JP2013247800A - Drive device for vibration wave motor, lens barrel, and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動波モータの駆動装置、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 wave motor, a lens barrel, and a camera.
振動波モータは静寂な駆動が可能なため、主にオートフォーカスレンズの駆動に用いられているが、ズームレンズ駆動に用いることも検討されている。この場合、オートフォーカスレンズ用とズームレンズ用とに、それぞれ駆動する振動波モータが設置される。従来、複数の振動波モータを同時に駆動する技術は、特許文献1に記載されている。
Since the vibration wave motor can be driven silently, it is mainly used for driving an autofocus lens, but it is also considered to use it for driving a zoom lens. In this case, vibration wave motors for driving the autofocus lens and the zoom lens are installed. Conventionally,
しかし、従来技術によると、二つの振動波モータの特性が個体差により異なるため、それぞれの振動波モータに駆動回路を設置する必要がある。二つの駆動回路が同時に駆動される場合、回路の消費電力が2倍となり、特にレンズ鏡筒の様な携帯型の機器においては供給される電力が賄えない可能性がある。 However, according to the prior art, since the characteristics of the two vibration wave motors differ depending on individual differences, it is necessary to install a drive circuit in each vibration wave motor. When two drive circuits are driven simultaneously, the power consumption of the circuit is doubled, and there is a possibility that the supplied power cannot be supplied especially in a portable device such as a lens barrel.
本発明の課題は、電力消費量が低減された振動波モータの駆動装置、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 vibration wave motor driving device, a lens barrel, and a camera with reduced power consumption.
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。 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.
請求項1に記載の発明は、駆動信号により振動される電気機械変換素子(113)、前記電気機械変換素子(113)に接合され、前記振動により駆動面に振動波を生じる弾性体(114)、及び、前記弾性体(114)に加圧接触されて前記振動波によって駆動される相対運動部材(120)をそれぞれが有する複数の振動波モータ(100,200)に対してそれぞれ設けられた複数の駆動信号生成部(310,320,410,420)、を備える駆動装置(300,400)であって、前記複数の振動波モータ(100,200)に同時に駆動信号を印加する場合、個々の駆動信号生成部(310,320,410,420)における消費電力が、その駆動信号生成部(310,320,410,420)に対応する振動波モータ(100,200)が単独で駆動される場合の消費電力以下になる第一の周波数(f2)の駆動信号を、前記振動波モータ(100,200)に印加すること、を特徴とする振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)であって、前記駆動信号が前記第一の周波数(f2)のとき、前記消費電力は極小値となること、を特徴とする振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)であって、前記複数の振動波モータ(100,200)に同時に駆動信号を印加する場合、同一の周波数の駆動信号(f2)を前記複数の振動波モータ(100,200)に印加すること、を特徴とする振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)である。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)であって、前記複数の振動波モータ(100,200)のうちの1つに単独で駆動信号を印加する場合、該駆動信号の周波数は可変であること、を特徴とする振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)である。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)において、前記駆動信号生成部(310,320,410,420)は、前記駆動信号を増幅する増幅部(306,307,308,309,406,407,408,409)を備え、前記増幅部(306,307,308,309,406,407,408,409)の出力段は誘導素子(L2,Ll)を有し、該誘導素子(L2,Ll)のインダクタンスは、前記振動波モータ(100,200)が動作可能な周波数内において、前記第一の周波数(f2)が含まれるように調整されていること、を特徴とする振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)である。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)において、前記複数の振動波モータ(100,200)の数は、2であること、を特徴とする振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)において、駆動信号の発振部(301)と、該発振部(301)から発振された駆動信号が、前記複数の振動波モータ(100,200)のいずれか又は複数に印加されるように切り替える切換部(303)と、を備えたこと、を特徴とする振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)である。
請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載の振動波モータ(100,200)の駆動装置(300,400)と、オートフォーカスレンズ(101)と、ズームレンズ(201)と、前記駆動装置(300,400)よって駆動される、オートフォーカスレンズ(101)駆動用の第一振動波モータ(100)及びズームレンズ(201)駆動用の第二振動波モータ(200)と、を備えるレンズ鏡筒(1)である。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のレンズ鏡筒(1)を備えるカメラ(1A)である。
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。
The invention according to
The invention according to claim 2 is the drive device (300, 400) of the vibration wave motor (100, 200) according to
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the drive device (300, 400) for the vibration wave motor (100, 200) according to any one of the first to third aspects, wherein the plurality of vibration wave motors (100). , 200), the drive device (300, 400) of the vibration wave motor (100, 200) is characterized in that the frequency of the drive signal is variable when the drive signal is applied to one of them. is there.
According to a fifth aspect of the present invention, in the drive device (300, 400) for the vibration wave motor (100, 200) according to any one of the first to fourth aspects, the drive signal generator (310, 320, 410, 420) includes amplification units (306, 307, 308, 309, 406, 407, 408, 409) for amplifying the drive signal, and the amplification units (306, 307, 308, 309, 406, 407, 408, 409) has inductive elements (L2, Ll), and the inductance of the inductive elements (L2, Ll) is within the frequency at which the vibration wave motor (100, 200) can operate. The drive device (300, 400) of the vibration wave motor (100, 200) is characterized by being adjusted to include one frequency (f2).
According to a sixth aspect of the present invention, in the drive device (300, 400) for the vibration wave motor (100, 200) according to any one of the first to fifth aspects, the plurality of vibration wave motors (100, 200). ) Is a drive device (300, 400) of the vibration wave motor (100, 200), characterized in that it is two.
A seventh aspect of the present invention is the drive device (300, 400) for the vibration wave motor (100, 200) according to any one of the first to sixth aspects, wherein the drive signal oscillation section (301), A switching unit (303) that switches the drive signal oscillated from the oscillation unit (301) to be applied to one or more of the plurality of vibration wave motors (100, 200). It is the drive device (300, 400) of the characteristic vibration wave motor (100, 200).
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a driving device (300, 400) for the vibration wave motor (100, 200) according to any one of the first to seventh aspects, an autofocus lens (101), and a zoom lens. (201) and a first vibration wave motor (100) for driving the autofocus lens (101) and a second vibration wave motor (for driving the zoom lens (201)) driven by the driving device (300, 400). 200), a lens barrel (1).
The invention described in claim 9 is a camera (1A) including the lens barrel (1) according to claim 8.
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、電力消費量が低減された振動波モータの駆動装置、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 vibration wave motor drive device, a lens barrel, and a camera with reduced power consumption.
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態を説明する図であり、第一振動波モータ100と第二振動波モータ200との2つの振動波モータをレンズ鏡筒1に組み込んだ状態の図である。また、レンズ鏡筒1はカメラ1Bに着脱可能であって、全体としてカメラ1Aを構成している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention, and shows a state in which two vibration wave motors of a first
第一振動波モータ100は、AF(オートフォーカス)レンズ101を駆動する様に設置されている。
第一振動波モータ100は、ギアユニットモジュール102に取り付けられ、ギアユニットモジュール102はレンズ鏡筒1の固定筒2に取り付けられる。
第一振動波モータ100の出力ギア151は、ギアユニットモジュール102の減速ギア103を介して、カム環104に回転運動が伝達され、カム環104は回転駆動する。
カム環104には、周方向に対して斜めにキー溝105が切られており、該キー溝105に固定ピン106が挿入されたAF環107は、カム環104が回転駆動することにより、光軸方向に直進方向に駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
The first
The first
Rotational motion of the
A
一方、第二振動波モータ200は、ズームレンズ201を駆動する様に設置されている。
第二振動波モータ200は、ギアユニットモジュール202に取り付けられ、ギアユニットモジュール202はレンズ鏡筒1の固定筒2に取り付けられる。
第二振動波モータ200の出力ギア251は、ギアユニットモジュール202の減速ギア203を介して、カム環204に回転運動が伝達され、カム環204は回転駆動する。
カム環204には、周方向に対して斜めにキー溝205が切られており、該キー溝205に固定ピン206が挿入されたズーム環207は、カム環204が回転駆動することにより、光軸方向に直進方向に駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
On the other hand, the second
The second
Rotational motion of the
A
回路3は、後述する駆動装置300を備え、レンズ鏡筒1の外側固定筒2aと内側固定筒2bの間に設けられ、第一振動波モータ100および第二振動波モータ200の駆動、制御、回転数の検出、振動センサーの検出等を行う。
The
図2は、第一振動波モ−タ100を説明する図である。なお、第二振動波モータ200は第一振動波モータ100と同様の構成であるので、説明を省略する。
第一振動波モータ100は、本実施形態において振動子111側を固定とし、移動子120を駆動する様になっている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the first
In the present embodiment, the first
振動子111は、後で説明する様に電気エネルギ−を機械エネルギ−に変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気−機械変換素子(以下、圧電体と称する)113と、圧電体113を接合した弾性体114とから構成されていて、振動子111には進行性振動波が発生するようにされている。
As will be described later, the
弾性体114は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、形状は、円環形状となっており、圧電体113が接合される反対面には溝が切ってあり、突起部分(溝がない箇所)の先端面が駆動面116aとなり移動子120に加圧接触される。溝の切っていない部分側に圧電体113を接合する。
溝が切っていない部分はベース部118と称し、そのベース部118から内径側にフランジ122が延伸され、フランジ122の最内径部にて固定部材123により固定されている。
弾性体114には摺動部材として塗装膜130が施されており、突起部全体を覆う様にされている。
The
The portion where the groove is not cut is referred to as a
The
圧電体113は、一般的には通称PZTと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。圧電体113表面には電極が配置され、それは円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空く様に電極が配置されている。 The piezoelectric body 113 is generally made of a material such as lead zirconate titanate commonly called PZT. In recent years, lead-free materials such as potassium sodium niobate, potassium niobate, and sodium niobate are used because of environmental problems. , Barium titanate, bismuth sodium titanate, potassium bismuth titanate and the like. Electrodes are arranged on the surface of the piezoelectric body 113, which is divided into two phases (A phase and B phase) along the circumferential direction. In each phase, the electrodes are arranged so that they are alternately polarized every ½ wavelength, and an interval of ¼ wavelength is left between the A phase and the B phase.
移動子120は、アルミニウムといった軽金属からなり、摺動面125の表面には耐摩耗性向上のための表面処理が成されている。
出力軸140は、ゴム部材141と軸のDカットにはまるように挿入されたストッパー部材142を介して移動子120に結合され、軸とストッパー部材142はEクリップ143等により固定されていて、移動子120と一体に回転する様にされている。ストッパー部材142と移動子120との間のゴム141は、ゴムによる粘着性で移動子120とストッパー部材142と結合する機能があり、かつ移動子120からの振動を出力軸140へ伝えないための振動吸収との機能があるブチルゴム等が好適である。
加圧部材150は、出力軸140の出力ギア151とベアリング152の間に設けられている。この様な構造とることで、移動子120が振動子111駆動面116aに加圧接触する様にされる。
The
The
The
図3は、第一実施形態における第一振動波モータ100及び第二振動波モータ200の駆動装置300を説明するブロック図である。
まず、第一振動波モータ100及び第二振動波モータ200の駆動/制御について説明する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the
First, driving / control of the first
発振部301は、制御部302の指令により所望の周波数の駆動信号を発生する。
切換部303は、発振部301の駆動信号を、
(1)第一振動波モータ100のみへ伝える、
(2)第二振動波モータ200のみへ伝える、
(3)第一振動波モータ100および第二振動波モータ200へ同時に伝える、
の3パターンを制御部302の指令により切り換える。
The
The
(1) Tell only the first
(2) Tell only the second
(3) Simultaneously transmit to the first
These three patterns are switched by a command from the
切換部303によって切り替えられた信号は、第一駆動信号生成部310と、第二駆動信号生成部320とに入力される。
第一駆動信号生成部310は、移相部304と増幅部306と増幅部307とを備える。第二駆動信号生成部320は、移相部305と増幅部308と増幅部309とを備える。
移相部304,305は、発振部301で発生されて切換部303を介して送信された駆動信号の位相を90度変更する。
増幅部306,307,308,309は、移相部304,305によって90度位相が変更された駆動信号と、切換部303より直接入力された、位相が変更されていない駆動信号とを、それぞれ所望の電圧に昇圧する。
The signal switched by the
The first drive
The
The amplifying
増幅部306,307(第一駆動信号生成部310)によって増幅された駆動信号は、第一振動波モ−タ100に伝達され、この駆動信号の印加により振動子111に進行波が発生し、移動子120が駆動される。
増幅部308,309(第二駆動信号生成部320)によって増幅された駆動信号は、第二振動波モータ200に伝達され、この駆動信号の印加により振動子211に進行波が発生し、移動子220が駆動される。
The drive signals amplified by the
The drive signals amplified by the amplifying
オートフォーカス検出部312およびズーム検出部311は、光学式エンコーダや磁気エンコ−ダ等により構成され、移動子120(および第二振動波モータの移動子)の駆動によって駆動された駆動物の位置や速度を検出し、検出値を電気信号として制御部302に伝達する。
The
制御部302は、レンズ鏡筒1内またはカメラ本体1BのCPUからの駆動指令を基に第一振動波モータ100および第二振動波モータ200の駆動動作を制御する。制御部302は、オートフォーカス検出部312およびズーム検出部311の検出信号を受け、その値を基に、位置情報と速度情報を得て、目標位置に位置決めされるように発振部301の周波数や位相差等を制御する。
The
図4は、振動波モータの特性、振動波モータの消費電力、及び増幅部の消費電力特性を説明する図であり、(a)は本実施形態、(b)は比較形態である。
図5は、増幅部の説明図であり、(a)は本実施形態、(b)は等価回路、(c)は変形形態である。
4A and 4B are diagrams for explaining the characteristics of the vibration wave motor, the power consumption of the vibration wave motor, and the power consumption characteristics of the amplifying unit. FIG. 4A shows this embodiment, and FIG. 4B shows a comparison form.
5A and 5B are explanatory diagrams of the amplifying unit, in which FIG. 5A shows this embodiment, FIG. 5B shows an equivalent circuit, and FIG. 5C shows a modified embodiment.
以下、図4及び図5の説明において、第一振動波モータ100の増幅部306について説明するが、増幅部307及び第二振動波モータ200の増幅部308,309においても同様である。
図4(a)の実線のグラフに示すように、第一振動波モータ100の周波数fを下げていくと、第一振動波モータ100の移動子120の回転速度rは増加していく。そして、一点鎖線で示す第一振動波モータ100の消費電力(図5のB部の消費電力に相当)も増加していく。
一方、増幅部306の一次側の消費電力(図5のA部の消費電力に相当)は、点線のグラフに示すように、第一振動波モータ100の消費電力の特性とは違った特性を示す。
これは、振動波モータ100の等価回路が図5(b)の様に近似されて、主にPZTの静電容量Cdと、増幅部306の2次側の誘電素子L2のインダクタンスとの関係で、増幅部306のアドミッタンスが決まるからである。
Hereinafter, in the description of FIG. 4 and FIG. 5, the
As shown by the solid line graph in FIG. 4A, when the frequency f of the first
On the other hand, the power consumption on the primary side of the amplifying unit 306 (corresponding to the power consumption of the A part in FIG. 5) has a characteristic different from the characteristic of the power consumption of the first
This is because the equivalent circuit of the
本実施形態においては、図4(a)の点線のグラフに示すように、増幅部306の一次側の消費電力が、第一振動波モータ100の駆動に用いられる周波数範囲fw(図4(a)に図示)内における所定の周波数f2において極小値をとるように、図5(a)の1次側の誘電素子L1と2次側の誘電素子L2との巻線数が決定されている。
なお、この誘電素子L2の設定は、第一振動波モータ100の増幅部306だけでなく、増幅部307と第二振動波モータ200の2つの増幅部308,309の計4箇所において実施する。
In the present embodiment, as shown in the dotted line graph of FIG. 4A, the power consumption on the primary side of the amplifying
The setting of the dielectric element L2 is performed not only at the
図4(b)は本実施形態の比較形態を示したものである。
図示するように、比較形態においては、増幅部の一次側の消費電力(図中点線で示す)が、第一振動波モータの駆動に用いられる周波数範囲fw内における所定の周波数f2において極小値をとるように調整されていない。このため、駆動周波数fw内のどの周波数で振動波モータを駆動しても、消費電力を低減させることができない。ゆえに、複数の振動波モータを同時に駆動させたときに、消費電力が増大し、十分な電力が供給できず、振動波モータが停止してしまう等の可能性がある。
FIG. 4B shows a comparative form of this embodiment.
As shown in the figure, in the comparative embodiment, the power consumption (indicated by the dotted line in the figure) on the primary side of the amplifying unit is a minimum value at a predetermined frequency f2 within the frequency range fw used for driving the first vibration wave motor. Not adjusted to take. For this reason, even if the vibration wave motor is driven at any frequency within the drive frequency fw, the power consumption cannot be reduced. Therefore, when a plurality of vibration wave motors are driven at the same time, power consumption increases, sufficient power cannot be supplied, and the vibration wave motor may stop.
これに対して本実施形態では、図4(a)に示すように、増幅部の一次側の消費電力(図中点線で示す)が、第一振動波モータの駆動に用いられる周波数範囲fw内における所定の周波数f2において極小値をとるように調整されている。そして、複数の振動波モータを同時に駆動させる際に、周波数f2を印加するので、増幅部の一次側の消費電力が極小値をとり、消費電力を低減させることができる。 On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 4A, the power consumption (indicated by a dotted line in the figure) on the primary side of the amplifier is within the frequency range fw used for driving the first vibration wave motor. Is adjusted to take a minimum value at a predetermined frequency f2. Since the frequency f2 is applied when simultaneously driving the plurality of vibration wave motors, the power consumption on the primary side of the amplifying unit takes a minimum value, and the power consumption can be reduced.
図5(c)は、周波数範囲fw内における所定の周波数f2において極小値をとるようにする他の形態を示した図である。
図示するように、増幅部306の2次側の誘電素子L2と第一振動波モータ100との間に、さらに誘電素子Llを設け、このLlを変更するようにしても良い。
FIG. 5C is a diagram showing another form in which a minimum value is taken at a predetermined frequency f2 within the frequency range fw.
As shown in the figure, a dielectric element L1 may be further provided between the secondary side dielectric element L2 of the amplifying
この様な第一実施形態の構成において、駆動装置300は以下のように動作して振動波モータ100およびレンズ鏡筒1を駆動させる。
In such a configuration of the first embodiment, the driving
(1)オートフォーカスレンズ101(第一振動波モータ100)のみ駆動する場合
制御部302に、オートフォーカスレンズ101(第一振動波モータ100)のみ駆動するという駆動指令が伝達されると、制御部302は、切換部303に第一振動波モータ100のみ発振部301から駆動信号が伝わるように指示する。
(1) When driving only the autofocus lens 101 (first vibration wave motor 100) When a drive command for driving only the autofocus lens 101 (first vibration wave motor 100) is transmitted to the
また、制御部302は、発振部301に駆動信号の発振指令も送信する。
発振部301により発振された駆動信号は、切換部303を経て、移相部304及び増幅部307へ伝達される。
移相部304へ伝達された信号は、90度位相の異なる信号に移相され、増幅部306へ伝達される。
増幅部306及び307に伝達された信号は所望の電圧に増幅される。
増幅された互いに位相が90度異なる2つの駆動信号は、第一振動波モータ100の圧電体113に印加され、圧電体113は励振され、その励振によって弾性体114には4次の曲げ振動が発生する。
The
The drive signal oscillated by the
The signal transmitted to the
The signals transmitted to the amplifying
The two amplified drive signals whose phases are different from each other by 90 degrees are applied to the piezoelectric body 113 of the first
圧電体113はA相とB相とに分けられており、2つの駆動信号はそれぞれA相とB相に印加される。A相から発生する4次曲げ振動とB相から発生する4次曲げ振動とは位置的な位相が1/4波長ずれるようになっており、また、A相駆動信号とB相駆動信号とは90度位相がずれているため、2つの曲げ振動は合成され、4波の進行波となる。 The piezoelectric body 113 is divided into an A phase and a B phase, and two drive signals are applied to the A phase and the B phase, respectively. The positional phase of the fourth-order bending vibration generated from the A-phase and the fourth-order bending vibration generated from the B-phase are shifted by ¼ wavelength, and the A-phase drive signal and the B-phase drive signal are Since the phase is shifted by 90 degrees, the two bending vibrations are combined into four traveling waves.
進行波の波頭には楕円運動が生じている。従って、駆動面116aに加圧接触された移動子120は、この楕円運動によって摩擦的に駆動される。移動子120の駆動により駆動されたオートフォーカスレンズ101機構部には、光学式エンコ−ダが配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部302に伝達される。
Elliptic motion occurs at the front of the traveling wave. Accordingly, the moving
制御部302は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となり、駆動信号の駆動周波数fを制御(変更)することで、所望速度の制御、所定位置の停止制御が可能となる。
即ち、所定位置まで距離があり、速度を上げたい時は駆動周波数fを低減させ、所定位置まで距離が短く、速度を下げたい時は駆動周波数fを増加させる。
また、第一振動波モータ100の消費電力は、図4(a)の一点鎖線で示すような、駆動周波数fが小さくなると大きくなる(回転速度が速くなると大きくなる)特性を示す。
増幅部306,307の1次側の消費電力は、図4(a)の点線で示すような、駆動周波数fが小さくなるとf2で極小値を取り、さらに小さくなると大きくなる特性を示す。
Based on this signal, the
That is, when there is a distance to a predetermined position and it is desired to increase the speed, the drive frequency f is reduced. When the distance to the predetermined position is short and the speed is to be decreased, the drive frequency f is increased.
In addition, the power consumption of the first
The power consumption on the primary side of the amplifying
(2)ズームレンズ201(第二振動波モータ200)のみ駆動する場合
制御部302に、ズームレンズ201(第二振動波モータ200)のみ駆動する駆動指令が伝達されると、制御部302は、切換部303に第二振動波モータ200のみ発振部301から駆動信号が伝わるように指示する。
(2) When driving only the zoom lens 201 (second vibration wave motor 200) When a drive command for driving only the zoom lens 201 (second vibration wave motor 200) is transmitted to the
また、制御部302は、発振部301に駆動信号の発振指令を送信する。
発振部301により発振された駆動信号は、切換部303を経て、移相部305及び増幅部309へ伝達される。
移相部305へ伝達された信号は、90度位相の異なる信号に移相され、増幅部308へ伝達される。
増幅部308及び309に伝達された信号は、所望の電圧に増幅される。
増幅された互いに位相が90度異なる2つの駆動信号は、第二振動波モータ200の圧電体213に印加される。
In addition, the
The drive signal oscillated by the
The signal transmitted to the
The signals transmitted to the
The two amplified drive signals whose phases are different from each other by 90 degrees are applied to the piezoelectric body 213 of the second
移動子120の駆動により駆動されたズームレンズ201機構部には、光学式エンコ−ダが配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部302に伝達される。
制御部302は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となり、駆動信号の駆動周波数fを制御(変更)することで、所望速度の制御、所定位置の停止制御が可能となる。
即ち、所定位置まで距離があり、速度を上げたい時は駆動周波数fを低減させ、所定位置まで距離が短く、速度を下げたい時は駆動周波数fを増加させる。
また、第二振動波モータ200の消費電力および増幅部308,309の1次側の消費電力は、上述の(1)と同様に、図4(a)の一点鎖線で示すような、駆動周波数fが小さくなると大きくなる(回転速度が速くなると大きくなる)特性を示す。
An optical encoder is arranged in the
Based on this signal, the
That is, when there is a distance to a predetermined position and it is desired to increase the speed, the drive frequency f is reduced. When the distance to the predetermined position is short and the speed is to be decreased, the drive frequency f is increased.
Further, the power consumption of the second
(3)オートフォーカスレンズ101とズームレンズ201(第一および第二振動波モータ200)を同時に駆動する場合
制御部302に、オートフォーカスレンズ101とズームレンズ201(第一および第二振動波モータ200)を同時に駆動する駆動指令が伝達されると、制御部302は、切換部303に第一振動波モータ100と第二振動波モータ200の両方に発振部301から駆動信号が伝わるように指示する。
(3) When the
また、制御部302は、発振部301に、増幅部の一次側の消費電力が最小になる周波数f2の駆動信号の発振指令を送信する。
発振部301により発振された周波数f2の駆動信号は、切換部303を経て、移相部304、増幅部307、移相部305、増幅部309へ伝達される。
移相部304,305に伝達された周波数f2の信号は、90度位相の異なる信号に移相され、増幅部306及び308へ伝達される。
移相部304によって90度移相された駆動信号、及び切換部303から直接入力された駆動信号はそれぞれ、増幅部306,307により所望の電圧に増幅される。
移相部305によって90度移相された駆動信号、及び切換部303から直接入力された駆動信号はそれぞれ、増幅部308,309により所望の電圧に増幅される。
これらの増幅された駆動信号は、第一振動波モータ100および第二振動波モータ200の圧電体113,213にそれぞれ印加される。
In addition, the
The drive signal having the frequency f2 oscillated by the
The signal of the frequency f2 transmitted to the
The drive signal shifted by 90 degrees by the
The drive signal shifted by 90 degrees by the
These amplified drive signals are applied to the piezoelectric bodies 113 and 213 of the first
移動子120の駆動により駆動されたオートフォーカス機構部とズームレンズ201機構部とには、それぞれ光学式エンコ−ダが配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部302に伝達される。
制御部302は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となるが、所定位置まで距離に関係なく、速度は一定となる。オートフォーカスレンズ101またはズームレンズ201が所定の位置になったところで駆動信号を停止させる。
An optical encoder is disposed in each of the autofocus mechanism unit and the
The
以上、本実施形態では、上述したように、複数の振動波モータ(第一振動波モータ100及び第二振動波モータ200)を同時に駆動させる際に、増幅部の一次側の消費電力が極小値をとる周波数f2を印加するので、駆動装置300の消費電力を低減させることができる。
As described above, in the present embodiment, when the plurality of vibration wave motors (the first
本実施形態のような振動波モータの切換は、これに限定されないが、以下のような場合に行なわれる。
(i)レンズが静止している状態から、オートフォーカスレンズ101のみを駆動させる場合(上述の(1)の場合)、ズームレンズ201のみを駆動させる場合(上述の(2)の場合)、オートフォーカスレンズ101とズームレンズ201との両方を駆動させる場合(上述の(3)の場合)。
Switching of the vibration wave motor as in this embodiment is not limited to this, but is performed in the following cases.
(I) When only the
(ii)ズームレンズ201を駆動させている途中((2)の場合)で、オートフォーカスレンズ101を駆動させた場合((3)へ変化)し、ズームレンズ201を停止させたまま、フォーカスレンズのみを駆動させた場合((1)へ変化)。
これは、詳細に説明すると、以下のような場合である。
ズームレンズ201駆動のため、まず、制御部302に駆動指令が伝達され、切換部303に第二振動波モータ200のみ発振部301から駆動信号が伝わるように指示され、制御部302から、駆動指令が発令され、発振部301からは駆動信号を発生させ、駆動信号は、第二振動波モータ200に印加され、ズームレンズ201が駆動される((2)の場合)。
(Ii) When driving the zoom lens 201 (in the case of (2)), when the
This will be described below in detail.
In order to drive the
その途中、オートフォーカスレンズ101を駆動させたい場合には、制御部302から切換部303へ、第一振動波モータおよび第二振動波モータ200へ発振部301から駆動信号が伝わるように指示され、制御部302から、駆動指令が発令され、発振部301からは周波数f2に設定された駆動信号が発生させ、駆動信号は、第一および第二振動波モータ200に印加され、ズームレンズ201およびオートフォーカスレンズ101が駆動される((3)の場合)。
In the meantime, when it is desired to drive the
また、その後、ズームレンズ201の駆動をやめ、オートフォーカスレンズ101のみの駆動にしたい場合には、制御部302から切換部303へ、第一振動波モータのみ発振部301から駆動信号が伝わるように指示され、発振部301から通常制御の駆動信号が発生させ(即ち駆動周波数f2設定の解除)、駆動信号は、第一振動波モータ100に印加され、オートフォーカスレンズ101が駆動される((1)の場合)。
After that, when it is desired to stop driving the
(iii)また、例えば、ズームレンズ201の移動とともにピント位置が変わる、いわゆるバリフォーカスレンズの場合も対応可能である。この場合、ズームレンズ201の移動ともにオートフォーカスレンズ101も移動させる必要がある。
(Iii) For example, a so-called varifocus lens in which the focus position changes with the movement of the
その動作としては、まず、ズームレンズ201を所望位置まで移動させ((2)の場合)、所望のズーム位置になると、AFのみ行なわれる((1)の場合)。
一旦合焦すると、制御部302から切換部303へ、第一振動波モータ100および第二振動波モータ200へ発振部301から駆動信号が伝わるように指示される。
制御部302から、駆動指令が発令され、発振部301からは周波数f2に設定された駆動信号が発生させ、駆動信号は、第一および第二振動波モータ200に印加され、ズームレンズ201およびオートフォーカスレンズ101が駆動される((3)の場合)。
As the operation, first, the
Once focused, the
A drive command is issued from the
ズームレンズ201が移動してもピントが合うように、オートフォーカスレンズ101を移動させる必要があるが、第一振動波モータ100のギアユニットの減速比と、ズームレンズ201のギアユニットの減速比とを予め調整して、ピントが合う様にされている。
Although it is necessary to move the
一方、オートフォーカスレンズ101のみ駆動させたい場合((1)の場合)には、第一振動波モータ100のみ駆動振動が伝達されるように切換部303を切り替え、通常の周波数制御を行い、速度や位置を決める様にすれば良い。
On the other hand, when it is desired to drive only the autofocus lens 101 (in the case of (1)), the
(第二実施形態)
図6は、第二実施形態のレンズ鏡筒1の駆動装置400を説明する図である。
レンズ鏡筒1のズームレンズ201およびオートフォーカスレンズ101、第一振動波モータ100、第二振動波モータ200の構成は、第一実施形態と同様であるので説明は省略する。
第二実施形態では、駆動装置400において、切換部を設けず、第一発振部401aと第二発振部402bとの2つの発振部を設けた点が第一実施形態と異なる
(Second embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating the
The configurations of the
In the second embodiment, the driving
動作は、第一実施形態と同様と略同様である。ズームレンズ201のみ駆動する場合には、第二振動波モータ200に印加する駆動信号の周波数を可変とする。また、オートフォーカスレンズ101のみ駆動する場合には、第一振動波モータ100に印加する駆動周波数を可変とする。
The operation is substantially the same as in the first embodiment. When only the
そして、ズームレンズ201およびオートフォーカスレンズ101を同時に駆動する場合には、増幅部406,407の一次側の消費電力が極小値をとる周波数f2―1を、第一発振部401aから発振させる。また、増幅部408,409の一次側の消費電力が極小値をとる周波数f2―2を、第一発振部401aから発振させる。
そして、第一振動波モータ100及び第二振動波モータ200を一定の速度で駆動し、消費電力を抑制させる。
When the
Then, the first
以上、本実施形態によると、第一実施形態の効果に加え、第一振動波モータ100及び第二振動波モータ200のそれぞれにおいて、極小となる周波数がそれぞれ周波数f2−1とf2−2と異なる場合において、発振部が2つ(第一発振部401a、第二発振部401b)あるので、それぞれに最適な周波数を発振するようにすることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the minimum frequencies in the first
1:レンズ鏡筒、1A:カメラ、100:第1振動波モータ、101:オートフォーカスレンズ、111:振動子、113:圧電体、114:弾性体、120:移動子、200:第2振動波モータ、201:ズームレンズ、210:移動子、211:振動子、213:圧電体、220:移動子、300:駆動装置、301:発振部、302:制御部、303:切換部、304,305:移相部、306,307,308,309:増幅部、310:第1駆動信号生成部、320:第2駆動信号生成部、400:駆動装置、401a:第1発振部、402b:第2発振部、406,407,408,409:増幅部、L1:誘電素子、L2:誘電素子 1: lens barrel, 1A: camera, 100: first vibration wave motor, 101: autofocus lens, 111: vibrator, 113: piezoelectric body, 114: elastic body, 120: moving element, 200: second vibration wave Motor: 201: Zoom lens, 210: Moving element, 211: Vibrator, 213: Piezoelectric body, 220: Moving element, 300: Driving device, 301: Oscillating unit, 302: Control unit, 303: Switching unit, 304, 305 : Phase shift unit, 306, 307, 308, 309: amplification unit, 310: first drive signal generation unit, 320: second drive signal generation unit, 400: drive device, 401a: first oscillation unit, 402b: second Oscillator, 406, 407, 408, 409: amplifier, L1: dielectric element, L2: dielectric element
Claims (9)
前記複数の振動波モータに同時に駆動信号を印加する場合、
個々の駆動信号生成部における消費電力が、その駆動信号生成部に対応する振動波モータが単独で駆動される場合の消費電力以下になる第一の周波数の駆動信号を、前記振動波モータに印加すること、
を特徴とする振動波モータの駆動装置。 An electromechanical transducer that is vibrated by a drive signal, an elastic body that is joined to the electromechanical transducer and generates a vibration wave on a drive surface due to the vibration, and is pressed by the elastic body and driven by the vibration wave A drive device for a vibration wave motor comprising a plurality of drive signal generators respectively provided for a plurality of vibration wave motors each having a relative motion member.
When simultaneously applying a drive signal to the plurality of vibration wave motors,
A drive signal having a first frequency that causes power consumption in each drive signal generation unit to be equal to or lower than power consumption when the vibration wave motor corresponding to the drive signal generation unit is driven alone is applied to the vibration wave motor. To do,
A drive device for a vibration wave motor characterized by the above.
前記駆動信号が前記第一の周波数のとき、前記消費電力は極小値となること、
を特徴とする振動波モータの駆動装置。 It is a drive device of a vibration wave motor according to claim 1,
When the driving signal is the first frequency, the power consumption is a minimum value;
A drive device for a vibration wave motor characterized by the above.
前記複数の振動波モータに同時に駆動信号を印加する場合、
同一の周波数の駆動信号を前記複数の振動波モータに印加すること、
を特徴とする振動波モータの駆動装置。 It is a drive device of the vibration wave motor according to claim 1 or 2,
When simultaneously applying a drive signal to the plurality of vibration wave motors,
Applying a drive signal having the same frequency to the plurality of vibration wave motors;
A drive device for a vibration wave motor characterized by the above.
前記複数の振動波モータのうちの1つに単独で駆動信号を印加する場合、該駆動信号の周波数は可変であること、
を特徴とする振動波モータの駆動装置。 It is a drive device of a vibration wave motor given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
When a drive signal is applied to one of the plurality of vibration wave motors alone, the frequency of the drive signal is variable;
A drive device for a vibration wave motor characterized by the above.
前記駆動信号生成部は、
前記駆動信号を増幅する増幅部を備え、
前記増幅部の出力段は誘導素子を有し、該誘導素子のインダクタンスは、前記振動波モータが動作可能な周波数内において、前記第一の周波数が含まれるように調整されていること、
を特徴とする振動波モータの駆動装置。 In the drive device of the vibration wave motor according to any one of claims 1 to 4,
The drive signal generator is
An amplifying unit for amplifying the drive signal;
The output stage of the amplifying unit has an inductive element, and the inductance of the inductive element is adjusted to include the first frequency within a frequency at which the vibration wave motor can operate.
A drive device for a vibration wave motor characterized by the above.
前記複数の振動波モータの数は、2であること、
を特徴とする振動波モータの駆動装置。 In the drive device of the vibration wave motor according to any one of claims 1 to 5,
The number of the plurality of vibration wave motors is two;
A drive device for a vibration wave motor characterized by the above.
駆動信号の発振部と、
該発振部から発振された駆動信号が、前記複数の振動波モータのいずれか又は複数に印加されるように切り替える切換部と、を備えたこと、
を特徴とする振動波モータの駆動装置。 In the drive device of the vibration wave motor according to any one of claims 1 to 6,
A drive signal oscillator;
A switching unit that switches the drive signal oscillated from the oscillating unit to be applied to one or more of the plurality of vibration wave motors,
A drive device for a vibration wave motor characterized by the above.
オートフォーカスレンズと、
ズームレンズと、
前記駆動装置よって駆動される、オートフォーカスレンズ駆動用の第一振動波モータ及びズームレンズ駆動用の第二振動波モータと、
を備えるレンズ鏡筒。 A drive device for a vibration wave motor according to any one of claims 1 to 7,
An autofocus lens,
A zoom lens,
A first vibration wave motor for driving an autofocus lens and a second vibration wave motor for driving a zoom lens, which are driven by the driving device;
A lens barrel comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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-
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