JP2009296681A - Drive unit and its controlling method - Google Patents

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Kazuhiko Tsuda
和彦 津田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive unit which keeps a driven body stopped at a desired position for a long time and safely drives the driven body with an oscillating-wave motor. <P>SOLUTION: The driving force of the oscillating-wave motor 44 is transmitted to a tilting rotation shaft (not shown) to which a camera head 50 is attached through a tilting rotation pinion gear 43 and a tilting rotation gear 42, to cause the tilting rotation shaft to rotate. A play CL is provided between the tilting rotation gear 42 and the tilting rotation pinion gear 43. The oscillating-wave motor 44 is so controlled as to make the tilting rotation pinion gear 43 perform a particular action for rotation while alternately repeating normal rotation and reverse rotation within a range of the play CL. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、振動波モータを駆動源とする駆動装置およびその制御方法に関する。   The present invention relates to a drive device using a vibration wave motor as a drive source and a control method thereof.

近年、社会生活における安全性の確保、防犯などの観点から、監視カメラ装置が公共の場、オフイス、店舗、駐車場などに設置されている。さらには、一般家庭においても、監視カメラ装置の設置が普及しつつある。   In recent years, surveillance camera devices have been installed in public places, offices, stores, parking lots and the like from the viewpoints of ensuring safety in social life and crime prevention. Furthermore, the installation of surveillance camera devices is becoming popular in ordinary households.

上記監視カメラ装置は、一般的に、カメラヘッド(またはレンズ)をパンまたはチルト方向へ移動させることが可能な雲台を備える。雲台には、カメラヘッドが速い動きの被写体を追尾するために、カメラヘッドを移動させるための速度を短時間に目標速度まで加速しまたは減速するなどの加速特性が要求される。このような要求された加速特性を満たす雲台の駆動源としては、コストが比較的安価であること、制御が容易であることなどから、DCモータ、パルスモータなどの電磁モータが広く用いられている。また、雲台を備える監視カメラ装置の多くは、ネットワークを介して遠隔操作可能に構成されている。   The monitoring camera device generally includes a camera platform that can move the camera head (or lens) in the pan or tilt direction. The camera platform is required to have acceleration characteristics such as accelerating or decelerating the speed for moving the camera head to a target speed in a short time in order to track a fast-moving subject. Electromagnetic motors such as DC motors and pulse motors are widely used as pan head drive sources that satisfy the required acceleration characteristics because of their relatively low cost and easy control. Yes. In addition, many surveillance camera devices including a pan head are configured to be remotely operable via a network.

しかしながら、上述した電磁モータを上記雲台の駆動源として用いる場合、電磁モータは、雲台の停止時において、雲台をその停止位置に保持するための保持トルクを発生する必要があるので、雲台の停止時においても、電力を消費することになる。   However, when the above-described electromagnetic motor is used as a driving source for the pan head, the electromagnetic motor needs to generate a holding torque for holding the pan head at the stop position when the pan head is stopped. Even when the table is stopped, power is consumed.

そこで、上記電磁モータに代わる、上記雲台の停止時における省電力化を可能するための駆動源として、振動波モータ(いわゆる超音波モータ)がある。この振動波モータは、電気機械エネルギ変換素子が固着されている振動体に、進行性振動波を励起し、当該振動体に加圧接触する移動子を相対的に移動させるものである。   Therefore, there is a vibration wave motor (so-called ultrasonic motor) as a drive source for enabling power saving when the head is stopped instead of the electromagnetic motor. This vibration wave motor excites a progressive vibration wave to a vibrating body to which an electromechanical energy conversion element is fixed, and relatively moves a mover that is in pressure contact with the vibrating body.

振動波モータは、小型のものであっても、発生するトルクが大きく、加速特性が良いという特徴がある。また、振動波モータは、移動子と振動体が摩擦状態にあるので、停止時に保持力(自己保持トルク)を発生し、電磁モータのように保持トルク発生のための電力を必要としない。   Even if the vibration wave motor is small, the generated torque is large and the acceleration characteristics are good. In addition, since the vibration wave motor is in a frictional state, the vibration wave motor generates a holding force (self-holding torque) when stopped, and does not require electric power for generating the holding torque unlike an electromagnetic motor.

振動波モータを雲台の駆動源として採用する場合、良好な加速度特性を得ることができるとともに、良好な速度制御を行うことができる。また、停止時には摩擦による自己保持トルクで、雲台を所定位置に停止させた状態に保持する際の省電力化を図ることができる。   When the vibration wave motor is used as a pan head drive source, it is possible to obtain good acceleration characteristics and to perform good speed control. In addition, at the time of stopping, it is possible to achieve power saving when holding the pan head in a stopped state with a self-holding torque due to friction.

雲台を備える監視カメラ装置の使用形態としては、例えば対象物を高速で追尾しながら撮影するという形態、予め決められている1つの位置を集中して長時間撮影し続けるという形態(定点監視)がある。   As a usage form of the monitoring camera device provided with a pan head, for example, a form in which an object is photographed while tracking at a high speed, or a form in which a predetermined position is continuously focused for a long time (fixed point monitoring). There is.

ここで、上記定点監視を行う場合、長時間に渡り振動波モータが停止されている状態即ち雲台が所定位置に停止されている状態にある。この場合、振動体とこれに加圧接触する移動子の接触部分の摩擦状態が、周囲の環境に含まれる水分などの影響により低摩擦状態に変化し、自己保持トルクが減少することがある。このように長時間に渡り停止された後に、振動波モータを駆動すると、駆動開始からある程度の時間が経過するまでの期間中、振動体と移動子の接触部分が定常摩擦状態と異なる摩擦状態にある。その結果、駆動開始直後においては、速度制御プロファイルに正確に追従した速度制御または位置決め制御を行うことができず、制御精度が一時的に悪化することがある。   Here, when the fixed point monitoring is performed, the vibration wave motor is stopped for a long time, that is, the pan head is stopped at a predetermined position. In this case, the frictional state of the contact portion between the vibrating body and the moving member that is in pressure contact with the vibrating body may change to a low frictional state due to the influence of moisture or the like contained in the surrounding environment, and the self-holding torque may decrease. When the vibration wave motor is driven after being stopped for a long time in this way, the contact portion between the vibrating body and the moving element is in a friction state different from the steady friction state during a period until a certain amount of time has elapsed from the start of driving. is there. As a result, immediately after the start of driving, speed control or positioning control that accurately follows the speed control profile cannot be performed, and the control accuracy may temporarily deteriorate.

上記速度制御プロファイルとは、モータの駆動を制御するために設定された、目標回転速度と時間の関係を表すものである。ここで、例えば図13に示すような速度制御プロファイルPが設定されているとする。この速度制御プロファイルPに従う場合、モータの回転速度は増速されて目標回転速度に達すると、モータの回転速度を目標回転速度に所定時間に保持し、所定時間経過後に減速を開始するように、モータの駆動が制御されることになる。実際のモータの回転速度が上記速度制御プロファイルPに沿って制御される場合、当該モータの制御は、速度制御プロファイルに対して追従性が良い制御といえる。これに対し、上記速度制御プロファイルPに対して、実際のモータの回転速度が点線で示すような軌跡P’を描く場合、当該モータ制御は、速度制御プロファイルに対して追従性が悪い制御といえる。   The speed control profile represents the relationship between the target rotation speed and time set for controlling the drive of the motor. Here, for example, it is assumed that a speed control profile P as shown in FIG. 13 is set. In accordance with this speed control profile P, when the rotational speed of the motor is increased and reaches the target rotational speed, the rotational speed of the motor is held at the target rotational speed for a predetermined time, and deceleration is started after the lapse of the predetermined time. The drive of the motor is controlled. When the actual rotational speed of the motor is controlled along the speed control profile P, it can be said that the control of the motor is a control with good followability to the speed control profile. On the other hand, when the actual motor rotation speed draws a locus P ′ as indicated by a dotted line with respect to the speed control profile P, the motor control can be said to be a control with poor followability to the speed control profile. .

そこで、上述した停止時と駆動時における振動体と移動子の接触部分の摩擦状態の変化に対し、速度プロファイルに対する追従性を悪化させることなく安定して振動波モータの駆動を制御するための方法が提案されている。   Therefore, a method for stably controlling the driving of the vibration wave motor without deteriorating the followability with respect to the speed profile with respect to the change in the frictional state of the contact portion between the vibrating body and the moving member at the time of stopping and driving described above Has been proposed.

例えば、振動波モータの電極に対して、駆動時には、位相がπ/2(rad)異なる駆動信号を印加し、停止時には同位相の駆動信号を印加する方法が提案されている(特許文献1)。この方法の場合、停止時にあっても同相の駆動信号が印加されて振動波が生じ、振動波モータは、駆動時と同様の発熱状態となる。その結果、振動波モータの温度が一定化され、安定した駆動を行うことができる。   For example, a method has been proposed in which a drive signal having a phase difference of π / 2 (rad) is applied to an electrode of a vibration wave motor when driving, and a drive signal having the same phase is applied when stopped (Patent Document 1). . In the case of this method, an in-phase drive signal is applied even when stopped, and a vibration wave is generated, and the vibration wave motor is in a heat generation state similar to that during driving. As a result, the temperature of the vibration wave motor is made constant and stable driving can be performed.

また、振動波モータを長期間放置するときに生じる振動体と移動子の固着を回避するために、振動波モータの継続停止時間を計時し、その継続停止時間に応じて一時的に振動波モータを動作させる方法がある。
特開平2−114869号公報(特許登録第2509310号公報) 特開平10−191662号公報
In addition, in order to avoid the sticking of the vibrating body and the moving element that occurs when the vibration wave motor is left for a long period of time, the vibration wave motor is timed continuously, and the vibration wave motor temporarily depends on the continuous stop time. There is a way to make it work.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-114869 (Patent Registration No. 2509310) Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-191662

振動波モータの停止時に電極に同相の駆動信号を印加する場合、振動体と移動子間の摩擦力による保持力は得られるが、被駆動体を停止状態に保持するための保持力を得ることができない場合がある。   When an in-phase drive signal is applied to the electrodes when the vibration wave motor is stopped, a holding force can be obtained due to the frictional force between the vibrating body and the moving element, but a holding force for holding the driven body in a stopped state can be obtained. May not be possible.

例えば振動波モータが駆動源として用いられ、カメラヘッドをチルト方向へ動作させるためのチルト機構において、カメラヘッドを含むチルト機構の重心位置がチルト回転軸上にない場合がある。この場合、カメラヘッドを所望の位置に停止させた際に、当該チルト回転軸にモーメント力が作用する。ここで、上記チルト回転軸に作用するモーメント力が振動波モータの保持トルクにより大きくなると、カメラヘッドを上記所望の位置に停止させた状態に保持することができないことがある。   For example, in a tilt mechanism that uses a vibration wave motor as a drive source and moves the camera head in the tilt direction, the center of gravity of the tilt mechanism including the camera head may not be on the tilt rotation axis. In this case, moment force acts on the tilt rotation axis when the camera head is stopped at a desired position. Here, if the moment force acting on the tilt rotation axis is increased by the holding torque of the vibration wave motor, the camera head may not be held in the desired position.

また、振動波モータの継続停止時間を計時し、その継続停止時間に応じて一時的に振動波モータを動作させる方法の場合、振動波モータの動作に伴いカメラヘッドが移動される。よって、定点監視の場合においては、予め決められている位置に対する監視即ち定点監視が一時的に中断されることになる。   In the case of a method of measuring the continuous stop time of the vibration wave motor and temporarily operating the vibration wave motor according to the continuous stop time, the camera head is moved along with the operation of the vibration wave motor. Therefore, in the case of fixed-point monitoring, monitoring for a predetermined position, that is, fixed-point monitoring is temporarily interrupted.

本発明の目的は、振動波モータにより、被駆動体を長時間に渡り所望の位置に停止させた状態に保持することができるとともに被駆動体を安定して駆動することができる駆動装置およびその制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a driving device capable of holding a driven body in a stopped state at a desired position for a long time by a vibration wave motor and capable of stably driving the driven body It is to provide a control method.

本発明は、上記目的を達成するため、振動波モータと、前記振動波モータにより駆動される被駆動体と、前記振動波モータの出力を前記被駆動体に伝達するための少なくとも第1の伝達部材および第2の伝達部材を有し、前記第1の伝達部材と前記第2の伝達部材との間には遊びが設けられている伝達手段と、前記振動波モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記振動波モータが前記第1の伝達部材を前記遊びの範囲内で繰り返し往復運動させるための特定の動作をするように、前記振動波モータを制御することを特徴とする駆動装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration wave motor, a driven body driven by the vibration wave motor, and at least a first transmission for transmitting an output of the vibration wave motor to the driven body. A transmission means having a member and a second transmission member, wherein play is provided between the first transmission member and the second transmission member; and a control means for controlling the vibration wave motor. And the control means controls the vibration wave motor so that the vibration wave motor performs a specific operation for reciprocating the first transmission member within the range of play. A driving device is provided.

本発明は、上記目的を達成するため、振動波モータと、前記振動波モータにより駆動される被駆動体と、前記振動波モータから出力される駆動力が伝達される第1の伝達部材および前記第1の伝達部材に伝達された駆動力を前記被駆動体に伝達する第2の伝達部材を有し、前記第1の伝達部材との間に前記第2の伝達部材との間には遊びが設けられている伝達手段とを備える駆動装置の制御方法であって、前記振動波モータが前記第1の伝達部材を前記遊びの範囲内で繰り返し往復運動させるための特定の動作をするように、前記振動波モータを制御することを特徴とする駆動装置の制御方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration wave motor, a driven body driven by the vibration wave motor, a first transmission member to which a driving force output from the vibration wave motor is transmitted, and the A second transmission member configured to transmit the driving force transmitted to the first transmission member to the driven body, and play between the second transmission member and the first transmission member; And a transmission means provided with a transmission means, wherein the vibration wave motor performs a specific operation for reciprocating the first transmission member within the range of play. A control method for a driving apparatus is provided, wherein the vibration wave motor is controlled.

本発明によれば、振動波モータにより、被駆動体を長時間に渡り所望の位置に停止させた状態に保持することができるとともに被駆動体を安定して駆動することができる。   According to the present invention, the driven wave body can be held in a state of being stopped at a desired position for a long time by the vibration wave motor, and the driven body can be driven stably.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係る駆動装置がチルト機構として用いられている監視カメラ装置を前方から見た斜視図である。図2は図1の監視カメラ装置に用いられているチルト機構の主要部構成を示す斜視図である。図3は図2のチルト回転ギア42およびチルト回転ピニオンギア43の噛み合い状態を模式的に示す平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a surveillance camera device in which the drive device according to the first embodiment of the present invention is used as a tilt mechanism as seen from the front. FIG. 2 is a perspective view showing a main part configuration of a tilt mechanism used in the monitoring camera apparatus of FIG. FIG. 3 is a plan view schematically showing the meshing state of the tilt rotation gear 42 and the tilt rotation pinion gear 43 of FIG.

監視カメラ装置は、図1に示すように、カメラヘッド50および当該カメラヘッド50を搭載する雲台40を備える。雲台40は、カメラヘッド50をパン方向へ回転させるためのパン機構、およびカメラヘッド50をチルト方向へ回転させるためのチルト機構を有する。   As shown in FIG. 1, the surveillance camera device includes a camera head 50 and a camera platform 40 on which the camera head 50 is mounted. The pan / tilt head 40 has a pan mechanism for rotating the camera head 50 in the pan direction and a tilt mechanism for rotating the camera head 50 in the tilt direction.

上記パン機構は、テーブル47、このテーブル47をパン回転軸(図示せず;図中のY軸と同軸上に伸びる軸)の周りに回転させるための駆動力を発生するモータ48、およびモータ48の駆動力をテーブル47に伝達するための伝達機構(図示せず)を有する。モータ48としては、例えば振動波モータ、DCモータなど、任意の種類を用いることができる。また、モータ48の動作を制御するための制御部(図示せず)が設けられている。また、テーブル47のパン回転軸周りの回転角(即ちカメラヘッド50のパン角度)を検出するためのセンサ(図示せず)が設けられている。   The pan mechanism includes a table 47, a motor 48 that generates a driving force for rotating the table 47 around a pan rotation axis (not shown; an axis extending coaxially with the Y axis in the drawing), and the motor 48. Has a transmission mechanism (not shown) for transmitting the driving force to the table 47. As the motor 48, arbitrary types, such as a vibration wave motor and a DC motor, can be used, for example. Further, a control unit (not shown) for controlling the operation of the motor 48 is provided. Further, a sensor (not shown) for detecting a rotation angle of the table 47 around the pan rotation axis (that is, a pan angle of the camera head 50) is provided.

上記チルト機構は、テーブル47に設けられている一対の支持部41を有し、支持部材41のそれぞれは、チルト回転軸(図示せず;図中のY軸と直交するX軸と同軸上に伸びる軸)の対応する端部を回転可能に支持する。上記チルト回転軸には、カメラヘッド50が固着されており、上記チルト回転軸をその軸線の周りに回転させるための駆動源として、振動波モータ44が用いられている。   The tilt mechanism has a pair of support portions 41 provided on the table 47, and each of the support members 41 is coaxial with a tilt rotation axis (not shown; X axis orthogonal to the Y axis in the figure). The corresponding end of the extending shaft) is rotatably supported. A camera head 50 is fixed to the tilt rotation shaft, and a vibration wave motor 44 is used as a drive source for rotating the tilt rotation shaft about its axis.

一方の支持部材41側のチルト回転軸の端部には、図2に示すように、エンコーダスケール45およびチルト回転ギア42(第2のギア)が固着されている。エンコーダスケール45には、複数のスリット(図示せず)が設けられている。エンコーダスケール45の各スリットは、エンコーダセンサ46により読み取られ、エンコーダ46から出力される信号は、後述するように、チルト回転軸の回転角即ち(カメラヘッド50のチルト角度)の検出に用いられる。   As shown in FIG. 2, an encoder scale 45 and a tilt rotation gear 42 (second gear) are fixed to the end of the tilt rotation shaft on the one support member 41 side. The encoder scale 45 is provided with a plurality of slits (not shown). Each slit of the encoder scale 45 is read by the encoder sensor 46, and a signal output from the encoder 46 is used to detect the rotation angle of the tilt rotation axis, that is, (tilt angle of the camera head 50), as will be described later.

上記チルト回転ギア42には、チルト回転ピニオンギア43(第1のギア)が噛み合う。チルト回転ピニオンギア43は、上記振動波モータ44の出力軸(図示せず)に固着されている。振動波モータ44が回転されると、チルト回転ピニオンギア43が回転され、それに噛み合うチルト回転ギア42が回転される。ここで、チルト回転ピニオンギア43とチルト回転ギア42のギア比は、所定の減速比になるように設定されている。チルト回転ギア42とチルト回転ピニオンギア43は、互いに共働して振動波モータ44の駆動力をチルト回転軸に伝達するための第1の伝達部材および第2の伝達部材を有する伝達手段を構成する。そして、振動波モータ44の駆動力は、チルト回転ピニオンギア43およびチルト回転ギア42を介して上記チルト回転軸に伝達され、上記チルト回転軸はその軸線の周りに回転される。これにより、カメラヘッド50は、上記チルト回転軸の周りに、即ちチルト方向へ回転される。   The tilt rotation gear 42 meshes with a tilt rotation pinion gear 43 (first gear). The tilt rotation pinion gear 43 is fixed to an output shaft (not shown) of the vibration wave motor 44. When the vibration wave motor 44 is rotated, the tilt rotation pinion gear 43 is rotated, and the tilt rotation gear 42 meshed with the tilt rotation pinion gear 43 is rotated. Here, the gear ratio between the tilt rotation pinion gear 43 and the tilt rotation gear 42 is set to be a predetermined reduction ratio. The tilt rotation gear 42 and the tilt rotation pinion gear 43 constitute transmission means having a first transmission member and a second transmission member for cooperating with each other and transmitting the driving force of the vibration wave motor 44 to the tilt rotation shaft. To do. The driving force of the vibration wave motor 44 is transmitted to the tilt rotation shaft through the tilt rotation pinion gear 43 and the tilt rotation gear 42, and the tilt rotation shaft is rotated around the axis. Thereby, the camera head 50 is rotated around the tilt rotation axis, that is, in the tilt direction.

ここで、チルト回転ギア42およびチルト回転ピニオンギア43の間には、図3に示すように、遊びCLが設けられている。この遊びCLの大きさは、チルト回転ギア42に対して接触せずに、チルト回転ピニオンギア43が正転と逆転を交互に繰り返し回転可能な大きさに設定されている。そして、振動波モータ44がチルト回転ピニオンギア43を上記遊びCLの範囲内で正転と逆転を交互に繰り返しながら回転させるための特定の動作をするように振動波モータ44の制御が行われる。即ち、振動波モータ44の出力軸が、上記遊びCLの範囲内に対応する回転角度範囲内で正転と逆転を交互に繰り返すように回転する(往復運動)。以下、この振動波モータ44の特定の動作を、回復波処理と呼ぶこととし、この回復波処理の詳細については、後述する。   Here, a play CL is provided between the tilt rotation gear 42 and the tilt rotation pinion gear 43 as shown in FIG. The size of the play CL is set such that the tilt rotation pinion gear 43 can rotate forward and reverse alternately alternately without contacting the tilt rotation gear 42. Then, the vibration wave motor 44 is controlled such that the vibration wave motor 44 performs a specific operation for rotating the tilt rotation pinion gear 43 while alternately repeating forward rotation and reverse rotation within the range of the play CL. That is, the output shaft of the vibration wave motor 44 rotates so as to alternately repeat forward rotation and reverse rotation within a rotation angle range corresponding to the play CL range (reciprocating motion). Hereinafter, the specific operation of the vibration wave motor 44 is referred to as recovery wave processing, and details of the recovery wave processing will be described later.

次に、振動波モータ44の構成について図4および図5を参照しながら説明する。図4(a)は図1の雲台40のチルト機構の駆動源として用いられている振動波モータ44の主要部構成を示す縦断面図である。図4(b)は図4(a)の振動波モータ44の振動体92とスライダ部材93との接触部を拡大して示す縦断面図である。図5は図4(a)の振動波モータ44に印加される駆動信号の波形図を示す図である。   Next, the configuration of the vibration wave motor 44 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4A is a longitudinal sectional view showing a main part configuration of a vibration wave motor 44 used as a drive source of the tilt mechanism of the pan head 40 of FIG. 4B is an enlarged longitudinal sectional view showing a contact portion between the vibrating body 92 and the slider member 93 of the vibration wave motor 44 shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a waveform diagram of a drive signal applied to the vibration wave motor 44 of FIG.

振動波モータ44は、図4(a)に示すように、積層圧電素子(電気機械エネルギ変換素子)91を有する。積層圧電素子91は、2極に分極されている、薄い環状のセラミックの圧電素子の積層体からなり、A相およびB相を有する。積層圧電素子91には、円筒状の弾性体からなる振動体92が固着されている。振動体92には、円環状のスライダ部材93が加圧接触されており、当該スライダ部材93は、円筒状の移動子94に一体に固着されている(図4(b)参照)。移動子94には、当該移動子94の回転に連動して回転(運動)可能なように出力軸95(出力部材)が連結されており、当該出力軸95は、その軸線の周りに回転可能に支持されている。出力軸95の一端には、上述したチルト回転ピニオンギア43が固着(連結)されている。   As shown in FIG. 4A, the vibration wave motor 44 includes a laminated piezoelectric element (electromechanical energy conversion element) 91. The laminated piezoelectric element 91 is composed of a laminated body of thin annular ceramic piezoelectric elements polarized in two poles, and has an A phase and a B phase. A vibration body 92 made of a cylindrical elastic body is fixed to the laminated piezoelectric element 91. An annular slider member 93 is brought into pressure contact with the vibrating body 92, and the slider member 93 is integrally fixed to a cylindrical moving element 94 (see FIG. 4B). An output shaft 95 (output member) is connected to the movable element 94 so that the movable element 94 can rotate (movement) in conjunction with the rotation of the movable element 94, and the output shaft 95 can rotate around its axis. It is supported by. The tilt rotation pinion gear 43 described above is fixed (connected) to one end of the output shaft 95.

ここで、圧電素子91のA相、B相のそれぞれに対して駆動信号SA、駆動信号SBが印加されるとする。駆動信号SA,SBは、同じ周波数の信号からなり、また、位相差φを有する。   Here, it is assumed that the drive signal SA and the drive signal SB are applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric element 91, respectively. The drive signals SA and SB are made of signals having the same frequency and have a phase difference φ.

例えば図5(a)に示すような、位相差φが+π/2(rad)である駆動信号SA,SBがそれぞれ圧電素子91のA相、B相に印加されると、圧電素子91により振動体92に進行性振動波が励起される。そして、上記進行性振動波により、振動体92とスライダ部材93との接触部Cに摩擦力が生じ(図4(b)参照)、この摩擦力により、スライダ部材93は振動体92に対して相対移動即ち相対的に回転される。即ち、移動子94が回転される。移動子94の回転により、出力軸95はその軸線の周りに回転される。このように、位相差φが+π/2(rad)である駆動信号SA,SBがそれぞれ圧電素子91のA相、B相に印加される場合、出力軸95は回転方向CW(正回転方向)に回転されるとする。   For example, when drive signals SA and SB having a phase difference φ of + π / 2 (rad) as shown in FIG. 5A are applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric element 91, the piezoelectric element 91 vibrates. A progressive vibration wave is excited in the body 92. The progressive vibration wave causes a frictional force at the contact portion C between the vibrating body 92 and the slider member 93 (see FIG. 4B), and the sliding force causes the slider member 93 to move against the vibrating body 92. Relative movement or relative rotation. That is, the mover 94 is rotated. The output shaft 95 is rotated about its axis by the rotation of the moving element 94. As described above, when the drive signals SA and SB having the phase difference φ of + π / 2 (rad) are applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric element 91, respectively, the output shaft 95 rotates in the rotation direction CW (forward rotation direction). Is rotated.

これに対し、図5(b)に示すような、位相差φが−π/2(rad)である駆動信号SA,SBがそれぞれ圧電素子91のA相、B相に印加される場合、同様に、出力軸95は回転されるが、その回転方向は、回転方向CWとは逆の回転方向CCW(逆回転方向)となる。   In contrast, when drive signals SA and SB having a phase difference φ of −π / 2 (rad) as shown in FIG. 5B are applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric element 91, respectively, the same applies. Further, although the output shaft 95 is rotated, the rotation direction is a rotation direction CCW (reverse rotation direction) opposite to the rotation direction CW.

また、図5(c)に示すような、位相差φが0(rad)即ち位相差がない駆動信号SA,SBがそれぞれ圧電素子91のA相、B相に印加される場合、振動体92には、進行性振動波が励起されずに、定在波が発生する。この定在波が発生した状態においては、振動体92とスライダ部材93の間に摩擦力が発生せず、出力軸95は回転しない。また、スライダ部材93と振動体92の接触部C(図4(b))において、それぞれが互いに微小な間隔をおいて離間した状態になり、自己保持トルクの値が非常に小さくなる。   Further, as shown in FIG. 5C, when the phase difference φ is 0 (rad), that is, the drive signals SA and SB having no phase difference are applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric element 91, respectively, the vibrating body 92 In this case, a standing wave is generated without exciting a progressive vibration wave. In the state where the standing wave is generated, no frictional force is generated between the vibrating body 92 and the slider member 93, and the output shaft 95 does not rotate. Further, in the contact portion C (FIG. 4B) between the slider member 93 and the vibrating body 92, the slider member 93 and the vibrating member 92 are separated from each other at a minute interval, and the value of the self-holding torque becomes very small.

次に、振動波モータ44に駆動信号SA,SBを印加せずに振動波モータ44を長時間停止した状態に放置した場合に、振動波モータ44の自己保持トルクの値が非常に小さくなることについて説明する。   Next, when the vibration wave motor 44 is left in a state of being stopped for a long time without applying the drive signals SA and SB to the vibration wave motor 44, the value of the self-holding torque of the vibration wave motor 44 becomes very small. Will be described.

振動波モータ44の通常回転時においては、スライダ部材93と振動体92の接触部Cは、回転による摩擦状態にあり、乾燥した状態にある。しかしながら、振動波モータ44に駆動信号SA,SBを印加せずに振動波モータ44を長時間停止した状態に放置した場合、周囲の雰囲気中の水分子がスライダ部材93と振動体92の接触部C(図4(b))に侵入し、スライダ部材93と振動体92が滑り易い状態になる。このため、長時間停止状態に放置された振動波モータ44に対してその動作を開始させる場合、当初は、スライダ部材93と振動体92の接触部Cが低摩擦状態にある。そして、振動波モータ44の動作開始からある程度の時間が経過すると、スライダ部材93と振動体92の接触部Cが低摩擦状態から定常摩擦状態に変化する。よって、振動波モータ44の動作開始からある程度の時間が経過するまでの期間中は、発生するトルクが減少し、振動波モータ44の回転速度を速度プロファイルに正確に追従させて制御することができない。   During normal rotation of the vibration wave motor 44, the contact portion C between the slider member 93 and the vibrating body 92 is in a frictional state due to rotation and is in a dry state. However, when the vibration wave motor 44 is left for a long time without applying the drive signals SA and SB to the vibration wave motor 44, water molecules in the surrounding atmosphere cause contact between the slider member 93 and the vibration body 92. C (FIG. 4B) enters, and the slider member 93 and the vibrating body 92 become slippery. For this reason, when starting the operation of the vibration wave motor 44 that has been left stopped for a long time, the contact portion C between the slider member 93 and the vibrating body 92 is initially in a low friction state. When a certain amount of time has elapsed from the start of the operation of the vibration wave motor 44, the contact portion C between the slider member 93 and the vibrating body 92 changes from the low friction state to the steady friction state. Therefore, during a period from when the operation of the vibration wave motor 44 starts until a certain time elapses, the generated torque decreases, and the rotational speed of the vibration wave motor 44 cannot be accurately controlled to follow the speed profile. .

次に、本実施の形態における振動波モータ44を制御するための制御部の構成について図6を参照しながら説明する。図6は図4の振動波モータ44を制御するための制御部の構成を示すブロック図である。   Next, a configuration of a control unit for controlling the vibration wave motor 44 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a control unit for controlling the vibration wave motor 44 of FIG.

振動波モータ44を制御するための制御部100は、図6に示すように、CPU1を備える。CPU1は、ホストコンピュータ2からの指示信号(例えば駆動開始、目標速度、停止などを示す指示信号)に基づいて、振動波モータ44を動作、停止をさせるための駆動信号を出力する。また、CPU1は、ホストコンピュータ2からの上記指示信号に基づいて、振動波モータ44の回転方向を切り換えるための回転方向切換信号を位相変換部6に出力する。   The control unit 100 for controlling the vibration wave motor 44 includes a CPU 1 as shown in FIG. The CPU 1 outputs a drive signal for operating and stopping the vibration wave motor 44 based on an instruction signal from the host computer 2 (for example, an instruction signal indicating drive start, target speed, stop, etc.). Further, the CPU 1 outputs a rotation direction switching signal for switching the rotation direction of the vibration wave motor 44 to the phase conversion unit 6 based on the instruction signal from the host computer 2.

CPU1からの上記駆動信号は、D/A変換器(デジタルアナログ変換器)4によりアナログ信号に変換された後に、VCO(Voltage Controlled Oscillator;可変周波数発振器)5に入力される。VCO5は、D/A変換器4から入力された駆動信号の電圧に応じた周波数の交流電圧を発生する。VCO5で発生された交流電圧は、位相変換部6に入力される。   The drive signal from the CPU 1 is converted into an analog signal by a D / A converter (digital / analog converter) 4 and then input to a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 5. The VCO 5 generates an alternating voltage having a frequency corresponding to the voltage of the drive signal input from the D / A converter 4. The AC voltage generated by the VCO 5 is input to the phase converter 6.

位相変換部6は、上記CPU1からの回転方向切換信号に基づいて、VCO5から入力された交流電圧を、振動波モータ44の回転方向を規定する位相差φ(+π/2または−π/2(rad))を有する2つの交流電圧に変換し、それぞれの交流電圧を出力する。ここで、変換後の2つの交流電圧は、それぞれ同じ周波数および電圧を有する。   Based on the rotation direction switching signal from the CPU 1, the phase conversion unit 6 converts the AC voltage input from the VCO 5 into a phase difference φ (+ π / 2 or −π / 2 () that defines the rotation direction of the vibration wave motor 44. rad)) are converted into two alternating voltages, and each alternating voltage is output. Here, the two alternating voltages after conversion have the same frequency and voltage, respectively.

位相変換部6から出力された交流電圧の一方は、電力増幅器(以下、アンプという)7およびマッチングコイル9を経て、駆動信号SAとして振動波モータ44に出力される。そして、上記駆動信号SAは、振動波モータ44の積層圧電素子91のA相に印加される。位相変換部6から出力された交流電圧の他方は、アンプ8およびマッチングコイル10を経て、駆動信号SBとして振動波モータ44に出力され、当該駆動信号SBは、積層圧電素子91のB相に印加される。   One of the AC voltages output from the phase converter 6 is output to the vibration wave motor 44 as a drive signal SA through a power amplifier (hereinafter referred to as an amplifier) 7 and a matching coil 9. The drive signal SA is applied to the A phase of the laminated piezoelectric element 91 of the vibration wave motor 44. The other of the AC voltages output from the phase converter 6 is output to the vibration wave motor 44 as a drive signal SB via the amplifier 8 and the matching coil 10, and the drive signal SB is applied to the B phase of the laminated piezoelectric element 91. Is done.

CPU1は、エンコーダセンサ46からの出力信号を入力し、当該出力信号に基づいて、振動波モータ44の回転速度および回転方向を検出する。そして、CPU1は、検出した振動波モータ44の回転速度および回転方向が目標回転速度および回転方向に一致するように、フィードバック制御を行う。   The CPU 1 receives an output signal from the encoder sensor 46 and detects the rotational speed and direction of the vibration wave motor 44 based on the output signal. Then, the CPU 1 performs feedback control so that the detected rotation speed and rotation direction of the vibration wave motor 44 coincide with the target rotation speed and rotation direction.

また、CPU1は、タイマ回路3に含まれる継続停止タイマ3a,回復波処理タイマ3b,駆動制御タイマ3cを個別に動作させ、それぞれのタイマ3a〜3cの計時時間に基づいて制御、動作時間などを制御する。ここで、継続停止タイマ3aは、振動波モータ44に駆動信号SA,SBが印加されずに振動波モータ44が継続して停止されている時間(継続停止時間)t1を計時するタイマである。回復波処理タイマ3bは、後述する回復波処理の実行時間t2を計時するタイマである。駆動制御タイマ3cは、駆動信号SA,SBの印加時間を制御するための時間t3を計時するタイマである。   Further, the CPU 1 individually operates the continuation stop timer 3a, the recovery wave processing timer 3b, and the drive control timer 3c included in the timer circuit 3, and performs control, operation time, and the like based on the time measured by each timer 3a to 3c. Control. Here, the continuous stop timer 3a is a timer that measures a time (continuous stop time) t1 during which the vibration wave motor 44 is continuously stopped without applying the drive signals SA and SB to the vibration wave motor 44. The recovery wave processing timer 3b is a timer that times an execution time t2 of recovery wave processing described later. The drive control timer 3c is a timer that measures a time t3 for controlling the application time of the drive signals SA and SB.

本実施の形態においては、振動波モータ44が停止されると、継続停止タイマ3aによる継続停止時間t1の計時が開始される。継続停止タイマ3aにより計時された継続停止時間t1が予め設定された閾値taに達すると、回復波処理が開始される。この回復波処理が開始されると、回復波処理タイマ3bにより回復波処理の実行時間t2の計時が開始される。回復波処理タイマ3bにより計時された回復波処理の実行時間t2の計時が所定時間tpに達すると、回復波処理は終了される。また、回復波処理の実行中においては、駆動制御タイマ3cが計時する時間t3に基づいて駆動信号SA,SBの印加時間が制御される。   In the present embodiment, when the vibration wave motor 44 is stopped, the continuous stop time t1 is measured by the continuous stop timer 3a. When the continuous stop time t1 counted by the continuous stop timer 3a reaches a preset threshold value ta, the recovery wave process is started. When the recovery wave process is started, the recovery wave process timer 3b starts measuring the recovery wave process execution time t2. When the time of the recovery wave processing execution time t2 timed by the recovery wave processing timer 3b reaches a predetermined time tp, the recovery wave processing is terminated. During execution of the recovery wave process, the application times of the drive signals SA and SB are controlled based on the time t3 counted by the drive control timer 3c.

次に、上記回復波処理について図7および図8を参照しながら説明する。図7は図6の制御部100の回復波処理による振動波モータ44の出力軸95の回転方向の切り換え状態を示す図である。図8は制御部100による回復波処理の実行タイミングを模式的に示す図である。   Next, the recovery wave process will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing a switching state of the rotation direction of the output shaft 95 of the vibration wave motor 44 by the recovery wave process of the control unit 100 of FIG. FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the execution timing of the recovery wave process by the control unit 100.

上記回復波処理は、上述したように、上記遊びCL(図3参照)の範囲に対応する回転角度範囲内で出力軸95が正転と逆転を交互に繰り返すように、振動波モータ44を動作させるための制御処理であり、当該制御処理は、所定時間実行される。   As described above, the recovery wave process operates the vibration wave motor 44 so that the output shaft 95 alternately repeats forward rotation and reverse rotation within a rotation angle range corresponding to the range of the play CL (see FIG. 3). The control process is executed for a predetermined time.

上記回復波処理においては、図7に示すように、まず、駆動制御タイマ3cの計時時間t3に基づいて、微小時間ts分出力軸95が例えば正転方向CWへ回転するように振動波モータ44が制御される。即ち、微小時間ts分、A相には、駆動信号SAが印加され、B相には、駆動信号SAとの位相差φが+π/2(rad)の駆動信号SBが印加される(図5(a)参照)。ここで、上記時間tsは、チルト回転ギア42およびチルト回転ピニオンギア43の間にある遊びCL(図3)の範囲内の回転角度分、振動波モータ44の出力軸95を正転方向CWまたは逆回転方向CCWへ回転させる際に必要な時間である。例えば時間tsとしては、0.003秒が設定される。   In the recovery wave process, as shown in FIG. 7, first, based on the time t3 of the drive control timer 3c, the vibration wave motor 44 is rotated so that the output shaft 95 rotates, for example, in the forward rotation direction CW for a minute time ts. Is controlled. That is, the drive signal SA is applied to the A phase for a minute time ts, and the drive signal SB having a phase difference φ of + π / 2 (rad) from the drive signal SA is applied to the B phase (FIG. 5). (See (a)). Here, the time ts indicates that the output shaft 95 of the vibration wave motor 44 is rotated in the forward rotation direction CW by the rotation angle within the range of the play CL (FIG. 3) between the tilt rotation gear 42 and the tilt rotation pinion gear 43. This is the time required to rotate in the reverse rotation direction CCW. For example, 0.003 seconds is set as the time ts.

上記振動波モータ44の正転後、振動波モータ44の回転方向を切り換えるように、CPU1から回転方向切換信号が位相変換部6に入力される。そして、微小時間ts分、駆動信号SAおよび当該駆動信号SAとの位相差φが−π/2(rad)の駆動信号SBが振動波モータ44のA相,B相にそれぞれ印加される(図5(b)参照)。これにより、振動波モータ44の出力軸95は、逆転方向CCWへ回転される。この逆転方向CCWへの回転は、上記時間ts分実行される。次いで、再び振動波モータ44の回転方向が切り換えられる。   After the forward rotation of the vibration wave motor 44, a rotation direction switching signal is input from the CPU 1 to the phase converter 6 so as to switch the rotation direction of the vibration wave motor 44. Then, for the minute time ts, the drive signal SA and the drive signal SB having a phase difference φ of −π / 2 (rad) from the drive signal SA are applied to the A phase and the B phase of the vibration wave motor 44, respectively (FIG. 5 (b)). As a result, the output shaft 95 of the vibration wave motor 44 is rotated in the reverse direction CCW. The rotation in the reverse direction CCW is executed for the time ts. Next, the rotation direction of the vibration wave motor 44 is switched again.

このように、回復波処理により、上記遊びCLの範囲に対応する回転角度範囲内で、振動波モータ44(出力軸95)の正転および逆転が交互に繰り返される。この回復波処理の開始と同時に、回復波処理タイマ3bが回復波処理の実行時間t2を計時する動作を開始しており、回復波処理の実行時間t2が所定時間tpに達すると、回復波処理は、終了する。上記所定時間tpは、スライダ部材93と振動体92の接触部Cにおける状態を定常摩擦状態(水分子の侵入による影響が排除された摩擦状態)にするのに必要な正転および逆転の繰り返し回数から決められる時間である。例えば、所定時間tpは、3秒に決定される。   As described above, by the recovery wave process, the forward rotation and the reverse rotation of the vibration wave motor 44 (the output shaft 95) are alternately repeated within a rotation angle range corresponding to the play CL range. Simultaneously with the start of the recovery wave processing, the recovery wave processing timer 3b starts an operation for measuring the execution time t2 of the recovery wave processing, and when the execution time t2 of the recovery wave processing reaches a predetermined time tp, the recovery wave processing Ends. The predetermined time tp is the number of repetitive forward and reverse rotations necessary to bring the state of the contact portion C between the slider member 93 and the vibrating body 92 into a steady friction state (a friction state in which the influence of water molecules has been eliminated). It is time that can be decided from. For example, the predetermined time tp is determined to be 3 seconds.

また、上記閾値taは、振動波モータ44が自己保持トルクの減少を起こさずに正常に動作を開始することができる継続停止時間の最大値である。そして、上記閾値taの時間内であれば、停止された状態に放置された振動波モータ44を、速度制御プロファイルを正確に追従しながら駆動することができることになる。本実施の形態においては、上記閾値taとして、3分に設定されている。   The threshold ta is the maximum value of the continuous stop time during which the vibration wave motor 44 can normally start operation without causing a decrease in the self-holding torque. If the time is within the threshold ta, the vibration wave motor 44 left in a stopped state can be driven while accurately following the speed control profile. In the present embodiment, the threshold value ta is set to 3 minutes.

このように、継続停止時間t1が閾値taに達すると、図8に示すように、上記回復波処理が開始され、当該回復波処理により、スライダ部材93と振動体92の接触部Cにおける状態が、定常的な摩擦状態にされる。よって、振動波モータ44に駆動信号SA,SBを印加せずに振動波モータ44を停止状態に長時間放置した場合に、振動波モータ44の自己保持トルクの低下を未然に防止することができる。その結果、例えばカメラヘッド50の荷重が作用する位置がチルト回転軸上になくても、当該荷重により作用するモーメント力が自己保持トルクの範囲内であれば、振動波モータ44の停止状態においてカメラヘッド50が目標位置から移動することはない。即ち、振動波モータ44に駆動信号SA,SBを印加せずに振動波モータ44を長時間停止状態に放置するような場合においても、カメラヘッド50を目標位置に停止した状態に保持することができる。   Thus, when the continuous stop time t1 reaches the threshold value ta, the recovery wave process is started as shown in FIG. 8, and the state at the contact portion C between the slider member 93 and the vibrating body 92 is changed by the recovery wave process. A steady friction state. Therefore, when the vibration wave motor 44 is left in a stopped state for a long time without applying the drive signals SA and SB to the vibration wave motor 44, it is possible to prevent a decrease in the self-holding torque of the vibration wave motor 44. . As a result, for example, even if the position where the load of the camera head 50 is applied is not on the tilt rotation axis, if the moment force applied by the load is within the range of the self-holding torque, the camera in the stopped state of the vibration wave motor 44 The head 50 does not move from the target position. That is, even when the vibration wave motor 44 is left in a stopped state for a long time without applying the drive signals SA and SB to the vibration wave motor 44, the camera head 50 can be held in a stopped state at the target position. it can.

また、回復波処理の終了後に、ホストコンピュータ2からの駆動指示信号がなく、再度、継続停止時間t1が上記閾値taに達すると、回復波処理が開始される。この際、前回の回復波処理における最後の回転方向が正転方向CWであれば、今回の回復波処理の最初の回転方向は、逆転方向CCWとなるように制御される。   Further, after the recovery wave process is completed, when there is no drive instruction signal from the host computer 2 and the continuous stop time t1 reaches the threshold value ta again, the recovery wave process is started. At this time, if the last rotation direction in the previous recovery wave process is the forward rotation direction CW, the first rotation direction of the current recovery wave process is controlled to be the reverse rotation direction CCW.

次に、制御部100が回復波処理を実行する際の手順について図9を参照しながら説明する。図9は図6の制御部100が回復波処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。図9のフローチャートに示す手順は、CPU1により実行されるものである。   Next, a procedure when the control unit 100 executes the recovery wave process will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing a procedure when the control unit 100 of FIG. 6 executes the recovery wave process. The procedure shown in the flowchart of FIG. 9 is executed by the CPU 1.

制御部100のCPU1がホストコンピュータ2からの停止指示信号に基づいて振動波モータ44を停止状態にすると、図9に示すように、CPU1は、継続停止タイマ3aを動作させ、継続停止時間t1の計時を開始させる(ステップS1)。そして、CPU1は、ホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信したか否かを判定する(ステップS2)。   When the CPU 1 of the control unit 100 stops the vibration wave motor 44 based on the stop instruction signal from the host computer 2, the CPU 1 operates the continuous stop timer 3a as shown in FIG. Timing is started (step S1). Then, the CPU 1 determines whether or not a drive start instruction signal from the host computer 2 has been received (step S2).

上記ステップS2において上記ホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信していない場合、CPU1は、継続停止タイマ3aにより計時された時間t1が上記閾値taに達したか否かを判定する(ステップS3)。ここで、時間t1が上記閾値taに達していない場合、CPU1は、上記ステップS2に戻る。   When the drive start instruction signal from the host computer 2 is not received in the step S2, the CPU 1 determines whether or not the time t1 counted by the continuous stop timer 3a has reached the threshold value ta (step S3). ). Here, when the time t1 has not reached the threshold value ta, the CPU 1 returns to step S2.

上記ステップS3において時間t1が上記閾値taに達したと判定された場合、CPU1は、上述した回復波処理を開始する(ステップS4)。このとき、CPU1は、回復波処理タイマ3bによる回復波処理の実行時間t2の計時を開始させる。そして、CPU1は、回復波処理タイマ3bにより計時された回復波処理の実行時間t2が所定時間tpに達したか否かを判定する(ステップS5)。   When it is determined in step S3 that the time t1 has reached the threshold value ta, the CPU 1 starts the recovery wave process described above (step S4). At this time, the CPU 1 starts measuring the recovery wave processing execution time t2 by the recovery wave processing timer 3b. Then, the CPU 1 determines whether or not the recovery wave processing execution time t2 timed by the recovery wave processing timer 3b has reached a predetermined time tp (step S5).

上記ステップS5において回復波処理の実行時間t2が所定時間tpに達したと判定された場合、CPU1は、回復波処理を終了する(ステップS6)。この回復波処理の終了に伴い回復波処理タイマ3bは、リセットされる。そして、CPU1は、継続停止タイマ3aをリセットし(ステップS7)、上記ステップS1に戻る。   When it is determined in step S5 that the recovery wave process execution time t2 has reached the predetermined time tp, the CPU 1 ends the recovery wave process (step S6). As the recovery wave process ends, the recovery wave process timer 3b is reset. Then, the CPU 1 resets the continuous stop timer 3a (step S7), and returns to step S1.

これに対し、上記ステップS5において回復波処理の実行時間t2が所定時間tpに達していない判定された場合、CPU1は、ホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信したか否かを判定する(ステップS8)。上記駆動開始指示信号を受信していない場合、CPU1は、上記ステップS5に戻る。   On the other hand, when it is determined in step S5 that the recovery wave processing execution time t2 has not reached the predetermined time tp, the CPU 1 determines whether or not a drive start instruction signal from the host computer 2 has been received ( Step S8). If the drive start instruction signal has not been received, the CPU 1 returns to step S5.

上記ステップS8においてホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信したと判定された場合、CPU1は、回復波処理を中止し(ステップS9)、継続停止タイマ3aをリセットする(ステップS10)。そして、CPU1は、上記受信した駆動開始信号に基づいて振動波モータ44の動作を開始させる制御へ移行する(ステップS11)。   When it is determined in step S8 that the drive start instruction signal is received from the host computer 2, the CPU 1 stops the recovery wave process (step S9) and resets the continuous stop timer 3a (step S10). Then, the CPU 1 shifts to control for starting the operation of the vibration wave motor 44 based on the received drive start signal (step S11).

上記ステップS2においてホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信したと判定された場合、CPU1は、継続停止タイマ3aをリセットする(ステップS10)。そして、CPU1は、上記受信した駆動開始信号に基づいて振動波モータ44の動作を開始させる制御へ移行する(ステップS11)。   If it is determined in step S2 that the drive start instruction signal has been received from the host computer 2, the CPU 1 resets the continuous stop timer 3a (step S10). Then, the CPU 1 shifts to control for starting the operation of the vibration wave motor 44 based on the received drive start signal (step S11).

このように、本実施の形態によれば、振動波モータ44により、チルト回転軸(カメラヘッド50)を長時間に渡り所望の位置に停止させた状態に保持することができるとともに、チルト回転軸(カメラヘッド50)を安定して駆動することができる。   Thus, according to the present embodiment, the tilt rotation shaft (camera head 50) can be held at a desired position for a long time by the vibration wave motor 44, and the tilt rotation shaft can be held. The (camera head 50) can be driven stably.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図10を参照しながら説明する。図10は本発明の第2の実施の形態に係る駆動装置の回復波処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for executing the recovery wave process of the driving apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本実施の形態は、上記第1の実施の形態と同様の構成を有するが、回復波処理の実行中には、ホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受け付けない点で、上記第1の実施の形態と異なる。以下の説明においては、上記第1の実施の形態の同じ部材、同じブロックには、同一の符号を用いる。   The present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, but the first embodiment is different in that a drive start instruction signal from the host computer 2 is not accepted during execution of the recovery wave process. The form is different. In the following description, the same reference numerals are used for the same members and the same blocks in the first embodiment.

制御部100のCPU1がホストコンピュータ2からの停止指示信号に基づいて振動波モータ44を停止状態にすると、図10に示すように、CPU1は、継続停止タイマ3aを動作させ、継続停止時間t1の計時を開始させる(ステップS21)。そして、CPU1は、ホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信したか否かを判定する(ステップS22)。   When the CPU 1 of the control unit 100 stops the vibration wave motor 44 based on the stop instruction signal from the host computer 2, as shown in FIG. 10, the CPU 1 operates the continuous stop timer 3a and sets the continuous stop time t1. Timekeeping is started (step S21). Then, the CPU 1 determines whether or not a drive start instruction signal from the host computer 2 has been received (step S22).

上記ステップS22において上記ホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信していない場合、CPU1は、継続停止タイマ3aにより計時された時間t1が上記閾値taに達したか否かを判定する(ステップS23)。ここで、時間t1が上記閾値taに達していない場合、CPU1は、上記ステップS22に戻る。   When the drive start instruction signal is not received from the host computer 2 in step S22, the CPU 1 determines whether or not the time t1 counted by the continuous stop timer 3a has reached the threshold value ta (step S23). ). Here, when the time t1 has not reached the threshold value ta, the CPU 1 returns to step S22.

上記ステップS23において時間t1が上記閾値taに達したと判定された場合、CPU1は、上述した回復波処理を開始する(ステップS24)。このとき、CPU1は、回復波処理タイマ3bによる回復波処理の実行時間t2の計時を開始させる。そして、CPU1は、回復波処理タイマ3bにより計時された回復波処理の実行時間t2が所定時間tpに達したか否かを判定する(ステップS25)。   When it is determined in step S23 that the time t1 has reached the threshold value ta, the CPU 1 starts the recovery wave process described above (step S24). At this time, the CPU 1 starts measuring the recovery wave processing execution time t2 by the recovery wave processing timer 3b. Then, the CPU 1 determines whether or not the recovery wave processing execution time t2 timed by the recovery wave processing timer 3b has reached a predetermined time tp (step S25).

上記ステップS25において回復波処理の実行時間t2が所定時間tpに達したと判定された場合、CPU1は、回復波処理を終了する(ステップS26)。この回復波処理の終了に伴い回復波処理タイマ3bは、リセットされる。そして、CPU1は、継続停止タイマ3aをリセットし(ステップS27)、上記ステップS21に戻る。   When it is determined in step S25 that the recovery wave process execution time t2 has reached the predetermined time tp, the CPU 1 ends the recovery wave process (step S26). As the recovery wave process ends, the recovery wave process timer 3b is reset. Then, the CPU 1 resets the continuous stop timer 3a (step S27), and returns to step S21.

上記ステップS22においてホストコンピュータ2からの駆動開始指示信号を受信したと判定された場合、CPU1は、継続停止タイマ3aをリセットする(ステップS28)。そして、CPU1は、上記受信した駆動開始信号に基づいて振動波モータ44の動作を開始させる制御へ移行する(ステップS29)。   If it is determined in step S22 that the drive start instruction signal has been received from the host computer 2, the CPU 1 resets the continuous stop timer 3a (step S28). Then, the CPU 1 shifts to control for starting the operation of the vibration wave motor 44 based on the received drive start signal (step S29).

(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について図11および図12を参照しながら説明する。図11は本発明の第3の実施の形態に係る振動波モータの駆動装置による回復波処理の実施タイミングを示す図である。図12は本発明の第3の実施の形態に係る駆動装置の回復波処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram showing the execution timing of the recovery wave processing by the vibration wave motor driving apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for executing the recovery wave process of the driving apparatus according to the third embodiment of the present invention.

本実施の形態は、上記第1の実施の形態と同様の構成を有するが、電源投入、リセット指示など、雲台40の初期化動作が要求される初期化指示が入力されると、当該初期化動作の実行前に回復波処理を実行する点で異なる。以下の説明においては、上記第1の実施の形態の同じ部材、同じブロックには、同一の符号を用いる。   The present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, but when an initialization instruction that requires an initialization operation of the pan head 40, such as a power-on or reset instruction, is input, The difference is that recovery wave processing is executed before execution of the digitizing operation. In the following description, the same reference numerals are used for the same members and the same blocks in the first embodiment.

本実施の形態においては、上記初期化指示が入力されると、雲台40のパン機構およびチルト機構において、初期位置に対する位置決めなどの初期化動作が行われる。例えばチルト機構においては、振動波モータ44を動作させ、カメラヘッド50を初期位置に停止させるための初期化動作が行われる。   In the present embodiment, when the initialization instruction is input, the panning mechanism and the tilting mechanism of the pan head 40 perform initialization operations such as positioning with respect to the initial position. For example, in the tilt mechanism, an initialization operation for operating the vibration wave motor 44 and stopping the camera head 50 at the initial position is performed.

ここで、チルト機構に関しては、図11に示すように、初期化指示が入力されると、まず、回復波処理が実行される。そして、回復波処理の終了後に、初期化動作に対応する駆動信号SA,SBが振動波モータ44に出力される。   Here, regarding the tilt mechanism, as shown in FIG. 11, when an initialization instruction is input, recovery wave processing is first executed. Then, after the recovery wave process is completed, drive signals SA and SB corresponding to the initialization operation are output to the vibration wave motor 44.

制御部100のCPU1は、図12に示すように、初期化指示が入力されたか否かを判定する(ステップS31)。ここで、初期化指示が入力されると、CPU1は、回復波処理を実行する(ステップS32)。この回復波処理の実行時間は、上記第1および第2の実施の形態と異なり、10秒である。次いで、CPU1は、初期化動作に対応する駆動信号SA,SBを振動波モータ44に出力し、振動波モータ44の動作を制御する(ステップS33)。そして、CPU1は、本処理を終了する。   As shown in FIG. 12, the CPU 1 of the control unit 100 determines whether or not an initialization instruction has been input (step S31). Here, when an initialization instruction is input, the CPU 1 executes a recovery wave process (step S32). The execution time of this recovery wave process is 10 seconds unlike the first and second embodiments. Next, the CPU 1 outputs drive signals SA and SB corresponding to the initialization operation to the vibration wave motor 44, and controls the operation of the vibration wave motor 44 (step S33). And CPU1 complete | finishes this process.

このように、本実施の形態においては、初期化指示が入力されると、回復波処理が実行された後に、振動波モータ44を動作させ、カメラヘッド50をチルト方向の初期位置に停止させるための初期化動作が行われる。これにより、初期化動作開始時において、振動波モータ44の自己保持トルクが低下することを未然に防止することができる。   As described above, in this embodiment, when the initialization instruction is input, the vibration wave motor 44 is operated after the recovery wave process is executed, and the camera head 50 is stopped at the initial position in the tilt direction. The initialization operation is performed. Thereby, it is possible to prevent the self-holding torque of the vibration wave motor 44 from being lowered at the start of the initialization operation.

本発明の第1の実施の形態に係る駆動装置がチルト機構として用いられている監視カメラ装置を前方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the surveillance camera device from which the drive device concerning a 1st embodiment of the present invention is used as a tilt mechanism from the front. 図1の監視カメラ装置に用いられているチルト機構の主要部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part structure of the tilt mechanism used for the surveillance camera apparatus of FIG. 図2のチルト回転ギア42およびチルト回転ピニオンギア43の噛み合い状態を模式的に示す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing an engagement state of a tilt rotation gear 42 and a tilt rotation pinion gear 43 in FIG. 2. (a)は図1の雲台40のチルト機構の駆動源として用いられている振動波モータ44の主要部構成を示す縦断面図である。(b)は図4(a)の振動波モータ44の振動体92とスライダ部材93との接触部を拡大して示す縦断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view showing a main part configuration of a vibration wave motor 44 used as a drive source of the tilt mechanism of the pan head 40 of FIG. FIG. 4B is an enlarged longitudinal sectional view showing a contact portion between the vibrating body 92 and the slider member 93 of the vibration wave motor 44 of FIG. 図4(a)の振動波モータ44に印加される駆動信号の波形図を示す図である。It is a figure which shows the wave form diagram of the drive signal applied to the vibration wave motor 44 of Fig.4 (a). 図4の振動波モータ44を駆動するための制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit for driving the vibration wave motor 44 of FIG. 4. 図6の制御部100の回復波処理による振動波モータ44の出力軸95の回転方向の切り換え状態を示す図である。It is a figure which shows the switching state of the rotation direction of the output shaft 95 of the vibration wave motor 44 by the recovery wave process of the control part 100 of FIG. 制御部100による回復波処理の実行タイミングを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the execution timing of the recovery wave process by the control part. 図6の制御部100が回復波処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of the control part 100 of FIG. 6 performing a recovery wave process. 本発明の第2の実施の形態に係る駆動装置の回復波処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of performing the recovery wave process of the drive device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る振動波モータの駆動装置による回復波処理の実施タイミングを示す図である。It is a figure which shows the implementation timing of the recovery wave process by the drive device of the vibration wave motor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る駆動装置の回復波処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of performing the recovery wave process of the drive device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 速度制御プロファイルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a speed control profile.

符号の説明Explanation of symbols

1 CPU
3a 継続停止タイマ
6 位相変換部
40 雲台
42 チルト回転ギア
43 チルト回転ピニオンギア
44 振動波モータ
45 エンコーダスケール
46 エンコーダセンサ
50 カメラヘッド
91 積層圧電素子
92 振動体
93 スライダ部材
94 移動子
95 出力軸
100 制御部
1 CPU
3a Continuous stop timer 6 Phase conversion unit 40 Pan head 42 Tilt rotation gear 43 Tilt rotation pinion gear 44 Vibration wave motor 45 Encoder scale 46 Encoder sensor 50 Camera head 91 Multilayer piezoelectric element 92 Vibrating body 93 Slider member 94 Mover 95 Output shaft 100 Control unit

Claims (8)

振動波モータと、
前記振動波モータにより駆動される被駆動体と、
前記振動波モータの出力を前記被駆動体に伝達するための少なくとも第1の伝達部材および第2の伝達部材を有し、前記第1の伝達部材と前記第2の伝達部材との間には遊びが設けられている伝達手段と、
前記振動波モータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記振動波モータが前記第1の伝達部材を前記遊びの範囲内で繰り返し往復運動させるための特定の動作をするように、前記振動波モータを制御することを特徴とする駆動装置。
A vibration wave motor;
A driven body driven by the vibration wave motor;
It has at least a first transmission member and a second transmission member for transmitting the output of the vibration wave motor to the driven body, and between the first transmission member and the second transmission member A transmission means provided with play;
Control means for controlling the vibration wave motor,
The control means controls the vibration wave motor so that the vibration wave motor performs a specific operation for repeatedly reciprocating the first transmission member within the play range. apparatus.
前記振動波モータが継続して停止している継続停止時間を計時する計時手段を備え、
前記制御手段は、前記計時手段により計時された継続停止時間が予め設定された所定時間に達すると、前記振動波モータが前記特定の動作をするように、前記振動波モータを制御することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
Comprising time measuring means for measuring a continuous stop time in which the vibration wave motor is continuously stopped;
The control means controls the vibration wave motor so that the vibration wave motor performs the specific operation when the continuous stop time measured by the time measurement means reaches a predetermined time set in advance. The drive device according to claim 1.
前記制御手段は、前記振動波モータが前記特定の動作を予め設定された実行時間するように、前記振動波モータを制御することを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。   The drive unit according to claim 2, wherein the control unit controls the vibration wave motor so that the vibration wave motor performs the specific operation for a predetermined execution time. 前記制御手段は、前記振動波モータの前記特定の動作の開始から予め設定された実行時間が経過するまでに、前記振動波モータの駆動開始指示が入力されると、前記振動波モータの前記特定の動作を中止し、前記振動波モータが前記駆動開始指示に基づいた動作を開始するように、前記振動波モータを制御することを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。   The control means receives the specific instruction of the vibration wave motor when an instruction to start driving the vibration wave motor is input before a predetermined execution time elapses from the start of the specific operation of the vibration wave motor. 3. The drive device according to claim 2, wherein the vibration wave motor is controlled such that the operation of the vibration wave motor is stopped and the vibration wave motor starts an operation based on the drive start instruction. 前記制御手段は、初期化指示が入力されると、前記振動波モータが前記初期化指示に基づいた動作を開始する前に、前記振動波モータが前記特定の動作をするように、前記振動波モータを制御することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。   When the initialization instruction is input, the control means causes the vibration wave motor to perform the specific operation before the vibration wave motor starts an operation based on the initialization instruction. The drive device according to claim 1, wherein the motor is controlled. 前記振動波モータは、振動体と、前記振動体に固着され、前記振動体に振動波を励起させる電気機械エネルギ変換素子と、前記振動体に接触され、前記振動体に励起された振動波により相対移動する移動子と、前記移動子の相対移動により運動する出力部材とを有し、
前記出力部材は、前記第1の伝達部材と連結されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の駆動装置。
The vibration wave motor includes a vibration body, an electromechanical energy conversion element fixed to the vibration body and exciting the vibration body to the vibration body, and a vibration wave that is in contact with the vibration body and excited by the vibration body. A mover that relatively moves, and an output member that moves by relative movement of the mover,
The drive device according to claim 1, wherein the output member is connected to the first transmission member.
前記第1の伝達部材は、前記出力部材に固着されている第1のギアからなり、
前記第2の伝達部材は、前記第1のギアと噛み合わされ、前記第1のギアとの間に遊びが設けられている第2のギアからなり、
前記制御手段は、前記特定の動作として、前記振動波モータが前記第1のギアを前記遊びの範囲内で正転、逆転を繰り返しながら回転させる動作をするように、前記振動波モータを制御することを特徴とする請求項6に記載の駆動装置。
The first transmission member includes a first gear fixed to the output member,
The second transmission member comprises a second gear meshed with the first gear and provided with play between the first gear,
The control means controls the vibration wave motor as the specific operation so that the vibration wave motor rotates the first gear while repeating normal rotation and reverse rotation within the range of play. The drive device according to claim 6.
振動波モータと、前記振動波モータにより駆動される被駆動体と、前記振動波モータから出力される駆動力が伝達される第1の伝達部材および前記第1の伝達部材に伝達された駆動力を前記被駆動体に伝達する第2の伝達部材を有し、前記第1の伝達部材との間に前記第2の伝達部材との間には遊びが設けられている伝達手段とを備える駆動装置の制御方法であって、
前記振動波モータが前記第1の伝達部材を前記遊びの範囲内で繰り返し往復運動させるための特定の動作をするように、前記振動波モータを制御することを特徴とする駆動装置の制御方法。
A vibration wave motor, a driven body driven by the vibration wave motor, a first transmission member to which a driving force output from the vibration wave motor is transmitted, and a driving force transmitted to the first transmission member And a second transmission member for transmitting a drive signal to the driven body, and a transmission means provided with play between the first transmission member and the second transmission member. An apparatus control method comprising:
A control method for a driving apparatus, comprising: controlling the vibration wave motor so that the vibration wave motor performs a specific operation for reciprocating the first transmission member within the range of play.
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