:壓電體,522:彈性體,522a:驅(qū)動(dòng)面,528:移動(dòng)件,600:振動(dòng)促動(dòng)器,601:驅(qū)動(dòng)裝置,f1:起動(dòng)頻率,f3:共振頻率,fs:驅(qū)動(dòng)頻率
710:透鏡鏡筒,720:超聲波馬達(dá),722:振子,724:壓電元件,730:驅(qū)動(dòng)裝置,731:控制部,731a:速度控制部,731b:停止判定部,732:驅(qū)動(dòng)電路部,733:存儲(chǔ)部,734:速度檢測(cè)部。