本發(fā)明涉及包含振動(dòng)致動(dòng)器和用于該振動(dòng)致動(dòng)器的控制器的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備、以及圖像拾取裝置，并且更特別地涉及用于在手動(dòng)操作振動(dòng)致動(dòng)器時(shí)產(chǎn)生咔噠(click)感覺(jué)的控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，諸如數(shù)字照相機(jī)的圖像拾取裝置包括具有設(shè)置在透鏡鏡筒周圍以便使得能夠改變拍攝條件等的設(shè)定的手動(dòng)操作環(huán)部件的圖像拾取裝置。該環(huán)部件具有用于產(chǎn)生咔噠感覺(jué)的機(jī)構(gòu)。這使得手動(dòng)操作環(huán)部件的操作者(用戶)能夠基于操作者的手指的觸感識(shí)別操作者為了改變?cè)O(shè)定已經(jīng)過(guò)的步數(shù)。

作為用于為環(huán)部件提供咔噠感覺(jué)的機(jī)構(gòu)，例如，已知存在通過(guò)使咔噠板與咔噠球彼此接觸產(chǎn)生咔噠感覺(jué)的機(jī)構(gòu)。然而，一般地，該機(jī)構(gòu)使得咔噠感覺(jué)以固定的間隔產(chǎn)生，因此根據(jù)要被設(shè)定的參數(shù)的類型或者操作模式，操作者有時(shí)需要使環(huán)部件旋轉(zhuǎn)多圈，這不是用戶友好的。

為了解決該問(wèn)題，已提出了能夠根據(jù)希望被設(shè)定的操作模式或參數(shù)改變是否產(chǎn)生咔噠感覺(jué)和/或產(chǎn)生間隔的設(shè)定的操作環(huán)(參見(jiàn)例如日本專利公開(kāi)No.2013-101306)。并且，對(duì)于電子裝置(數(shù)字照相機(jī))，已提出了具有用于通過(guò)使用致動(dòng)器為用戶接口提供咔噠感覺(jué)的配置的操作單元(參見(jiàn)例如日本專利公開(kāi)No.2012-155674)。

在日本專利公開(kāi)No.2013-101306中描述的技術(shù)中，通過(guò)使用壓電元件的負(fù)荷控制器改變操作環(huán)上的負(fù)荷，以由此產(chǎn)生咔噠感覺(jué)。因此，不能使操作者感到如同操作環(huán)被引入到產(chǎn)生咔噠的位置中的感覺(jué)。并且，存在這樣的問(wèn)題：即操作環(huán)在操作者使操作者的手從操作環(huán)脫離的位置處停止，因此操作環(huán)不一定在預(yù)設(shè)的位置處停止。

另一方面，在日本專利公開(kāi)No.2012-155674中描述的技術(shù)中，通過(guò)使用角度檢測(cè)器和扭矩檢測(cè)器控制DC馬達(dá)來(lái)產(chǎn)生咔噠感覺(jué)，因此能夠適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生咔噠感覺(jué)。然而，需要使用扭矩檢測(cè)器，這增加了組件的數(shù)量，使得圖像拾取裝置的重量增加，并且進(jìn)一步地，成本也增加。

并且，日本專利公開(kāi)No.2010-257052描述了包含振動(dòng)致動(dòng)器(超聲馬達(dá))的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備(旋轉(zhuǎn)輸入設(shè)備)。然而，該振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備遭受以下問(wèn)題：

在操作者手動(dòng)操作通過(guò)振動(dòng)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)操作元件的情況下，當(dāng)振動(dòng)致動(dòng)器處于非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，振動(dòng)致動(dòng)器僅在手動(dòng)操作力超過(guò)由彼此壓力接觸的定子和轉(zhuǎn)子之間的摩擦產(chǎn)生的靜摩擦扭矩之后開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。因此，需要大的操作力，并且更重要的是，不能獲得平滑的操作感覺(jué)。并且，在其旋轉(zhuǎn)操作期間還需要超過(guò)運(yùn)動(dòng)摩擦扭矩的操作力，因此不容易操作旋轉(zhuǎn)操作元件。另一方面，如果定子與轉(zhuǎn)子之間的摩擦力被設(shè)定為小的值，那么引起如同旋轉(zhuǎn)操作元件被引入到希望的位置中的感覺(jué)的力如此小以至于不能感覺(jué)到足夠的反作用力。

并且，存在這樣的問(wèn)題：即當(dāng)旋轉(zhuǎn)力的方向在正常方向與反方向之間切換時(shí)，在希望的位置周圍出現(xiàn)振蕩行為，這妨礙旋轉(zhuǎn)操作元件的位置被精確設(shè)定為希望的位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供使得能夠通過(guò)振動(dòng)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)并且通過(guò)操作者手動(dòng)操作的操作部件能夠在操作者手動(dòng)操作該操作部件時(shí)以簡(jiǎn)單的配置產(chǎn)生適當(dāng)?shù)倪菄}感覺(jué)并且被精確地定位的技術(shù)。

在本發(fā)明的第一方面中，提供一種振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括：振動(dòng)致動(dòng)器，該振動(dòng)致動(dòng)器包含：振動(dòng)元件，該振動(dòng)元件包含機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件和與所述機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件接合的彈性體，和被驅(qū)動(dòng)元件，該被驅(qū)動(dòng)元件與所述彈性體壓力接觸；位置檢測(cè)單元，該位置檢測(cè)單元被配置為檢測(cè)所述振動(dòng)元件與所述被驅(qū)動(dòng)元件之間的相對(duì)位置；以及控制器，該控制器向所述機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于在所述彈性體中僅激勵(lì)與所述彈性體和所述被驅(qū)動(dòng)元件之間的接觸表面垂直的方向上的第一振動(dòng)，或者激勵(lì)第一振動(dòng)和與接觸表面平行的第二振動(dòng)，其中，在相對(duì)位置處于第一區(qū)間(section)外的情況下，所述控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)在所述彈性體中僅激勵(lì)第一振動(dòng)，而在相對(duì)位置處于第一區(qū)間內(nèi)的情況下，所述控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)在所述彈性體中激勵(lì)第一振動(dòng)和第二振動(dòng)，以便使得相對(duì)位置更接近設(shè)定在第一區(qū)間內(nèi)的目標(biāo)位置，其中，第一區(qū)間包含第二區(qū)間，該第二區(qū)間包含目標(biāo)位置，并且其中，當(dāng)相對(duì)位置處于第二區(qū)間內(nèi)達(dá)包含零的預(yù)定時(shí)間段時(shí)，所述控制器停止向所述機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

在本發(fā)明的第二方面中，提供一種圖像拾取裝置，該圖像拾取裝置包括：振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備包含振動(dòng)致動(dòng)器，所述振動(dòng)致動(dòng)器包含：振動(dòng)元件，該振動(dòng)元件包含機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件和與所述機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件接合的彈性體，和被驅(qū)動(dòng)元件，該被驅(qū)動(dòng)元件與所述彈性體壓力接觸，以及操作部件，該操作部件與包含在所述振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的所述振動(dòng)致動(dòng)器直接或間接地接合，并且由所述振動(dòng)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，所述振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備還包含：位置檢測(cè)單元，該位置檢測(cè)單元被配置為檢測(cè)所述振動(dòng)元件與所述被驅(qū)動(dòng)元件之間的相對(duì)位置，和控制器，該控制器向所述機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于在所述彈性體中僅激勵(lì)與所述彈性體和所述被驅(qū)動(dòng)元件之間的接觸表面垂直的方向上的第一振動(dòng)，或者激勵(lì)第一振動(dòng)和與接觸表面平行的第二振動(dòng)，其中，在相對(duì)位置處于第一區(qū)間外的情況下，所述控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)在所述彈性體中僅激勵(lì)第一振動(dòng)，而在相對(duì)位置處于第一區(qū)間內(nèi)的情況下，所述控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)在所述彈性體中激勵(lì)第一振動(dòng)和第二振動(dòng)，以便使得相對(duì)位置更接近設(shè)定在第一區(qū)間內(nèi)的目標(biāo)位置，其中，第一區(qū)間包含第二區(qū)間，該第二區(qū)間包含目標(biāo)位置，并且其中，當(dāng)相對(duì)位置處于第二區(qū)間內(nèi)達(dá)包含零的預(yù)定時(shí)間段時(shí)，所述控制器停止向所述機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)操作者手動(dòng)操作能夠通過(guò)振動(dòng)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)并且通過(guò)操作者手動(dòng)操作的操作部件時(shí)，操作部件可以簡(jiǎn)單的配置產(chǎn)生適當(dāng)?shù)倪菄}感覺(jué)并且精確地定位該操作部件。

從以下的示例性實(shí)施例的描述(參照附圖)，本發(fā)明的進(jìn)一步特征將變得清楚。

附圖說(shuō)明

圖1A是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的圖像拾取裝置的外觀的透視圖。

圖1B是包含在圖像拾取裝置中的操作部件及其周邊組件的示意性截面圖。

圖1C是作為包含在圖像拾取裝置中的振動(dòng)致動(dòng)器的組件的彈性體的透視圖。

圖2是包含在圖1所示的圖像拾取裝置中的根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的控制器的示意性框圖。

圖3A是示出通過(guò)包含在圖2所示的控制器中的振動(dòng)比率確定部分設(shè)定的驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置與振動(dòng)比率命令值之間的關(guān)系的第一示例的示圖。

圖3B是示出在驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置與振動(dòng)比率命令值之間設(shè)定的關(guān)系的第二示例的示圖。

圖4A是示出在出現(xiàn)在圖3A或圖3B中的目標(biāo)位置的附近設(shè)置具有設(shè)定為0的振動(dòng)比率命令值的允許范圍的情況的一個(gè)設(shè)定示例的示圖。

圖4B是示出設(shè)置允許范圍的情況的另一設(shè)定示例的示圖。

圖5A是示出在驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置與振動(dòng)比率命令值之間設(shè)定的關(guān)系的第三示例的示圖。

圖5B是示出在驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置與振動(dòng)比率命令值之間設(shè)定的關(guān)系的第四示例的示圖。

圖5C是示出在驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置與振動(dòng)比率命令值之間設(shè)定的關(guān)系的第五示例的示圖。

圖6A是示出在驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置與振動(dòng)比率命令值之間設(shè)定的關(guān)系的第六示例的示圖。

圖6B是示出在驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置與振動(dòng)比率命令值之間設(shè)定的關(guān)系的第七示例的示圖。

圖7A是作為根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器的第一變型的組件的振動(dòng)元件的示意性透視圖。

圖7B是在解釋在作為振動(dòng)致動(dòng)器的第一變型的組件的振動(dòng)元件中激勵(lì)的振動(dòng)模式時(shí)可使用的示圖。

圖7C是在解釋在振動(dòng)元件中激勵(lì)的另一振動(dòng)模式時(shí)可使用的示圖。

圖8A是根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器的第二變型的示意圖。

圖8B是在解釋在作為振動(dòng)致動(dòng)器的第二變型的組件的振動(dòng)元件中激勵(lì)的振動(dòng)模式時(shí)可使用的示圖。

圖8C是在解釋在振動(dòng)元件中激勵(lì)的另一振動(dòng)模式時(shí)可使用的示圖。

圖9是包含在圖1所示的圖像拾取裝置中的根據(jù)第二實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器的控制器的示意性框圖。

圖10是示出通過(guò)圖9所示的控制器設(shè)定的驅(qū)動(dòng)區(qū)間、目標(biāo)位置和停止檢測(cè)區(qū)間與振動(dòng)比率命令值之間的關(guān)系的示圖。

圖11是由控制器執(zhí)行的用于控制振動(dòng)致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制處理的流程圖。

圖12是示出圖10所示的驅(qū)動(dòng)區(qū)間、目標(biāo)位置和停止檢測(cè)區(qū)間與振動(dòng)比率命令值之間的關(guān)系的變型的示圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，以下將參照示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。

圖1A是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的圖像拾取裝置100的外觀的透視圖。圖1B是包含在圖像拾取裝置100中的操作部件3及其周邊組件的示意性截面圖。圖1C是作為包含在圖像拾取裝置100中的振動(dòng)致動(dòng)器1的組件的彈性體13的透視圖。

如圖1A所示，圖像拾取裝置100具有透鏡鏡筒101被設(shè)置在照相機(jī)體102的前側(cè)并且具有環(huán)形狀的操作部件3以環(huán)繞透鏡鏡筒101的方式被設(shè)置的結(jié)構(gòu)。操作部件3是應(yīng)用改變拍攝模式和諸如變焦、聚焦、ISO值的各種拍攝參數(shù)的功能的用戶接口。在圖像拾取裝置100中，已通過(guò)透鏡鏡筒101的光在設(shè)置在照相機(jī)體102中的未示出的圖像拾取設(shè)備(例如，CMOS圖像傳感器)或膠片上形成圖像，由此物體圖像被拍攝。

如圖1B所示，操作部件3并入具有環(huán)形狀的振動(dòng)致動(dòng)器1，并且振動(dòng)致動(dòng)器1包含加壓部件11、壓電元件12、彈性體13和被驅(qū)動(dòng)元件15。壓電元件12和彈性體13形成振動(dòng)元件。

作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件的示例的壓電元件12具有一個(gè)表面，壓電元件12的所述一個(gè)表面與彈性體13接合。壓電元件12的表面(經(jīng)由該表面壓電元件12與彈性體13接合)形成有與GND電位連接的共用電極(全表面電極)，并且壓電元件12的另一表面形成有驅(qū)動(dòng)電極(驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加到該驅(qū)動(dòng)電極中的每一個(gè))。通過(guò)向壓電元件12的驅(qū)動(dòng)電極施加具有時(shí)間相位差的二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在彈性體13中激勵(lì)沿圓周方向行進(jìn)的彎曲振動(dòng)(行波)。注意，存在使得能夠在彈性體13中激勵(lì)這種行波的壓電元件12的各種配置，并且可以使用眾所周知的配置。因此，省略其詳細(xì)描述。

盡管沒(méi)有示出，但是諸如柔性電路板的用于向壓電元件12施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的布線單元被設(shè)置在壓電元件12的驅(qū)動(dòng)電極側(cè)與加壓部件11之間。作為加壓部件11，例如可以使用環(huán)形片簧。

彈性體13例如由諸如不銹鋼的金屬形成，并且如圖1C所示，彈性體13的與被驅(qū)動(dòng)元件15接觸的表面沿圓周方向以預(yù)定間隔形成有突起14(換句話說(shuō)，通過(guò)以預(yù)定間隔形成溝槽來(lái)形成突起14)。突起14的數(shù)量比在彈性體13中激勵(lì)的彎曲振動(dòng)的階數(shù)大，并且由通過(guò)壓電元件12激勵(lì)的彎曲振動(dòng)而引起的位移在每個(gè)突起14的先端(extremity)處被放大。

盡管在彈性體13中激勵(lì)行進(jìn)的彎曲振動(dòng)，但是當(dāng)僅關(guān)注突起14中的一個(gè)時(shí)，垂直于與被驅(qū)動(dòng)元件15的接觸表面的方向上的上推(thrust-up)振動(dòng)和平行于與被驅(qū)動(dòng)元件15的接觸表面的方向上的饋送(feed)振動(dòng)被合成，由此使得突起14執(zhí)行橢圓振動(dòng)。這里，通過(guò)由加壓部件11施加的加壓力，使彈性體13的每個(gè)突起14和被驅(qū)動(dòng)元件15彼此壓力接觸。因此，通過(guò)在每個(gè)突起14處激勵(lì)的橢圓運(yùn)動(dòng)，在彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的接觸表面上產(chǎn)生圓周方向上的摩擦驅(qū)動(dòng)力(推力)，由此能夠通過(guò)該摩擦驅(qū)動(dòng)力使彈性體13和被驅(qū)動(dòng)元件15相對(duì)于彼此移動(dòng)(旋轉(zhuǎn))。

注意，在本實(shí)施例中，加壓部件11被固定到照相機(jī)體102并且還與壓電元件12接合，由此被驅(qū)動(dòng)元件15被驅(qū)動(dòng)以相對(duì)于固定振動(dòng)元件(壓電元件12和彈性體13)旋轉(zhuǎn)。

通過(guò)施加到壓電元件12的二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差Δ，被驅(qū)動(dòng)元件15的驅(qū)動(dòng)的方向(旋轉(zhuǎn)的方向)和摩擦驅(qū)動(dòng)力改變。例如，假定相位差Δ處于0度<Δ<180度的范圍中的情況下的驅(qū)動(dòng)方向是順?lè)较?forward direction)，那么在相位差Δ處于0度>Δ>-180度的范圍中的情況下，在每個(gè)突起14處產(chǎn)生的橢圓運(yùn)動(dòng)的方向反轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。在通過(guò)具有0度和±180度以外的預(yù)定相位差△的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在彈性體13中激勵(lì)振動(dòng)的狀態(tài)下，隨著在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)的幅度越大，饋送振動(dòng)的分量(component)變得越大，并且因此施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的摩擦驅(qū)動(dòng)力也變得越大。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差△基本上等于±90度時(shí)，摩擦驅(qū)動(dòng)力變?yōu)樽畲蟆?/p>

另一方面，在相位差△等于0度或者±180度的情況下，在每個(gè)突起14處不產(chǎn)生饋送振動(dòng)，并且作為上推振動(dòng)的駐波在彈性體13中產(chǎn)生彎曲振動(dòng)，并因此不產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)元件15以沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的推力。當(dāng)產(chǎn)生這種駐波時(shí)，多個(gè)突起14中的一些被重復(fù)地與被驅(qū)動(dòng)元件15接觸，并且一些不與被驅(qū)動(dòng)元件15接觸。并且，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差△等于0度的情況與該相位差Δ等于±180度的情況之間，駐波在產(chǎn)生它的位置相位上不同。

給出通過(guò)具有-90度≤Δ≤0度的范圍和0度≤Δ≤+90度的范圍的相位差Δ的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)致動(dòng)器1的示例的以下描述。然而，驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差Δ不限于此，而是只要相位差可使得被驅(qū)動(dòng)元件15被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，該相位差就可以被設(shè)定為任何希望的相位差。

被驅(qū)動(dòng)元件15與操作部件3接合。因此，通過(guò)驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)元件15旋轉(zhuǎn)，能夠驅(qū)動(dòng)操作部件3旋轉(zhuǎn)。由于彈性體13和被驅(qū)動(dòng)元件15通過(guò)由加壓部件11施加的加壓力彼此壓力接觸，因此在彈性體13中不激勵(lì)振動(dòng)的狀態(tài)下通過(guò)靜摩擦力產(chǎn)生高的保持扭矩。因此，不容易手動(dòng)旋轉(zhuǎn)與被驅(qū)動(dòng)元件15接合的操作部件3(通過(guò)向其外部施加力)。

然而，在從彈性體13作用于被驅(qū)動(dòng)元件15上的上推振動(dòng)分量增加的狀態(tài)下，彈性體13和被驅(qū)動(dòng)元件15彼此接觸的面積減少，并且接觸時(shí)間也減少，因此彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的摩擦保持力變得比靜摩擦力小。因此，通過(guò)調(diào)整上推振動(dòng)的幅度值，能夠在某一范圍內(nèi)如希望的那樣調(diào)整彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的摩擦保持力，這使得能夠手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3。

下面，將給出控制根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)的控制器的描述。圖2是控制振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)的控制器的示意性框圖，該控制器由附圖標(biāo)記2表示。振動(dòng)致動(dòng)器1和控制振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)的控制器2形成根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備?？刂破?被安裝在例如照相機(jī)體102的預(yù)定位置處。因此，圖像拾取裝置100包含振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備。

控制器2包含盡管在圖2中以簡(jiǎn)化方式示出、但執(zhí)行控制器2的總體操作的集中控制的MPU 50、振動(dòng)幅度控制器21、振動(dòng)比率確定部分24和驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20。振動(dòng)幅度控制器21包含振動(dòng)幅度設(shè)定部分22和控制計(jì)算器23。并且，振動(dòng)比率確定部分24包含位置范圍設(shè)定部分25和范圍內(nèi)位置(position-in-range)確定部分26。包含在控制器2中的部分可通過(guò)以下配置實(shí)現(xiàn)：例如，由振動(dòng)幅度控制器21和振動(dòng)比率確定部分24執(zhí)行的處理運(yùn)算可以由專用MPU實(shí)現(xiàn)，或者可以通過(guò)由控制器2的MPU 50或者包含在圖像拾取裝置100中的CPU執(zhí)行預(yù)定程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。可替代地，也可通過(guò)FPGA或邏輯電路實(shí)現(xiàn)處理運(yùn)算。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20包括用于產(chǎn)生周期信號(hào)的電路和用于升壓(boost)周期信號(hào)的電路。用于產(chǎn)生周期信號(hào)的電路可以由MPU實(shí)現(xiàn)，或者可以由CPU、FPGA、振蕩電路、VCO(電壓控制傳送器)、脈沖產(chǎn)生電路等中的任何一個(gè)實(shí)現(xiàn)。作為用于升壓周期信號(hào)的電路，在使用數(shù)字脈沖狀信號(hào)的形式的周期信號(hào)的情況下，該電路可通過(guò)以下電路配置實(shí)現(xiàn)：在該電路配置中，周期信號(hào)通過(guò)使用開(kāi)關(guān)電路和變換器的電路被升壓，并且作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)30被輸出。并且，在例如通過(guò)VCO使用模擬正弦波的形式的周期信號(hào)的情況下，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20也可通過(guò)以下電路配置實(shí)現(xiàn)：在該電路配置中，周期信號(hào)通過(guò)使用放大器和變換器的電路被升壓，并且作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)30被輸出。

振動(dòng)致動(dòng)器1具有振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4，并且從振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4輸出的檢測(cè)結(jié)果被傳遞到振動(dòng)幅度控制器21。振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4例如是除了壓電元件12以外與彈性體13的后表面接合的壓電元件，并且檢測(cè)通過(guò)接收與振動(dòng)幅度對(duì)應(yīng)的應(yīng)力而產(chǎn)生的電壓作為指示在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)幅度的大小的信號(hào)。注意，包含在壓電元件12中的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極中的一個(gè)可被用作振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4的用于振動(dòng)幅度檢測(cè)的電極。在用于振動(dòng)幅度檢測(cè)的電極處產(chǎn)生的電壓是AC電壓，因此通過(guò)使AD轉(zhuǎn)換器將經(jīng)受全波整流和平滑的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)值，能夠使用該AC電壓以用于由控制器2的MPU 50執(zhí)行的處理運(yùn)算?？商娲兀ㄟ^(guò)使用RMS-DC轉(zhuǎn)換電路確定AC電壓的有效值，AC電壓可被用于處理運(yùn)算。

盡管在圖1B中沒(méi)有示出，但是檢測(cè)操作部件3的旋轉(zhuǎn)相位的位置檢測(cè)部分5(參見(jiàn)圖2)被設(shè)置在由透鏡鏡筒101和照相機(jī)體102形成的空間(參見(jiàn)圖1B)中。位置檢測(cè)部分5例如是旋轉(zhuǎn)編碼器，并且向控制器2的MPU 50傳送旋轉(zhuǎn)相位檢測(cè)信號(hào)?？刂破?的MPU 50處理從位置檢測(cè)部分5傳遞的旋轉(zhuǎn)相位檢測(cè)信號(hào)以確定當(dāng)前位置40，并且將當(dāng)前位置40供給到振動(dòng)比率確定部分24。注意，振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4和位置檢測(cè)部分5在圖2中以不包含在控制器2中的方式被示出，但是當(dāng)考慮它們的功能時(shí)，可包含在控制器2的組成元件中。另一方面，振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4和位置檢測(cè)部分5在考慮它們被設(shè)置的位置時(shí)也可不包含在控制器2的組成元件中，而是包含在振動(dòng)致動(dòng)器1的組成元件中。

在振動(dòng)幅度控制器21中，來(lái)自振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4的輸出與由振動(dòng)幅度設(shè)定部分22設(shè)定的目標(biāo)振動(dòng)幅度31之間的差被輸入到控制計(jì)算器23。該控制計(jì)算器23例如是執(zhí)行PID控制的計(jì)算器，并且基于所述輸入的差產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的幅度命令值32，并且將幅度命令值32輸出到驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20。

振動(dòng)比率確定部分24的范圍內(nèi)位置確定部分26確定基于從位置檢測(cè)部分5輸出的旋轉(zhuǎn)相位檢測(cè)信號(hào)而確定的當(dāng)前位置40是否處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41(參見(jiàn)圖3A和圖3B)內(nèi)，該驅(qū)動(dòng)區(qū)間41是由位置范圍設(shè)定部分25設(shè)定的預(yù)定位置。注意，當(dāng)前位置40是指示被驅(qū)動(dòng)元件15(操作部件3)與振動(dòng)元件之間的相對(duì)位置(被驅(qū)動(dòng)元件15關(guān)于振動(dòng)元件的相對(duì)位置)的信息。

然后，振動(dòng)比率確定部分24基于由范圍內(nèi)位置確定部分26執(zhí)行的確定的結(jié)果確定饋送振動(dòng)分量的比率，并且將確定的比率作為振動(dòng)比率命令值33輸出到驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20。更具體而言，在當(dāng)前位置40處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41外的情況下，振動(dòng)比率確定部分24將要被輸出的振動(dòng)比率命令值33設(shè)定為0。另一方面，在當(dāng)前位置40處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41內(nèi)的情況下，振動(dòng)比率確定部分24輸出與由位置范圍設(shè)定部分25設(shè)定的目標(biāo)位置42與當(dāng)前位置40之間的差成比例的振動(dòng)比率命令值33。將在下文中參照?qǐng)D3A和圖3B描述驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和目標(biāo)位置42與振動(dòng)比率命令值33之間的關(guān)系。

驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20基于幅度命令值32和振動(dòng)比率命令值33產(chǎn)生二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30使得二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30之間的時(shí)間相位差改變，并且將驅(qū)動(dòng)信號(hào)30輸出到振動(dòng)致動(dòng)器1的壓電元件12。通過(guò)施加由此產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)30，在振動(dòng)致動(dòng)器1的彈性體13中激勵(lì)上述振動(dòng)。例如，當(dāng)振動(dòng)比率命令值33等于0時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20將相位差設(shè)定為0，以由此使得在彈性體13中僅激勵(lì)上推振動(dòng)，而不使得在其中激勵(lì)饋送振動(dòng)。并且，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20在振動(dòng)比率命令值33為正值時(shí)將二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差Δ設(shè)定為0到90度的范圍中的度數(shù)，并且在振動(dòng)比率命令值33為負(fù)值時(shí)將該相位差Δ設(shè)定為-90到0度的范圍中的度數(shù)。此時(shí)，相位差Δ的大小(絕對(duì)值)與振動(dòng)比率命令值33的大小成比例。并且，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20根據(jù)幅度命令值32改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率中的一個(gè)或兩個(gè)。在這樣做時(shí)，基本上基于隨著驅(qū)動(dòng)電壓變得越高振動(dòng)幅度變得越大且隨著驅(qū)動(dòng)頻率變得越高振動(dòng)幅度變得越小的特性控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)30。

可例如通過(guò)接通設(shè)置在圖像拾取裝置100中的預(yù)定開(kāi)關(guān)60開(kāi)始驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出。例如，該配置可以使得當(dāng)控制圖像拾取裝置100的總體操作的MPU 200檢測(cè)到預(yù)定開(kāi)關(guān)60的接通時(shí)，從MPU 200向控制器2的MPU 50發(fā)送控制信號(hào)，這使得控制器2輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)30。利用該配置，在緊靠操作者手動(dòng)操作操作部件3之前開(kāi)始驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)電力節(jié)省，并且進(jìn)一步地，能夠抑制彈性體13和被驅(qū)動(dòng)元件15的接觸表面的磨損。

也可通過(guò)在驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出期間基于從位置檢測(cè)部分5輸出的旋轉(zhuǎn)相位檢測(cè)信號(hào)停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出的配置獲得該效果。并且，也可通過(guò)在確定沒(méi)有操作被執(zhí)行達(dá)預(yù)定的時(shí)間段的情況下、或者在預(yù)定開(kāi)關(guān)60被關(guān)斷的情況下停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出的配置獲得該效果。注意，可以不響應(yīng)于開(kāi)關(guān)60等的操作而是基于從檢測(cè)操作部件3被手保持的壓力傳感器輸出的檢測(cè)結(jié)果、或者來(lái)自檢測(cè)旋轉(zhuǎn)方向上的外力被施加到操作部件3的傳感器的輸出開(kāi)始驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出。

圖3A是示出在振動(dòng)比率確定部分24中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和目標(biāo)位置42與振動(dòng)比率命令值33之間的關(guān)系的第一示例的示圖。在圖3A所示的示圖中，水平軸代表操作部件3的旋轉(zhuǎn)位置，垂直軸代表振動(dòng)比率命令值33。垂直軸上的“Max”的值代表用于產(chǎn)生順?lè)较蛏系哪Σ硫?qū)動(dòng)力的振動(dòng)比率命令值33的最大值。而“-Max”的值代表用于產(chǎn)生逆方向(backward direction)上的摩擦驅(qū)動(dòng)力的振動(dòng)比率命令值33的最大值。當(dāng)振動(dòng)比率命令值33為正值時(shí)，產(chǎn)生順?lè)较蛏系哪Σ硫?qū)動(dòng)力，而當(dāng)振動(dòng)比率命令值33為負(fù)值時(shí)，產(chǎn)生逆方向上的摩擦驅(qū)動(dòng)力。注意，盡管在本示例中“Max”和“-Max”代表振動(dòng)比率命令值33的最大值，但是當(dāng)操作者希望減小要被產(chǎn)生的咔噠感覺(jué)時(shí)，可以使這些“Max”和“-Max”比最大值小。

位置范圍設(shè)定部分25保持多個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和目標(biāo)位置42。每個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和與其相關(guān)聯(lián)的每個(gè)目標(biāo)位置42形成一對(duì)，并且在由下限和上限所限定的一個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)間41中設(shè)定一個(gè)目標(biāo)位置42。圖3A通過(guò)示例示出在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41a中設(shè)定的目標(biāo)位置42a、在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41b中設(shè)定的目標(biāo)位置42b和在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41c中設(shè)定的目標(biāo)位置42c，但是也在從圖3A中的示圖省略的驅(qū)動(dòng)區(qū)間中的每一個(gè)中設(shè)定目標(biāo)位置。通過(guò)這樣設(shè)定驅(qū)動(dòng)區(qū)間和目標(biāo)位置，例如在當(dāng)前位置40處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41b內(nèi)時(shí)，從振動(dòng)比率確定部分24輸出與當(dāng)前位置40和目標(biāo)位置42b之間的差成比例的振動(dòng)比率命令值33。

下面，將給出當(dāng)操作者沿順?lè)较蚴謩?dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3時(shí)由控制器2執(zhí)行的控制和操作者的手指(手)所感覺(jué)到的操作感的描述。

在當(dāng)前位置40處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41外的情況下，振動(dòng)比率命令值33被設(shè)定為0。在該狀態(tài)下，饋送振動(dòng)分量為0，使得不產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)元件15旋轉(zhuǎn)的摩擦驅(qū)動(dòng)力，因此操作部件3不被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。另一方面，上推振動(dòng)被產(chǎn)生，因此作用于彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的摩擦保持力減小。因此，當(dāng)操作者手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3時(shí)，操作者可容易地執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作。

接著，在操作部件3沿順?lè)较?第一方向)被旋轉(zhuǎn)由此使得當(dāng)前位置40進(jìn)入一個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)間41并且朝目標(biāo)位置42移動(dòng)但還沒(méi)有到達(dá)目標(biāo)位置42的情況下，振動(dòng)比率確定部分24對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20設(shè)定正的振動(dòng)比率命令值33。作為結(jié)果，在操作部件3上產(chǎn)生用于沿順?lè)较?與通過(guò)手動(dòng)操作移動(dòng)操作部件3的方向相同的方向)驅(qū)動(dòng)操作部件3的摩擦驅(qū)動(dòng)力，由此手動(dòng)操作操作部件3的操作者的手感覺(jué)到操作部件3被引向目標(biāo)位置42的操作感。

在操作者沿順?lè)较蜻M(jìn)一步手動(dòng)操作操作部件3由此使得當(dāng)前位置40在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41內(nèi)經(jīng)過(guò)目標(biāo)位置42并且進(jìn)一步移動(dòng)遠(yuǎn)離目標(biāo)位置42的情況下，振動(dòng)比率確定部分24設(shè)定負(fù)的振動(dòng)比率命令值33。這使得在操作部件3上產(chǎn)生用于沿與作為手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3的方向的順?lè)较?第一方向)相反的相反方向(第二方向)驅(qū)動(dòng)操作部件3的摩擦驅(qū)動(dòng)力，由此手動(dòng)操作操作部件3的操作者的手可感覺(jué)到排斥(repulsion)力。隨著當(dāng)前位置40移動(dòng)更遠(yuǎn)離目標(biāo)位置42，該排斥力被更強(qiáng)烈地感覺(jué)到。

如上所述，產(chǎn)生施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的使得操作部件3與被驅(qū)動(dòng)元件15一致旋轉(zhuǎn)的摩擦驅(qū)動(dòng)力的方向基于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41中的當(dāng)前位置40與目標(biāo)位置42之間的關(guān)系而切換，由此使得當(dāng)前位置40與目標(biāo)位置42重合。這樣，施加到操作部件3的扭矩的變化給予操作者的手咔噠感覺(jué)。并且，當(dāng)操作者在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41內(nèi)使操作者的手從操作部件3脫離時(shí)，通過(guò)控制振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)的控制器2，操作部件3被自動(dòng)地定位在目標(biāo)位置42處。這防止了操作部件3在中途位置處停止的問(wèn)題。并且，如圖3A所示，通過(guò)以預(yù)定間隔布置分別用于提供咔噠感覺(jué)的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41，能夠與操作者對(duì)操作部件3所執(zhí)行的操作的量成比例地順次給予操作者咔噠感覺(jué)。

注意，位置范圍設(shè)定部分25和振動(dòng)幅度設(shè)定部分22的主控制器可經(jīng)由位置范圍設(shè)定部分25設(shè)定和改變驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和目標(biāo)位置42，并且經(jīng)由振動(dòng)幅度設(shè)定部分22設(shè)定和改變目標(biāo)振動(dòng)幅度31。主控制器的示例是控制圖像拾取裝置100的總體操作的MPU 200。這使得能夠根據(jù)要通過(guò)操作部件3設(shè)定的拍攝參數(shù)和拍攝模式等中的每一個(gè)調(diào)整咔噠感覺(jué)的產(chǎn)生間隔和強(qiáng)度以及振動(dòng)比率命令值33等于0的狀態(tài)下摩擦保持力的減小量，由此能夠獲得大的便利和良好的操作感覺(jué)。

并且，盡管在圖3A中在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41中的每相鄰的驅(qū)動(dòng)區(qū)間之間設(shè)置振動(dòng)比率命令值33等于0的區(qū)間，但是該區(qū)間不一定需要被設(shè)置。圖3B是示出在振動(dòng)比率確定部分24中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和目標(biāo)位置42與振動(dòng)比率命令值33之間的關(guān)系的第二示例的示圖。如圖3B所示，多個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)間41可以以連續(xù)的方式被設(shè)置，在其間沒(méi)有任何插入的區(qū)間。

盡管在以上的描述中振動(dòng)比率命令值33與目標(biāo)位置42和當(dāng)前位置40之間的距離成比例地改變，但是也希望在目標(biāo)位置42的附近設(shè)置其中振動(dòng)比率命令值33被設(shè)定為0的允許范圍。這是由于以下原因：在振動(dòng)致動(dòng)器1中，在通過(guò)振動(dòng)元件(彈性體13)施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的摩擦驅(qū)動(dòng)力大的這樣的情況下以及在慣性負(fù)荷大的這樣的情況下，存在操作部件3在目標(biāo)位置42處不停止而是重復(fù)地向目標(biāo)位置42的前后移動(dòng)的可能性。在該情況下，出現(xiàn)操作部件3的振動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得操作者有時(shí)通過(guò)他/她的手指感覺(jué)不到咔噠感覺(jué)，而是感覺(jué)到振動(dòng)。

圖4A和圖4B是分別示出在目標(biāo)位置42的附近設(shè)置具有設(shè)定為0的振動(dòng)比率命令值33的允許范圍43的一個(gè)設(shè)定示例的示圖。通過(guò)如圖4A所示的那樣設(shè)定允許范圍，在當(dāng)前位置40處于允許范圍43中時(shí)，不產(chǎn)生通過(guò)振動(dòng)元件(彈性體13)施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的摩擦驅(qū)動(dòng)力，這防止產(chǎn)生操作部件3的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。并且，如圖4B所示，即使當(dāng)采用振動(dòng)比率命令值33從允許范圍43的相對(duì)邊界中的每一個(gè)(當(dāng)前位置離開(kāi)允許范圍43的點(diǎn))成比例地改變的形式時(shí)，類似地，也不引起操作部件3的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這使得能夠防止在操作部件3中產(chǎn)生振動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。注意，允許范圍43例如通過(guò)位置范圍設(shè)定部分25設(shè)定。

盡管在以上的描述中如圖3A和圖3B、以及圖4A和圖4B所示的那樣在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41的中央設(shè)定目標(biāo)位置42并且與離目標(biāo)位置42的距離成比例地對(duì)照設(shè)定振動(dòng)比率命令值33，但是設(shè)定目標(biāo)位置42的方法不限于此。圖5A、圖5B和圖5C是示出在振動(dòng)比率確定部分24中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和目標(biāo)位置42與振動(dòng)比率命令值33之間的關(guān)系的第三示例、第四示例和第五示例的示圖。

如圖5A中的第三示例所示，目標(biāo)位置42(目標(biāo)位置42a、42b、42c、…)可以分別被設(shè)定為在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41(驅(qū)動(dòng)區(qū)間41a、41b、41c、…)的范圍內(nèi)從驅(qū)動(dòng)區(qū)間41s中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的中央偏移的位置。并且，如圖5B中的第四示例所示，振動(dòng)比率命令值33的梯度可以在目標(biāo)位置42之前和之后改變。該設(shè)定可給予操作者這樣的操作感：操作部件3沿順?lè)较虻氖謩?dòng)旋轉(zhuǎn)容易執(zhí)行，但是該操作部件3沿逆方向的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生如棘輪所產(chǎn)生的那樣強(qiáng)的排斥力。

如圖5C中的第五示例所示，可以分別緊靠寬的操作范圍45的相對(duì)端部的外側(cè)設(shè)定驅(qū)動(dòng)區(qū)間41(驅(qū)動(dòng)區(qū)間41a和41b)，并且可以在操作范圍45與驅(qū)動(dòng)區(qū)間41之間的各邊界處設(shè)定目標(biāo)位置42(目標(biāo)位置42a和42b)。在該情況下，在當(dāng)前位置40從目標(biāo)位置42a或42b移動(dòng)到與其相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41中時(shí)，能夠僅產(chǎn)生將操作部件3從驅(qū)動(dòng)區(qū)間41壓回去的力。因此，操作者可感覺(jué)到排斥感，如同使操作部件3與虛擬障礙物緊鄰(abutment)。因此，第五示例優(yōu)選被應(yīng)用于用于在通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作部件3改變拍攝參數(shù)時(shí)使用的拍攝參數(shù)的上限值和下限值。即，當(dāng)操作者試圖通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3進(jìn)行的拍攝參數(shù)的設(shè)定達(dá)到其上限值或下限值時(shí)僅產(chǎn)生排斥力，由此操作者可知道操作部件3已到達(dá)應(yīng)當(dāng)在其中進(jìn)行設(shè)定的可操作范圍的端部。

注意，可通過(guò)振動(dòng)致動(dòng)器1輸出的摩擦驅(qū)動(dòng)力具有限制。因此，該配置例如可以使得，在由操作者用比排斥力大的過(guò)量(excessive)的力旋轉(zhuǎn)操作部件3的情況下，通過(guò)停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)鎖定振動(dòng)致動(dòng)器1。操作部件3是否被用過(guò)量的力操作旋轉(zhuǎn)可容易地基于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41與當(dāng)前位置40之間的關(guān)系確定。

盡管在圖3A和圖3B以及圖5A-5C所示的第一到第五示例中輸出與目標(biāo)位置42和當(dāng)前位置40之間的差成比例的振動(dòng)比率命令值33，但是設(shè)定振動(dòng)比率命令值33的方法不限于這些。圖6A和圖6B是示出在振動(dòng)比率確定部分24中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41和目標(biāo)位置42與振動(dòng)比率命令值33之間的關(guān)系的第六示例和第七示例的示圖。

在圖6A中的第六示例中，根據(jù)當(dāng)前位置40是處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41內(nèi)還是外以及當(dāng)前位置40與目標(biāo)位置42的差是正還是負(fù)，輸出0、正值和負(fù)值的三個(gè)值中的一個(gè)作為振動(dòng)比率命令值33。并且，可以基于使摩擦驅(qū)動(dòng)力關(guān)于被驅(qū)動(dòng)元件15的位置基本上恒定的這樣的指標(biāo)創(chuàng)建振動(dòng)比率命令值33的表，并且可以基于目標(biāo)位置42與當(dāng)前位置40之間的差和所述表確定振動(dòng)比率命令值33。并且，如圖6B中的第七示例所示，與圖3A所示的第一示例相比，振動(dòng)比率命令值33可以在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41內(nèi)部分不連續(xù)地改變。例如，在當(dāng)振動(dòng)比率命令值33接近0時(shí)所產(chǎn)生的摩擦驅(qū)動(dòng)力變得太小的情況下，通過(guò)使用第七示例，有望改善摩擦驅(qū)動(dòng)力。

盡管在以上的描述中驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20基于從振動(dòng)比率確定部分24輸入的振動(dòng)比率命令值33改變二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的時(shí)間相位差Δ，但是產(chǎn)生二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)的方法不限于此。例如，可以采用二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30之間的時(shí)間相位差Δ被固定為90度且控制二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30中的一個(gè)的幅度值的方法。在該情況下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的所述一個(gè)的幅度被設(shè)定為0時(shí)，在彈性體13中僅產(chǎn)生上推振動(dòng)分量。并且，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的所述一個(gè)的幅度被設(shè)定為正值時(shí)，可產(chǎn)生順?lè)较蛏系酿佀驼駝?dòng)，而當(dāng)其幅度的方向反轉(zhuǎn)時(shí)，可產(chǎn)生逆方向上的饋送振動(dòng)。

產(chǎn)生上推振動(dòng)分量的方法不限于將二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30之間的相位差Δ設(shè)定為0度的方法，而是如上所述，相位差Δ可以被設(shè)定為±180度。并且，可在相位差Δ被設(shè)定為0度的情況與相位差Δ被設(shè)定為±180度的情況之間選擇性地改變彈性體13沿產(chǎn)生上推振動(dòng)的圓周的部分。因此，通過(guò)周期性地改變相位差Δ，能夠防止僅在彈性體13和被驅(qū)動(dòng)元件15沿圓周的特定部分處漸增地引起磨損。并且，通過(guò)減小二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的幅度或者增大驅(qū)動(dòng)頻率，能夠減小彈性體13的振動(dòng)幅度，由此通過(guò)組合使用該方法，能夠調(diào)整施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的摩擦驅(qū)動(dòng)力。

盡管在上述實(shí)施例中通過(guò)除了壓電元件12以外設(shè)置的壓電元件或者通過(guò)設(shè)置在壓電元件12上的用于振動(dòng)檢測(cè)的另外的電極來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4，但是可以通過(guò)使用其它方法檢測(cè)在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)的大小。例如，可以通過(guò)檢測(cè)流入到壓電元件12中的電流的機(jī)械振動(dòng)分量的方法、使用已知的應(yīng)變規(guī)(strain gauge)的方法或者光學(xué)檢測(cè)方法檢測(cè)振動(dòng)幅度。

并且，盡管在上述實(shí)施例中通過(guò)使用從振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4輸出的檢測(cè)結(jié)果控制在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)幅度，但是可在不使用振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4的情況下控制在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)幅度。例如，可以事先準(zhǔn)備定義驅(qū)動(dòng)頻率和與驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的振動(dòng)幅度之間的關(guān)系的表，并且可以基于所述表和目標(biāo)振動(dòng)幅度31產(chǎn)生二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30。

然而，通過(guò)使用振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4控制在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)幅度，能夠穩(wěn)定在彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間產(chǎn)生的摩擦保持力的改變程度。例如，在具有圓環(huán)形狀的振動(dòng)致動(dòng)器1的情況下，彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的接觸狀態(tài)有時(shí)隨著由于組件的處理精度和組裝精度等導(dǎo)致的其間沿圓周方向的相對(duì)位置的變化而變化。并且，振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)特性隨著環(huán)境溫度改變，因此當(dāng)例如在溫度較大地改變的地方使用圖像拾取裝置100時(shí)，彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的接觸狀態(tài)改變。當(dāng)彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的接觸狀態(tài)由此改變時(shí)，彈性體13的振動(dòng)特性改變，從而引起振動(dòng)幅度的變化。作為結(jié)果，摩擦保持力的大小根據(jù)操作部件3的位置改變，由此由操作者通過(guò)他/她的手感測(cè)到的負(fù)荷有時(shí)改變。為了消除這種不便，通過(guò)控制在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)幅度，減少負(fù)荷的這種變動(dòng)。這使得能夠在操作者旋轉(zhuǎn)操作部件3時(shí)防止即使當(dāng)前位置40還沒(méi)有到達(dá)目標(biāo)位置42操作者也錯(cuò)誤地識(shí)別當(dāng)前位置40已到達(dá)目標(biāo)位置42。

盡管在以上的描述中不執(zhí)行用于改變目標(biāo)振動(dòng)幅度31的控制，但是可以通過(guò)將來(lái)自范圍內(nèi)位置確定部分26的輸出信號(hào)輸入到振動(dòng)幅度設(shè)定部分22并且僅在當(dāng)前位置40已進(jìn)入驅(qū)動(dòng)區(qū)間41時(shí)改變目標(biāo)振動(dòng)幅度31，執(zhí)行用于改變目標(biāo)振動(dòng)幅度31的控制。例如，在希望使操作者在當(dāng)前位置40處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41外時(shí)對(duì)手動(dòng)操作感覺(jué)到一定的負(fù)荷時(shí)，希望通過(guò)減小目標(biāo)振動(dòng)幅度31抑制摩擦保持力的減小。在該情況下，在彈性體13中激勵(lì)的振動(dòng)的幅度小，因此即使當(dāng)二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)30之間的相位差Δ被設(shè)定為90度時(shí)，也僅產(chǎn)生小的驅(qū)動(dòng)力。即，即使在當(dāng)前位置40進(jìn)入驅(qū)動(dòng)區(qū)間41時(shí)，如果振動(dòng)幅度固定，那么也不產(chǎn)生施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的足夠的摩擦驅(qū)動(dòng)力，這僅給予弱的咔噠感覺(jué)。為了消除這種不便，通過(guò)在當(dāng)前位置40進(jìn)入驅(qū)動(dòng)區(qū)間41時(shí)增加目標(biāo)振動(dòng)幅度31，施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的摩擦驅(qū)動(dòng)力被暫時(shí)增加。這使得能夠給予操作者清晰(clear)的咔噠感覺(jué)。并且，在當(dāng)前位置40離開(kāi)驅(qū)動(dòng)區(qū)間41時(shí)，目標(biāo)振動(dòng)幅度31返回到原始值，由此能夠使操作感返回到具有負(fù)荷的操作感。

在以上的描述中，圖像拾取裝置100具有振動(dòng)致動(dòng)器1的壓電元件12和彈性體13經(jīng)由加壓部件11被固定到照相機(jī)體102并且與被驅(qū)動(dòng)元件15接合的操作部件3以可旋轉(zhuǎn)的方式布置的配置。在該情況下，被驅(qū)動(dòng)元件15和操作部件3可以由相同材料一體化地形成為單個(gè)單元。并且，壓電元件12和彈性體13可以由相同材料即壓電陶瓷形成。并且，被驅(qū)動(dòng)元件15和操作部件3不一定需要彼此接合，而是可旋轉(zhuǎn)的壓電元件12和彈性體13可以與操作部件3接合，并且被驅(qū)動(dòng)元件15可以固定到照相機(jī)體102。在該情況下，被驅(qū)動(dòng)元件15和照相機(jī)體102可以由相同材料一體化地形成為單個(gè)單元。振動(dòng)致動(dòng)器1和操作部件3不一定需要如在本實(shí)施例中示出的那樣彼此直接地接合，而是可以經(jīng)由另一部件或傳送機(jī)構(gòu)彼此間接地連接。

在圖像拾取裝置100中使用的振動(dòng)致動(dòng)器不限于包含具有圓環(huán)形狀的彈性體13的振動(dòng)致動(dòng)器。這里，將參照?qǐng)D7A-7C和圖8A-8C給出可應(yīng)用于包含在圖像拾取裝置100中的操作部件3的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器的兩個(gè)變型的描述。注意，圖7A-7C所示的振動(dòng)元件例如在日本專利公開(kāi)No.2004-320846中公開(kāi)，并且圖8A-8C所示的振動(dòng)元件例如在日本專利公開(kāi)No.H08-237971中公開(kāi)。

圖7A是振動(dòng)元件110的示意性透視圖，該振動(dòng)元件110作為可應(yīng)用于包含在圖像拾取裝置100中的操作部件3的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器的第一變型的組件。注意，如圖7A所示，出于解釋的目的，對(duì)振動(dòng)元件110設(shè)定三維笛卡爾坐標(biāo)系。

振動(dòng)元件110包含具有板形狀的彈性體111、設(shè)置在彈性體111的一個(gè)X-Y面上的兩個(gè)突起112、和與彈性體111的另一個(gè)X-Y面接合的壓電元件113。在兩個(gè)突起112的上表面與被驅(qū)動(dòng)元件15(在圖7A中沒(méi)有示出)彼此接觸的狀態(tài)下沿Z方向通過(guò)未示出的加壓部件對(duì)振動(dòng)元件110和被驅(qū)動(dòng)元件15加壓和保持。

盡管沒(méi)有示出，但是壓電元件113具有在壓電陶瓷的一個(gè)X-Y面上形成沿X方向均分的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和在該壓電陶瓷的另一個(gè)X-Y面上形成全表面電極的結(jié)構(gòu)。通過(guò)向每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極施加AC電壓，能夠激勵(lì)圖7B和圖7C所示的兩個(gè)彎曲振動(dòng)模式中的振動(dòng)。

圖7B和圖7C是在解釋作為在彈性體111中激勵(lì)的兩種類型的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的兩個(gè)彎曲振動(dòng)模式時(shí)可使用的示圖。圖7B所示的彎曲振動(dòng)模式中的一個(gè)(以下稱為“A模式”)是作為彈性體111的長(zhǎng)邊方向的X方向上的二階彎曲振動(dòng)，并且具有與作為該彈性體111的短邊方向的Y方向平行的三個(gè)節(jié)點(diǎn)。兩個(gè)突起112分別在在A模式中形成振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的位置附近形成，并且分別通過(guò)A模式中的振動(dòng)沿X方向執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。A模式中的振動(dòng)與上述由振動(dòng)致動(dòng)器1的壓電元件12產(chǎn)生的饋送振動(dòng)對(duì)應(yīng)。

圖7C所示的另一個(gè)振動(dòng)模式(以下稱為“B模式”)是作為彈性體111的短邊方向的Y方向上的一階彎曲振動(dòng)，并且具有與作為該彈性體111的長(zhǎng)邊方向的X方向平行的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。連接A模式中的節(jié)點(diǎn)的線和連接B模式中的節(jié)點(diǎn)的線在X-Y面中基本上彼此正交。兩個(gè)突起112分別被布置在B模式中的振動(dòng)的腹點(diǎn)的位置附近，并且分別通過(guò)B模式中的振動(dòng)沿Z方向執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。B模式中的振動(dòng)與上述由振動(dòng)致動(dòng)器1的壓電元件12產(chǎn)生的上推振動(dòng)對(duì)應(yīng)。

在振動(dòng)元件110中，以預(yù)定的相位差產(chǎn)生A模式和B模式中的各振動(dòng)，以由此在每個(gè)突起112的先端處產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)(或圓運(yùn)動(dòng))。即，上推振動(dòng)和饋送振動(dòng)通過(guò)兩個(gè)不同的振動(dòng)模式激勵(lì)和合成，由此產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)或圓運(yùn)動(dòng)。

例如，三個(gè)振動(dòng)元件110沿被驅(qū)動(dòng)元件15的圓周方向以等距的間隔被布置，使得三個(gè)振動(dòng)元件110的突起112處于相同的圓周上并且與被驅(qū)動(dòng)元件15接觸，并且這三個(gè)振動(dòng)元件110經(jīng)由加壓部件被固定到照相機(jī)體102。在每個(gè)振動(dòng)元件110中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差被設(shè)定為0時(shí)，不產(chǎn)生饋送振動(dòng)(A模式)，而是僅在兩個(gè)突起112處產(chǎn)生上推振動(dòng)(B模式)，并且能夠減少在該狀態(tài)下作用于振動(dòng)元件110與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的摩擦保持力。并且，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差設(shè)定為0到180度的范圍(不包含0度和180度)中的值以使得在每個(gè)突起112處產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，被驅(qū)動(dòng)元件15從突起112接收摩擦驅(qū)動(dòng)力，并且被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。假定此時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向是順?lè)较?，那么?dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差被設(shè)定為0到-180度的范圍(不包含0度和-180度)中的值時(shí)，沿逆方向在每個(gè)突起112處產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，由此能夠驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)元件15以沿逆方向旋轉(zhuǎn)。

在每個(gè)振動(dòng)元件110中，隨著驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差的絕對(duì)值變得越大，饋送振動(dòng)(A模式)的幅度與上推振動(dòng)(B模式)的幅度的比率變得越大。并且，通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓值和頻率以改變振動(dòng)幅度，能夠改變施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的摩擦驅(qū)動(dòng)力以改變旋轉(zhuǎn)速度。

因此，同樣在使用具有振動(dòng)元件110的振動(dòng)致動(dòng)器的情況下，與使用振動(dòng)致動(dòng)器1的情況類似，能夠在手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3時(shí)給予咔噠感覺(jué)。更具體而言，在該情況下，僅需要基于振動(dòng)比率命令值33由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20控制二相驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差。

圖8A是根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器的第二變型的示意圖，該第二變型可被應(yīng)用于包含在圖像拾取裝置100中的操作部件3。注意，如圖8A所示，出于解釋的目的，對(duì)本變型的振動(dòng)元件120設(shè)定三維笛卡爾坐標(biāo)系。

振動(dòng)元件120包含壓電元件121和設(shè)置在壓電元件121的一個(gè)X-Y面上的彈性體123，并且通過(guò)未示出的加壓部件使彈性體123與被驅(qū)動(dòng)元件15壓力接觸。壓電元件121具有壓電陶瓷的一個(gè)Z-X面形成有分別沿X方向和Z方向在其間等分的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極122a、122b、122c和122d且未示出的另一個(gè)Z-X面形成有全表面電極(共用電極)的結(jié)構(gòu)。

同相驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸入到對(duì)角定位的一對(duì)驅(qū)動(dòng)電極122a和122d。并且，分別與輸入到驅(qū)動(dòng)電極122a和122d的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有預(yù)定的相位差(包含0度)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸入到對(duì)角定位的另一對(duì)驅(qū)動(dòng)電極122b和122c。圖8B是在解釋當(dāng)向所述兩對(duì)驅(qū)動(dòng)電極施加同相AC電壓(驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓)時(shí)在彈性體123中激勵(lì)的振動(dòng)(位移)時(shí)可使用的示圖。在該情況下，在彈性體123中產(chǎn)生Z方向上的上推振動(dòng)。圖8C是在解釋當(dāng)分別向所述兩對(duì)驅(qū)動(dòng)電極施加反相AC電壓時(shí)在彈性體123中激勵(lì)的振動(dòng)(位移)時(shí)可使用的示圖。在該情況下，在彈性體123中產(chǎn)生X方向上的饋送振動(dòng)。因此，同樣在振動(dòng)元件120中，通過(guò)向所述兩對(duì)驅(qū)動(dòng)電極施加具有預(yù)定相位差的AC電壓以通過(guò)兩個(gè)不同的振動(dòng)模式產(chǎn)生具有時(shí)間相位差的上推振動(dòng)和饋送振動(dòng)，能夠在彈性體123中產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)。因此，能夠摩擦驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)元件15，并且通過(guò)在此時(shí)控制施加到所述兩對(duì)驅(qū)動(dòng)電極的AC電壓之間的相位差的方向和振動(dòng)幅度的大小，能夠調(diào)整施加到被驅(qū)動(dòng)元件15的摩擦驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)方向、驅(qū)動(dòng)速度和大小。

如上所述，通過(guò)使用圖7A-7C所示的振動(dòng)元件110和圖8A-8C所示的振動(dòng)元件120中的任一個(gè)構(gòu)造振動(dòng)致動(dòng)器并且控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差以驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)元件15，能夠在手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3時(shí)產(chǎn)生咔噠感覺(jué)。

注意，代替上述振動(dòng)致動(dòng)器，可以使用包含產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)(饋送振動(dòng))的第一壓電元件和產(chǎn)生用于控制彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的接觸的垂直振動(dòng)(上推振動(dòng))的第二壓電元件的振動(dòng)致動(dòng)器。例如，在日本專利公開(kāi)No.H05-083961中公開(kāi)了該振動(dòng)致動(dòng)器。

在該振動(dòng)致動(dòng)器中，分別通過(guò)彼此獨(dú)立的壓電元件激勵(lì)上推振動(dòng)和饋送振動(dòng)，并且分別向壓電元件輸入其間具有90度的時(shí)間相位差的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便在彈性體13在垂直振動(dòng)期間完全伸展(extend)時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。在該情況下，通過(guò)控制輸入到激勵(lì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的壓電元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度，能夠在手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3時(shí)產(chǎn)生咔噠感覺(jué)。

更具體而言，當(dāng)振動(dòng)比率命令值33為正值時(shí)，與施加到激勵(lì)上推振動(dòng)的壓電元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有90度的相位差且具有與振動(dòng)比率命令值33成比例的幅度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加到激勵(lì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的壓電元件。并且，當(dāng)振動(dòng)比率命令值33為負(fù)值時(shí)，與施加到激勵(lì)上推振動(dòng)的壓電元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有-90度的相位差且具有與振動(dòng)比率命令值33成比例的幅度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加到激勵(lì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的壓電元件。這使得能夠通過(guò)基于振動(dòng)比率命令值33的摩擦驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)元件15，并因此能夠在手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3時(shí)產(chǎn)生咔噠感覺(jué)。注意，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差設(shè)定為-90度具有與在相位差被固定為90度的情況下將幅度的大小從正范圍變?yōu)樨?fù)范圍相同的效果。

下面，將給出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的控制振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)的控制器的描述。圖9是控制振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)的控制器的示意性框圖，該控制器由附圖標(biāo)記2A表示?？刂破?A與根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的控制器2的不同在于停止檢測(cè)部分27被設(shè)置。停止檢測(cè)部分27可以由專用MPU實(shí)現(xiàn)，或者可以通過(guò)由CPU執(zhí)行預(yù)定程序?qū)崿F(xiàn)。

在控制器2A中，停止檢測(cè)部分27基于由位置范圍設(shè)定部分25設(shè)定的停止檢測(cè)區(qū)間44和由MPU 50基于從位置檢測(cè)部分5輸出的旋轉(zhuǎn)相位檢測(cè)信號(hào)而確定的當(dāng)前位置40來(lái)檢測(cè)被驅(qū)動(dòng)元件15(操作部件3)的停止。然后，停止檢測(cè)部分27向驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20輸出停止檢測(cè)信號(hào)，并且驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20基于接收到的停止檢測(cè)信號(hào)停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的產(chǎn)生。

圖10是示出由控制器2A設(shè)定的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41、目標(biāo)位置42和停止檢測(cè)區(qū)間44與振動(dòng)比率命令值33之間的關(guān)系的示圖。停止檢測(cè)區(qū)間44被設(shè)定為包含目標(biāo)位置42并且處于驅(qū)動(dòng)區(qū)間41內(nèi)的區(qū)間。

圖11是由控制器2A執(zhí)行的用于控制振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)的處理的流程圖，并且主要示出與停止檢測(cè)部分27的操作相關(guān)聯(lián)的處理的流程。在步驟S1中，控制器2A的主控制器(例如，控制圖像拾取裝置100的總體操作的MPU 200)響應(yīng)于作為觸發(fā)的預(yù)定的用戶的操作而控制控制器2A以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)致動(dòng)器1，以便使得能夠手動(dòng)操作操作部件3。更具體而言，如上文所述，振動(dòng)比率命令值33被設(shè)定為0以由此在彈性體13中僅產(chǎn)生上推振動(dòng)。作為結(jié)果，作用于彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的摩擦保持力減小，并因此可手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3。

在當(dāng)前位置40通過(guò)操作者的用于旋轉(zhuǎn)操作部件的操作進(jìn)入驅(qū)動(dòng)區(qū)間41時(shí)，振動(dòng)比率確定部分24輸出基于當(dāng)前位置40和目標(biāo)位置42之間的距離的振動(dòng)比率命令值33。作為結(jié)果，從驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20輸出用于將操作部件3移動(dòng)到目標(biāo)位置42的驅(qū)動(dòng)信號(hào)30以由此驅(qū)動(dòng)振動(dòng)致動(dòng)器1。

在隨后的步驟S2中，范圍內(nèi)位置確定部分26確定當(dāng)前位置40是否處于在驅(qū)動(dòng)區(qū)間41中設(shè)定的停止檢測(cè)區(qū)間44中。如果當(dāng)前位置40處于停止檢測(cè)區(qū)間44外(在步驟S2中為否(NO))，那么范圍內(nèi)位置確定部分26重復(fù)該確定處理，并且在當(dāng)前位置40處于停止檢測(cè)區(qū)間44中(在步驟S2中為是(YES))時(shí)，處理前進(jìn)到步驟S3。

然后，在步驟S3中，停止檢測(cè)部分27對(duì)當(dāng)前位置40處于停止檢測(cè)區(qū)間44中的時(shí)間計(jì)數(shù)(count)。然后，在步驟S4中，停止檢測(cè)部分27確定在當(dāng)前位置40停留于停止檢測(cè)區(qū)間44中的狀態(tài)中是否已經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間段。換句話說(shuō)，停止檢測(cè)部分27確定當(dāng)前位置40是否停留于停止檢測(cè)區(qū)間44內(nèi)達(dá)預(yù)定的時(shí)間段。

用作步驟S4中的確定的基準(zhǔn)的預(yù)定時(shí)間段可由操作者經(jīng)由圖像拾取裝置100的用戶接口設(shè)定和改變，并且被設(shè)定例如為0.05秒。如果該預(yù)定時(shí)間段被設(shè)定為太短，那么盡管操作者意圖旋轉(zhuǎn)操作部件3使得當(dāng)前位置40經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)區(qū)間41中的一個(gè)或多個(gè)，但是操作部件3的停止被檢測(cè)，因此操作者需要多次逐步執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作，這降低了可操作性。另一方面，如果該預(yù)定時(shí)間段被設(shè)定為太長(zhǎng)，那么操作者需要有意地在停止檢測(cè)區(qū)間44中保持操作部件3，這降低了可操作性，并且進(jìn)一步地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)30在下文中提到的步驟S7中實(shí)際停止時(shí)，操作部件3的當(dāng)前位置40有時(shí)越過(guò)目標(biāo)位置42。因此，希望通過(guò)考慮圖像拾取裝置100的配置、操作者的敏感性(sensibility)等將用作步驟S4中的確定的基準(zhǔn)的預(yù)定時(shí)間段設(shè)定為適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段。

如果在當(dāng)前位置40處于停止檢測(cè)區(qū)間44內(nèi)的狀態(tài)下已經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間段(在步驟S4中為是)，那么停止檢測(cè)部分27前進(jìn)到步驟S7。另一方面，如果在當(dāng)前位置40進(jìn)入停止檢測(cè)區(qū)間44之后經(jīng)過(guò)的時(shí)間段沒(méi)有達(dá)到預(yù)定時(shí)間段(在步驟S4中為否)，那么停止檢測(cè)部分27前進(jìn)到步驟S5。

在步驟S5中，與步驟S2類似，范圍內(nèi)位置確定部分26確定當(dāng)前位置40是否處于停止檢測(cè)區(qū)間44內(nèi)。如果當(dāng)前位置40處于停止檢測(cè)區(qū)間44中(在步驟S5中為是)，那么處理前進(jìn)到步驟S3以繼續(xù)對(duì)時(shí)間計(jì)數(shù)，而如果當(dāng)前位置40處于停止檢測(cè)區(qū)間44外(在步驟S5中為否)，那么處理前進(jìn)到步驟S6，其中，停止檢測(cè)部分27將計(jì)數(shù)時(shí)間復(fù)位以停止對(duì)時(shí)間計(jì)數(shù)，并然后返回到步驟S2。另一方面，在步驟S7中，停止檢測(cè)部分27判斷當(dāng)前位置40已在目標(biāo)位置42的附近停止，并且將驅(qū)動(dòng)停止命令輸出到驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20。在從停止檢測(cè)部分27接收到驅(qū)動(dòng)停止命令時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出。作為結(jié)果，振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)停止，由此被驅(qū)動(dòng)元件15和操作部件3以靜止?fàn)顟B(tài)中的高保持扭矩被保持。步驟S7的執(zhí)行終止本處理。

注意，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20可以在在步驟S7中從停止檢測(cè)部分27接收到驅(qū)動(dòng)停止命令時(shí)通過(guò)使用停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出的方法以外的方法停止振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20可以通過(guò)使用掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的頻率到足夠高的頻率的方法或者減小驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓幅度的方法停止振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)。并且，可以通過(guò)在掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的頻率到足夠高的頻率之后停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的輸出來(lái)停止振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)。這些方法也使得能夠增加作用于彈性體13與被驅(qū)動(dòng)元件15之間的摩擦保持力以由此保持操作部件3。并且，為了防止控制計(jì)算器23輸出異常值，當(dāng)停止檢測(cè)部分27向驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分20和振動(dòng)幅度設(shè)定部分22輸出驅(qū)動(dòng)停止命令時(shí)，希望將從振動(dòng)幅度設(shè)定部分22輸出的目標(biāo)振動(dòng)幅度31設(shè)定為0。

通過(guò)執(zhí)行上述控制，當(dāng)操作者手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作部件3以使得當(dāng)前位置40到達(dá)作為目的的目標(biāo)位置42的附近時(shí)，操作部件3被引入到目標(biāo)位置42中。并且，操作部件3以振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)停止的靜止?fàn)顟B(tài)中的高保持扭矩被自動(dòng)保持。這使得操作者能夠容易地知道操作部件3的定位完成。并且，通過(guò)振動(dòng)致動(dòng)器1的位置控制執(zhí)行操作部件3的定位，因此能夠以高的精度定位操作部件3。

同樣，在通過(guò)控制器2A執(zhí)行的控制中，與通過(guò)控制器2執(zhí)行的控制類似，0、正值和負(fù)值的三個(gè)值中的一個(gè)可以作為振動(dòng)比率命令值33被輸出，并且進(jìn)一步地，控制器2A可以被配置使得不使用振動(dòng)幅度檢測(cè)部分4。并且，用于驅(qū)動(dòng)操作部件3的振動(dòng)致動(dòng)器的形狀不限于圖1所示的圓環(huán)形狀，而是可以為具有圖7A-7C所示的振動(dòng)元件110和圖8A-8C所示的振動(dòng)元件120中的任一個(gè)的振動(dòng)致動(dòng)器。

圖12是示出圖10所示的驅(qū)動(dòng)區(qū)間41、目標(biāo)位置42和停止檢測(cè)區(qū)間44與振動(dòng)比率命令值33之間的關(guān)系的變型的示圖。振動(dòng)比率命令值33被設(shè)定為0的允許范圍43被設(shè)置在目標(biāo)位置42的附近，并且這使得能夠防止在目標(biāo)位置42的附近在操作部件3中產(chǎn)生振動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在該情況下，希望允許范圍43被設(shè)置在停止檢測(cè)區(qū)間44內(nèi)，并且這使得能夠控制操作部件3的驅(qū)動(dòng)，使得操作部件3的當(dāng)前位置40確實(shí)被引入到停止檢測(cè)區(qū)間44中。

例如，在通過(guò)考慮安全性而手動(dòng)操作諸如機(jī)器人的需要定位的裝置并且在這樣做時(shí)需要以高的精度執(zhí)行定位的情況下，從定位精度和減少操作時(shí)間的觀點(diǎn)看，由控制器2或2A執(zhí)行的振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)控制是有效的。特別地，近年來(lái)，機(jī)器人技術(shù)被用于醫(yī)療領(lǐng)域中需要以高的精度定位的醫(yī)療設(shè)備中，因此必須確保機(jī)器人的自動(dòng)移動(dòng)的可靠性。為了確保該可靠性，例如，如果對(duì)機(jī)器人提供安全設(shè)備或類似的措施，那么醫(yī)療設(shè)備的尺寸增加，并且存在不能在需要非常小的驅(qū)動(dòng)力的裝置中獲得足夠的驅(qū)動(dòng)性能的擔(dān)心。

在使用上述振動(dòng)致動(dòng)器1或者具有振動(dòng)元件110或振動(dòng)元件120的振動(dòng)致動(dòng)器的機(jī)器人中，可通過(guò)由控制器2或2A控制每個(gè)振動(dòng)致動(dòng)器解決該問(wèn)題。即，能夠提供除非操作者手動(dòng)操作裝置否則不能被移動(dòng)、并且可通過(guò)利用小的輸出輔助定位操作來(lái)以高的精度執(zhí)行定位的裝置，由此能夠確保可靠性和性能兩者。

盡管已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。隨附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。并且，本發(fā)明的實(shí)施例僅通過(guò)示例描述，并且能夠根據(jù)需要組合實(shí)施例。例如，盡管在振動(dòng)致動(dòng)器1中壓電元件12被用作機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元件，但是可以使用電致伸縮元件、磁致伸縮元件等以代替壓電元件12。

并且，盡管在實(shí)施例中給出了通過(guò)由控制器2或2A進(jìn)行的振動(dòng)致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)控制來(lái)輔助操作部件3的手動(dòng)操作的形式的描述，但是這并非限制性的，而是例如，在通過(guò)控制器控制自動(dòng)定位的機(jī)器人中，如果可通過(guò)來(lái)自控制器或操作者的指令使操作模式轉(zhuǎn)移到可執(zhí)行手動(dòng)操作的操作模式，那么上述實(shí)施例可被應(yīng)用于該情況下的手動(dòng)操作。

本申請(qǐng)要求2015年6月19日提交的日本專利申請(qǐng)No.2015-123829的權(quán)益，該專利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^(guò)整體引用而并入本文。