JP2001246324A - Method for driving vibration actuator and drive assembly - Google Patents

Method for driving vibration actuator and drive assembly

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JP2001246324A
JP2001246324A JP2000063100A JP2000063100A JP2001246324A JP 2001246324 A JP2001246324 A JP 2001246324A JP 2000063100 A JP2000063100 A JP 2000063100A JP 2000063100 A JP2000063100 A JP 2000063100A JP 2001246324 A JP2001246324 A JP 2001246324A
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JP
Japan
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driving
drive
vibration actuator
signal
vibration
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Japanese (ja)
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Takeshi Matsumoto
豪 松本
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Original Assignee
Nikon Corp
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable more precise position control, etc., by making the step width of relative moving members, such as vibrators, and average relative speeds, nearly the same in forward driving and backward driving. SOLUTION: Drive signals consisting of burst waves are impressed to piezoelectric vibrators 12a and 12b of a vibration actuator 2. A drive parameter setting section 20 changes drive parameters, such as drive frequencies, in such a manner that the average relative speeds of the relative moving members driven by the vibration actuator 2 are made nearly the same when a moving speed control signal indicating the same speed is received in the forward driving and backward driving of the vibration actuator 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機械変換素子
を有し、該電気機械変換素子に駆動信号を印加して振動
を発生させることで駆動力を得る振動アクチュエータの
駆動方法及び駆動装置に関するものであり、特に、前記
駆動信号としてバースト波(断続波)からなる駆動信号
を前記電気機械変換素子に印加する駆動方法及び駆動装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving method and a driving apparatus for a vibration actuator having an electromechanical transducer and applying a drive signal to the electromechanical transducer to generate vibration by generating vibration. More particularly, the present invention relates to a driving method and a driving device for applying a driving signal composed of a burst wave (intermittent wave) as the driving signal to the electromechanical transducer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、超音波モータなどの振動アク
チュエータの駆動方法として、バースト波からなる駆動
信号を圧電素子等の電気機械変換素子に印加する駆動方
法が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a driving method of a vibration actuator such as an ultrasonic motor, a driving method of applying a driving signal composed of a burst wave to an electromechanical transducer such as a piezoelectric element has been known.

【0003】この駆動方法によれば、駆動信号が断続的
に圧電素子等に印加されるため、振動アクチュエータに
より駆動される被駆動物(相対運動部材)としての移動
子を微少量駆動することができ、移動子の平均的な移動
速度(マクロ的な移動速度)を遅くすることができる。
このため、バースト波からなる駆動信号による駆動方法
によれば、例えば、振動アクチュエータを用いた位置制
御などにおいて、位置決め精度を向上させることができ
る。
According to this driving method, since a driving signal is intermittently applied to a piezoelectric element or the like, a small amount of a moving element as a driven object (relative moving member) driven by a vibration actuator can be driven. As a result, the average moving speed (macro moving speed) of the moving element can be reduced.
For this reason, according to the driving method using the driving signal composed of the burst wave, the positioning accuracy can be improved in, for example, position control using a vibration actuator.

【0004】そして、バースト波からなる駆動信号によ
る従来の振動アクチュエータの駆動方法では、正方向駆
動時と逆方向駆動時とで、同じ速度で移動子を移動させ
ようとする場合には、同じ駆動パラメータに従って駆動
していた。
In the conventional method of driving a vibration actuator using a drive signal composed of a burst wave, the same driving method is used when moving the moving element at the same speed during forward driving and reverse driving. It was driven according to the parameters.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者の研究の結
果、バースト波からなる駆動信号による従来の振動アク
チュエータの駆動方法では、正方向駆動時と逆方向駆動
時とで同じ駆動パラメータに従って駆動しているので、
本来、移動子のステップ幅や平均的な速度が同じになる
はずであるが、実際には、正方向駆動時と逆方向駆動時
とで、移動子のステップ幅や平均的な速度が異なること
が判明した。その理由は、振動アクチュエータの駆動力
取り出し部と移動子との間の摩擦の具合や振動アクチュ
エータの支持の非対称性の影響などが、バースト波から
なる駆動信号による駆動では駆動信号の立ち上げ・立ち
下げの頻度が非常に多いことから、顕著に現れるためで
あると考えられる。
As a result of research conducted by the present inventor, as a result of the conventional method of driving a vibration actuator using a driving signal composed of a burst wave, driving is performed in accordance with the same driving parameters during forward driving and reverse driving. So
Originally, the step width and average speed of the mover should be the same, but in reality, the step width and average speed of the mover differ between forward drive and reverse drive. There was found. The reason for this is that the degree of friction between the driving force take-out part of the vibration actuator and the moving element and the effect of the asymmetry of the support of the vibration actuator cause the drive signal to rise and rise when driven by a burst signal. This is probably because the frequency of lowering is very high, and it appears remarkably.

【0006】このように、前記従来の駆動方法では、正
方向駆動時と逆方向駆動時とで、移動子のステップ幅や
平均的な速度が異なるため、その分、位置制御等の位置
決め精度などが低下していることが、本発明者により見
出された。すなわち、例えば移動子を所望の目標位置に
停止させるためには、移動子が目標位置に対する許容範
囲内に到達した際に駆動信号の発生を停止して自己保持
トルクにより移動子を停止させるが、移動子は許容範囲
に到達するときの速度に応じた距離だけずれた位置に停
止する。このとき、前記従来の駆動方法を採用すれば、
移動子が一方方向から移動して前記許容範囲内に到達し
た際の速度と反対方向から移動して前記許容範囲内に到
達した際の速度とが異なるので、振動アクチュエータを
正方向に駆動して位置決めを行う場合と逆方向に駆動し
て位置決めを行う場合とで、位置決め精度が異なること
になる。したがって、正方向駆動時の位置決め精度を上
げると逆方向駆動時の位置決め精度が低下してしまい、
結果的に、全体として位置決め精度が低下することにな
る。
As described above, in the conventional driving method, since the step width and the average speed of the moving element are different between the forward driving and the reverse driving, the positioning accuracy such as the position control is correspondingly different. Has been found by the present inventor. That is, for example, in order to stop the movable element at a desired target position, when the movable element reaches an allowable range with respect to the target position, the drive signal generation is stopped and the movable element is stopped by the self-holding torque. The movable element stops at a position shifted by a distance corresponding to the speed at which the movable element reaches the allowable range. At this time, if the conventional driving method is adopted,
Since the speed at which the mover moves from one direction and reaches the allowable range is different from the speed when the mover moves from the opposite direction and reaches the allowable range, the vibration actuator is driven in the forward direction. The positioning accuracy differs between the case where positioning is performed and the case where positioning is performed by driving in the opposite direction. Therefore, if the positioning accuracy during forward drive is increased, the positioning accuracy during reverse drive is reduced.
As a result, the positioning accuracy is reduced as a whole.

【0007】本発明は、本発明者により見出された前述
したような従来の駆動方法の問題点に鑑み、正方向駆動
時と逆方向駆動時とで、移動子等の相対運動部材のステ
ップ幅や平均的な相対速度をほぼ同一にすることがで
き、より精密な位置制御等が可能な振動アクチュエータ
の駆動方法及び駆動装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional driving method found by the inventor, and has been described in connection with the steps of a relative moving member such as a moving member between forward driving and reverse driving. It is an object of the present invention to provide a driving method and a driving device for a vibration actuator that can make the width and the average relative speed substantially the same and can perform more precise position control and the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の態様による振動アクチュエータの駆
動方法は、電気機械変換素子を有し、該電気機械変換素
子に駆動信号を印加して振動を発生させることで駆動力
を得る振動アクチュエータの駆動方法において、前記駆
動信号としてバースト波からなる駆動信号を前記電気機
械変換素子に印加し、前記振動アクチュエータの正方向
駆動時と逆方向駆動時とで、前記振動アクチュエータに
より駆動される相対運動部材の平均的な相対速度がほぼ
同一となるように、少なくとも1つの駆動パラメータを
変えるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of driving a vibration actuator, comprising an electromechanical transducer, and applying a drive signal to the electromechanical transducer. In a method for driving a vibration actuator that obtains a driving force by generating vibrations, a driving signal composed of a burst wave is applied to the electromechanical transducer as the driving signal, and the vibration actuator is driven in a reverse direction when the vibration actuator is driven in a forward direction And at least one drive parameter is changed so that the average relative speed of the relative motion member driven by the vibration actuator is substantially the same.

【0009】バースト波からなる駆動信号による駆動方
法では、駆動パラメータを変えることにより、相対運動
部材のステップ幅及び平均的な相対速度を変えることが
できる。前記第1の態様によれば、振動アクチュエータ
の正方向駆動時と逆方向駆動時とで少なくとも1つの駆
動パラメータを変えているので、正方向駆動時と逆方向
駆動時とで振動アクチュエータにより駆動される相対運
動部材の平均的な相対速度がほぼ同一となる。また、相
対運動部材の平均的な相対速度がほぼ同一になること
は、相対運動部材のステップ幅がほぼ同一になることも
意味する。前記第1の態様によれば、このように相対運
動部材のステップ幅や平均的な相対速度をほぼ同一にす
ることができるので、バースト波からなる駆動信号によ
る従来の駆動方法に比べて、より精密な位置制御等が可
能となる。
In the driving method using a driving signal composed of a burst wave, the step width and the average relative speed of the relative moving member can be changed by changing the driving parameters. According to the first aspect, at least one drive parameter is changed between the time when the vibration actuator is driven in the forward direction and the time when the vibration actuator is driven in the reverse direction. The average relative speeds of the relative motion members are substantially the same. The fact that the average relative speeds of the relative motion members are substantially the same also means that the step widths of the relative motion members are substantially the same. According to the first aspect, since the step width and the average relative speed of the relative motion members can be made substantially the same as described above, the conventional driving method using a driving signal composed of a burst wave is more effective. Precise position control and the like can be performed.

【0010】本発明の第2の態様による振動アクチュエ
ータの駆動方法は、電気機械変換素子を有し、該電気機
械変換素子に駆動信号を印加して振動を発生させること
で駆動力を得る振動アクチュエータの駆動方法におい
て、前記駆動信号としてバースト波からなる駆動信号を
前記電気機械変換素子に印加し、前記振動アクチュエー
タの正方向駆動時と逆方向駆動時とで、同じ速度を示す
移動速度制御信号を受けた場合に、前記振動アクチュエ
ータにより駆動される相対運動部材の平均的な相対速度
がほぼ同一となるように、少なくとも1つの駆動パラメ
ータを変えるものである。
A driving method for a vibration actuator according to a second aspect of the present invention has an electromechanical transducer, and obtains a driving force by generating a vibration by applying a drive signal to the electromechanical transducer. In the driving method, a driving signal composed of a burst wave is applied to the electromechanical transducer as the driving signal, and a moving speed control signal indicating the same speed during forward driving and reverse driving of the vibration actuator is generated. At least one driving parameter is changed so that when received, the average relative speed of the relative motion member driven by the vibration actuator is substantially the same.

【0011】前記第1の態様では、相対運動部材の相対
速度は一定で可変できなくてもよいのに対し、この第2
の態様では、移動子の速度を変えることができるように
移動速度制御信号を受けることを前提としているが、こ
の第2の態様によっても前記第1の態様と同様の利点が
得られる。
In the first aspect, the relative speed of the relative movement member does not have to be constant and cannot be changed.
In the second aspect, it is assumed that the moving speed control signal is received so that the speed of the moving element can be changed. However, the same advantages as those of the first aspect can be obtained by the second aspect.

【0012】本発明の第3の態様による振動アクチュエ
ータの駆動方法は、前記第1又は第2の態様において、
前記少なくとも1つの駆動パラメータは、駆動周波数、
駆動電圧レベル、駆動電圧の位相差、及び、バースト波
数のうちの、いずれか1つ以上であるものである。
A method for driving a vibration actuator according to a third aspect of the present invention is the method according to the first or second aspect, wherein
The at least one drive parameter is a drive frequency,
It is one or more of the drive voltage level, the drive voltage phase difference, and the burst wave number.

【0013】この第3の態様は駆動パラメータの例を挙
げたものであるが、前記第1及び第2の態様における駆
動パラメータはこれらの例に限定されるものではない。
In the third embodiment, examples of driving parameters are given, but the driving parameters in the first and second embodiments are not limited to these examples.

【0014】本発明の第4の態様による振動アクチュエ
ータの駆動装置は、電気機械変換素子を有し、該電気機
械変換素子に駆動信号を印加して振動を発生させること
で駆動力を得る振動アクチュエータの駆動装置におい
て、前記振動アクチュエータの正方向駆動時と逆方向駆
動時とで、前記振動アクチュエータにより駆動される相
対運動部材の平均的な相対速度がほぼ同一となるよう
に、移動方向制御信号に応じて少なくとも1つの駆動パ
ラメータを設定する駆動パラメータ設定部と、前記駆動
パラメータ設定部により設定された前記少なくとも1つ
の駆動パラメータに応じて、前記駆動信号としてバース
ト波からなる駆動信号を出力する駆動信号生成部と、を
備えたものである。
A driving apparatus for a vibration actuator according to a fourth aspect of the present invention has an electromechanical transducer, and applies a drive signal to the electromechanical transducer to generate vibration, thereby obtaining a driving force. In the driving device, the moving direction control signal is set so that the average relative speed of the relative motion member driven by the vibration actuator is substantially the same between when the vibration actuator is driven in the forward direction and when the vibration actuator is driven in the reverse direction. A drive parameter setting unit that sets at least one drive parameter in response to the drive signal, and a drive signal that outputs a drive signal including a burst wave as the drive signal according to the at least one drive parameter set by the drive parameter setting unit And a generation unit.

【0015】本発明の第5の態様による振動アクチュエ
ータの駆動装置は、電気機械変換素子を有し、該電気機
械変換素子に駆動信号を印加して振動を発生させること
で駆動力を得る振動アクチュエータの駆動装置におい
て、前記振動アクチュエータの正方向駆動時と逆方向駆
動時とで、同じ速度を示す移動速度設定信号を受けた場
合に、前記振動アクチュエータにより駆動される相対運
動部材の平均的な相対速度がほぼ同一となるように、移
動方向制御信号に応じて少なくとも1つの駆動パラメー
タを設定する駆動パラメータ設定部と、前記駆動パラメ
ータ設定部により設定された前記少なくとも1つの駆動
パラメータに応じて、前記駆動信号としてバースト波か
らなる駆動信号を出力する駆動信号生成部と、を備えた
ものである。
A driving apparatus for a vibration actuator according to a fifth aspect of the present invention has an electromechanical transducer, and obtains a driving force by generating a vibration by applying a drive signal to the electromechanical transducer. In the drive device, when a moving speed setting signal indicating the same speed is received when the vibration actuator is driven in the forward direction and when the vibration actuator is driven in the reverse direction, the average relative movement of the relative motion member driven by the vibration actuator A driving parameter setting unit that sets at least one driving parameter according to a movement direction control signal so that the speeds are substantially the same, and the driving parameter setting unit that sets the driving parameter according to the at least one driving parameter set by the driving parameter setting unit. A drive signal generation unit that outputs a drive signal composed of a burst wave as a drive signal.

【0016】本発明の第6の態様による振動アクチュエ
ータの駆動装置は、前記第4又は第5の態様において、
前記少なくとも1つの駆動パラメータは、駆動周波数、
駆動電圧レベル、駆動電圧の位相差、及び、バースト波
数のうちの、いずれか1つ以上であるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a driving device for a vibration actuator according to the fourth or fifth aspect, wherein
The at least one drive parameter is a drive frequency,
It is one or more of the drive voltage level, the drive voltage phase difference, and the burst wave number.

【0017】前記第4乃至第6の態様によれば、前記第
1乃至第3の態様による駆動方法がそれぞれ実現され、
前記第1乃至第3の態様と同様の利点が得られる。
According to the fourth to sixth aspects, the driving methods according to the first to third aspects are realized, respectively.
The same advantages as those of the first to third aspects are obtained.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明による振動アクチュ
エータの駆動方法及び駆動装置について、図面を参照し
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method and a device for driving a vibration actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0019】[第1の実施の形態][First Embodiment]

【0020】図1は、本発明の第1の実施の形態による
駆動装置1を用いた位置制御装置を示すブロック図であ
る。図2は、本実施の形態による駆動装置1の駆動対象
となる振動アクチュエータ2の一例を示す概略斜視図で
ある。図3は、図2に示す振動アクチュエータ2の本体
10を示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a position control device using a driving device 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the vibration actuator 2 to be driven by the driving device 1 according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the main body 10 of the vibration actuator 2 shown in FIG.

【0021】振動アクチュエータ2の本体10は、図2
及び図3に示すように、矩形平板状に形成された金属製
等の弾性体11と、弾性体11の上面に接合された電気
機械変換素子としての2つの圧電素子12a,12bと
を備えている。圧電素子12a,12bは、厚み方向に
分極しており、厚み方向に交流電圧を印加すると面方向
へ伸縮する。弾性体11は、圧電素子12a,12bの
伸縮により、縦振動(本例では、1次の縦振動)と屈曲
振動(本例では4次の屈曲振動)が調和的に生ずるよう
に構成されている(すなわち、両者の共振周波数がほぼ
等しくなるように設計されている。)。弾性体11の下
面には、4次の屈曲振動の腹となる部分に、突起状の出
力取り出し部11a,11bが形成され、前記各振動が
調和的に生ずることにより、出力取り出し部11a,1
1bに楕円運動が発生する。弾性体11の両側面には、
支持用の切り欠き部11c,11dが形成されている。
The main body 10 of the vibration actuator 2 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, an elastic body 11 made of metal or the like formed in a rectangular flat plate shape, and two piezoelectric elements 12a and 12b as electromechanical transducers joined to the upper surface of the elastic body 11 are provided. I have. The piezoelectric elements 12a and 12b are polarized in the thickness direction, and expand and contract in the plane direction when an AC voltage is applied in the thickness direction. The elastic body 11 is configured so that longitudinal vibration (first-order longitudinal vibration in this example) and bending vibration (fourth-order bending vibration in this example) are generated harmoniously by expansion and contraction of the piezoelectric elements 12a and 12b. (That is, they are designed such that their resonance frequencies are substantially equal). On the lower surface of the elastic body 11, protruding output extraction portions 11a and 11b are formed at portions that are antinodes of the fourth-order bending vibration, and the respective vibrations are generated in harmony, so that the output extraction portions 11a and 1b are formed.
Elliptic motion occurs in 1b. On both sides of the elastic body 11,
Notch portions 11c and 11d for support are formed.

【0022】振動アクチュエータ2は、図2に示すよう
に、本体10の他、切り欠き部11cに係合して、弾性
体11を固定部(図示せず)に対して位置規制するピン
状の支持部材14a,14bと、本体10を駆動対象と
なる相対運動部材(本実施の形態では、移動子)15側
に(図3中の矢印Zの方向に)加圧するバネ等の加圧部
材(図示せず)と、相対運動部材15を本体10と反対
側から保持するガイドローラ16a,16bとを備えて
いる。前記加圧部材による加圧によって、出力取り出し
部11a,11bと相対運動部材15とが加圧接触して
いるので、両者の間に摩擦力が発生している。この摩擦
力と前記楕円運動とにより、相対運動部材15が図3中
の矢印Aの方向(正方向)又はBの方向(逆方向)へ駆
動される。なお、本体10を固定する代わりに、相対運
動部材15を固定部に固定すれば、本体10が移動する
ことになる。
As shown in FIG. 2, the vibration actuator 2 has a pin-like shape which engages with the notch 11c in addition to the main body 10 to regulate the position of the elastic body 11 with respect to the fixing portion (not shown). A pressing member (such as a spring) that presses the supporting members 14a and 14b and the main body 10 toward the relative motion member (moving element in the present embodiment) 15 to be driven (in the direction of arrow Z in FIG. 3). (Not shown), and guide rollers 16a and 16b for holding the relative motion member 15 from the side opposite to the main body 10. Since the output take-out portions 11a and 11b and the relative motion member 15 are in press contact with each other by the pressurization by the pressurizing member, a frictional force is generated between them. The relative movement member 15 is driven in the direction of arrow A (forward direction) or the direction of arrow B (reverse direction) in FIG. If the relative movement member 15 is fixed to the fixing portion instead of fixing the main body 10, the main body 10 moves.

【0023】なお、本例の振動アクチュエータ2は、超
音波領域の振動を用いるように構成され、超音波モータ
として機能する。また、前述の説明からわかるように、
本例の振動アクチュエータ2は、リニア式でかつ2相式
である。もっとも、本発明による駆動装置の駆動対象と
なる振動アクチュエータは、前述したものに限定される
ものではなく、回転式でもよいし、相数も限定されない
し、超音波領域の振動を用いる必要もない。
The vibration actuator 2 of the present embodiment is configured to use vibration in the ultrasonic region, and functions as an ultrasonic motor. Also, as can be seen from the above description,
The vibration actuator 2 of this example is a linear type and a two-phase type. However, the vibration actuator to be driven by the driving device according to the present invention is not limited to the one described above, and may be a rotary type, the number of phases is not limited, and there is no need to use vibration in the ultrasonic region. .

【0024】本実施の形態による駆動装置1は、図4
(a)に示すようなバースト波からなる駆動信号(駆動
電圧)及び図4(b)に示すようなバースト波からなる
駆動信号を、圧電素子12a,12bにそれぞれ印加す
ることにより、振動アクチュエータ2を駆動する。
The driving device 1 according to the present embodiment is similar to the driving device shown in FIG.
By applying a drive signal (drive voltage) composed of a burst wave as shown in FIG. 4A and a drive signal composed of a burst wave as shown in FIG. 4B to the piezoelectric elements 12a and 12b, respectively, Drive.

【0025】ここで、図4を参照してバースト波につい
て説明すると、ON時間中に周期T1の正弦波の交流電
圧が発生し、OFF時間中には電圧が発生せず(すなわ
ち、0Vとなり)、ON時間とOFF時間が交互に周期
的に継続される。周期T1の逆数が駆動周波数である。
ON時間中に発生する交流電圧のレベルV1が駆動電圧
レベルである。ON時間中に発生する交流電圧の波の数
がバースト波数である。バースト波数と周期T1との積
がON時間となる。図4(a)におけるON時間中に発
生する交流電圧と図4(b)におけるON時間に発生す
る交流電圧との間の電気的な位相差Δθが、駆動電圧の
位相差である。今、圧電素子12aに印加される駆動電
圧の位相を0゜とすると、振動アクチュエータ2の正方
向駆動時には、圧電素子12bに印加される駆動電圧の
位相は+Δθ(例えば+90゜)、とされ、逆方向駆動
時には、圧電素子12bに印加される駆動電圧の位相は
−Δθ(例えば−90゜)とされる。これにより、前記
楕円運動の方向が反転し、正逆両方向の駆動が実現され
る。
Here, the burst wave will be described with reference to FIG. 4. A sine wave AC voltage having a period T1 is generated during the ON time, and no voltage is generated during the OFF time (that is, 0 V). , ON time and OFF time are alternately and periodically continued. The reciprocal of the cycle T1 is the drive frequency.
The level V1 of the AC voltage generated during the ON time is the drive voltage level. The number of waves of the AC voltage generated during the ON time is a burst wave number. The product of the burst wave number and the period T1 is the ON time. The electrical phase difference Δθ between the AC voltage generated during the ON time in FIG. 4A and the AC voltage generated during the ON time in FIG. 4B is the phase difference of the drive voltage. Now, assuming that the phase of the drive voltage applied to the piezoelectric element 12a is 0 °, the phase of the drive voltage applied to the piezoelectric element 12b is + Δθ (for example, + 90 °) when the vibration actuator 2 is driven in the forward direction. At the time of reverse driving, the phase of the driving voltage applied to the piezoelectric element 12b is −Δθ (eg, −90 °). As a result, the direction of the elliptical motion is reversed, and driving in both forward and reverse directions is realized.

【0026】図1に示すように、本実施の形態による駆
動装置1は、制御部3から与えられる移動方向制御信
号、移動・停止制御信号及び移動速度制御信号に従っ
て、振動アクチュエータ2の圧電素子12a,12bに
それぞれ前述したバースト波からなる駆動信号(交流電
圧)を与えて、振動アクチュエータ2を駆動するように
構成されている。
As shown in FIG. 1, the driving device 1 according to the present embodiment includes a piezoelectric element 12a of the vibration actuator 2 according to a moving direction control signal, a moving / stopping control signal, and a moving speed control signal given from the control unit 3. , 12b to drive the vibration actuator 2 by applying a drive signal (AC voltage) composed of the aforementioned burst wave.

【0027】制御部3は、相対運動部材15の位置を検
出するエンコーダ等の位置検出器4からの位置検出信号
と、外部から入力される目標位置信号とに基づいて、移
動・停止制御信号、移動方向制御信号及び移動速度制御
信号を、駆動装置1に与える。すなわち、制御部3は、
現在位置と目標位置との位置関係から相対運動部材15
を目標位置へ向かって移動させる方向を求め、その方向
を移動制御信号として出力する。また、制御部3は、相
対運動部材15が目標位置に対する所定の許容範囲内に
位置していない場合に、移動指令を示す移動・停止制御
信号を出力し、前記許容範囲内に位置している場合に、
停止指令を示す移動・停止制御信号を出力する。さら
に、制御部3は、現在位置と目標位置との間の距離に応
じて、当該距離が長い場合には速い速度を指令する移動
・停止制御信号を出力し、当該距離が短い場合には遅い
速度を指令する移動・停止制御信号を出力する。これ
は、目標位置から遠い位置では速度を高めて相対運動部
材15の移動時間を短くするとともに、目標位置に近い
位置では相対運動部材15の速度を低下させて位置決め
精度を向上させるためである。
The control unit 3 performs a movement / stop control signal based on a position detection signal from a position detector 4 such as an encoder for detecting the position of the relative movement member 15 and a target position signal input from the outside. The moving direction control signal and the moving speed control signal are provided to the driving device 1. That is, the control unit 3
The relative movement member 15 is determined based on the positional relationship between the current position and the target position.
Is calculated in the direction of the target position, and the direction is output as a movement control signal. When the relative movement member 15 is not located within a predetermined allowable range with respect to the target position, the control unit 3 outputs a movement / stop control signal indicating a movement command and is located within the allowable range. In case,
A movement / stop control signal indicating a stop command is output. Further, the control unit 3 outputs a movement / stop control signal instructing a fast speed according to the distance between the current position and the target position when the distance is long, and is slow when the distance is short. Outputs a movement / stop control signal that instructs speed. This is to increase the speed at a position far from the target position to shorten the moving time of the relative motion member 15 and to reduce the speed of the relative motion member 15 at a position near the target position to improve the positioning accuracy.

【0028】駆動装置1は、図1に示すように、駆動パ
ラメータ設定部20と、発振回路21と、移相回路22
と、ゲート制御信号生成回路23と、ゲート回路24
a,24bと、フィルタ回路25a,25bと、増幅回
路26a,26bとを備えている。
As shown in FIG. 1, the drive unit 1 includes a drive parameter setting unit 20, an oscillation circuit 21, a phase shift circuit 22
, A gate control signal generation circuit 23, and a gate circuit 24
a, 24b, filter circuits 25a, 25b, and amplifier circuits 26a, 26b.

【0029】駆動パラメータ設定部20は、振動アクチ
ュエータ2の正方向駆動時と逆方向駆動時とで、同じ速
度を示す移動速度設定信号を受けた場合に、相対運動部
材15の平均的な速度がほぼ同一となるように、移動方
向制御信号に応じて、駆動パラメータの1つである駆動
周波数を設定し、この駆動周波数を設定信号として発振
回路21に供給する。本実施の形態では、設定部20
は、マイクロコンピュータ等で構成され、図示しないメ
モリを有している。このメモリ内には、移動方向及び移
動速度に関連づけた駆動周波数が、参照テーブル20a
として、予め記憶されている。そして、設定部20は、
入力された移動方向制御信号及び移動速度制御信号に従
って参照テーブル20aを参照して、駆動周波数を設定
する。参照テーブル20aの内容は、正方向駆動時と逆
方向駆動時とで、同じ速度を示す移動速度設定信号を受
けた場合に、相対運動部材15の平均的な速度がほぼ同
一となるように、例えば、駆動周波数と正方向駆動時及
び逆方向駆動時の相対運動部材15のステップ幅との関
係を実験により求めてこれに基づいて定めることができ
る。なお、参照テーブル20aにおいて、設定すべき駆
動周波数を決定するパラメータとして、移動方向のみな
らず移動速度も用いているのは、正方向駆動時も逆方向
駆動時も同じ駆動パラメータで駆動した場合に正方向駆
動時と逆方向駆動時とで生ずる移動速度の異なり方が、
移動速度が変わると違ってくるためである。
The drive parameter setting unit 20 determines whether the average speed of the relative motion member 15 is equal to the average speed of the relative motion member 15 when receiving the moving speed setting signal indicating the same speed when the vibration actuator 2 is driven in the forward direction and when the vibration actuator 2 is driven in the reverse direction. A driving frequency, which is one of the driving parameters, is set according to the moving direction control signal so as to be substantially the same, and the driving frequency is supplied to the oscillation circuit 21 as a setting signal. In the present embodiment, the setting unit 20
Is composed of a microcomputer or the like and has a memory (not shown). In this memory, the driving frequency associated with the moving direction and the moving speed is stored in the reference table 20a.
Is stored in advance. Then, the setting unit 20
The driving frequency is set by referring to the reference table 20a according to the input moving direction control signal and moving speed control signal. The content of the reference table 20a is such that the average speed of the relative motion member 15 is substantially the same when a moving speed setting signal indicating the same speed is received at the time of forward drive and at the time of reverse drive. For example, the relationship between the drive frequency and the step width of the relative motion member 15 during forward drive and reverse drive can be determined by experiment and determined based on this. In the reference table 20a, not only the moving direction but also the moving speed is used as the parameter for determining the driving frequency to be set. This is because the same driving parameter is used for both the forward driving and the reverse driving. The difference in the moving speed between the forward drive and the reverse drive is
This is because when the moving speed changes, it comes differently.

【0030】発振回路21は、移動・停止制御信号が移
動指令を示す場合には、発振動作を行い、設定部20か
らの設定信号が示す駆動周波数を有する方形波パルス信
号を出力する。一方、移動・停止制御信号が停止指令を
示す場合には、発振回路21は、発振動作を停止し、パ
ルスを出力しない。発振回路21で発生した方形波パル
ス信号は、そのままゲート回路24に供給される他、移
相回路22及びゲート制御信号生成回路23に供給され
る。
When the movement / stop control signal indicates a movement command, the oscillation circuit 21 performs an oscillating operation and outputs a square wave pulse signal having a drive frequency indicated by the setting signal from the setting unit 20. On the other hand, when the movement / stop control signal indicates a stop command, the oscillation circuit 21 stops the oscillation operation and does not output a pulse. The square wave pulse signal generated by the oscillation circuit 21 is supplied to the gate circuit 24 as it is, and also supplied to the phase shift circuit 22 and the gate control signal generation circuit 23.

【0031】移相回路22は、移動方向制御信号が正方
向を示す場合には、発振回路20で発生した方形波パル
ス信号に対して位相が+90゜シフトした方形波パルス
信号を、ゲート回路24bに供給する。一方、移動方向
制御信号が逆方向を示す場合には、移相回路22は、発
振回路20で発生した方形波パルス信号に対して位相が
−90゜シフトした方形波パルス信号を、ゲート回路2
4bに供給する。
When the moving direction control signal indicates the positive direction, the phase shift circuit 22 outputs a square wave pulse signal whose phase is shifted by + 90 ° with respect to the square wave pulse signal generated by the oscillation circuit 20 to the gate circuit 24b. To supply. On the other hand, when the moving direction control signal indicates the reverse direction, the phase shift circuit 22 outputs the square wave pulse signal having a phase shifted by −90 ° with respect to the square wave pulse signal generated by the oscillation circuit 20 to the gate circuit 2.
4b.

【0032】ゲート制御信号生成回路23は、発振回路
20で発生した方形波パルス信号を分周するなどによっ
て、図4中のON時間に相当する期間を示すゲート制御
信号を生成する。ゲート回路24a,24bは、前記ゲ
ート制御信号に基づいて、供給された方形波パルス信号
のうち図4中のON時間に相当する期間の方形波パルス
のみを、選択的に通過させて、フィルタ回路25a,2
5bにそれぞれ供給する。
The gate control signal generation circuit 23 generates a gate control signal indicating a period corresponding to the ON time in FIG. 4 by dividing the frequency of the square wave pulse signal generated by the oscillation circuit 20 or the like. The gate circuits 24a and 24b selectively pass, based on the gate control signal, only the square wave pulse of the supplied square wave pulse signal corresponding to the ON time in FIG. 25a, 2
5b.

【0033】フィルタ回路25a,25bは、入力され
た方形波パルスをそれぞれ濾波して、正弦波の信号にそ
れぞれ変換する。増幅回路26a,26bは、フィルタ
回路25a,25bから出力された信号を移動方向制御
信号に応じた増幅率でそれぞれ増幅して、バースト波か
らなる駆動信号としてそれぞれ出力し、これらの駆動信
号を振動アクチュエータ2の圧電素子12a,12bに
それぞれ供給する。なお、増幅回路26a,26bの増
幅率が大きくなる(すなわち、駆動電圧レベルが大きく
なる)と、相対運動部材15の移動速度は大きくなる。
The filter circuits 25a and 25b respectively filter the input square wave pulses and convert them into sine wave signals. The amplifier circuits 26a and 26b respectively amplify the signals output from the filter circuits 25a and 25b at an amplification factor according to the moving direction control signal, and output the signals as burst wave drive signals, respectively, and oscillate these drive signals. It is supplied to the piezoelectric elements 12a and 12b of the actuator 2, respectively. When the amplification factor of the amplifier circuits 26a and 26b increases (that is, the drive voltage level increases), the moving speed of the relative motion member 15 increases.

【0034】以上の説明からわかるように、本実施の形
態では、図1中の要素21,22,23,24a,24
b,25a,25b,26a,26bが、設定部20に
より設定された駆動パラメータである駆動周波数に応じ
て、バースト波からなる駆動信号を出力し、当該駆動信
号を圧電素子12a,12bに印加する駆動信号生成部
を構成している。
As can be understood from the above description, in the present embodiment, the elements 21, 22, 23, 24a, 24 in FIG.
b, 25a, 25b, 26a, 26b output a drive signal composed of a burst wave in accordance with the drive frequency, which is a drive parameter set by the setting unit 20, and apply the drive signal to the piezoelectric elements 12a, 12b. It constitutes a drive signal generator.

【0035】なお、図1中の要素3,20〜23,24
a,24bの機能は、単一のマイクロコンピュータを用
いてプログラムにより実現することもできる。
The elements 3, 20 to 23, 24 in FIG.
The functions a and 24b can be realized by a program using a single microcomputer.

【0036】図1に示す位置制御装置によれば、制御部
3が目標位置信号及び位置検出器4からの位置検出信号
に基づいて移動・停止制御信号、移動方向制御信号及び
移動速度制御信号を出力し、駆動装置1がこれらの信号
に基づいてバースト波からなる駆動信号を振動アクチュ
エータ2の圧電素子12a,12bに印加し、これによ
り振動アクチュエータ2が相対運動部材15を駆動する
ことによって、相対運動部材15の位置制御が行われ
る。
According to the position control device shown in FIG. 1, the control unit 3 generates a movement / stop control signal, a movement direction control signal and a movement speed control signal based on a target position signal and a position detection signal from the position detector 4. The driving device 1 applies a driving signal composed of a burst wave to the piezoelectric elements 12a and 12b of the vibration actuator 2 based on these signals. Position control of the movement member 15 is performed.

【0037】このとき、本実施の形態による駆動装置1
では、駆動パラメータ設定部20によって、振動アクチ
ュエータ2の正方向駆動時と逆方向駆動時とで駆動パラ
メータの1つである駆動周波数を変えている。このた
め、正方向駆動時と逆方向駆動時とで振動アクチュエー
タ2により駆動される相対運動部材15の平均的な速度
がほぼ同一となる。したがって、本実施の形態によれ
ば、バースト波からなる駆動信号による従来の駆動方法
に比べて、より精密な位置制御が可能となる。
At this time, the driving device 1 according to the present embodiment
In the above, the drive parameter, which is one of the drive parameters, is changed by the drive parameter setting unit 20 when the vibration actuator 2 is driven in the forward direction and when the vibration actuator 2 is driven in the reverse direction. For this reason, the average speed of the relative motion member 15 driven by the vibration actuator 2 is substantially the same between the forward drive and the reverse drive. Therefore, according to the present embodiment, more precise position control can be performed as compared with the conventional driving method using a driving signal composed of a burst wave.

【0038】ここで、下記の表1に、バースト波からな
る駆動信号による振動アクチュエータ2の駆動時(以
下、「バースト駆動時」という。)の駆動パラメータの
うち、駆動周波数を変化させ、他の駆動パラメータを変
化させない時に得られた、正方向駆動時と逆方向駆動時
の相対運動部材15のステップ幅の実験データを示す。
表1からわかるように、駆動周波数が大きいほど、ステ
ップ幅は小さくなり、また、すべての駆動周波数におい
て、正方向駆動時の方が逆方向時よりもステップ幅が大
きくなっている。このような振動アクチュエータ2を用
いた場合には、同一の駆動周波数で正逆に駆動した場合
に、ステップ幅が異なってしまう。ステップ幅が異なる
ことは、結果的に、移動速度が異なることを意味する。
しかし、駆動周波数が0.2KHz離れたデータ(正方
向駆動時の49.2KHzと逆方向駆動時の49.0K
Hz・・・)を比較してみると、ほぼ同じステップ幅と
なっている。したがって、正方向駆動時には右方向駆動
時より0.2KHz高い周波数で駆動すれば、正方向駆
動時と逆方向駆動時とで、ほぼ同一のステップ幅(ひい
ては、ほぼ同一の速度)の駆動ができる。
Here, in Table 1 below, the drive frequency is changed among the drive parameters when the vibration actuator 2 is driven by a drive signal composed of a burst wave (hereinafter referred to as “burst drive”), and other parameters are changed. The experimental data of the step width of the relative motion member 15 at the time of forward drive and at the time of reverse drive obtained when the drive parameters are not changed are shown.
As can be seen from Table 1, the step width becomes smaller as the driving frequency becomes higher, and the step width becomes larger in the forward driving direction than in the reverse driving direction at all driving frequencies. In the case where such a vibration actuator 2 is used, the step width differs when the driving is performed in the normal and reverse directions at the same driving frequency. Different step widths result in different moving speeds.
However, data whose drive frequency is 0.2 KHz away (49.2 KHz in forward drive and 49.0 K in reverse drive)
Hz) are almost the same step width. Therefore, when driving in the forward direction at a frequency 0.2 KHz higher than that in the right direction driving, driving with substantially the same step width (hence, substantially the same speed) can be performed between the forward direction driving and the reverse direction driving. .

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】ところで、本実施の形態では、前述の説明
からわかるように、駆動パラメータの1つである駆動周
波数を、正逆方向駆動時の速度の同一化のためにのみ変
化させ、駆動パラメータの他の1つである駆動電圧レベ
ルを、移動速度制御信号に応じた速度にするためにのみ
変化させている。しかし、本発明では、例えば、1つの
駆動パラメータの変化で、正逆方向駆動時の速度の同一
化、及び、移動速度制御信号に応じた速度にすること
の、両方を行うようにしてもよい。この場合、例えば、
図1において、移動速度制御信号を増幅回路26a,2
6bに入力させずに、移動速度制御信号に関わらず増幅
回路26a,27aの増幅率を一定にして駆動電圧レベ
ルを一定にする。そして、駆動パラメータ設定部20の
参照テーブル20a内の駆動周波数を、正逆方向駆動時
の速度が同一化されかつ移動速度制御信号に応じた速度
となるように、定めておけばよい。
In the present embodiment, as can be seen from the above description, the drive frequency, which is one of the drive parameters, is changed only to equalize the speed in forward and reverse drive, and the drive parameter is changed. The drive voltage level, which is another one, is changed only in order to make the speed according to the moving speed control signal. However, in the present invention, for example, by changing one drive parameter, both the speed equalization in forward and reverse drive and the speed according to the movement speed control signal may be performed. . In this case, for example,
In FIG. 1, the moving speed control signal is supplied to amplifier circuits 26a and 26a.
6b, the drive voltage level is kept constant by keeping the amplification factors of the amplifier circuits 26a and 27a constant irrespective of the moving speed control signal. Then, the drive frequency in the reference table 20a of the drive parameter setting unit 20 may be determined so that the speed at the time of forward / reverse drive is equalized and the speed is in accordance with the moving speed control signal.

【0041】また、本実施の形態による駆動装置1は、
制御部3から移動速度制御信号を受けるものとしてい
た。しかし、常に一定の平均的な速度で相対運動部材1
5を移動させることによって、位置制御を行ってもよ
い。その場合には、例えば、図1において、移動速度制
御信号のラインを取り除き、増幅回路26a,27aの
増幅率を一定とし、参照テーブル20aの内容を、移動
方向のみに関連づけた駆動周波数とすればよい。
The driving device 1 according to the present embodiment is
The moving speed control signal is received from the control unit 3. However, the relative movement member 1 always has a constant average speed.
5 may be moved to control the position. In this case, for example, in FIG. 1, if the line of the moving speed control signal is removed, the amplification factors of the amplifier circuits 26a and 27a are fixed, and the contents of the look-up table 20a are the driving frequencies associated only with the moving direction. Good.

【0042】[第2の実施の形態][Second Embodiment]

【0043】図面には示していないが、本発明の第2の
実施の形態は、前記第1の実施の形態を次のように変形
したものである。
Although not shown in the drawings, the second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment as follows.

【0044】前記第1の実施の形態では、正逆方向駆動
時の速度の同一化のために変化させる駆動パラメータと
して駆動周波数が用いられていたが、本実施の形態で
は、その駆動パラメータとして駆動電圧レベルを用い
る。具体的には、例えば、図1において、駆動パラメー
タ設定部20からの設定信号を発振回路21ではなく増
幅回路26a,26bに入力させ、移動速度制御信号を
増幅回路26a,26bではなく発振回路21に入力さ
せる。そして、参照テーブル20aの内容は、正方向駆
動時と逆方向駆動時とで、同じ速度を示す移動速度設定
信号を受けた場合に、相対運動部材15の平均的な速度
がほぼ同一となるように定めた、移動方向及び移動速度
に関連づけた駆動電圧レベル(増幅回路26a,26b
の増幅率に相当)にしておく。
In the first embodiment, the drive frequency is used as a drive parameter to be changed in order to equalize the speed at the time of forward / reverse drive, but in the present embodiment, the drive parameter is used as the drive parameter. Use voltage levels. Specifically, for example, in FIG. 1, the setting signal from the drive parameter setting unit 20 is input not to the oscillation circuit 21 but to the amplification circuits 26a and 26b, and the moving speed control signal is output to the oscillation circuit 21 instead of the amplification circuits 26a and 26b. Input. The content of the reference table 20a is such that the average speed of the relative motion member 15 is substantially the same when the moving speed setting signal indicating the same speed is received in the forward drive and the reverse drive. The driving voltage level (amplifying circuits 26a, 26b)
).

【0045】本実施の形態によっても、前記第1の実施
の形態と同様の利点が得られる。
According to this embodiment, advantages similar to those of the first embodiment can be obtained.

【0046】ここで、下記の表2に、バースト駆動時の
駆動パラメータのうち、駆動電圧レベルを変化させ、他
の駆動パラメータを変化させない時に得られた、正方向
駆動時と逆方向駆動時の相対運動部材15のステップ幅
の実験データを示す。表2からわかるように、駆動電圧
レベルとステップ幅はほぼリニアな関係になっており、
駆動電圧レベルが5V高くなるとステップ幅が約0.4
μm増える。したがって、逆方向駆動時には正方向駆動
時より約7.5V高い駆動電圧レベルで駆動すれば、正
方向駆動時と逆方向駆動時とで、ほぼ同一のステップ幅
(ひいては、ほぼ同一の速度)の駆動ができる。
Table 2 below shows, in the driving parameters for the burst driving, the driving voltage level is changed and the other driving parameters are not changed. The driving parameters for the forward driving and the reverse driving are obtained. Experimental data of the step width of the relative motion member 15 is shown. As can be seen from Table 2, the drive voltage level and the step width have a substantially linear relationship.
When the driving voltage level increases by 5 V, the step width becomes approximately 0.4.
μm increase. Therefore, when driving in the reverse direction at a drive voltage level that is about 7.5 V higher than that in the forward direction drive, substantially the same step width (and thus substantially the same speed) is obtained between the forward direction drive and the reverse direction drive. Can be driven.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[第3の実施の形態][Third Embodiment]

【0049】図面には示していないが、本発明の第3の
実施の形態は、前記第1の実施の形態を次のように変形
したものである。
Although not shown in the drawings, the third embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment as follows.

【0050】前記第1の実施の形態では、正逆方向駆動
時の速度の同一化のために変化させる駆動パラメータと
して駆動周波数が用いられていたが、本実施の形態で
は、その駆動パラメータとして駆動電圧の位相差を用い
る。具体的には、例えば、図1において、駆動パラメー
タ設定部20からの設定信号を発振回路21ではなく移
相回路22に入力させる。発振回路21は、常に一定の
駆動周波数を有する方形波パルス信号を出力するように
構成しておく。また、移相回路22は、駆動パラメータ
設定部20からの設定信号が示す駆動電圧の位相差Δθ
に従って、移動方向制御信号が正方向を示す場合には、
発振回路20で発生した方形波パルス信号に対して位相
が+Δθシフトした方形波パルス信号を、ゲート回路2
4bに供給するとともに、移動方向制御信号が逆方向を
示す場合には、発振回路20で発生した方形波パルス信
号に対して位相が−Δθシフトした方形波パルス信号
を、ゲート回路24bに供給するように、構成してお
く。そして、参照テーブル20aの内容は、正方向駆動
時と逆方向駆動時とで、同じ速度を示す移動速度設定信
号を受けた場合に、相対運動部材15の平均的な速度が
ほぼ同一となるように定めた、移動方向及び移動速度に
関連づけた駆動電圧の位相差にしておく。
In the first embodiment, the drive frequency is used as the drive parameter to be changed in order to equalize the speed in the forward and reverse drive, but in the present embodiment, the drive parameter is used as the drive parameter. The voltage phase difference is used. Specifically, for example, in FIG. 1, the setting signal from the drive parameter setting unit 20 is input not to the oscillation circuit 21 but to the phase shift circuit 22. The oscillation circuit 21 is configured to always output a square wave pulse signal having a constant drive frequency. Further, the phase shift circuit 22 calculates the phase difference Δθ of the drive voltage indicated by the setting signal from the drive parameter setting unit 20.
According to, when the moving direction control signal indicates the forward direction,
A square wave pulse signal whose phase is shifted by + Δθ with respect to the square wave pulse signal generated by the oscillation circuit 20 is transmitted to the gate circuit 2.
4b, and when the movement direction control signal indicates the reverse direction, a square wave pulse signal whose phase is shifted by -Δθ with respect to the square wave pulse signal generated by the oscillation circuit 20 is supplied to the gate circuit 24b. The configuration is as follows. The content of the reference table 20a is such that the average speed of the relative motion member 15 is substantially the same when the moving speed setting signal indicating the same speed is received in the forward drive and the reverse drive. , The phase difference of the driving voltage associated with the moving direction and the moving speed.

【0051】本実施の形態によっても、前記第1の実施
の形態と同様の利点が得られる。
According to this embodiment, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained.

【0052】ここで、下記の表3に、バースト駆動時の
駆動パラメータのうち、駆動電圧の位相差を変化させ、
他の駆動パラメータを変化させない時に得られた、正方
向駆動時と逆方向駆動時の相対運動部材15のステップ
幅の実験データを示す。表3からわかるように、正逆い
ずれの方向の駆動時にも、駆動電圧の位相差が90゜の
ときステップ幅が最大となっている。しかし、同位相の
場合、例えば位相差が90゜の時で比較すると、正方向
駆動時ではステップ幅が3.0μmであるのに対し、逆
方向駆動時ではステップ幅が2.8μmとなっており、
正方向駆動時と逆方向駆動時とでステップ幅は異なって
いる。そこで、正方向駆動時の駆動電圧の位相差を80
゜、逆方向駆動時の駆動電圧の位相差を90゜とすれ
ば、正方向駆動時と逆方向駆動時とで、ほぼ同一のステ
ップ幅(ひいては、ほぼ同一の速度)の駆動ができる。
Here, in Table 3 below, of the drive parameters at the time of the burst drive, the phase difference of the drive voltage is changed.
The experimental data of the step width of the relative movement member 15 at the time of forward drive and at the time of reverse drive obtained without changing other drive parameters are shown. As can be seen from Table 3, the step width is maximum when the phase difference of the drive voltage is 90 ° in both forward and reverse driving. However, in the case of the same phase, for example, when the phase difference is 90 °, the step width is 3.0 μm in the forward drive, and 2.8 μm in the reverse drive. Yes,
The step width differs between the forward drive and the reverse drive. Therefore, the phase difference of the drive voltage during the forward drive is 80
{Circle around (2)} If the phase difference between the driving voltages in the reverse driving is 90 °, the driving can be performed with substantially the same step width (and, consequently, substantially the same speed) in the forward driving and the reverse driving.

【0053】[0053]

【表3】 [Table 3]

【0054】[第4の実施の形態][Fourth Embodiment]

【0055】図面には示していないが、本発明の第4の
実施の形態は、前記第1の実施の形態を次のように変形
したものである。
Although not shown in the drawings, the fourth embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment as follows.

【0056】前記第1の実施の形態では、正逆方向駆動
時の速度の同一化のために変化させる駆動パラメータと
して駆動周波数が用いられていたが、本実施の形態で
は、その駆動パラメータとしてバースト波数を用いる。
具体的には、例えば、図1において、駆動パラメータ設
定部20からの設定信号を発振回路21ではなくゲート
制御信号生成回路23に入力させる。発振回路21は、
常に一定の駆動周波数を有する方形波パルス信号を出力
するように構成しておく。また、ゲート制御信号生成回
路23は、駆動パラメータ設定部20からの設定信号が
示すバースト波数に従って、当該波数のパルスをゲート
回路24a,24bに通過させるようなゲート制御信号
を出力するように、構成しておく。そして、参照テーブ
ル20aの内容は、正方向駆動時と逆方向駆動時とで、
同じ速度を示す移動速度設定信号を受けた場合に、相対
運動部材15の平均的な速度がほぼ同一となるように定
めた、移動方向及び移動速度に関連づけたバースト波数
にしておく。
In the first embodiment, the drive frequency is used as the drive parameter to be changed in order to equalize the speed at the time of forward / reverse drive, but in the present embodiment, the drive parameter is a burst parameter as the drive parameter. Use the wave number.
Specifically, for example, in FIG. 1, the setting signal from the drive parameter setting unit 20 is input not to the oscillation circuit 21 but to the gate control signal generation circuit 23. The oscillation circuit 21
It is configured to always output a square wave pulse signal having a constant driving frequency. Further, the gate control signal generation circuit 23 is configured to output a gate control signal that causes a pulse of the wave number to pass through the gate circuits 24a and 24b in accordance with the burst wave number indicated by the setting signal from the drive parameter setting unit 20. Keep it. The content of the reference table 20a is different between when driving in the forward direction and when driving in the reverse direction.
When a moving speed setting signal indicating the same speed is received, a burst wave number associated with the moving direction and the moving speed is set so that the average speed of the relative motion member 15 is substantially the same.

【0057】本実施の形態によっても、前記第1の実施
の形態と同様の利点が得られる。
According to this embodiment, advantages similar to those of the first embodiment can be obtained.

【0058】ここで、下記の表4に、バースト駆動時の
駆動パラメータのうち、バースト波数を変化させ、他の
駆動パラメータを変化させない時に得られた、正方向駆
動時と逆方向駆動時の相対運動部材15のステップ幅の
実験データを示す。なお、この実験では、駆動周波数を
50KHzとしたので、例えば、バースト波数が10で
あることは、ON時間が0.2mS(ミリ秒)であるこ
とを意味する。表4からわかるように、正逆いずれの方
向の駆動時にも、バースト波が多いほどステップ幅が大
きくなっている。しかし、同じバースト波数の場合、例
えば、バースト波が20の場合で比較すると、正方向駆
動時のステップ幅が1.0μmであるのに対し、逆方向
駆動時のステップ幅が0.8μmとなっており、正方向
駆動時と逆方向駆動時とでステップ幅は異なっている。
そこで、正方向駆動時のバースト波数を20、逆方向駆
動時のバースト波数を25とすれば、正方向駆動時と逆
方向駆動時とで、ほぼ同一のステップ幅(ひいては、ほ
ぼ同一の速度)の駆動ができる。
Table 4 below shows relative driving parameters during forward driving and reverse driving obtained when the burst wave number is changed and other driving parameters are not changed among the driving parameters during burst driving. Experimental data of the step width of the moving member 15 is shown. In this experiment, since the driving frequency was set to 50 KHz, for example, a burst wave number of 10 means that the ON time is 0.2 mS (millisecond). As can be seen from Table 4, when driving in either the forward or reverse direction, the more burst waves, the larger the step width. However, when the number of burst waves is the same, for example, when the number of burst waves is 20, the step width in forward drive is 1.0 μm, while the step width in reverse drive is 0.8 μm. The step width is different between the forward drive and the reverse drive.
Therefore, if the burst wave number at the time of forward driving is 20 and the burst wave number at the time of reverse driving is 25, almost the same step width (and thus almost the same speed) between the forward driving and the reverse driving. Can be driven.

【0059】[0059]

【表4】 [Table 4]

【0060】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば、前述した各実施の形態では、正逆方
向駆動時の速度の同一化のために1つの駆動パラメータ
を変化させていたが、正逆方向駆動時の速度の同一化の
ために複数の駆動パラメータを変化させてもよい。
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments. For example, in each of the above-described embodiments, one drive parameter is changed to equalize the speed at the time of forward / reverse drive, but a plurality of drive parameters are changed to equalize the speed at the time of forward / reverse drive. The parameters may be changed.

【0061】また、以上の説明では、本発明による駆動
装置を位置制御装置において用いる例を挙げたが、本発
明による駆動装置は他の用途において用いることができ
ることは、言うまでもない。
In the above description, an example has been given in which the driving device according to the present invention is used in a position control device. However, it goes without saying that the driving device according to the present invention can be used in other applications.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正方向駆動時と逆方向駆動時とで、移動子等の相対運動
部材のステップ幅や平均的な相対速度をほぼ同一にする
ことができる。その結果、より精密な位置制御等が可能
となる。
As described above, according to the present invention,
The step width and the average relative speed of the relative moving member such as the moving element can be made substantially the same between the forward drive and the reverse drive. As a result, more precise position control and the like can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による駆動装置1を
用いた位置制御装置を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a position control device using a driving device 1 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態による駆動装置の駆動対象となる
振動アクチュエータの一例を示す概略斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a vibration actuator to be driven by the driving device according to the present embodiment.

【図3】図2に示す振動アクチュエータの本体を示す概
略斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a main body of the vibration actuator shown in FIG. 2;

【図4】バースト波による駆動信号を示す波形図であ
る。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a drive signal based on a burst wave.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動装置 2 振動アクチュエータ 3 制御部 4 位置検出器 12a,12b 圧電素子 20 駆動パラメータ設定部 20a 参照テーブル 21 発振回路 22 移相回路 23 ゲート制御信号生成回路 24a,24b ゲート回路 25a,25b フィルタ回路 26a,26b 増幅回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive device 2 Vibration actuator 3 Control part 4 Position detector 12a, 12b Piezoelectric element 20 Drive parameter setting part 20a Lookup table 21 Oscillation circuit 22 Phase shift circuit 23 Gate control signal generation circuit 24a, 24b Gate circuit 25a, 25b Filter circuit 26a , 26b Amplifier circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気機械変換素子を有し、該電気機械変
換素子に駆動信号を印加して振動を発生させることで駆
動力を得る振動アクチュエータの駆動方法において、前
記駆動信号としてバースト波からなる駆動信号を前記電
気機械変換素子に印加し、前記振動アクチュエータの正
方向駆動時と逆方向駆動時とで、前記振動アクチュエー
タにより駆動される相対運動部材の平均的な相対速度が
ほぼ同一となるように、少なくとも1つの駆動パラメー
タを変えることを特徴とする振動アクチュエータの駆動
方法。
1. A driving method for a vibration actuator having an electromechanical transducer, wherein a driving signal is applied to the electromechanical transducer to generate a driving force by generating vibration, the driving signal comprises a burst wave. A drive signal is applied to the electromechanical transducer, so that the average relative speed of the relative motion member driven by the vibration actuator is substantially the same between when the vibration actuator is driven in the forward direction and when the vibration actuator is driven in the reverse direction. And at least one drive parameter is changed.
【請求項2】 電気機械変換素子を有し、該電気機械変
換素子に駆動信号を印加して振動を発生させることで駆
動力を得る振動アクチュエータの駆動方法において、前
記駆動信号としてバースト波からなる駆動信号を前記電
気機械変換素子に印加し、前記振動アクチュエータの正
方向駆動時と逆方向駆動時とで、同じ速度を示す移動速
度制御信号を受けた場合に、前記振動アクチュエータに
より駆動される相対運動部材の平均的な相対速度がほぼ
同一となるように、少なくとも1つの駆動パラメータを
変えることを特徴とする振動アクチュエータの駆動方
法。
2. A method for driving a vibration actuator having an electromechanical transducer, wherein a drive signal is applied to the electromechanical transducer to generate a vibration by generating a vibration, wherein the drive signal comprises a burst wave. When a driving signal is applied to the electromechanical transducer, and a moving speed control signal indicating the same speed is received during forward driving and reverse driving of the vibration actuator, a relative drive driven by the vibration actuator is performed. A method for driving a vibration actuator, characterized in that at least one drive parameter is changed so that the average relative speed of the moving members is substantially the same.
【請求項3】 前記少なくとも1つの駆動パラメータ
は、駆動周波数、駆動電圧レベル、駆動電圧の位相差、
及び、バースト波数のうちの、いずれか1つ以上である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の振動アクチュエ
ータの駆動方法。
3. The at least one drive parameter includes a drive frequency, a drive voltage level, a phase difference between drive voltages,
3. The driving method for a vibration actuator according to claim 1, wherein the number is at least one of burst wave numbers.
【請求項4】 電気機械変換素子を有し、該電気機械変
換素子に駆動信号を印加して振動を発生させることで駆
動力を得る振動アクチュエータの駆動装置において、 前記振動アクチュエータの正方向駆動時と逆方向駆動時
とで、前記振動アクチュエータにより駆動される相対運
動部材の平均的な相対速度がほぼ同一となるように、移
動方向制御信号に応じて少なくとも1つの駆動パラメー
タを設定する駆動パラメータ設定部と、 前記駆動パラメータ設定部により設定された前記少なく
とも1つの駆動パラメータに応じて、前記駆動信号とし
てバースト波からなる駆動信号を出力する駆動信号生成
部と、を備えたことを特徴とする振動アクチュエータの
駆動装置。
4. A driving apparatus for a vibration actuator, comprising: an electromechanical transducer, wherein a driving signal is applied to the electromechanical transducer to generate a vibration by generating a vibration. Drive parameter setting for setting at least one drive parameter in accordance with the movement direction control signal so that the average relative speed of the relative motion member driven by the vibration actuator is substantially the same between and during the reverse drive. A drive signal generating unit that outputs a drive signal composed of a burst wave as the drive signal according to the at least one drive parameter set by the drive parameter setting unit. Actuator drive.
【請求項5】 電気機械変換素子を有し、該電気機械変
換素子に駆動信号を印加して振動を発生させることで駆
動力を得る振動アクチュエータの駆動装置において、 前記振動アクチュエータの正方向駆動時と逆方向駆動時
とで、同じ速度を示す移動速度設定信号を受けた場合
に、前記振動アクチュエータにより駆動される相対運動
部材の平均的な相対速度がほぼ同一となるように、移動
方向制御信号に応じて少なくとも1つの駆動パラメータ
を設定する駆動パラメータ設定部と、 前記駆動パラメータ設定部により設定された前記少なく
とも1つの駆動パラメータに応じて、前記駆動信号とし
てバースト波からなる駆動信号を出力する駆動信号生成
部と、を備えたことを特徴とする振動アクチュエータの
駆動装置。
5. A driving device for a vibration actuator, comprising: an electromechanical transducer, wherein a driving signal is applied to the electromechanical transducer to generate a vibration by generating a vibration. When the moving speed setting signal indicating the same speed is received during the reverse driving and during the reverse driving, the moving direction control signal is set so that the average relative speed of the relative moving member driven by the vibration actuator is substantially the same. A drive parameter setting unit that sets at least one drive parameter according to the following: a drive that outputs a drive signal including a burst wave as the drive signal according to the at least one drive parameter set by the drive parameter setting unit A driving device for a vibration actuator, comprising: a signal generation unit.
【請求項6】 前記少なくとも1つの駆動パラメータ
は、駆動周波数、駆動電圧レベル、駆動電圧の位相差、
及び、バースト波数のうちの、いずれか1つ以上である
ことを特徴とする請求項4又は5記載の振動アクチュエ
ータの駆動装置。
6. The at least one driving parameter includes a driving frequency, a driving voltage level, a phase difference between driving voltages,
The driving device for a vibration actuator according to claim 4, wherein the driving frequency is at least one of burst wave numbers.
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