JP2022055150A - 振動型アクチュエータの制御装置及びそれを有する振動型駆動装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
図15(a)は、本発明の振動型アクチュエータの駆動装置を構成する第1実施形態に係る、振動型アクチュエータ100の概略構成を示す斜視図である。
上述した第1実施形態において、複数の振動型アクチュエータのいずれか又は両方の位相差が、所定の制限値としての位相差の制限値の範囲外となることで位相差の制限値に設定され、最大駆動速度を増加できない場合の制御方法について説明する。
上述した第1実施形態において、複数の振動型アクチュエータで、駆動周波数と駆動速度との関係(駆動特性)が大きく異なる場合に、それぞれの駆動特性を近づけて、それぞれの駆動周波数を共通に設定して駆動制御する方法について説明する。図8は、振動型アクチュエータA100A、振動型アクチュエータB100Bのそれぞれの、駆動周波数と駆動速度との関係(駆動特性)を示したものである。ここで、実線はパルス幅が50%である場合の駆動特性、点線はパルス幅が25%の場合の駆動特性を示している。
上述した第1実施形態において、制御量に応じて位相差により制御を行っていた所を、制御量に応じてパルス幅により制御を行う構成について説明する。
上述した第4実施形態において、複数の振動型アクチュエータで、駆動周波数と駆動速度との関係(駆動特性)が大きく異なる場合に、それぞれの駆動特性を近づけて、それぞれの駆動周波数を共通に設定して駆動制御する方法について説明する。
上述した第1~5実施形態の構成に対して、共振周波数に差が生じている複数の振動型アクチュエータにより共通の駆動周波数で駆動を行う場合の駆動周波数feの設定について説明する。図14は、共振周波数に差が生じている複数の振動型アクチュエータをそれぞれ駆動した場合に、図15(b)に示す圧電素子に印加する2相(複数相)の電圧V1とV2の位相差を変更した場合の、駆動周波数と駆動速度との関係を示すグラフである。
上述した実施形態に係る、振動型駆動装置150又は151を備える装置の一例であるパンチルト機構を有する撮像装置(電子機器)に応用した例について説明する。例えば、振動型アクチュエータA100Aをチルト駆動用、振動型アクチュエータB100Bをパン駆動用として用いる。図18(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る、振動型アクチュエータを使用したパンチルトカメラのチルト駆動部の構成を示す斜視図である。図18(b)は、パンチルト撮像装置のパン駆動部の構成を示す斜視図である。
上述した実施形態に係る、振動型駆動装置150又は振動型駆動装置151を備える装置の一例である位置決め用ステージ装置において観察対象物が載置されるステージの位置決めに応用した例について説明する。図19は、振動型駆動装置150を備える顕微鏡700の外観斜視図である。顕微鏡700は、撮像素子と光学系を内蔵する撮像部730と、基台上でX-Y面内で移動可能にされるステージ720を有する自動ステージ部710を備える。
なお、第7、8実施形態において、振動型駆動装置150を適用した装置について説明したが、振動型駆動装置150の具体的な適用例はこれらに制限さえるものではない。振動型駆動装置150は、振動型アクチュエータA100A、振動型アクチュエータB100Bの駆動による位置決めが必要とされる部品を備える電子機器に広く適用が可能である。
100B 振動型アクチュエータB(第2の振動型アクチュエータ)
111A 接触体A(第1の接触体)
111B 接触体B(第2の接触体)
115A 振動体A(第1の振動体)
115B 振動体B(第2の振動体)
200,201 制御装置
210,211 制御部
220 駆動部
Claims (17)
- 第1の振動体と、前記第1の振動体と接触する第1の接触体と、を有する第1の振動型アクチュエータの駆動を制御する第1の制御信号を出力し、前記第1の振動体とは異なる第2の振動体と、前記第2の振動体と接触する、前記第1の接触体とは異なる第2の接触体と、を有する、前記第1の振動型アクチュエータとは異なる第2の振動型アクチュエータの駆動を制御する第2の制御信号を出力する制御部と、
前記第1の制御信号に基づいて設定された、前記第1の振動型アクチュエータを駆動する複数相の第1の交流電圧を出力し、前記第2の制御信号に基づいて設定された、前記第2の振動型アクチュエータを駆動する複数相の第2の交流電圧を出力する駆動部と、を備え、
前記制御部は、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のそれぞれに基づいて、前記第1の交流電圧の位相差及び前記第2の交流電圧の位相差のそれぞれを個別に設定し、前記第1の交流電圧の周波数及び前記第2の交流電圧の周波数を共通に設定する、ことを特徴とする振動型アクチュエータの制御装置。 - 前記制御部は、前記第1の接触体の、前記第1の振動体に対する相対的な速度としての第1の駆動速度と、前記第2の接触体の、前記第2の振動体に対する相対的な速度としての第2の駆動速度と、を近づけるように、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のそれぞれに基づいて、前記第1の交流電圧の位相差及び前記第2の交流電圧の位相差のそれぞれを個別に設定する、ことを特徴とする請求項1に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 前記制御部は、
前記第1の交流電圧の位相差が、所定の制限値としての第1の位相差の制限値である場合に、前記第1の接触体の、前記第1の振動体に対する相対的な速度としての第1の駆動速度が、目標となる駆動速度としての第1の目標速度より小さいか否か、及び、前記第2の交流電圧の位相差が、所定の制限値としての第2の位相差の制限値である場合に、前記第2の接触体の、前記第2の振動体に対する相対的な速度としての第2の駆動速度が、目標となる駆動速度としての第2の目標速度より小さいか否か、を判定し、
前記第1の駆動速度が前記第1の目標速度より小さい、及び、前記第2の駆動速度が前記第2の目標速度より小さい、のうちの少なくともいずれかであると判定した場合には、前記第1の交流電圧の周波数及び前記第2の交流電圧の周波数を共通に設定する際に、前記第1の交流電圧の周波数及び前記第2の交流電圧の周波数を下げる、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の振動型アクチュエータの制御装置。 - 前記制御部は、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のそれぞれに基づいて、前記第1の交流電圧の電圧値及び前記第2の交流電圧の電圧値を共通に設定する、ことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 前記駆動部は、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のそれぞれに基づいて、第1のパルス幅を有する第1のパルス信号及び第2のパルス幅を有する第2のパルス信号のそれぞれを生成し、前記第1のパルス信号及び前記第2のパルス信号のそれぞれに基づいて、前記第1の交流電圧の電圧値及び前記第2の交流電圧の電圧値を共通に設定する、ことを特徴とする請求項4に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 第1の振動体と、前記第1の振動体と接触する第1の接触体と、を有する第1の振動型アクチュエータの駆動を制御する第1の制御信号を出力し、前記第1の振動体とは異なる第2の振動体と、前記第2の振動体と接触する、前記第1の接触体とは異なる第2の接触体と、を有する、前記第1の振動型アクチュエータとは異なる第2の振動型アクチュエータの駆動を制御する第2の制御信号を出力する制御部と、
前記第1の制御信号に基づいて設定された、前記第1の振動型アクチュエータを駆動する複数相の第1の交流電圧を出力し、前記第2の制御信号に基づいて設定された、前記第2の振動型アクチュエータを駆動する複数相の第2の交流電圧を出力する駆動部と、を備え、
前記制御部は、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のそれぞれにより、前記第1の交流電圧の電圧値及び前記第2の交流電圧の電圧値のそれぞれを個別に設定し、前記第1の交流電圧の周波数及び前記第2の交流電圧の周波数を共通に設定する、ことを特徴とする振動型アクチュエータの制御装置。 - 前記制御部は、前記第1の接触体の、前記第1の振動体に対する相対的な速度としての第1の駆動速度と、前記第2の接触体の、前記第2の振動体に対する相対的な速度としての第2の駆動速度と、を近づけるように、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のそれぞれに基づいて、前記第1の交流電圧の電圧値及び前記第2の交流電圧の電圧値のそれぞれを個別に設定する、ことを特徴とする請求項6に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 前記制御部は、
前記第1のパルス幅が、所定の制限値としての前記第1のパルス幅の制限値である場合に、前記第1の接触体の、前記第1の振動体に対する相対的な速度としての第1の駆動速度が、目標となる駆動速度としての第1の目標速度より小さいか否か、及び、前記第2のパルス幅が、所定の制限値としての前記第2のパルス幅の制限値である場合に、前記第2の接触体の、前記第2の振動体に対する相対的な速度としての第2の駆動速度が、目標となる駆動速度としての第2の目標速度より小さいか否か、を判定し、
前記第1の駆動速度が前記第1の目標速度より小さい、及び、前記第2の駆動速度が前記第2の目標速度より小さい、のうちの少なくともいずれかであると判定した場合には、前記第1の交流電圧の周波数及び前記第2の交流電圧の周波数を共通に設定する際に、前記第1の交流電圧の周波数及び前記第2の交流電圧の周波数を下げる、ことを特徴とする請求項6又は7に記載の振動型アクチュエータの制御装置。 - 前記制御部は、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号に基づいて、前記第1の交流電圧の位相差及び前記第2の交流電圧の位相差を共通に設定する、ことを特徴とする請求項6乃至8のうちのいずれか1項に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 前記駆動部は、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のそれぞれに基づいて、第1のパルス幅を有する第1のパルス信号及び第2のパルス幅を有する第2のパルス信号のそれぞれを生成し、前記第1のパルス信号及び前記第2のパルス信号のそれぞれに基づいて、前記第1の交流電圧の電圧値及び前記第2の交流電圧の電圧値のそれぞれを個別に設定する、ことを特徴とする請求項6乃至9のうちのいずれか1項に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 前記第1の交流電圧は、第1の電源により供給された第1の直流電圧から生成され、
前記第2の交流電圧は、第2の電源により供給された第2の直流電圧から生成される、ことを特徴とする請求項1乃至10のうちのいずれか1項に記載の振動型アクチュエータの制御装置。 - 前記第1の電源及び前記第2の電源はそれぞれ、異なる電源である、ことを特徴とする請求項11に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 前記制御部は、
前記第1の交流電圧の位相差が0度である場合における前記第1の振動型アクチュエータの共振周波数を第1の下限値とし、前記第1の振動型アクチュエータを駆動することができる最大の前記第1の交流電圧の周波数を第1の上限値とし、前記第2の交流電圧の位相差が0度である場合における前記第2の振動型アクチュエータの共振周波数を第2の下限値とし、前記第2の振動型アクチュエータを駆動することができる最大の前記第2の交流電圧の周波数を第2の上限値とし、
前記第1の下限値と前記第1の上限値との間と、前記第2の下限値と前記第2の上限値との間と、が重複する範囲において、前記第1の交流電圧の周波数及び前記第2の交流電圧の周波数を共通に設定することを特徴とする請求項1乃至12のうちのいずれか1項に記載の振動型アクチュエータの制御装置。 - 前記第1の交流電圧の電圧値及び前記第2の交流電圧の電圧値は共に、交流電圧の最大値、実効値及び平均値のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至13のうちのいずれか1項に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
- 請求項1乃至14のうちのいずれか1項に記載の振動型アクチュエータの制御装置と
請求項1乃至14のうちのいずれか1項に記載の第1の振動型アクチュエータと、
前記第1の接触体の、前記第1の振動体に対する相対位置を指令する第1の位置指令部と、
前記第1の接触体の、前記第1の振動体に対する相対位置を検出する第1の位置検出部と、
請求項1乃至14のうちのいずれか1項に記載の第2の振動型アクチュエータと、
前記第2の接触体の、前記第2の振動体に対する相対位置を指令する第2の位置指令部と、
前記第2の接触体の、前記第2の振動体に対する相対位置を検出する第2の位置検出部と、を有し、
前記制御部は、前記第1の位置指令部により指令された相対位置及び前記第1の位置検出部により検出された相対位置に基づいて前記第1の制御信号を出力し、前記第2の位置指令部により指令された相対位置及び前記第2の位置検出部により検出された相対位置に基づいて前記第2の制御信号を出力する、ことを特徴とする振動型駆動装置。 - 請求項15に記載の振動型駆動装置と、
前記第1の振動型アクチュエータにより駆動される第1の被駆動部材と、
前記第2の振動型アクチュエータにより駆動される第2の被駆動部材と、を有することを特徴とする電子機器。 - 前記第1の被駆動部材及び前記第2の被駆動部材は、同じ1つの被駆動部材である、ことを特徴とする請求項16に記載の電子機器。
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