能够产生咔哒感觉的振动驱动设备和图像拾取装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了能够产生咔哒感觉的振动驱动设备和图像拾取装置。提供当手动操作由振动致动器驱动的操作部件时给予适当的咔哒感觉的振动驱动设备。控制器向压电元件施加驱动信号，该驱动信号用于在与压电元件接合的弹性体中仅激励与弹性体和被驱动元件之间的接触表面垂直的第一振动，或者激励第一振动和与接触表面平行的第二振动。当操作部件的位置处于驱动区间外时，仅第一振动被激励，而当处于驱动区间内时，第一振动和第二振动被激励以便使得位置更接近设定在驱动区间内的目标位置。当位置处于驱动区间中的区间中达预定的时间段时，停止驱动信号的施加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包含振动致动器和用于该振动致动器的控制器的振动驱动设备、以及图像拾取装置，并且更特别地涉及用于在手动操作振动致动器时产生咔哒(click)感觉的控制技术。
技术介绍
近年来，诸如数字照相机的图像拾取装置包括具有设置在透镜镜筒周围以便使得能够改变拍摄条件等的设定的手动操作环部件的图像拾取装置。该环部件具有用于产生咔哒感觉的机构。这使得手动操作环部件的操作者(用户)能够基于操作者的手指的触感识别操作者为了改变设定已经过的步数。作为用于为环部件提供咔哒感觉的机构，例如，已知存在通过使咔哒板与咔哒球彼此接触产生咔哒感觉的机构。然而，一般地，该机构使得咔哒感觉以固定的间隔产生，因此根据要被设定的参数的类型或者操作模式，操作者有时需要使环部件旋转多圈，这不是用户友好的。为了解决该问题，已提出了能够根据希望被设定的操作模式或参数改变是否产生咔哒感觉和/或产生间隔的设定的操作环(参见例如日本专利公开No.2013-101306)。并且，对于电子装置(数字照相机)，已提出了具有用于通过使用致动器为用户接口提供咔哒感觉的配置的操作单元(参见例如日本专利公开No.2012-155674)。在日本专利公开No.2013-101306中描述的技术中，通过使用压电元件的负荷控制器改变操作环上的负荷，以由此产生咔哒感觉。因此，不能使操作者感到如同操作环被引入到产生咔哒的位置中的感觉。并且，存在这样的问题：即操作环在操作者使操作者的手从操作环脱离的位置处停止，因此操作环不一定在预设的位置处停止。另一方面，在日本专利公开No.2012-155674中描述的技术中，通过使用角度检测器和扭矩检测器控制DC马达来产生咔哒感觉，因此能够适当地产生咔哒感觉。然而，需要使用扭矩检测器，这增加了组件的数量，使得图像拾取装置的重量增加，并且进一步地，成本也增加。并且，日本专利公开No.2010-257052描述了包含振动致动器(超声马达)的振动驱动设备(旋转输入设备)。然而，该振动驱动设备遭受以下问题：在操作者手动操作通过振动致动器驱动的旋转操作元件的情况下，当振动致动器处于非驱动状态时，振动致动器仅在手动操作力超过由彼此压力接触的定子和转子之间的摩擦产生的静摩擦扭矩之后开始旋转。因此，需要大的操作力，并且更重要的是，不能获得平滑的操作感觉。并且，在其旋转操作期间还需要超过运动摩擦扭矩的操作力，因此不容易操作旋转操作元件。另一方面，如果定子与转子之间的摩擦力被设定为小的值，那么引起如同旋转操作元件被引入到希望的位置中的感觉的力如此小以至于不能感觉到足够的反作用力。并且，存在这样的问题：即当旋转力的方向在正常方向与反方向之间切换时，在希望的位置周围出现振荡行为，这妨碍旋转操作元件的位置被精确设定为希望的位置。
技术实现思路
本专利技术提供使得能够通过振动致动器驱动并且通过操作者手动操作的操作部件能够在操作者手动操作该操作部件时以简单的配置产生适当的咔哒感觉并且被精确地定位的技术。在本专利技术的第一方面中，提供一种振动驱动设备，该振动驱动设备包括：振动致动器，该振动致动器包含：振动元件，该振动元件包含机电能量转换元件和与所述机电能量转换元件接合的弹性体，和被驱动元件，该被驱动元件与所述弹性体压力接触；位置检测单元，该位置检测单元被配置为检测所述振动元件与所述被驱动元件之间的相对位置；以及控制器，该控制器向所述机电能量转换元件施加驱动信号，该驱动信号用于在所述弹性体中仅激励与所述弹性体和所述被驱动元件之间的接触表面垂直的方向上的第一振动，或者激励第一振动和与接触表面平行的第二振动，其中，在相对位置处于第一区间(section)外的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中仅激励第一振动，而在相对位置处于第一区间内的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中激励第一振动和第二振动，以便使得相对位置更接近设定在第一区间内的目标位置，其中，第一区间包含第二区间，该第二区间包含目标位置，并且其中，当相对位置处于第二区间内达包含零的预定时间段时，所述控制器停止向所述机电能量转换元件施加驱动信号。在本专利技术的第二方面中，提供一种图像拾取装置，该图像拾取装置包括：振动驱动设备，该振动驱动设备包含振动致动器，所述振动致动器包含：振动元件，该振动元件包含机电能量转换元件和与所述机电能量转换元件接合的弹性体，和被驱动元件，该被驱动元件与所述弹性体压力接触，以及操作部件，该操作部件与包含在所述振动驱动设备中的所述振动致动器直接或间接地接合，并且由所述振动致动器驱动，所述振动驱动设备还包含：位置检测单元，该位置检测单元被配置为检测所述振动元件与所述被驱动元件之间的相对位置，和控制器，该控制器向所述机电能量转换元件施加驱动信号，该驱动信号用于在所述弹性体中仅激励与所述弹性体和所述被驱动元件之间的接触表面垂直的方向上的第一振动，或者激励第一振动和与接触表面平行的第二振动，其中，在相对位置处于第一区间外的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中仅激励第一振动，而在相对位置处于第一区间内的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中激励第一振动和第二振动，以便使得相对位置更接近设定在第一区间内的目标位置，其中，第一区间包含第二区间，该第二区间包含目标位置，并且其中，当相对位置处于第二区间内达包含零的预定时间段时，所述控制器停止向所述机电能量转换元件施加驱动信号。根据本专利技术，当操作者手动操作能够通过振动致动器驱动并且通过操作者手动操作的操作部件时，操作部件可以简单的配置产生适当的咔哒感觉并且精确地定位该操作部件。从以下的示例性实施例的描述(参照附图)，本专利技术的进一步特征将变得清楚。附图说明图1A是应用根据本专利技术的实施例的振动驱动设备的图像拾取装置的外观的透视图。图1B是包含在图像拾取装置中的操作部件及其周边组件的示意性截面图。图1C是作为包含在图像拾取装置中的振动致动器的组件的弹性体的透视图。图2是包含在图1所示的图像拾取装置中的根据第一实施例的振动驱动设备的控制器的示意性框图。图3A是示出通过包含在图2所示的控制器中的振动比率确定部分设定的驱动区间和目标位置与振动比率命令值之间的关系的第一示例的示图。图3B是示出在驱动区间和目标位置与振动比率命令值之间设定的关系的第二示例的示图。图4A是示出在出现在图3A或图3B中的目标位置的附近设置具有设定为0的振动比率命令值的允许范围的情况的一个设定示例的示图。图4B是示出设置允许范围的情况的另一设定示例的示图。图5A是示出在驱动区间和目标位置与振动比率命令值之间设定的关系的第三示例的示图。图5B是示出在驱动区间和目标位置与振动比率命令值之间设定的关系的第四示例的示图。图5C是示出在驱动区间和目标位置与振动比率命令值之间设定的关系的第五示例的示图。图6A是示出在驱动区间和目标位置与振动比率命令值之间设定的关系的第六示例的示图。图6B是示出在驱动区间和目标位置与振动比率命令值之间设定的关系的第七示例的示图。图7A是作为根据第一实施例的振动驱动设备的振动致动器的第一变型的组件的振动元件的示意性透视图。图7B是在解释在作为振动致动器的第一变型的组件的振动元件中激励的振动模式时可使用的示图。图7C是在解释在振动元件中激励的另一振动模式时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动驱动设备，其特征在于，包括：振动致动器，该振动致动器包含：振动元件，该振动元件包含机电能量转换元件和与所述机电能量转换元件接合的弹性体，和被驱动元件，该被驱动元件与所述弹性体压力接触；位置检测单元，该位置检测单元被配置为检测所述振动元件与所述被驱动元件之间的相对位置；以及控制器，该控制器向所述机电能量转换元件施加驱动信号，该驱动信号用于在所述弹性体中仅激励与所述弹性体和所述被驱动元件之间的接触表面垂直的方向上的第一振动，或者激励第一振动和与接触表面平行的第二振动，其中，在相对位置处于第一区间外的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中仅激励第一振动，而在相对位置处于第一区间内的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中激励第一振动和第二振动，以便使得相对位置更接近设定在第一区间内的目标位置，其中，第一区间包含第二区间，该第二区间包含目标位置，并且其中，当相对位置处于第二区间内达包含零时间段的预定时间段时，所述控制器停止向所述机电能量转换元件施加驱动信号。

【技术特征摘要】
2015.06.19 JP 2015-1238291.一种振动驱动设备，其特征在于，包括：振动致动器，该振动致动器包含：振动元件，该振动元件包含机电能量转换元件和与所述机电能量转换元件接合的弹性体，和被驱动元件，该被驱动元件与所述弹性体压力接触；位置检测单元，该位置检测单元被配置为检测所述振动元件与所述被驱动元件之间的相对位置；以及控制器，该控制器向所述机电能量转换元件施加驱动信号，该驱动信号用于在所述弹性体中仅激励与所述弹性体和所述被驱动元件之间的接触表面垂直的方向上的第一振动，或者激励第一振动和与接触表面平行的第二振动，其中，在相对位置处于第一区间外的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中仅激励第一振动，而在相对位置处于第一区间内的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中激励第一振动和第二振动，以便使得相对位置更接近设定在第一区间内的目标位置，其中，第一区间包含第二区间，该第二区间包含目标位置，并且其中，当相对位置处于第二区间内达包含零时间段的预定时间段时，所述控制器停止向所述机电能量转换元件施加驱动信号。2.根据权利要求1所述的振动驱动设备，其中，第一区间包含第三区间，该第三区间包含目标位置，并且其中，在相对位置处于第三区间内的情况下，所述控制器通过施加驱动信号在所述弹性体中仅激励第一振动。3.根据权利要求1所述的振动驱动设备，其中，第二区间包含第三区间，该第三区间包含目标位置，并且其中，在相对位置处于第三区间内的情况下，所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中仅激励第一振动。4.根据权利要求1所述的振动驱动设备，包括目标位置设定单元，该目标位置设定单元被配置为设定目标位置。5.根据权利要求1所述的振动驱动设备，包括区间设定单元，该区间设定单元被配置为在多个第一区间中的每两个相邻的区间之间设定所述控制器通过驱动信号在所述弹性体中仅激励第一振动的区间。6.根据权利要求1所述的振动驱动设备，其中，所述控制器改变第一振动的幅度值或第二振动的幅度值。7.根据权利要求1所述的振动驱动设备，还包括确定单元，该确定单元被配置为确定相对位置是否处于第一区间内。8.根据权利要求1所述的振动驱动设备，还包括确定单元，该确定单元被配置为确定相对位置是否处于第二区间内，并且其中，当通过所述确定单元确定相对位置处于第二区间内时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：小沼和文，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP