JPS59106886A - Drive system for vibration wave motor - Google Patents
Drive system for vibration wave motorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電歪素子、磁歪素子などの電気−機械工ネル
ギ変換手段による機械的振動波を利用する振動波モータ
の駆動方式に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for driving a vibration wave motor that utilizes mechanical vibration waves produced by electro-mechanical energy conversion means such as electrostrictive elements and magnetostrictive elements.
振動波モータは、既に特開昭５２−２９１９２号公報な
どによって知られているように、固定体と移動体とを摩
擦接触させ、これらの少なくとも一方を電気−機械工ネ
ルギ変換素子自体、或は電気−機械工ネルギ変換素子を
含む弾性振動体で構成し、電気−機械工ネルキ変換素子
に可聴周波数以上の高周波電気エネルギを加えることに
よって、機械的振動エネルギを発生させ、移動体を一方
向に摩擦駆動させるものである。As already known from Japanese Patent Laid-Open No. 52-29192, the vibration wave motor brings a fixed body and a moving body into frictional contact, and connects at least one of them to the electrical-mechanical energy conversion element itself or It is composed of an elastic vibrating body that includes an electrical-mechanical energy conversion element, and by applying high-frequency electric energy above the audible frequency to the electrical-mechanical energy conversion element, mechanical vibration energy is generated and the moving body is oriented in one direction. It is driven by friction.
本発明は、このような振動波モータのうち、特に、固定
体と移動体との摩擦接触面に屈曲振動を発生させ、その
進行振動波により移動体を摩擦駆動させるタイプの振動
波モータに関する。Among such vibration wave motors, the present invention particularly relates to a type of vibration wave motor that generates bending vibration on a frictional contact surface between a fixed body and a movable body, and frictionally drives the movable body by the traveling vibration wave.
従来、振動波モータを起動する方法は、直流モータや交
流モータと同様、駆動スタート信号により進行振動波を
発生させるものであった。ところが、このような起動方
法では、立」ニリ特性がよくなかった。ここで、理解し
やすくするために、振動波モータ（圧電モータとか超音
波モータとも言われる）の駆動原理を第１図により説明
する、第１図において、１は力Ｆで加圧されている移動
体、２は電歪素子により弾性振動を行う固定体で、Ｘ軸
を固定体２の表面」二の方向、Ｚ輛をその法線方向とす
る。電歪素子により固定体２の表面に屈曲振動を与える
と、進行振動波が発生し、固定休２の表面」−を伝搬し
ていく。この進行振動波は縦波と横波を伴なった表面波
で、その質点の連動は楕円軌道を画く。質点Ａに着目す
ると、縦振幅Ｕ、横振幅Ｗの楕円運動を行っており、表
面波の進行方向をＸ軸方向とすると、楕円運動は反時言
１方向の向きである。この表面波は一波長ずげに頂点Ａ
、 Ａ ・・・を有し−１その頂点速度はＸ成分のみ
であって、ｖ＝２πｆｕ（ｆは振動数）である。Conventionally, a method for starting a vibration wave motor is to generate a traveling vibration wave using a drive start signal, similar to a DC motor or an AC motor. However, this startup method did not have good startup characteristics. Here, in order to make it easier to understand, the driving principle of a vibration wave motor (also called a piezoelectric motor or an ultrasonic motor) will be explained using Fig. 1. In Fig. 1, 1 is pressurized by force F. The movable body 2 is a fixed body that performs elastic vibration by an electrostrictive element, and the X axis is the direction of the surface of the fixed body 2, and the Z axis is the normal direction thereof. When bending vibration is applied to the surface of the fixed body 2 by the electrostrictive element, a traveling vibration wave is generated and propagates on the surface of the fixed body 2. This traveling vibrational wave is a surface wave accompanied by longitudinal waves and transverse waves, and its mass points move in an elliptical orbit. Focusing on the mass point A, it is performing an elliptical motion with a vertical amplitude U and a lateral amplitude W, and if the direction of travel of the surface wave is the X-axis direction, the elliptical motion is in the counterclockwise direction. This surface wave is shifted by one wavelength at the peak A.
, A... -1, whose apex velocity is only the X component, and v=2πfu (f is the frequency).
そこで、移動体１の表面を固定体２の表面に摩擦接触さ
せると、移動体１の表面は頂点Ａ、Ａ’・・・のみに接
触するから、移動体ｌは摩擦力により矢印Ｎの方向に駆
動される。Therefore, when the surface of the movable body 1 is brought into frictional contact with the surface of the fixed body 2, the surface of the movable body 1 contacts only the vertices A, A'... driven by
移動体１の速度は振動数ｆに比例する。また、加圧接触
による摩擦駆動のために、縦振幅Ｕばかりでなく、横振
幅Ｗにも依存する。即ち、移動体１の速度は楕円運動の
大きさに比例する。したがって、移動体１の速度は電歪
素子に加える電圧に比例する。The speed of the moving body 1 is proportional to the frequency f. Furthermore, due to frictional drive due to pressurized contact, it depends not only on the longitudinal amplitude U but also on the transverse amplitude W. That is, the speed of the moving body 1 is proportional to the magnitude of the elliptical motion. Therefore, the speed of the moving body 1 is proportional to the voltage applied to the electrostrictive element.
従来の起動方法では、駆動ヌタート信号により進行振動
波を発生させ、静止状態から動作状態にすると、定常域
に達する過渡期に、楕円運動が電歪素子の振動エネルギ
により少しずつ大きくなり、ある時間後、定常状態とな
る。電歪素子の振動エネルギか零の状態から安定した進
行振動波の縦振動エネルギと横振動エネルギに変換され
るまでにある時間がかかるのである。In the conventional starting method, a traveling vibration wave is generated by a driving Nuttat signal, and when the stationary state is brought into operation, the elliptical motion gradually increases due to the vibration energy of the electrostrictive element during the transition period when the stationary state is reached, and the vibration energy of the electrostrictive element increases for a certain period of time. After that, it becomes a steady state. It takes a certain amount of time for the vibration energy of the electrostrictive element to be converted from zero to the longitudinal vibration energy and transverse vibration energy of a stable traveling vibration wave.
本発明の目的は、−に連した問題点を解決し、起動時の
立」−り特性をよくすることができる振動波モーフ駆動
方式を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vibration wave morph drive system that can solve the problems related to the above and improve the stand-up characteristics at startup.
この目的を達成するために、本発明は、起動前に、電気
−機城エネルキ変換手段により定在振動波を発生させ、
以って、移動体を動かすことなく、固定体に振動エネル
ギを蓄えておくようにしたことを特徴とする。To achieve this objective, the present invention generates a standing vibration wave by an electric-mechanical energy conversion means before starting,
Therefore, the present invention is characterized in that vibration energy is stored in the fixed body without moving the movable body.
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on illustrated embodiments.
第２図及び第３図は、本発明を実施する振動波モータの
一例を示す構造分解図、及び電気的接続と進行振動波や
定在振動波の発生状態を示す図である。第１図と同様な
部分は同一符号にて示す。FIGS. 2 and 3 are structural exploded views showing an example of a vibration wave motor embodying the present invention, and diagrams showing electrical connections and states of generation of traveling vibration waves and standing vibration waves. Components similar to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
第２図において、環状の移動体１には摩擦接触しやすく
するために硬質ゴムｌａが接着される。In FIG. 2, hard rubber la is adhered to the annular moving body 1 to facilitate frictional contact.
環状の固定体２には二つのグループを形成する電歪素子
３ａ、３ｂが接着される。電歪素子３ａ、３ｂは、単独
で動作すると、固定体２が共振するような状態、即ち、
定在振動波が存在するような位置に配置され、且つ電歪
素子３ａによる定在振動波長と電歪素子３ｂによる定在
振動波長とが等しくなり、９０°位相がずれる（１波長
／４だけ物理的位置がずれる）ように配置される。フェ
ルト４は、固定体２の摩擦接触面と反対の面の振動を吸
収する。支持体５は固定体、２、電歪素子３ａ、３ｂ及
びフェルト４を支持する。Electrostrictive elements 3 a and 3 b forming two groups are bonded to the annular fixed body 2 . When the electrostrictive elements 3a and 3b operate independently, the fixed body 2 is in a state where it resonates, that is,
It is arranged at a position where a standing oscillation wave exists, and the standing oscillation wavelength by the electrostrictive element 3a and the standing oscillation wavelength by the electrostrictive element 3b are equal and are out of phase by 90° (by 1 wavelength/4). physical position is shifted). The felt 4 absorbs vibrations on the surface of the fixed body 2 opposite to the frictional contact surface. The support body 5 supports the fixed body 2, the electrostrictive elements 3a and 3b, and the felt 4.
第３図においては、説明上電歪素子３ａ、３ｂは第２図
のような配置ではなく、交互に配列されているが、上記
と同じ条件を満たしており、等価な配置である。駆動用
電源６はＶ＝Ｖ、ｓｉｎωｔという電圧を供給する。電
歪素子３ａには起動スイッチ７を経てライン８により駆
動用電源６がら直接、電圧Ｖ＋）ｓｉｎωｔが印加され
、電歪素子３ｂには電源スィッチ９及び９０°移相器１
ｏを経てライン１１により電圧Ｖ。５ｉｎ（ωｔ±π／
２）が印加される。電圧Ｖ。５ｉｎ（ωｔ±π／２）の
士は移動体１を動かす方向によって切り換えられる。第
３図のイ〜へは電圧Ｖ。５ｉｎ（ωを一π／２）が印加
されている場合の振動波の状態を示す。イは電歪素子３
ａのみにより定在振動波１２を発生させている状態、口
は電歪素子３ｂのみにより９０’位相遅れのある定在振
動波１３を発生させている状態、をそれぞれ示す。ハル
二は二つの電歪素子３ａ、３ｂを同時に動作させて、進
行振動波１４を発生させている状態を示す。ハは時刻ｔ
＝０＋２ｎπ／ω、二は時刻Ｅ＝π／２ω＋２ｎπ／ω
、ホは時刻ｔ＝π／ω＋２ｎπ／ω、へは３π／２ω＋
２ｎπ／ω、の進行振動波１４の位相をそれぞれ示す。In FIG. 3, for the sake of explanation, the electrostrictive elements 3a and 3b are not arranged as in FIG. 2, but are arranged alternately, but they satisfy the same conditions as above and are an equivalent arrangement. The driving power source 6 supplies a voltage of V=V, sinωt. A voltage V+)sinωt is directly applied to the electrostrictive element 3a from the driving power source 6 via a line 8 via a starting switch 7, and a power switch 9 and a 90° phase shifter 1 are applied to the electrostrictive element 3b.
Voltage V by line 11 via o. 5in(ωt±π/
2) is applied. Voltage V. The length of 5 inches (ωt±π/2) can be changed depending on the direction in which the moving body 1 is moved. A to A in FIG. 3 are voltages V. The state of the vibration wave is shown when 5 inches (ω = 1π/2) is applied. A is electrostrictive element 3
The state in which a standing vibration wave 12 is generated only by a, and the state in which a standing vibration wave 13 with a 90' phase delay is generated only by the electrostrictive element 3b are shown in the figure. Haruji shows a state in which two electrostrictive elements 3a and 3b are operated simultaneously to generate a traveling vibration wave 14. Ha is time t
=0+2nπ/ω, second is time E=π/2ω+2nπ/ω
, E is time t=π/ω+2nπ/ω, and E is 3π/2ω+
The phase of the traveling vibration wave 14 of 2nπ/ω is shown.
進行振動波１４は第３図の右方向に進むが、固定体２の
摩擦接触面の任意の質点は反時計方向の楕円連動を行う
。したがって、移動体１は左方向に移動する。The traveling vibration wave 14 travels to the right in FIG. 3, but any mass point on the frictional contact surface of the fixed body 2 performs elliptical interlocking in the counterclockwise direction. Therefore, the moving body 1 moves to the left.
先ず、電源スィッチ９がオンになると、電歪素子３ｂの
みが動作し、口の定在振動波１３のみが発生する。この
状態において、固定体２の摩擦接触面−Ｆの節以外の質
点ては横振動、即ち、第３図てに不連動だけである。こ
れにより、固定体２には振動エネルギが蓄えられ、起動
の準備がなされる。次に起動スイッチ７がオンになると
、電歪素子３ａによって定在振動波１２も発生し、定在
振動波１３と合成されて、進行振動波１４が発生する。First, when the power switch 9 is turned on, only the electrostrictive element 3b operates, and only the standing vibration wave 13 of the mouth is generated. In this state, the mass points other than the nodes on the frictional contact surface -F of the fixed body 2 only experience transverse vibration, that is, are not interlocked as shown in FIG. As a result, vibration energy is stored in the fixed body 2, and preparations for activation are made. Next, when the starting switch 7 is turned on, the electrostrictive element 3a also generates a standing vibration wave 12, which is combined with the standing vibration wave 13 to generate a traveling vibration wave 14.
起動前から振動エネルギが固定体２に蓄えられているの
で、進行振動波１４の発生の立上りは速くなる。Since vibration energy is stored in the fixed body 2 before starting, the generation of the traveling vibration wave 14 rises quickly.
第４図及び第５図は、本発明をカメラの絞り駆動に適用
した絞りユニットの一例を示す構造分解図及び回路図で
ある。この絞りユニットは、カメラのレリーズボタンの
第１段ストロークにより測光演算を開始すると共に定在
振動波１３を発生して、絞り駆動準備を行い、第２段ス
トロークにより撮影シーケンスを開始すると共に進行振
動波１４を発生して、絞り駆動を行うものである。第２
１２と同様な部分は同一符号にて示す。4 and 5 are an exploded structural view and a circuit diagram showing an example of an aperture unit to which the present invention is applied to drive an aperture of a camera. This diaphragm unit starts photometric calculations with the first stroke of the camera's release button, generates a standing oscillation wave 13, prepares to drive the diaphragm, and starts the photographing sequence with the second stroke, as well as a progressive vibration. The wave 14 is generated to drive the aperture. Second
12 are designated by the same reference numerals.
第４図において、基板１５はカメラ基部の筐体（図示せ
ず）に固定され、その円筒部１５ａ上には絞り羽根１６
（後述）の回転支点となる複数個のピン１５ｂが植設さ
れる。基板１５には、くし歯状電極を有するコード板１
７が取り付けられ、回転体１８に取り伺けられた摺動子
１９がくし歯状電極」二を摺動することによって回転量
に相当する数のパルスから成る絞りモニタ信号が発生す
る。裁板１５上には、フェルト４、電歪素子３ａ、３ｂ
、汲び固定体２が固定される。回転体１８は第２図の移
動体ｌに相当するもので、固定体２と摩擦接触し、その
上に絞り羽根１６の回転を制御する複数個のピン１８ａ
が植設される。突起部１８ｂは絞り開放時に基板１５に
取り付けられた開放リセットスイッチ２０をオンにする
ものである。In FIG. 4, the board 15 is fixed to a housing (not shown) at the base of the camera, and an aperture blade 16 is mounted on the cylindrical portion 15a.
A plurality of pins 15b are implanted to serve as rotational fulcrums (described later). The substrate 15 has a code plate 1 having comb-shaped electrodes.
When the slider 19, which is attached to the rotation body 18 and is engaged with the rotating body 18, slides on the comb-shaped electrode 2, an aperture monitor signal consisting of a number of pulses corresponding to the amount of rotation is generated. On the cutting board 15 are felt 4 and electrostrictive elements 3a and 3b.
, the scooping fixing body 2 is fixed. The rotating body 18 corresponds to the movable body 1 in FIG.
is planted. The protrusion 18b turns on the open reset switch 20 attached to the substrate 15 when the aperture is opened.
絞り羽根１６は、第４図では一枚のみが示され、他は省
略されているが５回転体１８上に絞り口径を形成すべく
複数枚が回転体１８と固定カバー２１との間に配置され
る。絞り羽根１６の円弧孔１６ａ、１６ｂにはそれぞれ
ピン１８ａ、１５ｂが挿入される。回転体１８と固定カ
バー２１との間には鋼球２２及びスペーサ２３が介在し
、スラストベアリングの機能を果す。固定カバー２１は
複数のビス２４によりバネ２５を介して基板１５に固定
される。バネ２５の力により鋼球２２を介して回転体１
８は固定体２に対して回転可能に圧接される。Although only one aperture blade 16 is shown in FIG. 4 and the others are omitted, a plurality of aperture blades 16 are arranged between the rotor 18 and the fixed cover 21 to form an aperture aperture on the five-rotator 18. be done. Pins 18a and 15b are inserted into the arcuate holes 16a and 16b of the aperture blade 16, respectively. A steel ball 22 and a spacer 23 are interposed between the rotating body 18 and the fixed cover 21, and function as a thrust bearing. The fixed cover 21 is fixed to the substrate 15 with a plurality of screws 24 and a spring 25 . The rotating body 1 is moved through the steel ball 22 by the force of the spring 25.
8 is rotatably pressed against the fixed body 2.
第５図において、測光演算回路２６は、開放レンズを通
して被写体から入射する光量を検出する受光器２７、演
算増幅器２８、ダイオード２９、演算増幅器２８の出力
により開放レンズを通した被写体輝度情報Ｂｖｏを発生
する抵抗３０、フィルム感度情報Ｓｖを発生する可変抵
抗３１．設定露出情報（例えばシャッター秒時情報Ｔｖ
）を発生する可変抵抗３２、絞り込み値△Ａｖを演算す
る１１；ｉ算増幅器３３及びＡ／Ｄ変換器３４から成る
。In FIG. 5, a photometric calculation circuit 26 generates object brightness information Bvo through an open lens using the outputs of a light receiver 27, an operational amplifier 28, a diode 29, and an operational amplifier 28 that detect the amount of light incident from the object through the open lens. a resistor 30 for generating film sensitivity information Sv, and a variable resistor 31 for generating film sensitivity information Sv. Setting exposure information (e.g. shutter time information Tv
), an i-arithmetic amplifier 33, and an A/D converter 34, which calculate the aperture value ΔAv.
モニタ信号発生回路３５はコード板１７、摺動子１９及
び定電圧電源に接続された抵抗３６から成る。チャタリ
ング吸収回路３７はモニタ信号発生回路３５が出力する
絞りモニタ信号のチャタリング成分を吸収するもので、
その出力側がプリセッタブルダウンカウンタ３８の入力
端子Ｉに接続される。制御信号発生回路３９はＲＳフリ
ップフロップ４０．４１から成り、レリーズボタンの第
１段ストロークに連動した電源信号Ｐ１、第２段ストロ
ークに連動した絞り起動信号Ｐ２、露光完了信号Ｐ３が
入力する。単一パルス発生回路４２は出力側がプリセッ
タブルダウンカウンタ３８のロート端子りに接続される
。パルス発生回路４３は発振器４４、分周比１／２の分
周器４５．４６及υインバータ４７から成り、９０°位
相差のあるパルスを分周器４５．４６から出力する。４
８〜５０はアンドケー］・、５１はオアヶー！・、５２
は排他的オアゲート、５３は電源に接続された抵抗であ
る。排他的オアゲート５２は、ＲＳフリンプフロップ４
０の出力端子Ｑからの入力がハイレベルの時に分周器４
５のパルスに対する分周器４６のパルスの位相を９０’
進んだものとし、ローレベルの時に９０°遅れたものと
する。The monitor signal generation circuit 35 includes a code plate 17, a slider 19, and a resistor 36 connected to a constant voltage power source. The chattering absorption circuit 37 absorbs the chattering component of the aperture monitor signal output from the monitor signal generation circuit 35.
Its output side is connected to the input terminal I of the presettable down counter 38. The control signal generation circuit 39 is composed of RS flip-flops 40 and 41, and receives a power signal P1 linked to the first stroke of the release button, an aperture activation signal P2 linked to the second stroke, and an exposure completion signal P3. The output side of the single pulse generating circuit 42 is connected to the rotor terminal of the presettable down counter 38. The pulse generating circuit 43 consists of an oscillator 44, a frequency divider 45, 46 with a frequency division ratio of 1/2, and an inverter 47, and outputs pulses with a 90° phase difference from the frequency divider 45, 46. 4
8-50 is ANDK]・, 51 is ORGA!・、52
is an exclusive OR gate, and 53 is a resistor connected to the power supply. The exclusive OR gate 52 is connected to the RS flip-flop 4
When the input from the output terminal Q of 0 is high level, the frequency divider 4
The phase of the pulse of the frequency divider 46 for the pulse of 5 is set to 90'
It is assumed that the signal is advanced, and that it is delayed by 90 degrees when it is at a low level.
駆動制御回路５４は電歪素子３ａ、３ｂの駆動を制御す
る回路で、トランジスタ、抵抗及びインバータから成る
二つのプッシュプル回路５５．５６、スイッチングトラ
ンジスタ５７．５８などによって構成される。スイッチ
ングトランジスタ５７．５８は抵抗５９を経て電源に接
続される。The drive control circuit 54 is a circuit for controlling the drive of the electrostrictive elements 3a and 3b, and is constituted by two push-pull circuits 55, 56 consisting of transistors, resistors, and inverters, switching transistors 57, 58, and the like. Switching transistors 57, 58 are connected to the power supply via a resistor 59.
次に第４．５図に示される絞りユニットの動作について
説明する。Next, the operation of the diaphragm unit shown in FIG. 4.5 will be explained.
カメラの撮影操作のために、レリーズボタンの第１段ス
トロークが押されると、電源信号Ｐ１がＲＳフリップフ
ロップ４１のセット入力端子Ｓに入力し、これをセット
状態にする。同時に測光演算回路２６、パルス発生回路
４３などが動作を開始し、駆動制御回路５４などに電源
が供給される。被写体輝度をＢｖ、開放絞り値をＡｖｏ
とすれば、受光器２７には開放レンズを通して光量が入
射するので、演算増幅器２８の出力により抵抗３０に発
生する被写体輝度情報Ｂｖｏは下記のようになる。When the first stroke of the release button is pressed for photographing operation of the camera, a power signal P1 is inputted to the set input terminal S of the RS flip-flop 41, thereby setting it in the set state. At the same time, the photometry calculation circuit 26, the pulse generation circuit 43, and the like start operating, and power is supplied to the drive control circuit 54 and the like. Subject brightness is Bv, open aperture is Avo
Then, since the amount of light enters the light receiver 27 through the open lens, the object brightness information Bvo generated in the resistor 30 by the output of the operational amplifier 28 is as follows.
Ｂｖａ＝Ｂｖ −Ａｖａ
一方、制御すべき絞り値をＡｖどすれば、絞り込み値ｍ
Ａ ｖは、△Ａｖ ＝Ａｖ −Ａｖｏの式から求めら
れる。アペ・ンクス演算式 Ｂｖ ＋Ｓｖ ＝Ａｖ ＋
Ｔｖを」二記２式により変形すると、下記の式が得られ
る。Bva=Bv −Ava On the other hand, if the aperture value to be controlled is Av, then the aperture value m
Av is determined from the formula ΔAv=Av−Avo. Apex calculation formula Bv +Sv =Av +
When Tv is transformed by Equation 2, the following equation is obtained.
（Ｂｖ −Ａｖｏ） ＋Ｓｖ −Ｔｖ ＝Ａｖ
−Ａｖ。(Bv −Avo) +Sv −Tv =Av
-Av.
＝ΔＡｖ
ｊｉｉｉ算増幅器３３はこの式を演算し、絞り込み値△
Ａｖ、即ち絞り羽根１６を開放位置から絞り込むべき絞
り段数信号を出力する。この信号はＡ／Ｄ変換器３４に
よりデジタル値に変更され、プリセッタブルダウンカウ
ンタ３８のデータ端子りに学えられる。=ΔAv The jiii arithmetic amplifier 33 calculates this formula and narrows down value △
Av, that is, a signal for the number of aperture stages at which the aperture blades 16 should be narrowed down from the open position is output. This signal is converted into a digital value by the A/D converter 34 and read from the data terminal of the presettable down counter 38.
ＲＳフリップフロップ４１の出力端子Ｑからのハイレベ
ルの出力によって、オアゲート５１の出力はハイレベル
に反転し、スイッチングトランジスタ５８をオンにする
。一方、ＲＳフリップフロップ４１の出力端子Ｑからの
ローレベルの出力によって、アントゲ−）５０の出力は
ローレベルに保持され、スイッチングトランジスタ５７
１オオフのままとなる。したかって、プッシュプル回路
５５にｌヨ電源が供給されず、プッシュプル回路５６の
みに電源が供給され、分周回路４５のパルスがプッシュ
プル回路５６を制御することによって、電歪素子３ｂの
みが振動運動を行い、固定体２に定在振動波１３が発生
する。これにより、回転体１８が移動することなく、固
定体２に振動エネルギが蓄えられ、起動準備がされる。Due to the high level output from the output terminal Q of the RS flip-flop 41, the output of the OR gate 51 is inverted to high level, turning on the switching transistor 58. On the other hand, due to the low level output from the output terminal Q of the RS flip-flop 41, the output of the anti-game 50 is held at low level, and the switching transistor 57
It remains 1 off. Therefore, no power is supplied to the push-pull circuit 55, power is supplied only to the push-pull circuit 56, and the pulse of the frequency dividing circuit 45 controls the push-pull circuit 56, so that only the electrostrictive element 3b is A vibration movement is performed, and a standing vibration wave 13 is generated in the fixed body 2. As a result, vibration energy is stored in the fixed body 2 without the rotating body 18 moving, and preparations for starting are made.
レリーズボタンの第２段ストロークが押されると、絞り
起動信号Ｐ２が入力し、ＲＳフリップフロップ４ｏをセ
ットすると同時に、ＲＳフリップフロップ４１をリセッ
トする。これにより、プリセッタブルダウンカウンタ３
８のリセット端子Ｒに与えられていたハイレベルの信号
はローレベルに反転し、リセッ］・が解除される。同時
に、単一パルス発生回路４２が動作して、単一パルスを
ロード端子りに与えるので、プリセッタブルダウカウン
タ３８にはＡ／Ｄ変換器３４の出力がプリセットされる
。ＲＳフリップフロップ４０の出力端子Ｑのハイレベル
の信号により、アンドゲート４９及びオアゲート５１の
出力がハイレベルとなり、ＲＳフリップフロップ４１の
出力端子Ｑのハイレベルの信号により、アンドゲート５
０の出力がハイレベルとなるので、スイッチングトラン
ジスタ５７．５８は共にオンとなる。そのため、電歪素
子３ａ、３ｂには９０°位相の異なった駆動電圧が供給
され、固定体２には進行振動波１４力ζ速やかに発生す
る。これにより回転体１８が［ｒ！１転し、絞り羽根１
６を開放位置から小絞り方向に絞り込む。回転体１８の
回転角に対応したパルス数の絞りモニタ信号がモニタ信
号発生回路３５がらチャタリング吸収回路３７を経てプ
リセッタブルタウンカウンタ３８の入力端子■に入力し
、プリセッタブルダウンカウンタ３８はプリセット値か
ら減算する。カランｌ−ｆｍが零になると、キャリ端子
Ｃからハイレベルの信号が出力され、アンドゲート４９
．５０及びオアゲート５１の出力をローレベルにするの
で、スイッチングトランジスタ５７．５８はオフとなり
、電歪素子３ａ、３ｂへの電源供給か止まって、回転体
１８は停止し。When the second stroke of the release button is pressed, an aperture activation signal P2 is input, setting the RS flip-flop 4o and resetting the RS flip-flop 41 at the same time. As a result, the presettable down counter 3
The high level signal applied to the reset terminal R of 8 is inverted to low level, and the reset] is released. At the same time, the single pulse generating circuit 42 operates and applies a single pulse to the load terminal, so that the output of the A/D converter 34 is preset in the presettable down counter 38. A high level signal at the output terminal Q of the RS flip-flop 40 causes the outputs of the AND gate 49 and the OR gate 51 to go high level, and a high level signal at the output terminal Q of the RS flip-flop 41 causes the outputs of the AND gate 5
Since the output of 0 becomes high level, both switching transistors 57 and 58 are turned on. Therefore, drive voltages having a phase difference of 90° are supplied to the electrostrictive elements 3a and 3b, and a traveling vibration wave 14 force ζ is rapidly generated in the fixed body 2. As a result, the rotating body 18 moves to [r! 1 turn, 1 aperture blade
6 from the open position to the small aperture direction. An aperture monitor signal with a number of pulses corresponding to the rotation angle of the rotary body 18 is inputted to the input terminal 3 of the presettable town counter 38 via the monitor signal generation circuit 35 and the chattering absorption circuit 37, and the presettable down counter 38 inputs the pulse number from the preset value. Subtract. When the carry terminal l-fm becomes zero, a high level signal is output from the carry terminal C, and the AND gate 49
．． 50 and the OR gate 51 are set to low level, the switching transistors 57 and 58 are turned off, power supply to the electrostrictive elements 3a and 3b is stopped, and the rotating body 18 is stopped.
絞り羽根１６により絞り口径が形成される。この時の絞
り値Ａｖは、開放絞り値Ａｖｏから絞り込みイ１＾ΔＡ
ｖたけ絞り込まれた値（Ａｖｏ＋△Ａｖ）となる。The aperture blades 16 form an aperture diameter. The aperture value Av at this time is narrowed down from the open aperture value Avo.
The value is narrowed down by v (Avo+ΔAv).
シャッター動作によりフィルムの露光が完了すると、露
光完了信号Ｐ３がＲＳフリップフロップ４０をリセット
する。この時、開放リセットスイッチ２０はオフしてい
るので、アンドゲート４８の出力はハイレベルに反転し
、オアゲート５１及びアントゲ−１・５０の出力もハイ
レベルに反転する。そのため、スイッチグトランジスタ
５７．５８は共にオンとなり、電歪素子３ａ、３ｂは振
動運動を行い、固定体２に進行振動波を発生させる。こ
の時は、排他的オアゲート５２により分周器４６のパル
スの位相が分周器４５のパルスに対して９０°遅らされ
るので、進行振動波の進行方向は逆となり、回転体１８
は絞り羽根１６の開放方向に回転する。開放位置まで回
転すると、回転体１８の突起部Ｊ、 ８ ｂによって開
放リセットスイッチ２０がオンにされるために、アンド
ゲート４８の出力はローレベルに戻り、電歪素子３ａ、
３ｂへの舶電は断たれ、回転体１８は停止する。When the exposure of the film is completed by the shutter operation, the exposure completion signal P3 resets the RS flip-flop 40. At this time, since the open reset switch 20 is off, the output of the AND gate 48 is inverted to high level, and the outputs of the OR gate 51 and AND gates 1 and 50 are also inverted to high level. Therefore, the switching transistors 57 and 58 are both turned on, and the electrostrictive elements 3a and 3b perform vibrational motion, causing the fixed body 2 to generate a traveling vibration wave. At this time, the phase of the pulse from the frequency divider 46 is delayed by 90 degrees with respect to the pulse from the frequency divider 45 by the exclusive OR gate 52, so the traveling direction of the traveling vibration wave is reversed, and the rotating body 18
rotates in the direction in which the aperture blades 16 are opened. When rotated to the open position, the open reset switch 20 is turned on by the projections J, 8b of the rotating body 18, so the output of the AND gate 48 returns to low level, and the electrostrictive elements 3a,
The ship's power to 3b is cut off, and the rotating body 18 stops.
第６図は、本発明をカメラのシャッター駆動に適用した
シャッター機構の一例を示す刺視図である。６０は後羽
根駆動用の振動波モータで、第２図及び第３図に示され
るものとほぼ同様の構造及び電気的回路構成を有する。FIG. 6 is a perspective view showing an example of a shutter mechanism in which the present invention is applied to the shutter drive of a camera. Reference numeral 60 denotes a vibration wave motor for driving the rear blade, which has a structure and electrical circuit configuration substantially similar to those shown in FIGS. 2 and 3.
先羽根駆動用の振動波モータは別に設けられるが、第６
図では省略されている。The vibration wave motor for driving the leading blade is provided separately, but the sixth
It is omitted in the figure.
第６図はカメラがチャージ完了状態にある時のシャッタ
ー機構を示す。６１は巻」−げ軸、６２は巻トげ軸６１
と一体に回転する巻上げカム、６３は、巻上げカム６２
により右旋させられてミラー駆動レバー６４をメインバ
ネ６５に抗してチャージする巻」−げレバー、６６は、
ミラー駆動レバー６４上に軸支され、バネ６７によりミ
ラー押上げレバー６８に係合するように付勢されたクラ
ッチ、６９はミラー、７０は、ミラー押」＝１プレパー
６８により押されてミラー復帰バネ７１に抗してミラー
６９を押し上げるミラーピン、７２は、ミラー６９が押
し上げられた時にミラーピン７０によりオンされ、不図
示の回路により一定時間、振動波モータ６０に定在振動
波を発生ごせた後、進行振動波を発生させるスイッチ、
７３は係止レバー、７４は係止レバー７３を付勢するハ
ネ、７５はレリーズ用マグネットで、常時はアーマチュ
アを吸引し、電流が流れた時にアーマチュアを離反させ
るタイプのもの、７６は、レリーズ用マグネッＩ・７５
が作動した時にバネ７７の力により回転して係止レバー
７３を右旋させ、ミラー駆動レバー６４の係止を解くマ
グネットレバー、７８はセットレバ−５７９は、クラッ
チ６６の先端を矢印方向に叩いてクラッチ６６とミラー
押上げレバー６８との保合を解く解除レバー、８０は、
ミラー押上げレバー６８に押されてハネ８１に抗して右
旋し、レンズの絞り連動部材（不図示）を駆動する絞り
駆動レバー、８２はシャッター地板、８３はシャッター
後羽根、８４はシャッター先羽根、８５は、後羽根補助
レバー８６と共にシャッター後羽根８３を支える後羽根
駆動レバー、８７は、先羽根補助レバー８８と共にシャ
ンター先羽根８４を支える先羽根駆動レバーである。FIG. 6 shows the shutter mechanism when the camera is in a fully charged state. 61 is a winding shaft, 62 is a winding shaft 61
The winding cam 63 rotates integrally with the winding cam 62.
The winding lever 66 rotates to the right to charge the mirror drive lever 64 against the main spring 65.
A clutch is pivotally supported on a mirror drive lever 64 and biased by a spring 67 to engage a mirror push-up lever 68; 69 is a mirror; 70 is a mirror pusher; 1 is pushed by a prepper 68 to return the mirror; The mirror pin 72 that pushes up the mirror 69 against the spring 71 is turned on by the mirror pin 70 when the mirror 69 is pushed up, and a standing vibration wave is generated in the vibration wave motor 60 for a certain period of time by a circuit not shown. After that, a switch that generates a traveling vibration wave,
73 is a locking lever, 74 is a spring that biases the locking lever 73, 75 is a release magnet, which normally attracts the armature and releases the armature when current flows, 76 is a release magnet. Magnet I/75
78 is a set lever, and 579 is a magnet lever that rotates by the force of a spring 77 to turn the lock lever 73 to the right and release the lock of the mirror drive lever 64. A release lever 80 disengages the clutch 66 and the mirror push-up lever 68.
The aperture drive lever is pushed by the mirror push-up lever 68 and rotates to the right against the spring 81 to drive the aperture interlocking member (not shown) of the lens, 82 is the shutter base plate, 83 is the shutter rear blade, and 84 is the shutter tip. A blade 85 is a trailing blade drive lever that supports the shutter trailing blade 83 together with a trailing blade auxiliary lever 86, and a leading blade drive lever 87 supports the shunter leading blade 84 together with a leading blade auxiliary lever 88.
振動波モータ６０の回転軸８９は後羽根駆動し、＜−８
５を回転させるように連結される。同じように先羽根駆
動用の振動波モータの回転軸が先羽根駆動レバー８７に
連結される。スイッチ９０は先羽根走行完了信号を発生
するだめのもので、先羽根補助レバー８８に設けられた
ピン９１Ｘによってオンオフされ、先羽根走行完了時に
オンし、先羽根駆動用の振動波モータを停止させる。先
羽根リセットスイッチ９２は、撮影完了後、シャッター
先羽根８４がリセット位置に戻された時にピン９１によ
りオンされ、先羽根駆動用の振動波モータを停止させる
。後羽根走行完了信号発生用のスイッチ９３と後羽根リ
セットスイッチ９４も同様にピン９５によりオンオフさ
れ、振動波モータ６０を制御する。The rotary shaft 89 of the vibration wave motor 60 drives the rear blade, and <-8
5 are connected to rotate. Similarly, the rotating shaft of the vibration wave motor for driving the leading blade is connected to the leading blade driving lever 87. The switch 90 is used to generate a leading blade travel completion signal, and is turned on and off by a pin 91X provided on the leading blade auxiliary lever 88. When the leading blade travel is completed, the switch 90 is turned on and stops the vibration wave motor for driving the leading blade. . The leading blade reset switch 92 is turned on by a pin 91 when the shutter leading blade 84 is returned to the reset position after photographing is completed, and stops the vibration wave motor for driving the leading blade. A switch 93 for generating a trailing blade travel completion signal and a trailing blade reset switch 94 are similarly turned on and off by pins 95 to control the vibration wave motor 60.
次に動作について説明する。カメラのレリーズボタンに
よりシャッターレリーズが行われると、レリーズ用マグ
ネット７５に通電され、マグネッ）・レバー７６は解放
されて、／ヘネ７７により左旋される。これにより、係
止し／＜ −７３はバネ７４に抗して右旋され、ミラー
駆動レバー６４の係止を解く。ミラー駆動レバー６４は
メインバネ６５により左旋し、この時、クラッチ６６を
介してミラー押上げレバー６８を左旋させ、ミラー６９
を上昇させる。同時に、絞り駆動レバー８０がレンズの
絞りを絞る。また、ミラー６９の上昇によりスイッチ７
２がオンし、振動波モータ６０及び先羽根駆動用の振動
波モータに先ず定在振動波を発生させ、それぞれ所定秒
時後に進行振動波を発生させる。したがって、先羽根駆
動レバー８７、後羽根駆動レバー８５がそれぞれ回動じ
、シャッター先羽根８４、シャッター後羽根８３を駆動
する。そして、シャッター先羽根８４に関してはスイッ
チ９０がオンすることにより、シャッター後羽根８３に
関してはスイッチ９３がオンすることにより、それぞれ
の振動波モータが停止し、露光が完了する。Next, the operation will be explained. When the shutter is released by the release button of the camera, the release magnet 75 is energized, the magnetic lever 76 is released, and the lever 77 is rotated to the left. As a result, the lock /<-73 is rotated to the right against the spring 74, and the mirror drive lever 64 is released from the lock. The mirror drive lever 64 is rotated to the left by the main spring 65, and at this time, the mirror push lever 68 is rotated to the left via the clutch 66, and the mirror 69 is rotated to the left.
to rise. At the same time, the aperture drive lever 80 narrows down the aperture of the lens. Also, due to the rise of the mirror 69, the switch 7
2 is turned on, the vibration wave motor 60 and the vibration wave motor for driving the leading blade first generate a standing vibration wave, and each generate a traveling vibration wave after a predetermined time. Therefore, the leading blade drive lever 87 and the trailing blade driving lever 85 rotate, respectively, and drive the shutter leading blade 84 and the shutter trailing blade 83. Then, by turning on the switch 90 for the shutter leading blade 84 and turning on the switch 93 for the shutter trailing blade 83, the respective vibration wave motors are stopped and the exposure is completed.
撮影完了後、巻上げ機構により巻上げが行われると、そ
れぞれの振動波モータは露光時と反対方向に回転し、シ
ャッター先羽根８４及びシャッター後羽根８３をリセッ
ト位置に復帰させる。また、セットレバ−７８によりマ
グネットレバー７６が初期位置にチャージされ、巻上げ
カム６２の回転で巻上げレバー６３が右旋し、ミラー駆
動し八−６４を係止し／＜−７３により係止される初期
位置に復帰させる。After photographing is completed, when the winding mechanism performs winding, each vibration wave motor rotates in the opposite direction to that during exposure, returning the shutter leading blade 84 and the shutter trailing blade 83 to the reset position. In addition, the magnetic lever 76 is charged to the initial position by the set lever 78, and the winding lever 63 is rotated to the right by the rotation of the winding cam 62, and the mirror is driven to lock the 8-64. return to position.
第２〜６図において、電歪素子３ａ、３ｂが本発明の電
気−機械工ネルギ変換手段に相当する。In FIGS. 2 to 6, electrostrictive elements 3a and 3b correspond to the electro-mechanical energy conversion means of the present invention.
第２〜６図では、複数の電歪素子３ａ、３ｂを用いてい
るが、一つの電歪素子を複数に分極処理したものでもよ
い。また、電歪素子を移動体１に設けてもよいし、移動
体ｌと固定体２との両方に設けてもよい。更に、移動体
１自体、或は固定体２自体を電歪素子で構成することも
できる。電歪素子による振動波の周波数は超音波領域が
最適である。Although a plurality of electrostrictive elements 3a and 3b are used in FIGS. 2 to 6, a single electrostrictive element may be polarized into a plurality of elements. Further, the electrostrictive element may be provided in the moving body 1, or may be provided in both the moving body 1 and the fixed body 2. Furthermore, the movable body 1 itself or the fixed body 2 itself may be constructed of an electrostrictive element. The optimal frequency of the vibration waves produced by the electrostrictive element is in the ultrasonic range.
第４．５図の絞りユニットでは、レリーズボタンの第１
段ストロークに連動して定在振動波を発生させているが
、第２段ストロークに連動して所定時間、定在振動波を
発生させた後、進行振動波を発生させるようにしてもよ
い。In the aperture unit shown in Figure 4.5, the first button on the release button
Although the standing vibration wave is generated in conjunction with the step stroke, the traveling vibration wave may be generated after the standing vibration wave is generated for a predetermined time in conjunction with the second step stroke.
以上説明したように、本発明によれば、起動前に、電気
−機械工ネルギ変換手段により定在振動波を発生させ、
以って、移動体を動かすことなく、固定体に振動エネル
ギを蓄えておくようにしたから、起動時の立上り特性を
よくすることができる。As explained above, according to the present invention, before starting, a standing vibration wave is generated by the electric-mechanical energy conversion means,
Therefore, since vibration energy is stored in the fixed body without moving the movable body, the start-up characteristics at startup can be improved.
第１図は振動波モータの駆動原理を説明する図、第２図
は本発明を実施する振動波モータの一例を示す構造分解
図、第３図は同じくその電気的接続と進行振動波や定在
振動波の発生状態を示す図、第４図はカメラの絞り駆動
に対する本発明の適用例を示す構造分解図、第５図は同
じく回路図、第６図はカメラのシャッター駆動に対する
本発明の適用例を示す斜視図である。
１・・・・・・移動体、２・・・・・・固定体、３ａ、
３ｂ・・・・・・電歪素子、６・・・・・・駆動用電源
、７・・・・・・起動スイッチ、９・・・・・・電源ス
ィッチ、１０・・・・・・９０°移相器１２．１３・・
・・・・定在振動波、１４・・・・・・進行振動波、１
６・・・・・・絞り羽根、１８・・・・・・回転体、３
９・・・・・・制御信号発生回路、４０．４１・・・・
・・ＲＳフリップフロップ、４３・・・・・・パルス発
生回路、４５．４６・・・・・・分周器、５４・・・・
・・駆動制御回路、５５．５６・・・・・・プッシュプ
ル回路、５７．５８・旧・・スイッチングトランジスタ
、６０・・団・振動波モータ、７２・・・・・・スイッ
チ。
特許出願人 キャノン株式会社
代 理 人 中 村 稔第１図
第 ２ 図Fig. 1 is a diagram explaining the driving principle of a vibration wave motor, Fig. 2 is a structural exploded view showing an example of a vibration wave motor embodying the present invention, and Fig. 3 is a diagram illustrating its electrical connections, traveling vibration waves, and FIG. 4 is a structural exploded view showing an example of application of the present invention to camera aperture drive, FIG. 5 is a circuit diagram, and FIG. 6 is a diagram showing how the present invention is applied to camera shutter drive. It is a perspective view showing an example of application. 1...Moving body, 2...Fixed body, 3a,
3b... Electrostrictive element, 6... Drive power supply, 7... Starting switch, 9... Power switch, 10...90 ° Phase shifter 12.13...
...Standing vibration wave, 14...Progressing vibration wave, 1
6... Aperture blade, 18... Rotating body, 3
9...Control signal generation circuit, 40.41...
...RS flip-flop, 43...Pulse generation circuit, 45.46...Frequency divider, 54...
・・Drive control circuit, 55. 56 ・・Push-pull circuit, 57. 58・Old・・Switching transistor, 60・・Vibration wave motor, 72・・・Switch. Patent Applicant Canon Co., Ltd. Representative Minoru Nakamura Figure 1 Figure 2
Claims (1)
の少なくともいずれか一方に含まれる電気−機械工ネル
ギ変換手段により進行振動波を発生させ、移動体を摩擦
駆動させるようにした振動波モータ駆動方式において、
起動前に、前記電気−機械工ネルギ変換手段により定在
振動波を発生させるようにしたことを特徴とする振動波
モータ駆動方式。/ A fixed body and a movable body are brought into frictional contact, and an electric-mechanical energy conversion means included in at least one of the fixed body and the movable body generates a traveling vibration wave to drive the movable body by friction. In the vibration wave motor drive system,
A vibration wave motor drive system, characterized in that, before starting, the electric-mechanical energy conversion means generates a standing vibration wave.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57216000A JPS59106886A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | Drive system for vibration wave motor |
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| DE19833343756 DE3343756A1 (en) | 1982-12-03 | 1983-12-02 | DRIVE SYSTEM FOR A VIBRATION SHAFT MOTOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP57216000A JPS59106886A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | Drive system for vibration wave motor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59106886A true JPS59106886A (en) | 1984-06-20 |
| JPH0472471B2 JPH0472471B2 (en) | 1992-11-18 |
Family
ID=16681729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57216000A Granted JPS59106886A (en) | 1982-12-03 | 1982-12-09 | Drive system for vibration wave motor |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0472471B2 (en) | 1992-11-18 |
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