JP2010017021A - Drive device for vibration actuator, and lens barrel and camera provided with the same - Google Patents

Drive device for vibration actuator, and lens barrel and camera provided with the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive device for a vibration actuator that achieves stable speed control even if environmental temperatures are different. <P>SOLUTION: A drive device 10 for a vibration actuator 7 has a drive-signal generating means 12 for generating a drive signal whose frequency is changeable, a phase-shifting means 13 for phase-shifting the drive signal generated by the drive-signal generating means, an output means 12 for outputting the drive signal before phase-shifting and the drive signal after phase-shifting to the vibration actuator, a control means 11 for controlling a driving speed (u) of a driven object by the vibration actuator by changing a phase-shifting amount of the drive signal at a fixed frequency by the phase-shifting means, and a temperature detecting means 17 for detecting an environmental temperature of the vibration actuator. The control means controls the drive-signal generating means so as to allow the drive-signal generating means to generate a drive signal at a frequency corrected by a correction amount corresponding to the detection result by the temperature detecting means on the basis of pre-stored data of the correction amount of the frequency corresponding to the environmental temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、振動アクチュエータの駆動装置、それを備えるレンズ鏡筒及びカメラに関するものである。   The present invention relates to a driving device for a vibration actuator, a lens barrel including the same, and a camera.

従来、振動アクチュエータの駆動速度は、周波数、印加電圧の位相差または振幅といったパラメータのいずれかを制御することで変更されている。そして、これらのパラメータの特性を考慮し、適宜、速度制御に使用するパラメータを変更することで、広い速度帯域をカバーする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２１０７７５号公報 Conventionally, the driving speed of the vibration actuator is changed by controlling any one of parameters such as frequency, phase difference or amplitude of applied voltage. And the technique which covers a wide speed band is considered by changing the parameter used for speed control suitably considering the characteristic of these parameters (for example, refer to patent documents 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-210775

しかし、駆動速度特性は、温度による環境要因により変化する。上記従来技術のように、駆動速度に応じて、適宜、速度制御に使用するパラメータを変更するようにしても、環境温度が、例えば、−２０度の低温や＋６０度の高温といった通常の温度と異なる場合は、超音波モータの容量成分が変化し、安定した速度制御を行うことが困難である。   However, the driving speed characteristic varies depending on environmental factors due to temperature. Even if the parameters used for speed control are appropriately changed according to the driving speed as in the above prior art, the environmental temperature is, for example, a normal temperature such as a low temperature of −20 degrees or a high temperature of +60 degrees. If they are different, the capacitive component of the ultrasonic motor changes and it is difficult to perform stable speed control.

本発明の課題は、環境温度が異なる場合においても、安定した速度制御を行うことが可能な振動アクチュエータの駆動装置、それを備えるレンズ鏡筒及びカメラを提供することである。   An object of the present invention is to provide a driving device for a vibration actuator capable of performing stable speed control even when environmental temperatures are different, a lens barrel and a camera including the driving device.

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１に記載の発明は、周波数が変更可能な駆動信号を発生する駆動信号生成手段（１２）と、前記駆動信号生成手段（１２）より発生された前記駆動信号を移相させる移相手段（１３）と、前記駆動信号生成手段（１２）から発生された移相前の前記駆動信号と前記移相手段（１３）によって移相された前記駆動信号を振動アクチュエータ（７）に出力する出力手段（１４）と、前記周波数を一定にした状態で前記移相手段（１３）による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータ（７）による被駆動物体の駆動速度（ｕ）を制御する制御手段（１１）と、前記振動アクチュエータ（７）の環境温度を検出する温度検出手段（１７）とを有し、前記制御手段（１１）は、予め記憶された、前記環境温度に対応した前記周波数の補正量のデータに基づいて、前記温度検出手段（１７）による検出結果に対応した前記補正量により補正した前記周波数で前記駆動信号を発生させるように前記駆動信号生成手段（１２）を制御することを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）であって、前記制御手段（１１）は、前記駆動信号の振幅を一定にした状態で前記移相手段（１３）による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータ（７）による被駆動物体の駆動速度（ｕ）を制御することを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）であって、前記制御手段（１１）は、前記環境温度の変動に対する前記移相量と前記駆動速度（ｕ）との関係の変動を抑えるような前記補正量を予め記憶していることを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）であって、前記出力手段（１４）は、前記駆動信号生成手段（１２）から出力される前記駆動信号の振幅を増幅させて前記振動アクチュエータ（７）に出力し、前記出力手段（１４）から出力される前記駆動信号の振幅を検出する振幅検出手段（１５）を備え、前記制御手段（１１）は、前記振幅検出手段（１５）により検出された前記振幅が設定された値となるように前記出力手段（１４）を制御することを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項５に記載の発明は、周波数が変更可能な駆動信号を発生する駆動信号生成手段（１２）と、前記駆動信号生成手段（１２）より発生された前記駆動信号を移相させる移相手段（１３）と、前記駆動信号生成手段（１２）から発生された移相前の前記駆動信号と前記移相手段（１３）によって移相された前記駆動信号の振幅を増幅し、振動アクチュエータ（７）に出力する出力手段（１４）と、前記駆動信号の振幅を一定にした状態で前記移相手段（１３）による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータ（７）による被駆動物体の駆動速度（ｕ）を制御する制御手段（１１）と、前記出力手段（１４）から出力される前記駆動信号の振幅を検出する振幅検出手段（１５）を備え、前記制御手段（１１）は、前記振幅検出手段（１５）により検出された前記振幅が、設定された値となるように前記出力手段（１４）を制御することを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）であって、前記制御手段（１１）は、前記駆動信号の周波数を一定にした状態で前記移相手段（１３）による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータ（７）による被駆動物体の駆動速度（ｕ）を制御することを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）であって、前記制御手段（１１）は、前記出力手段（１４）に入力される前記駆動信号の１周期内のオン時間を変更することにより、前記振幅を変更することを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項８に記載の発明は、請求項４〜７のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）であって、前記振幅検出手段（１５）は、前記出力手段（１４）と前記振動アクチュエータ（７）との接続部における前記振幅を検出することを特徴とする振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）である。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）を備えるレンズ鏡筒（３）である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（７）の駆動装置（１０）を備えるカメラ（１）である。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention according to claim 1 is a drive signal generation means (12) for generating a drive signal whose frequency can be changed, and a phase shift means for shifting the phase of the drive signal generated by the drive signal generation means (12). (13) and an output for outputting the drive signal before phase shift generated from the drive signal generation means (12) and the drive signal phase-shifted by the phase shift means (13) to the vibration actuator (7). The driving speed (u) of the driven object by the vibration actuator (7) is changed by changing the phase shift amount of the driving signal by the means (14) and the phase shifting means (13) while keeping the frequency constant. ) And a temperature detection means (17) for detecting the environmental temperature of the vibration actuator (7), and the control means (11) stores the environmental temperature stored in advance. Compatible with Further, the drive signal generation means (12) generates the drive signal at the frequency corrected by the correction amount corresponding to the detection result by the temperature detection means (17) based on the correction amount data of the frequency. It is a drive device (10) of a vibration actuator (7) characterized by controlling.
A second aspect of the present invention is the drive device (10) for the vibration actuator (7) according to the first aspect, wherein the control means (11) is configured such that the amplitude of the drive signal is constant. In the vibration actuator (7), the drive speed (u) of the driven object by the vibration actuator (7) is controlled by changing the phase shift amount of the drive signal by the phase shift means (13). Drive device (10).
A third aspect of the present invention is the drive device (10) for the vibration actuator (7) according to the first or second aspect, wherein the control means (11) is configured to change the environmental temperature. The drive device (10) for the vibration actuator (7), wherein the correction amount is stored in advance so as to suppress a variation in the relationship between the phase amount and the drive speed (u).
Invention of Claim 4 is a drive device (10) of the vibration actuator (7) of any one of Claims 1-3, Comprising: The said output means (14) is the said drive signal production | generation means Amplitude detection means (15) for amplifying the amplitude of the drive signal output from (12) and outputting it to the vibration actuator (7) and detecting the amplitude of the drive signal output from the output means (14) And the control means (11) controls the output means (14) so that the amplitude detected by the amplitude detection means (15) becomes a set value. 7) drive device (10).
The invention according to claim 5 is a drive signal generation means (12) for generating a drive signal whose frequency can be changed, and a phase shift means for shifting the phase of the drive signal generated by the drive signal generation means (12). (13), the drive signal generated from the drive signal generation means (12) and the amplitude of the drive signal phase-shifted by the phase shift means (13) are amplified, and the vibration actuator (7 By the vibration actuator (7) by changing the amount of phase shift of the drive signal by the phase shift means (13) while keeping the amplitude of the drive signal constant. Control means (11) for controlling the driving speed (u) of the driven object, and amplitude detection means (15) for detecting the amplitude of the drive signal output from the output means (14), the control means ( 11) A drive device (10) for a vibration actuator (7) characterized in that the output means (14) is controlled so that the amplitude detected by the amplitude detection means (15) becomes a set value. .
A sixth aspect of the present invention is the drive device (10) for the vibration actuator (7) according to the fifth aspect, wherein the control means (11) is configured such that the frequency of the drive signal is constant. In the vibration actuator (7), the drive speed (u) of the driven object by the vibration actuator (7) is controlled by changing the phase shift amount of the drive signal by the phase shift means (13). Drive device (10).
The invention according to claim 7 is the drive device (10) for the vibration actuator (7) according to any one of claims 4 to 6, wherein the control means (11) is the output means (14). The drive device (10) for the vibration actuator (7) is characterized in that the amplitude is changed by changing the ON time within one cycle of the drive signal input to (1).
The invention according to claim 8 is the drive device (10) for the vibration actuator (7) according to any one of claims 4 to 7, wherein the amplitude detection means (15) is the output means ( 14) The drive device (10) for the vibration actuator (7), wherein the amplitude is detected at a connection portion between the vibration actuator (7) and the vibration actuator (7).
The invention described in claim 9 is a lens barrel (3) including the drive device (10) for the vibration actuator (7) according to any one of claims 1 to 8.
A tenth aspect of the present invention is a camera (1) including the drive device (10) for the vibration actuator (7) according to any one of the first to eighth aspects.

なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。   Note that the configuration described with reference numerals may be modified as appropriate, and at least a part of the configuration may be replaced with another component.

本発明によれば、環境温度が異なる場合においても、安定した速度制御を行うことが可能な振動アクチュエータの駆動装置、それを備えるレンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a driving device for a vibration actuator capable of performing stable speed control even when the environmental temperature is different, a lens barrel and a camera including the vibration actuator driving device.

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の駆動装置１０を備えるカメラ１の概略図である。カメラ１は、撮像素子６を有するカメラボディ２と、レンズ鏡筒３とを備えている。レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態のカメラ１では、レンズ鏡筒３が交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒を備えたカメラ１であってもよい。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a camera 1 including a driving device 10 according to the present embodiment. The camera 1 includes a camera body 2 having an image sensor 6 and a lens barrel 3. The lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 2. In the camera 1 of the present embodiment, the example in which the lens barrel 3 is an interchangeable lens is shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, the camera 1 having a lens barrel integrated with the camera body. Good.

レンズ鏡筒３は、レンズ４、カム筒５、超音波モータ７、及びその超音波モータ７の駆動装置１０を備えている。本実施形態で超音波モータ７は、カメラ１のフォーカス動作時にレンズ４を駆動する駆動源として用いられており、超音波モータ７から得られた駆動力は、カム筒５に伝えられる。レンズ４は、カム筒５とカム係合しており、超音波モータ７の駆動力によってカム筒５が回転すると、レンズ４は、カム筒５とのカム係合によって光軸方向へ移動して、焦点調節が行われる。   The lens barrel 3 includes a lens 4, a cam barrel 5, an ultrasonic motor 7, and a driving device 10 for the ultrasonic motor 7. In this embodiment, the ultrasonic motor 7 is used as a driving source for driving the lens 4 during the focusing operation of the camera 1, and the driving force obtained from the ultrasonic motor 7 is transmitted to the cam cylinder 5. The lens 4 is cam-engaged with the cam cylinder 5. When the cam cylinder 5 is rotated by the driving force of the ultrasonic motor 7, the lens 4 is moved in the optical axis direction by the cam engagement with the cam cylinder 5. Focus adjustment is performed.

図２は、駆動装置１０のシステムを示す図である。駆動装置１０は、駆動装置１０全体を制御するＭＣＵ１１と、ＭＣＵ１１に接続され、所定の周波数の駆動信号を出力する発振器１２と、発振器１２から出力された駆動信号の一部を移相して出力する移相器１３と、発振器１２及び移相器１３から出力された互いに位相の異なる２つの駆動信号を増幅する増幅器１４と、を備え、増幅器１４の出力は超音波モータ７の電極７１に入力される。また、駆動装置１０は、増幅器１４と超音波モータ７とを結ぶ接続ラインの電圧を検出する電圧検出器１５と、超音波モータ７の駆動速度ｕ(回転速度）を検出する速度検出器１６と、超音波モータ７近傍の環境温度Ｔを測定する温度検出器１７とを備える。これら電圧検出器１５、速度検出器１６及び温度検出器１７の出力はＭＣＵ１１に接続されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a system of the driving device 10. The drive device 10 is an MCU 11 that controls the entire drive device 10, an oscillator 12 that is connected to the MCU 11 and outputs a drive signal of a predetermined frequency, and a part of the drive signal output from the oscillator 12 is phase-shifted and output. And an amplifier 14 for amplifying two drive signals having different phases output from the oscillator 12 and the phase shifter 13, and the output of the amplifier 14 is input to the electrode 71 of the ultrasonic motor 7. Is done. The driving device 10 includes a voltage detector 15 that detects a voltage of a connection line that connects the amplifier 14 and the ultrasonic motor 7, and a speed detector 16 that detects a driving speed u (rotational speed) of the ultrasonic motor 7. And a temperature detector 17 for measuring the environmental temperature T in the vicinity of the ultrasonic motor 7. The outputs of the voltage detector 15, the speed detector 16 and the temperature detector 17 are connected to the MCU 11.

発振器１２は、周波数ｆを有する駆動信号Ａを出力する。この発振器１２が発振する周波数ｆは、可変ではあるが、原則的に、環境温度Ｔが基準温度Ｔ（０）の場合における最適な周波数である基準周波数ｆ（０）で固定され、後述する環境温度による周波数補正量Δｆが加減される。なお、基準周波数ｆ（０）は、速度帯域幅を確保するために、励振源の共有周波数に近い値が設定されている。   The oscillator 12 outputs a drive signal A having a frequency f. Although the frequency f oscillated by the oscillator 12 is variable, in principle, the frequency f is fixed at a reference frequency f (0) which is an optimum frequency when the environment temperature T is the reference temperature T (0). The frequency correction amount Δf due to temperature is adjusted. The reference frequency f (0) is set to a value close to the shared frequency of the excitation source in order to secure the speed bandwidth.

移相器１３は、発振器１２から出力される駆動信号Ａを基準（位相０°）とし、−９０度〜＋９０度の範囲で移相して駆動信号Ｂを出力する。本実施形態では、この移相量φを調整することにより、超音波モータ７の駆動速度ｕを変更する。図３は、超音波モータ７の駆動速度ｕと、移相器１３による移相量φの関係を示した図である。図示するように、例えば、超音波モータ７を最大駆動速度ｕｍａｘで駆動させる場合、移相量φは＋９０度程度となる。また超音波モータ７を、最大駆動速度ｕｍａｘより小さな、例えば図３において示す駆動速度ｕ１で駆動させる場合、移相量φは＋４５度程度となる。さらに、超音波モータ７を逆回転させて逆方向の最大駆動速度−ｕｍａｘで駆動させる場合、移相量φは−９０度となる。   The phase shifter 13 uses the drive signal A output from the oscillator 12 as a reference (phase 0 °) and shifts the phase in a range of −90 degrees to +90 degrees to output the drive signal B. In the present embodiment, the driving speed u of the ultrasonic motor 7 is changed by adjusting the phase shift amount φ. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the driving speed u of the ultrasonic motor 7 and the phase shift amount φ by the phase shifter 13. As shown in the figure, for example, when the ultrasonic motor 7 is driven at the maximum drive speed umax, the phase shift amount φ is about +90 degrees. When the ultrasonic motor 7 is driven at a driving speed u1 smaller than the maximum driving speed umax, for example, as shown in FIG. 3, the phase shift amount φ is about +45 degrees. Furthermore, when the ultrasonic motor 7 is rotated in the reverse direction and driven at the maximum driving speed −umax in the reverse direction, the phase shift amount φ is −90 degrees.

図４は、図２に示す増幅器１４、電圧検出器１５及び超音波モータ７の回路図である。なお、超音波モータ７の電極７１には、増幅器１４で増幅された、発振器１２から発振された移相前の駆動信号Ａと、移相器１３による移相後の駆動信号Ｂとの２つの信号が入力されるが、図４においては、図２で示す駆動信号Ｂをのみを示す。   FIG. 4 is a circuit diagram of the amplifier 14, the voltage detector 15, and the ultrasonic motor 7 shown in FIG. Note that the electrode 71 of the ultrasonic motor 7 has two driving signals A that are amplified by the amplifier 14 and that are oscillated from the oscillator 12 before the phase shift and a drive signal B that is after the phase shift by the phase shifter 13. Although a signal is input, FIG. 4 shows only the drive signal B shown in FIG.

増幅器１４は、印加電源Ｖｃｃ１４１とインダクタ１４２とスイッチング素子１４３とを備える。増幅器１４は、スイッチング素子１４３の通電時間を制御することにより、電圧振幅Ｖｐ−ｐを調整する。   The amplifier 14 includes an applied power supply Vcc 141, an inductor 142, and a switching element 143. The amplifier 14 adjusts the voltage amplitude Vp-p by controlling the energization time of the switching element 143.

図５は、増幅器１４に入力される駆動信号Ａ，Ｂの電圧の波形を示した図である。移相器１３にて駆動信号Ａを＋９０度移相した信号をＢ、−９０度に移相した信号をＢ’とする。スイッチング素子１４３の通電時間（Ｏｎ−Ｄｕｔｙ）を制御することにより、図５に示すように、駆動信号Ａ，Ｂを、例えば２５％〜５０％の間で調整する。これにより、超音波モータ７の印加電圧の電圧振幅Ｖｐ−ｐを調節することが可能となる。   FIG. 5 is a diagram showing the voltage waveforms of the drive signals A and B input to the amplifier 14. A signal obtained by shifting the drive signal A by +90 degrees in the phase shifter 13 is represented by B, and a signal obtained by shifting the drive signal A by −90 degrees is represented by B ′. By controlling the energization time (On-Duty) of the switching element 143, the drive signals A and B are adjusted between 25% and 50%, for example, as shown in FIG. Thereby, the voltage amplitude Vp-p of the applied voltage of the ultrasonic motor 7 can be adjusted.

図４に戻り、電圧検出器１５は、増幅器１４と超音波モータ７とを結ぶ接続ラインから接地へと続く接続ラインに配置された抵抗素子１５１，１５２を備える。増幅器１４で調節された印加電圧振幅Ｖｐ−ｐは、電圧検出器１５である抵抗素子１５１，１５２により分割されてＭＣＵ１１で検出される。   Returning to FIG. 4, the voltage detector 15 includes resistance elements 151 and 152 disposed on a connection line that connects the amplifier 14 and the ultrasonic motor 7 to the ground. The applied voltage amplitude Vp-p adjusted by the amplifier 14 is divided by resistance elements 151 and 152 which are voltage detectors 15 and detected by the MCU 11.

ここで、電圧検出器１５が設けられているのは以下の理由による。図６は、印加電圧の電圧振幅Ｖｐ−ｐが異なる場合における周波数ｆと速度ｕとの関係を示す図である。図示するように、同じ周波数ｆ（０）でも、電圧振幅Ｖｐ−ｐが大きい場合の駆動速度ｕは、電圧振幅Ｖｐ−ｐが小さい場合の駆動速度ｕ’より大きい。   Here, the reason why the voltage detector 15 is provided is as follows. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the frequency f and the speed u when the voltage amplitudes Vp-p of the applied voltages are different. As shown in the figure, even at the same frequency f (0), the driving speed u when the voltage amplitude Vp-p is large is larger than the driving speed u 'when the voltage amplitude Vp-p is small.

また、図７は、印加電圧の電圧振幅Ｖｐ−ｐが異なる場合における、位相差(移相量）と超音波モータ７の駆動速度ｕとの関係を示す図である。図示するように、移相量φが同じであって、電圧振幅Ｖｐ−ｐが大きい場合の速度ｕは、電圧振幅Ｖｐ−ｐが小さい場合の速度ｕ’より大きくなる。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the phase difference (phase shift amount) and the driving speed u of the ultrasonic motor 7 when the voltage amplitudes Vp-p of the applied voltages are different. As illustrated, the speed u when the phase shift amount φ is the same and the voltage amplitude Vp-p is large is larger than the speed u ′ when the voltage amplitude Vp-p is small.

このように、周波数ｆや位相差φが同じでも、電圧振幅Ｖｐ−ｐの大きさにより、超音波モータ７の駆動速度ｕが異なる。このため、超音波モータ７において安定した制御を行うためには、この電圧振幅Ｖｐ−ｐが一定であることが好ましい。   Thus, even if the frequency f and the phase difference φ are the same, the driving speed u of the ultrasonic motor 7 varies depending on the magnitude of the voltage amplitude Vp−p. For this reason, in order to perform stable control in the ultrasonic motor 7, it is preferable that this voltage amplitude Vp-p is constant.

しかし、ＭＣＵ１１より増幅器１４において電圧振幅Ｖｐ−ｐが一定の値を出力するように制御されていても、超音波モータ７の製造個体差等の影響により、実際に増幅器１４から出力される印加電圧の電圧振幅Ｖｐ−ｐが予め設定された基準電圧振幅Ｖｐ−ｐ（０）とならない場合がある。このため、電圧検出器１５が設けられ、実際に増幅器１４から出力される駆動信号の電圧振幅Ｖｐ−ｐが検出され、この電圧振幅Ｖｐ−ｐと基準電圧振幅Ｖｐ−ｐ（０）との差である電圧振幅差ΔＶｐ−ｐが検出される。ＭＣＵ１１により電圧振幅差ΔＶｐ−ｐが増幅器１４にフィードバックされる。   However, even though the MCU 11 controls the amplifier 14 to output a constant voltage amplitude Vp-p, the applied voltage that is actually output from the amplifier 14 due to the influence of individual manufacturing differences of the ultrasonic motor 7 and the like. Voltage amplitude Vp-p may not be a preset reference voltage amplitude Vp-p (0). For this reason, the voltage detector 15 is provided, and the voltage amplitude Vp-p of the drive signal actually output from the amplifier 14 is detected, and the difference between the voltage amplitude Vp-p and the reference voltage amplitude Vp-p (0). A voltage amplitude difference ΔVp−p is detected. The voltage amplitude difference ΔVp−p is fed back to the amplifier 14 by the MCU 11.

速度検出器１６は、超音波モータ７の駆動速度ｕ（回転数）を検出する、例えばエンコーダ等の装置である。超音波モータ７により達成される駆動速度ｕの検出結果はＭＣＵ１１に伝達され、移相器１３にフィードバックされる。   The speed detector 16 is an apparatus such as an encoder that detects the driving speed u (the number of rotations) of the ultrasonic motor 7. The detection result of the driving speed u achieved by the ultrasonic motor 7 is transmitted to the MCU 11 and fed back to the phase shifter 13.

温度検出器１７は、超音波モータ７近傍に設置され、超音波モータ７の環境温度Ｔを検出する。この、検出結果はＭＣＵ１１へ伝達される。ここで、温度検出器１７を設けたのは以下の理由による。   The temperature detector 17 is installed in the vicinity of the ultrasonic motor 7 and detects the environmental temperature T of the ultrasonic motor 7. This detection result is transmitted to the MCU 11. Here, the reason for providing the temperature detector 17 is as follows.

図８は、超音波モータ７の環境温度Ｔが高温Ｔ（ｈ）、基準温度Ｔ（０）、低温Ｔ（ｃ）の場合における駆動信号の周波数ｆと超音波モータ７の駆動速度ｕとの関係を示した図である。図示するように、周波数が同じｆ（０）であっても、基準温度Ｔ（０）における駆動速度ｕ（０）を基準として、高温Ｔ（ｈ）では駆動速度ｕ（ｈ）は遅く、低温Ｔ（ｃ）では駆動速度ｕ（ｃ）は速くなる。すなわち、駆動速度ｕの観点からすると、駆動速度ｕ（０）は、基準温度Ｔ（０）では周波数ｆ（０）、高温Ｔ（ｈ）の場合は周波数ｆ（０）より低い周波数ｆ（ｈ）、低温Ｔ（ｃ）の場合は周波数ｆ（０）より高い周波数ｆ（ｃ）で達成される。すなわち、温度が基準温度Ｔ（０）と異なる場合、周波数ｆを調整することで駆動速度uを制御することができる。   FIG. 8 shows the relationship between the frequency f of the drive signal and the drive speed u of the ultrasonic motor 7 when the environmental temperature T of the ultrasonic motor 7 is a high temperature T (h), a reference temperature T (0), and a low temperature T (c). It is the figure which showed the relationship. As shown in the figure, even when the frequency is the same f (0), the driving speed u (h) is low at the high temperature T (h) with the driving speed u (0) at the reference temperature T (0) as a reference. At T (c), the driving speed u (c) becomes faster. That is, from the viewpoint of the driving speed u, the driving speed u (0) is the frequency f (0) at the reference temperature T (0) and the frequency f (h) lower than the frequency f (0) at the high temperature T (h). ), In the case of low temperature T (c), it is achieved at a frequency f (c) higher than the frequency f (0). That is, when the temperature is different from the reference temperature T (0), the driving speed u can be controlled by adjusting the frequency f.

このため、温度検出器１７が設けられ、環境温度Ｔが検出される。また、ＭＣＵ１１は、温度検出器１７により検出された環境温度Ｔと基準温度Ｔ（０）との温度差ΔＴを求めることができ、ＭＣＵ１１には、温度差ΔＴと周波数補正量Δｆとの関係を示すデータが記憶されている。そのデータより温度差ΔＴに対応する周波数補正量Δｆが求められ、周波数補正量Δｆを基準周波数ｆ（０）に加えるように発振器１２の制御が可能となっている。   For this reason, the temperature detector 17 is provided and the environmental temperature T is detected. Further, the MCU 11 can obtain the temperature difference ΔT between the environmental temperature T detected by the temperature detector 17 and the reference temperature T (0), and the MCU 11 shows the relationship between the temperature difference ΔT and the frequency correction amount Δf. The data shown is stored. The frequency correction amount Δf corresponding to the temperature difference ΔT is obtained from the data, and the oscillator 12 can be controlled so that the frequency correction amount Δf is added to the reference frequency f (0).

次に、本実施形態の駆動装置１０の動作について説明する。予め、発振器１２においては、発振される駆動信号Ａの発振周波数の初期値として、環境温度Ｔが基準温度Ｔ（０）の場合における最適な基準周波数ｆ（０）が設定されている。また、増幅器１４においては、増幅されて出力される駆動信号の振幅が、電圧振幅Ｖｐ−ｐ（０）となるように設定されている。   Next, the operation of the driving device 10 of this embodiment will be described. In the oscillator 12, an optimal reference frequency f (0) when the environmental temperature T is the reference temperature T (0) is set in advance as an initial value of the oscillation frequency of the drive signal A to be oscillated. In the amplifier 14, the amplitude of the drive signal that is amplified and output is set to be the voltage amplitude Vp-p (0).

駆動装置１０が起動されると、温度検出器１７により超音波モータ７の環境温度Ｔが測定される。測定された環境温度Ｔの情報はＭＣＵ１１に伝達される。ＭＣＵ１１では環境温度Ｔと基準温度Ｔ（０）との温度ΔＴが求められる。   When the driving device 10 is activated, the environmental temperature T of the ultrasonic motor 7 is measured by the temperature detector 17. Information on the measured ambient temperature T is transmitted to the MCU 11. In the MCU 11, a temperature ΔT between the environmental temperature T and the reference temperature T (0) is obtained.

ＭＣＵ１１は、記憶されている温度差ΔＴと周波数補正量Δｆとの関係を示すデータより、温度差ΔＴに対応する周波数補正量Δｆを求め、周波数補正量Δｆを基準周波数ｆ（０）に加えるように発振器１２に指示する。   The MCU 11 obtains the frequency correction amount Δf corresponding to the temperature difference ΔT from the stored data indicating the relationship between the temperature difference ΔT and the frequency correction amount Δf, and adds the frequency correction amount Δf to the reference frequency f (0). To the oscillator 12.

カメラボディ(図示せず）内のＣＰＵからの信号により、所望のレンズの駆動速度ｕの情報がＭＣＵ１１に伝達されると、ＭＣＵ１１は、発振器１２には駆動信号Ａを発振するように指示する。発振器１２は基準周波数ｆ（０）に周波数補正量Δｆを加えた周波数ｆの駆動信号Ａを出力する。   When information on the desired lens driving speed u is transmitted to the MCU 11 by a signal from the CPU in the camera body (not shown), the MCU 11 instructs the oscillator 12 to oscillate the driving signal A. The oscillator 12 outputs a drive signal A having a frequency f obtained by adding a frequency correction amount Δf to the reference frequency f (0).

ＭＣＵ１１は、移相器１３に駆動速度ｕを達成する移相量φだけ駆動信号Ａを移送するように指示する。移相器１３はＭＣＵ１１の指示により駆動信号Ａをφだけ移送した駆動信号Ｂを出力する。増幅器１４は、駆動信号Ａと駆動信号Ｂとを電圧振幅Ｖｐ−ｐ（０）に増幅する。増幅された駆動信号Ａ及びＢは超音波モータ７の電極７１に入力され、超音波モータ７が駆動される。超音波モータ７の駆動速度ｕは、速度検出器１６により検出される。そして、この駆動速度ｕの検出結果は、ＭＣＵ１１に入力され、この速度情報は移相器１３にフィードバックされる。   The MCU 11 instructs the phase shifter 13 to transfer the drive signal A by the phase shift amount φ that achieves the drive speed u. The phase shifter 13 outputs a drive signal B obtained by transferring the drive signal A by φ according to an instruction from the MCU 11. The amplifier 14 amplifies the drive signal A and the drive signal B to a voltage amplitude Vp−p (0). The amplified drive signals A and B are input to the electrode 71 of the ultrasonic motor 7 and the ultrasonic motor 7 is driven. The driving speed u of the ultrasonic motor 7 is detected by the speed detector 16. The detection result of the driving speed u is input to the MCU 11, and this speed information is fed back to the phase shifter 13.

このとき、増幅された駆動信号Ｂの電圧振幅Ｖｐ−ｐは、電圧検出器によって測定される。検出された電圧振幅Ｖｐ−ｐの情報はＭＣＵ１１に伝達される。ＭＣＵ１１は実際の電圧振幅Ｖｐ−ｐと基準電圧振幅Ｖｐ−ｐ（０）との差である電圧振幅差ΔＶｐ−ｐを求める。   At this time, the voltage amplitude Vp-p of the amplified drive signal B is measured by a voltage detector. Information on the detected voltage amplitude Vp-p is transmitted to the MCU 11. The MCU 11 obtains a voltage amplitude difference ΔVp-p that is a difference between the actual voltage amplitude Vp-p and the reference voltage amplitude Vp-p (0).

ＭＣＵ１１は電圧振幅差ΔＶｐ−ｐを増幅器１４にフィードバックする。増幅器１４は、スイッチング素子１４３の通電時間を調整し、基準電圧振幅Ｖｐ−ｐ（０）を電圧振幅差ΔＶｐ−ｐだけ修正し、修正後の電圧振幅Ｖｐ−ｐで駆動信号Ａ及びＢを増幅する。   The MCU 11 feeds back the voltage amplitude difference ΔVp−p to the amplifier 14. The amplifier 14 adjusts the energization time of the switching element 143, corrects the reference voltage amplitude Vp-p (0) by the voltage amplitude difference ΔVp-p, and amplifies the drive signals A and B with the corrected voltage amplitude Vp-p. To do.

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）温度検出器１７によって超音波モータ７の環境温度Ｔを測定し、基準温度Ｔ（０）との温度差ΔＴを求め、発振器１２は、この温度差ΔＴに対応する周波数補正量Δｆだけ発振周波数を補正する。この補正によって、超音波モータ７に加わる電圧が調整され、超音波モータ７の駆動速度ｕの、温度変化ΔＴによる変動の発生を防止することができ、安定した速度制御を行うことができる。
（２）本実施形態では、超音波モータ７の駆動速度ｕの基本的な制御は、移相器１３による位相差の変更により行う。このように位相差により駆動速度の基本的な制御を行なうので、制御が容易である。
（３）増幅器１４の出力である電圧振幅Ｖｐ−ｐを一定に保つ制御としては印加電源１４１の電圧を調整する方法とスイッチング素子１４３の通電時間を制御する方法がある。印加電源１４１の電圧を調整する場合、回路規模が大きくなり、また制御特性の安定化が困難である。しかし、本実施形態では、スイッチング素子１４３の通電時間を制御する方法を選択しているため、小さな回路でよく、また制御特性が安定する。 As described above, this embodiment has the following effects.
(1) The ambient temperature T of the ultrasonic motor 7 is measured by the temperature detector 17 to obtain a temperature difference ΔT with respect to the reference temperature T (0), and the oscillator 12 has a frequency correction amount Δf corresponding to the temperature difference ΔT. Correct the oscillation frequency. By this correction, the voltage applied to the ultrasonic motor 7 is adjusted, the fluctuation of the driving speed u of the ultrasonic motor 7 due to the temperature change ΔT can be prevented, and stable speed control can be performed.
(2) In the present embodiment, basic control of the driving speed u of the ultrasonic motor 7 is performed by changing the phase difference by the phase shifter 13. As described above, since the basic control of the driving speed is performed by the phase difference, the control is easy.
(3) As control for keeping the voltage amplitude Vp-p, which is the output of the amplifier 14, constant, there are a method of adjusting the voltage of the applied power supply 141 and a method of controlling the energization time of the switching element 143. When adjusting the voltage of the applied power supply 141, the circuit scale becomes large and it is difficult to stabilize the control characteristics. However, in this embodiment, since a method for controlling the energization time of the switching element 143 is selected, a small circuit may be used and the control characteristics are stabilized.

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、速度検出器１６は超音波モータ７の駆動速度ｕを測定したが、これに限らず、レンズ鏡筒におけるレンズ群の駆動速度を測定してもよい。
（２）また、本実施形態では、増幅器１４の出力である電圧振幅Ｖｐ−ｐを一定に保つ制御として、スイッチング素子１４３の通電時間を制御する方法により行っている。しかし、上述したように、印加電源１４１の電圧を調整する方法により行ってもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。 (Deformation)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes as described below are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the present embodiment, the speed detector 16 measures the driving speed u of the ultrasonic motor 7. However, the present invention is not limited to this, and the driving speed of the lens group in the lens barrel may be measured.
(2) In this embodiment, as a control for keeping the voltage amplitude Vp-p that is the output of the amplifier 14 constant, a method of controlling the energization time of the switching element 143 is performed. However, as described above, it may be performed by a method of adjusting the voltage of the applied power source 141.
In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used in combination suitably, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.

本実施形態の駆動装置を備えるカメラの該略図である。It is this schematic of a camera provided with the drive device of this embodiment. 駆動装置のシステムを示す図である。It is a figure which shows the system of a drive device. 超音波モータの駆動速度と、移相器による移相量の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the drive speed of an ultrasonic motor, and the phase shift amount by a phase shifter. 図２に示す増幅器、電圧検出器及び超音波モータの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an amplifier, a voltage detector, and an ultrasonic motor shown in FIG. 2. 増幅器に入力される駆動信号の電圧の波形を示した図である。It is the figure which showed the waveform of the voltage of the drive signal input into an amplifier. 印加電圧の電圧振幅が異なる場合における周波数と速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency and speed when the voltage amplitudes of an applied voltage differ. 印加電圧の電圧振幅が異なる場合における、位相差(移相量）と超音波モータの駆動速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase difference (phase shift amount) and the drive speed of an ultrasonic motor in case the voltage amplitudes of an applied voltage differ. 超音波モータの環境温度が高温、基準温度、低温の場合における駆動信号の周波数と超音波モータの駆動速度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the frequency of a drive signal, and the drive speed of an ultrasonic motor in case the environmental temperature of an ultrasonic motor is high temperature, reference temperature, and low temperature.

符号の説明Explanation of symbols

１：カメラ、２：レンズ鏡筒、７：超音波モータ、１０：駆動装置、１１ＭＣＵ：、１２：発振器、１３：移相器、１４：増幅器、１５：電圧検出器、１６：速度検出器、１７：温度検出器   1: camera, 2: lens barrel, 7: ultrasonic motor, 10: driving device, 11 MCU :, 12: oscillator, 13: phase shifter, 14: amplifier, 15: voltage detector, 16: speed detector, 17: Temperature detector

Claims (10)

周波数が変更可能な駆動信号を発生する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号生成手段より発生された前記駆動信号を移相させる移相手段と、
前記駆動信号生成手段から発生された移相前の前記駆動信号と前記移相手段によって移相された前記駆動信号を振動アクチュエータに出力する出力手段と、
前記周波数を一定にした状態で前記移相手段による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータによる被駆動物体の駆動速度を制御する制御手段と、
前記振動アクチュエータの環境温度を検出する温度検出手段とを有し、
前記制御手段は、予め記憶された、前記環境温度に対応した前記周波数の補正量のデータに基づいて、前記温度検出手段による検出結果に対応した前記補正量により補正した前記周波数で前記駆動信号を発生させるように前記駆動信号生成手段を制御すること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 Drive signal generating means for generating a drive signal whose frequency can be changed;
Phase shift means for shifting the phase of the drive signal generated by the drive signal generation means;
Output means for outputting to the vibration actuator the drive signal before phase shift generated from the drive signal generation means and the drive signal phase-shifted by the phase shift means;
Control means for controlling the driving speed of the driven object by the vibration actuator by changing the phase shift amount of the driving signal by the phase shifting means in a state where the frequency is constant;
Temperature detecting means for detecting the environmental temperature of the vibration actuator,
The control unit is configured to output the drive signal at the frequency corrected by the correction amount corresponding to the detection result by the temperature detection unit based on the correction amount data of the frequency corresponding to the environmental temperature stored in advance. A drive device for a vibration actuator, wherein the drive signal generation means is controlled so as to be generated. 請求項１に記載の振動アクチュエータの駆動装置であって、
前記制御手段は、前記駆動信号の振幅を一定にした状態で前記移相手段による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータによる被駆動物体の駆動速度を制御すること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 A drive device for a vibration actuator according to claim 1,
The control means controls the drive speed of the driven object by the vibration actuator by changing the phase shift amount of the drive signal by the phase shift means in a state where the amplitude of the drive signal is constant. A drive device for a vibration actuator. 請求項１または請求項２に記載の振動アクチュエータの駆動装置であって、
前記制御手段は、前記環境温度の変動に対する前記移相量と前記駆動速度との関係の変動を抑えるような前記補正量を予め記憶していること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 A drive device for a vibration actuator according to claim 1 or 2,
The drive unit of the vibration actuator, wherein the control unit stores in advance the correction amount that suppresses a change in the relationship between the phase shift amount and the drive speed with respect to the change in the environmental temperature. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置であって、
前記出力手段は、前記駆動信号生成手段から出力される前記駆動信号の振幅を増幅させて前記振動アクチュエータに出力し、
前記出力手段から出力される前記駆動信号の振幅を検出する振幅検出手段を備え、
前記制御手段は、前記振幅検出手段により検出された前記振幅が設定された値となるように前記出力手段を制御すること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 It is a drive device of a vibration actuator given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
The output means amplifies the amplitude of the drive signal output from the drive signal generation means and outputs the amplified amplitude to the vibration actuator;
Amplitude detection means for detecting the amplitude of the drive signal output from the output means,
The drive means for a vibration actuator, wherein the control means controls the output means so that the amplitude detected by the amplitude detection means becomes a set value. 周波数が変更可能な駆動信号を発生する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号生成手段より発生された前記駆動信号を移相させる移相手段と、
前記駆動信号生成手段から発生された移相前の前記駆動信号と前記移相手段によって移相された前記駆動信号の振幅を増幅し、振動アクチュエータに出力する出力手段と、
前記駆動信号の振幅を一定にした状態で前記移相手段による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータによる被駆動物体の駆動速度を制御する制御手段と、
前記出力手段から出力される前記駆動信号の振幅を検出する振幅検出手段を備え、
前記制御手段は、前記振幅検出手段により検出された前記振幅が、設定された値となるように前記出力手段を制御すること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 Drive signal generating means for generating a drive signal whose frequency can be changed;
Phase shift means for shifting the phase of the drive signal generated by the drive signal generation means;
An output means for amplifying the amplitude of the drive signal generated by the drive signal generation means before the phase shift and the phase of the drive signal shifted by the phase shift means, and outputting to the vibration actuator;
Control means for controlling the drive speed of the driven object by the vibration actuator by changing the phase shift amount of the drive signal by the phase shift means in a state where the amplitude of the drive signal is constant;
Amplitude detection means for detecting the amplitude of the drive signal output from the output means,
The drive unit for a vibration actuator, wherein the control unit controls the output unit so that the amplitude detected by the amplitude detection unit becomes a set value. 請求項５に記載の振動アクチュエータの駆動装置であって、
前記制御手段は、前記駆動信号の周波数を一定にした状態で前記移相手段による前記駆動信号の移相量を変更することにより、前記振動アクチュエータによる被駆動物体の駆動速度を制御すること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 A drive device for a vibration actuator according to claim 5,
The control means controls the drive speed of the driven object by the vibration actuator by changing the phase shift amount of the drive signal by the phase shift means in a state where the frequency of the drive signal is constant. A drive device for a vibration actuator. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置であって、
前記制御手段は、前記出力手段に入力される前記駆動信号の１周期内のオン時間を変更することにより、前記振幅を変更すること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 It is a drive device of a vibration actuator given in any 1 paragraph of Claims 4-6,
The drive unit for a vibration actuator, wherein the control unit changes the amplitude by changing an ON time within one cycle of the drive signal input to the output unit. 請求項４〜７のいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置であって、
前記振幅検出手段は、前記出力手段と前記振動アクチュエータとの接続部における前記振幅を検出すること
を特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。 It is a drive device of a vibration actuator given in any 1 paragraph of Claims 4-7,
The drive device for a vibration actuator, wherein the amplitude detection means detects the amplitude at a connection portion between the output means and the vibration actuator. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置を備えるレンズ鏡筒。   A lens barrel comprising the vibration actuator driving device according to claim 1. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータの駆動装置を備えるカメラ。   A camera provided with the drive device of the vibration actuator of any one of Claims 1-8.
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