JP6526262B2 - Drive device and drive control method for vibration type actuator - Google Patents
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Description
本発明は、振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法に関する。 The present invention relates to a drive device and a drive control method of a vibration type actuator.
詳しくは、超音波振動子に振動波を生じさせ、この超音波振動子に接触する被駆動体を摩擦力により相対移動させる振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法に関する。 More specifically, the present invention relates to a drive device and a drive control method of a vibration-type actuator that generates a vibration wave in an ultrasonic transducer and relatively moves a driven body in contact with the ultrasonic transducer by a frictional force.
電気−機械エネルギー変換素子に交流信号を印加することによって振動体に駆動力を得るようにした振動型アクチュエータを用いるカメラ、ビデオなどが発売されている。 There have been marketed cameras, videos and the like using a vibration-type actuator in which a driving force is obtained for a vibrating body by applying an AC signal to an electro-mechanical energy conversion element.
振動型アクチュエータの基本的な構成としては、例えば図１０に示すような構成が知られている。 As a basic configuration of the vibration-type actuator, for example, a configuration as shown in FIG. 10 is known.
図１１は、従来の振動型アクチュエータの基本的な構成を示す一例を示す外観斜視図である。 FIG. 11 is an appearance perspective view showing an example showing a basic configuration of a conventional vibration type actuator.
図１１に示すように、この振動型アクチュエータの振動子は、矩形の板状に形成された金属材料から成る弾性体４を備え、弾性体４の裏面には圧電素子（電気−機械エネルギー変換素子）５が接合されている。弾性体４の上面の所定位置には、複数の突起部６が設けられている。 As shown in FIG. 11, the vibrator of this vibration type actuator includes an elastic body 4 made of a metal material formed in a rectangular plate shape, and a piezoelectric element (electro-mechanical energy conversion element) is provided on the back surface of the elastic body 4 ) 5 is joined. A plurality of projections 6 are provided at predetermined positions on the upper surface of the elastic body 4.
この構成によれば、圧電素子５に交流電圧を印加することにより、弾性体４の長辺方向における２次の屈曲振動と、弾性体４の短辺方向における１次の屈曲振動とが同時に発生し、突起部６に楕円運動が励起される。 According to this configuration, by applying an alternating voltage to the piezoelectric element 5, secondary bending vibration in the long side direction of the elastic body 4 and primary bending vibration in the short side direction of the elastic body 4 are simultaneously generated. And an elliptical motion is excited in the projection 6.
そして、突起部６に被駆動体７を加圧接触させることにより、被駆動体７を突起部６の楕円運動によって直線的に駆動することができるようになっている。 Then, by bringing the driven body 7 into pressure contact with the projection 6, the driven body 7 can be linearly driven by the elliptical motion of the projection 6.
つまり、突起部６がこの振動子の駆動部として作用する。 That is, the protrusion 6 acts as a drive portion of this vibrator.
このような振動型アクチュエータの構成や駆動原理については、例えば特許文献１などにおいて説明されているので、ここでは詳細な説明は省略する。 The configuration and driving principle of such a vibration-type actuator are described in, for example, Patent Document 1 and the like, and thus detailed description will be omitted here.
ちなみに、振動子は弾性体と圧電素子を張り付けた振動発生部、振動型アクチュエータは加圧接触している被駆動体と振動子が相対移動するための駆動力を発生する部分、振動型モータ装置は上記駆動力部、を少なくとも１つ以上有している。そして、それらの駆動力を被駆動部に与えることにより回転運動もしくは直線運動をさせることが可能となるものである。 Incidentally, the vibrator is a vibration generating unit in which an elastic body and a piezoelectric element are attached, the vibration type actuator is a portion generating a driving force for relative movement of the driven body in pressure contact and the vibration type motor device Has at least one or more of the driving force units. Then, rotational motion or linear motion can be performed by applying the driving force to the driven portion.
図１２は１つの振動型アクチュエータを駆動するためのスィッチング回路の構成図である。 FIG. 12 is a block diagram of a switching circuit for driving one vibration type actuator.
図１２において８は１つの振動子部を模式的に記述したもので、ＶＡ相とＶＡ’相間に電圧を印加し、ＶＢ相とＶＢ’相間にＶＡ相とは位相が異なる電圧を印加することで駆動に必要な２モードを発生させるものである。 In FIG. 12, reference numeral 8 is a schematic description of one vibrator part, in which a voltage is applied between the VA phase and the VA 'phase, and a voltage whose phase is different between the VB phase and the VB' phase is applied. Generates two modes required for driving.
図１２の回路動作の詳細を説明する。 Details of the circuit operation of FIG. 12 will be described.
スィッチング回路には不図示の発振器部より振動型アクチュエータの共振周波数のパルス信号である第一のパルス信号Ａと第一のパルス信号と同じ周波数で位相が異なる第二の信号Ｂの駆動信号が入力される。それぞれのパルス幅およびパルス信号Ａとパルス信号Ｂの位相差は可変である。 In the switching circuit, driving signals of the first pulse signal A which is a pulse signal of the resonance frequency of the vibration type actuator and the second signal B having the same frequency as that of the first pulse signal are inputted from an oscillator unit (not shown) Be done. The respective pulse widths and the phase difference between the pulse signal A and the pulse signal B are variable.
ここでＡ’はパルス信号Ａとは１８０度位相が異なるパルス信号であり、同様にＢ’はパルス信号Ｂと１８０度位相が異なるパルス信号である。 Here, A 'is a pulse signal that is 180 degrees out of phase with the pulse signal A, and similarly B' is a pulse signal that is 180 degrees out of phase with the pulse signal B.
図１２点線部は上記Ａ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’パルス信号をモータ電源電圧でスイッチングするスイッチング回路（手段）である。 The dotted lines in FIG. 12 indicate switching circuits (means) for switching the A, B, A 'and B' pulse signals with the motor power supply voltage.
モータ電源電圧をスイッチング素子５１，５２でスイッチングしてＡのタイミングで電源電圧とＧＮＤ電圧をオンオフさせたＶＡを作成し、インピーダンス素子４１を介して振動型アクチュエータの圧電素子Ａ部の一端（Ａ＋）に、印加する。 The motor power supply voltage is switched by the switching elements 51 and 52 to produce a VA in which the power supply voltage and the GND voltage are turned on and off at timing A, and one end (A +) of the piezoelectric element A portion of the vibration type actuator via the impedance element 41 Apply.
そして、スイッチング素子５３，５４により、Ａ’のタイミングで電源電圧とＧＮＤ電圧をオンオフさせたＶＡ’を作成し、振動型アクチュエータの圧電素子Ａ部のもう一端（Ａ−）に入力させて圧電素子Ａ部に振動を発生させる。 Then, VA ′ is generated by switching the power supply voltage and the GND voltage on and off at timing A ′ by the switching elements 53 and 54, and input to the other end (A−) of the piezoelectric element A portion of the vibration type actuator Generate vibration in part A.
同様に圧電素子Ｂ部もモータ電源電圧をスイッチング素子５５，５６でスイッチングしてＢのタイミングで電源電圧とＧＮＤ電圧をオンオフさせたＶＢを作成し、
インピーダンス素子４２を介して振動型アクチュエータの圧電素子Ｂ部の一端（Ｂ＋）に印加する。そして、スィッチング素子５７，５８により、Ｂ’のタイミングで電源電圧とＧＮＤ電圧をオンオフさせたＶＢ’を作成し、
振動型アクチュエータの圧電素子Ｂ部のもう一端（Ｂ−）に入力させて圧電素子Ｂ部に振動を発生させる。
Similarly, the piezoelectric element B section also switches the motor power supply voltage by the switching elements 55 and 56 to create VB where the power supply voltage and the GND voltage are turned on and off at the timing B
The voltage is applied to one end (B +) of the piezoelectric element B portion of the vibration-type actuator via the impedance element 42. Then, the switching elements 57 and 58 create VB ′ in which the power supply voltage and the GND voltage are turned on and off at timing B ′,
The other end (B-) of the piezoelectric element B of the vibration type actuator is inputted to generate vibration in the piezoelectric element B.
上記インダクタンスは振動型アクチュエータとインピーダンスマッチングさせることで、高電圧に昇圧し、入力電力を増加させることが可能となる。 The above-mentioned inductance can be boosted to a high voltage to increase input power by impedance matching with the vibration type actuator.
モータ電源は、例えば安定化電源、電池などである。 The motor power supply is, for example, a stabilized power supply, a battery or the like.
図１３は振動型アクチュエータの圧電素子の一部に振動検出部を設けたときの駆動周波数に対する駆動電圧と検出電圧の位相差および速度の関係例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the phase difference between the drive voltage and the detection voltage and the speed with respect to the drive frequency when the vibration detection unit is provided in part of the piezoelectric element of the vibration type actuator.
振動型アクチュエータの制御では加圧され摩擦駆動される被駆動体（ここでは移動体）の速度を観測して検出速度が目標速度より低いと周波数を下げて速度を増加させ、検出速度が目標速度より大きいと周波数を低い周波数へ下げるという速度制御を行っている。振動型モータの特性として駆動周波数を下げていくと入力電力が増え、出力も増加する。例えば負荷が一定であれば周波数を下げることで速度が増加していく。よって、ある負荷のときに目標速度になりかつ入力電力もあらかじめ決められた電力を超えないようにモータの出力を決定することで必要な出力を出している。ここで、負荷が想定していた大きさより大きくなるとモータ速度が下がる。 In the control of the vibration-type actuator, the speed of the driven body (here, moving body) pressurized and friction-driven is observed, and if the detected speed is lower than the target speed, the frequency is decreased to increase the speed, and the detected speed is the target speed If it is higher, speed control is performed to lower the frequency to a lower frequency. As the characteristics of the vibration motor decrease the drive frequency, the input power increases and the output also increases. For example, if the load is constant, the speed is increased by lowering the frequency. Therefore, the required output is provided by determining the output of the motor such that the target speed is achieved at a certain load and the input power does not exceed the predetermined power. Here, when the load becomes larger than the assumed size, the motor speed decreases.
このようなときに目標速度が出るように周波数を下げていくと入力電力が前記設定された許容電力よりも大きくなってしまう現象が発生する。 In such a case, if the frequency is lowered so that the target speed is obtained, a phenomenon occurs in which the input power becomes larger than the set allowable power.
また、この振動型アクチュエータの特性として、駆動周波数を共振周波数より高い周波数から除々に下げていくと振動が大きくなる共振周波数で最大速度となるが共振周波数を超えたところで急激に速度が落ちてしまうという現象がある。 Also, as a characteristic of this vibration-type actuator, when the drive frequency is gradually lowered from a frequency higher than the resonance frequency, the maximum speed is obtained at the resonance frequency where the vibration increases, but the speed drops sharply when the resonance frequency is exceeded. There is a phenomenon called.
上記負荷が想定していた大きさより大きくなってしまったときなどに、この周波数領域で上記速度制御アルゴリズムを用いて制御してしまうと共振周波数を超えて周波数を下げ続けてしまい、電力が必要以上に入ってしまう場合がある。 If the load is controlled by using the speed control algorithm in this frequency domain, for example, when the load has become larger than expected, the frequency will continue to be lowered beyond the resonance frequency, and the power will be more than necessary. It may get stuck.
この現象を回避するため、圧電素子の一部に振動検出部を設け駆動電圧と検出電圧の位相差の特性から上記急激に速度が落ちる周波数より手前で駆動周波数を下げることを停止するという制御を行っている。 In order to avoid this phenomenon, a vibration detection unit is provided in part of the piezoelectric element, and control to stop lowering the drive frequency before the frequency at which the speed drops sharply from the characteristics of the phase difference between the drive voltage and the detected voltage is controlled. Is going.
図１４は複数の振動子を同一線上に配置したものである。 FIG. 14 shows a plurality of transducers arranged on the same line.
移動体７は振動子部Ｓ１とＳ２により接触駆動され、直線方向に駆動される。 The movable body 7 is contact-driven by the vibrator portions S1 and S2 and driven in a linear direction.
図１４の形態では上記振動子部を直線上に２ヶ配置している。このように配置することにより、推力が振動子１ヶ当たりに比べ２倍にすることが可能となり、振動子１つで駆動するときよりも大きな出力を発生させることが可能である。 In the embodiment of FIG. 14, two of the above-mentioned vibrator portions are arranged on a straight line. By arranging in this manner, it is possible to make the thrust twice as large as that per vibrator, and it is possible to generate a larger output than when driving with one vibrator.
同様に、振動子の数を３ヶにすれば、推力３倍、４ヶにすれば推力４倍というように、このような構成を取ることで、必要な推力に応じて振動子の数を変えることで対応できる。 Similarly, if the number of vibrators is three, the thrust is three times, and if four is four, by adopting such a configuration, the number of vibrators can be increased according to the required thrust. It can respond by changing it.
上記複数振動子を用いた振動型モータ装置では振動子が複数となることから、最適な駆動周波数で駆動させる場合、従来例の方法を用いようとすると、それぞれの振動子の駆動電圧と振動検出部からの電圧の位相差を検出する必要がある。そのため信号処理回路も複数必要となり、回路規模が大きくなる。 In the vibration type motor device using a plurality of vibrators, since there are a plurality of vibrators, when using the method of the prior art when driving with the optimum driving frequency, the driving voltage and vibration detection of each vibrator It is necessary to detect the phase difference of the voltage from the unit. Therefore, a plurality of signal processing circuits are also required, and the circuit scale becomes large.
また、上記位相差検出および信号処理回路を１つにしようと考えた場合、急峻な速度低下が発生する駆動周波数が最も高い１つの振動子を選択するなどの工夫が必要となる。 In addition, when it is considered that one phase difference detection and signal processing circuit is to be provided, it is necessary to devise a method such as selecting one vibrator having the highest driving frequency at which a sharp speed drop occurs.
また、駆動周波数が最も高い振動子を絞りこめたとしても、駆動電圧と検出電圧との位相差特性にもばらつきがあるため、急激な速度低下を避けるためにはかなりの特性マージンが必要となる。 In addition, even if the vibrator with the highest drive frequency is narrowed down, the phase difference characteristics between the drive voltage and the detection voltage also vary, so a considerable characteristic margin is required to avoid a rapid speed drop. .
本発明は、上記課題に鑑み、過負荷や振動子特性のバラツキにより速度が急激に低下することを抑制し、所定の周波数範囲で駆動することが可能となる振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention suppresses a rapid decrease in speed due to overload and variations in vibrator characteristics, and drives and controls drive of a vibration-type actuator that can be driven in a predetermined frequency range. The purpose is to provide a method.
本発明の駆動装置は、複数の振動子を有し前記複数の振動子と被駆動体とを相対移動させる振動型アクチュエータの、駆動装置であって、前記複数の振動子に供給する電流の和を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の振動子の駆動周波数を設定する駆動周波数設定手段と、を有することを特徴とする。 The drive device according to the present invention is a drive device of a vibration type actuator having a plurality of vibrators and relatively moving the plurality of vibrators and the driven body, and a sum of currents supplied to the plurality of vibrators. And a drive frequency setting unit configured to set a drive frequency of the plurality of vibrators based on the detection result of the detection unit .
また、本発明の制御方法は、複数の振動子を有し前記複数の振動子と被駆動体とを相対移動させる振動型アクチュエータの、制御方法であって、前記複数の振動子に供給する電流の和を検出する検出工程と、前記検出工程の検出結果に基づいて、前記複数の振動子の駆動周波数を設定する駆動周波数設定工程と、を有することを特徴とする。 Further, a control method of the present invention is a control method of a vibration type actuator having a plurality of vibrators and relatively moving the plurality of vibrators and the driven body, and a current supplied to the plurality of vibrators And a drive frequency setting step of setting a drive frequency of the plurality of vibrators based on a detection result of the detection step .
本発明によれば、過負荷や振動子特性のバラツキにより速度が急激に低下することを抑制し、所定の周波数範囲で駆動することが可能となる振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the rapid decrease of the speed due to the overload and the variation of the vibrator characteristic, and realize the drive device and the drive control method of the vibration type actuator which can drive in a predetermined frequency range. can do.
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。 The mode for carrying out the present invention will be described by the following examples.
［実施例１］
実施例１として、複数の振動子を同一円周上に配置し、円環形状の被駆動体を回転移動させるタイプの振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法の構成例を、図を用いて説明する。
Example 1
As Example 1, a configuration example of a drive device and a drive control method of a vibration type actuator of a type in which a plurality of vibrators are arranged on the same circumference and a ring-shaped driven body is rotationally moved explain.
本実施例の振動型アクチュエータの駆動装置は、
電気−機械エネルギー変換素子に固定され、該電気−機械エネルギー変換素子への電圧の印加により振動する振動子を複数備えた振動体部を有している。
The driving device of the vibration type actuator of this embodiment is
The vibrator portion includes a plurality of vibrators fixed to the electro-mechanical energy conversion element and vibrated by application of a voltage to the electro-mechanical energy conversion element.
また、前記振動体部における振動子に押圧されて摩擦駆動され、前記振動体部に対して相対移動する被駆動体を有している。 Further, the vibrator has a driven body which is pressed by a vibrator in the vibrator portion and frictionally driven to move relative to the vibrator portion.
具体的には、図１に示すように、上記振動子部を１ａ、１ｂ、１ｃとし、１２０度間隔で３ヶ配置している。ここでは、被駆動体が回転移動する例を示すが、被駆動体が固定され、振動体部が回転移動してもよい。 Specifically, as shown in FIG. 1, the above-mentioned vibrator parts are 1a, 1b and 1c, and three pieces are arranged at an interval of 120 degrees. Here, although an example in which the driven body rotates and moves is shown, the driven body may be fixed and the vibrator portion may rotate and move.
リング形状の被駆動体２は不図示のガイドで回転以外の動作はできないようになっている。 The ring-shaped driven body 2 can not be operated except for rotation by a guide (not shown).
このように、３ヶの振動子を用い１つの被駆動体を合成した力で駆動することで、振動子１つで駆動するときの３倍の推力を発生させることが可能である。 As described above, by driving one driven body with a combined force using three vibrators, it is possible to generate three times as much thrust as driving with one vibrator.
図２は、本実施形態における振動型アクチュエータの駆動回路の構成例を説明するブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration example of a drive circuit of the vibration-type actuator in the present embodiment.
図２において、１４は複数振動子から成る振動型アクチュエータ装置である。 In FIG. 2, reference numeral 14 denotes a vibration-type actuator device comprising a plurality of vibrators.
本振動型アクチュエータ装置では、従来振動子１つに対しスィッチング回路も１つであったのに対し、スィッチング回路は１つで、各振動子へインピーダンス素子を介し給電する形をとっている。 In the present vibration type actuator device, one switching circuit is provided for one vibrator in the related art, but there is one switching circuit and power is supplied to each vibrator via an impedance element.
１０はマイクロコンピュータなどのコント−ロールを司るマイコン部分である。以下、１０をマイコン部と略す。 The reference numeral 10 denotes a microcomputer that controls control of a microcomputer or the like. Hereinafter, 10 is abbreviated as a microcomputer unit.
１１はマイコン部の指令値に応じて振動子の共振周波数のパルス信号である第一のパルス信号Ａと第一のパルス信号と同じ周波数で位相が異なる第二の信号Ｂの駆動信号を発生させる発振器部である。それぞれのパルス幅およびパルス信号Ａとパルス信号Ｂの位相差は可変である。 11 generates a drive signal of the second signal B having the same frequency as the first pulse signal A and the first pulse signal A, which is a pulse signal of the resonance frequency of the vibrator, according to the command value of the microcomputer unit It is an oscillator part. The respective pulse widths and the phase difference between the pulse signal A and the pulse signal B are variable.
ここでＡ’はパルス信号Ａと、Ｂ’はパルス信号Ｂと、それぞれ１８０度位相が異なるパルス信号である。 Here, A 'is a pulse signal A, and B' is a pulse signal which is 180 degrees out of phase with the pulse signal B.
マイコン１０の指令により、駆動周波数、ＡＢの位相差、ＡＢのパルス幅などが設定され上記Ａ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’パルス信号が出力される。 The driving frequency, the phase difference of AB, the pulse width of AB, and the like are set by the command of the microcomputer 10, and the A, B, A ', and B' pulse signals are output.
１２は、図１２で示したＡ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’パルス信号を電源電圧でスイッチングするスイッチング回路（駆動回路）である。 A switching circuit (drive circuit) 12 switches the A, B, A 'and B' pulse signals shown in FIG. 12 with a power supply voltage.
Ａ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’パルス信号をモータに印加する電圧パルスＶＡ、ＶＢ，ＶＡ’，ＶＢ’として、ＶＡ，ＶＢはインピーダンス素子を介して振動子の圧電素子の端子Ａ＋および圧電素子の端子Ｂ＋に印加される。 As voltage pulses VA, VB, VA ', VB' for applying A, B, A ', B' pulse signals to the motor, VA, VB represent the terminals A + of the piezoelectric element of the vibrator and the piezoelectric element via the impedance elements. Applied to terminal B +.
また、ＶＡ’，ＶＢ’はそのまま圧電素子の端子Ａ−および圧電素子の端子Ｂ−に印加される。 Also, VA 'and VB' are applied as they are to the terminal A- of the piezoelectric element and the terminal B- of the piezoelectric element.
上記インピーダンス素子は振動子と圧電素子とインダクタンスでインピーダンスマッチングさせることで、電圧を昇圧し、より多くの入力電力が入りやすいよう構成された回路である。 The above-described impedance element is a circuit configured to boost a voltage and to easily receive more input power by performing impedance matching with a vibrator and a piezoelectric element and an inductance.
１６は直流電源であり、例えば安定化電源、電池などである。 Reference numeral 16 denotes a DC power supply, such as a stabilized power supply or a battery.
複数の振動子部を駆動させる場合、スイッチング回路を振動子部の数分必要とするが、図１の本実施例ではスイッチング回路を一つにし、スィッチング回路出力をそれぞれの振動子用に分岐している。 In the case of driving a plurality of vibrator units, switching circuits are required for the number of the vibrator units, but in the present embodiment of FIG. 1, the switching circuit is one and the switching circuit output is branched for each vibrator. ing.
ここで、ＶＡとＶＢはインピーダンス素子を介して振動子に接続するという形をとっている。 Here, VA and VB are connected to the vibrator via impedance elements.
すなわち、本実施例では３つの振動子が配置されているためＶＡ信号が３つに分かれ（１−ＶＡ，２−ＶＡ，３−ＶＡ）インピーダンス素子２１，２３，２５を介して１ａの圧電素子の端子１−Ａ＋、１ｂの圧電素子２−の端子Ａ＋、１ｃの圧電素子３−の端子Ａ＋に印加される。 That is, since three vibrators are arranged in the present embodiment, the VA signal is divided into three (1-VA, 2-VA, 3-VA) and the piezoelectric element 1a via the impedance elements 21, 23, 25. The terminal 1-A +, the terminal A + of the piezoelectric element 2- of 1b, and the terminal A + of the piezoelectric element 3-c of 1c are applied.
ＶＡ’信号も同様に３つに分かれ（１−ＶＡ’，２−ＶＡ’，３−ＶＡ’）１ａの圧電素子の端子１−Ａ−、１ｂの圧電素子の端子２−Ａ−、１ｃの圧電素子の端子３−Ａ−に印加される。 Similarly, the VA ′ signal is divided into three (1-VA ′, 2-VA ′, 3-VA ′) 1a of the piezoelectric element 1-A-, 1b of the piezoelectric element 2-A-, 1c The voltage is applied to the terminal 3-A- of the piezoelectric element.
ＶＢ信号も同様に３つに分かれ（１−ＶＢ，２−ＶＢ，３−ＶＢ）インピーダンス素子２２，２４，２６を介して１ａの圧電素子の端子Ｂ１−＋、１ｂの圧電素子の端子２−Ｂ＋、１ｃの圧電素子３−の端子Ｂ＋に印加される。ＶＢ’信号も同様に３つに分かれ（１−ＶＢ’，２−ＶＢ’，３−ＶＢ’）１ａの圧電素子の端子１−Ｂ−、１ｂの圧電素子の端子２−Ｂ−、１ｃの圧電素子３−の端子Ｂ−に印加される。 Similarly, the VB signal is also divided into three (1-VB, 2-VB, 3-VB) via the impedance elements 22, 24 and 26. The terminal B1- + of the piezoelectric element of 1a and the terminal 2- of the piezoelectric element of 1b The voltage is applied to the terminal B + of the piezoelectric element 3-of B + and 1 c. Similarly, the VB 'signal is divided into three parts (1-VB', 2-VB ', 3-VB') 1a of the piezoelectric element 1-B-, 1b of the piezoelectric element 2-B-, 1c The voltage is applied to the terminal B- of the piezoelectric element 3-.
１５は例えばフォトインタラプタとスリット板からなる回転部の回転位置を検出する位置検出手段である。この位置検出手段１５で得られた結果により、回転体の位置および速度情報がマイコン部１０に渡されマイコン部はそれに応じてモータをコントロールする。１７は電力検出回路部（複数の振動子で消費される消費電力の和を検出する手段であり、ここでは、それも含めた駆動回路で消費される消費電力の和を検出する検出手段）であり、スィッチング回路１２で振動型モータ装置を駆動するときの３個の振動子部に印加するトータルの電力を検出し、その値をマイコン部１０に通知する。ここで、検出される電力は電圧と電流の積であり電源電圧が一定値であれば電流値のみでも電力の大きさをモニタすることが可能である。ここでは、複数の振動子に対し共通の駆動回路が設けられているため、電力検出回路部１７は、振動回路で消費される消費電力の和を検出する手段としたが、電力検出回路部は、複数の振動子で消費される消費電力の和を検出する機能を有していればよく、例えば、複数の振動子それぞれの振動子に駆動回路を設けて、それら駆動回路の消費電力の和を検出する手段でもよい。 Reference numeral 15 denotes position detecting means for detecting, for example, the rotational position of a rotating portion composed of a photo interrupter and a slit plate. Based on the result obtained by the position detection means 15, the position and speed information of the rotating body is passed to the microcomputer unit 10, and the microcomputer unit controls the motor accordingly. Reference numeral 17 denotes a power detection circuit unit (means for detecting the sum of power consumption consumed by a plurality of transducers, and here, detection means for detecting the sum of power consumption consumed by the drive circuit including it) The total power applied to the three vibrators when driving the vibration type motor apparatus by the switching circuit 12 is detected, and the value is notified to the microcomputer unit 10. Here, the detected power is the product of voltage and current, and if the power supply voltage is a constant value, it is possible to monitor the magnitude of the power with only the current value. Here, since a common drive circuit is provided for a plurality of vibrators, the power detection circuit unit 17 is a means for detecting the sum of the power consumption consumed by the vibration circuit, but the power detection circuit unit 17 It is sufficient to have a function of detecting the sum of power consumption consumed by a plurality of vibrators. For example, a drive circuit is provided for the vibrator of each of the plurality of vibrators, and the sum of the power consumption of those drive circuits It may be a means for detecting
図３は上記電力検出回路部である電流検出回路の詳細構成図である。 FIG. 3 is a detailed block diagram of the current detection circuit which is the power detection circuit unit.
３１は電流を電圧に変換するためのシャント抵抗、３２は該シャント抵抗間の電圧を検出する差動増幅器であり、この出力Ｉｏｕｔが電流値に比例した電圧値となる。 Reference numeral 31 denotes a shunt resistor for converting current into voltage, and reference numeral 32 denotes a differential amplifier for detecting the voltage between the shunt resistors, and the output Iout has a voltage value proportional to the current value.
この出力電圧Ｉｏｕｔは、ＡＤ変換器等を介してマイコン部１０に取り込まれる。３３はインピーダンス素子、３４，３５はコンデンサであり３３〜３５でノイズ除去フィルタを構成している。 The output voltage Iout is taken into the microcomputer unit 10 via an AD converter or the like. 33 is an impedance element, 34 and 35 are capacitors, and 33 to 35 constitute a noise removal filter.
本フィルタを挿入することで電流波形がきれいになり差動アンプ出力もノイズの少ない信号が得られる。ただし、本フィルタは電流検出回路には必須ではなくノイズが少ない状態では省くことも可能である。 By inserting this filter, the current waveform becomes clear and a signal with less noise can be obtained from the differential amplifier output. However, this filter is not essential for the current detection circuit, and can be omitted in a state with little noise.
上記回路構成にて３つの振動子部を駆動しかつ電流検出回路１７で、それぞれの振動子部に流れる電流の合計を検出することが可能である。 With the above circuit configuration, it is possible to drive the three vibrator units and to detect the total of the currents flowing through the respective vibrator units by the current detection circuit 17.
図４は、アルゴリズムを説明するための周波数ｖｓ電力、モータ速度の関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between frequency vs. power and motor speed for describing the algorithm.
図５に本実施例のアルゴリズムを示し、図４を参照しながら動作を説明する。 The algorithm of the present embodiment is shown in FIG. 5, and the operation will be described with reference to FIG.
モータ起動時はマイコン部１０は十分速度の低い周波数ｆｓを設定し、振動子部に交流電圧の印加を開始させる（Ｆ−１１、Ｆ−１２）。 When the motor is started, the microcomputer unit 10 sets a sufficiently low frequency fs to cause the vibrator unit to start application of an alternating voltage (F-11, F-12).
次に、速度検出手段により現在の位置を検出する（Ｆ−１３）。 Next, the current position is detected by the speed detection means (F-13).
ここで、位置偏差からＰＩＤ演算した結果をＰＩＤ制御周波数（ｆ＿ｄｒ１）とする（Ｆ−１４）。 Here, the PID control frequency (f_dr1) is the result of the PID calculation based on the position deviation (F-14).
上記ＰＩＤ制御周波数を発振器部１１に出力する（Ｆ−１５）。 The PID control frequency is output to the oscillator unit 11 (F-15).
次に、該電力検出手段１７より３振動子合計の電力を検出する（Ｆ−１６）。 Next, the power detection means 17 detects the total power of three vibrators (F-16).
図４では３つの振動子部それぞれの電力としてＭ１電力、Ｍ２電力、Ｍ３電力として記載している。 In FIG. 4, the power of each of the three vibrator units is described as M1 power, M2 power, and M3 power.
振動子部の共振周波数の違いなどにより電力特性が周波数によりずれていることがわかる。実際に製造誤差、加圧などの取り付け誤差によりこのような周波数ずれが発生する。 It can be seen that the power characteristic is shifted due to the frequency due to the difference in the resonance frequency of the vibrator part and the like. Actually, such frequency deviation occurs due to mounting errors such as manufacturing errors and pressure.
図４の実線はそのときの電力の和の、電力特性を示している。 The solid line in FIG. 4 shows the power characteristic of the sum of the power at that time.
Ｐ＿Ｌｉｍの値は、Ｍ１〜Ｍ３の電力特性が周波数を下げることで低下するようになる手前の値となっている。Ｍ１〜Ｍ３電力は、本実施例の効果を分かりやすくするために記載しているが、本実施例で実際に検出しているのは電力の和のみである。 The value of P_Lim is a value before the power characteristics of M1 to M3 are lowered by lowering the frequency. Although the M1 to M3 powers are described in order to make the effects of the present embodiment intelligible, in the present embodiment, only the sum of the powers is actually detected.
ここで、検出電力値があらかじめ設定されたＰ＿Ｌｉｍよりも大きいか小さいかをマイコン部１０で判断する（Ｆ−１７）。 Here, the microcomputer unit 10 determines whether the detected power value is larger or smaller than a preset P_Lim (F-17).
検出電力Ｐｉ≧Ｐ＿Ｌｉｍとなった場合はその駆動電圧の周波数よりも低い周波数にすると、より電力が大きくなるので駆動周波数を固定もしくはそれより高い周波数（その周波数にプラスαした周波数）にマイコン部（駆動周波数設定手段）１０によって設定する（Ｆ−１８）。 If the detected power Pi P P_Lim, if the frequency is lower than the frequency of the drive voltage, the power becomes higher, so the drive frequency is fixed or higher (a frequency that is α more than that frequency). Drive frequency setting means) 10) (F-18).
なお、駆動周波数を、検出電力Ｐｉ≧Ｐ＿Ｌｉｍとなった瞬間の駆動周波数に固定すると時間経過すると、オーバーシュートなどにより更にＰｉ≧Ｐ＿Ｌｉｍになるケースがある。プラスαの値は、それを避けるための周波数シフト量であり、上記オーバーシュートがあってもＰｉ≧Ｐ＿Ｌｉｍにならないようにするシフト量が設定される。 If the drive frequency is fixed to the drive frequency at the moment when the detected power Pi P P_Lim, there is a case where Pi ≧ P_Lim is obtained by overshoot or the like when time passes. The value of plus α is a frequency shift amount to avoid it, and a shift amount is set so as not to satisfy PiLP_Lim even if the overshoot occurs.
なお、駆動周波数設定手段１０は、検出電力ＰｉがＰ＿Ｌｉｍとなるまで、駆動周波数を、前回の検出時の駆動周波数より低い値に設定するように構成してもよい。 The drive frequency setting means 10 may be configured to set the drive frequency to a value lower than the drive frequency at the time of the previous detection until the detected power Pi becomes P_Lim.
このようにＦ−１６〜Ｆ−１８の動作を入れることにより電力の和がある値（所定量）以上になることを防ぐことが可能である。 By putting the operations of F-16 to F-18 in this way, it is possible to prevent the sum of the powers from exceeding a certain value (predetermined amount).
また、Ｐ＿Ｌｉｍの値は前記急激に速度が低下する周波数での電力よりも小さい値に設定するため、この動作を入れることで駆動速度が急激に低下することを抑制し、所定の周波数範囲内の周波数での駆動を可能とすることができる。 In addition, since the value of P_Lim is set to a value smaller than the power at the frequency at which the speed is rapidly reduced, the drive speed is prevented from being sharply reduced by entering this operation, and the value within the predetermined frequency range Driving at frequency can be enabled.
電力がＰ＿Ｌｉｍよりも小さいときは前記設定された制御周波数ｆ＿ｄｒ１をｆ＿ｄｒに設定して駆動し、位置検出後、目標位置に到達しているか否かを検出する（Ｆ−１９、Ｆ−２０）。 When the power is smaller than P_Lim, the set control frequency f_dr1 is set to f_dr and driven, and after position detection, it is detected whether or not the target position is reached (F-19, F-20).
目標位置に到達していなければＦ−１４に戻りモータ制御を繰り返す。 If the target position has not been reached, the process returns to F-14 and motor control is repeated.
そして、目標位置に到達したときにモータを停止させる（Ｆ−２１）。 Then, when the target position is reached, the motor is stopped (F-21).
このように本実施例は周波数に対する３つの振動子部の電力の和を検出し、あらかじめ設定された電力の制限値Ｐ＿Ｌｉｍを超えないように制御することで電力が大きくなることを防ぐことができる。更には、速度が急峻に低下する周波数領域に駆動周波数が行かないように駆動周波数をコントロールすることも可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the sum of the power of the three vibrators with respect to the frequency is detected, and control can be performed so as not to exceed the preset power limit value P_Lim. . Furthermore, it is also possible to control the drive frequency so that the drive frequency does not go to the frequency region where the speed drops sharply.
ここで、あらかじめ設定された電力の制限値Ｐ＿Ｌｉｍは３つの振動子部の共振周波数のばらつきも考慮してどの振動子部も電力が入りすぎることが無いような値に設定する必要がある。 Here, it is necessary to set the limit value P_Lim of the power set in advance to such a value that no power enters too much in any of the transducer parts in consideration of the variation of the resonance frequency of the three transducer parts.
本実施例では 振動子が３ヶのときの説明をしているが、本提案は振動子が複数であれば同様にして実施することが可能である。 In the present embodiment, the case where there are three transducers is described, but the present proposal can be implemented similarly if there are a plurality of transducers.
［実施例２］
実施例２として、実施例１とは異なる形態の振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法の構成例を、図６を用いて説明する。
Example 2
As a second embodiment, a configuration example of a drive device and a drive control method of a vibration-type actuator different from that of the first embodiment will be described with reference to FIG.
図６は、本実施例における振動型アクチュエータの駆動回路の構成例を説明するブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram for explaining an example of the configuration of the drive circuit of the vibration-type actuator in the present embodiment.
実施例１ではスイッチング回路とインピーダンス素子の間で３つの振動子に配線が分岐されたのに対し、実施例２ではインピーダンス素子２１，２２と振動子部との間で配線が分岐されている。 In the first embodiment, the wiring is branched to three vibrators between the switching circuit and the impedance element, whereas in the second embodiment, the wiring is branched between the impedance elements 21 and 22 and the vibrator portion.
実施例１のようにスイッチング回路とインピーダンス素子の間で分岐させた場合、それぞれの振動子の共振周波数がずれていて、１つの振動子部からの速度が低下しても残りの振動子部は正常に駆動される。 In the case of branching between the switching circuit and the impedance element as in the first embodiment, the resonance frequencies of the respective vibrators are deviated, and even if the speed from one vibrator part is reduced, the remaining vibrator parts are It is driven normally.
本実施例のようにインピーダンス素子２１，２２と振動子との間で配線が分岐される場合１つの振動子部の駆動周波数が共振周波数より低くなってしまった場合、インピーダンス特性が変わり他の振動子部への印加電圧も変化してしまうという問題がある。そのため、インピーダンス素子をそれぞれの振動子部（合計６ヶ）に接続していた。 When the wiring is branched between the impedance elements 21 and 22 and the vibrator as in the present embodiment When the drive frequency of one vibrator part becomes lower than the resonance frequency, the impedance characteristic changes and the other vibration There is a problem that the voltage applied to the child part also changes. Therefore, impedance elements are connected to the respective transducer parts (a total of six pieces).
本実施例では電力特性の変化点を抑えることで、インピーダンス素子を共有しても振動子部の特性が落ちないように周波数を制御するアルゴリズムとし、２ヶのインピーダンス素子にする構成を可能としている。 In this embodiment, by suppressing the change point of the power characteristic, an algorithm is used to control the frequency so that the characteristic of the vibrator does not deteriorate even if the impedance element is shared, and it is possible to configure two impedance elements. .
図７は、本実施例の制御アルゴリズムを説明するための周波数ｖｓ速度、電力を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing frequency vs. speed and power for explaining the control algorithm of this embodiment.
本実施例では、駆動周波数の下限値を決めるための指標として駆動周波数における電力の和の変化率（傾き）を算出している。 In this embodiment, the change rate (slope) of the sum of power at the drive frequency is calculated as an index for determining the lower limit value of the drive frequency.
図８は本実施例のアルゴリズムを示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an algorithm of the present embodiment.
図８に本実施例のフローを示し 図７を参照しながら動作を説明する。 The flow of the present embodiment is shown in FIG. 8 and the operation will be described with reference to FIG.
図７では、実施例１と同様に 実際には検出されていない振動子部個々の電力もグラフ上にプロットしている。 In FIG. 7, the power of each transducer portion not actually detected is also plotted on the graph as in the first embodiment.
ここで、振動子部個々の電力は実施例１のときに比べ共振周波数がばらつき、個々の電力最大になる周波数がずれている場合を示している。 Here, the case where the power of each vibrator part is different from that in Example 1 in the resonance frequency and the frequency at which each power is maximum is deviated.
図８のアルゴリズムにおいて、Ｆ−１６〜Ｆ−１８以外は実施例１と同様な動作である。 The algorithm of FIG. 8 is the same as that of the first embodiment except for F-16 to F-18.
起動時、高い周波数ｆｓに駆動周波数を設定し動作させる（Ｆ−１１、Ｆ−２０）。 At startup, the drive frequency is set to a high frequency fs and operated (F-11, F-20).
実施例１と同様、駆動周波数設定手段は、速度制御動作により制御周波数（駆動周波数）を変更しながら電力の和の傾き（制御周波数に対する電力の和の変化率）も検出し目標速度に達していなければ周波数を高い側から下げていく動作を続ける（ｆ−１３〜ｆ−２０）。 As in the first embodiment, the drive frequency setting means detects the slope of the sum of power (rate of change of the sum of the power to the control frequency) while changing the control frequency (drive frequency) by the speed control operation and reaches the target speed. If not, the operation continues to lower the frequency from the high side (f-13 to f-20).
上記動作中に検出電力の傾き値（制御周波数に対する検出電力の変化率）があらかじめ設定されたＫ＿Ｌｉｍよりも大きいか小さいか判断する（Ｆ−２２、Ｆ−２３）。 During the operation, it is determined whether the slope value of the detected power (the rate of change of the detected power with respect to the control frequency) is larger or smaller than a preset K_Lim (F-22, F-23).
周波数に対する検出電力の変化率≧Ｋ＿Ｌｉｍとなった場合はその周波数よりも低い周波数にすると、より電力が大きくなり、且つ、ある振動型モータの急激に速度低下する周波数になってしまう。そのため、そのようにならないように駆動周波数を固定もしくはそれより高い周波数（その周波数にプラスαした周波数）に設定する（Ｆ−２４）。 If the rate of change of detected power with respect to the frequency ≧ K_Lim, if the frequency is lower than that frequency, the power becomes higher and the frequency of the vibration type motor drops rapidly. Therefore, the drive frequency is set to a fixed or higher frequency (a frequency added to the frequency α) (F-24) so as not to do so.
なお、駆動周波数を、周波数に対する検出電力の変化率≧Ｋ＿Ｌｉｍとなった瞬間の駆動周波数に固定すると、時間経過するとオーバーシュートなどにより、更に周波数に対する検出電力の変化率≧Ｋ＿Ｌｉｍになるケースがある。プラスαの値は、それを避けるための周波数シフト量である。上記オーバーシュートがあっても周波数に対する検出電力の変化率≧Ｋ＿Ｌｉｍにならないようにするシフト量が設定される。 If the drive frequency is fixed to the drive frequency at the moment when the rate of change of detected power to frequency ≧ K_Lim, there are cases where the rate of change of detected power to frequency K K_Lim due to overshoot or the like when time passes. The value of plus α is the amount of frequency shift to avoid it. A shift amount is set to prevent the change rate of the detected power with respect to the frequency KK_Lim even if the overshoot occurs.
上記周波数に対する検出電力の変化率がＫ＿Ｌｉｍを超える動作がない範囲であれば駆動周波数ｆ＿ｄｒは速度制御による制御周波数ｆ＿ｄｒ１になる状態を繰り返す速度制御ループとして動作するのでモータ停止の指令が来るまでは通常の速度制御での動作を繰り返す。 If there is no operation where the rate of change of detected power with respect to the frequency exceeds K_Lim, the drive frequency f_dr repeats the state of becoming the control frequency f_dr1 by speed control, so it operates as a speed control loop. Repeat the operation of the speed control of.
そして、目標位置に到達したときにモータ停止させる（Ｆ−２１）。 Then, when the target position is reached, the motor is stopped (F-21).
［実施例３］
実施例３として、周波数に対する検出された消費電力の和の変化率の符号を検出し、該符号が正から負に変わった周波数よりも低い周波数にならないように駆動周波数を設定するようにした構成例、
及び、周波数に対する検出された消費電力の和の変化率が増加する傾向の周波数をスタート周波数とし、前記駆動速度および前記消費電力が増加する周波数へ周波数を掃引させるようにした構成例について説明する。
[Example 3]
In the third embodiment, the sign of the rate of change of the sum of the detected power consumption with respect to the frequency is detected, and the drive frequency is set so that the sign does not fall below the frequency that changed from positive to negative. Example
A description will be given of a configuration example in which the frequency is swept to a frequency at which the drive speed and the power consumption increase, with the frequency at which the change rate of the sum of the detected power consumption with respect to frequency increases.
図９は、本実施例の制御アルゴリズムを説明するための周波数ｖｓ速度、電力および電力の和とその変化率、変化率の符号を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing the sum of frequency vs. speed, power and power, the rate of change thereof, and the sign of the rate of change for describing the control algorithm of this embodiment.
本実施例は、周波数の下限値を決めるための指標として電力の和の変化率の符号を算出して用いるようにされている。 In this embodiment, the sign of the rate of change of the sum of power is calculated and used as an index for determining the lower limit value of the frequency.
実施例２のように電力の和の変化率の値で動作周波数を決定する場合、あらかじめリミットとする値Ｋ＿Ｌｉｍを決定しておく必要があるのに対し本実施例では電力の和の変化率の符号を検出するようにするため、上記Ｋ＿Ｌｉｍを設定するための測定が不要となり、アルゴリズムを簡単にすることが可能である。 When the operating frequency is determined by the value of the rate of change of the sum of power as in the second embodiment, it is necessary to determine the value K_Lim as the limit in advance, whereas in the present embodiment the rate of change of the sum of the power is In order to detect the code, the measurement for setting the above K_Lim becomes unnecessary, and the algorithm can be simplified.
Ｋの値は実施例２と同様に電力の和の変化率であり、Ｆの値は電力の和の符号を示している。Ｆの値がＨｉであるときは電力の和の変化率がプラスであり、Ｆの値がＬｏである時は電力の和の変化率がマイナスであることを示している。 As in the second embodiment, the value of K is the rate of change of the sum of power, and the value of F indicates the sign of the sum of power. When the value of F is Hi, the change rate of the sum of power is positive, and when the value of F is Lo, it indicates that the change rate of the sum of power is negative.
図１０は本実施例のアルゴリズムを示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing an algorithm of the present embodiment.
図１０に本実施例のフローを示し図９を参照しながら動作を説明する。 The flow of the present embodiment is shown in FIG. 10, and the operation will be described with reference to FIG.
図９でも実施例１と同様に実際には検出されていない振動子部個々の電力もグラフ上にプロットしている。 Also in FIG. 9, the power of each transducer portion not actually detected is also plotted on the graph as in the first embodiment.
図１０のアルゴリズムにおいてＦ−２５〜Ｆ−２７以外は、実施例２と同様な動作である。 Operations other than F-25 to F-27 in the algorithm of FIG. 10 are similar to those of the second embodiment.
起動時、高い周波数ｆｓに駆動周波数を設定し動作させる（Ｆ−１１、Ｆ−１２）。 At startup, the drive frequency is set to a high frequency fs and operated (F-11, F-12).
実施例１と同様速度制御動作により制御周波数（駆動周波数）を変更しながら、周波数に対する電力の和の変化率（傾き）の符号を検出し符号がプラスであれば、駆動周波数設定手段は、周波数を高い側から下げていく動作を続ける。上記動作中に周波数に対する電力の和の変化率（傾き）の符号を検出する（Ｆ−２５）。 As in the first embodiment, while changing the control frequency (drive frequency) by the speed control operation, the sign of the rate of change (slope) of the sum of power with respect to the frequency is detected. Continue to move down from the high side. During the above operation, the sign of the rate of change (slope) of the sum of power versus frequency is detected (F-25).
周波数に対する電力の和の変化率（傾き）の符号がマイナスになったとき、どれかの振動型モータの電力が落ち始めた（共振周波数を超えてしまった）ことがわかり、それ以上周波数を下げるのを停止もしくはプラスαの周波数にもどす動作を行う（Ｆ−２７）。 When the sign of the rate of change (slope) of the sum of power versus frequency becomes negative, it is known that the power of one of the vibration motors has begun to fall (the resonant frequency has been exceeded), and the frequency is lowered further To stop it or return it to the frequency of plus α (F-27).
ちなみに、図９からもわかるように実施例３において周波数に対する電力の和の変化率（傾き）の符号がマイナスになった周波数よりも下げてしまうとどれかのモータの速度が急峻に低下する周波数領域になり振動型モータが停止してしまう。 Incidentally, as can be understood from FIG. 9 as well, in the third embodiment, if the sign of the rate of change (slope) of the sum of power with respect to frequency is lower than the frequency where the sign becomes negative, It becomes an area and the vibration type motor stops.
この周波数領域では周波数を下げていっても振動型モータの速度が上がらないため、速度制御ループが正常にならず、速度制御ができなくなってしまう。 In this frequency range, even if the frequency is lowered, the speed of the vibration motor can not be increased, so that the speed control loop is not normal and the speed control can not be performed.
上記周波数に対する検出電力の変化率がＫ＿Ｌｉｍを超える動作がない範囲であれば駆動周波数ｆ＿ｄｒは速度制御による制御周波数ｆ＿ｄｒ１になりそれを繰り返す速度制御ループとして動作するのでモータ停止の指令が来るまでは通常の速度制御での動作となる。そして、目標位置に到達したときにモータ停止させる（Ｆ−２１）。 If there is no operation where the rate of change of detected power with respect to the above frequency exceeds K_Lim, the drive frequency f_dr becomes the control frequency f_dr1 by speed control and it operates as a speed control loop to repeat it. It becomes operation in speed control of. Then, when the target position is reached, the motor is stopped (F-21).
以上で説明してきたように、複数の振動子部からなる振動型モータにおいて、その電力の和を検出し、電力値の大きさ、変化率、変化率の符号を基に駆動周波数を決定することで、振動子にばらつきがあっても確実に性能が満足できる周波数領域で駆動することが可能である。 As described above, in the vibration type motor including a plurality of vibrator parts, the sum of the electric power is detected, and the drive frequency is determined based on the magnitude of the electric power value, the change rate, and the sign of the change rate. Thus, it is possible to drive in a frequency range in which the performance can be satisfactorily satisfied even if there is a variation in the oscillator.
以上のように値振動子部を複数有し、１つの被駆動体を駆動させる振動型モータは小型で配置が簡単であるという長所より、カメラ、ビデオなど様々な装置に展開されつつある。そのような振動型モータにおいて複数の振動子の駆動制御を検出電力の和を用いることにより、簡単な回路構成で安定した駆動ができる振動型モータの駆動回路を提供することが可能である。 As described above, a vibration type motor having a plurality of value vibrators and driving one driven body is being developed in various devices such as a camera and a video because of its advantages of small size and easy arrangement. In such a vibration-type motor, by using the sum of detection powers for driving control of a plurality of vibrators, it is possible to provide a drive circuit of the vibration-type motor capable of stable driving with a simple circuit configuration.
１ａ、１ｂ、１ｃ：振動子
２：円環型移動体
１０：マイコン部
１１：発振器
１２：スィッチング回路
１４：振動型アクチュエータ
１５：位置検出手段
１６：直流電源
１７：電力検出部
２１〜２６：インピーダンス素子
1a, 1b, 1c: Vibrator 2: Ring-shaped moving body 10: Microcomputer unit 11: Oscillator 12: Switching circuit 14: Vibration type actuator 15: Position detection means 16: DC power supply 17: Power detection unit 21 to 26: Impedance element
Claims (16)
前記複数の振動子に供給する電流の和を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の振動子の駆動周波数を設定する駆動周波数設定手段と、を有する
ことを特徴とする駆動装置。 A driving device of a vibration type actuator having a plurality of vibrators and relatively moving the plurality of vibrators and the driven body,
Detection means for detecting the sum of the currents supplied to the plurality of transducers;
A driving frequency setting unit configured to set a driving frequency of the plurality of transducers based on a detection result of the detection unit.
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。 The drive device according to claim 1, wherein the drive frequency setting means fixes or changes the drive frequency to a higher frequency based on a detection result of the detection means.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。 The drive device according to claim 1, wherein resonance frequencies of the plurality of transducers are different from each other.
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。 The drive frequency setting means sets the drive frequency so as not to be lower than the highest resonance frequency among the resonance frequencies of the plurality of vibrators based on the detection result of the detection means. The driving device according to 3.
前記駆動回路は、前記複数の振動子に対して共通に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動装置。 A drive circuit for driving the plurality of transducers;
The drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the drive circuit is provided commonly to the plurality of vibrators.
前記複数の振動子は、第１の振動子と第２の振動子とを有し、
前記駆動回路は、前記第１の振動子を駆動する第１の駆動回路と、前記第２の振動子を駆動する第２の駆動回路と、を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動装置。 A drive circuit for applying a voltage to the plurality of vibrators;
The plurality of transducers includes a first transducer and a second transducer,
The said drive circuit has a 1st drive circuit which drives a said 1st vibrator | oscillator, and a 2nd drive circuit which drives a said 2nd vibrator | oscillator. The drive device according to any one of the items.
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。 The drive device according to claim 5, wherein the detection means is provided between a power supply and the drive circuit.
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の駆動装置。 The detection means detects the magnitude of the sum of the currents, the magnitude of the rate of change of the sum of the currents, or the sign of the rate of change of the sum of the currents. The drive device according to any one of the preceding claims.
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 9, wherein the detection unit includes a shunt resistor and a differential amplifier that detects a voltage of the shunt resistor.
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の駆動装置。 The driving device according to any one of claims 1 to 10, wherein the detection means includes a filter that reduces noise of a signal to be detected.
ことを特徴とする振動型アクチュエータユニット。 The driving device according to any one of claims 1 to 11, further comprising: a vibration type actuator having a plurality of vibrators and relatively moving the plurality of vibrators and the driven body, and driving the vibration type actuator. A vibration type actuator unit characterized by having.
ことを特徴とするカメラ。 A camera comprising the vibration-type actuator unit according to claim 12.
ことを特徴とするビデオ。 A video comprising the vibration-type actuator unit according to claim 12.
ことを特徴とする装置。An apparatus characterized by
前記複数の振動子に供給する電流の和を検出する検出工程と、
前記検出工程の検出結果に基づいて、前記複数の振動子の駆動周波数を設定する駆動周波数設定工程と、を有する
ことを特徴とする制御方法。 A control method of a vibration-type actuator having a plurality of transducers and relatively moving the plurality of transducers and a driven body,
Detecting a sum of currents supplied to the plurality of transducers;
And a drive frequency setting step of setting drive frequencies of the plurality of transducers based on the detection result of the detection step.
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