專(zhuān)利名稱(chēng)：振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)電氣-機(jī)械能量變換元件施加頻率信號(hào)而在彈性體上激起振動(dòng)并相對(duì)驅(qū)動(dòng)上述彈性體和與上述彈性體接觸的接觸體的、被稱(chēng)為超聲波馬達(dá)等的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制。
背景技術(shù)：
已往，有人通過(guò)US Patent No.6,100,654等提出了用于降低振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的消耗電力的提案。在該提案中，在控制振動(dòng)型馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)頻率時(shí)，在振動(dòng)型馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)速度低的頻帶，通過(guò)減小驅(qū)動(dòng)電壓或者輸入到驅(qū)動(dòng)電路的脈沖信號(hào)的脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)效率的改善。
但是，根據(jù)頻率的頻帶而在通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電壓或者脈沖寬度的上述US Patent No.6100654提出的控制方法中，存在著下述問(wèn)題1、在速度低的頻帶設(shè)定的驅(qū)動(dòng)電壓或者脈沖信號(hào)的脈沖寬度，考慮振動(dòng)型馬達(dá)的性能的參差不齊，在驅(qū)動(dòng)速度低的頻帶設(shè)定具有余量(驅(qū)動(dòng)不停止)的驅(qū)動(dòng)電壓或脈沖寬度。因此，不能充分減小消耗電力。
2、由于隨著通過(guò)振動(dòng)型馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的負(fù)荷的大小或溫度、濕度等使用環(huán)境的變化，以目標(biāo)速度驅(qū)動(dòng)振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器所必要的頻率信號(hào)的頻率或電壓變化，如果對(duì)這些負(fù)荷或使用環(huán)境的變動(dòng)設(shè)定具有余量的驅(qū)動(dòng)電壓或脈沖寬度，則仍然不能充分減小消費(fèi)電力。
3、由于由生成施加在振動(dòng)型馬達(dá)上的頻率信號(hào)的電路的構(gòu)成部件(電容或線(xiàn)圈等)的個(gè)體差異或使用環(huán)境而引起特性的變動(dòng)，通過(guò)該電路生成的頻率信號(hào)的電壓(振幅)也變動(dòng)，因此，通常很難進(jìn)行高效的驅(qū)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題的存在，本發(fā)明的目的在于提供一種振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置及控制方法，該控制裝置能夠與振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)裝置的特性、負(fù)荷及生成頻率信號(hào)的電路的特性變化無(wú)關(guān)，實(shí)現(xiàn)高效的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)，可以極力減小消費(fèi)電力。
為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，對(duì)電氣-機(jī)械能量變換元件施加頻率信號(hào)而在彈性體上激起振動(dòng)并相對(duì)驅(qū)動(dòng)上述彈性體和與上述彈性體接觸的接觸體的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置是具備如下構(gòu)成的裝置。即，具備生成頻率信號(hào)的信號(hào)生成單元、檢測(cè)彈性體的振動(dòng)狀態(tài)的振動(dòng)檢測(cè)單元、檢測(cè)在信號(hào)生成單元生成的信號(hào)和來(lái)自振動(dòng)檢測(cè)單元的輸出信號(hào)的相位差的相位差檢測(cè)單元、以及控制在信號(hào)生成單元生成的頻率信號(hào)的頻率和電壓的控制單元，控制單元根據(jù)通過(guò)相位差檢測(cè)單元檢測(cè)出的相位差來(lái)控制頻率信號(hào)的電壓。
另外，為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，對(duì)電氣-機(jī)械能量變換元件施加頻率信號(hào)而在彈性體上激起振動(dòng)并相對(duì)驅(qū)動(dòng)上述彈性體和與上述彈性體接觸的接觸體的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法是具備如下步驟的方法。即，具有檢測(cè)彈性體的振動(dòng)狀態(tài)的步驟、檢測(cè)頻率信號(hào)或用于生成頻率信號(hào)的信號(hào)和振動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)信號(hào)的相位差的步驟、以及控制頻率信號(hào)的頻率和電壓的控制步驟，在控制步驟中，根據(jù)檢測(cè)出的相位差來(lái)控制頻率信號(hào)的電壓。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)可以從以下描述中進(jìn)一步得到明確，在后述的說(shuō)明中，對(duì)相同或相似的部分給與了相同的符號(hào)。


圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施例1的控制電路進(jìn)行的控制步驟的流程圖。
圖2是表示實(shí)施例1的控制電路的構(gòu)成的方框圖。
圖3是表示從脈沖生成電路輸出的信號(hào)的波形圖。
圖4是表示驅(qū)動(dòng)電路的電路構(gòu)成的圖。
圖5是表示驅(qū)動(dòng)電路的輸入和輸出的真值表。
圖6是表示振動(dòng)型馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)頻率和速度、電力及相位差的特性的圖。
圖7是表示為本發(fā)明的實(shí)施例2的控制電路的構(gòu)成的方框圖。
圖8是表示實(shí)施例2中的驅(qū)動(dòng)頻率和相位差的特性的圖。
圖9是由實(shí)施例2的控制電路進(jìn)行的控制步驟的流程圖。
圖10是表示作為本發(fā)明的實(shí)施例3的控制電路進(jìn)行的控制步驟的流程圖。
圖11是表示作為本發(fā)明的實(shí)施例4的控制電路進(jìn)行的控制步驟的流程圖。
圖12是表示作為本發(fā)明的實(shí)施例5的控制電路進(jìn)行的控制步驟的流程圖。
圖13A和圖13B是表示振動(dòng)型馬達(dá)中的壓電元件的配置和極化狀態(tài)的例子的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖2表示為本發(fā)明的實(shí)施例1的振動(dòng)型馬達(dá)的控制電路的構(gòu)成。在圖2中，1是作為負(fù)責(zé)振動(dòng)型馬達(dá)的控制的控制器的CPU，根據(jù)后述的速度信息和相位差信息決定驅(qū)動(dòng)頻率和相當(dāng)于施加電壓振幅的脈沖寬度。另外，CPU1也進(jìn)行振動(dòng)型馬達(dá)4的啟動(dòng)及停止的動(dòng)作設(shè)定。關(guān)于在CPU1執(zhí)行的控制流程在以后詳細(xì)說(shuō)明。
在此，例如圖13A所示的，振動(dòng)型馬達(dá)4由將壓電元件(電氣-機(jī)械能量變換元件)15貼付在利用金屬等制作的彈性體(定子)4a上而構(gòu)成的振動(dòng)體和通過(guò)彈力等壓接在彈性體上的接觸體(轉(zhuǎn)子)4b構(gòu)成。那么，通過(guò)在壓電元件15上施加多項(xiàng)頻率信號(hào)A、B在彈性體4a的表面形成行波，通過(guò)該彈性體4a和接觸體4b的摩擦相對(duì)驅(qū)動(dòng)兩者。圖13B表示貼付在形成圓環(huán)狀的彈性體上的壓電元件的配置和極化狀態(tài)的例子。A1是施加A相頻率信號(hào)的壓電元件組，B1是施加B相頻率信號(hào)的壓電元件組。另外，S1是構(gòu)成傳感器相(圖13A中的S)的壓電元件。
在圖2中，20是由振動(dòng)型馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)部件，作為具體的例子，可以舉出攝影透鏡裝置中的透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或復(fù)印機(jī)中的感光磁鼓、送紙機(jī)構(gòu)等、機(jī)器人手臂等各種各樣的裝置。在圖13A中，示出了振動(dòng)型馬達(dá)4的輸出通過(guò)齒輪31、32傳達(dá)給作為保持透鏡21的被驅(qū)動(dòng)部件20的透鏡鏡筒，驅(qū)動(dòng)該透鏡鏡筒時(shí)的例子。
另外，在圖2中，2是脈沖生成電路，根據(jù)從CPU1輸出的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定值及脈沖寬度設(shè)定值、啟動(dòng)停止指令生成如圖3所示的頻率相同的4組脈沖信號(hào)。這4組脈沖信號(hào)A+、A-、B+、B-被輸入給驅(qū)動(dòng)電路3。
圖4表示驅(qū)動(dòng)電路3的一例。驅(qū)動(dòng)電路3由由開(kāi)關(guān)元件的FET10、11、12、13構(gòu)成的H橋式電路、升壓用線(xiàn)圈14構(gòu)成。
在圖4中，15表示振動(dòng)型馬達(dá)4的壓電元件。本實(shí)施例中的振動(dòng)型馬達(dá)是使2種振動(dòng)模式組合來(lái)發(fā)生行波的方式的馬達(dá)。在此，將該2種振動(dòng)模式稱(chēng)為A模式和B模式。圖4所示的電路是供給用于使該2種振動(dòng)模式中的一種模式發(fā)生的電壓的電路。因此，實(shí)際上，設(shè)A模式用驅(qū)動(dòng)電路和B模式用驅(qū)動(dòng)電路兩種驅(qū)動(dòng)電路。
在圖4中，4個(gè)FET10、11、12、13的動(dòng)作根據(jù)從脈沖生成電路2輸出的脈沖信號(hào)電平進(jìn)行。
圖5是表示從脈沖生成電路2輸入到驅(qū)動(dòng)電路3的4組脈沖信號(hào)的電平和從驅(qū)動(dòng)電路3輸出的信號(hào)out1、out2的關(guān)系的真值表。在圖5中，左側(cè)的2列是輸入的脈沖信號(hào)的邏輯值。輸入信號(hào)在A模式用電路中成為A+及A-，在B模式用電路中成為B+及B-。在此，假設(shè)為A模式時(shí)進(jìn)行說(shuō)明。
在輸入脈沖信號(hào)A+及A-的兩方為L(zhǎng)電平時(shí)，F(xiàn)ET11及FET13成為導(dǎo)通狀態(tài)，F(xiàn)ET10及FET12成為截止?fàn)顟B(tài)，輸出信號(hào)out1和out2都與地連接，成為L(zhǎng)電平。
在輸入脈沖信號(hào)A+為H電平、A-為L(zhǎng)電平時(shí)，F(xiàn)ET10及FET13成為導(dǎo)通狀態(tài)，F(xiàn)ET11及FET12成為截止?fàn)顟B(tài)，因此，輸出信號(hào)out1成為H電平、out2成為L(zhǎng)電平，對(duì)壓電元件15施加電壓。
在輸入信號(hào)A+為L(zhǎng)電平、A-為H電平時(shí)，F(xiàn)ET11及FET12成為導(dǎo)通狀態(tài)，F(xiàn)ET10及FET13成為截止?fàn)顟B(tài)，因此，輸出信號(hào)out1成為L(zhǎng)電平，out2成為H電平，與上述相反方向的電壓施加在壓電元件15上。而且，在脈沖生成電路2，輸入脈沖信號(hào)A+及A-不能同時(shí)成為H電平的狀態(tài)。
在如上述構(gòu)成中，通過(guò)改變從脈沖生成電路2輸入到驅(qū)動(dòng)電路3的4組脈沖信號(hào)的脈沖寬度，可以改變對(duì)振動(dòng)型馬達(dá)4的壓電元件15輸出的頻率信號(hào)的電壓振幅(以下簡(jiǎn)稱(chēng)電壓)。
另外，為了由振動(dòng)型馬達(dá)4的壓電元件15所具有靜電電容和與該壓電元件15連接的線(xiàn)圈14構(gòu)成的電路的串聯(lián)共振頻率與頻率信號(hào)的頻率(以下簡(jiǎn)稱(chēng)驅(qū)動(dòng)頻率)相近，通過(guò)選擇線(xiàn)圈14的電感，向壓電元件15施加被升壓的電壓。
在本實(shí)施例中，在壓電元件上安裝有多組電極。在此，將A模式用的電極稱(chēng)為MA+、MA-，將B模式用的電極稱(chēng)為MB+、MB-。為了使A模式的振動(dòng)發(fā)生，對(duì)電極MA+和MA-施加電壓，為了使B模式的振動(dòng)發(fā)生，對(duì)電極MB+和MB-施加電壓。對(duì)電極MA+施加A模式用驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)out1，對(duì)電極MA-施加out2。同樣，對(duì)電極MB+施加B模式用驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)out1，對(duì)電極MB-施加out2。
作為評(píng)價(jià)振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)頻率在多大程度上與共振頻率相近的方法，在本實(shí)施例中，計(jì)測(cè)施加電壓(頻率信號(hào))和從傳感器相壓電元件得到的表示彈性體的振動(dòng)狀態(tài)的信號(hào)的相位差。
具體地講，為了在由數(shù)字電路構(gòu)成的相位差檢測(cè)電路9計(jì)測(cè)上述相位差，利用比較器7和比較器8將施加電壓和彈性體的振動(dòng)狀態(tài)變換成脈沖信號(hào)。此時(shí)，在比較器7及比較器8的反相輸入端輸入為基準(zhǔn)信號(hào)的電極MA-的電壓。在相位差檢測(cè)電路9，計(jì)測(cè)從將施加電壓脈沖化的信號(hào)的上升沿到將振動(dòng)狀態(tài)脈沖化的信號(hào)的上升沿的時(shí)間。將計(jì)測(cè)的相位差信息輸入給CPU1。
如圖2所示，在振動(dòng)型馬達(dá)4上安裝有用于檢測(cè)其速度或位置的編碼器5。從編碼器5輸出與振動(dòng)型馬達(dá)4的轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的脈沖信號(hào)。圖13A表示由與齒輪31一體旋轉(zhuǎn)的脈沖板5a、具有夾著脈沖板5a而配置的投光部和受光部的光斷續(xù)器5b構(gòu)成的編碼器5的例子。
速度檢測(cè)電路6通過(guò)計(jì)測(cè)從編碼器5輸出的脈沖信號(hào)的周期來(lái)檢測(cè)振動(dòng)型馬達(dá)的速度(轉(zhuǎn)速)。計(jì)測(cè)的速度信息被輸入給CPU1。
CPU1根據(jù)從相位差檢測(cè)電路9得到的相位差信息和從速度檢測(cè)電路得到的速度信息，控制驅(qū)動(dòng)頻率和脈沖寬度(即頻率信號(hào)的電壓)。
在此，圖6表示以脈沖寬度為參數(shù)時(shí)的振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)頻率和速度的關(guān)系。如圖6所示，振動(dòng)型馬達(dá)4的速度成為以共振頻率下的速度為峰值的曲線(xiàn)。在頻率比共振頻率低的一側(cè)，相對(duì)驅(qū)動(dòng)頻率的變化速度的變化大，因此，一般在比共振頻率高的頻帶(在圖中表示為「可設(shè)定頻率范圍」)進(jìn)行控制。另外，如果使脈沖寬度增加(使振動(dòng)型馬達(dá)的振動(dòng)位移增加)，則有若干共振頻率降低的傾向。
另外，在與脈沖寬度的關(guān)系中，脈沖寬度越小(即電壓越低)最高速度變得越小。
接著，將以脈沖寬度為參數(shù)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率和消費(fèi)電力的關(guān)系也表示在圖6中。從該圖可以看出，脈沖寬度越大(即電壓越高)消費(fèi)電力變得越大。特別是，從驅(qū)動(dòng)頻率和消費(fèi)電力的關(guān)系可以看出，在驅(qū)動(dòng)頻率高的低速區(qū)域，如果脈沖寬度大，則無(wú)用消費(fèi)的電力增大。因此，減小脈沖寬度而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)型馬達(dá)4，可以減小消費(fèi)電力，提高效率。特別是，在驅(qū)動(dòng)頻率高的低速區(qū)域，其效果顯著。
在圖6中，進(jìn)一步表示將脈沖寬度作為參數(shù)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率和從相位差檢測(cè)電路9得到的相位差的關(guān)系。驅(qū)動(dòng)頻率和相位差的關(guān)系與脈沖寬度的大小無(wú)關(guān)，呈幾乎同樣的特性，通過(guò)觀察相位差可以看到驅(qū)動(dòng)頻率在多大程度上與共振頻率接近。如圖所示的，相位差在非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)成為0°，在共振頻率(共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài))成為90°。
從以上特性出發(fā)，在通過(guò)驅(qū)動(dòng)速度進(jìn)行頻率控制的同時(shí)，通過(guò)根據(jù)從相位差檢測(cè)電路9得到的相位差控制脈沖寬度，即使由于振動(dòng)型馬達(dá)的特性不同、負(fù)荷狀態(tài)的變化、驅(qū)動(dòng)電路3內(nèi)的線(xiàn)圈14的特性不同等而引起的頻率信號(hào)的電壓不同，也可以進(jìn)行高效的驅(qū)動(dòng)。以下參照?qǐng)D1的流程圖對(duì)CPU1為實(shí)現(xiàn)上述控制而進(jìn)行的控制內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
在圖1中，在Step1開(kāi)始本流程后，CPU1在Step2對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定啟動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率f1和啟動(dòng)時(shí)的脈沖寬度P1(頻率信號(hào)的第1電壓)。在此，啟動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率f1采用比振動(dòng)型馬達(dá)4的共振頻率充分高的值。這是為了如以上所述的，以在振動(dòng)型馬達(dá)4的頻率控制中使用比共振頻率高的頻帶為前提，因此，即使溫度等條件變化也可靠地以比共振頻率高的頻率啟動(dòng)。
另外，啟動(dòng)時(shí)的脈沖寬度P1設(shè)定盡可能小的值。脈沖寬度P1也可以是即使以共振頻率驅(qū)動(dòng)振動(dòng)型馬達(dá)4，驅(qū)動(dòng)速度也不能達(dá)到最終的目標(biāo)速度那么小的脈沖寬度。這是為了盡可能減小振動(dòng)型馬達(dá)4的消費(fèi)電力。特別是，由于從驅(qū)動(dòng)頻率高的狀態(tài)啟動(dòng)，因此，通過(guò)減小此時(shí)的脈沖寬度可以大幅度降低消費(fèi)電力。
接著，在Step2，對(duì)脈沖生成電路2輸出振動(dòng)型馬達(dá)4的啟動(dòng)指令。
接著，在Step4，從速度檢測(cè)電路6讀入振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)速度信息。然后，根據(jù)該速度信息在Step5決定驅(qū)動(dòng)頻率。
在本實(shí)施例中，以將對(duì)驅(qū)動(dòng)速度和目標(biāo)速度的差乘以規(guī)定的控制增益的值加算到驅(qū)動(dòng)頻率的方法決定驅(qū)動(dòng)頻率。
假設(shè)決定前的驅(qū)動(dòng)頻率為fc、目標(biāo)速度為Vp、檢測(cè)出的驅(qū)動(dòng)速度為Vc、控制增益為G，那么，通過(guò)下式求新設(shè)定的驅(qū)動(dòng)頻率fn。
Fn＝fc+G·(Vc-Vp)接著，在Step6，從相位差檢測(cè)電路9讀入相位差信息。然后，在Step7，判斷該相位差信息是否在規(guī)定值(第1相位差)Pdh以上。在此，如圖6所示，在以比共振頻率稍高的頻率驅(qū)動(dòng)振動(dòng)型馬達(dá)4時(shí)，Pdh為從相位差檢測(cè)電路9得到的值。即，Pdh是表示比振動(dòng)型馬達(dá)4的非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)更接近共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的相位差。
根據(jù)該判斷結(jié)果，可以檢測(cè)振動(dòng)型馬達(dá)4是否在共振頻率附近被驅(qū)動(dòng)。在共振頻率附近被驅(qū)動(dòng)的情況下(即相位差是表示比Pdh更接近共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的低頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí))，相對(duì)用于以目標(biāo)速度驅(qū)動(dòng)的頻率的上升，振動(dòng)型馬達(dá)4在余量少(驅(qū)動(dòng)頻率幾乎達(dá)到可設(shè)定范圍的下限值)的狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)。
在判斷為該余量少的情況下，在Step8，將對(duì)脈沖生成電路2的設(shè)定脈沖寬度從到此為止的脈沖寬度P1增加規(guī)定脈沖寬度。然后，在Step9，對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定在Step8決定的脈沖寬度和在Step5決定的驅(qū)動(dòng)頻率。通過(guò)該方式提高頻信號(hào)的電壓。
如圖6所示，由于脈沖寬度(電壓)增加，所以振動(dòng)型馬達(dá)4的最高轉(zhuǎn)速在更高的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)。因此，共振頻率若干降低，相對(duì)驅(qū)動(dòng)頻率的上升產(chǎn)生余量。而且，脈沖寬度的上限是占空比為50％。
另外，在Step7判斷為相位差信息比Pdh低的情況下(即，相位差是表示與Pdh相比從共振狀態(tài)偏離的高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí))，由于不是在共振頻率附近的驅(qū)動(dòng)，因此，前進(jìn)到Step9，對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定在Step2、5決定的脈沖寬度P1和驅(qū)動(dòng)頻率。
在Step10，從設(shè)在CPU1外部的圖中沒(méi)有示出的電路或CPU1內(nèi)部的其他程序(例如，CPU1兼作以振動(dòng)型馬達(dá)4為驅(qū)動(dòng)源的裝置的主控制器的情況下)檢測(cè)振動(dòng)型馬達(dá)4的停止指令是否已發(fā)出。如果馬達(dá)停止指令還沒(méi)有發(fā)出，前進(jìn)到Step11。由于在本實(shí)施例中使用CPU1的時(shí)間中斷按一定周期進(jìn)行控制而構(gòu)成，所以，在Step11，使動(dòng)作暫時(shí)停止直到下一個(gè)時(shí)間中斷的時(shí)刻。如果在Step10已發(fā)出馬達(dá)停止指令，在Step12，使振動(dòng)型馬達(dá)4停止。
由于通過(guò)以上說(shuō)明的控制可以在馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)以比較小的脈沖寬度即頻率信號(hào)的電壓?jiǎn)?dòng)振動(dòng)型馬達(dá)4，所以，可以降低特別是在低速區(qū)域的無(wú)用的電力消費(fèi)。另外，通過(guò)計(jì)測(cè)施加在壓電元件上的頻率信號(hào)和從傳感相壓電元件得到的表示彈性體的振動(dòng)狀態(tài)的信號(hào)的相位差，即使振動(dòng)型馬達(dá)的特性不同、負(fù)荷增大或升壓用線(xiàn)圈14的電感不同，也可以正確判斷振動(dòng)型馬達(dá)是否是共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)一步，對(duì)于馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)的脈沖寬度，由于在即使使驅(qū)動(dòng)頻率降低到能夠設(shè)定的下限頻率也不能將驅(qū)動(dòng)速度提高到目標(biāo)速度的情況下，通過(guò)使脈沖寬度增加來(lái)使頻率信號(hào)的電壓增加，因此，可以以最佳脈沖寬度驅(qū)動(dòng)振動(dòng)型馬達(dá)4。而且，計(jì)測(cè)相位差的結(jié)果，由于只有在判斷為不能使頻率電壓的頻率進(jìn)一步降低的情況下才使脈沖寬度增加，因此，可以將頻率信號(hào)的電壓值抑制在極小的值。
在本實(shí)施例中，通過(guò)CPU存儲(chǔ)的軟件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)頻率和脈沖寬度的控制，但是，本發(fā)明不限于此，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)上述控制內(nèi)容的構(gòu)成，可以采用任何構(gòu)成。例如也可以進(jìn)行如下復(fù)合控制，即，通過(guò)數(shù)字電路等硬件進(jìn)行速度控制，通過(guò)軟件進(jìn)行相位差的檢測(cè)和脈沖寬度的控制。另外，也可以全部通過(guò)數(shù)字電路進(jìn)行。
另外，在本實(shí)施例中，在檢測(cè)振動(dòng)型馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(彈性體的振動(dòng)狀態(tài))時(shí)，使用頻率信號(hào)和從振動(dòng)型馬達(dá)的傳感相壓電元件輸出的信號(hào)的相位差，但是，本發(fā)明不限于此，也可以使用振動(dòng)型馬達(dá)的頻率信號(hào)中的電壓和電流各自的信號(hào)的相位差。此時(shí)，將檢測(cè)該電流值的電流檢測(cè)器作為本發(fā)明的振動(dòng)檢測(cè)裝置使用，檢測(cè)來(lái)自該電流檢測(cè)器的信號(hào)和作為通過(guò)信號(hào)生成裝置生成的信號(hào)的電壓信號(hào)的相位差即可。
圖7表示為本發(fā)明的實(shí)施例2的振動(dòng)型馬達(dá)的控制電路。另外，在本實(shí)施例中，對(duì)于與實(shí)施例1共通的構(gòu)成要素給與相同的符號(hào)省略其說(shuō)明。
本實(shí)施例是改良在上述的實(shí)施例1中說(shuō)明的圖2的電路技術(shù)，廢除用于將向壓電元件15施加的電壓脈沖化的比較器7，代之以將從脈沖生成電路2輸出的脈沖信號(hào)A+用于相位差檢測(cè)，在這一點(diǎn)上與實(shí)施例1不同。另外，為了使從比較器8輸出的脈沖信號(hào)的極性與實(shí)施例1相反，改變比較器8的輸入端子的關(guān)系。通過(guò)采用這樣的構(gòu)成，與實(shí)施例1相比，電路構(gòu)成變得簡(jiǎn)單。關(guān)于將脈沖信號(hào)的極性倒過(guò)來(lái)的目的以后敘述。
圖8是表示通過(guò)圖7所示的電路構(gòu)成檢測(cè)相位差時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率和相位差的關(guān)系的圖表。在實(shí)施例1那樣的構(gòu)成的電路中，如圖6所示，與脈沖寬度的大小無(wú)關(guān)，對(duì)驅(qū)動(dòng)頻率的相位差幾乎呈同一特性，但是，在本實(shí)施例中，由于使用從脈沖生成電路2輸出的脈沖信號(hào)，計(jì)測(cè)與頻率信號(hào)的相位差，因此，在相位差信息中，也包含在驅(qū)動(dòng)電路3的相位延遲。驅(qū)動(dòng)電路3中的相位延遲根據(jù)脈沖寬度而不同，因此，如圖8所示，相位差特性根據(jù)脈沖寬度而變化。
另外，在圖8所示的特性中，相位差在120°(非驅(qū)動(dòng)狀態(tài))～300°(共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài))，如以上所述，這是為了使比較器8的輸入信號(hào)的極性與實(shí)施例1相反。如果不這樣將極性倒過(guò)來(lái)，相位差特性有可能出現(xiàn)在360°上下，相位差檢測(cè)電路9會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。
這樣，在本實(shí)施例中，由于相位差特性根據(jù)設(shè)定的脈沖寬度而不同，因此，在檢測(cè)相位差并進(jìn)行判別時(shí)，有必要根據(jù)設(shè)定的脈沖寬度改變成為檢測(cè)相位差的判斷基準(zhǔn)的閾值。為了實(shí)現(xiàn)該動(dòng)作，可以在CPU1的內(nèi)部或者外部的存儲(chǔ)器(圖中沒(méi)有示出)中預(yù)先存儲(chǔ)脈沖寬度和相位差的閾值對(duì)應(yīng)的表數(shù)據(jù)。例如，可以如以下存儲(chǔ)對(duì)于小的脈沖寬度，作為第1相位差存儲(chǔ)Pd1；對(duì)于中間的脈沖寬度，存儲(chǔ)Pd2；對(duì)于大的脈沖寬度，存儲(chǔ)Pd3。
圖9是表示在本實(shí)施例中的CPU1的控制內(nèi)容的流程圖。而且，在本流程圖中，對(duì)于與實(shí)施例1相同內(nèi)容的步驟，也給與了與實(shí)施例1同樣的符號(hào)。
在圖9中，在Step1開(kāi)始本流程的執(zhí)行后，CPU1在Step2對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定啟動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率f1和脈沖寬度P1。啟動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率f1和脈沖寬度P1的決定方法與實(shí)施例1同樣。
接著，在Step3，對(duì)脈沖生成電路2進(jìn)行振動(dòng)型馬達(dá)4的啟動(dòng)指令。然后，在Step4，從速度檢測(cè)電路6讀入振動(dòng)型馬達(dá)4的速度信息，并根據(jù)該速度信息在Step5決定驅(qū)動(dòng)頻率。驅(qū)動(dòng)頻率的決定方法與實(shí)施例1同樣。接著，在Step6，從相位差檢測(cè)電路9讀入相位差信息。
在此，在Step14，從存儲(chǔ)器內(nèi)的表數(shù)據(jù)取得與此時(shí)的脈沖寬度對(duì)應(yīng)的相位差閾值Pdx(例如x＝1～3)。接著，在Step7，比較在Step14取得的閾值Pdx和在Step6讀入的相位差信息，如果相位差信息在閾值Pdx以上(即，如果相位差是表示與Pdx相比更接近共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的低頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值)，在Step8，使脈沖寬度增加規(guī)定的脈沖寬度。在此，與實(shí)施例1同樣，脈沖寬度的上限是占空比為50％。然后前進(jìn)到Step9，對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定該增加后的脈沖寬度和在Step5決定的驅(qū)動(dòng)頻率。
如果相位差比閾值Pdx小(即，如果相位差是表示與Pdx相比遠(yuǎn)離共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值)，直接前進(jìn)到Step9，對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定在Step2、5決定的脈沖寬度P1和驅(qū)動(dòng)頻率。
然后，在Step10，檢測(cè)是否從外部的操作電路發(fā)出馬達(dá)的停止指令。如果馬達(dá)停止指令還沒(méi)有發(fā)出，前進(jìn)到Step11。由于在本實(shí)施例中，與實(shí)施例1同樣，使用CPU1的時(shí)間中斷按一定周期進(jìn)行控制而構(gòu)成，所以，在Step11，使動(dòng)作暫時(shí)停止直到下一個(gè)時(shí)間中斷的時(shí)刻。如果在Step10已發(fā)出馬達(dá)停止指令，在Step12，使振動(dòng)型馬達(dá)4停止。
如以上說(shuō)明，根據(jù)實(shí)施例2，即使在采用隨脈沖寬度(頻率信號(hào)的電壓)而相位差特性不同那樣的電路構(gòu)成的情況下，也可以得到與實(shí)施例1同樣的效果。另外，在本實(shí)施例中，在圖9的Step14，對(duì)于使用將相當(dāng)于其時(shí)點(diǎn)的脈沖寬度的相位差的閾值Pdx存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的表數(shù)據(jù)進(jìn)行決定的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明不限于此，也可以根據(jù)脈沖寬度的值利用計(jì)算式?jīng)Q定閾值Pdx。
在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了在啟動(dòng)時(shí)較小地設(shè)定脈沖寬度，根據(jù)檢測(cè)出的相位差使脈沖寬度增加的控制。但是，如果在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)中負(fù)荷減少，則試圖維持在目標(biāo)速度的頻率控制的結(jié)果，驅(qū)動(dòng)頻率增高。此時(shí)，如果繼續(xù)使脈沖寬度保持在大的狀態(tài)，則無(wú)用的電力消費(fèi)有可能增大。因此，在本實(shí)施例中，為了解決上述問(wèn)題，對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行進(jìn)一步改善。由于控制電路的構(gòu)成與實(shí)施例1中圖2所示的構(gòu)成相同，因此，對(duì)于同樣的構(gòu)成要素付加與實(shí)施例1同樣的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。在此，僅對(duì)通過(guò)CPU1進(jìn)行的控制內(nèi)容參照?qǐng)D10進(jìn)行說(shuō)明。
圖10的流程圖從振動(dòng)型馬達(dá)4達(dá)到規(guī)定的速度(目標(biāo)速度)后進(jìn)行恒速控制的狀態(tài)開(kāi)始。恒速控制以CPU1的時(shí)間中斷的間隔進(jìn)行，因此，對(duì)從時(shí)間中斷發(fā)生到中斷處理結(jié)束的流程進(jìn)行說(shuō)明。
在Step101，時(shí)間中斷發(fā)生后，CPU1在Step102從速度檢測(cè)電路6讀入速度信息。然后，根據(jù)該速度信息在Step103決定驅(qū)動(dòng)頻率。驅(qū)動(dòng)頻率的決定方法與實(shí)施例1同樣。另外，在此時(shí)的脈沖寬度如實(shí)施例1說(shuō)明的、是與啟動(dòng)時(shí)的脈沖寬度P1相比增高了的脈沖寬度(頻率信號(hào)的第2電壓)。
在Step104，從相位差檢測(cè)電路9讀入相位差信息。然后，在Step105，判斷該相位差信息是否在規(guī)定值(第1相位差)Pdh以上。在此，相位差Pdh與在實(shí)施例1說(shuō)明的同樣，如在圖6所示的，是以比共振頻率稍高的頻率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的相位差，是與表示非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的相位差相比更接近表示共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的相位差的值。
如果在Step105判斷為相位差在Pdh以上，則在Step106使脈沖寬度增加規(guī)定脈沖寬度，前進(jìn)到Step109。在Step105判斷為相位差小于Pdh時(shí)，前進(jìn)到Step107。
在Step107判斷相位差是否在Pd1(第二相位差)以下。在此，如圖6所示的，相位差Pd1是設(shè)定為與相位差Pdh相比在高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)側(cè)的值，是以即使使驅(qū)動(dòng)頻率增加使驅(qū)動(dòng)速度減少消費(fèi)電力也不會(huì)大幅度減少的傾向開(kāi)始出現(xiàn)的頻率驅(qū)動(dòng)時(shí)的相位差。
如果在Step107判斷為相位差在Pd1以下(是與Pd1相比表示高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值)，則在Step108使脈沖寬度減小規(guī)定脈沖寬度。此時(shí)決定的脈沖寬度可以與在實(shí)施例1說(shuō)明的啟動(dòng)時(shí)的脈沖寬度P1相同，也可以是與此不同的脈沖寬度。然后，前進(jìn)到Step109。另外，在Step107判斷為相位差不在Pd1以下時(shí)，直接前進(jìn)到Step109。
在Step109，對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定在Step103決定的驅(qū)動(dòng)頻率和在Step106、108決定的或者原本設(shè)定脈沖寬度。
之后，繼續(xù)以決定的驅(qū)動(dòng)頻率和脈沖寬度驅(qū)動(dòng)直到在Step110中斷動(dòng)作結(jié)束下一個(gè)實(shí)踐中斷發(fā)生。
如以上說(shuō)明的，在本實(shí)施例中，可以在馬達(dá)的啟動(dòng)結(jié)束進(jìn)行恒速控制期間，在馬達(dá)的負(fù)荷狀態(tài)變化時(shí)調(diào)整脈沖寬度。即，在相對(duì)負(fù)荷馬達(dá)的輸出有余量時(shí)減少脈沖的寬度，在沒(méi)有余量時(shí)增加驅(qū)動(dòng)脈沖。根據(jù)馬達(dá)的負(fù)荷狀態(tài)抑制消費(fèi)電力。
另外，對(duì)于本實(shí)施例中的規(guī)定值Pd1，與實(shí)施例2同樣，也可以根據(jù)脈沖的寬度(頻率信號(hào)的電壓)進(jìn)行變更。
在以上說(shuō)明的實(shí)施例中，對(duì)在根據(jù)振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)速度決定驅(qū)動(dòng)頻率后，根據(jù)檢測(cè)出的相位差決定脈沖寬度的情況進(jìn)行了說(shuō)明。此時(shí)，在負(fù)荷大幅度增大的情況下，或者由于振動(dòng)型馬達(dá)4的輸出性能惡化而不能以希望的目標(biāo)速度進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，有可能給與振動(dòng)型馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)頻率變得比共振頻率還低，驅(qū)動(dòng)速度降低。
本實(shí)施例是為了解決上述問(wèn)題而對(duì)實(shí)施例3加以改進(jìn)的技術(shù)。控制電路的構(gòu)成與實(shí)施例3(實(shí)施例1)相同，因此省略其說(shuō)明，在此只對(duì)在CPU1執(zhí)行的控制內(nèi)容參照?qǐng)D11所示的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。另外，在本流程圖中，對(duì)于相同內(nèi)容的步驟給與了與實(shí)施例3同樣的符號(hào)。
在圖11中，在Step101中斷發(fā)生后，CPU1在Step2從相位差檢測(cè)電路9讀入相位差信息。
接著，在Step121，判斷讀入的相位差信息是否在90°以下。如以上所述，在以共振頻率驅(qū)動(dòng)振動(dòng)型馬達(dá)4時(shí)，相位差成為90°，在相位差比90°大時(shí)，即使使振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)頻率減少，振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)速度也不增加。因此，在相位差比90°大時(shí)，在Step122使驅(qū)動(dòng)頻率增加，設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻率使其比共振頻率高。然后，前進(jìn)到Step105。
另一方面，在Step121判斷為相位差在90°以下時(shí)，在Step123從速度檢測(cè)電路6讀入速度信息，在Step124根據(jù)該速度信息決定驅(qū)動(dòng)頻率。驅(qū)動(dòng)頻率的決定方法與實(shí)施例3(實(shí)施例1)同樣。然后，前進(jìn)到Step105。
在Step105，判斷相位差是否在規(guī)定值Pdh以上。如果在Pdh以上，在Step106使脈沖寬度增加規(guī)定脈沖寬度，前進(jìn)到Step109。如果相位差不在Pdh以上，前進(jìn)到Step107。
在Step107，判斷相位差是否在Pd1以下。如果在Pd1以下，在Step108使脈沖寬度減小規(guī)定脈沖寬度，前進(jìn)到Step109。而且，規(guī)定值Pdh以及Pd1與實(shí)施例3同樣。另外，在相位差不在Pd1以下時(shí)，直接前進(jìn)到Step109。
在Step109，對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定在Step122或者124決定的驅(qū)動(dòng)頻率和在Step106、108決定的或者原本設(shè)定的脈沖寬度。之后，在Step110結(jié)束中斷動(dòng)作。
如以上說(shuō)明的，在本實(shí)施例中，判斷在決定驅(qū)動(dòng)頻率之前相位差是否成為90°以下，如果大于90°(如果與共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)相比在低頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)側(cè))，使驅(qū)動(dòng)頻率增加，如果在90°以下(如果與共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)相比在高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)側(cè))決定與驅(qū)動(dòng)速度相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)頻率。因此，即使在負(fù)荷大幅度增大或振動(dòng)型馬達(dá)4的輸出性能惡化的情況下，振動(dòng)型馬達(dá)4也不會(huì)停止，而是以與此時(shí)能夠輸出的最大速度接近的速度進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
另外，在本實(shí)施例中，采用在相位差大于90°時(shí)在Step122一律使驅(qū)動(dòng)頻率增加的構(gòu)成，但是，也可以不改變驅(qū)動(dòng)頻率而保持驅(qū)動(dòng)頻率(即禁止或限制驅(qū)動(dòng)頻率的降低)。
參照?qǐng)D12的流程圖對(duì)在振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)中減少設(shè)定目標(biāo)速度時(shí)的CPU1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中，對(duì)與實(shí)施例1中說(shuō)明的加速控制相反的減速控制進(jìn)行說(shuō)明。由于控制電路的構(gòu)成與實(shí)施例1同樣，因此省略其詳細(xì)說(shuō)明。
在圖12中，在Step301時(shí)間中斷發(fā)生后，CPU1在Step302從速度檢測(cè)電路6讀入速度信息，在Step303根據(jù)該速度信息決定驅(qū)動(dòng)頻率。驅(qū)動(dòng)頻率的決定方法與實(shí)施例1同樣。然后，前進(jìn)到Step304。
在Step304，從相位差檢測(cè)電路9讀入相位差信息。然后，在Step305，判斷讀入的相位差是否在規(guī)定值Pdh以上。如果在規(guī)定值Pdh以上，則在Step306使脈沖寬度減小規(guī)定的脈沖寬度，前進(jìn)到Step307。如果相位差不在Pdh以上，則前進(jìn)到Step307。
在Step307，對(duì)脈沖生成電路2設(shè)定在Step303決定的驅(qū)動(dòng)頻率和在Step306決定的或原本設(shè)定的脈沖寬度。之后，在Step308結(jié)束中斷動(dòng)作。
綜上所述，在本實(shí)施例中，在振動(dòng)型馬達(dá)4的驅(qū)動(dòng)中減少設(shè)定目標(biāo)速度時(shí)，由于在相位差為規(guī)定值Pdh以上時(shí)使脈沖寬度減小，所以能降低電力消耗。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，對(duì)電氣-機(jī)械能量變換元件施加頻率信號(hào)而在彈性體上激起振動(dòng)并相對(duì)驅(qū)動(dòng)上述彈性體和與上述彈性體接觸的接觸體，其特征在于，具備生成上述頻率信號(hào)的信號(hào)生成單元；檢測(cè)上述彈性體的振動(dòng)狀態(tài)的振動(dòng)檢測(cè)單元；檢測(cè)在上述信號(hào)生成單元中生成的信號(hào)和來(lái)自上述振動(dòng)檢測(cè)單元的輸出信號(hào)的相位差的相位差檢測(cè)單元；和控制在上述信號(hào)生成單元中生成的上述頻率信號(hào)的頻率和電壓的控制單元；其中，上述控制單元根據(jù)由上述相位差檢測(cè)單元檢測(cè)出的相位差來(lái)控制上述頻率信號(hào)的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述控制單元控制上述頻率信號(hào)的頻率，并且，當(dāng)上述檢測(cè)出的相位差與第1相位差相比是更能表示高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，將上述頻率信號(hào)的電壓設(shè)定為第1電壓，當(dāng)上述檢測(cè)出的相位差與上述第1相位差相比是更能表示低頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，提高上述頻率信號(hào)的電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述第1相位差是表示與非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)相比更接近共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的相位差。
4.如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述控制單元為了使上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)速度接近目標(biāo)速度而進(jìn)行控制；上述第1電壓是即使上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器通過(guò)具有該電壓的上述頻率信號(hào)而成為共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)速度也不能達(dá)到上述目標(biāo)速度的電壓。
5.如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述控制單元根據(jù)上述頻率信號(hào)的電壓來(lái)改變上述第1相位差的值。
6.如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述控制單元在上述頻率信號(hào)的電壓被設(shè)定為第2電壓的狀態(tài)下，在上述檢測(cè)出的相位差成為比與上述第1相位差不同的第2相位差更能表示高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，使上述頻率信號(hào)的電壓低于上述第2電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述第2相位差與上述第1相位差相比是更能表示高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的相位差。
8.如權(quán)利要求6所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述控制單元根據(jù)上述頻率信號(hào)的電壓來(lái)改變上述第2相位差的值。
9.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述控制單元在上述檢測(cè)出的相位差是表示上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的共振狀態(tài)的值時(shí)，限制上述頻率信號(hào)的頻率減少或者使其增加。
10.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述信號(hào)生成單元具有生成脈沖信號(hào)的脈沖生成部和利用上述脈沖信號(hào)來(lái)生成上述頻率信號(hào)的驅(qū)動(dòng)部；上述控制單元通過(guò)使上述脈沖信號(hào)的脈沖寬度增減來(lái)控制上述頻率信號(hào)的電壓。
11.如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，上述控制單元只在上述檢測(cè)出的相位差與第1相位差相比是更能表示低頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，提高上述頻率信號(hào)的電壓。
12.一種使用振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1～11中任意1項(xiàng)所述的控制裝置；將由上述控制裝置控制的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)源。
13.一種振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，對(duì)電氣-機(jī)械能量變換元件施加頻率信號(hào)而在彈性體上激起振動(dòng)并相對(duì)驅(qū)動(dòng)上述彈性體和與上述彈性體接觸的接觸體，其特征在于，具備檢測(cè)上述彈性體的振動(dòng)狀態(tài)的步驟；檢測(cè)上述頻率信號(hào)或用于生成上述頻率信號(hào)的信號(hào)與上述振動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)信號(hào)的相位差的步驟；和控制上述頻率信號(hào)的頻率和電壓的控制步驟；其中，在上述控制步驟中，根據(jù)上述檢測(cè)出的相位差來(lái)控制上述頻率信號(hào)的電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在上述控制步驟中，控制上述頻率信號(hào)的頻率，并且，當(dāng)上述檢測(cè)出的相位差與第1相位差相比是更能表示高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，將上述頻率信號(hào)的電壓設(shè)定為第1電壓，當(dāng)上述檢測(cè)出的相位差與第1相位差相比是更能表示低頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，提高上述頻率信號(hào)的電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，上述第1相位差是表示與非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)相比更接近共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的相位差。
16.如權(quán)利要求14所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在上述控制步驟中，為了使上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)速度接近目標(biāo)速度而進(jìn)行控制；上述第1電壓是即使上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器通過(guò)具有該電壓的上述頻率信號(hào)而成為共振驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)速度也不能達(dá)到上述目標(biāo)速度的電壓。
17.如權(quán)利要求14所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在上述控制步驟中，根據(jù)上述頻率信號(hào)的電壓來(lái)改變上述第1相位差的值。
18.如權(quán)利要求14所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在上述控制步驟中，在上述頻率信號(hào)的電壓被設(shè)定為第2電壓的狀態(tài)下，當(dāng)上述檢測(cè)出的相位差成為比與上述第1相位差不同的第2相位差更能表示高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，使上述頻率信號(hào)的電壓低于上述第2電壓。
19.如權(quán)利要求18所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，上述第2相位差與上述第1相位差相比是更能表示高頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的相位差。
20.如權(quán)利要求18所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在上述控制步驟中，根據(jù)上述頻率信號(hào)的電壓來(lái)改變上述第2相位差的值。
21.如權(quán)利要求13所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在上述控制步驟中，當(dāng)上述檢測(cè)出的相位差是表示上述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的共振狀態(tài)的值時(shí)，限制上述頻率信號(hào)的頻率減少或使其增加。
22.如權(quán)利要求14所述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在上述控制步驟中，只在上述檢測(cè)出的相位差與第1相位差相比是更能表示低頻驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的值時(shí)，提高上述頻率信號(hào)的電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器的控制裝置及控制方法，該方法具有檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器中的彈性體的振動(dòng)狀態(tài)的步驟；檢測(cè)施加到驅(qū)動(dòng)器上的頻率信號(hào)或者用于生成頻率信號(hào)的信號(hào)和振動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)信號(hào)的相位差的步驟；以及控制頻率信號(hào)的頻率和電壓的控制步驟；其中，在控制步驟中，根據(jù)檢測(cè)出的相位差來(lái)控制頻率信號(hào)的電壓。能夠與振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)裝置的特性、負(fù)荷及生成頻率信號(hào)的電路的特性變化無(wú)關(guān)，以低電力消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H01L41/04GK1601879SQ200410011718
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者山本新治 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社