JP2002359988A - 超音波モータ制御回路 - Google Patents
超音波モータ制御回路Info
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Abstract
動作を安定化する。 【解決手段】 超音波モータ制御回路は、駆動信号によ
り超音波モータ100を駆動する駆動部110−140
と、超音波モータ100に流れる駆動電流を検出して電
流値データを出力する検出部150/160と、電流値
データに基づいて周波数データを出力し駆動信号の周波
数を制御する制御部170とからなる。制御部170
は、前に出力された既電流値データを記憶し、現在出力
された現電流値データと比較して、既電流値データと現
電流値データとの大小関係により、周波数データを求め
て、駆動周波数を駆動電流に追随させる。制御部170
は、現電流値データが所定の不感幅i1〜i2を越えて
既電流値データより高く変化したとき周波数データを上
方にシフトし、現電流値データが不感幅を越えて既電流
値データより低く変化したとき周波数データを下方にシ
フトする。
Description
動信号を印加してその動作を制御する超音波モータ制御
回路に関する。より詳しくは、ステータの励振を制御し
てロータを安定に回転させる為の制御技術に関する。
振動子の重心固定の対称励振モードである定在波型モー
タと進行波型モータの2種類と、さらに振動子である円
板又は円筒を例えば4分割し左右の振幅が逆になる非対
称モードにより励振することで重心が中心の周りを回転
移動し、円の外周がフラフープのように偏心する電歪公
転子型モータとが知られている。こうした超音波モータ
(以下ピエゾモータとも言う)は、ステータとなる圧電
素子に高周波の交流電圧を印加して、約20kHz以上
の超音波振動を発生させることにより、ステータに圧接
されたロータを回転駆動させている。この種のピエゾモ
ータは、構造が簡単で小型軽量化に適するとともに、低
速回転時でも高いトルクが得られる上、駆動音も少なく
静かであるという利点を有している。特に後者の電歪公
転子型モータは、特開平10−272420号公報に示
されているように、円筒状公転子の径および周方向に加
えて軸方向のモードも結合させた3D公転トルク発生子
として利用できるという特長を有している。
波数を持つ駆動波形を印加することにより、ステータと
呼ばれる共振子が共振してロータと呼ばれる回転部分を
動かして駆動を行なう。駆動用の周波数を決定し、その
周波数を持つ駆動波形を与えることにより超音波モータ
が回転する。しかしながら、その周波数を固定しておく
と、周囲温度や自己発熱、負荷変動などにより安定駆動
に必要な周波数からずれてしまい、公転トルクの不安定
化や最悪の場合回転停止(脱調)が生じる恐れがあっ
た。
説明する。図11は、超音波モータの動作特性を示すグ
ラフである。横軸は圧電振動子からなるステータに印加
する駆動信号の周波数fを表わし、縦軸はステータに流
れる駆動電流iを表わしている。図から明らかな様に、
駆動電流iはステータの共振周波数fpで極大(ima
x)となる。駆動信号の周波数fがfp付近にある時、
ステータに十分な駆動電流iが流れる。これに応じて、
公転にトルクが発生する。一般的に、電流iが大きい程
公転トルクが大きくなる。駆動信号の周波数fがfpか
ら外れ、電流iが減少すると公転トルクはほとんど発生
しない。
せる為には、例えば図11に示したグラフ上の動作点D
(f0,i0)でステータを駆動することが好ましい。
fを制御することによりiがほぼ一定レベルi0となる
様に、超音波モータを駆動する。一方、ステータのf/
i特性は図示する様に諸々の原因によりシフトする性質
がある。圧電共振子は一般にQ値が大きいので、動作点
として使用できる周波数範囲は狭く、周波数fの変化に
対する電流iの変化は大きい。この為、電流iを制御す
る為には、周波数fを精密に調整する必要がある。
題に鑑み、本発明は駆動信号の周波数を制御して超音波
モータの動作を安定化する為に改良された超音波モータ
制御回路を提供することを目的とする。係る目的を達成
するために以下の手段を講じた。即ち、所定の周波数の
駆動信号に応じて超音波モータを駆動する駆動部と、駆
動中の超音波モータに流れる駆動電流を検出して電流値
データを出力する検出部と、該電流値データに基づいて
周波数データを出力し該駆動信号の周波数を制御する制
御部とからなる超音波モータ制御回路において、前記制
御部は、前に出力された既電流値データを記憶し、現在
出力された現電流値データと比較して、既電流値データ
と現電流値データとの大小関係により、該周波数データ
を求めて、該駆動信号の周波数を該駆動電流に追随させ
ることを特徴とする。具体的には、前記制御部は、現電
流値データが所定の不感幅を越えて既電流値データより
高く変化したとき該周波数データを上方にシフトし、現
電流値データが不感幅を越えて既電流値データより低く
変化したとき該周波数データを下方にシフトする又、前
記制御部は、逐次出力される該周波数データを保管して
おき、超音波モータが脱調に落ち入った場合、現行の周
波数データを保管してあった周波数データに入れ替えて
該駆動部に出力し、該超音波モータを脱調から復帰させ
る。又、前記駆動部は、該制御部から出力された周波数
データに基づいて駆動信号の基本となる波形を生成する
ダイレクト・デジタル・シンセサイザを含む。
れている超音波モータ(ピエゾモータ)に流れる電流を
モニタリングしておき、その電流値を記憶する。記憶さ
れた電流値と現在駆動している電流値をモニタリングし
て比較し、その大小関係により駆動周波数を追随制御
し、常に安定した駆動電流を流してピエゾモータの動作
安定化を図る。
の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係る超音波
モータ制御回路の実施形態を表わしており、(A)は模
式的なブロック図であり、(B)は動作説明に供する特
性図である。(A)に示す様に、本超音波モータ制御回
路は基本的に、駆動部110−140と、検出部150
/160と、制御部170とで構成されている。駆動部
110−140は、所定の周波数fの駆動信号に応じて
超音波モータ100を駆動する。検出部150/160
は、駆動中の超音波モータ100に流れる駆動電流iを
検出して電流値データを出力する。制御部170は、電
流値データに基づいて周波数データを出力し駆動信号の
周波数を制御する。
力された既電流値データを記憶し、現在出力された現電
流値データと比較して、既電流値データと現電流値デー
タとの大小関係により該周波数データを求めて、駆動周
波数fを駆動電流iに追随させる。好ましくは、制御部
170は、現電流値データが所定の不感幅を越えて既電
流値データより高く変化した時該周波数データを上方に
シフトする。逆に、現電流値データが不感幅を越えて既
電流値データより低く変化した時周波数データを下方に
シフトする。又好ましくは、制御部170は、逐次出力
される周波数データを保管しておく。超音波モータが脱
調に陥った場合、現行の周波数データを保管してあった
周波数データに入れ替えて駆動部110−140に出力
し、超音波モータ100を脱調から復帰させる。尚、駆
動部110−140は、制御部170から出力された周
波数データに基づいて駆動信号の基本となる波形を生成
するダイレクト・デジタル・シンセサイザ(DDS)を
含んでいる。
モータ制御回路の動作を説明する。(B)は、超音波モ
ータ100の駆動周波数/駆動電流特性(f/i特性)
を示すグラフであり、理解を容易にする為図11に示し
たグラフと対応する部分には対応する参照符号を付して
ある。(A)に示した超音波モータ制御回路が正常に動
作している時、超音波モータ100は中心周波数f0、
目標電流i0の付近で安定的に駆動されている。実際に
は、諸々の変動要因による揺らぎがあるので、超音波モ
ータはi1〜i2で示される許容幅の間で安定に動作し
ている。これを不感幅とする。ところが、温度や負荷な
どの変動によって、このf/i特性が実線から点線で示
す様にシフトする場合がある。このシフトが生ずると、
同等の周波数fを有する駆動信号を出力し続けても、駆
動電流値がi1〜i2の安定範囲を越えて変化し不安定
領域に入ってしまったり、最悪の場合には脱調を生ずる
ことがある。そこで、本発明では、目標電流i0を中心
にして所定の不感幅i1〜i2を設け、この不感幅を越
えて駆動電流iが増加する方向にずれたら、これに追随
させて周波数fを上げる。逆に、不感幅を越えて駆動電
流が減る方向に外れたら駆動周波数fを下げる。こうす
ることにより、常に駆動電流をi1〜i2の間に保持す
ることが可能となり、安定して超音波モータ100の駆
動を行なうことが可能になる。
いる時に、周囲の条件が変動し駆動電流がi1〜i2の
範囲から外れると、この情報により駆動周波数fを追随
する様に制御する。しかし、駆動周波数fを変化させる
と脱調し易くなる。そこで、本実施形態では所定の不感
幅i1〜i2を設け、この不感幅の中で駆動電流の変動
が起こったとしても、駆動周波数を追随させることはし
ないでおく。例えば、目標電流値i0が200mA程度
の場合、不感幅は±10mA程度に設定しておく。この
不感幅を越えて現電流値データが前に記憶された既電流
値データから外れた場合に、駆動周波数fを調整する。
タ制御回路の動作を更に詳細に説明する。超音波モータ
制御回路をスタートさせた後、まずステップS1で規定
時間を過ぎたかどうか判定する。この規定時間は例えば
1秒に設定されている。ステップS1で規定時間が過ぎ
たと判断された場合には、ステップS2に進み所定のメ
モリに保管してあった周波数データを現行の周波数デー
タで更新する。即ち、本実施例では一定時間(例えば1
秒)毎に、保管周波数を更新しておき、突発的な不具合
があった場合に、随時最新の保管周波数を呼び出して利
用できる様にしている。ステップS1で規定時間が経過
していないと判断された場合、ステップS2をスキップ
してステップS3に進み、駆動電流を測定する。この駆
動電流測定は1秒より短い間隔で繰り返し頻繁に行なわ
れる。
保管値に戻したかどうか、チェックする。脱調が生じな
い限り、現行周波数を保管値に戻すことはないので、通
常ステップS4の判定はNOとなり、ステップS5に進
む。ステップS5で脱調が生じたか否かを判定する。例
えば、測定された電流値が0に近くなった場合には超音
波モータが正常に回転しておらず、脱調と判断される。
通常の場合、脱調は生じないのでステップS5の判断は
NOとなり、ステップS6に進む。
た現電流値データが所定の不感幅を越えて既電流値デー
タより低く変化したか否かを判定する。ここで、既電流
値データとは、前に出力された電流値データであって、
所定のメモリに記憶されたものを言う。通常、現電流値
データが不感幅を越えて既電流値データより低く変化す
ることはないので、ステップS6の判定はNOとなり、
ステップS7に進む。ステップS7では、現電流値デー
タが所定の不感幅を越えて既電流値データより高く変化
したか否かを判定する。通常、現電流値データは所定の
不感幅を越えて既電流値データより高くなることはない
ので、ステップS7の判定結果はNOとなり、ステップ
S8に進む。ステップS8では、ステップS3で測定し
た駆動電流値(現電流値データ)が不感帯に収まる為、
駆動周波数はそのまま維持する。
なった場合には、ステップS9に進み駆動周波数を下げ
る。即ち現電流値データが不感幅を越えて既電流値デー
タより低く変化した時は、この変化をキャンセルする様
に周波数データをステップS9で下方にシフトする。こ
れにより、駆動電流は目標値に向かって制御される。
又、ステップS7での判定結果がYESと出た場合に
は、ステップS10に進み駆動周波数を上げる。即ち、
現電流値データが所定の不感幅を越えて既電流値データ
より高く変化した時、これをキャンセルする為に周波数
データを上方にシフトする。これにより、駆動電流は目
標値に向かって制御されることになる。
検出された場合には、判断結果がYESとなって、ステ
ップS10に分岐する。ステップS10では脱調が連続
して検出されたか否かを判断する。ステップS5から初
めてステップS10に分岐した場合には初めて脱調が検
出されたことになるので、判定はNOとなりステップS
10に分岐し、駆動周波数を上げてみる。即ち、脱調が
検出された場合には、通常周波数を上げてみることが効
果的であるので、試しにステップS10に分岐してみ
る。ステップS10の後再びステップS1,S3,S4
を介してステップS5に進み脱調か否かを判定する。引
続き脱調の状態にある時にはステップS5の判断結果が
YESとなり、再びステップS10に分岐する。以上の
様なループを数回繰り返し、最終的にステップS10で
脱調が連続しており復帰が困難と判定された場合には、
結果がYESとなりステップS11に分岐する。ステッ
プS11では現行周波数を保管周波数に戻す。即ち、動
作が安定していた時に保管した周波数をメモリから呼び
出して、設定することにより脱調の解決を図る。ステッ
プS11の後、ステップS1,S3を介してステップS
4に進む。ステップS4では、現行周波数を保管値に戻
したと判定されるので、YESとなりステップS9に分
岐する。ステップS9では保管値に戻された周波数を下
げて、超音波モータの駆動を試みる。図1の(B)に示
したf/i特性から明らかな様に、脱調は駆動周波数f
がf/i曲線のピークから左側に落ちた時、生じ易い。
そこで、現行周波数を保管値に戻した後、更にステップ
S9で駆動周波数を下げることで、超音波モータを脱調
から回復できる可能性が高くなる。
タを駆動している際、突発的な負荷変動が生じた場合に
は、周波数変動が起こりi1〜i2の範囲での駆動が不
可能となり、脱調が生じる。又、長時間駆動する用途に
超音波モータを用いた場合には、周囲温度や自己発熱の
為に駆動電流がi1〜i2の範囲から外れてしまう。こ
のまま放置すると安定した駆動が困難になるが、本発明
では図2のフローチャートに示した様な補正を行ないな
がら使用するので、常に安定した駆動を行なうことが可
能となる。尚、この様な駆動周波数のフィードバック制
御を強くかけたくない場合、不感幅の範囲、換言すると
i1〜i2の範囲を大きく取れば、レスポンスの少ない
制御も可能となる。
路の具体的な構成例を示す模式的なブロック図である。
図示する様に、本超音波モータ制御回路は、超音波モー
タ100に駆動信号を印加してその動作を制御するもの
であり、DDS110、発振器120、プリドライバ1
30、パワードライバ140、電流モニタ150、アナ
ログ/デジタルコンバータ(A/Dコンバータ)160
及びCPU170とで構成されている。DDS110は
クロック信号fcに応じて動作し、数値で与えられる制
御データdfに従って変化する周波数の基本波形fd0
を出力する。尚、DDSの基本的な構成は、例えば特開
2000−151284号公報に開示されている。発振
器120は、上述したDDS110にクロック信号fc
を供給する。プリドライバ130は、DDS110から
出力された基本波形fd0を処理して、複相の駆動信号
fdを生成する。パワードライバ140はプリドライバ
130から出力された駆動信号fdに応じて駆動電流i
dを超音波モータ100に流し、これを駆動する。電流
モニタ150は、超音波モータ100に流れた駆動電流
idを逐次検出し、その結果を検出電圧Vidとして出
力する。A/Dコンバータ160は、検出された駆動電
流の量を表わすVidを、デジタルの電流値データdi
に変換する。CPU170は、A/Dコンバータ160
から出力されたデジタルの電流値データdiに基づいて
制御データdfを求め、逐次DDS110に入力する。
てフィードバック制御を行ない、電流値データdiに応
じて周波数の制御データdfをDDS110側に出力す
る。CPU170が実行するプログラムは、図2のフロ
ーチャートに示した通りである。即ち、CPU170
は、A/Dコンバータ160から出力された既電流値デ
ータdiを記憶し、現在出力された現電流値データdi
と比較して、既電流値データと現電流値データとの大小
関係により、周波数データdfを求めて、駆動周波数を
駆動電流に追随させる。
ゾモータ)100の具体的な構成例を示す模式的な斜視
図である。図示する様に、ピエゾモータ100は前述し
た特開平10-272420号公報に示されている3D
公転トルク共振子よりなる電歪公転子型モータであっ
て、円筒型のステータ1と、その後端に圧接された環状
のロータ2とで構成されている。円筒型ステータ1の外
周面には、電極11,12,13,14が形成されてい
る。図示しないが、円筒の内周面にも電極が形成されて
いる。円筒の外周面に形成された電極は四分割されてお
り、それぞれ位相の異なる交流駆動電流I(A),I
(B),I(AX),I(BX)が供給される。A相電
流とB相電流は位相が互いに90度異なっている。又、
A相電流とAX相電流は位相が180度異なっている。
換言すると、A相とAX相は互いに反対極性である。同
様に、B相とBX相も反対極性となっている。
横断面図である。図示する様に、セラミックなどの圧電
素子からなる円筒型ステータ1の内周面には、全面的に
基準電位を与える電極10が形成されている。円筒の外
周面には四分割された駆動用の電極11〜14が形成さ
れている。これら四分割された電極11〜14には、互
いに位相が90度ずつシフトした四相の交流駆動電流I
(A),I(B),I(AX),I(BX)が供給され
る。
エゾモータの動作を説明する。尚、本発明は図4〜図6
に示すピエゾモータ(超音波モータ)に限られるもので
はなく、他の様々な構成の超音波モータにも適用可能で
あることは言うまでもない。ピエゾモータでは動力源と
なる超音波振動が一定の共振周波数であるから、電流は
ほぼ一定値となる。共振器はQが高く、振動振幅の立ち
上がりは1サイクル以内と考えられ、非慣性機構と見な
すことができる。負荷の慣性が影響する範囲でしか電流
は変化しない。係る特徴を有するピエゾモータは様々な
構成が開発されているが、特に電歪公転型が有力であ
る。電歪公転型は、従来の様に振動をトルクに変えるの
ではなく、周面全面に亘って一様なトルクを直接励振す
ることができる共振子を使っている。従来の超音波振動
子は定在波型と進行波型の二種類あるが、共に重心固定
の対称モードでしか励振できない。これに反して、円筒
を左右の伸縮が逆になるモードで励振すると、重心が中
心を離れて振動する。この非対称励振を行なうと、従来
の対称励振では観測できなかった円筒の共振モードが得
られる。そこで、ステータ円筒の電極を例えば四分割
し、90度ずつ位相の異なる回転電場で励振すると、図
6に示す様に、重心が中心の周りを回転するモードの共
振が見られる。この時円筒の外周は元の形を保ったま
ま、フラフープの様に偏心するので、振動子が公転回転
を行なう。係る構成の電歪公転子型モータでは、直接回
転モードが励振され、円筒状公転子の径および周方向に
加えて軸方向のモードも結合させた3D公転トルク発生
子として利用できる。このトルクは、直接ロータの自転
運動として取り出される。
的な構成例を示す模式的なブロック図である。DDS1
10は加算器とラッチとで構成されている。加算器はC
PUから数値として与えられた16ビット制御データd
fを逐次加算し、その結果をラッチに送る。ラッチはク
ロック信号fcに応じて動作し、ラッチした加算結果を
加算器側にフィードバックする。ラッチは加算器による
加算でオーバーフロー(桁上げ)が生じた時、MSBを
fd0として出力する。この様に、DDS110はCP
Uから与えられた周波数設定データdf及び発振器から
のクロック周波数fcに応じて次の式で表わされる周波
数fd0の基本波形を生成する。 fd0=df×fc/2N(N;データのビット数)
ータを検索テーブルLUTにより正弦波などの波形デー
タに変換した後、デジタル/アナログ変換して出力波形
とする。しかしながら、超音波モータは基本的に矩形波
の駆動信号で駆動することができる。その為本例のDD
Sでは矩形波出力でよいので、ラッチされたデータの最
上位ビットMSBをそのまま出力波形として用いること
ができる。従って、本DDSからはLUT及びデジタル
/アナログコンバータは省略されている。
から出力される複相の駆動信号fdを示す波形図であ
る。前述した様に、プリドライバは、DDSから出力さ
れた基本波形fd0を基に、ステータを駆動する為の複
相の駆動信号fd(A),fd(B),fd(AX),
fd(BX)を生成する。各駆動信号fdの周波数は基
本波形fd0に等しいか又はこれを分周した周波数とな
る。図示の例では、各駆動信号fdは基本波形fd0を
1/2に分周した波形となっている。図示する様に、A
相に対しB相は90度シフトし、AX相は180度シフ
トし、BX相は270度シフトしている。この様に90
度ずつ位相の異なる交流駆動信号をステータに印加する
ことで回転電場が形成され、これに応じてステータは直
接回転モードを励振する。以上の様に、プリドライバ
は、位相の異なる4種類の駆動波形を生成している。駆
動波形の周波数fdは基本周波数fd0の1/2であ
る。これらの波形は、カウンタ、インバータなどのロジ
ックICにより、基本波形fd0から容易に作成するこ
とができる。
路に含まれるパワードライバ140及び電流モニタ15
0の具体的な構成例を示した回路図である。図示する様
に、超音波モータ100に接続されたパワードライバは
一対のHブリッジ140A,Hブリッジ140Bからな
る。ここで、一対の駆動信号fd(A),fd(AX)
はHブリッジ140Aを介して超音波モータ100の互
いに対向する一対の電極に印加される。同様に、他の一
対の駆動信号fd(B),fd(BX)も他のHブリッ
ジ140Bを介して互いに対向する他の一対のステータ
電極に印加される。Hブリッジ140A,140Bは、
それぞれ入力信号に応答して、ステータ電極に十分な出
力電流I(A),I(B),I(AX),I(BX)を
供給する為のパワーアンプとなっている。以上の様に、
パワードライバは一対のHブリッジにより構成されてい
る。ブリッジを構成する素子としては、高速にスイッチ
ングする必要からMOSFETを用いている。
P、平滑コンデンサC、複数の抵抗器R1〜R3とで構
成されている。電流モニタ150は基本的にローパスフ
ィルタ構成となっており、抵抗器R1を介してHブリッ
ジ140A及び140Bに流れる駆動電流に応じた電圧
値Vidを出力する。駆動電流の検出は、低い抵抗値
(例えば1Ω)の抵抗器R1に生ずる電圧をコンデンサ
Cで平滑化し、アンプOPで増幅することにより行な
う。前述した様に、この出力電圧VidはA/Dコンバ
ータ側に送られる。
音波モータ(ピエゾモータ)の応用例を表わしており、
ピエゾモータを動力源としたカメラ用レンズ駆動装置を
示している。尚、本発明に係るピエゾモータの応用例は
カメラ用レンズ駆動装置に限られるものではないことは
言うまでもない。本カメラ用レンズ駆動装置は、基本的
にステータ1及びロータ2を含むピエゾモータと、レン
ズ鏡筒3と、これらを連結する伝達部材とで構成されて
いる。ステータ1は圧電素子からなり交流電圧の印加を
受けて超音波振動を励振し公転トルクを発生する。ロー
タ2はステータ1に圧接されており、公転トルクにより
自転運動を行なう。レンズ鏡筒3はカメラ用のレンズ
(図示せず)を搭載し、且つレンズの光軸Z方向に直線
変位可能に組み込まれている。ステータ1、ロータ2及
びレンズ鏡筒3は鏡筒枠6に組み込まれている。鏡筒枠
6の光軸Z方向後端は基台7で遮蔽されている。ピエゾ
モータのロータ2とレンズ鏡筒3を接続する伝達部材
は、ロータ2の自転運動をレンズ鏡筒3の直線変位に変
換して伝達する。
する円筒型の圧電素子からなる。一方、レンズ鏡筒3は
円筒型のステータ1の内側に配されており、光軸Zに沿
って鏡筒枠6の前方端から進退可能になっている。この
様に、円筒型ステータ1の内部にレンズ鏡筒3を配する
ことで、カメラ用レンズ駆動装置の小型化が可能にな
る。
を結ぶ伝達部材は、レンズ鏡筒3と一体になったヘリコ
イド筒4を含んでいる。但し、レンズ鏡筒3とヘリコイ
ド筒4を必ずしも一体に形成する必要はなく、場合によ
ってはヘリコイド筒4に後からレンズ鏡筒3を組み込む
構成としてもよい。ヘリコイド筒4は、内部にレンズ鏡
筒3を収納する様に基本的には円筒型となっており、そ
の外周面にはネジ41が切られている。又、ヘリコイド
筒4の前方端には、ヘリコイド筒4自体の回転を防止す
る為にストッパ42が取り付けられており、鏡筒枠6に
係合している。この結果、ヘリコイド筒4は光軸Z方向
に沿った直線運動を行なう。上記伝達部材は更に、ロー
タ2と一体に形成され且つヘリコイド筒4に螺合したヘ
リコイドギヤ5を含む。本実施形態では環状金属からな
るロータ2とポリカーボネートなどの樹脂からなるヘリ
コイドギヤ5は、例えばアウトサートにより一体的に成
形されている。ロータ2の自転運動に伴ってヘリコイド
ギヤ5も回転する。ヘリコイドギヤ5はその内周面にネ
ジ51が切られている。ヘリコイド筒4の外周面に形成
されたネジ41とヘリコイドギヤ5の内周面に形成され
たネジ51は互いに噛み合っている。ロータ2の自転に
伴ってヘリコイドギヤ5が回転すると、ヘリコイド筒4
は光軸Zに沿って直線変位する。尚、ロータ2は円筒型
ステータ1の後端に取り付けられている。基台7とロー
タ2との間には回転補助手段8が配されており、ロータ
2をステータ1の後端に摺動的に圧接して、ステータ1
の公転トルクをロータ2の自転運動として取り出す。回
転補助手段8は、ロータ2に接触する凸曲面状の突起部
82Rが設けられた接触板82と、接触板82をロータ
2側に与圧するバネ部材83とで構成されている。
定駆動周波数によって駆動されているピエゾモータに流
れる電流をモニタリングしておき、その電流値を記憶し
ておく。その電流値と現在駆動している電流値をモニタ
リングして比較し、その大小関係により駆動周波数を追
随制御させることで、常に安定した駆動電流を超音波モ
ータに供給してその安定駆動を可能にしている。又、何
らかの原因により突発的に超音波モータの脱調が生じた
場合には、現行周波数を保管周波数に置き換えること
で、速やかな超音波モータの正常動作復帰を図ってい
る。
図である。
に供するフローチャートである。
構成例を示す回路図である。
DDSの具体的な構成例を示すブロック図である。
プリドライバの動作説明に供する波形図である。
パワードライバ及び電流モニタの具体的な構成例を示す
回路図である。
を示す断面図である。
る。
部、150/160・・・検出部、170・・・制御部
Claims (4)
- 【請求項1】 所定の周波数の駆動信号に応じて超音波
モータを駆動する駆動部と、駆動中の超音波モータに流
れる駆動電流を検出して電流値データを出力する検出部
と、該電流値データに基づいて周波数データを出力し該
駆動信号の周波数を制御する制御部とからなる超音波モ
ータ制御回路において、 前記制御部は、前に出力された既電流値データを記憶
し、現在出力された現電流値データと比較して、既電流
値データと現電流値データとの大小関係により、該周波
数データを求めて、該駆動信号の周波数を該駆動電流に
追随させることを特徴とする超音波モータ制御回路。 - 【請求項2】 前記制御部は、現電流値データが所定の
不感幅を越えて既電流値データより高く変化したとき該
周波数データを上方にシフトし、現電流値データが不感
幅を越えて既電流値データより低く変化したとき該周波
数データを下方にシフトすることを特徴とする請求項1
記載の超音波モータ制御回路。 - 【請求項3】 前記制御部は、逐次出力される該周波数
データを保管しておき、超音波モータが脱調に落ち入っ
た場合、現行の周波数データを保管してあった周波数デ
ータに入れ替えて該駆動部に出力し、該超音波モータを
脱調から復帰させることを特徴とする請求項1記載の超
音波モータ制御回路。 - 【請求項4】 前記駆動部は、該制御部から出力された
周波数データに基づいて駆動信号の基本となる波形を生
成するダイレクト・デジタル・シンセサイザを含むこと
を特徴とする請求項1記載の超音波モータ制御回路。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100705003B1 (ko) | 2005-08-08 | 2007-04-10 | 삼성전기주식회사 | 주파수 제어형 피에조 액추에이터 구동회로 및 그 방법 |
JP2007121854A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Konica Minolta Opto Inc | 撮像装置 |
JP2007336681A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Hitachi Maxell Ltd | ピエゾアクチュエータの駆動装置及びその駆動方法 |
US7671510B2 (en) | 2005-12-13 | 2010-03-02 | Hitachi Maxell, Ltd. | Ultrasonic actuator, driving method of the ultrasonic actuator, lens driver, and portable device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS622869A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
JPH08288744A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-11-01 | Sony Corp | ダイレクト・デジタル・シンセサイザーを用いた可変周波数発生方法および可変周波数発生装置 |
JP2000116140A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-21 | Toshiba Corp | 高周波電源装置及び超音波発生装置 |
-
2001
- 2001-05-31 JP JP2001163559A patent/JP4781558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS622869A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
JPH08288744A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-11-01 | Sony Corp | ダイレクト・デジタル・シンセサイザーを用いた可変周波数発生方法および可変周波数発生装置 |
JP2000116140A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-21 | Toshiba Corp | 高周波電源装置及び超音波発生装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100705003B1 (ko) | 2005-08-08 | 2007-04-10 | 삼성전기주식회사 | 주파수 제어형 피에조 액추에이터 구동회로 및 그 방법 |
JP2007121854A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Konica Minolta Opto Inc | 撮像装置 |
US7671510B2 (en) | 2005-12-13 | 2010-03-02 | Hitachi Maxell, Ltd. | Ultrasonic actuator, driving method of the ultrasonic actuator, lens driver, and portable device |
JP2007336681A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Hitachi Maxell Ltd | ピエゾアクチュエータの駆動装置及びその駆動方法 |
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