振动波马达和使用该振动波马达的驱动设备

摘要

振动波马达和使用该振动波马达的驱动设备。振动波马达包括：振动板，该振动板具有矩形表面；压电元件，该压电元件粘接于所述振动板并且构造为以高频率振动；以及突起，该突起设置于所述振动板或所述压电元件。在振动波马达中：在所述振动板、所述压电元件和所述突起形成为一体的状态下，具有与扭转振动的固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的平行方向或垂直方向上的弯曲振动的固有振动模式。所述突起设置在所述突起与波腹之间的距离小于所述突起与波节之间的距离的位置，所述波节和所述波腹在所述扭转振动的固有振动模式的所述扭转中心轴的垂直方向上。

权利要求

1.一种振动波马达，其包括：

振动板，该振动板具有矩形表面；

压电元件，该压电元件粘接于所述振动板并且构造为以高频率振动；以及突起，该突起设置于所述振动板或所述压电元件，所述振动波马达的特征在于：

在所述振动板、所述压电元件和所述突起形成为一体的状态下，具有与扭转振动的固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的平行方向或垂直方向上的弯曲振动的固有振动模式；以及所述突起设置在所述突起与波腹之间的距离小于所述突起与波节之间的距离的位置，所述波节和所述波腹在所述扭转振动的固有振动模式的所述扭转中心轴的垂直方向上。

2.根据权利要求1所述的振动波马达，其中：

所述突起的数量为至少两个；并且

任意两个所述突起不夹着在所述扭转振动的固有振动模式的所述扭转中心轴的垂直方向上的波节，或者任意两个所述突起夹着在所述扭转振动的固有振动模式的所述扭转中心轴的垂直方向上的偶数个波节。

3.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述扭转振动的固有振动模式是所述扭转振动的二次固有振动模式。

4.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述弯曲振动的固有振动模式是所述弯曲振动的一次固有振动模式。

5.根据权利要求1所述的振动波马达，其中：

具有与所述扭转振动的二次固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的所述二次固有振动模式的扭转中心轴的垂直方向上的弯曲振动的一次固有振动模式；以及所述突起设置在所述突起与所述弯曲振动的所述一次固有振动模式中的波腹之间的距离小于所述突起与所述弯曲振动的所述一次固有振动模式中的波节之间的距离的位置。

6.根据权利要求1所述的振动波马达，其中：

具有与所述扭转振动的二次固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的所述二次固有振动模式的扭转中心轴的垂直方向上的弯曲振动的一次固有振动模式；以及所述突起设置在所述突起与所述弯曲振动的所述一次固有振动模式中的波节之间的距离小于所述突起与所述弯曲振动的所述一次固有振动模式中的波腹之间的距离的位置。

7.根据权利要求1所述的振动波马达，其中：

具有与所述扭转振动的二次固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的所述二次固有振动模式的扭转中心轴的平行方向上的弯曲振动的一次固有振动模式；以及所述突起设置在所述突起与所述弯曲振动的所述一次固有振动模式中波腹之间的距离小于所述突起与所述弯曲振动的所述一次固有振动模式中的波节之间的距离的位置。

8.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述突起设置于所述振动板的所述矩形表面。

9.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动波马达还包括待直接地或间接地连结于保持构件的连结部，该保持构件构造为保持与所述振动板同步移动的振动器，所述连结部设置于与所述振动板的所述矩形表面的所述扭转中心轴垂直的边。

10.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动波马达还包括待直接地或间接地连结于保持构件的连结部，该保持构件构造为保持与所述振动板同步移动的振动器，所述连结部设置于与所述振动板的所述矩形表面的所述扭转中心轴平行的边。

11.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动板包括不会被所述压电元件覆盖的部分。

12.根据权利要求10所述的振动波马达，其中，直接地或间接地连结于与所述振动板同步移动的所述保持构件的所述连结部设置于所述振动板内的不会被所述压电元件覆盖的部分。

13.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动波马达还包括摩擦构件，所述摩擦构件保持与所述振动板接触，所述振动板由于所述振动板的高频率振动而相对于所述摩擦构件移动，其中，所述振动板构造为在所述振动板的所述矩形表面的所述扭转中心轴的垂直方向上相对于所述摩擦构件移动。

14.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动波马达还包括摩擦构件，所述摩擦构件构造成沿着固定的所述振动板移动。

15.根据权利要求1所述的振动波马达，其中，所述振动波马达为超声波马达，在所述超声波马达中所述振动板以超声波频率振动。

16.一种驱动设备，其包括振动波马达，

所述振动波马达包括：

振动板，该振动板具有矩形表面；

压电元件，该压电元件粘接于所述振动板并且构造为以高频率振动；以及突起，该突起设置于所述振动板或所述压电元件，所述驱动设备的特征在于：

在所述振动板、所述压电元件和所述突起形成为一体的状态下，具有与扭转振动的固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的平行方向或垂直方向上的弯曲振动的固有振动模式；

所述突起设置在所述突起与波腹之间的距离小于所述突起与波节之间的距离的位置，所述波节和所述波腹在所述扭转振动的固有振动模式的所述扭转中心轴的垂直方向上；以及所述振动板的所述矩形表面的所述扭转中心轴的所述垂直方向用作为驱动方向。

17.根据权利要求16所述的驱动设备，其中，所述振动波马达为超声波马达，在所述超声波马达中所述振动板以超声波频率振动。

说明书

振动波马达和使用该振动波马达的驱动设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种振动波马达，更特别地，涉及一种包括板状弹性体的用于线性驱动的振动波马达。本发明还涉及一种使用该振动波马达的驱动设备和包括上述振动波马达的驱动设备。

背景技术

[0002] 至今，具有小型轻量、高速驱动和静音驱动的特征的振动波马达已经应用于摄像设备的镜筒。在振动波马达中，日本特开2012-16107号公报中描述了作为用于线性驱动的振动波马达的以下振动波马达。

[0003] 图20A至图20G是用于示出现有技术的振动波马达600的构造的图。图20A是平面图，图20B是主视图，图20C和图20D是侧视图，图20E是仰视图。在图20A至图20G中，振动板601具有矩形表面。在振动板601的矩形表面上，设置有两个突起601a和601b。

[0004] 具有矩形形状的、高频率振动的压电元件602接合于振动板601的设置有突起601a和601b的表面的相反侧的表面。压电元件602包括通过沿相同的方向极化获得的两个区域，即区域602a和602b。区域602a被分配给A相，区域602b被分配给B相。未极化的区域602c作为待用作为地的电极，该用作为地的电极通过侧面与在压电元件602的背面602d的全面电极(full-scale electrode)导通。

[0005] 此外，待直接地或间接地连结于振动器保持构件(未示出)的连结部601c和601d与振动板601同步移动。连结部601c和601d设置于振动板601的矩形表面的短边D2。如上所述，振动板601和压电元件602形成振动波马达600。

[0006] 在图20E中，示出了在振动板601、压电元件602和突起601a、601b形成为一体的状态下，在长边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式中的波节(node)和波腹(antinode)的图。在图20E中，示出了在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波节和波腹。此外，图20F是从箭头d1指示的方向看时在长边D1的方向上的弯曲振动的二次固有振动模式的图。图20G是从箭头d2指示的方向看时在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式的图。在图20F和图20G中，省略了突起601a和601b、连结部601c和601d以及压电元件602的图示。

[0007] 在图20E中，在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波腹由X指示，在长边D1的方向上的弯曲振动的二次固有振动模式中的波节由Y1和Y2指示。突起601a和601b形成在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波腹(由X指示)附近和长边D1的方向上的弯曲振动的二次固有振动模式中的波节(由Y1和Y2指示)附近。此外，通过从电力供给单元(未示出)施加A相和B相之间的相位差自由变化的交流电压，能够发生振动波振动。

[0008] 图21A至图21D是在施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压时的振动状态的图。图21A是施加给压电元件的A相和B相的交流电压的变化的曲线。图21B、图21C和图21D与图20B、图20C和图20D对应，并且图21B、图21C和图21D是从P1’至P4’的振动随时间变化的图。

[0009] 此外，在图21A中，省略了压电元件602和连结部601c、601d的图示。相对于图21A所示的交流电压中的电气变化P1至P4，图21B、图21C和图21D示出的振动中的机械变化P1’至P4’具有预定的机械响应延迟时间。此外，以夸张的方式示出了振动的振幅。日本特开2012-16107号公报中描述了振动波马达600的驱动原理和速度控制等的细节。

[0010] 近年，对安装有振动波马达的电子设备、特别是透镜驱动设备的小型化的需求不断增长。但是，如下所述，现有技术的振动波马达在使设备小型化时具有限制。

[0011] 首先，说明使用现有技术的振动波马达的线性驱动设备的构造。图22A和图22B是使用现有技术的振动波马达的线性驱动设备700的示意图。图22A是沿振动波马达的移动方向看的图，图22B是沿着图22A的线22B-22B截取的截面图。如图22A和图22B所示，振动波马达包括振动板601和压电元件602。此外，振动波马达还包括固定于框架体(未示出)的摩擦构件701和设置在摩擦构件701的背面以在该背面上转动滑动的辊702，为进行摩擦驱动，突起601a和601b与摩擦构件701接触。

[0012] 振动波马达还通过连结部601c和601d支撑振动板601，振动波马达还包括保持构件703，保持构件703用于保持与辊702连接的振动器。振动波马达还包括加压弹簧704和驱动传递部705。加压弹簧704具有作用于保持构件703的上端和作用于压电元件602的下端。驱动传递部705被构造成与从动体连结。通过加压弹簧704的加压力，突起601a和601b与摩擦构件701压接，并且通过图22B所示的箭头B指示的圆形运动产生的驱动力获得在图22B所示的X方向上的推力。

[0013] 然后，说明安装有使用现有技术的振动波马达的线性驱动设备的透镜驱动设备的构造。图23A至图23C是透镜驱动部的示意图。图23A是光轴方向上的主视图，图23B和图23C是局部为断裂形式的框架体的侧视图。图23C是与图23B所示的透镜驱动设备相比进一步小型化的透镜驱动设备的图。在图23A至图23C中，透镜驱动设备包括框架体801、透镜802、透镜保持件803以及引导轴804和805，引导轴804和805支撑透镜保持件803并且在光轴方向上(在图23B中的X方向上)引导透镜保持件803。在图23B中，从线性驱动设备700中省略振动板601和摩擦构件701之外的其他部件的图示。根据微计算机(未示出)发出的运动指令，线性驱动设备700移动对应的距离。结果，透镜保持件803能够在从图23B中的由实线指示的左侧位置803至由虚线指示的右侧位置803’的范围内移动。

[0014] 如上所述，振动板601占据的范围是透镜保持件803的移动距离L1和振动板601在移动方向上的尺寸L2的总和，该范围成为线性驱动设备和透镜驱动设备小型化的阻碍。因此，为了图23B所示的整个透镜驱动设备的小型化，需要减小振动板601在移动方向上的尺寸L2。在如图23C所示小型化的透镜驱动设备中，实现振动板601在移动方向上的尺寸L2的减小对于整个设备的小型化变得越加重要。

[0015] 但是，现有技术的振动波马达具有如图20A至图20G所示的在移动方向上为细长的构造。因此，移动方向上的尺寸L2的减小存在以下问题。如果整个设备以单纯减小总长度的方式相似地减小尺寸，则压电元件的面积变小从而减小压电效果引起的变形。因此，使振动振幅减小。此外，压电元件和振动板的结合的整体尺寸减小从而增大共振频率。因此，使振动振幅减小。

[0016] 结果，使图21A至图21D中的由(ii)指示的移动方向上的振幅减小。因此，预见到推力降低。此外，作为图21A至图21D中的由(i)指示的垂直方向上的振幅减小的结果，垂直方向(i)上的振幅对于滑动件的表面粗糙度是不足够的。因此，还预见到出现不能获得推力的问题。因此，现有技术的振动波马达在移动方向上的尺寸L2的减小是有限制的。

[0017] 如上所述，振动波马达在移动方向上的尺寸需要减小，以使驱动设备小型化。但是，在现有技术的振动波马达的构造的情况下，难以在不损失推力的情况下减小振动波马达在移动方向上的尺寸。

发明内容

[0018] 因此，本发明的目的在于在不损失推力的情况下减小振动波马达在移动方向上的尺寸，以便通过使用该振动波马达实现驱动设备的小型化。

[0019] 为了解决上述问题，根据本发明的一个实施方式，提供一种振动波马达，其包括：振动板，该振动板具有矩形表面；压电元件，该压电元件粘接于所述振动板并且构造为以高频率振动；以及突起，该突起设置于所述振动板或所述压电元件，其中：在所述振动板、所述压电元件和所述突起形成为一体的状态下，具有与扭转振动的固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的平行方向或垂直方向上的弯曲振动的固有振动模式；以及所述突起设置在所述突起与波腹之间的距离小于所述突起与波节之间的距离的位置，所述波节和所述波腹在所述扭转振动的固有振动模式的所述扭转中心轴的垂直方向上。

[0020] 此外，根据本发明的一个实施方式，提供一种驱动设备，其包括振动波马达，所述振动波马达包括：振动板，该振动板具有矩形表面；压电元件，该压电元件粘接于所述振动板并且构造为以高频率振动；以及突起，该突起设置于所述振动板或所述压电元件，其中：在所述振动板、所述压电元件和所述突起形成为一体的状态下，具有与扭转振动的固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在所述扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的平行方向或垂直方向上的弯曲振动的固有振动模式；所述突起设置在所述突起与波腹之间的距离小于所述突起与波节之间的距离的位置，所述波节和所述波腹在所述扭转振动的固有振动模式的所述扭转中心轴的垂直方向上；以及所述振动板的所述矩形表面的所述扭转中心轴的所述垂直方向用作为驱动方向。

[0021] 利用上述手段，可以在不损失推力的情况下减小振动波马达在移动方向上的尺寸，以通过使用该振动波马达实现驱动设备的小型化。

[0022] 从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

[0023] 图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G和图1H是用于示出根据本发明的第一实施方式的振动波马达的构造的图。

[0024] 图2A、图2B、图2C和图2D是用于示出根据本发明的第一实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0025] 图3A、图3B、图3C和图3D是用于示出根据本发明的第一实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0026] 图4A和图4B是用于示出根据本发明的第一实施方式的线性驱动设备的构造的图。

[0027] 图5A、图5B和图5C是用于示出根据本发明的第一实施方式的透镜驱动设备的构造的图。

[0028] 图6A、图6B、图6C、图6D和图6E是用于示出根据本发明的第一实施方式的振动波马达的另一种构造的图。

[0029] 图7A、图7B、图7C、图7D和图7E是用于示出根据本发明的第一实施方式的振动波马达的另一种构造的图。

[0030] 图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G和图8H是用于示出根据本发明的第二实施方式的振动波马达的构造的图。

[0031] 图9A、图9B和图9C是用于示出根据本发明的第二实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0032] 图10A、图10B、图10C、图10D、图10E、图10F、图10G和图10H是用于示出根据本发明的第三实施方式的振动波马达的构造的图。

[0033] 图11A、图11B、图11C和图11D是用于示出根据本发明的第三实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0034] 图12A、图12B、图12C和图12D是用于示出根据本发明的第三实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0035] 图13A、图13B、图13C、图13D、图13E、图13F、图13G和图13H是用于示出根据本发明的第四实施方式的振动波马达的构造的图。

[0036] 图14A、图14B、图14C和图14D是用于示出根据本发明的第四实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0037] 图15A、图15B、图15C、图15D、图15E、图15F、图15G和图15H是用于示出根据本发明的第五实施方式的振动波马达的构造的图。

[0038] 图16A、图16B和图16C是用于示出根据本发明的第五实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0039] 图17A、图17B、图17C、图17D、图17E、图17F、图17G和图17H是用于示出根据本发明的第五实施方式的振动波马达的另一种构造的图。

[0040] 图18A、图18B、图18C、图18D、图18E、图18F、图18G和图18H是用于示出根据本发明的第六实施方式的振动波马达的构造的图。

[0041] 图19A、图19B和图19C是用于示出根据本发明的第六实施方式的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0042] 图20A、图20B、图20C、图20D、图20E、图20F和图20G是用于示出现有技术的振动波马达的构造的图。

[0043] 图21A、图21B、图21C和图21D是用于示出现有技术的振动波马达的速度控制的曲线和图。

[0044] 图22A和图22B是用于示出现有技术的线性驱动设备的构造的图。

[0045] 图23A、图23B和图23C是用于示出现有技术的透镜驱动设备的构造的图。

具体实施方式

[0046] 现在，参照附图详细说明根据本发明的实施方式。注意，在图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件。

[0047] (第一实施方式)

[0048] 现在，参照附图说明用于实现本发明的第一实施方式。图1A至图1H是用于示出根据本发明的第一实施方式的振动波马达的构造的图。图1A是平面图，图1B是主视图，图1C和图1D是侧视图，并且图1E是仰视图。在图1A至图1H中，两个突起1a和1b设置于振动板1的一个矩形表面。突起1a和1b通过拉伸(drawing)与振动板1一体成型或通过在振动板1上粘接单独的部件而形成。

[0049] 以高频率振动的压电元件2粘接在振动板1的设置有突起1a和1b的一侧的相反侧的表面上。压电元件2包括通过沿相同方向极化获得的两个区域2a和2b。区域2a被分配给A相，区域2b被分配给B相。未极化的区域2c作为待用作为地的电极，该用作为地的电极通过侧面与在压电元件2的背面2d的全面电极导通。未极化的区域2c能够位于任何位置，只要区域2c通过侧面与在压电元件2的背面2d的全面电极导通即可，因此能够位于图1A示出的位置以外的位置。连结部1c和1d直接地或间接地连结于后面说明的与振动板1同步移动的保持构件(未示出)，连结部1c和1d分别设置于振动板1的矩形表面的短边D2。

[0050] 连结部1c和1d设置于由于振动板1和压电元件2的振动而产生的移位小的部分并且具有充分低的刚性，从而连结部1c和1d具有不阻碍振动的形状。因此，连结部1c和1d几乎不影响振动板1和压电元件2的振动。上述振动板1、压电元件2和突起1a、1b形成振动波马达10。

[0051] 在图1E中，在振动板1、压电元件2和突起1a、1b形成为一体的状态下，在长边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式中的波节和波腹以及在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波节和波腹由交替的长短虚线指示。图1F是从箭头d1指示的方向看时在长边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的图，图1G是从箭头d2指示的方向看时在长边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的图。此外，图1H是从箭头d2指示的方向看时在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式的图。在图1F、图1G和图1H中，省略了突起1a和1b、连结部1c和1d以及压电元件2的图示。

[0052] 如图1E所示，波节Ma1用作扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴。波腹Ma2与扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1平行。波节Mb1是扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节。波腹Mb2和Mb3是扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波腹。

[0053] 波节Na1是弯曲振动的一次固有振动模式中的波节。波腹Na2是弯曲振动的一次固有振动模式中的波腹。此外，通过从电力供给单元(未示出)施加A相和B相之间的相位差自由变化的交流电压，能够发生振动。

[0054] 现在，说明与根据第一实施方式的固有振动模式和突起的配置相关的三个特征。第一个特征在于：具有与扭转振动的二次固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的弯曲振动的一次固有振动模式。通过将诸如长边D1的方向上和短边D2的方向上的尺寸、振动板1和压电元件2的厚度以及振动板1和压电元件2的刚性等设计值设定为合适的值来实现该特征。上述设计值的合适的值的组合不限于一种，而是可以设定为各种组合。

[0055] 第二个特征在于：如图1E所示，突起1a和1b设置在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节Mb1以及波腹Mb2和Mb3之间的、突起1a和1b与波腹Mb2之间的距离小于突起1a和1b与波节Mb1之间的距离的位置。

[0056] 第三个特征在于：如图1E所示，突起1a和1b设置在弯曲振动的一次固有振动模式中的波节Na1以及波腹Na2之间的、突起1a和1b与波腹Na2之间的距离小于突起1a和1b与波节Na1之间的距离的位置。

[0057] 图2A至图2D是与现有技术示例的图21A至图21D对应的、用于示出在施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压时的振动状态的曲线和图。图2A是用于示出施加给压电元件的A相和B相的交流电压的变化的曲线，图2B是与图1B对应的主视图，图2C是沿着图2B的线2C-2C截取的截面图，图2D是沿着图2B的线2D-2D截取的截面图。P1’至P4’指示振动随时间的变化。省略了压电元件2和连结部1c、1d的图示。相对于图2A所示的交流电压中的电气变化P1至P4，图2B、图2C和图2D示出的振动中的机械变化P1’至P4’具有预定的机械响应延迟时间。此外，以夸张的方式示出振动的振幅。

[0058] 从向A相和B相施加相同符号的电压的时间起(图2A所示的P2和P4)的预定的机械响应延迟时间之后，A相和B相以同样的方式伸缩。因此，弯曲振动的一次固有振动模式的振幅变成最大(如图2C所示的(i))。另一方面，从向A相和B相施加不同符号的电压的时间起(图2A所示的P1和P3)的预定的机械响应延迟时间之后，A相和B相在相反的方向上伸缩。因此，扭转振动的二次固有振动模式的振幅变成最大(如图2C所示的(ii))。

[0059] 结果，在各突起的末端均发生图2B至图2D所示的圆形运动。因此，能够获得图2B至图2D所示的X方向上的推力。在施加B相相对于A相提前大约+90°的交流电压的情况下，在图2B至图2D所示的相反方向上发生圆形运动。因此，能够获得相反方向上的推力。

[0060] 图3A至图3D是用于示出当在B相和A相之间几乎没有相位差的情况下施加交流电压时的振动状态的曲线和图。图3A至图3D与图2A至图2D等同。如所示的，与图2A至图2D相比，几乎没有不同符号的电压施加于A相和B相的时间。因此，扭转振动的二次固有振动模式的振幅变得极小(如图3C所示的(ii))。结果，在各突起的末端均发生图3B至图3D所示的纵长椭圆运动。因此，能够实现图3C和图3D所示的X方向上的极低速度的运动。

[0061] 参照图2A至图2D和图21A至图21D相互比较第一实施方式的振动波马达10和现有技术的振动波马达600。现有技术的振动波马达600沿长边D1的方向(沿图21B至图21D中的箭头X指示的方向)移动。另一方面，在第一实施方式中，振动波马达10能够沿短边D2的方向(沿图2B至图2D中的箭头X指示的方向)移动。因此，能够减小振动波马达10在移动方向上的尺寸。

[0062] 现在相互比较图1A至图1H和图20A至图20G。然后，第一实施方式的压电元件2具有与现有技术的振动波马达的压电元件的面积相同的面积。结果，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，能够获得与现有技术的振动波马达的振幅大约相等的振幅(由图2A至图2D中(i)和(ii)指示)。因此，能够获得大约相等的推力。

[0063] 如上所述，在第一实施方式的振动波马达10中，压电元件的面积与现有技术的振动波马达的压电元件的面积相等。因此，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，振动波马达10能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边的方向(沿图2B至图2D中箭头X指示的方向)移动。结果，能够在不损失推力的情况下减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用该振动波马达，能够实现驱动设备的小型化。

[0064] 在第一实施方式中，已经说明了扭转振动的固有振动模式是扭转振动的二次固有振动模式以及弯曲振动的固有振动模式是弯曲振动的一次固有振动模式的示例。即使在其它更高次振动模式下，也获得相同的效果。

[0065] 此外，在第一实施方式中，已经说明了两个突起1a和1b设置为在扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的垂直方向上夹着两个波节(Mb1)的示例。然而，在使用更高次振动模式的情况下，通过将任意两个突起配置为在扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的垂直方向上不夹着波节或夹着偶数个波节，获得了相同的效果。

[0066] 图4A和图4B是使用根据第一实施方式的振动波马达10的线性驱动设备100的示意图。图4A是从振动波马达10的移动方向看的图，图4B是沿着图4A的线4B-4B截取的截面图。如图4A和图4B所示，在振动波马达10中，摩擦构件3与振动板1接触，振动板1和压电元件2设置于摩擦构件3。通过振动板1的高频率振动，振动板1相对移动。振动板1能够在短边方向上相对于摩擦构件3移动，该短边方向是振动板1的矩形表面的扭转中心轴的垂直方向。

[0067] 振动波马达10包括保持构件4，保持构件4构造成保持与振动板1同步移动的振动器(未示出)。保持构件4包括在连结部1c和1d处支撑振动板1的支撑部4a和可枢转地支撑辊101的支撑部4b，辊101在摩擦构件3的背面上可转动地滑动使得辊101自由地转动。加压弹簧102具有作用于压电元件2的下端和在部分4c处作用于保持构件4的上端。驱动传递部103连结保持构件4和后面说明的从动体(未示出)。

[0068] 通过加压弹簧102的压力，突起1a和1b与摩擦构件3压接。如上所述，通过图2A至图2D以及图3A至图3D中的箭头指示的圆形运动产生的驱动力，保持构件4获得图4B所示的X方向上的推力。辊101设置为在驱动时减轻滑动阻力，因此，还可以是诸如滚珠等的机构。如果允许滑动阻力，则保持构件4可以在滑动摩擦的情况下直接滑动。在上述构造中，如图4A和图4B所示的线性驱动设备100使用短边方向作为振动波马达10的驱动方向，该短边方向为振动板1的矩形表面的扭转中心轴的垂直方向。

[0069] 如上所述，在第一实施方式的振动波马达10中，压电元件的面积等于现有技术的振动波马达的压电元件的面积，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，振动波马达10能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边方向移动。结果，在不损失推力的情况下能够减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用振动波马达10，能够实现线性驱动设备100的小型化。

[0070] 图5A至图5C是安装有线性驱动设备100的透镜驱动设备的透镜驱动部的示意图，线性驱动设备100使用根据本发明的第一实施方式的振动波马达。图5A是光轴方向上的主视图，图5B和图5C是局部为断裂形式的框架体的侧视图。图5C是与图5B所示的透镜驱动设备相比进一步小型化的透镜驱动设备的图。在图5A至图5C中，透镜驱动设备包括驱动传递部103、摩擦构件3、框架体201、透镜202、透镜保持件203以及引导轴204和205，引导轴204和205支撑透镜保持件203以沿光轴方向(沿图5B所示的X方向)引导透镜保持件203。在图5B中，在线性驱动设备100中省略了振动板1和摩擦构件3以外的构件的图示。

[0071] 振动板1沿着固定于框架体201的摩擦构件3移动。保持构件4与振动板1的移动同步移动。透镜保持件203是从动体，该从动体通过驱动传递部103的介入连结于保持构件4并且与保持构件4同步移动。

[0072] 根据微计算机(未示出)发出的运动指令，保持构件4在图5A至图5C中的X方向上移动预定的距离。以这种方式，透镜保持件203能够在从由实线指示的位置至由虚线指示的位置203’的范围内移动。在上述构造的情况下，图5A至5C所示的透镜驱动设备使用短边方向作为振动波马达10的驱动方向，该短边方向为振动板1的矩形表面的扭转中心轴的垂直方向。

[0073] 如上所述，第一实施方式的振动波马达包括面积等于现有技术的振动波马达的压电元件的面积的压电元件。通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，振动波马达能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边方向移动。结果，在不损失推力的情况下能够减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用该振动波马达，能够获得透镜驱动设备的小型化。

[0074] 在第一实施方式中，已经说明了振动板1沿着固定的摩擦构件3移动的示例。即使在摩擦构件3沿着固定的振动板1移动的构造的情况下，尽管小型化效果减弱，也能够实现相同的功能。

[0075] 此外，在第一实施方式中已经说明了突起1a和1b设置于振动板1的示例。即使当如图6A至图6E所示通过粘接使突起1a’和1b’粘附于压电元件2时，也获得相同的效果。

[0076] 在第一实施方式中，已经说明了连结部1c和1d设置于与振动板1的扭转中心轴垂直的短边D2的示例。即使在如图7A至图7E所示连结部1c’和1d’设置于与扭转中心轴平行的长边D1时，尽管小型化效果减弱，也能够实现相同的功能。此外，只要满足几乎不影响振动板1和压电元件2的振动的条件，就能够通过将连结部1c’和1d’设置于振动板1和压电元件2的任何部分来实现相同的功能。

[0077] (第二实施方式)

[0078] 现在，参照附图说明用于实现本发明的第二实施方式。图8A至图8H是用于示出根据第二实施方式的振动波马达20的构造的图，图8A至图8H与用于示出第一实施方式的图1A至图1H等同。如图8A至图8H所示，振动波马达20包括振动板11、压电元件12和连结部11c、11d，因此振动波马达20具有与图1A至图1H所示的第一实施方式的构造相同的构造。

[0079] 压电元件12包括与第一实施方式的图1A至图1H所示的区域相似的、通过极化获得的区域。第一实施方式和第二实施方式彼此间的区别点如下。具体地，在第一实施方式中设置两个突起1a和1b，在第二实施方式中设置单个突起11a。上述振动板11、压电元件12和突起11a形成振动波马达20。通过从电力供给单元(未示出)施加A相和B相之间的相位差自由变化的交流电压，能够发生振动。

[0080] 在图8E中，在振动板11、压电元件12和突起11a形成为一体的状态下，在长边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式中的波节和波腹以及在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波节和波腹由交替的长短虚线指示。波节和波腹与图1A至图1H所示的第一实施方式的波节和波腹相似。

[0081] 现在，说明与根据第二实施方式的固有振动模式和突起的配置相关的三个特征。

[0082] 第一个特征在于：扭转振动的二次固有振动模式的共振频率与在扭转中心轴Ma1的垂直方向上的弯曲振动的一次固有振动模式的共振频率彼此相等或相近。该特征与第一实施方式的第一个特征相同。

[0083] 第二个特征在于：如图8E所示，突起11a设置在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节Mb1以及波腹Mb2和Mb3之间的、突起11a与波腹Mb3之间的距离小于突起11a与波节Mb1之间的距离的位置。

[0084] 第三个特征在于：如图8E所示，突起11a设置在弯曲振动的一次固有振动模式中的波节Na1以及波腹Na2之间的、突起11a与波腹Na2之间的距离小于突起11a与波节Na1之间的距离的位置。

[0085] 图9A至图9C是与第一实施方式的图2A至图2D对应的、用于示出施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压时的振动状态的曲线和图。图9A是用于示出施加给压电元件的A相和B相的交流电压的变化的曲线，图9B是与图8B对应的主视图，图9C是沿着图9B的线9C-9C截取的截面图。P1’至P4’指示振动随时间的变化。省略了压电元件12和连结部11c和11d的图示。相对于图9A所示的交流电压中的电气变化P1至P4，图9B和图9C示出的振动中的机械变化P1’至P4’具有预定的机械响应延迟时间。此外，以夸张的方式示出振动的振幅。

[0086] 通过施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压，在突起11a的末端发生图9A至图9C所示的圆形运动。结果，能够获得图9C所示的与第一实施方式中相同的X方向上的推力。此外，在施加B相相对于A相提前大约+90°的交流电压时，发生图9A至图9C所示的圆形运动的相反方向上的圆形运动。结果，能够获得相反方向上的推力，这也与第一实施方式中相同。此外，通过施加在B相与A相之间的几乎没有相位差的交流电压，在突起11a的末端发生图3A至图3D所示的纵长椭圆运动，从而能够实现极低速度的运动，这也与第一实施方式中相同。

[0087] 如上所述，在第二实施方式的振动波马达20中，压电元件的面积与现有技术的振动波马达的压电元件的面积相等，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，振动波马达20能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边的方向(沿图9A至图9C中箭头X指示的方向)移动。结果，能够在不损失推力的情况下减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用该振动波马达，能够实现驱动设备的小型化。

[0088] 在第一实施方式的图4A和图4B所示的构造以及图5A至图5C所示的构造使用第二实施方式的振动波马达的情况下，在线性驱动设备和透镜驱动设备中都能够获得相同的效果。

[0089] 与第一实施方式相同，振动板11可以是固定的。此外，可以通过粘接使突起11a粘附于压电元件12。此外，连结部11c和11d可以设置于与振动板11的扭转中心轴平行的长边D1。此外，只要满足几乎不影响振动板11和压电元件12的振动的条件，就能够通过将连结部11c和11d设置于振动板11和压电元件12的任何部分来实现相同的功能，这也与第一实施方式中相同。

[0090] 在第二实施方式中，已经说明了扭转振动的固有振动模式是扭转振动的二次固有振动模式并且弯曲振动的固有振动模式是弯曲振动的一次固有振动模式的示例。但是，即使在其它更高次振动模式下，也获得相同的效果，这也与第一实施方式中相同。

[0091] (第三实施方式)

[0092] 现在，说明用于实现本发明的第三实施方式。图10A至图10H是用于示出根据第三实施方式的振动波马达30的构造的图，图10A至图10H与第一实施方式的图1A至图1H等同。如图10A至图10H所示，振动波马达30包括振动板21、压电元件22和连结部21c和21d，因此振动波马达30具有与图1A至图1H所示的第一实施方式的构造相同的构造。

[0093] 压电元件22包括与第一实施方式的图1A至图1H所示的区域相似的、通过极化获得的区域。振动板21、压电元件22和突起21a和21b形成振动波马达30。通过从电力供给单元(未示出)施加A相和B相之间的相位差自由变化的交流电压，能够发生振动。

[0094] 在图10E中，在振动板21、压电元件22和突起21a、21b形成为一体的状态下，在长边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式中的波节和波腹以及在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波节和波腹由交替的长短虚线指示。波节和波腹与图1A至图1H所示的第一实施方式的波节和波腹相似。

[0095] 现在，说明与根据第三实施方式的固有振动模式和突起的配置相关的三个特征。第一个特征在于：扭转振动的二次固有振动模式的共振频率与在扭转中心轴Ma1的垂直方向上的弯曲振动的一次固有振动模式的共振频率彼此相等或相近。该特征与第一实施方式的第一个特征相同。

[0096] 第二个特征在于：如图10E所示，突起21a和21b设置在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节Mb1以及波腹Mb2和Mb3之间的、突起21a和21b与波腹Mb3之间的距离小于突起21a和21b与波节Mb1之间的距离的位置。

[0097] 第三个特征在于：如图10E所示，突起21a和21b设置在弯曲振动的一次固有振动模式中的波节Na1以及波腹Na2之间的、突起21a和21b与波节Na1之间的距离小于突起21a和21b与波腹Na2之间的距离的位置。

[0098] 图11A至图11D是与第一实施方式的图2A至图2D对应的、用于示出施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压时的振动状态的曲线和图。图11A是用于示出施加给压电元件的A相和B相的交流电压的变化的曲线，图11C是与图10B对应的主视图，图11B是沿着图11C的线11B-11B截取的截面图，图11D是后视图。P1’至P4’指示振动随时间的变化。省略了压电元件22和连结部21c、21d的图示。相对于图11A所示的交流电压中的电气变化P1至P4，图11B、图11C和图11D所示的振动中的机械变化P1’至P4’具有预定的机械响应延迟时间。以夸张的方式示出振动的振幅。

[0099] 在向A相和B相施加相同符号的电压时(图11A所示的P2和P4)，A相和B相以同样的方式伸缩。因此，弯曲振动的一次固有振动模式的振幅变成最大(如图11B所示的(ii))。另一方面，在向A相和B相施加不同符号的电压时(图11A所示的P1和P3)，A相和B相在相反的方向上伸缩。扭转振动的二次固有振动模式的振幅变成最大(如图11B所示的(i))。结果，在各突起21a和21b的末端均发生图11B所示的圆形运动。因此，能够获得图11A至图11D所示的X方向上的推力。此外，在施加B相相对于A相提前大约+90°的交流电压时，在图11A至图11D所示方向的相反方向上发生圆形运动。因此，能够获得相反方向上的推力。

[0100] 图12A至图12D是用于示出在施加B相相对于A相延迟大约+180°的交流电压时的振动状态的曲线和图。图12A至图12D与图11A至图11D等同。如图12A至图12D所示，与图11A至图11D相比，几乎没有相同符号的电压施加于A相和B相的时间。因此，弯曲振动的一次固有振动模式的振幅变得极小(由图12B中的(ii)指示)。结果，在各突起21a和21b的末端发生图12B所示的纵长椭圆运动。因此，能够实现图12B所示的X方向上的极低速度的运动。

[0101] 如上所述，在第三实施方式的振动波马达30中，压电元件的面积与现有技术的振动波马达的压电元件的面积相等。因此，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，振动波马达30能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边的方向(沿图11A至图11D中箭头X指示的方向)移动。结果，能够在不损失推力的情况下减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用该振动波马达，能够实现驱动设备的小型化。

[0102] 在第一实施方式的图4A和图4B所示的构造以及图5A至图5C所示的构造使用第三实施方式的振动波马达30的情况下，在线性驱动设备和透镜驱动设备中能够获得相同的效果。

[0103] 与第一实施方式相同，振动板21可以是固定的，可以通过粘接使突起粘附于压电元件22，连结部21c和21d可以设置于与振动板21的扭转中心轴平行的长边D1。此外，只要满足几乎不影响振动板21和压电元件22的振动的条件，就能够通过将连结部21c和21d设置于振动板21和压电元件22的任何部分来实现相同的效果，这也与第一实施方式中相同。

[0104] 在第三实施方式中，已经说明了扭转振动的固有振动模式是扭转振动的二次固有振动模式并且弯曲振动的固有振动模式是弯曲振动的一次固有振动模式的示例。但是，即使在其它更高次振动模式下，也获得相同的效果，这也与第一实施方式中相同。

[0105] (第四实施方式)

[0106] 现在，说明用于实现本发明的第四实施方式。图13A至图13H是用于示出根据第四实施方式的振动波马达40的构造的图，图13A至图13H与第三实施方式的图10A至图10H等同。如图13A至图13H所示，振动波马达40包括振动板31、压电元件32和连结部31c、31d，因此振动波马达40具有与图10A至图10H所示的第三实施方式的构造相同的构造。

[0107] 压电元件32包括与第三实施方式的图10A至图10H所示的区域相似的、通过极化获得的区域。第三实施方式和第四实施方式在以下方面彼此不同。具体地，在第三实施方式中设置两个突起21a和21b，在第四实施方式中设置四个突起31a1、31a2、31b1和31b2。上述振动板31、压电元件32和突起31a1、31a2、31b1及31b2形成振动波马达40。通过从电力供给单元(未示出)施加A相和B相之间的相位差自由变化的交流电压，能够发生振动。

[0108] 在图13E中，在振动板31、压电元件32和突起31a1、31a2、31b1及31b2形成为一体的状态下，在长边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式中的波节和波腹以及在短边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波节和波腹由交替的长短虚线指示。波节和波腹与图1A至图1H所示的第一实施方式的波节和波腹相似。

[0109] 现在，说明与根据第四实施方式的固有振动模式和突起的配置相关的三个特征。第一个特征在于：扭转振动的二次固有振动模式的共振频率与在扭转中心轴Ma1的垂直方向上的弯曲振动的一次固有振动模式的共振频率彼此相等或相近。该特征与第一实施方式的第一个特征相同。

[0110] 第二个特征在于：如图13E所示，突起31a1至31b2设置在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节Mb1以及波腹Mb2和Mb3之间的、突起31a1至31b2与波腹Mb2之间的距离小于突起31a1至31b2与波节Mb1之间的距离的位置。

[0111] 第三个特征在于：如图13E所示，突起31a1至31b2设置在弯曲振动的一次固有振动模式中的波节Na1以及波腹Na2之间的、突起31a1至31b2与波节Na1之间的距离小于突起31a1至31b2与波腹Na2之间的距离的位置。

[0112] 图14A至图14D是与第三实施方式的图11A至图11D对应的、用于示出施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压时的振动状态的曲线和图。图14A是用于示出施加给压电元件的A相和B相的交流电压的变化的曲线，图14C是与图13B对应的主视图，图14B是沿着图14C的线14B-14B截取的截面图，图14D是后视图。

[0113] P1’至P4’指示振动随时间的变化。省略了压电元件32和连结部31c、31d的图示。相对于图14A所示的交流电压中的电气变化P1至P4，图14B、图14C和图14D所示的振动中的机械变化P1’至P4’具有预定的机械响应延迟时间。以夸张的方式示出振动的振幅。

[0114] 通过施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压，在各突起31a1至31b2的末端均发生图14A至图14D所示的圆形运动。结果，能够获得图14A至图14D所示的X方向上的推力，这与第三实施方式中相同。此外，在通过施加B相相对于A相提前大约+90°的交流电压时，发生图14A至图14D所示的圆形运动的相反方向上的圆形运动。结果，能够获得相反方向上的推力，这也与第三实施方式中相同。此外，通过施加B相相对于A相延迟大约+180°的交流电压，在各突起31a1至31b2的末端均发生图12A至图12D所示的纵长椭圆运动，从而能够实现极低速度的运动，这也与第三实施方式中相同。

[0115] 如上所述，在第四实施方式的振动波马达40中，压电元件的面积与现有技术的振动波马达的压电元件的面积相等，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，振动波马达40能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边的方向(沿图14A至图14D中箭头X指示的方向)移动。结果，能够在不损失推力的情况下减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用该振动波马达，能够实现驱动设备的小型化。

[0116] 在第一实施方式的图4A和图4B所示的构造和图5A至图5C所示的构造使用第四实施方式的振动波马达40的情况下，在线性驱动设备和透镜驱动设备中能够获得相同的效果。

[0117] 与第一实施方式相同，振动板31可以是固定的，可以通过粘接使突起31a1至31b2粘附于压电元件32，连结部31c和31d可以设置于与振动板31的扭转中心轴平行的长边D1。此外，只要满足几乎不影响振动板31和压电元件32的振动的条件，就能够通过将连结部设置于振动板31和压电元件32的任何部分来实现相同的功能，这也与第一实施方式中相同。

[0118] 在第四实施方式中，已经说明了扭转振动的固有振动模式是扭转振动的二次固有振动模式并且弯曲振动的固有振动模式是弯曲振动的一次固有振动模式的示例。但是，即使在其它更高次振动模式下，也获得相同的效果，这也与第一实施方式中相同。

[0119] 此外，在第四实施方式中，设置至少两个突起，在本情况中设置四个突起31a1、31a2、31b1和31b2。在扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的垂直方向上，一组突起
31a1、31b1和一组突起31a2、31b2中的每一组突起夹着两个波节(Mb1)。另外，在扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的垂直方向上，一组突起31a1、31a2和一组突起31b1、31b2中的每一组突起不夹着两个波节。在使用更高次振动模式的情况下，通过以在扭转振动的固有振动模式的扭转中心轴的垂直方向上任意两个突起不夹着波节的方式或夹着偶数个波节的方式配置突起，获得了相同的效果。

[0120] (第五实施方式)

[0121] 现在，说明实现本发明的第五实施方式。

[0122] 图15A至图15H是用于示出振动波马达50的构造的图。图15A是平面图，图15B是主视图，图15C和图15D是侧视图，图15E是仰视图。如图15A至图15H所示，振动波马达50包括具有矩形表面的振动板41和设置于振动板41的矩形表面的一个突起41a。突起41a可以通过拉伸与振动板41一体成型，或者可以通过在振动板41上粘接单独的部件形成。

[0123] 以高频率振动的压电元件42和43粘附于振动板41的设置有突起41a的一侧的相反侧的表面。压电元件42和43包括通过在相同方向上极化获得的四个区域42a、42b、43a和43b。区域42a和43a被分配给A相，区域42b和43b被分配给B相。未极化的区域42c和43c作为待用作为地的电极，该用作为地的电极通过侧面与在压电元件42、43的背面42d、43d的全面电极导通。未极化的区域42c和43c能够定位在任何位置，只要区域42c和43c通过侧面与在压电元件42的背面42d和压电元件43的背面43d的全面电极导通即可。

[0124] 如图15B所示，设置于振动板41的连结部41c和41d直接地或间接地连结于与第一实施方式的保持构件相同的保持构件(未示出)，连结部41c和41d与振动板41同步地移动。连结部41c和41d设置于由于振动板41和压电元件42、43的振动而产生的移位小的部分并且具有充分低的刚性，从而连结部41c和41d具有不阻碍振动的形状。因此，连结部41c和41d几乎不影响振动板41以及压电元件42和43的振动。上述振动板41、压电元件42和43以及突起
41a形成振动波马达50。

[0125] 在图15E中，在振动板41、压电元件42和43以及突起41a形成为一体的状态下，在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式中的波节和波腹以及在边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波节和波腹由交替的长短虚线指示。图15F是从箭头d1指示的方向看时在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的图，图15G是从箭头d2指示的方向看时在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的图。此外，图15H是从箭头d2指示的方向看时在边D2的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式的图。

[0126] 在图15F、图15G和图15H中，省略了突起41a、连结部41c、41d以及压电元件42、43的图示。如图15E所示，波节Ma1用作扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴。波腹Ma2与扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1平行。波节Mb1是扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节。波腹Mb2是扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波腹。波节Na1是弯曲振动的一次固有振动模式中的波节。波腹Na2是弯曲振动的一次固有振动模式中的波腹。此外，通过从电力供给单元(未示出)施加A相和B相之间的相位差自由变化的交流电压，能够发生振动。

[0127] 现在，说明与根据第五实施方式的固有振动模式和突起的配置相关的三个特征。

[0128] 第一个特征在于：具有与扭转振动的二次固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的弯曲振动的一次固有振动模式。通过将诸如边D1的方向上和边D2的方向上的尺寸、振动板41内的未被压电元件42及43覆盖的部分44的宽度W、振动板41和压电元件42及43的厚度以及振动板41和压电元件42及43的刚性等设计值设定为合适的值来实现该特征。上述设计值的合适的值的组合不限于一种，而是可以设定为各种组合。

[0129] 现在，针对边D1的尺寸相互比较第五实施方式和第一实施方式。第五实施方式的各边D1的尺寸是较小的。如果单纯减小边D1的尺寸，则边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率增大，从而不能获得上述第一个特征。但是，在第五实施方式中，在振动板41内设置了未被压电元件42和43覆盖的部分44。因此，降低了抵抗图15F所示的扭转变形的刚性。结果，在边D1的方向上扭转振动的二次固有振动模式的共振频率变成与现有技术的振动波马达的共振频率的大致相等。结果，能够获得第一个特征。

[0130] 第二个特征在于：如图15E所示，突起41a设置在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节Mb1以及波腹Mb2和Mb3之间的、突起41a与波腹Mb3之间的距离小于突起41a与波节Mb1之间的距离的位置。

[0131] 第三个特征在于：如图15E所示，突起41a设置在弯曲振动的一次固有振动模式中的波节Na1以及波腹Na2之间的、突起41a与波腹Na2之间的距离小于突起41a与波节Na1之间的距离的位置。

[0132] 图16A至图16C是与第一实施方式的图2A至图2D对应的、用于示出在施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压时的振动状态的曲线和图。图16A是用于示出施加给压电元件42和43的A相和B相的交流电压的变化的曲线，图16B是与图15B对应的主视图，图16C是沿着图16B的线16C-16C截取的截面图。P1’至P4’指示振动随时间的变化。省略了压电元件42、43和连结部41c、41d的图示。相对于图16A所示的交流电压中的电气变化P1至P4，图16B和图
16C示出的振动中的机械变化P1’至P4’具有预定的机械响应延迟时间。此外，以夸张的方式示出振动的振幅。

[0133] 通过施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压，在突起41a的末端发生图16A至图16C所示的圆形运动。因此，能够获得图16A至图16C所示的X方向上的推力，这与第一实施方式中相同。此外，在施加B相相对于A相提前大约+90°的交流电压的情况下，发生图16A至图16C所示的圆形运动的相反方向上的圆形运动。因此，能够获得相反方向上的推力，这也与第一实施方式中相同。此外，通过施加B相与A相之间的几乎没有相位差的交流电压，在突起41a的末端发生图3A至图3D所示的纵长椭圆运动。结果，能够实现极低速度的运动，这也与第一实施方式中相同。

[0134] 参照图16A至图16C和图21A至图21D相互比较第五实施方式的振动波马达50和现有技术的振动波马达600。现有技术的振动波马达沿长边D1的方向(沿图21A至图21D中的箭头X指示的方向)移动。另一方面，在第五实施方式中，振动波马达50能够沿边D2的方向(沿图16A至图16C中的箭头X指示的方向)移动。因此，能够减小振动波马达的移动方向上的尺寸。当相互比较图15A至图15H和图20A至图21D时，第五实施方式的各压电元件42和43的面积均小于现有技术的振动波马达的压电元件的面积。但是，第五实施方式的振动波马达50包括未被压电元件42和43覆盖的部分44，该部分44设置在振动板41内。因此，降低了抵抗图15F所示的扭转变形的刚性。结果，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率变成与现有技术的振动波马达的共振频率大致相等。结果，获得接近现有技术的振动波马达的振幅(由图16A至图16C的(i)和(ii)指示)。因此，能够获得与现有技术的振动波马达中获得的推力接近的推力。

[0135] 如上所述，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，第五实施方式的振动波马达的共振频率变成与现有技术的振动波马达的共振频率大致相等。第五实施方式的振动波马达能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边的方向(沿图16A至图16C中箭头X指示的方向)移动。结果，能够在不会大幅度地损失推力的情况下减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用该振动波马达，能够实现驱动设备的小型化。

[0136] 在第一实施方式的图4A和图4B所示的构造以及图5A至图5C所示的构造使用第五实施方式的振动波马达50的情况下，在线性驱动设备和透镜驱动设备中能够获得相同的效果。

[0137] 此外，与第一实施方式相同，振动板41可以是固定的，连结部41c和41d可以设置于与振动板41的扭转中心轴平行的边D1。此外，只要满足几乎不影响振动板41和压电元件42、43的振动的条件，能就够通过将连结部41c、41d设置于振动板41和压电元件42、43的任何部分来实现相同的效果，这也与第一实施方式中相同。

[0138] 在第五实施方式中，压电元件被分为两个压电元件42和43。未被压电元件42和43覆盖的部分44设置在振动板41内。以这种方式，降低了抵抗图15F所示的扭转变形的刚性。但是，只要在振动板41内设置未被压电元件42和43覆盖的部分44，就能够获得相同的效果。
图17A至图17H是其示例的图。压电元件42’包括形成在压电元件42’内但不分割开压电元件
42’的具有宽度W的长孔45。以这种方式，降低了抵抗图15F所示的扭转变形的刚性。此外，长孔45的数量不限于一个，可以形成多个长孔。

[0139] 在第五实施方式中，已经说明了扭转振动的固有振动模式是扭转振动的二次固有振动模式并且弯曲振动的固有振动模式是弯曲振动的一次固有振动模式的示例。但是，即使在其它更高次振动模式下，也获得相同的效果，这也与第一实施方式中相同。

[0140] (第六实施方式)

[0141] 现在，说明用于实现本发明的第六实施方式。

[0142] 图18A至图18H是用于示出第六实施方式的振动波马达60的构造的图。图18A是平面图，图18B是主视图，图18C和图18D是侧视图，图18E是仰视图。如图18A至图18H所示，振动波马达60包括具有矩形表面的振动板51和设置于振动板51的矩形表面的一个突起51a。突起51a通过拉伸与振动板51一体成型或通过在振动板51上粘接单独的部件而形成。

[0143] 以高频率振动的压电元件52和53粘接于振动板51的设置有突起51a的一侧的相反侧的表面。压电元件52和53包括通过在相同方向上极化获得的两个区域52a和53b。区域52a被分配给A相，区域53b被分配给B相。未极化的区域52c和53c作为待用作为地的电极，该用作为地的电极通过侧面与在压电元件52的背面52d和压电元件53的背面53d的全面电极导通。未极化的区域52c和53c能够定位在任何位置，只要区域52c和53c通过侧面与在压电元件52的背面52d和压电元件53的背面53d的全面电极导通即可。

[0144] 连结部51c和51d直接地或间接地连结于与第一实施方式的保持构件相似的、被构造为保持振动器的保持构件，连结部51c和51d在如图18A至图18H所示的部分处设置于振动板51并且与振动板51同步地移动。连结部51c和51d设置于如后面所述的由于振动板51和压电元件52、53的振动而产生的移位小的部分，所以连结部51c和51d具有不太可能阻碍振动的形状。因此，连结部51c和51d几乎不影响振动板51和压电元件52和53的振动。上述振动板51、压电元件52和53以及突起51a形成振动波马达60。

[0145] 在图18E中，在振动板51、压电元件52和53以及突起51a形成为一体的状态下，在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式中的波节和波腹以及在边D1的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式中的波节和波腹由交替的长短虚线指示。图18F是从箭头d1指示的方向看时在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的图，图18G是从箭头d2指示的方向看时在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的图。

[0146] 此外，图18H是从箭头d1指示的方向看时在边D1的方向上的弯曲振动的一次固有振动模式的图。在图18F、图18G和图18H中，省略了突起51a、连结部51c和51d以及压电元件52和53的图示。如图18E所示，波节Ma1用作扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴。波腹Ma2与扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1平行。波节Mb1是扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节。波腹Mb2和Mb3是扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波腹。波节Na1是弯曲振动的一次固有振动模式中的波节。波腹Na2是弯曲振动的一次固有振动模式中的波腹。此外，通过从电力供给单元(未示出)施加A相和B相之间的相位差自由变化的交流电压，能够发生振动。

[0147] 在这种情况下，连结部51c和51d设置在波节Ma1和波节Mb1的交点附近以及波节Ma1和波节Na1的交点附近，波节Ma1和Mb1为扭转振动的二次固有振动模式中的波节，波节Na1为弯曲振动的一次固有振动模式中的波节。结果，连结部51c和51d设置于由于振动板51和压电元件52、53的振动而产生的移位小的部分，所以连结部51c和51d具有不太可能阻碍振动的形状。因此，连结部51c和51d几乎不影响振动板51和压电元件52、53的振动。连结部51c和51d的位置不限于图18A至图18H所示的位置，只要连结部51c和51d位于波节Ma1和Mb1以及波节Na1附近即可，其中，波节Ma1和Mb1是扭转振动的二次固有振动模式中的波节，波节Na1是弯曲振动的一次固有振动模式中的波节。此外，因为连结部51c和51d只需要设置于由于振动板51和压电元件52、53的振动而产生的移位小的部分，所以连结部51c和51d的位置不限于振动的波节附近。

[0148] 现在，说明与根据第六实施方式的固有振动模式和突起的配置相关的三个特征。

[0149] 第一个特征在于：具有与扭转振动的二次固有振动模式的共振频率相等或相近的共振频率的固有振动模式是在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的平行方向上的弯曲振动的一次固有振动模式。通过将诸如边D1的方向上和边D2的方向上的尺寸、振动板51内的未被压电元件52、53覆盖的部分54的宽度W、振动板51和压电元件52、53的厚度以及振动板51和压电元件52、53的刚性等设计值设定为合适的值来实现该特征。

[0150] 上述设计值的合适的值的组合不限于一种，而是可以设定为各种组合。现在，针对边D1的尺寸相互比较第六实施方式和第一实施方式。第六实施方式的各边D1的尺寸是较小的。如果单纯地减小边D1的尺寸，则边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率增大，从而不能获得上述第一个特征。但是，在第六实施方式中，未被压电元件52和53覆盖的部分54设置在振动板51内。因此，降低了抵抗图18F所示的扭转变形的刚性。结果，在边D1的方向上扭转振动的二次固有振动模式的共振频率变成与现有技术的振动波马达的共振频率大致相等。结果，能够获得第一个特征。

[0151] 第二个特征在于：如图18E所示，突起51a设置在扭转振动的二次固有振动模式的扭转中心轴Ma1的垂直方向上的波节Mb1以及波腹Mb2和Mb3之间的、突起51a与波腹Mb3之间的距离小于突起51a与波节Mb1之间的距离的位置。

[0152] 第三个特征在于：如图18E所示，突起51a设置在弯曲振动的一次固有振动模式中的波节Na1以及波腹Na2之间的、突起51a与波腹Na2之间的距离小于突起51a与波节Na1之间的距离的位置。

[0153] 图19A至图19C是与第一实施方式的图2A至图2D对应的、用于示出施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压时的振动状态的曲线和图。图19A是用于示出施加给压电元件的A相和B相的交流电压的变化的曲线，图19B是与图18B对应的主视图，图19C是沿着图19B的线19C-19C截取的截面图。P1’至P4’指示振动随时间的变化。省略了压电元件52和53以及连结部51c和51d的图示。相对于图19A所示的交流电压中的电气变化P1至P4，图19B和图19C示出的振动中的机械变化P1’至P4’具有预定的机械响应延迟时间。以夸张的方式示出振动的振幅。

[0154] 通过施加B相相对于A相延迟大约+90°的交流电压，在突起51a的末端发生图19A至图19C所示的圆形运动。因此，能够获得图19A至图19C所示的X方向上的推力，这与第一实施方式的情况相同。在施加B相相对于A相提前大约+90°的交流电压的情况下，发生图19A至图19C所示的圆形运动的相反方向上的圆形运动。因此，能够获得相反方向上的推力，这也与第一实施方式中相同。此外，通过施加B相与A相之间的几乎没有相位差的交流电压，在突起
51a的末端发生图3A至图3D所示的椭圆运动。结果，能够实现极低速度的运动，这也与第一实施方式中相同。

[0155] 参照图19A至图19C和图21A至图21D相互比较第六实施方式的振动波马达60和现有技术的振动波马达600。现有技术的振动波马达600沿长边D1的方向(沿图21A至图21D中的箭头X指示的方向上)移动。另一方面，在第六实施方式中，振动波马达60能够沿边D2的方向(沿图19A至图19C中的箭头X指示的方向)移动。因此，能够减小振动波马达60的移动方向上的尺寸。

[0156] 当相互比较图18A至图18H和图20A至图20G时，第六实施方式的各压电元件52和53的面积小于现有技术的振动波马达的压电元件的面积。但是，第六实施方式的振动波马达60包括未被压电元件52和53覆盖的部分54，该部分54设置在振动板51内。因此，降低了抵抗图18F所示的扭转变形的刚性。结果，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，在边D1的方向上的扭转振动的二次固有振动模式的共振频率变成与现有技术的振动波马达的共振频率大致相等。结果，获得与现有技术的振动波马达的振幅接近的振幅(由图
16C中的(i)和(ii)指示)。因此，能够获得与现有技术的振动波马达中获得的推力接近的推力。

[0157] 如上所述，通过将上述与第一个特征相关的设计值设定为合适的值，第六实施方式的振动波马达60的共振频率变成与现有技术的振动波马达的共振频率大致相等。第六实施方式的振动波马达能够沿作为扭转中心轴的垂直方向的短边方向(沿图19A至图19C中箭头X指示的方向)移动。结果，能够在不损失推力的情况下减小振动波马达的移动方向上的尺寸。通过使用该振动波马达，能够实现驱动设备的小型化。

[0158] 在图4A和图4B所示的构造和图5A至图5C所示的构造使用第六实施方式的振动波马达60的情况下，在线性驱动设备和透镜驱动设备中能够获得相同的效果。

[0159] 此外，如第一实施方式中说明的，振动板51可以是固定的，连结部51c和51d可以设置于边D1或边D2。此外，只要满足几乎不影响振动板51和压电元件52、53的振动的条件，就能够通过将连结部51c、51d设置于振动板51和压电元件52、53的任何一者来实现相同的功能，这也与第一实施方式中相同。

[0160] 在第六实施方式中，压电元件被分为两个压电元件52和53。未被压电元件52和53覆盖的部分54设置在振动板51内。以这种方式，降低了抵抗图18F所示的扭转变形的刚性。但是，即使在压电元件形成为一体的情况下，如图17A至图17H所示，如果未被压电元件覆盖的部分54设置在振动板内，也获得相同的效果，这也与第五实施方式中相同。

[0161] 在第六实施方式中，已经说明了扭转振动的固有振动模式是扭转振动的二次固有振动模式并且弯曲振动的固有振动模式是弯曲振动的一次固有振动模式的示例。但是，即使在其它更高次振动模式下，也获得相同的效果，这也与第一实施方式中相同。在各实施方式中，能够设置两个或更多个突起。此外，振动波马达例如是振动板以超声波频率振动的超声波马达。

[0162] 本发明能够用于需要小型轻量的、具有宽驱动速度范围的电子设备，特别是透镜驱动设备。

[0163] 虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包括所有这样的变型、等同结构和功能。