JPH0710189B2 - 振動波モーターの駆動回路 - Google Patents
振動波モーターの駆動回路Info
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- JPH0710189B2 JPH0710189B2 JP63132149A JP13214988A JPH0710189B2 JP H0710189 B2 JPH0710189 B2 JP H0710189B2 JP 63132149 A JP63132149 A JP 63132149A JP 13214988 A JP13214988 A JP 13214988A JP H0710189 B2 JPH0710189 B2 JP H0710189B2
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- H02N2/142—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は振動波モーターの駆動回路に関する。
従来、振動体上に圧電体や電歪素子等の電気‐機械エネ
ルギー変換素子を位相差を持つて配し、このエネルギー
変換素子にそれぞれ位相の異なる周波信号を印加して、
振動体の表面上に進行する波（進行性振動波）を形成
し、該進行性振動波にてローターを駆動する型式の振動
波モーターが知られている。
ルギー変換素子を位相差を持つて配し、このエネルギー
変換素子にそれぞれ位相の異なる周波信号を印加して、
振動体の表面上に進行する波（進行性振動波）を形成
し、該進行性振動波にてローターを駆動する型式の振動
波モーターが知られている。
上記型式のモーターにあつては共振状態での駆動が最も
高効率で高速駆動出来るものの、駆動周波数として上記
共振駆動をもたらす周波数からわずかにはずれるとモー
ターは急激に停止する特性があり、上記モーターの駆動
制御にあつては駆動周波数が共振周波数からはずれ上記
の様に急激に停止するのを防止する必要がある。
高効率で高速駆動出来るものの、駆動周波数として上記
共振駆動をもたらす周波数からわずかにはずれるとモー
ターは急激に停止する特性があり、上記モーターの駆動
制御にあつては駆動周波数が共振周波数からはずれ上記
の様に急激に停止するのを防止する必要がある。
この問題を解消する方法として本出願人はモーターの振
動状態をモニターして起動状態に応じた駆動状態信号を
形成し、この信号に基づきモーターが共振又は共振附近
の周波数で駆動されているか否かを検知し、上記の駆動
状態となつた時には、その駆動周波数を越えた周波数
（共振周波数よりも低い周波数）へ駆動周波数が移行す
ることを禁止し上記の問題を解消することを提案してい
る。
動状態をモニターして起動状態に応じた駆動状態信号を
形成し、この信号に基づきモーターが共振又は共振附近
の周波数で駆動されているか否かを検知し、上記の駆動
状態となつた時には、その駆動周波数を越えた周波数
（共振周波数よりも低い周波数）へ駆動周波数が移行す
ることを禁止し上記の問題を解消することを提案してい
る。
しかしながら、振動波モーターは共振又は共振附近の駆
動状態以外でも高周波数帯で駆動されている時に上記駆
動状態信号として共振又は共振附近の駆動時とほぼ同一
の信号値を示す特性を有しており、高周波駆動時におけ
るこの駆動状態信号値を共振又は共振附近での値である
と誤まつて判断し、その周波数を越える駆動周波数への
移行が禁止されるおそれがあつた。
動状態以外でも高周波数帯で駆動されている時に上記駆
動状態信号として共振又は共振附近の駆動時とほぼ同一
の信号値を示す特性を有しており、高周波駆動時におけ
るこの駆動状態信号値を共振又は共振附近での値である
と誤まつて判断し、その周波数を越える駆動周波数への
移行が禁止されるおそれがあつた。
本発明は上記事項に鑑みなされたもので、振動波モータ
ーが共振駆動状態からはなれた周波数帯（高周波数帯）
で駆動されている様な場合には上記駆動状態信号検知に
よる周波数の移行禁止動作を行なわせずに、モーターが
共振駆動状態に近くなつた後に上記駆動状態信号検知に
よる周波数の移行禁止動作を行なわせ、上述の不都合を
解消したモーター駆動回路を提供せんとするものであ
る。
ーが共振駆動状態からはなれた周波数帯（高周波数帯）
で駆動されている様な場合には上記駆動状態信号検知に
よる周波数の移行禁止動作を行なわせずに、モーターが
共振駆動状態に近くなつた後に上記駆動状態信号検知に
よる周波数の移行禁止動作を行なわせ、上述の不都合を
解消したモーター駆動回路を提供せんとするものであ
る。
第１図は本発明に係る振動波モータの周方向から見た断
面図で、該第１図中１はロータ、３は振動体、４は振動
体３上に附された分極処理がなされた圧電体、５は電極
である。振動体３と圧電体４とよりステーター２が構成
されローター１は振動体３上に摩擦接触している。
面図で、該第１図中１はロータ、３は振動体、４は振動
体３上に附された分極処理がなされた圧電体、５は電極
である。振動体３と圧電体４とよりステーター２が構成
されローター１は振動体３上に摩擦接触している。
上記電極５中、振動体３における屈曲進行波の波長をλ
とする5aは駆動用電極で、λ/2間隔で圧電体４上に配さ
れており、又5bは駆動用電極で、該電極もλ/2間隔で圧
電体４上に配される。5Sは振動検出用電極で駆動用電極
5aと振動検出用電極5Sとは３λ/8だけ位置的位相がずれ
ている。又5Gはグランド電極である。電極5aにて駆動電
圧が印加される圧電体にてＡ相の圧電体を構成し、電極
5bにて駆動電圧が印加される圧電体にてＢ相の圧電体が
構成される。これらの圧電体の分極処理や電極配置構成
自体は周知であるので、その詳細な説明は省略する。
とする5aは駆動用電極で、λ/2間隔で圧電体４上に配さ
れており、又5bは駆動用電極で、該電極もλ/2間隔で圧
電体４上に配される。5Sは振動検出用電極で駆動用電極
5aと振動検出用電極5Sとは３λ/8だけ位置的位相がずれ
ている。又5Gはグランド電極である。電極5aにて駆動電
圧が印加される圧電体にてＡ相の圧電体を構成し、電極
5bにて駆動電圧が印加される圧電体にてＢ相の圧電体が
構成される。これらの圧電体の分極処理や電極配置構成
自体は周知であるので、その詳細な説明は省略する。
上記の構成にあつては電極5aと電極5bへ位相が90゜異な
る周波電圧が印加されることにて、振動体３上に進行性
の振動波が発生し、ローター１が該振動波により駆動さ
れる。電極5Sと電極5a間の信号波形の位相差は電極5aへ
の駆動信号が共振周波数frの時には電極5Sからの信号波
形は電極5aの駆動信号に対して−45゜位相がづれた状態
となり、駆動信号が共振周波数からずれると電極5aと5S
間の位相差が−45゜からずれることになる。よつてこの
位相差を検知すれば駆動周波数の共振周波数frからずれ
を検知することが出来る。
る周波電圧が印加されることにて、振動体３上に進行性
の振動波が発生し、ローター１が該振動波により駆動さ
れる。電極5Sと電極5a間の信号波形の位相差は電極5aへ
の駆動信号が共振周波数frの時には電極5Sからの信号波
形は電極5aの駆動信号に対して−45゜位相がづれた状態
となり、駆動信号が共振周波数からずれると電極5aと5S
間の位相差が−45゜からずれることになる。よつてこの
位相差を検知すれば駆動周波数の共振周波数frからずれ
を検知することが出来る。
なお、共振周波数と電極5aと5Sの信号間の位相差は電極
5Sと電極5aとの位置に応じて上記−45゜からずれるもの
であるが、その場合でも共振駆動状態にあれば電極5aと
5Sの信号の位相差が特定関係となるのでこの場合も同様
に電極5aと5S間の信号の上記特定位相差からのずれを検
知すれば駆動周波数の共振周波数frからのずれを検知し
得ることとなる。
5Sと電極5aとの位置に応じて上記−45゜からずれるもの
であるが、その場合でも共振駆動状態にあれば電極5aと
5Sの信号の位相差が特定関係となるのでこの場合も同様
に電極5aと5S間の信号の上記特定位相差からのずれを検
知すれば駆動周波数の共振周波数frからのずれを検知し
得ることとなる。
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。
施例を示す回路図である。
図において２は第１図示の振動波モーターのステーター
である。12は入力電圧に応じた周波数で発振する電圧制
御発振器、14はアンプ、16はマツチングコイルで発振器
12からの周波信号がこれらのアンプ、コイルを介して電
極5aへ印加される。７はアンプ14の出力のコイル16を通
した波形（すなわち振動波モーターのステーターに印加
される電圧波形）をパルス信号に整形するコンパレータ
ー、８はコンパレーター７からのパルスを90゜シフトす
るシフトレジスターで、該レジスター８からのパルスは
回転方向切換スイツチ13を介してアンプ15、コイル17を
介して電極5bに印加される。上記の構成にて電極5aと5b
間には90゜位相の異なる周波電圧が印加される。18はエ
ツジトリガー型位相比較器で、該比較器18の一方の入力
として上記発振器12の出力が入力し、他方の入力として
Ｎ分周回路（32分周回路）21の出力が入力される。20は
ラグリードフイルター19を介して上記比較器18の出力に
応じた周波数を発生する電圧制御発振器である。上記比
較器18は入力信号間と位相差がゼロの時オープン状態と
なり、発振器20の出力をその状態に維持し、上記入力信
号間に位相差が発生すると、その位相差のずれ方向及び
量に応じてデユーテイの異なる信号を出力し、電圧制御
発振器20の出力周波数の増減を行わせる。この様に構成
されているので比較器18の２入力は同一位相となる様制
御され、その結果分周回路21の出力は発振器12の出力と
同位相で、かつ同一周波数となる。従つて、発振器20の
出力は発振器12の出力周波数のＮ倍（32倍）の信号とな
り該信号を上記シフトレジスター８のクロツク信号とし
ているので、該レジスター８のＮ（32）/4段目の出力は
コンパレーター７の出力、即ち発振器12の出力に対して
90゜位相の異なる信号となり、上記の如くして電極5bと
5a間に90゜位相差の周波信号が供給される。
である。12は入力電圧に応じた周波数で発振する電圧制
御発振器、14はアンプ、16はマツチングコイルで発振器
12からの周波信号がこれらのアンプ、コイルを介して電
極5aへ印加される。７はアンプ14の出力のコイル16を通
した波形（すなわち振動波モーターのステーターに印加
される電圧波形）をパルス信号に整形するコンパレータ
ー、８はコンパレーター７からのパルスを90゜シフトす
るシフトレジスターで、該レジスター８からのパルスは
回転方向切換スイツチ13を介してアンプ15、コイル17を
介して電極5bに印加される。上記の構成にて電極5aと5b
間には90゜位相の異なる周波電圧が印加される。18はエ
ツジトリガー型位相比較器で、該比較器18の一方の入力
として上記発振器12の出力が入力し、他方の入力として
Ｎ分周回路（32分周回路）21の出力が入力される。20は
ラグリードフイルター19を介して上記比較器18の出力に
応じた周波数を発生する電圧制御発振器である。上記比
較器18は入力信号間と位相差がゼロの時オープン状態と
なり、発振器20の出力をその状態に維持し、上記入力信
号間に位相差が発生すると、その位相差のずれ方向及び
量に応じてデユーテイの異なる信号を出力し、電圧制御
発振器20の出力周波数の増減を行わせる。この様に構成
されているので比較器18の２入力は同一位相となる様制
御され、その結果分周回路21の出力は発振器12の出力と
同位相で、かつ同一周波数となる。従つて、発振器20の
出力は発振器12の出力周波数のＮ倍（32倍）の信号とな
り該信号を上記シフトレジスター８のクロツク信号とし
ているので、該レジスター８のＮ（32）/4段目の出力は
コンパレーター７の出力、即ち発振器12の出力に対して
90゜位相の異なる信号となり、上記の如くして電極5bと
5a間に90゜位相差の周波信号が供給される。
６は電極5Sからの信号をパルスに波形整形するコンパレ
ーター、９はエツジトリガー型位相比較器で、該比較器
は第３図（ａ）の如く構成される。該比較器は入力R1,V
1のパルスの位相を検知し、第３図（ｂ）の示す如く入
力R1への位相が入力V1よりも進んでいる時に出力U1をそ
の位相差分ロウレベルとなし、逆に入力R1への位相が入
力V1よりも遅れた時には出力D1をその位相差分ロウレベ
ルとなし又更に位相が一致している時には出力V1,D1共
にハイレベルを送出する。
ーター、９はエツジトリガー型位相比較器で、該比較器
は第３図（ａ）の如く構成される。該比較器は入力R1,V
1のパルスの位相を検知し、第３図（ｂ）の示す如く入
力R1への位相が入力V1よりも進んでいる時に出力U1をそ
の位相差分ロウレベルとなし、逆に入力R1への位相が入
力V1よりも遅れた時には出力D1をその位相差分ロウレベ
ルとなし又更に位相が一致している時には出力V1,D1共
にハイレベルを送出する。
10は前記比較器９の出力U1,D1に接続するアンドゲー
ト、22はリセツト端子を上記アンドゲート10に接続しア
ンドゲート10の出力がハイレベルの時リセット状態が解
除され、前記発振器20のクロツクパルスをカウントする
カウンター、24は数値情報設定装置、23はカウンター22
のカウント値と設定値とを比較しカウント値＜設定値の
時にハイレベルを出力するコンパレーターである。
ト、22はリセツト端子を上記アンドゲート10に接続しア
ンドゲート10の出力がハイレベルの時リセット状態が解
除され、前記発振器20のクロツクパルスをカウントする
カウンター、24は数値情報設定装置、23はカウンター22
のカウント値と設定値とを比較しカウント値＜設定値の
時にハイレベルを出力するコンパレーターである。
25は電圧制御発振器12の自走周波数設定器、４はマイク
ロコンピユータである。尚比較器９のV1入力はレジスタ
ー８のＮ（32）/8段目の出力ｂと接続している。６′は
パルス間隔測定器でモーターのローターの回動を検知し
て回動速度が高速になる程周期が短かいパルスを形成す
る例えばエンコーダー等のパルス形成回路からのパルス
間隔Ｔを測定する。
ロコンピユータである。尚比較器９のV1入力はレジスタ
ー８のＮ（32）/8段目の出力ｂと接続している。６′は
パルス間隔測定器でモーターのローターの回動を検知し
て回動速度が高速になる程周期が短かいパルスを形成す
る例えばエンコーダー等のパルス形成回路からのパルス
間隔Ｔを測定する。
第４図は振動波モーターのA,B相の圧電体に印加する駆
動用交流信号の周波数ｆに対する定格回転数Ｎを表わし
た図である。図中frは機械的共振周波数を示し、fgは回
転数が急に低下する周波数を示している。
動用交流信号の周波数ｆに対する定格回転数Ｎを表わし
た図である。図中frは機械的共振周波数を示し、fgは回
転数が急に低下する周波数を示している。
第５図は振動波モーターのA,B相の圧電体に印加する駆
動用交流信号の周波数ｆに対するＡ相の圧電体への印加
信号と電極5Sからの信号との位相差Θを表わした図であ
る。図中frは機械的共振周波数を示し、そのときの位相
差はΘｒであり、本実施例による振動波モーターの構成
の場合は正転のとき−45゜、逆転のとき−135゜とな
る。又、印加する周波数に対して位相差Θが非線型であ
る為、周波数がf1の付近で位相差がΘｒに近くなるとい
う特性がある。
動用交流信号の周波数ｆに対するＡ相の圧電体への印加
信号と電極5Sからの信号との位相差Θを表わした図であ
る。図中frは機械的共振周波数を示し、そのときの位相
差はΘｒであり、本実施例による振動波モーターの構成
の場合は正転のとき−45゜、逆転のとき−135゜とな
る。又、印加する周波数に対して位相差Θが非線型であ
る為、周波数がf1の付近で位相差がΘｒに近くなるとい
う特性がある。
次いで、第２図実施例の動作について第６図のプログラ
ムに従つて説明する。尚該プログラムはコンピユーター
４に内蔵されているものとする。
ムに従つて説明する。尚該プログラムはコンピユーター
４に内蔵されているものとする。
不図示の電源スイツチオンにてプログラムはステツプ１
となり、初期設定としてコンピユーター４の内部メモリ
ーを初期化し、駆動周波数fOを最大周波数fHとなし設定
器25へ設定する。ステツプ２不図示の操作部材の操作状
態を検知して駆動のための操作がなされているかを判定
し、停止のための操作状態の時にはステツプ３へ、駆動
のための操作状態の時にはステツプ４へ進む。
となり、初期設定としてコンピユーター４の内部メモリ
ーを初期化し、駆動周波数fOを最大周波数fHとなし設定
器25へ設定する。ステツプ２不図示の操作部材の操作状
態を検知して駆動のための操作がなされているかを判定
し、停止のための操作状態の時にはステツプ３へ、駆動
のための操作状態の時にはステツプ４へ進む。
今ステツプ３へ進んだとするとステツプ３にて発振器12
を不作動となし、駆動制御を停止しステツプ２へ戻る。
よつて操作部材にて駆動操作がなされない限り上記ステ
ツプ2,3を繰り返えす。尚ステツプ３では駆動周波数fO
をfHに再設定している。
を不作動となし、駆動制御を停止しステツプ２へ戻る。
よつて操作部材にて駆動操作がなされない限り上記ステ
ツプ2,3を繰り返えす。尚ステツプ３では駆動周波数fO
をfHに再設定している。
一方、操作部材が操作されステツプ４へ進んだ場合につ
き以下説明する。
き以下説明する。
ステツプ４では不図示の操作部材にてコンピユーター４
に設定されている指示がモーターの正転か逆転かの判定
を行ない、スイツチ13の設定を行なう。今、正転モード
が予め設定されているとすると、レジスター８のa,bが
スイツチ13にて選ばれる。一方、ステツプ２にて駆動と
判定されているので発振器12は設定器12に設定された周
波数fO＝fHにて発振し該周波数fO＝fHの信号が電極5aに
印加され、又電極5bにはレジスター８の出力ａからの信
号即ち、前述した如く電極5aに対して90゜位相の異なる
周波数fO＝fHの信号が印加され、モーターは駆動状態と
なつている。
に設定されている指示がモーターの正転か逆転かの判定
を行ない、スイツチ13の設定を行なう。今、正転モード
が予め設定されているとすると、レジスター８のa,bが
スイツチ13にて選ばれる。一方、ステツプ２にて駆動と
判定されているので発振器12は設定器12に設定された周
波数fO＝fHにて発振し該周波数fO＝fHの信号が電極5aに
印加され、又電極5bにはレジスター８の出力ａからの信
号即ち、前述した如く電極5aに対して90゜位相の異なる
周波数fO＝fHの信号が印加され、モーターは駆動状態と
なつている。
ステツプ５では不図示の操作部材にてコンピユーター４
に設定されている加減速及び保持指示を判定し、加速指
示の時にはステツプ６に減速指示の時にはステツプ10
へ、保持指示の時にはステツプ12へ移行する。今、加速
指示がなされておりステツプ６へ進んだとする。
に設定されている加減速及び保持指示を判定し、加速指
示の時にはステツプ６に減速指示の時にはステツプ10
へ、保持指示の時にはステツプ12へ移行する。今、加速
指示がなされておりステツプ６へ進んだとする。
ステツプ６では駆動周波数fOが設定可能最低周波数fLと
の関係でfO≦fLか否かの判定がなされる。fO＞fLの時に
はステツプ７へ、fO≦fLの時には周波数をそれ以下の周
波数へ変更するとモーター駆動が不可能であるのでステ
ツプ12へ進む。
の関係でfO≦fLか否かの判定がなされる。fO＞fLの時に
はステツプ７へ、fO≦fLの時には周波数をそれ以下の周
波数へ変更するとモーター駆動が不可能であるのでステ
ツプ12へ進む。
ステツプ７ではパルス間隔測定器６′にて検知されたパ
ルス間隔Ｔが検知され、該間隔Ｔが設定値T2に対してＴ
≦T2の時、即ちモーターが低速駆動されている時にはス
テツプ８の位相差検知を行なうことなくステツプ９へ移
行し、ステツプ９にて駆動周波数fOを‐ｆ△、即ち所定
量低くなし、ステツプ12にて該低減された周波数を新ら
たな駆動周波数として設定器25に設定し、駆動周波数を
低下させる。これにてモーターは加速駆動されることと
なる。上記の動作はステツプＴ≧T2の間繰り返えされ、
モーターは徐々に高速駆動状態となる。一方、上記の動
作が行なわれている際にステツプ７にてＴ＜T2と判定さ
れるとステツプ８へ移行する。
ルス間隔Ｔが検知され、該間隔Ｔが設定値T2に対してＴ
≦T2の時、即ちモーターが低速駆動されている時にはス
テツプ８の位相差検知を行なうことなくステツプ９へ移
行し、ステツプ９にて駆動周波数fOを‐ｆ△、即ち所定
量低くなし、ステツプ12にて該低減された周波数を新ら
たな駆動周波数として設定器25に設定し、駆動周波数を
低下させる。これにてモーターは加速駆動されることと
なる。上記の動作はステツプＴ≧T2の間繰り返えされ、
モーターは徐々に高速駆動状態となる。一方、上記の動
作が行なわれている際にステツプ７にてＴ＜T2と判定さ
れるとステツプ８へ移行する。
ステツプ８ではコンパレーター23の出力を検知し、コン
パレーター23の出力がロウの時にはステツプ12へ進む。
パレーター23の出力がロウの時にはステツプ12へ進む。
前述の如くコンパレーター23はカウンター22のカウント
値＜設定値の時にハイを出力し、かつカウンター22はゲ
ート10がハイレベルの時リセツトが解除され、カウント
状態となるのでゲート10からロウレベルが出力されてい
る期間が長い程カウント値は低くなる。一方、ゲート10
は第３図（ｂ）から明らかな如く比較器９への入力R1,V
1の位相がずれる程ロウレベルを出力する時間が長くな
るので、比較器９の入力への位相差が大の時にカウント
値＜設定値となり、コンパレーター23はハイとなるので
比較器９への入力位相差大でステツプは９へ進む。又、
比較器９の入力R1,V1は電極5Sからの信号のレジスター
８のｂ出力からの信号であり、ｂ出力はレジスター８の
Ｎ（32）/8段目の出力であり、電極5aの信号に対して45
゜位相シフトされている。よつて、比較器９は第５図の
位相差Θｒ＝−45゜に近い程出力V1,D1からのロウ出力
期間が短かくなり、ゲート10からハイを出力させる時間
が長くなる。従つて共振状態に近い程カウンター22のカ
ウント値は大となる。
値＜設定値の時にハイを出力し、かつカウンター22はゲ
ート10がハイレベルの時リセツトが解除され、カウント
状態となるのでゲート10からロウレベルが出力されてい
る期間が長い程カウント値は低くなる。一方、ゲート10
は第３図（ｂ）から明らかな如く比較器９への入力R1,V
1の位相がずれる程ロウレベルを出力する時間が長くな
るので、比較器９の入力への位相差が大の時にカウント
値＜設定値となり、コンパレーター23はハイとなるので
比較器９への入力位相差大でステツプは９へ進む。又、
比較器９の入力R1,V1は電極5Sからの信号のレジスター
８のｂ出力からの信号であり、ｂ出力はレジスター８の
Ｎ（32）/8段目の出力であり、電極5aの信号に対して45
゜位相シフトされている。よつて、比較器９は第５図の
位相差Θｒ＝−45゜に近い程出力V1,D1からのロウ出力
期間が短かくなり、ゲート10からハイを出力させる時間
が長くなる。従つて共振状態に近い程カウンター22のカ
ウント値は大となる。
上記の関係からステツプ８では共振状態に近い状態で駆
動されていればステツプ12へ移行させ、周波数を低下さ
せることなく、そのままの周波数でモーターを駆動し、
一方共振状態から離れていればステツプ９へ移行させ、
周波数を低下させ、低下させた周波数を新らたな周波数
としてモーターを駆動する。この設定値とカウンター22
のカウント値とこの関係で共振状態に対してすこしずれ
た値を設定しておけば加速時にステツプ９にてモーター
が共振状態（共振周波数fr）を越えてそれよりも低い周
波数fg（第４図）へ更新されモーターが停止してしまう
ことが防止出来る。
動されていればステツプ12へ移行させ、周波数を低下さ
せることなく、そのままの周波数でモーターを駆動し、
一方共振状態から離れていればステツプ９へ移行させ、
周波数を低下させ、低下させた周波数を新らたな周波数
としてモーターを駆動する。この設定値とカウンター22
のカウント値とこの関係で共振状態に対してすこしずれ
た値を設定しておけば加速時にステツプ９にてモーター
が共振状態（共振周波数fr）を越えてそれよりも低い周
波数fg（第４図）へ更新されモーターが停止してしまう
ことが防止出来る。
以上の動作にて加速時には駆動周波数がステツプ９にて
徐々に低下されモーター加速がなされ、その周波数が共
振近く又は共振周波数となつた時にはその周波数のまま
駆動されることとなる。
徐々に低下されモーター加速がなされ、その周波数が共
振近く又は共振周波数となつた時にはその周波数のまま
駆動されることとなる。
又、更に上記の如く回転速度が遅い状態ではステツプ７
に次いでステツプ９へ移行しステツプ８による処理を行
なわずに周波数を低下させているので、設定値T2を例え
ば第４図における回転数N2に対応した値にしておけば周
波数f2よりも高い周波数帯においてステツプ８における
位相差検知にてその位相差Θｒが共振状態に近い値を示
したとしても、これを無視出来る。よつて、ステツプ８
にて位相差検知を行ない周波数が共振周波数よりも低く
なることを防止するシステムを採用した際に問題となる
高周波数での駆動時に位相差Θｒが共振状態に近い値を
示していても不都合なく駆動制御することが出来る。
に次いでステツプ９へ移行しステツプ８による処理を行
なわずに周波数を低下させているので、設定値T2を例え
ば第４図における回転数N2に対応した値にしておけば周
波数f2よりも高い周波数帯においてステツプ８における
位相差検知にてその位相差Θｒが共振状態に近い値を示
したとしても、これを無視出来る。よつて、ステツプ８
にて位相差検知を行ない周波数が共振周波数よりも低く
なることを防止するシステムを採用した際に問題となる
高周波数での駆動時に位相差Θｒが共振状態に近い値を
示していても不都合なく駆動制御することが出来る。
次いで減速処理について説明する。
減速指示がなされている時にはステツプ10へ進む。ステ
ツプ10では駆動周波数fOが最高周波数fHとの関係でfO≧
fHか否か判別し、fO≧fHの時にはステツプ12へ移行す
る。これにて減速処理時に駆動周波数が最大周波数に達
し、これ以上周波数を高くすることが不可能な時にはこ
の最高周波数にて以後モーターを駆動する。
ツプ10では駆動周波数fOが最高周波数fHとの関係でfO≧
fHか否か判別し、fO≧fHの時にはステツプ12へ移行す
る。これにて減速処理時に駆動周波数が最大周波数に達
し、これ以上周波数を高くすることが不可能な時にはこ
の最高周波数にて以後モーターを駆動する。
又、fO＜fHの時には駆動周波数を高くすることが出来る
ので、ステツプ11へ進み、駆動周波数に対して＋ｆ△、
即ち所定量増大しこれをステツプ12にて新らたな駆動周
波数として設定し、以後上記ステツプを繰り返えす。従
つて、駆動周波数は徐々に低下し、モーターは減速され
る。
ので、ステツプ11へ進み、駆動周波数に対して＋ｆ△、
即ち所定量増大しこれをステツプ12にて新らたな駆動周
波数として設定し、以後上記ステツプを繰り返えす。従
つて、駆動周波数は徐々に低下し、モーターは減速され
る。
第７図は上記モーター制御装置をレンズ駆動制御装置に
採用した一例を示す構成図である。
採用した一例を示す構成図である。
図においてＡはレンズ系、Ｂは第１図示のモーターで、
ローターの回転にてレンズ系の光軸方向への駆動がなさ
れる。Ｃは第２図示のコンピユーター４を除く制御回
路、４は第２図示のコンピユーター、６′は第２図示の
パルス間隔測定器、Ｄはレンズ系Ａの駆動に連動して回
転する回転板上に白黒パターンを附し、このパターンか
らの反射光を受光素子にて受光しレンズ系Ａの駆動速度
に応じた周期のパルスを発生するパルス発生回路であ
る。
ローターの回転にてレンズ系の光軸方向への駆動がなさ
れる。Ｃは第２図示のコンピユーター４を除く制御回
路、４は第２図示のコンピユーター、６′は第２図示の
パルス間隔測定器、Ｄはレンズ系Ａの駆動に連動して回
転する回転板上に白黒パターンを附し、このパターンか
らの反射光を受光素子にて受光しレンズ系Ａの駆動速度
に応じた周期のパルスを発生するパルス発生回路であ
る。
上記の様に構成することで、制御回路Ｃの作用にて第２
図実施例にて詳述した動作にてモーターＢの駆動制御が
なされ、レンズ系の光軸上の駆動及び速度制御がなされ
る。
図実施例にて詳述した動作にてモーターＢの駆動制御が
なされ、レンズ系の光軸上の駆動及び速度制御がなされ
る。
第８図はモーターが共振周波数に対して離れた高周波数
で駆動されているか否かを電極5Sの出力から判定する実
施例を示す回路図である。図において第２図実施例と同
一構成部には同一附号が附されている。該第８図実施例
では電極5Sからの出力レベルを特定値と比較し、電極5S
の出力が特定値よりも大の時にハイレベルを出力し、コ
ンピユーター４へ伝えるコンパレーター20を設けた構成
となつている。尚、該回路構成とする時には第２図にお
けるパルス間隔測定器６′からの信号をコンピユーター
４へ入力する必要がないことはもちろんである。
で駆動されているか否かを電極5Sの出力から判定する実
施例を示す回路図である。図において第２図実施例と同
一構成部には同一附号が附されている。該第８図実施例
では電極5Sからの出力レベルを特定値と比較し、電極5S
の出力が特定値よりも大の時にハイレベルを出力し、コ
ンピユーター４へ伝えるコンパレーター20を設けた構成
となつている。尚、該回路構成とする時には第２図にお
けるパルス間隔測定器６′からの信号をコンピユーター
４へ入力する必要がないことはもちろんである。
電極5Sからの出力信号はモーターが共振状態を示す時に
最大レベルの信号を出力し、共振駆動から離れた高周波
帯で駆動されている時には低い出力レベルを示してい
る。
最大レベルの信号を出力し、共振駆動から離れた高周波
帯で駆動されている時には低い出力レベルを示してい
る。
よつて、第６図のフロー中のステツプ７においてコンパ
レーター20のハイレベル検知にてステツプ８へ又、ロウ
レベル検知にてステツプ９へ移行する様にしておけば、
第２図の実施例と同様な作用・効果が得られることとな
る。
レーター20のハイレベル検知にてステツプ８へ又、ロウ
レベル検知にてステツプ９へ移行する様にしておけば、
第２図の実施例と同様な作用・効果が得られることとな
る。
又、更に第２図のステツプ７によるパルス間隔検知に代
わる更なる他の方法としては現駆動周波数fOが特定の共
振周波数から離れた高周波数（例えば第４図のf2）より
も高周波数か否かを検知してfO≧f2の時にはステツプ９
へ又fO＜f2の時にはステツプ８へ移行する様にすること
も考えられる。尚、本実施例ではモーターの振動源とし
ては圧電体を用いているが、電歪素子等の周波電気信号
の印加にて振動する他の電気‐機械エネルギー変換素子
を用いても良いものである。
わる更なる他の方法としては現駆動周波数fOが特定の共
振周波数から離れた高周波数（例えば第４図のf2）より
も高周波数か否かを検知してfO≧f2の時にはステツプ９
へ又fO＜f2の時にはステツプ８へ移行する様にすること
も考えられる。尚、本実施例ではモーターの振動源とし
ては圧電体を用いているが、電歪素子等の周波電気信号
の印加にて振動する他の電気‐機械エネルギー変換素子
を用いても良いものである。
以上の如く、請求項１の発明にあっては、モーターが共
振状態から離れた高周波数の第１の周波数と、該第１の
周波数より低周波数であって、かつ共振状態から所定量
離れた第２の周波数との間の周波数帯でモーターが駆動
されているか否かを判定し、該周波数帯でモーターが駆
動されている時には位相差検知等にて共振又は共振附近
の駆動であるか否かを検知し、該検知結果による駆動周
波数の変更禁止動作を禁止しているので、前述の第１と
第２の周波数との間の高周波数帯での駆動時に共振状態
と同様な信号が上記位相差検知等の駆動状態検知にて出
力されても、この帯域での駆動周波数の変更の中止が行
なわれることなく、モーターの共振状態までの高速駆動
が可能となる。
振状態から離れた高周波数の第１の周波数と、該第１の
周波数より低周波数であって、かつ共振状態から所定量
離れた第２の周波数との間の周波数帯でモーターが駆動
されているか否かを判定し、該周波数帯でモーターが駆
動されている時には位相差検知等にて共振又は共振附近
の駆動であるか否かを検知し、該検知結果による駆動周
波数の変更禁止動作を禁止しているので、前述の第１と
第２の周波数との間の高周波数帯での駆動時に共振状態
と同様な信号が上記位相差検知等の駆動状態検知にて出
力されても、この帯域での駆動周波数の変更の中止が行
なわれることなく、モーターの共振状態までの高速駆動
が可能となる。
又、請求項２の発明にあっては、モーターが上記第１と
第２の周波数との間の周波数帯域内で駆動されているか
否かの判定をモーターの回転速度検知にて行なわせ、所
定速度よりも低速時には上記周波数帯内での駆動と見做
し上記駆動周波数の変更禁止動作を禁止しているので、
上記の周波数帯域内にあるか否かをエンコーダー等の回
転速度検出手段を用いて容易に判定させることが出来、
簡単な構成にて請求項１と同様にモーターの共振状態ま
での高速駆動が可能となる。
第２の周波数との間の周波数帯域内で駆動されているか
否かの判定をモーターの回転速度検知にて行なわせ、所
定速度よりも低速時には上記周波数帯内での駆動と見做
し上記駆動周波数の変更禁止動作を禁止しているので、
上記の周波数帯域内にあるか否かをエンコーダー等の回
転速度検出手段を用いて容易に判定させることが出来、
簡単な構成にて請求項１と同様にモーターの共振状態ま
での高速駆動が可能となる。
又、請求項３の発明にあっては、モーターが上記第１と
第２の周波数との間の周波数帯域内で駆動されているか
否かを振動体に配した圧電体等のモーターの駆動状態に
応じた出力レベルの出力を発生するモニター手段の出力
にて検知させ、該出力レベルが所定レベルよりも低い時
には上記の周波数帯内での駆動と見做し、上記駆動周波
数の変更禁止動作を禁止しているので、上記の周波数帯
域内にあるか否かを簡単な構成にて判定出来、簡単な構
成にて請求項１と同様にモーターの共振状態までの高速
駆動が可能となるものである。
第２の周波数との間の周波数帯域内で駆動されているか
否かを振動体に配した圧電体等のモーターの駆動状態に
応じた出力レベルの出力を発生するモニター手段の出力
にて検知させ、該出力レベルが所定レベルよりも低い時
には上記の周波数帯内での駆動と見做し、上記駆動周波
数の変更禁止動作を禁止しているので、上記の周波数帯
域内にあるか否かを簡単な構成にて判定出来、簡単な構
成にて請求項１と同様にモーターの共振状態までの高速
駆動が可能となるものである。
第１図は本発明に係る振動波モーターの駆動回路にて駆
動されるモーターの断面図、第２図は本発明に係る振動
波モーターの一実施例を示す回路図、第３図（ａ）は第
２図に示した比較器９の構成を示す回路図、第３図
（ｂ）は第３図（ａ）の回路動作を説明する波形図、第
４図、第５図は振動波モーターの特性を説明する波形
図、第６図は第２図に示した回路動作を説明するための
フローを示す説明図、第７図は本発明に係るモーター駆
動回路をレンズ駆動装置に用いた例を示す構成図、第８
図は第２図示実施例におけるモーターの高周波帯駆動検
知を行なわせるための他の回路例を示す回路図である。 ４……コンピユーター ９……比較器 ６′……パルス間隔測定器 ８……レジスター 22……カウンター
動されるモーターの断面図、第２図は本発明に係る振動
波モーターの一実施例を示す回路図、第３図（ａ）は第
２図に示した比較器９の構成を示す回路図、第３図
（ｂ）は第３図（ａ）の回路動作を説明する波形図、第
４図、第５図は振動波モーターの特性を説明する波形
図、第６図は第２図に示した回路動作を説明するための
フローを示す説明図、第７図は本発明に係るモーター駆
動回路をレンズ駆動装置に用いた例を示す構成図、第８
図は第２図示実施例におけるモーターの高周波帯駆動検
知を行なわせるための他の回路例を示す回路図である。 ４……コンピユーター ９……比較器 ６′……パルス間隔測定器 ８……レジスター 22……カウンター
Claims (3)
- 【請求項１】振動体の異なる位置に電気−機械エネルギ
ー変換素子を配し、該変換素子のうち特定の素子に周波
信号を印加し、又他の特定の素子に上記周波信号とは位
相の異なる周波信号を印加して振動体を励振させ、振動
波を形成し、該振動波にて駆動力を得る振動波モーター
の駆動回路において、 前記モーターの駆動状態を検知してモーターが共振又は
共振附近の駆動状態にある時出力を発生する駆動状態検
知回路と、 前記周波信号の周波数を共振周波数から離れた高周波数
の第１の周波数から低周波数方向へ移行させる周波数変
更回路と、該変更回路による周波数の移行動作が行なわ
れている際に前記駆動状態検知回路出力に応答して前記
変更回路による低周波数方向への周波数の移行動作を禁
止する禁止回路を設け、周波信号の周波数がモーターを
共振状態とする周波数よりも更に低周波数側へ移行され
ることを禁止するとともに、前記周波数信号の周波数が
前記共振状態とする周波数から高周波数方向へ所定量離
れた第２の周波数と該第２の周波数よりも高周波数の前
記第１の周波数との間の周波数帯内の周波数であるか否
かを判定する判定回路と、該判定回路にて前記周波数が
前記周波数帯内の周波数であると判定された時に前記禁
止回路を不作動と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。 - 【請求項２】振動体の異なる位置に電気−機械エネルギ
ー変換素子を配し、該変換素子のうち特定の素子に周波
信号を印加し、又他の特定の素子に上記周波信号とは位
相の異なる周波信号を印加して振動体を励振させ振動波
を形成し、該振動波にて駆動力を得る振動波モーターの
駆動回路において、 前記モーターの駆動状態を検知してモーターが共振又は
共振附近の駆動状態にある時出力を発生する駆動状態検
知回路と、 前記周波信号の周波数を共振周波数から離れた高周波数
の第１の周波数から低周波数方向へ移行させる周波数変
更回路と該変更回路による周波数の移行動作が行なわれ
ている際に前記駆動状態検知回路出力に応答して前記変
更回路による低周波数方向への周波数の移行動作を禁止
する禁止回路を設け、周波信号の周波数がモーターを共
振状態とする周波数よりも更に低周波数側へ変更される
ことを禁止するとともに、前記モーターの回転速度を検
知して回転速度が前記第１の周波数よりも低い周波数で
あって、かつ前記共振状態とする周波数から高周波数方
向へ所定量離れた第２の周波数の周波信号が前記変換素
子に印加された時に得られる所定速度よりも低速の時に
出力を発生する判定回路と、該判定回路出力により前記
禁止回路を不作動と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。 - 【請求項３】振動体の異なる位置に電気−機械エネルギ
ー変換素子を配し、該変換素子のうち特定の素子に周波
信号を印加し、又他の特定の素子に上記周波信号とは位
相の異なる周波信号を印加して振動体を励振させ振動波
を形成し、該振動波にて駆動力を得る振動波モーターの
駆動回路において、 前記モーターの駆動状態を検知してモーターが共振又は
共振附近の駆動状態にある時出力を発生する駆動状態検
知回路と、 前記周波信号の周波数を共振周波数から離れた高周波数
の第１の周波数から低周波数方向へ移行させる周波数変
更回路と、該変更回路による周波数の移行動作が行なわ
れている際に前記駆動状態検知回路出力に応答して前記
変更回路による低周波数方向への周波数の移行動作を禁
止する禁止回路を設け、周波信号の周波数がモーターを
共振状態とする周波数よりも更に低周波数側へ変更され
ることを禁止するとともに、前記駆動状態検知回路内に
モーターの駆動状態に応じて前記変換素子へ印加される
周波信号の周波数が前記第１の周波数から共振周波数方
向へ移行する程高レベルの出力を発生するモニター手段
を設け、該モニター手段の出力が前記第１の周波数より
も低い周波数であって、かつ前記共振状態とする周波数
から高周波数方向へ所定量離れた第２の周波数の周波信
号が前記変換素子に印加された時に得られる所定レベル
よりも低レベルの時に前記禁止回路を不作動とすること
を特徴とする振動波モーターの駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132149A JPH0710189B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 振動波モーターの駆動回路 |
| US07/357,784 US4998048A (en) | 1988-05-30 | 1989-05-30 | Driving device for vibration wave driven motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132149A JPH0710189B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 振動波モーターの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01303073A JPH01303073A (ja) | 1989-12-06 |
| JPH0710189B2 true JPH0710189B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=15074504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63132149A Expired - Fee Related JPH0710189B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 振動波モーターの駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4998048A (ja) |
| JP (1) | JPH0710189B2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2011067058A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Canon Inc | 振動型モータ制御装置 |
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Also Published As
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| JPH01303073A (ja) | 1989-12-06 |
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