JPS633663A - Drive circuit of oscillation wave motor - Google Patents
Drive circuit of oscillation wave motorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈従来技術〉
従来振動波モーターの回転速度を制御する方法としては
、該モーターの固定子に印加する周波電圧の電圧値を変
えることによって行われていた。しかし該周波電圧は一
般的には高電圧(50〜100 Volt程度)である
故、振動波モータをカメラ等のエネルギー源が電池等の
小型携帯機器に搭載する場合は、DO/加コンバータ等
■昇圧回路が必要となυ、その外圧回路の出力電圧を可
変してモーターの固定子に印加する必要がある。昇圧回
路の出力電圧を可変する構成としては一般的に昇圧回路
の基準電圧として使用されているツェナーダイオードを
複数個用意し、それを適宜切シ換える必要があ)構成の
複雑化を招きかつ前述の如く、高電圧が必要である理由
からそ■ツェナーダイオードも必然的に高電圧のダイオ
ードとなるため集積化には不向きである故、携帯機器の
小型化を計るには不適当な方法であった。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Prior Art> Conventionally, the rotation speed of a vibration wave motor has been controlled by changing the voltage value of a frequency voltage applied to the stator of the motor. However, since the frequency voltage is generally a high voltage (about 50 to 100 Volt), when installing a vibration wave motor in a small portable device such as a camera whose energy source is a battery, it is necessary to use a DO/additional converter etc. A booster circuit is required, and the output voltage of the external voltage circuit must be varied and applied to the motor stator. In order to vary the output voltage of a booster circuit, it is necessary to prepare multiple Zener diodes, which are generally used as the reference voltage of the booster circuit, and switch them as appropriate. Because of the high voltage required, Zener diodes are also inevitably high-voltage diodes, making them unsuitable for integration, making them an inappropriate method for miniaturizing mobile devices. Ta.
く目的〉
本発明は上述の従来装置の欠点を除去すること金目的と
して、その構成として振動波モーターの固定子に印加す
る周波電圧の電圧値は一定に保持したまま、該モータの
固定子の2つの電極に印加する周波電圧をパレス的にか
つ、該パルスのデユーティを制御し進行性撮動波を断続
的に発生させることにてローターの回転速度詞定を行な
わんとするものである。The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional device, and its structure is such that the voltage value of the frequency voltage applied to the stator of the vibration wave motor is kept constant, while the voltage value of the frequency voltage applied to the stator of the motor is fixed. The rotational speed of the rotor is determined by applying a frequency voltage to two electrodes in a pulsed manner and controlling the duty of the pulse to intermittently generate progressive imaging waves.
〈実施例〉
第1図は本発明に係る振動波モーターの固定子のt極の
形状を示した構成図である。図中1はリング型状をした
固定子で該固定子にはその表面に分億処理された電歪素
子が配されている。<Embodiment> FIG. 1 is a configuration diagram showing the shape of the t-pole of the stator of the vibration wave motor according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a ring-shaped stator, and the stator has an electrostrictive element arranged on its surface.
又1−1.1−2Vi駆動波形?加える駆動電極であり
、互いに90°位相の異なる駆動波形が印B口される。Also 1-1.1-2Vi drive waveform? These are the drive electrodes to be added, and drive waveforms having a phase difference of 90° from each other are stamped.
1−3は固定子の共振状態を検出する之めQ電極であp
、また1−4は共通電極で電極1−1 、1−2 、1
−3の各電極に対向する電極に接続されている。尚、該
固定子自体の構成は公知であるため、その詳細な説明は
省略するが、上記電極に90°位相の異なる駆動波形(
周波電圧)が印加されることKて固定子の表面に進行性
の振動波を発生するものである。1-3 is the Q electrode for detecting the resonance state of the stator.
, 1-4 is a common electrode and electrodes 1-1, 1-2, 1
-3 is connected to the electrode opposite to each electrode. Since the structure of the stator itself is well known, a detailed explanation thereof will be omitted, but the above electrodes are provided with drive waveforms (
When a frequency voltage is applied, progressive vibration waves are generated on the surface of the stator.
第2図は本発明に係る振動波モーターの駆動回路の一実
施例全示す回路図である。図中1は第1図示の固定子を
示し、1−1〜1−4は第1図にて述べた各電極を示し
ている。2F′i十入力端を前記検出電極1−3に接続
すると共に一入力端に基準電圧VAが入力されるレベル
コバレータ−である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a vibration wave motor drive circuit according to the present invention. In the figure, 1 indicates the stator shown in the first figure, and 1-1 to 1-4 indicate each electrode described in FIG. 2F'i is a level covertator whose input terminals are connected to the detection electrode 1-3 and to which the reference voltage VA is input to one input terminal.
12はその一方の入力端を前記コンパレーター2の出力
と接続すると共に他方の入力をインバーター15の出力
と接続する7工イズコンパレーター粒相比較回路)であ
る。該7エイズコンパレーター12は例えばUSP 4
291274号等にて周知でおり、その詳細な説明は省
略するが入力信号の位相差を検知して位相差が存在する
場合のみ出力を発生するものである。Reference numeral 12 denotes a 7-inch comparator grain phase comparison circuit whose one input end is connected to the output of the comparator 2 and the other input is connected to the output of the inverter 15. The 7 aids comparator 12 is, for example, USP 4
It is well known in No. 291274, etc., and although detailed explanation thereof will be omitted, it detects a phase difference between input signals and generates an output only when a phase difference exists.
該コンパレーター12は入力端Rへの入力パルス(立上
り信号)が入力端Sへの立上ジ信号よシ先に入力された
場合には立上り信号差の期間のみ出力はVCC(/%イ
レペル信号以下 Hと称す。)とな夛、上記入力端Sへ
の立上り信号の入力にて出力はオープン状態(高インピ
ーダンス状態)となる。If the input pulse (rising signal) to the input terminal R is input earlier than the rising signal to the input terminal S, the comparator 12 outputs VCC (/% irregular signal) only during the period of the rising signal difference. (Hereinafter referred to as H), when a rising signal is input to the input terminal S, the output becomes an open state (high impedance state).
又入力端Sへの入力パルス(立上や信号)が入力端Rへ
の立上り信号より先に入力された場合には立上シ信号期
間出力はグランドレベル(ロウレベル以下りと称す)と
なる。Furthermore, if the input pulse (rising edge or signal) to the input terminal S is inputted earlier than the rising signal to the input terminal R, the output during the rising edge signal period becomes the ground level (referred to as lower than the low level).
又、出力がR又はLを示す場合以外はオープン状態とな
るものである。よって、位相差がゼロの時KFi出力は
オープン状態のまま保持される。Further, the circuit is in an open state except when the output indicates R or L. Therefore, when the phase difference is zero, the KFi output is held open.
4はローパスフィルターでコンパレーター12の出力を
平滑化している。5はデユティ比5゜チの信号を入力電
圧に応じた周波数で出力する電圧制御発振器(VCO)
でその入力はローバフイルター4の出力につながれてい
る。6#−i、位相シフターでVCO出力の%の周波数
の信号が0゜と90°の位相関係の2系列で作られ、そ
れぞれの出力端から出力される。7は出力回路でその入
力はアンドゲート19?介してシフター6の一方の出力
端に接続され、その出力はコイル10を経て1−1の駆
動電極に接続されている。4 is a low-pass filter that smoothes the output of the comparator 12. 5 is a voltage controlled oscillator (VCO) that outputs a signal with a duty ratio of 5° at a frequency corresponding to the input voltage.
Its input is connected to the output of the low bar filter 4. 6#-i, a phase shifter generates two signals with a frequency of % of the VCO output in two series with a phase relationship of 0° and 90°, and outputs from the respective output terminals. 7 is an output circuit and its input is an AND gate 19? It is connected to one output end of the shifter 6 through the coil 10, and its output is connected to the drive electrode 1-1 through the coil 10.
8は出力回路でシフター6の他方の出力端とアンドゲー
ト20と介して接続し、該出力回路89出力端はコイル
11に接続され、さらにコイルから1−2の駆動電極に
接続されている。8 is an output circuit connected to the other output end of the shifter 6 via the AND gate 20, and the output end of the output circuit 89 is connected to the coil 11, which is further connected to the drive electrodes 1-2.
尚上記コイル10.11は電極1−1.1−2 と共
に電気的共振回路を構成している。又、上記出力回路7
,8における入力と出力間の位相関係は同位相となる様
構成されている。Incidentally, the coil 10.11 constitutes an electrical resonant circuit together with the electrode 1-1.1-2. Moreover, the above output circuit 7
, 8 are configured to have the same phase relationship between the input and output.
16はコンパレーターでその十人力に電極1−2、又−
人力に基準電圧vAが接続されている。16 is a comparator, and electrodes 1-2 and -
A reference voltage vA is connected to the human power.
17は所定のデユーティのパルスを発生するパルス発振
器で該パルス発掘器の周期は上記シフターからの出力パ
ルスの周期に比して十分長い周期となっている。18は
駆動モード切換えスイッチで、接点18−1は全速(高
速)駆動モードの接点を示し、接点18−2は低速急動
モードの接点を示し、接点18−3は停止モードの接点
を示している。該スイッチ18は上記アンドゲート19
,20の他方の入力端に接続されている。Reference numeral 17 denotes a pulse oscillator that generates pulses of a predetermined duty, and the period of this pulse excavator is sufficiently longer than the period of the output pulse from the shifter. 18 is a drive mode changeover switch, contact 18-1 indicates a full speed (high speed) drive mode contact, contact 18-2 indicates a low speed rapid movement mode contact, and contact 18-3 indicates a stop mode contact. There is. The switch 18 is the AND gate 19
, 20.
上記構成中のコンパレーター2.16は電極波形をロジ
ックレベルの電圧に低下させるための機構を有すると共
に7エイズコンパレーター12、ローパスフィルター4
、vco 5にてフエ−ズロツクドルーブ(以下PLL
と称す。)を構成してお夛、ループ利得の大なる間ルー
プを形成し負帰還作用にて入力位相差が零になる様作動
する。The comparators 2 and 16 in the above configuration have a mechanism for reducing the electrode waveform to a logic level voltage, as well as a 7 aids comparator 12 and a low pass filter 4.
, PLL
It is called. ), which forms a loop with a large loop gain, and operates so that the input phase difference becomes zero due to the negative feedback effect.
久いで、該第2図実施例の動作について説明するO
切換えスイッチ18を接点18−5に接続した場合はア
ントゲ−) 19.20の一方の入力がス・イツチ18
によJLなので、その出力もLとな沃電極1−1 、1
−2 Kは周波電圧が印加されず、モーターは駆動され
ない。従って、この場合にはモーターは停止状態に保持
される。The operation of the embodiment shown in FIG. 2 will now be explained.
Since the output is L, the electrodes 1-1, 1
-2 K, no frequency voltage is applied and the motor is not driven. Therefore, in this case, the motor is held in a stopped state.
次K、切換えスイッチ18を接点18−IK接続する場
合について説明する。この場合流はアントゲ−) 19
.20の一方の入力はスイッチ18を介してHが印加さ
れるためゲート19,20の出力には位相シフター6C
)2つの出力端から90゜位相の異なる出力が現われる
。従って、駆動出力回路7,8の出力も90°位相差の
ある波形が出力される。この場合駆動出力回路7,8の
上記90゜位相差を有する出力は方形波であるが、コイ
ル10.11を通した後、振動モータの固定子の駆動電
極11.1−2に入力されると電極における駆動波形は
コイル10.11のインダクタンスとtil−1、1−
4問および1−2.1−4間のキャパシタンスと抵抗で
直列共振を起こし、正弦波となp90°位相差O正弦波
が各電極i−1,1−2’を介して電歪素子に印加され
固定子の表面には進行性の退勤波が形成され固定子と摩
擦接触するローターが該進行性■振動波にて駆動されロ
ーターが回動する。Next, the case where the changeover switch 18 is connected to the contact 18-IK will be explained. In this case, the style is anime) 19
.. Since H is applied to one input of gate 20 via switch 18, phase shifter 6C is applied to the output of gates 19 and 20.
) Outputs with a phase difference of 90° appear from the two output terminals. Therefore, the outputs of the drive output circuits 7 and 8 also have waveforms with a 90° phase difference. In this case, the outputs of the drive output circuits 7 and 8 having a phase difference of 90° are square waves, which are input to the drive electrodes 11.1-2 of the stator of the vibration motor after passing through the coil 10.11. The driving waveform at the electrode is the inductance of the coil 10.11 and til-1, 1-
Question 4 and 1-2. Series resonance is caused by the capacitance and resistance between 1-4, and the p90° phase difference O sine wave is transmitted to the electrostrictive element via each electrode i-1, 1-2'. A progressive retreating wave is formed on the surface of the stator, and the rotor that comes into frictional contact with the stator is driven by the progressive vibration wave, causing the rotor to rotate.
上記ローター■回動がなされている状態にあっては、固
定子の振動状態が電極1−3と接続される固定子上に配
された電歪素子の出力として電極1−6にで検知され、
該検知信号がコンパレーター2にてパルスに整形サレタ
上コンハレーター12OR入力端に入力する。−方電極
1−2へ印加される駆動波形(正弦波)もコンパレータ
ー16にてパルスに整形された上インバーター15にて
、そのパルスの位相t−1809変換L、該パルスがコ
ンパレーター12のS入力端に入力する。When the rotor is rotating, the vibration state of the stator is detected by the electrodes 1-6 as the output of the electrostrictive element arranged on the stator connected to the electrodes 1-3. ,
The detection signal is input to the OR input terminal of the conhalator 12 in the form of a pulse by the comparator 2. The drive waveform (sine wave) applied to the - side electrode 1-2 is also shaped into a pulse by the comparator 16.The upper inverter 15 converts the phase of the pulse to t-1809 L, and the pulse is converted into a pulse by the comparator 12. Input to the S input terminal.
一般に振動波モーターにあっては駆動電極1−1と検出
電極1−3との位置的な位相差に応じて振動波モーター
が共振状態で駆動されている際の駆動電極1−1と検出
を極1−3間の信号波形の位相差が決定され、該実施例
では電極1−1と1−5とが90°位相差的に配されて
いるものとすると、上記1を極1−1と1−3との信号
波形が90°異なれば共振状態で駆動されることとなる
。Generally, in a vibration wave motor, the drive electrode 1-1 and detection when the vibration wave motor is driven in a resonant state are determined according to the positional phase difference between the drive electrode 1-1 and the detection electrode 1-3. The phase difference of the signal waveform between the poles 1-3 is determined, and assuming that the electrodes 1-1 and 1-5 are arranged with a 90° phase difference in this embodiment, the above 1 is set to the pole 1-1. If the signal waveforms of and 1-3 are different by 90 degrees, they will be driven in a resonant state.
上述の如く電極1−1と1Lii−2の波形は90゜異
なってお夛、かつインバーター15の出力は電極1−2
の波形に対して180°シフトしている■で、上記の共
振状態においてはコンパレーター12ORとS入力端へ
の入力パルスの位相が−致し、又共振状態からはずれる
と、S入力端へのパルスに対してR入力端へのパルスの
位相が進んだ状態又は遅れた状態となシ、その位相差分
コンパレーター12は三信号又はL信号を出力する。よ
って、ローパスフィルター4の出力はその出力レベルを
コンパレーター12の出力信号に応じて増減させVCA
O周波数を増減させる。核フェーズロックドループは上
記の如く負帰還構成となっているため、電極1−1の駆
動波形に対する電極1−3の出力波形との位相差か90
°より大となるとコンパレーター12かう三信号が送出
されフィルター4の出力を増大させる。vco sは入
力信号が犬となる程発邊周波数を増大させる様構成され
てお〕、フィルター4■出力が増大すると発成周波数、
即ち振動波モーターの駆動周波数が高くなる。−方、駆
動周波数と電極1−1.1−3間の信号の位相差は駆動
周波数が高くなる程その位相差が減少する特性を有して
いるので、上述■動作にて電極1−1と電極1−3の波
形が90°位相差方向に制御され共振周波数となる機制
御される。又、逆に電極1−1と1−3間の波形の位相
差が90°よりも少となった際HF′1vcosの発振
周波数が低下し同様に電極1−1と1−3間の位相差全
90°方向に移行させ、共振周波数駆動へ移行させる。As mentioned above, the waveforms of electrodes 1-1 and 1Lii-2 are different by 90 degrees, and the output of inverter 15 is different from that of electrodes 1-2.
180° shifted from the waveform of When the phase of the pulse to the R input terminal is advanced or delayed, the phase difference comparator 12 outputs the three signals or the L signal. Therefore, the output level of the low-pass filter 4 is increased or decreased according to the output signal of the comparator 12, and the VCA
Increase or decrease O frequency. Since the nuclear phase-locked loop has a negative feedback configuration as described above, the phase difference between the drive waveform of electrode 1-1 and the output waveform of electrode 1-3 is 90%.
When it becomes greater than 0.degree., the comparator 12 sends out three signals to increase the output of the filter 4. Vcos is configured to increase the firing frequency as the input signal increases, and as the output of the filter 4 increases, the firing frequency increases,
That is, the driving frequency of the vibration wave motor increases. - On the other hand, since the phase difference between the driving frequency and the signal between the electrodes 1-1 and 1-3 has a characteristic that the higher the driving frequency, the smaller the phase difference is, the electrode 1-1 The waveforms of the electrodes 1-3 are controlled in the direction of a 90° phase difference and are controlled to have a resonant frequency. Conversely, when the phase difference between the waveforms between electrodes 1-1 and 1-3 becomes less than 90°, the oscillation frequency of HF'1vcos decreases, and the position between electrodes 1-1 and 1-3 similarly decreases. The phase difference is shifted to the full 90° direction, and the drive is shifted to resonant frequency driving.
又、スイッチ18を接点18−2に接続すると発振器1
7からのパルスがゲート19.20に伝わる。よって、
ゲート19.20は上記発振器17からのパルスがH信
号を示している時のみシフター6C)出力を出力回路7
,8に印加する。従って、駆動信号が間欠的に電歪素子
に印加されモーターの回転速度は上記高速駆動時に比し
て低下する。尚発振器17C+パルスのデユーティを可
変する様構成すればモーターの回転速度が多段に切換わ
ることとなる。Also, when the switch 18 is connected to the contact 18-2, the oscillator 1
The pulse from 7 is transmitted to gate 19.20. Therefore,
The gates 19 and 20 output the shifter 6C) output only when the pulse from the oscillator 17 indicates an H signal.
, 8. Therefore, a drive signal is intermittently applied to the electrostrictive element, and the rotational speed of the motor is lower than when the motor is driven at high speed. Note that if the duty of the oscillator 17C+ pulse is configured to be variable, the rotational speed of the motor will be switched in multiple stages.
く効果〉
以上の如く本発明に係る退勤波モーターの速度制御にあ
っては、駆動信号を間欠的に電歪素子に印加することに
より速度調定を行なっているOで、極めて簡単な構成、
にてS動波モーターの速度調定をなし得るものである。Effect> As described above, in the speed control of the clock-out wave motor according to the present invention, the speed is adjusted by intermittently applying a drive signal to the electrostrictive element, and the configuration is extremely simple.
The speed of the S dynamic wave motor can be adjusted using this method.
第1図は振動波モーターの固定子の電極形状を示す説明
図、第2図は本発明に係る振動波モーターの駆動回路の
一実施例を示す回路図である。
17・・・発振器
18・・・スイッチFIG. 1 is an explanatory diagram showing the shape of an electrode of a stator of a vibration wave motor, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a drive circuit for a vibration wave motor according to the present invention. 17... Oscillator 18... Switch
Claims (1)
素子を配し、該各群の素子にそれぞれ位相の異なる周波
信号を印加して固定子に進行性振動波を形成し、該振動
波にて移動体を駆動する振動波モーターの駆動回路にお
いて、 前記周波信号を間欠的に各群のエネルギー変換素子に印
加する制御回路を設けたことを特徴とする振動波モータ
ーの駆動回路。[Claims] First and second groups of electro-mechanical energy conversion elements are arranged in the stator, and frequency signals having different phases are applied to the elements in each group to generate progressive vibration waves in the stator. A vibration wave motor drive circuit for driving a moving body with the vibration waves formed by the vibration wave motor, further comprising: a control circuit for intermittently applying the frequency signal to each group of energy conversion elements. drive circuit.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147794A JPS633663A (en) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | Drive circuit of oscillation wave motor |
US07/059,782 US4794294A (en) | 1986-06-12 | 1987-06-08 | Vibration wave motor |
DE19873719537 DE3719537A1 (en) | 1986-06-12 | 1987-06-11 | VIBRATION SHAFT MOTOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147794A JPS633663A (en) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | Drive circuit of oscillation wave motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS633663A true JPS633663A (en) | 1988-01-08 |
Family
ID=15438357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61147794A Pending JPS633663A (en) | 1986-06-12 | 1986-06-23 | Drive circuit of oscillation wave motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS633663A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1118461A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-22 | Canon Inc | Vibrating-type drive device controller and device therewith |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5986016A (en) * | 1982-11-09 | 1984-05-18 | Canon Inc | Automatic focusing adjusting device |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP61147794A patent/JPS633663A/en active Pending
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