CN1551479A - 超声波致动器驱动装置及超声波致动器驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波致动器驱动装置，通过对超声波致动器的振子施加周波信号，使与上述振子接触的被驱动体进行摩擦驱动，具备：源信号输出部，输出作为上述周波信号频率的基础的源信号；波形平均部，对指定期间的上述源信号实施平均化运算，求出平均波形数据；位置检测部，检测出相对于上述振子的上述被驱动体的绝对位置；位置平均部，对指定期间的上述绝对位置实施平均化运算，求出平均位置数据；控制信号计算部，根据上述平均波形数据和上述平均位置数据，生成用于控制上述源信号频率的控制信号，并输入到上述源信号输出部；以及驱动部，根据上述源信号生成上述周波信号，并施加到上述振子上。

Description

超声波致动器驱动装置及超声波致动器驱动方法

技术领域

本发明涉及超声波致动器驱动装置及超声波致动器驱动方法，尤其涉及通过对超声波致动器的超声波振子上施加周波信号，使与上述振子接触的被驱动体摩擦驱动的超声波致动器驱动装置及超声波致动器驱动方法。

背景技术

近年来，作为取代电磁马达的新型马达，超声波马达(也称为超声波致动器)备受瞩目。该超声波马达与现有的电磁马达相比，具有以下优点：

(1)不需要齿轮，就可获得低速高推力。

(2)保持力较大。

(3)行程长，具有高分辨率。

(4)安静性强。

(5)不产生磁噪声，且不受噪声影响。

具有这样的优点的超声波马达驱动装置，通常利用驱动装置控制其驱动。

作为这样的超声波马达驱动装置，例如有在美国专利6,031,316号文献中记载的振动致动器中使用的控制装置。

该方案的控制装置中，为了解决振动致动器的位置控制不稳定的缺点，在驱动超声波致动器(也称为振动驱动器)时，评价被驱动体(移动体)的实质性的移动状态。

即，具备输出与被驱动体相对于超声波致动器的绝对移动对应的信号的移动状态检测部，利用与数倍于超声波致动器的振动频率的频率同步的定时，对从该移动状态检测部输出的输出信号进行采样，并根据与该被采样的信号平均值相对应的值，评价移动状态。

而且，具体来说，如上述美国专利6,031,316号文献中的图1所示，作为移动状态检测部的旋转编码器的检测信号输入到计数器中，利用该计数器进行计数。该计数器的检测值，利用脉冲边缘检测电路来检测设置在电-机械能转换元件上的振动检测元件的检测信号(S相脉冲信号)的边缘，并将闩锁信号输入到闩锁器中，对计算值进行闩锁。在此情况下，在S相上升和下降的边缘时闩锁计数值，并将两个边缘时的计数值输入到加法器中进行相加。之后，利用来自该加法器中的相加值，由CPU来求出平均值，将该平均值作为中心值(实质值)，来评价移动状态。

但是，一般来说，在超声波致动器中，由于自发热或外部原因，会突发性地产生振子的共振频率变化，或者即使施加一定的驱动频率，移动状态仍会产生偏差等，具有很多不稳定因素。

但是，在上述美国专利6,031,316号文献中公开的现有技术中，对应于这样的不稳定因素，没有具备在上述移动状态的评价方法中用于补偿的任何机构，因而不能进行正确的移动状态评价，位置停止精度有时会恶化，有可能会产生错过目标位置，定位控制需要较长时间的等等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声波驱动装置及超声波致动器的驱动方法，在因超声波致动器本身的发热而产生振动频率的变动，或者因温度、湿度以及负载的变动而产生振动频率的变动或移动状态的变化的情况下，也能进行稳定的定位。

简单来说，本发明的超声波致动器驱动装置，通过对超声波致动器的振子施加周波信号，使与上述振子接触的被驱动体进行摩擦驱动，具备：源信号输出部，输出作为上述周波信号频率的基础的源信号；波形平均部，对指定期间的上述源信号实施平均化运算，求出平均波形数据；位置检测部，检测出相对于上述振子的上述被驱动体的绝对位置；位置平均部，对指定期间的上述绝对位置实施平均化运算，求出平均位置数据；控制信号计算部，根据上述平均波形数据和上述平均位置数据，生成用于控制上述源信号频率的控制信号，并输入到上述源信号输出部；以及驱动部，根据上述源信号生成上述周波信号，并施加到上述振子上。根据这样的结构，可提供一种超声波驱动装置及超声波致动器的驱动方法，在因超声波致动器本身的发热而产生振动频率变动，或者因温度、湿度以及负载的变动而产生振动频率的变动或移动状态的变化的情况下，也能稳定进行定位。

本发明的这些目的和优点，将通过下述的详细说明将会更加明了。

附图说明

图1示出本发明超声波致动器驱动装置的第一实施例，是示出装置的整体结构的框图。

图2示出本发明超声波致动器驱动装置的第二实施例，是示出装置的整体结构的框图。

图3示出本发明超声波致动器驱动装置的第三实施例，是示出装置的整体结构的框图。

图4A用于说明适用于图3所示装置中的本发明超声波致动器驱动方法，是示出主要的初始设定处理例程的流程图。

图4B是示出控制工序处理例程的流程图。

图4C是示出停止工序处理例程的流程图。

图5示出本发明超声波致动器驱动装置的第四实施例，是示出装置的整体结构的框图。

图6是用于说明适用于图5所示装置中的本发明的超声波致动器驱动方法的流程图。

图7示出本发明超声波致动器驱动装置的第五实施例，是示出装置的整体结构的框图。

图8是用于说明适用于图7所示装置中的本发明的超声波致动器驱动方法的流程图。

图9示出本发明超声波致动器驱动装置的第六实施例，是示出装置的整体结构的框图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施例。

第一实施例

[结构]

图1示出本发明超声波致动器驱动装置的第一实施例，是示出装置的整体结构的框图。

本发明的超声波致动器驱动装置如图1所示，其结构具备：构成超声波致动器的振子1和被驱动体2、驱动部3、源信号输出部4、波形平均部5、位置检测部6、位置平均部7以及控制信号计算部8。

若进一步进行说明，则设置有超声波致动器，该超声波致动器中，与振子1接触的被驱动体2进行摩擦驱动；在该超声波致动器的振子1上电连接了驱动部3。该驱动部3对振子1施加周波电压。

在驱动部3上电连接有源信号输出部4。该源信号输出部4将作为周波电压的基准的脉冲信号输出到驱动部3。

在源信号输出部4上电连接有波形平均部5和控制信号计算部8。此外，在被驱动体2上电连接了用于检测位置的位置检测部6。

在位置检测部6上电连接了位置平均部7。此外，在控制信号计算部8上分别电连接了上述的波形平均部5、位置平均部7以及源信号输出部4。

[作用]

在上述结构的超声波致动器驱动装置中，驱动部3针对从源信号输出部4输出的源信号，生成作为构成超声波致动器的振子的共振频率的50KHz～400KHz程度的频率和电压为4V～30V左右的矩形波信号，并供给振子1。

此外，在本实施例中，实际上由驱动部3生成的矩形波信号最好是例如共振频率83KHz、驱动电压4.4V。并且，驱动部3通过将这样的矩形波信号施加在振子1上，使与振子1接触的被驱动体2由摩擦驱动进行驱动。

此时，由波形平均部5对源信号输出部4的输出进行平均化运算，将其结果供给控制信号计算部8。

此外，位置平均部7对检测被驱动体2的绝对位置的位置检测部6的检测信号进行平均化运算，将其平均运算结果供给控制信号计算部8。

之后，在控制信号计算部8中，根据来自波形平均部5和位置平均部7的各运算结果来掌握当前状况，并生成用于以稳定的定位进行驱动的补偿信号，并逐次反馈到源信号输出部4。

再者，本实施例中，施加到振子1上的信号使用矩形波信号，但并不限于此，也可以使用正弦波信号或锯齿波信号。

[效果]

因此，根据本实施例，如上所述，控制信号计算部8根据波形平均部5和位置平均部7的各运算结果来掌握当前状况，生成用于稳定驱动的补偿信号，并逐次反馈到源信号输出部4，因为具有这样的结构，可在移动状态变化的情况下或速度变化的情况下，即因温度、湿度以及负载的变动而突发性地产生移动状态的变化或振动频率的变动的情况下，也能够获得可进行高精度、稳定的定位的效果。

此外，还能够获得这样的效果：使在移动状态变化中产生振动频率变动的情况下可能发生的、与波形数据相关的急剧的响应特性、或与位置数据相关的急剧的响应特性缓和的效果。

而且，对于因温度、湿度以及负载的变动而产生移动状态变化或振动频率变动的情况下可能发生的急剧的响应特性变化，也能够根据变动来控制被驱动体开始减速的位置，并与此对应地控制源信号的频率。

第二实施例

[结构]

图2示出本发明超声波致动器驱动装置的第二实施例，是示出装置的整体结构的框图。并且，图2中在与上述第一实施例的装置相同的构成要素上标注了相同的标记，省略其说明，仅说明不同部分。

本实施例的超声波致动器驱动装置中，与上述第一实施例的不同点是，为了能够实现进行更高精度且稳定的定位的驱动控制，更详细地构成波形平均部5、位置平均部7以及控制信号计算部8，且设置了停止范围设定部。

如图2所示，波形平均部5包括：波形信息检测部5a、波形数据存储部5b、平均波形数据计算部5c。

位置平均部7包括：平均位置数据计算部7a、位置数据存储部7b。

控制信号计算部8包括：减速开始位置计算部8a、控制信号生成部8b。

若进一步详细说明，则在波形平均部5中，在波形信息检测部5a上电连接了源信号输出部4和波形数据存储部5b。此外，在平均波形数据计算部5c上电连接了波形数据存储部5b和减速开始位置计算部8a。

波形信息检测部5a以指定的采样时间对从源信号输出部4输出的矩形波的源信号进行采样，并取得采样时间内的输出波形信息，输出到波形数据存储部5b。

波形数据存储部5b将由波形信息检测部5a采样取得的波形信息逐个进行存储。

平均波形数据计算部5c根据由波形数据存储部5b存储的波形数据进行平均化运算，并将平均化运算结果供给控制信号计算部8的减速开始位置计算部8a。

另一方面，在位置平均部7中，在位置数据存储部7b上电连接了位置检测部6和平均位置数据计算部7a。

在位置检测部6以指定的采样时间采样的移动距离被供给位置数据存储部7b，位置数据存储部7b与波形数据存储部5b同样地进行存储。

平均位置数据计算部7a根据存储在位置数据存储部7b中的位置数据进行平均化运算，并将该平均化运算结果供给控制信号计算部8的减速开始位置计算部8a。

控制信号计算部8中，在减速开始位置计算部8a上电连接了平均波形数据计算部5c、平均位置数据计算部7a和控制信号生成部8b。

减速开始位置计算部8a利用平均化运算结果、即平均位置数据和平均波形数据，来算出被驱动体2的减速开始位置，并供给控制信号生成部8b。

控制信号生成部8b根据来自减速开始位置计算部8a的计算结果，控制从源信号输出部4输出的源信号的频率。

此外，停止范围设定部9与源信号输出部4电连接。该停止范围设定部9设定被驱动体2的停止范围，并在被驱动体2的绝对位置位于停止范围内时，向源信号输出部4输入停止信号，停止源信号的输出。

其他结构与上述第一实施例相同。

[作用]

假设驱动图2所示的超声波致动器的驱动装置。此时，与上述第一实施例大致相同地作用，但在本实施例中，波形信息检测部5a以例如5～200msec的采样时间对从源信号输出部4输出的矩形波源信号进行采样，取得采样时间内的输出波形信息。再者，此时，在本实施例中是以例如300mesc的采样时间进行。

之后，在波形数据存储部5b中，对在波形信息检测部5a以各个30mesc采样取得的波形信息逐个进行存储。此时，存储个数为2～100个左右，在本实施例中存储了30个波形信息。

然后，平均波形数据计算部5c根据由波形数据存储部5b存储的波形数据进行平均化运算，并将该平均化运算结果供给减速开始位置计算部8a。

此外，位置检测部6中，将以30msec的采样时间采样的移动距离供给位置数据存储部7b。

并且，在位置数据存储部7b中，存储个数与波形数据存储部5b同样为2～100个左右，但本实施例中设定为30个，存储被采样的位置检测部6的位置数据。

之后，在平均位置数据计算部7a中，根据存储在位置数据存储部7b中的位置数据进行平均化运算，并将该平均化运算结果供给减速开始位置计算部8a。

然后，在控制信号计算部8中，在减速开始位置计算部8a利用平均位置数据、平均波形数据、从每次采样的一个脉冲移动量等计算出被驱动体2的减速，并将计算结果供给控制信号生成部8b。

此外，在控制信号生成部8b中，根据减速开始位置计算部8a的计算结果，控制从源信号输出部4输出的源信号的频率。此时，在停止范围设定部9设定被驱动体2的停止范围，并在被驱动体2的绝对位置位于停止范围内时，向源信号输出部4输入停止信号，并控制源信号输出部4使源信号的输出停止。

其他作用与上述第一实施例相同。

再者，在本实施例中，波形数据存储部5b和位置数据存储部7b的数据存储数为30个，但并不限于此，对应于超声波致动器也可以进行变更。同样，采样时间虽设定为30msec，但也并不限于此，对应于超声波致动器也可以进行变更。

[效果]

因此，根据本实施例，除了能够获得与上述第一实施例相同的效果之外，根据上述结构，还具有这样的特有效果，即，通过向目标停止位置在正负方向上赋予位置检测部分辨率的整数倍的幅值，可对目标位置进行高精度定位。此外，还具有可对超声波致动器进行稳定驱动的特有效果。

第三实施例

[结构]

图3及图4A至图4C示出本发明的超声波致动器驱动装置的第三实施例。图3是表示该装置的整体结构的框图，图4A至图4C是用于说明在装置中适用的本发明的超声波致动器驱动方法的流程图，图4A是主要的初始设定处理例程，图4B是控制工序处理例程，图4C是表示停止工序处理例程。再者，图3中与上述第一、第二实施例的装置相同的结构标注相同的标记，省略其说明，仅说明不同部分。

本实施例的超声波致动器驱动装置的特征是，为了实现进行高精度且稳定的定位的驱动控制，在上述第二实施例的构成部件的基础上，进一步由分频器3a、相位脉冲生成部3b、放大器3c来构成驱动部3，并设置了停止位置判定部10、停止部11、驱动方向决定部12以及位置指令部13。

如图3所示，驱动部3包括分频器3a、相位脉冲生成部3b、放大器3c。

分频器3a上电连接相位脉冲生成部3b和源信号输出部4。放大器3c同上述相位脉冲生成部3b和振子1电连接。

分频器3a对来自源输出部4的源信号进行分频处理，并将所获得的分频信号供给相位脉冲生成部3b。相位脉冲生成部3b根据被供给的分频信号生成相位脉冲信号，并供给放大器3c。放大器3c将被供给的相位脉冲信号以指定的放大率进行放大，并作为驱动信号供给振子1。

另一方面，位置检测部6例如由线位移传感器构成，该位置检测部6上电连接了被驱动体2、位置数据存储部7b、停止位置判定部10和驱动方向决定部12。

位置指令部13上电连接了停止范围设定部9和驱动方向决定部12。停止位置判定部10上电连接了位置检测部6、停止范围设定部9和停止部11。

源信号输出部4上电连接了停止部11、驱动方向决定部12、波形信息检测部5a、控制信号生成部8b和分频器3a。

位置指令部13是例如利用作为计算机的外部输入设备的键盘、输入指示目标位置的指示信息(目标位置数据)的单元，将输入的目标位置数据提供给停止范围设定部9和驱动方向决定部12。

停止位置设定部9是对被供给的目标位置数据设定指定区域来设置目标停止位置范围的单元，将被设定的位置数据供给停止位置判定部10。

停止位置判断部10根据来自位置检测部6的位置数据和停止范围位置数据，判断停止位置，并将作为判断结果的停止判断信号供给停止部11。

停止部11根据被供给的停止判定信号，限制源信号输出部的输出。

此外，驱动方向决定部12根据来自位置检测部6的位置数据和来自位置指示部13的目标位置数据来决定驱动方向，并将表示驱动方向的驱动方向信号输出到源信号输出部4。

其他结构与上述第一、第二实施例大致相同。

[作用]

下面，参照图4A至图4C，详细说明作为本实施例特征的超声波致动器驱动装置的驱动方法。

假设驱动图3所示的超声波致动器的驱动装置。此时，在本实施例的超声波致动器驱动装置中，首先，由图3所示的位置指示部13利用例如作为计算机的外部输入设备的键盘输入目标位置。

接着，对图3所示的超声波致动器驱动装置整体进行各种控制的、未图示的控制部(包括控制信号计算部的控制部)，起动图4A所示的初始设定处理例程，即通过步骤S30的处理读取被输入的目标位置。

再读取之后，对读取的目标位置设定±0.1μm的不灵敏区(不感帯領域)来设定目标停止位置范围，并将处理转移至继续进行处理的步骤S31。

在步骤S31中，上述控制部利用停止范围设定部9，并根据位置检测部(线位移传感器)6的检测信号取得超声波致动器的当前位置。

并且，在取得当前位置之后，在接下来的步骤S32的处理中，控制部根据目标位置和当前位置的偏差控制驱动方向决定部12，来决定驱动方向。

在决定驱动方向之后，在步骤S33的处理中，控制部控制源信号输出部、驱动部3，使得按上述决定的驱动方向、以既定的加速常数进行加速驱动。此时，控制成：当达到可任意设定为1000～15000pps程度的最高速度时，以最高速度进行恒速驱动。本实施例中以3000pps进行。

然后，在步骤S33处理的加速驱动之后，控制部将处理转移到其后的图4所示的步骤S34，在该处理中，以5～200msec程度的采样周期，根据来自位置检测部(线性标度)6的检测信号取得位置数据，并取得与前一次采样值的偏差，在接下来的步骤S35的处理中将位置数据存储到位置数据存储部7b中。

此时，本实施例中的采样周期设定为30msec。此外，在该步骤S35的位置数据存储处理中，被存储的最初的位置数据不存在前一次的采样值，因此取为0的偏差并存储。

之后，控制部在接下来的步骤S36的处理中，对由上述平均位置数据计算部存储的位置数据进行控制，以便根据该位置数据数量进行平均化运算处理。但是，步骤S35的处理中的位置数据是以30个数组来进行存储，即，第一次的位置数据为1个，因此不进行平均运算，故其值直接被提供给控制信号计算部8的减速开始位置计算部8a。在进行下一次采样时，如上所述，通过步骤S35的处理来取得存储在位置数据存储部7b中的位置数据和重新通过步骤S34的处理采样的位置数据的偏差，在步骤S35的处理中，将位置数据存储到位置数据存储部7b。

因此，在步骤S35的处理中，两个位置数据被存储到位置数据存储部7b中，使得优先存储新数据。

之后，控制部转移到继续处理的步骤S36，在该处理中由平均位置计算部7a利用上述两个位置数据进行平均化运算处理，并供给减速开始位置计算部8a。这样，控制部重复上述处理，求出平均位置数据。

而且，在位置数据为30个以上时，控制部进行如下控制：将最初在步骤S35处理中存储到位置数据存储部7b中的位置数据从30个数组中丢弃，并且，把最新的位置数据存储到位置数据存储部7b中。在该状态下，在步骤S36的处理中由平均位置数据计算部7b根据数据个数进行30个的平均化运算。

同样，当在步骤S33的处理中进行加速驱动时，控制部与步骤S34～36的处理并行地、在步骤S37～39的处理中求出源信号的波形平均数据。即，控制部在步骤S37的处理中，利用波形信息检测部5a取得源信号的波形信息。

之后，控制部在接下来的步骤S38的处理中，进行将所取得的波形信息存储到波形数据存储部5b中的控制。

之后，在接下来的步骤S9的处理中，由平均波形数据计算部5c根据在步骤S38的处理中存储在波形数据存储部5b中的波形数据的个数进行平均化运算处理，将平均化运算处理结果(平均脉冲个数)供给减速开始位置运算部8a。

在步骤S38的处理中，与上述位置数据存储时(步骤S35的处理)同样，准备可存储波形数据的数组30个，在供给30个以上的波形数据时的处理也与步骤S35的处理相同。

因此，在减速开始位置计算部8a上，每30msec供给在步骤S36获得的被平均化运算处理的、作为位置数据的平均位置数据P，和在步骤S39获得的、作为波形数据的平均波形数据W。

之后，控制部在步骤S40的处理中，在将这些平均位置数据设为P、平均波形数据设为W、采样率设为Sa、作为基准速度的指定速度设为Ve、分频器3a的分频比设为d时，由减速开始位置计算部8a来计算出满足以下所示关系(式1)的开始减速的位置。

减速开始位置＝(1/Ve)×Sa×d×P×(W/P)......(式1)

之后，控制部在接下来的步骤S41的判断处理中，对在步骤S40中求出的减速开始位置SP和在上述步骤S34中取得的当前位置RP1进行比较，判断是否成立SP≤RP1的关系。

此时，当判断为不成立时，处理返回步骤S34、步骤S37，另一方面，当判断为成立时，控制部控制源信号输出部4、驱动部3，以便在该步骤S42中以指定的减速常数进行减速驱动。此时，控制部进行如下控制：当达到可任意设定为10～1000pps程度的最低速度时，以最低速度进行恒速驱动。在本实施例中，设定成20pps。

在减速驱动之后，控制部在接下来的步骤S43的处理中取得当前位置RP2，在接下来的步骤S44的判断处理中，利用停止位置判断部10判断该当前位置RP2是否位于在步骤S30中设定的目标停止位置范围内。此时，当判断为进入范围时，控制部在接下来的步骤S45中通过控制停止部11停止由源信号输出部4的源信号输出。另一方面，当判断为不在范围内时，控制成：使处理返回步骤S43，重复处理，直到在步骤S44的判断处理中进入所述范围内。

再者，在本实施例中，将不灵敏区的范围设定为目标位置±0.1μm，但并不限于此，对应于超声波致动器，可以设定成0.1～10μm的范围内。

[效果]

因此，根据本实施例，除了能够获得与上述第一、第二实施例相同的效果之外，还能获得可将超声波致动器高精度地停止在目标停止位置范围内的特有的效果。

第四实施例

[结构]

图5和图6示出本发明超声波致动器驱动装置的第四实施例，图5是表示该装置的整体结构的框图，图6是用于说明适用于该装置的本发明的超声波致动器驱动方法的流程图。再者，图5和图6中，与上述第一～第三实施例的装置相同的构成要素和处理工序标注相同标记和步骤S编号，省略其说明，仅说明不同部分。

本实施例的超声波致动器驱动装置的特征是，如图5所示，在上述实施例3的构成要素的基础上，还设置了在减速开始位置计算部8a和停止部11之间电连接的中断部14。

其他结构与上述第三实施例3大致相同。

此外，在本实施例的超声波致动器驱动方法中，在上述第三实施例中的控制工序例程(参照图4B)中，添加了在步骤S50的循环次数计数处理和步骤S51的判断处理。

[作用]

下面，参照图6详细说明作为本实施例的特征的超声波致动器的驱动方法。

本实施例的超声波致动器的驱动方法，与上述第三实施例中的控制处理例程(参照图4B)大致相同，但在如上所述的步骤S40和步骤S41之间插入了步骤S50、S51。

即，如图6所示，当在步骤S40结束减速开始位置运算处理时，控制部在接下来的步骤S50的处理中利用该控制部内的未图示的计数器来监视控制次数。之后，控制部在接下来的步骤S51的判断处理中，当在步骤S50计数的计数值为20～70次以上时，例如在本实施例中设定为50次，所以当步骤S50中的计数值被判断为50次以上时，强制跳出该定位控制例程，将中断控制信号输出到中断部14，通过该中断部14向停止部11输出中断信号，来执行图4(c)所示的步骤S45的停止处理，并停止源信号的输出。另一方面，当判断为50次以下时，控制部将处理转移到正常的循环，即图4B所示的步骤S41的判断处理，继续进行控制。

其他作用与上述第三实施例相同。

[效果]

因此，根据本实施例，不仅能得到与上述第三实施例相同的效果，根据该结构还可以得到这样的效果，即，可以防止在因温度、湿度以及负载的变动而产生移动状态变化或振动频率的变动时，所发生的超声波致动器自身的驱动不良以及超声波致动器自身发热引起的热破坏或热破损。而且，不会浪费电力，能够获得省电的效果。

第五实施例

[结构]

图7和图8示出本发明超声波致动器驱动装置的第五实施例，图7是表示该装置的整体结构的框图，图8是用于说明适用于该装置的本发明超声波致动器驱动方法的流程图。再者，图7和图8中，对于与上述第一～第三实施例的装置相同的结构要素和处理工序，标注相同标记和相同的步骤S编号，省略其说明，仅说明不同部分。

本实施例的超声波致动器驱动装置的特征是，如图7所示，在上述第三实施例的构成要素的基础上，设置了在停止位置判定部10和停止部11之间电连接的停止中断部15。

其他结构与上述第三实施例大致相同。

此外，在本实施例的超声波致动器驱动方法中，在上述第三实施例中的停止工序中(参照图4C)添加了步骤S60的停止循环次数计数处理和步骤S61的判断处理。

[作用]

接着，参照图8来详细说明作为本实施例的特征的超声波致动器驱动方法。

本实施例的超声波致动器驱动方法，与上述第三实施例中的停止处理例程(参照图4C)大致相同，但如上所述地在步骤S3和步骤S44之间插入了步骤S60、S61。

即，如图8所示，若在步骤S43结束当前位置取得处理，则在步骤S60的处理中，控制部利用该控制部内的未图示的计数器来监视停止位置判断处理的控制次数。之后，控制部在接下来的步骤S61的判断处理中，当在步骤S60计数的计数值为20～50次以上时，例如因在本实施例中设定为30次，所以判定为步骤S60的计数值为30次以上时，强制性地跳出控制例程，通过从停止中断部15向停止部11输出停止中断信号，来执行图4(c)所示的步骤S45的停止处理，来停止源信号的输出。另一方面，当判断为30次以下时，控制部经过步骤S44，将处理转移到正常的循环，即图8所示的步骤S43的当前位置取得处理，并继续进行控制。

其他作用与上述第三实施例相同。

[效果]

因此，根据本实施例，可以确实地获得与上述第四实施例相同的效果。

第六实施例

[结构]

图9示出本发明的超声波致动器驱动装置的第六实施例，是示出该装置的整体结构的框图。图9中，对于与上述第四、第五实施例的装置相同的构成要素标注相同的标记，省略其说明，仅说明不同的部分。

本实施例的超声波致动器装置的特征是，将上述第四实施例和上述第五实施例组合而构成，即，如图9所示，设置了在减速开始位置计算部8a和停止部11之间电连接的中断部14，还设置了在停止位置判断部10和停止部11之间电连接的停止中断部15。其他结构与上述第三实施例大致相同。

此外，在本实施例的超声波致动器方法中，组合了上述第四实施例中的处理例程(参照图6)和上述第5实施例中的处理例程(参照图8)。

[作用]

下面，参照图6和图8，详细说明作为本实施例的特征的超声波致动器驱动方法。

即，如图6所示，当控制部在步骤S40中结束减速开始位置运算处理时，在接下来的步骤S50的处理中，利用该控制部内的未图示的计数器来监视控制次数。然后，控制部在接下来的步骤S51的判断处理中，对在步骤S50计数的计数值是否为50次以上进行判断。

此外，如图8所示，当在步骤S43结束当前位置取得处理时，控制部在接下来的步骤S60的处理中，利用该控制部内的未图示的计数器来监视停止位置判断处理的控制次数。之后，控制部在接下来的步骤S61的判断处理中，判断在步骤S60中计数的计数值是否为30次以上。

在本实施例中，在步骤S51和步骤S61的任一个判断中控制部进行了设定次数以上的控制时，强制性地跳出该定位控制例程，通过经中断部14或停止中断部15来控制停止部11，来执行图4(c)所示的步骤S45的停止处理，停止源信号的输出。另一方面，在设定次数以下的情况下，控制部与上述实施方式相同地继续进行控制。

其他作用，与上述第三实施例相同。

[效果]

因此，根据本实施例，通过上述结构可更确实地获得与上述第四实施例相同的效果。

本发明不限于上述第一至第六实施例，在不超过发明范围的范围内，也可适用于各实施方式的组合和应用中。

此外，本发明中，具备用于将发明的超声波致动器驱动方法在计算机中执行的执行程序，并且，也可以将该执行程序存储到存储媒体中，由控制该超声波致动器驱动装置的计算机从该存储媒体读取并执行该执行程序，由此执行本发明的超声波致动器驱动方法。

不言而喻，在不脱离本发明的要旨的情况下，可根据本发明进行各种修改。本发明不受任何具体实施例的限制。

Claims (18)

1、一种超声波致动器驱动装置，通过对超声波致动器的振子施加周波信号，使与上述振子接触的被驱动体进行摩擦驱动，其特征在于，具备：

源信号输出部，输出作为上述周波信号频率的基础的源信号；

波形平均部，对指定期间的上述源信号实施平均化运算，求出平均波形数据；

位置检测部，检测出相对于上述振子的上述被驱动体的绝对位置；

位置平均部，对指定期间的上述绝对位置实施平均化运算，求出平均位置数据；

控制信号计算部，根据上述平均波形数据和上述平均位置数据，生成用于控制上述源信号频率的控制信号，并输入到上述源信号输出部；

以及驱动部，根据上述源信号生成上述周波信号，并施加到上述振子上。

2、根据权利要求1所述的超声波致动器驱动装置，其特征在于，上述波形平均部具备：

波形信息检测部，根据上述源信号检测指定的波形信息；

波形数据存储部，以指定期间对上述波形信息进行采样，并作为波形数据存储；

平均波形数据计算部，对上述波形数据实施平均化运算，求出平均波形数据。

3、根据权利要求1所述的超声波致动器驱动装置，其特征在于，上述位置平均部具备：

位置数据存储部，以指定期间对上述绝对位置进行采样，并作为位置数据存储；

平均位置数据计算部，对上述位置数据实施平均化运算，求出平均位置数据。

4、根据权利要求1所述的超声波致动器驱动装置，其特征在于，上述控制信号计算部具备：

减速开始位置计算部，至少根据上述平均波形数据和上述平均位置数据，计算上述被驱动体的减速开始位置；

控制信号生成部，生成控制信号，并输入到上述源信号输出部，该控制信号用于控制上述源信号的频率，以便从上述减速开始位置开始对上述被驱动体进行减速驱动。

5、一种超声波致动器驱动装置，通过对超声波致动器的振子施加周波信号，使与上述振子接触的被驱动体进行摩擦驱动，其特征在于，具备：

源信号输出部，输出作为上述周波信号频率的基础的源信号；

波形信息检测部，根据上述源信号检测出指定的波形信息；

波形数据存储部，以指定期间对上述波形信息进行采样，并作为波形数据存储；

平均波形数据计算部，对上述波形数据实施平均化运算，求出平均波形数据；

位置检测部，检测出相对于上述振子的上述被驱动体的绝对位置；

位置数据存储部，以指定期间对上述绝对位置进行采样，并作为位置数据存储；

平均位置数据计算部，对上述位置数据实施平均化运算，求出平均位置数据；

减速开始位置计算部，至少根据上述平均位置数据和平均波形数据，计算上述被驱动体的减速开始位置；

停止范围设定部，根据由指定的设定部设定的上述被驱动体的目标停止位置，设定停止范围；

控制信号生成部，生成控制上述源信号的频率而从上述减速开始位置开始对上述被驱动体进行减速驱动的控制信号、和使上述被驱动体在上述停止范围内停止的控制信号，并将上述控制信号输入到上述源信号输出部；

驱动部，根据上述源信号生成上述周波信号，并施加到上述振子上。

6、根据权利要求5所述的超声波致动器驱动装置，其特征在于，上述驱动部具备：

输入上述源信号的分频器；

相位脉冲生成部，根据从上述分频器输出的脉冲信号生成周波信号；

放大器，对从上述相位脉冲生成部输出的周波信号进行放大，并施加到上述振子上。

7、根据权利要求5所述的超声波致动器驱动装置，其特征在于，还具备：

停止位置判定部，通过比较上述停止范围和上述绝对位置，进行是否使上述被驱动体停止的判断，并生成停止判定信号；

停止部，根据上述停止判定信号，生成用于使上述被驱动体在上述停止范围内停止的停止信号，并输入到上述源信号输出部；

驱动方向设定部，根据上述绝对位置和上述目标停止位置设定驱动方向。

8、根据权利要求5所述的超声波致动器驱动装置，其特征在于，

还具备中断部，当上述减速开始位置计算部做出了指定次数以上的、开始上述被驱动体的减速的位置计算判断时，生成中断信号。

9、根据权利要求5所述的超声波致动器驱动装置，其特征在于，

还具备停止中断部，当上述停止位置判定部做出了指定次数以上的、不使上述被驱动体停止的内容的判断时，也生成停止中断信号。

10、一种超声波致动器驱动方法，通过对超声波致动器的振子施加周波信号，使与上述振子接触的被驱动体进行摩擦驱动，其特征在于，包括以下步骤：

源信号输出步骤，输出作为上述周波信号频率的基础的源信号；

波形平均步骤，对指定期间的上述源信号实施平均化运算，求出平均波形数据；

位置检测步骤，检测出相对于上述振子的上述被驱动体的绝对位置；

位置平均步骤，对指定期间的上述绝对位置实施平均化运算，求出平均位置数据；

控制信号计算步骤，根据上述平均波形数据和上述平均位置数据，生成用于控制上述源信号频率的控制信号，并输入到上述源信号输出步骤；

驱动步骤，根据上述源信号生成上述周波信号，并施加到上述振子上。

11、根据权利要求10所述的超声波致动器驱动方法，其特征在于，上述波形平均步骤包括以下步骤：

波形信息检测步骤，根据上述源信号检测指定的波形信息；

波形数据存储步骤，以指定期间对上述波形信息进行采样，并作为波形数据存储；

平均波形数据计算步骤，对上述波形数据实施指定的运算，求出平均波形数据。

12、根据权利要求10所述的超声波致动器驱动方法，其特征在于，上述位置平均步骤包括以下步骤：

位置数据存储步骤，以指定期间对上述绝对位置进行采样，并作为位置数据存储；

平均位置数据计算步骤，对上述位置数据实施指定的运算，求出平均位置数据。

13、根据权利要求10所述的超声波致动器驱动方法，其特征在于，上述控制信号计算步骤包括以下步骤：

减速开始位置计算步骤，至少根据上述平均波形数据和上述平均位置数据，计算上述被驱动体的减速开始位置；

控制信号生成步骤，生成控制信号，并输入到上述源信号输出步骤，该控制信号用于控制上述源信号的频率，以便从上述减速开始位置开始对上述被驱动体进行减速驱动。

14、一种超声波致动器驱动方法，通过对超声波致动器的振子施加周波信号，使与上述振子接触的被驱动体进行摩擦驱动，其特征在于，包括以下步骤：

加速驱动步骤，进行上述被驱动体的加速驱动，直至达到指定速度；

波形信息检测步骤，在上述加速驱动之后，根据作为上述周波信号频率的基础的源信号，检测出指定的波形信息；

波形数据存储步骤，以指定期间对上述波形信息进行采样，并作为波形数据存储；

平均波形数据计算步骤，对上述波形数据实施平均化运算，求出平均波形数据；

位置检测步骤，在上述加速驱动之后，检测出相对于上述振子的上述被驱动体的绝对位置；

位置数据存储步骤，以指定期间对上述绝对位置进行采样，并作为位置数据存储；

平均位置数据计算步骤，对上述位置数据实施平均化运算，求出平均位置数据；

减速开始位置计算步骤，至少根据上述平均波形数据和平均位置数据，计算上述被驱动体的减速开始位置；

减速判断步骤，通过比较上述减速开始位置和上述加速驱动后的绝对位置，判断是否开始上述被检测体的减速驱动；

减速控制信号生成步骤，当上述减速判断步骤做出了开始减速驱动的内容的判断时，生成用于控制上述源信号频率的减速控制信号，以便从上述减速开始位置开始对上述被驱动体进行减速驱动。

15、根据权利要求14所述的超声波致动器驱动方法，其特征在于，还包括以下步骤：

停止范围设定步骤，根据由指定的设定单元设定的上述被驱动体的目标停止位置，设定停止范围；

位置检测步骤，在上述减速驱动之后，检测出相对于上述振子的上述被驱动体的绝对位置；

停止判断步骤，通过比较上述停止范围和在上述减速驱动后的绝对位置，判断是否使上述被驱动体停止；

停止信号生成步骤，当上述停止判断步骤做出了使上述被驱动体停止的内容的判断时，生成用于使上述被驱动体停止在上述停止范围内的停止信号。

16、根据权利要求14所述的超声波致动器驱动方法，其特征在于，

还具备中断步骤，当上述减速开始位置计算步骤做出了指定次数以上的、开始上述被驱动体的减速的位置计算判断时，生成中断信号。

17、根据权利要求14所述的超声波致动器驱动方法，其特征在于，

还具备停止中断步骤，当上述停止判断步骤做出了指定次数以上的、不使上述被驱动体停止的内容的判断时，也生成停止中断信号。

18、根据权利要求14所述的超声波致动器驱动方法，其特征在于，

上述波形数据存储步骤和/或上述位置数据存储步骤，将新数据优先于旧数据进行存储。

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