CN111726027A - 驱动控制装置、电子设备、驱动控制方法和计算机可读介质 - Google Patents

驱动控制装置、电子设备、驱动控制方法和计算机可读介质 Download PDF

Info

Publication number
CN111726027A
CN111726027A CN202010184678.5A CN202010184678A CN111726027A CN 111726027 A CN111726027 A CN 111726027A CN 202010184678 A CN202010184678 A CN 202010184678A CN 111726027 A CN111726027 A CN 111726027A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
drive control
vibration wave
drive
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010184678.5A
Other languages
English (en)
Inventor
热田晓生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN111726027A publication Critical patent/CN111726027A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H02N2/145—Large signal circuits, e.g. final stages
    • H02N2/147—Multi-phase circuits
    • 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
    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/0075—Electrical details, e.g. drive or control circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • 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
    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
    • 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
    • H02N2/12—Constructional details
    • H02N2/123—Mechanical transmission means, e.g. for gearing
    • H02N2/126—Mechanical transmission means, e.g. for gearing for conversion into linear motion
    • 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
    • H02N2/145—Large signal circuits, e.g. final stages
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/09—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted for automatic focusing or varying magnification

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

本公开涉及一种驱动控制装置，包括：振动波驱动装置，所述振动波驱动装置包括弹性体、包括机电能量转换元件的振动体、以及与所述振动体接触的接触体；以及所述振动波驱动装置的控制单元。所述驱动控制装置还包括：第一检测器，所述第一检测器被配置成检测供给到所述振动波驱动装置的电流或已消耗的电力；以及第二检测器，所述第二检测器被配置成检测所述振动体和接触体的相对位置或相对速度。还包括控制模式，在所述控制模式中，基于由所述第一检测器和/或所述第二检测器获得的检测结果使所述振动波驱动装置减速。本公开还涉及一种驱动装置、一种载物台、一种电子设备、一种驱动控制方法、以及一种非暂时性计算机可读介质。

Description

驱动控制装置、电子设备、驱动控制方法和计算机可读介质
技术领域
本公开涉及一种振动马达的控制方法，所述振动马达使超声波振动体产生振动波并且利用摩擦力使与超声波振动体接触的接触体相对移动。
背景技术
已知一种振动马达，该振动马达向通过将机电能量转换元件(例如，压电元件)粘贴至金属片而获得的振动体施加频率与振动体的谐振频率相对应的AC信号，以产生振动并且移动与振动体接触的接触体。当与振动体压接的接触体被摩擦地驱动时，产生强大的驱动力，从而将使用该振动马达进行AF驱动或变焦驱动的数码相机、摄像机等开发为产品。该振动马达被用于通过利用该振动马达的特征(例如小尺寸、高转矩或保持力)来驱动载物台。
在此，图16示出了作为示例的振动马达200的配置的透视图。例如在日本专利特开No.2013-123335等中描述了振动马达的更具体的配置，因此将省略其细节。振动马达200包括由诸如金属的振动衰减损失小的材料形成的弹性体201、以及包括压电元件的振动体，所述压电元件被保持在弹性体201和下螺母204之间，并且所述振动马达具有向其施加从柔性基板203供给的AC信号的配置。接触体207通过振动体的振动接收推力并旋转，齿轮209随着该旋转而旋转，并且经由齿轮209输出旋转力。此外，通过在期望部分处(此处具有设置于固定构件211中的螺纹孔)使用螺钉，可以将振动马达200附接在用户期望的位置处。螺母212将固定构件211固定在马达侧。
图17A和17B均为示出了使用常规振动马达200的载物台装置的配置的视图。
图17A示出了通过使用这样的振动马达来驱动载物台的示例。振动马达200的旋转力由齿轮209输出。该马达输出经由齿轮301和齿轮302的齿轮系使其中切有螺纹的轴(螺杆)303旋转。通过转换螺杆303的旋转而使被驱动体304沿线性移动方向移动。被驱动体304在引导件305上移动。以这样的方式，包括了支撑被驱动体304以使其能够以这种方式移动的引导件305。
止动件306具有将被驱动体304的移动管控在预定的移动范围内以使得被驱动体304不会移动超出该移动范围的功能。
图17B是示出了载物台的被驱动体304与止动件306接触的状态的视图。尽管被驱动体304通常被设计成使得轴303的旋转在被驱动体304与止动件306接触时停止，但是在轴303的旋转力较大的情况下，轴303可能会继续旋转而不停止。结果，被驱动体304被进一步推动而倾斜，并且与螺杆303的接合部也倾斜，当马达在该状态下仍不停止时，会造成装置损坏的问题。与各个部件的机械刚性相比，在被驱动体304移动得更快时就会造成这样的问题。
因此，有必要判断被驱动体304与止动件306之间的接触并且使振动马达200减速(停止)。
发明内容
本公开提供了即使在出现突发的负荷波动的情况下也能够使振动波驱动装置迅速减速(停止)的驱动控制装置和驱动装置。
一种解决上述问题的驱动控制装置，包括：振动波驱动装置，所述振动波驱动装置包括弹性体、包括机电能量转换元件的振动体、以及与所述振动体接触的接触体；所述振动波驱动装置的控制单元；第一检测器，所述第一检测器被配置为检测供给到所述振动波驱动装置的电流或者已消耗的电力；以及第二检测器，所述第二检测器被配置为检测所述振动体和所述接触体的相对位置或相对速度，其中包括控制模式，在所述控制模式中，基于由所述第一检测器和/或第二检测器获得的检测结果使所述振动波驱动装置减速。
根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本公开的更多特征将变得显而易见。
根据本公开，可以提供一种驱动控制装置，所述驱动控制装置响应于负荷波动使振动波驱动装置立即减速(停止)。
附图说明
图1A至1C均为示出了根据本公开的第一示例性实施例的具有振动马达的驱动装置的配置的视图。
图2是示出了根据本公开的第一示例性实施例的振动马达的控制电路的配置的视图。
图3是示出了根据本公开的第一示例性实施例的电流检测单元的电路配置的视图。
图4是示出了根据本公开的第一示例性实施例的配置中的负荷转矩、速度和电流的关系的视图。
图5是示出了当发生负荷波动时在根据本公开的第一示例性实施例的配置中的相对速度和电流的时间变化的视图。
图6是示出了根据本公开的第一示例性实施例的控制算法的流程图。
图7是示出了根据本公开的第二示例性实施例的具有振动马达的驱动装置的配置的视图。
图8是示出了根据本公开的第二示例性实施例的配置中的负荷转矩、速度和电流的关系的视图。
图9是示出了在根据本公开的第二示例性实施例的配置中的速度和电流相对于驱动频率的关系的视图。
图10是示出了当发生负荷波动时在根据本公开的第二示例性实施例的配置中的相对速度和电流的时间变化的视图。
图11是示出了根据本公开的第二示例性实施例的控制算法的流程图。
图12是示出了在进行脉冲宽度控制时根据本公开的第三示例性实施例的负荷转矩、速度和电流的关系的视图。
图13是示出了在根据本公开的第三示例性实施例的配置中的速度和电流相对于脉冲宽度的关系的视图。
图14是示出了当发生负荷波动时在根据本公开的第三示例性实施例的配置中的相对速度和电流的时间变化的视图。
图15是根据本公开的第三示例性实施例的控制算法的流程图。
图16是常规振动马达的透视图。
图17A和17B均为示出了使用常规振动马达的载物台装置的配置的视图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本公开的具体配置。
本申请的公开内容提供了一种驱动控制装置，所述驱动控制装置包括：振动波驱动装置，所述振动波驱动装置包括弹性体、包括机电能量转换元件的振动体、以及与所述振动体接触的接触体；以及所述振动波驱动装置的控制单元。
所述驱动控制装置包括：第一检测器，所述第一检测器被配置为检测供给到所述振动波驱动装置的电流或者已消耗的电力；以及第二检测器，所述第二检测器被配置为检测所述振动体和所述接触体的相对位置或相对速度。所述驱动控制装置的特征在于包括控制模式，在所述控制模式中，基于由所述第一检测器和所述第二检测器获得的检测结果使所述振动波驱动装置减速。
根据所述驱动控制装置的机械刚性或者检测次数，可以执行所述控制模式或者控制所述控制模式以进行切换。
本公开不限于将在下面给出的每个示例性实施例的具体配置，可以在本公开的主旨的范围内添加修改，这样的添加了修改的配置也包含在本公开中。尽管在以下的示例性实施例中将主要描述使驱动控制装置和驱动装置停止的情况，但是也可以使驱动控制装置和驱动装置减速以避免驱动控制装置或驱动装置的损坏等。在此情况下，在减速之后，驱动控制装置和驱动装置可以转换到另外的停止控制，或者可以不进行控制而自然地停止。
此外，本申请的公开内容包括使振动波驱动装置执行下述的驱动控制方法的每个步骤的程序。当该程序被包括在期望的计算单元中时，可以通过远程控制开始所述振动波驱动装置的驱动并且执行使振动波驱动装置安全地减速和停止的自动控制。
【第一示例性实施例】
图1A至1C均示出了根据本公开的第一示例性实施例的驱动装置，所述驱动装置具有包括机电能量转换元件的作为动力源的振动波驱动装置(振动马达)。来自振动马达200的动力经由齿轮209、齿轮301和齿轮302的齿轮系使齿轮310旋转。在齿轮310中切有螺纹，并且齿轮310的旋转力被施加到被驱动体311，所述被驱动体具有将该旋转力转换成沿线性移动方向的力的机构。被驱动体311被配置成能够随着齿轮310的旋转而在纸面的左右方向上线性地移动。利用这样的配置，构成振动马达200的接触体的移动与被驱动体311的移动形成联动。
进一步地，设置有引导被驱动体311在上述的左右方向上移动的引导件312，并且设置有经由锥形部竖直地操作安置在被驱动体311上的竖直被驱动体314的机构。引导件313和315被设置成管控竖直被驱动体314在左右方向上的移动以使得竖直被驱动体314在图中竖直地移动，并且引导件313和315被布置在纸面的深侧，从而不会阻碍被驱动体311的移动。利用这样的配置，随着被驱动体311的移动，竖直被驱动体314在与被驱动体311的移动方向不同的方向上移位。
当被驱动体311如图1A所示向纸面的右侧移动时，被驱动体311的倾斜表面的较高侧和竖直被驱动体314滑动，使得竖直被驱动体314沿着图中的向上方向移动。相反地，当被驱动体311如图1B所示向纸面的左侧移动时，被驱动体311的倾斜表面的较低侧和竖直被驱动体314接触，使得竖直被驱动体314沿着图中的向下方向移动。在此，止动件316管控被驱动体311的移动，使得被驱动体311不会沿着纸面的向左方向移动得比止动件316更远。
在该装置中，如图1C所示，在被驱动体311的移动速度快的情况下，当被驱动体311与止动件316接触时，由此产生了使被驱动体311倾斜的力，甚至竖直被驱动体314也可能会倾斜并移动。
在下文中，将描述本示例性实施例的特征配置，其中，检测负荷波动并且执行应对该负荷波动的停止操作。
图2是示出了根据本公开的第一示例性实施例的振动波驱动装置(振动马达)的控制电路的配置的视图。微型计算机单元11计算本示例性实施例所需的控制算法，控制待施加的两相AC信号的驱动频率和相位差以及开关电压的脉冲宽度，并且经由开关电路10和10'以及线圈6和7(电感单元)控制施加到振动马达200的电压。由相位差检测单元8检测两相AC信号的一个相位(图中的信号A)与从设置在振动马达200中的检测相位电极(未示出)获得的信号S之间的相位差。
位置检测单元13是被配置成检测例如由光断路器和狭缝板形成的旋转单元的旋转位置的位置检测器。基于由位置检测单元13获得的结果，将旋转体的位置和速度信息发送到微型计算机单元11，并且微型计算机单元11根据旋转体的位置和速度信息控制振动马达200的旋转位置和旋转速度。可以通过由微型计算机单元11计算检测到的位置信息的时间导数来获得速度。
电源Vbat连接到例如电池、电池单元等。电流检测单元(电流检测器)14设置有检测器、滤波电路等，所述检测器被配置成检测由开关电路10和10'以及电源Vbat的电压检测器(未示出)消耗的电力(电流)。
利用这种配置，检测供给到振动波驱动装置200的电流或者由振动波驱动装置200消耗的已消耗的电力。此外，在执行使待施加的电压保持恒定的控制时，可以提供这样的配置，其使得能够通过检测电流值并且将该电流值乘以已知的电压值来计算已消耗的电力。
图3是示出了连接到开关电路10的电流检测单元14的电路配置的视图。电流检测单元14设置有将电流转换为电压的分流电阻31、以及检测由分流电阻31产生的差分电压的差分放大器32，并且差分放大器32的输出电压Iout具有与电流值成比例的电压值。输出电压Iout经由AD转换器等输入到微型计算机单元11。阻抗元件33以及电容器34和35构成噪声去除滤波器。当插入滤波器时，电流的波形被整形，并且能够获得具有较小噪声的信号作为差分放大器输出，从而可以提供滤波。应注意，滤波器对于电流检测电路而言不是必需的，并且在噪声较小的状态下也可以省略。在本示例性实施例中，基于从位置检测单元13和电流检测单元14获得的信息来检测振动波马达的转矩的变化。在此情况下，还可以提供一种配置，其中通过将从电流检测单元14获得的电流值乘以电源电压来获得电力值的信息。
图4是示出了当振动马达200工作时作为施加到接触体的负荷的转矩、速度和电流的关系的视图。在此，驱动频率基本上固定在一定的频率。由于在本示例性实施例中用旋转式马达作为振动马达200，所以使用了负荷转矩，但是，在线性操作的线性致动器的情况下，可以使用施加到致动器的接触体的负荷本身。
本示例性实施例中的振动马达200的转矩的增加等同于当被驱动体311被驱动时的负荷的增加。在图4的状态a中示出了当振动马达200以一定的负荷转矩被驱动时的速度和电流的值，并且状态b是将比状态a更高的负荷转矩施加到振动马达200的状态。
图5是以横轴表示时间并且示出了例如在被驱动体311与止动件316碰撞的情况下产生导致负荷的转矩波动时的相对速度和电流的时间变化的视图。图6是示出了控制算法的流程图。在下文中，将参考图4至图6描述根据第一示例性实施例的控制算法。
首先，振动马达200在一定转矩的状态(图4中的状态a)下以固定的驱动频率启动马达(图6中的F-11)。当该马达启动时，振动体和接触体的相对位置改变，并且开始进行振动马达200的驱动。在此，在用于驱动振动马达200的两相信号中，A相和B相之间的相位差被设定为例如90°，并且开关脉冲的脉冲宽度被设定为例如33％。微型计算机单元11预先存储或者在运行时存储此时的速度和电流值(图6中的F-12)。这种状态对应于直到引起图5中的转矩变化时为止的振动波马达的驱动状态，并且在负荷转矩基本不变(增加)的状态下，从电源Vbat供给的电流也基本不变(增加)。检测到的电流Ix持续地保持Ix＜Ic×1.05的状态(图6中的F-13和F-14)。
在此，当负荷转矩增加时，状态从图4所示的状态a变为状态b。此时，速度降低，并且输入到振动马达200的电流Ix增加，从而满足Ic×1.05＜Ix。
由于振动马达200的阻抗特性改变，所以此时输入到振动马达200的电流Ix增加。由于电流根据阻抗特性的变化而增加和减小是电路技术中的众所周知的内容，因此这里将省略其详细描述。当状态由于转矩的变化而从状态a变为状态b时，速度和电流具有在图5的状态b的区域中的取值。
如上所述，振动马达200具有随着转矩的增加而降低其速度并增加驱动电流的特征。在由电流检测器14获得的电流值超过预定水平5％的情况下，微型计算机单元11使马达减速(图6中的F-15)。
马达可以在减速之后立即停止，或者可以被配置成不进行控制而自然地停止。
应注意，可以提供使用已消耗的电力来替代电流的配置。
通过上述操作，抑制了振动马达200的超过转矩变化点的连续驱动，从而能够使振动马达200在适当的位置停止，由此能够抑制装置的损坏等。尽管将电流Ic的5％(1.05倍)设定为阈值，但是该百分比根据负荷波动时的速度和所产生的负荷而改变，从而可以根据情况来决定该百分比。在图6所示的算法中，检测电流的变化，由此作出使振动马达200停止的判断。当发生转矩变化时，速度也降低，所以还可以提供检测该变化从而使振动马达200停止的配置，或者还可以提供观察电流变化和速度变化这两者的配置，以作为另外的方法。此外，尽管将检测电流的变化量作为检测转矩变化的一种方式，但是也可以通过检测变化的斜率(电流变化的导数)来检测转矩变化的点。
通过以这种方式根据电流和/或速度的变化检测转矩变化并使振动马达200停止，就可以在适当的操作范围内操作振动马达200。
此外，可以检测电流的变化率(微分值)或已消耗的电力的变化率(微分值)，并且在检测到预定的变化率或更大的变化率时，可以执行上述的控制模式。类似地，通过检测振动体和接触体的相对位置的变化率或者其相对速度的变化率，可以执行上述的F-13、F-14和F-15的一系列控制模式。
【第二示例性实施例】
在下文中，将参考图7至图11描述本公开的第二示例性实施例。图7示出了在第二示例性实施例中使用的驱动装置，其具有作为动力源的振动马达200。
第二示例性实施例的机构与第一示例性实施例的机构的区别在于由弹簧318悬挂的配重构件317被抬升的配置。在第一示例性实施例中，应对的是当被驱动体311与止动件316碰撞时引起的相对速度和电流的变化。第二示例性实施例的区别在于以下的配置：检测配重构件317和移动单元314不接触的状态与移动单元314接触配重构件317并抬升配重构件317的状态之间的转矩变化。
图8是示出了当振动马达200在第二示例性实施例的配置中操作时速度和电流相对于导致负荷的转矩的关系的视图。图8示出了在驱动频率基本固定为一定频率的情况下的关系。
在此，与第一示例性实施例相类似地设定状态a和状态b，使得负荷转矩大于状态a的负荷转矩的状态成为状态b。图9是示出了施加到机电能量转换元件的AC信号(AC电压)的驱动频率、速度和电流的关系的视图，并且解释了使驱动速度接近目标速度的控制。另外，以细线描绘的曲线表示在转矩增加前的速度和电流特性(状态a)，以粗线描绘的曲线表示在转矩增加后的速度和电流特性(状态b)。图10是横轴表示时间并且示出了当发生转矩变化(即负荷波动)时的相对速度和电流的变化的视图。图11是第二示例性实施例的控制算法的流程图。首先，振动马达200在预定负荷转矩的状态(图8中的状态a)下进行操作(图11中的F-21)。当马达启动时，振动体和接触体的相对位置改变，并且开始进行振动马达200的驱动。振动马达200经受反馈控制，以使得其驱动速度变为目标速度。在驱动速度慢于目标速度的情况下，降低驱动频率，而在驱动速度较快的情况下，增加驱动频率。
在此，在用于驱动的两相信号中，A相和B相之间的相位差被设定为例如90°，并且开关脉冲的脉冲宽度被设定为例如33％。微型计算机单元11预先存储或者在运行时存储此时的速度和电流值(图11中的F-22和F-23)。
这样的状态对应于直到引起转矩变化时为止的振动波马达的驱动状态，并且在负荷转矩基本不变(增加)的状态下，来自电源Vbat的电流也基本不变(增加)。
随后，振动马达200持续地经受反馈控制，使得其驱动速度变为目标速度。在驱动速度慢于目标速度的情况下，降低驱动频率，而在驱动速度较快的情况下，增加驱动频率。
只要没有发生大的负荷波动，检测到的电流Ix就持续地保持Ix＜Ic×1.05的状态。在这种状态下，振动马达200的速度值和电流值均与图10中的状态a的速度值和电流值相对应。在负荷转矩不增加的状态下，速度的变化也较小，使得检测到的电流Ix持续地保持Ix＜Ic×1.05的状态(图11中的F-24、F-25和F-26)。然后，当被驱动体311在图7中的纸面的向右方向上移动并且被抬升的移动单元314和配重构件317接触时，状态就从图8所示的状态a变为状态b。
在进行这样的从状态a到状态b的转变时，由于弹簧318的弹性，冲击被吸收，使得被驱动体311在向右方向上的移动速度基本不变。另一方面，负荷转矩增加。
因此，如图8所示，速度基本不变，并且仅电流增加。下面将参考图9描述在转矩变化发生之前和之后的转变。负荷波动之前(状态a)的驱动频率由(1)表示。在负荷波动之前，速度(细实线)和电流(细虚线)由图示的曲线表示。类似于第一示例性实施例，微型计算机单元11存储此时的电流Ic的值。在状态a中，速度在图中的细实线上变化，并且已经达到目标速度。接下来，当转矩增加时，马达的阻抗特性改变，并且速度和电流转变到图9中的粗线所描绘的曲线上。电流曲线整体“上升”，而速度曲线整体“下降”。因此，当电流增加时，振动马达200的速度变得慢于目标速度。因此，通过反馈控制降低驱动频率以使速度达到目标速度，并且执行控制使得速度达到目标速度。速度达到目标速度时的状态b下的驱动频率在图中由(2)表示，并且电流值根据降低频率的控制而进一步上升(图10中的状态b的区域)。
微型计算机单元11检测在转矩变化之前的相对于电流Ic的电流Ix，并且判定电流是否增加了5％(图11中的F-26)。
在由电流检测器14获得的电流值超过电流Ic的值5％的情况下，微型计算机单元11存储该超过的位置以作为移动单元314和配重构件317相接触的位置(图11中的F-27)。随后，将上述位置设定为基准位置，然后使马达减速(停止)或者转换到正常操作模式(图11中的F-28)。以这样的方式，在用于实现目标速度的反馈控制期间发生转矩增加时，AC信号的驱动频率从(1)变为(2)，并且状态从状态a转变为状态b。该变化由电流检测器14检测，从而迅速地控制马达。在本示例性实施例中，通过执行用于实现目标速度的反馈控制，提高了对负荷转矩的变化的灵敏度，从而甚至可以应对具有小速度变化的微小的转矩波动。此外，类似于第一示例性实施例，可以检测电流的变化率(微分值)或者已消耗的电力的变化率(微分值)，并且在检测到预定的变化率或更大的变化率时，可以执行上述的控制模式。类似地，通过检测振动体和接触体的相对位置的变化率或者其相对速度的变化率，即可执行上述的控制模式。
【第三示例性实施例】
将参考图12至图15描述本公开的第三示例性实施例。由于载物台机构的配置与第二示例性实施例相同，因此将省略对该装置的配置的描述。第三示例性实施例与第二示例性实施例的区别在于用于实现目标速度的反馈控制的方法。图12是示出了当振动马达200工作时由于本示例性实施例的驱动脉冲宽度(脉冲占空比)控制而产生的导致负荷的转矩、速度和电流的关系的视图。在此，驱动脉冲宽度是构成两相频率信号的开关脉冲的脉冲宽度，并且当驱动脉冲宽度被设定为0至50％的脉冲占空比时，可以改变有效电压，从而可以获得与通过改变开关脉冲的电压电平所获得的效果相同的效果。图13是用于说明脉冲宽度、速度和电流的关系的视图，并且示出了执行反馈控制以用于通过脉冲宽度控制来达到目标速度的情况。
图14是横轴表示时间并且示出了当发生转矩变化(即负荷波动)时的相对速度和电流的变化的视图，图15是第三示例性实施例的配置中的控制算法的流程图。
首先，振动马达200在预定负荷转矩的状态(图12中的状态a)下进行操作(图15中的F-31)。在此，在用于驱动的两相信号中，A相和B相之间的相位差被设定为例如90°，并且开关脉冲的脉冲宽度被设定为例如33％。微型计算机单元11预先存储或者在运行时存储此时的速度和电流值(图15中的F-32)。
这种状态对应于直到引起转矩变化时为止的振动波马达的驱动状态，并且在负荷转矩基本不变(增加)的状态下，来自电源Vbat的电流也基本不变(增加)。
检测到的电流Ix持续地保持Ix＜Ic×1.05的状态(图15中的F-34和F-35)。在此，当负荷转矩增加时，状态从状态a变为状态b，如图12所示。
在这种状态下，振动马达200的速度基本不变并且仅其电流增加。
图13是示出了振动马达200中的脉冲宽度、速度和电流的关系的视图，并且是示出了在发生转矩变化之前和之后的转变的视图，并且还示出了执行反馈控制以用于通过本示例性实施例的脉冲宽度控制实现目标速度的情况。在进行这样的从状态a到状态b的转变时，由于弹簧318的弹性，冲击被吸收，使得被驱动体311在向右方向上的移动速度基本不变。
负荷波动之前(状态a)的脉冲宽度的值由(1)表示。在负荷波动之前，速度(细实线)和电流(细虚线)由图示的曲线表示。类似于第一示例性实施例，微型计算机单元11存储此时的电流Ic的值。在状态a中，速度在细实线上变化并且已经达到目标速度。接下来，当转矩增加时，马达的阻抗特性改变，并且速度和电流转变到图12中的粗线所示的曲线上。电流的曲线整体“上升”，而速度的曲线整体“下降”。然后，当电流增加时，振动马达200的速度变得慢于目标速度。因此，通过反馈控制来控制驱动频率以使速度达到目标速度，通过增加脉冲宽度以使速度达到目标速度。
当速度达到目标速度时的状态b中的脉冲宽度在图中由(2)表示，并且电流值根据增加脉冲宽度的控制而进一步上升(图14中的状态b的区域以及图15中的F-34)。
微型计算机单元11检测在转矩变化之前的相对于电流Ic的电流Ix，并且判定电流是否增加了5％(图15中的F-36)。
在由电流检测器14获得的电流值超过电流Ic的值5％的情况下，微型计算机单元11使马达停止(图15中的F-37)。
这样，在用于实现目标速度的反馈控制期间发生转矩的增加时，AC信号的脉冲宽度从(1)变为(2)，并且状态从状态a变为状态b。
该变化由电流检测器14检测，从而迅速地控制马达。在本示例性实施例中，与第二示例性实施例类似地，也通过执行用于实现目标速度的反馈控制来提高对负荷转矩的变化的灵敏度，从而甚至可以应对具有小速度变化的微小的转矩波动。此外，在本示例性实施例中，可以在检测到转矩增加的时间点使马达停止，并且可以将停止位置设定为基准点。替代地，在不停止马达的情况下，可以将马达的位置设定为基准点。
本公开能够适用于载物台或各种电子设备。
尽管已经参考示例性实施例对本公开进行了描述，但是应当理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应作最广义的解释，以便涵盖所有这样的变型以及等同的结构和功能。

Claims (25)

1.一种驱动控制装置，包括：
振动波驱动装置，所述振动波驱动装置包括弹性体、包括机电能量转换元件的振动体、以及与所述振动体接触的接触体；
所述振动波驱动装置的控制单元；
第一检测器，所述第一检测器被配置成检测供给到所述振动波驱动装置的电流或者已消耗的电力；以及
第二检测器，所述第二检测器被配置成检测所述振动体和所述接触体的相对位置或相对速度，其中包括控制模式，在所述控制模式中，基于由所述第一检测器和/或所述第二检测器获得的检测结果使所述振动波驱动装置减速。
2.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，当基于所述检测结果检测到负荷增加时，所述振动波驱动装置减速。
3.根据权利要求2所述的驱动控制装置，其中，将检测到负荷增加的所述振动体和所述接触体的相对位置存储为基准点。
4.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，当检测到所述电流或所述已消耗的电力增加时或者当检测到所述相对速度减小时，所述振动波驱动装置减速。
5.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，检测所述电流的变化率或者所述已消耗的电力的变化率。
6.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，检测所述振动体和所述接触体的相对位置的变化率或者所述相对速度的变化率。
7.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，保持施加到所述振动波驱动装置的电压的驱动频率并且执行所述控制模式。
8.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，执行使所述相对速度接近目标速度的控制并且执行所述控制模式。
9.根据权利要求8所述的驱动控制装置，其中，通过控制施加到所述振动波驱动装置的电压的驱动频率或者所施加的电压的脉冲宽度，使所述相对速度接近所述目标速度。
10.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，从电源经由分流电阻向所述振动波驱动装置供给所述电流，并且检测所述分流电阻的差分电压。
11.一种驱动装置，包括：
驱动控制装置，所述驱动控制装置包括：
振动波驱动装置，所述振动波驱动装置包括弹性体、包括机电能量转换元件的振动体、以及与所述振动体接触的接触体；
所述振动波驱动装置的控制单元；
第一检测器，所述第一检测器被配置成检测供给到所述振动波驱动装置的电流或者已消耗的电力；以及
第二检测器，所述第二检测器被配置成检测所述振动体和所述接触体的相对位置或相对速度，其中包括控制模式，在所述控制模式中，基于由所述第一检测器和/或所述第二检测器获得的检测结果使所述振动波驱动装置减速；以及
被驱动体，所述被驱动体的移动与所述接触体的移动形成联动。
12.根据权利要求11所述的驱动装置，还包括：
引导件，所述引导件支撑所述被驱动体以使其能够移动；以及
止动件，所述止动件管控所述被驱动体的移动范围。
13.根据权利要求11所述的驱动装置，还包括：
根据所述被驱动体的移动而在与所述被驱动体的移动方向不同的方向上移位的机构。
14.根据权利要求13所述的驱动装置，其中，所述机构包括弹簧和配重并且改变施加到所述被驱动体的负荷。
15.根据权利要求11所述的驱动装置，其中，所述被驱动体被配置成能够线性地移动。
16.根据权利要求11所述的驱动装置，其中，所述驱动控制装置中的所述振动波驱动装置是旋转式马达，并且包括将旋转转换成线性移动的机构。
17.一种载物台，包括：
载物台机构；以及
根据权利要求11所述的驱动装置，
其中，所述驱动装置被配置成控制所述载物台机构。
18.一种电子设备，包括：
构件；以及
根据权利要求11所述的驱动装置，
其中，所述驱动装置被配置成控制所述构件。
19.一种驱动控制方法，包括：
启动振动波驱动装置的驱动的步骤，所述振动波驱动装置包括弹性体、包括机电能量转换元件的振动体、以及与所述振动体接触的接触体；
检测供给到所述振动波驱动装置的电流或者已消耗的电力的第一检测步骤；
检测所述振动体和所述接触体的相对位置或相对速度的第二检测步骤；
基于在所述第一检测步骤和/或第二检测步骤获得的检测结果使所述振动波驱动装置减速的步骤。
20.根据权利要求19所述的驱动控制方法，其中，当基于所述检测结果检测到负荷增加时，所述振动波驱动装置减速。
21.根据权利要求19所述的驱动控制方法，还包括：
将检测到负荷增加的所述振动体和所述接触体的相对位置存储为基准点的步骤。
22.根据权利要求19所述的驱动控制方法，其中，当检测到所述电流或所述已消耗的电力增加时或者当检测到所述相对速度减小时，所述振动波驱动装置减速。
23.根据权利要求19所述的驱动控制方法，其中，检测所述电流的变化率或者所述已消耗的电力的变化率。
24.根据权利要求19所述的驱动控制方法，其中，检测所述振动体和所述接触体的相对位置的变化率或者所述相对速度的变化率。
25.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质在其中记录程序，通过所述程序使振动波驱动装置执行根据权利要求19所述的驱动控制方法的每一个步骤，所述振动波驱动装置包括弹性体、包括机电能量转换元件的振动体、以及与所述振动体接触的接触体。
CN202010184678.5A 2019-03-22 2020-03-17 驱动控制装置、电子设备、驱动控制方法和计算机可读介质 Pending CN111726027A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-055665 2019-03-22
JP2019055665A JP7286364B2 (ja) 2019-03-22 2019-03-22 駆動制御装置、電子機器、駆動制御方法、およびプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111726027A true CN111726027A (zh) 2020-09-29

Family

ID=72514731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010184678.5A Pending CN111726027A (zh) 2019-03-22 2020-03-17 驱动控制装置、电子设备、驱动控制方法和计算机可读介质

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11476779B2 (zh)
JP (1) JP7286364B2 (zh)
CN (1) CN111726027A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11594984B2 (en) * 2019-09-30 2023-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Control apparatus for vibration motor, vibration apparatus having the same, and control method of vibration motor

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04217881A (ja) * 1990-12-18 1992-08-07 Anritsu Corp 超音波モータの駆動制御装置
JP2000324865A (ja) * 1999-03-11 2000-11-24 Nikon Corp 振動モータ及び光ファイバースイッチ
JP2002101677A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Canon Inc 振動波モータを駆動源とする駆動装置
JP2002199758A (ja) * 2000-12-28 2002-07-12 Canon Inc 振動型アクチュエータの制御装置
JP2003021780A (ja) * 2001-07-10 2003-01-24 Nidec Copal Corp カメラ装置
JP2003304691A (ja) * 2002-04-05 2003-10-24 Nikon Corp 振動アクチュエータの制御装置
CN1601879A (zh) * 2003-09-25 2005-03-30 佳能株式会社 振动型驱动器的控制装置和控制方法
JP2012016262A (ja) * 2010-05-31 2012-01-19 Canon Inc 振動型モータの制御方法および振動型モータの駆動装置
CN103840702A (zh) * 2012-11-26 2014-06-04 佳能株式会社 振动型致动器的驱动装置、振动型致动器的驱动控制方法和图像拾取装置
JP2018133873A (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータの制御方法、振動型駆動装置及び電子機器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6021322B2 (ja) 2011-12-12 2016-11-09 キヤノン株式会社 振動型モータの駆動制御装置
WO2017094211A1 (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 ソニー株式会社 力覚提示装置、認識装置、制御装置、および力覚提示方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04217881A (ja) * 1990-12-18 1992-08-07 Anritsu Corp 超音波モータの駆動制御装置
JP2000324865A (ja) * 1999-03-11 2000-11-24 Nikon Corp 振動モータ及び光ファイバースイッチ
JP2002101677A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Canon Inc 振動波モータを駆動源とする駆動装置
JP2002199758A (ja) * 2000-12-28 2002-07-12 Canon Inc 振動型アクチュエータの制御装置
JP2003021780A (ja) * 2001-07-10 2003-01-24 Nidec Copal Corp カメラ装置
JP2003304691A (ja) * 2002-04-05 2003-10-24 Nikon Corp 振動アクチュエータの制御装置
CN1601879A (zh) * 2003-09-25 2005-03-30 佳能株式会社 振动型驱动器的控制装置和控制方法
JP2012016262A (ja) * 2010-05-31 2012-01-19 Canon Inc 振動型モータの制御方法および振動型モータの駆動装置
CN104079201A (zh) * 2010-05-31 2014-10-01 佳能株式会社 控制振动马达的方法和用于振动马达的驱动器
CN103840702A (zh) * 2012-11-26 2014-06-04 佳能株式会社 振动型致动器的驱动装置、振动型致动器的驱动控制方法和图像拾取装置
JP2018133873A (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータの制御方法、振動型駆動装置及び電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
US11476779B2 (en) 2022-10-18
US20200304042A1 (en) 2020-09-24
JP7286364B2 (ja) 2023-06-05
JP2020156306A (ja) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10693394B2 (en) Driving apparatus of vibration-type actuator method of controlling driving vibration-type actuator and image pickup apparatus
US6727635B2 (en) Driving device
JP3332832B2 (ja) 振動型アクチュエータ装置
US11085752B2 (en) Surface property measuring device and control method for same
JP2007195366A (ja) 携帯用電動切断工具の速度制御装置
CN111726027A (zh) 驱动控制装置、电子设备、驱动控制方法和计算机可读介质
EP2899150B1 (en) Image forming apparatus and method of controlling paper feeding thereof
JP4478407B2 (ja) 制御装置およびプログラム
US10833610B2 (en) Control apparatus for vibration-type actuator, control method for vibration-type actuator, vibration-type driving apparatus, and electronic apparatus that improve acceleration performance and deceleration performance in driving vibration-type actuator
US11967914B2 (en) Vibration actuator control apparatus
JP6021322B2 (ja) 振動型モータの駆動制御装置
JP5321036B2 (ja) 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、および光学装置
JP2018068112A (ja) 振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法
JPH01321245A (ja) リワインダ制御装置
JP2017104014A (ja) 振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動制御方法
EP0624911A1 (en) Vibration wave motor
JPH0973030A (ja) レンズ制御装置および光学機器
US20230111965A1 (en) Vibratory actuator control apparatus and imaging apparatus using the same
US11664748B2 (en) Drive control device and drive control method that enable stable output to be obtained from vibration type actuator, vibration type drive device including vibration type actuator, and apparatus
JP5403947B2 (ja) 駆動装置及び駆動装置の制御方法
JPH0314479B2 (zh)
JP2008083119A (ja) 振動アクチュエータの駆動制御装置、レンズ鏡筒及びカメラ
JP2006187099A (ja) 振動型アクチュエータの制御装置およびこれを備えた装置
JP2008079395A (ja) 振動アクチュエータの駆動制御装置、レンズ鏡筒及びカメラ
JP2000249898A (ja) 駆動制御装置およびこれを備えた機器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination