JPH0884487A - Drive circuit for vibration wave motor - Google Patents

Drive circuit for vibration wave motor

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JPH0884487A
JPH0884487A JP6215931A JP21593194A JPH0884487A JP H0884487 A JPH0884487 A JP H0884487A JP 6215931 A JP6215931 A JP 6215931A JP 21593194 A JP21593194 A JP 21593194A JP H0884487 A JPH0884487 A JP H0884487A
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frequency
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vibration wave
wave motor
motor
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Kazuya Higuma
樋熊一也
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Abstract

PURPOSE: To start a motor smoothly by prohibiting the frequency holding operation of drive voltage and the shifting operation to high frequency side for a predetermined time after application of a drive voltage to a vibration wave motor and allowing the operations when the motor is started within a predetermined time. CONSTITUTION: A CPU 24 neglects the output from magnitude comparators 22, 25 for a predetermined time after sterting application of a drive voltage to a vibration wave motor and prohibits the drive frequency holding operation and the shifting operation to high frequency side. Immediately upon elapse of the predetermined time or upon starting rotation of the motor even within the predetermined time, the drive frequency holding operation and the shift operation to high frequency side are started based on the signals from the magnitude comparators 22, 25. Consequently, the vibration motor can be started smoothly and driven stably without being driven at a frequency lower than the resonance frequency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は振動波モータを駆動制御
するための振動波モータ駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration wave motor drive circuit for driving and controlling a vibration wave motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動体と一体化された圧電素子等の電気
−機械エネルギー変換素子に対して互いに位相の異なる
複数の高周波交流電圧を印加することにより該振動体の
表面に進行性弾性波振動を発生させ、該振動体の振動エ
ネルギーを連続的な機械運動に変換させて出力できるよ
うに構成された振動波モータは公知のものであり、本出
願人により世界で初めて光学機器用モータとして実用化
されて以来既に久しい。上記形式の振動波モータの制御
方法としては、電圧制御による方法と周波数制御による
方法とが理論的に知られているが、従来は一般に周波数
制御による制御方法が実施されている。周波数制御によ
る方法は、該電気−機械エネルギー変換素子に印加する
高周波交流電圧の周波数を変化させることにより該モー
タの速度制御や運動制御を行う方法であり、この制御方
法に基づいた振動波モータ駆動回路も本出願人により実
用化されている。
2. Description of the Related Art Progressive elastic wave vibration is applied to the surface of a vibrating body by applying a plurality of high-frequency AC voltages having different phases to an electromechanical energy conversion element such as a piezoelectric element integrated with the vibrating body. Is a known vibration wave motor configured to generate vibrations and convert the vibration energy of the vibrating body into a continuous mechanical motion for output. It's been a long time since it was made. As a control method of the vibration wave motor of the above type, a method by voltage control and a method by frequency control are theoretically known, but conventionally, a control method by frequency control is generally carried out. The frequency control method is a method of controlling the speed or motion of the motor by changing the frequency of the high frequency AC voltage applied to the electro-mechanical energy conversion element, and a vibration wave motor drive based on this control method. The circuit has also been put into practical use by the applicant.

【0003】上記形式の振動波モータは該振動体が共振
状態にある時が最も高効率で且つ高速で駆動することが
できるが、該モータの定常運転中に該振動体の振動が共
振状態からずれると該モータが突然に停止してしまう現
象が起きるため、該モータの駆動制御においては該現象
を起こさせない駆動制御方法が必要であった。
A vibration wave motor of the above type can be driven most efficiently and at a high speed when the vibrating body is in a resonance state. However, during steady operation of the motor, the vibration of the vibrating body changes from the resonance state. If the motor shifts, a phenomenon occurs in which the motor suddenly stops. Therefore, in the drive control of the motor, a drive control method that does not cause the phenomenon is required.

【0004】それ故、上記現象の発生を防止することが
できる駆動制御方法及び装置として本出願人は、「該振
動体の振動状態を検知手段により監視し、該振動体の振
動状態が所定の第一の状態になった時には該素子に印加
されている交番電圧の周波数が共振周波数よりも低い周
波数に移行することを禁止し、該振動体の振動状態が所
定の第二の状態となった時には該交番電圧の周波数を該
共振周波数よりも高い方向へ所定量だけシフトする」と
いう駆動制御方法及び駆動回路を提案している(特願昭
63−132151号)。
Therefore, as a drive control method and apparatus capable of preventing the occurrence of the above phenomenon, the applicant of the present invention said, "The vibration state of the vibrating body is monitored by the detecting means, and the vibrating state of the vibrating body is predetermined. When in the first state, the frequency of the alternating voltage applied to the element is prohibited from shifting to a frequency lower than the resonance frequency, and the vibration state of the vibrating body becomes the predetermined second state. A drive control method and a drive circuit in which the frequency of the alternating voltage is sometimes shifted in a direction higher than the resonance frequency by a predetermined amount have been proposed (Japanese Patent Application No. 63-132151).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の先行技術においても更に改善すべき下記のような問
題点があった。
However, there are the following problems to be further improved in the prior art of the above proposal.

【0006】すなわち、該振動体の該素子に互いに位相
の異なった二つの交番電圧を印加し始めた時からある時
間内においては該モータの駆動状態が安定しておらず、
従って、上記先行技術による駆動制御を実施した場合に
は該検知手段から誤った信号が出力され、その結果、該
素子に印加される駆動信号(交番電圧)の周波数の変化
を禁止してしまったり或は周波数を該共振周波数よりも
高い方向へシフトしてしまうという誤制御動作が行われ
る可能性があった。従って、前記のごとき誤制御が行わ
れると、該モータの起動が遅れたり、起動時にギクシャ
クした動きをする恐れがあった。
That is, the driving state of the motor is not stable within a certain time from when two alternating voltages having different phases are applied to the element of the vibrating body.
Therefore, when the drive control according to the above-mentioned prior art is performed, an erroneous signal is output from the detection means, and as a result, the frequency change of the drive signal (alternating voltage) applied to the element is prohibited. Alternatively, there is a possibility that an erroneous control operation may be performed in which the frequency is shifted to a direction higher than the resonance frequency. Therefore, if the erroneous control as described above is performed, there is a possibility that the start of the motor may be delayed or that the motor may make a jerk.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明の目的は、前述した従来の振動波
モータ駆動回路の問題点を解決できる改善された振動波
モータ駆動回路を提供することである。以下に本発明の
目的を具体的に記載する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an improved vibration wave motor drive circuit which can solve the above-mentioned problems of the conventional vibration wave motor drive circuit. The purpose of the present invention will be specifically described below.

【0008】本発明の目的は、「電気−機械エネルギー
変換素子により励振される振動体を有し、該素子に互い
に異なる位相の複数の交番電圧が印加されることにより
駆動される振動波モータを制御するための構成として、
該交番電圧の周波数を変化させる周波数可変手段と、該
振動体の振動状態が共振に近い第一の状態になった時に
第一の出力を発生すると共に該第一の状態よりも更に共
振状態に近い第二の状態になった時に第二の出力を発生
する第一の検知手段と、該第一の出力に応じて該周波数
可変手段による周波数変化動作を禁止する禁止手段と、
該第二の出力に応じて該周波数可変手段の出力周波数を
所定値だけシフトする周波数シフト手段と、を有する振
動波モータ駆動回路において、該振動波モータが駆動状
態にあることを検知することにより第三の出力を発生す
る第二の検知手段と、該素子に該交番電圧を印加し始め
てから所定時間が経過したことを検知する計時手段と、
該素子に該交番電圧が印加された時からの経過時間が該
所定時間内であることが該計時手段により検知された時
には該禁止手段と該周波数シフト手段とを不作動にする
規制手段と、該素子に該交番電圧が印加された時からの
経過時間が該所定時間内であることが該計時手段により
検知された場合であっても該第三の出力が該第二の検知
手段から発生した時には該規制手段を不作動にするとと
もに該禁止手段と該周波数シフト手段とを作動させる規
制解除手段と、を有して成ることを特徴とする振動波モ
ータ駆動回路。」を提供することである。
An object of the present invention is to provide a vibration wave motor having a vibrating body excited by an electro-mechanical energy conversion element and driven by applying a plurality of alternating voltages having different phases to the element. As a configuration for controlling,
Frequency changing means for changing the frequency of the alternating voltage; and a first output when the vibration state of the vibrating body becomes a first state close to resonance, and a resonance state further than the first state. A first detection means for generating a second output when the second state is approached, and a prohibition means for prohibiting the frequency changing operation by the frequency varying means according to the first output;
A vibration wave motor drive circuit having frequency shift means for shifting the output frequency of the frequency variable means by a predetermined value in accordance with the second output, by detecting that the vibration wave motor is in a driving state. A second detecting means for generating a third output; and a time measuring means for detecting that a predetermined time has elapsed after starting to apply the alternating voltage to the element,
Restriction means for deactivating the prohibition means and the frequency shift means when the time measuring means detects that the elapsed time from when the alternating voltage is applied to the element is within the predetermined time, The third output is generated from the second detecting means even when the time measuring means detects that the elapsed time from the time when the alternating voltage is applied to the element is within the predetermined time. A vibration wave motor drive circuit, characterized in that it has deactivation means for deactivating the regulation means and deregulation means for activating the frequency shifting means. Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するために本発明は、「電気−機械エネルギー変換素子
により励振される振動体を有し、該素子に互いに異なる
位相の複数の交番電圧が印加されることにより駆動され
る振動波モータを制御するための構成として、該交番電
圧の周波数を変化させる周波数可変手段と、該振動体の
振動状態が共振に近い第一の状態になった時に第一の出
力を発生すると共に該第一の状態よりも更に共振状態に
近い第二の状態になった時に第二の出力を発生する第一
の検知手段と、該第一の出力に応じて該周波数可変手段
による周波数変化動作を禁止する禁止手段と、該第二の
出力に応じて該周波数可変手段の出力周波数を所定値だ
けシフトする周波数シフト手段と、を有する振動波モー
タ駆動回路において、該振動波モータが駆動状態にある
ことを検知することにより第三の出力を発生する第二の
検知手段と、該素子に該交番電圧を印加し始めてから所
定時間が経過したことを検知する計時手段と、該素子に
該交番電圧が印加された時からの経過時間が該所定時間
内であることが該計時手段により検知された時には該禁
止手段と該周波数シフト手段とを不作動にする規制手段
と、該素子に該交番電圧が印加された時からの経過時間
が該所定時間内であることが該計時手段により検知され
た場合であっても該第三の出力が該第二の検知手段から
発生した時には該規制手段を不作動にするとともに該禁
止手段と該周波数シフト手段とを作動させる規制解除手
段と、を有して成ることを特徴とする振動波モータ駆動
回路。」を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention discloses that "a plurality of alternating voltages having different phases are provided on a vibration body excited by an electro-mechanical energy conversion element. As a structure for controlling a vibration wave motor driven by applying a voltage, a frequency changing means for changing the frequency of the alternating voltage and a vibration state of the vibrating body are in a first state close to resonance. Depending on the first output, first detecting means for generating a second output when the second state is closer to the resonance state than the first state. In the vibration wave motor drive circuit, there is provided a prohibiting means for prohibiting the frequency changing operation by the frequency varying means, and a frequency shifting means for shifting the output frequency of the frequency varying means by a predetermined value according to the second output. , Second detecting means for generating a third output by detecting that the vibration wave motor is in a driving state, and detecting that a predetermined time has elapsed after starting to apply the alternating voltage to the element When the time measuring means and the time measuring means detect that the elapsed time from the time when the alternating voltage is applied to the element is within the predetermined time, the prohibiting means and the frequency shift means are deactivated. Even if the time counting means detects that the elapsed time from the time when the alternating voltage is applied to the regulating means and the element is within the predetermined time, the third output is the second output. A vibration wave motor drive circuit, characterized in that it has deregulation means for deactivating the regulation means and activating the prohibition means and the frequency shift means when the detection means generates the regulation wave. " provide.

【0010】本発明の振動波モータ駆動回路は、「該モ
ータの該素子に交番電圧を印加し始めた時から該モータ
の駆動状態が不安定であると予想される所定時間内は該
規制手段により該交番電圧の周波数の変更禁止動作及び
該周波数の所定値シフト動作を禁止し、該所定時間内に
おいて上記第二の検知手段から該第三の出力が発生して
該モータが起動されたと判断された場合には直ちに該規
制解除手段によって該周波数の変更禁止と該周波数の所
定値シフト動作を行うように構成されている」ので該モ
ータの駆動制御に関する前記問題点を解決することがで
きる。
The oscillatory wave motor drive circuit of the present invention is arranged such that "the regulating means is operated within a predetermined time from when the alternating voltage is started to be applied to the element of the motor to when the drive state of the motor is expected to be unstable. And prohibiting the change prohibiting operation of the frequency of the alternating voltage and the predetermined value shifting operation of the frequency, and determining that the third output is generated from the second detecting means within the predetermined time and the motor is started. If this occurs, the restriction release means immediately prohibits the frequency from being changed and shifts the frequency by a predetermined value. "Therefore, the above-mentioned problems relating to drive control of the motor can be solved.

【0011】[0011]

【実施例】以下に図を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の1実施例を示す回路図で、
同図において、1は振動波モータの固定子(振動体)
で、駆動電極1−1および1−2と、共振状態検出用電
極1−3、共通電極1−4を有する。2は位相比較器、
3は高周波除去フィルタ(ローパス・フィルタ)、4は
電圧制御発振器(VCO)、5は32分周器であり、こ
れらにより構成された閉ループ制御系は発振器4の出力
として後述の発振器8の出力に対して32倍周波数を発
生するPLL(Phase Locked Loop)
回路を構成している。6と7は位相のためのシフトレジ
スタで、6は振動波モータの駆動電極1−1に加える信
号に対して90°位相差のある信号(駆動電極1−2へ
の印加信号)を作るためのものであり、7は駆動周波数
を振動波モータの共振周波数に追従させるために必要な
位相差を作り出すためのものである。9,10はAND
ゲートで、片方の入力端子はCPU24の出力ポートに
接続され、CPUの出力により振動波モータの起動、停
止が制御できるようになっている。ANDゲート9,1
0の出力はそれぞれ増幅器11,12に接続され、さら
にその出力はコイル13,14を通して振動波モータの
駆動電極1−1,1−2に接続されている。増幅器1
1,12はANDゲート9,10の出力信号を振動波モ
ータ駆動のために必要な電圧に増幅するため設けられ、
又、コイル13,14は振動波モータの固定子電極の静
電容量と直列共振回路を構成して駆動信号を増幅し、ま
た単一の周波数のみを選択するために設けられる。1
5,16はレベルコンパレータで、15は駆動電極1−
1の波形の位相を知るため、16は共振状態検出用電極
1−3の波形の位相を知るためにそれぞれ接続されてい
る。シフトレジスタ7の出力およびレベルコンパレータ
16の出力は、それぞれ位相比較器20の入力端子に接
続されている。位相比較器20はシフトレジスタ7の出
力信号の立ち上がりからレベルコンパレータ16の出力
信号の立ち上がりまでの時間の間、出力をHにするよう
に構成されており、この出力信号はカウンタ21の許可
入力端子(イネーブル入力)に接続されている。カウン
タ21のクロック入力端子は、32倍周波数を発生する
VCO4の出力端子に接続されている。従って、カウン
タ21の1カウントが11.25°の位相差に相当する
ことになる。カウンタ21の出力は、マグニチュード・
コンパレータ22,25の片方のデータ入力端子に接続
されている。23,26はデータラッチで、CPU24
が出力した値をラッチする。その出力は、マグニチュー
ド・コンパレータ22,25の他方のデータ入力端子に
接続されている。尚、ラッチ26に設定される値は23
に設定される値よりも高い値が設定されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is a stator (vibrating body) of a vibration wave motor.
Then, it has drive electrodes 1-1 and 1-2, a resonance state detection electrode 1-3, and a common electrode 1-4. 2 is a phase comparator,
Reference numeral 3 is a high frequency elimination filter (low-pass filter), 4 is a voltage controlled oscillator (VCO), 5 is a 32 frequency divider, and a closed loop control system constituted by these is provided as an output of the oscillator 4 to an output of an oscillator 8 described later. On the other hand, a PLL (Phase Locked Loop) that generates a 32 times frequency
It constitutes the circuit. 6 and 7 are shift registers for the phase, and 6 is for making a signal (applied signal to the drive electrode 1-2) having a 90 ° phase difference with respect to the signal applied to the drive electrode 1-1 of the vibration wave motor. And 7 is for creating a phase difference necessary for making the drive frequency follow the resonance frequency of the vibration wave motor. 9 and 10 are AND
At the gate, one input terminal is connected to the output port of the CPU 24, and the start and stop of the vibration wave motor can be controlled by the output of the CPU. AND gate 9,1
The outputs of 0 are connected to amplifiers 11 and 12, respectively, and the outputs thereof are connected to drive electrodes 1-1 and 1-2 of the vibration wave motor through coils 13 and 14, respectively. Amplifier 1
Reference numerals 1 and 12 are provided to amplify the output signals of the AND gates 9 and 10 to a voltage necessary for driving the vibration wave motor,
Further, the coils 13 and 14 are provided for forming a series resonance circuit with the electrostatic capacity of the stator electrode of the vibration wave motor to amplify the drive signal and to select only a single frequency. 1
5 and 16 are level comparators, and 15 is a drive electrode 1-
In order to know the phase of the waveform of No. 1, 16 is connected to know the phase of the waveform of the resonance state detecting electrode 1-3. The output of the shift register 7 and the output of the level comparator 16 are connected to the input terminals of the phase comparator 20, respectively. The phase comparator 20 is configured to set the output to H during the time from the rise of the output signal of the shift register 7 to the rise of the output signal of the level comparator 16, and this output signal is the enable input terminal of the counter 21. It is connected to (enable input). The clock input terminal of the counter 21 is connected to the output terminal of the VCO 4 which generates the 32 times frequency. Therefore, one count of the counter 21 corresponds to a phase difference of 11.25 °. The output of the counter 21 is the magnitude
It is connected to one of the data input terminals of the comparators 22 and 25. Data latches 23 and 26 are provided for the CPU 24.
Latch the value output by. The output is connected to the other data input terminal of the magnitude comparators 22 and 25. The value set in the latch 26 is 23.
A value higher than the value set in is set.

【0013】マグニチュード・コンパレータ22,25
は2つの入力データを比較してカウンタ21の出力する
データの方が小さくなったら、出力端子にHを出力す
る。これはCPU24に接続されている。
Magnitude comparators 22 and 25
Compares two input data, and when the data output from the counter 21 becomes smaller, outputs H to the output terminal. It is connected to the CPU 24.

【0014】上記構成において、CPU24がANDゲ
ート9,10の片方の入力端子をHとして振動波モータ
を駆動すると、発振器OSC8に設定した周波数に応じ
た位相差が位相比較器20の入力端子に入力される。も
しも、OSC8に設定した周波数が共振周波数よりも高
ければ、レベルコンパレータ16の出力信号の位相は共
振状態の時よりも遅れるため、位相比較器20の出力が
Hとなる期間は長くなる。すなわち、カウンタ21が許
可される期間が長くなり、その出力データは大きくな
る。CPUはデータラッチ23,26に予めあるデータ
を設定しておくが、駆動周波数が共振周波数よりも高い
周波数の時にはカウンタ21が出力するデータの方がデ
ータラッチ23,26に設定されたデータよりも大きく
なるように設定されている。従って、駆動周波数が共振
周波数よりも高いときにはマグニチュード・コンパレー
タ22,25はLを出力する。
In the above configuration, when the CPU 24 drives the vibration wave motor by setting one of the input terminals of the AND gates 9 and 10 to H, the phase difference according to the frequency set in the oscillator OSC8 is input to the input terminal of the phase comparator 20. To be done. If the frequency set in the OSC 8 is higher than the resonance frequency, the phase of the output signal of the level comparator 16 lags behind that in the resonance state, so the period in which the output of the phase comparator 20 becomes H becomes long. That is, the period during which the counter 21 is permitted becomes longer and the output data becomes larger. The CPU presets certain data in the data latches 23 and 26, but when the drive frequency is higher than the resonance frequency, the data output by the counter 21 is more than the data set in the data latches 23 and 26. It is set to be large. Therefore, when the drive frequency is higher than the resonance frequency, the magnitude comparators 22 and 25 output L.

【0015】次に、図1の回路の動作のうち、本実施例
に関連するものを図2を参照して説明する。
Next, among the operations of the circuit of FIG. 1, those related to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0016】今、データラッチ23には、図2(a)に
示されている位相差θ2 に対応する値が、又データラッ
チ26にはθ1 に対応する値がそれぞれ設定されてい
る。通常、振動波モータの起動時には、高い周波数から
駆動を開始し、徐々に周波数を低下させていく。する
と、やがて図2(a)に示された周波数f1に到達し、
マグニチュード・コンパレータ25の出力OUT1は図
2(b)に示すようにHとなる。この信号OUT1はC
PU24にとって駆動周波数を低下させることを止める
ように作用する。すなわちCPU24は、この時点でO
SC8に設定する周波数を低下させるのを停止する。振
動波モータはこの時点の一定の周波数で駆動されるが、
モータの回転速度が変化したり、振動波モータの固定子
と回転子との間の圧力などが変化すると、共振周波数も
変化してマグニチュード・コンパレータ22の出力OU
T2は図2(b)のようにHとなる場合がある。この信
号OUT2は設定周波数が低すぎるという意味を持ち、
CPU24にとってOSC8に設定する周波数を若干高
くするように作用する。すなわちCPU24はUT2が
HになるとOSC8に設定する周波数を一段階高くす
る。このことにより振動波モータの回転数はわずかに小
さくなるので、通常は高速で安定駆動され、更に決して
共振周波数よりも低い周波数で駆動されることがない。
Now, a value corresponding to the phase difference θ 2 shown in FIG. 2A is set in the data latch 23, and a value corresponding to θ 1 is set in the data latch 26. Normally, when the vibration wave motor is started, driving is started from a high frequency and the frequency is gradually lowered. Then, the frequency f1 shown in FIG. 2A is eventually reached,
The output OUT1 of the magnitude comparator 25 becomes H as shown in FIG. 2 (b). This signal OUT1 is C
It acts on the PU 24 to stop lowering the drive frequency. That is, the CPU 24 is
Stop decreasing the frequency set in SC8. The vibration wave motor is driven at a constant frequency at this point,
When the rotation speed of the motor changes or the pressure between the stator and the rotor of the vibration wave motor changes, the resonance frequency also changes and the output OU of the magnitude comparator 22 changes.
T2 may be H as shown in FIG. This signal OUT2 means that the set frequency is too low,
The CPU 24 acts to raise the frequency set in the OSC 8 slightly. That is, the CPU 24 raises the frequency set in the OSC 8 by one step when the UT 2 becomes H. As a result, the rotational speed of the vibration wave motor is slightly reduced, so that the vibration wave motor is normally driven at high speed and stably, and is never driven at a frequency lower than the resonance frequency.

【0017】以上のように、コンパレータ25からHが
出力された時には周波数をその状態に保持し、更にコン
パレータ22からHが出力された場合には、その周波数
を若干高くシフトしてモータの駆動周波数が共振周波数
よりも低く設定されることを防止している。
As described above, when H is output from the comparator 25, the frequency is maintained in that state, and when H is output from the comparator 22, the frequency is shifted slightly higher to drive the motor drive frequency. Is set to be lower than the resonance frequency.

【0018】しかしながら、振動波モータに駆動周波数
を印加し始めた直後からある時間内においては振動波モ
ータの駆動状態が不安定な為、上記コンパレータ22、
25から誤った信号が出力されることがある。この誤っ
た信号を受けたCPU24は上述の通り周波数を保持す
る動作、或いは周波数を高い方へシフトする動作を行っ
てしまう。すると、振動波モータ起動時において駆動周
波数は高い方から低い方へスムーズにシフトされて行く
べきところが、シフトされなかったり、逆に高い方へシ
フトされてしまうといったことが生じる。そのため、振
動波モータの動き始めが遅くなったり、ぎくしゃくした
りしてしまうことがある。
However, since the driving state of the vibration wave motor is unstable within a certain time immediately after the driving frequency is applied to the vibration wave motor, the comparator 22,
An incorrect signal may be output from 25. The CPU 24, which receives this erroneous signal, carries out the operation of holding the frequency or the operation of shifting the frequency to the higher side as described above. Then, when the vibration wave motor is started, the drive frequency should be smoothly shifted from the higher side to the lower side, but it may not be shifted or may be shifted to the higher side. Therefore, the vibration wave motor may start moving slowly or be jerky.

【0019】そこで本実施例においては、振動波モータ
に駆動周波信号を印加してから、設定した時間内におい
ては上記コンパレータ22、25の出力信号を無視し、
上記周波数の保持動作および周波数の高い方へのシフト
動作を行わないようにしている。
Therefore, in this embodiment, after the drive frequency signal is applied to the vibration wave motor, the output signals of the comparators 22 and 25 are ignored within the set time.
The frequency holding operation and the shift operation to the higher frequency are not performed.

【0020】図1において27はカウンターで、プリセ
ット端子PRESETはCPU24に接続され、CPU
から時間データがプリセットされる。端子CLRはCP
U24に接続し、CPU24の出力Hに応答してカウン
ターをスタートさせる。カウンター27はスタートにて
端子CLKのクロックをカウントし、カウント値がプリ
セット値に応じたある一定値になると出力OUTがHと
なりCPU24へ該Hを伝える。28はフォトインタラ
プタで、該振動波モータに取り付けられた不図示のパル
ス板のコードもしくはスリットに対応してパルス信号波
を出力し、CPU24へ伝える。
In FIG. 1, 27 is a counter, the preset terminal PRESET is connected to the CPU 24, and
The time data is preset from. Terminal CLR is CP
It connects to U24 and starts the counter in response to the output H of CPU24. The counter 27 counts the clock of the terminal CLK at the start, and when the count value reaches a certain value according to the preset value, the output OUT becomes H and the H is transmitted to the CPU 24. Reference numeral 28 is a photo interrupter, which outputs a pulse signal wave corresponding to a code or slit of a pulse plate (not shown) attached to the vibration wave motor, and transmits it to the CPU 24.

【0021】以下、図3に従って本実施例の振動波モー
タ駆動回路の制御動作及び機能について説明する。
The control operation and function of the vibration wave motor drive circuit of this embodiment will be described below with reference to FIG.

【0022】<ステップ1>振動波モータに印加する駆
動周波信号の周波数fO を初期値fS に、また、カウン
ター27をリセットする等の初期設定を行う。
<Step 1> The frequency f O of the drive frequency signal applied to the vibration wave motor is initialized to the initial value f S , and the counter 27 is reset.

【0023】<ステップ2>振動波モータを駆動するか
否かの判定を行い、駆動する場合はステップ4へ、駆動
しない場合はステップ1へ進む。
<Step 2> It is determined whether or not the vibration wave motor is to be driven. If it is to be driven, the procedure proceeds to step 4, and if not, the procedure proceeds to step 1.

【0024】<ステップ3>カウンター27のプリセッ
ト値としてTS を設定しカウントを開始する。
<Step 3> T S is set as a preset value of the counter 27 and counting is started.

【0025】<ステップ4>振動波モータの駆動方向を
設定する。
<Step 4> The driving direction of the vibration wave motor is set.

【0026】<ステップ5>振動波モータの駆動速度の
加減速の判定を行い、加速させるならばステップ6へ、
減速ならばステップ14へ、そのままの速度ならばステ
ップ13へ進む。
<Step 5> Acceleration / deceleration of the driving speed of the vibration wave motor is determined, and if acceleration is to be performed, go to Step 6.
If it is decelerating, proceed to step 14, and if it is the same speed, proceed to step 13.

【0027】<ステップ6>駆動周波数fO と最低駆動
周波数fL とを比較してfO の方が高かったらステップ
7へ、それ以外はステップ13へ進む。
<Step 6> The drive frequency f O is compared with the minimum drive frequency f L, and if f O is higher, the process proceeds to step 7, otherwise the process proceeds to step 13.

【0028】<ステップ7>ステップ3で設定したカウ
ンター値TS が経過していればステップ9へ、まだだっ
たらステップ8へ進む。
<Step 7> If the counter value T S set in Step 3 has elapsed, proceed to Step 9, otherwise proceed to Step 8.

【0029】<ステップ8>フォトインタラプタ28か
らの出力により、モータが回転中であると判断された場
合はステップ9へ、停止している場合にはステップ10
へ進む。
<Step 8> If it is judged from the output from the photo interrupter 28 that the motor is rotating, the process proceeds to step 9, and if it is stopped, the process proceeds to step 10.
Go to.

【0030】<ステップ9>マグニチュード・コンパレ
ータ25の出力を読んで、Lならば現在の位相差θが設
定値θ1 よりも大きいと判断してステップ10へ、Hな
らば小さいと判断してステップ11へ進む。
<Step 9> The output of the magnitude comparator 25 is read, and if L, it is judged that the current phase difference θ is larger than the set value θ 1 , and if it is H, it is judged that it is small and the step is judged. Proceed to 11.

【0031】<ステップ10>駆動周波数fO をfΔだ
け低い値に更新する。
<Step 10> The drive frequency f O is updated to a value lower by fΔ.

【0032】<ステップ11>マグニチュード・コンパ
レータ22の出力を読んで、Lならば現在の位相差θが
設定値θ2 よりも大きいと判断してステップ13へ、H
ならば小さいと判断してステップ12へ進む。
<Step 11> The output of the magnitude comparator 22 is read, and if it is L, it is judged that the current phase difference θ is larger than the set value θ 2 , and the process proceeds to Step 13 and H
If so, it is determined to be small, and the process proceeds to step 12.

【0033】<ステップ12>駆動周波数fO をfΔ’
だけ高い値に更新する。
<Step 12> Set the drive frequency f O to fΔ '
Only update to a higher value.

【0034】<ステップ13>駆動周波数fO を出力す
る。
<Step 13> The drive frequency f O is output.

【0035】<ステップ14>駆動周波数fO と最高駆
動周波数fH とを比較して、fO の方が低かったらステ
ップ15へそれ以外はステップ13へ進む。
<Step 14> The drive frequency f O is compared with the highest drive frequency f H, and if f O is lower, the process proceeds to step 15, otherwise the process proceeds to step 13.

【0036】<ステップ15>駆動周波数fO をfΔだ
け高い値に更新する。
<Step 15> The drive frequency f O is updated to a value higher by fΔ.

【0037】以上のような制御を行うことにより、振動
波モータへの周波電圧の印加開始から所定時間内におい
てはマグニチュード・コンパレータ22,25の出力を
無視して駆動周波数の保持動作及び高い方へのシフト動
作を行わないようにし、スムーズなモータの起動が可能
となる。また、所定時間を過ぎるか或いは所定時間内で
あってもモータが回転し始めた場合には直ちにマグニチ
ュード・コンパレータ22,25の信号を受け付けて駆
動周波数の保持動作及び高い方へのシフト動作を可能と
するため、共振周波数よりも低い周波数で駆動されるこ
ともなく、安定した振動波モータの駆動が可能となる。
By performing the control as described above, the output of the magnitude comparators 22 and 25 is ignored within a predetermined time from the start of the application of the frequency voltage to the vibration wave motor, and the drive frequency holding operation and the higher operation are performed. It is possible to smoothly start the motor by not performing the shift operation of. Further, when the motor starts to rotate after the predetermined time passes or even within the predetermined time, the signals of the magnitude comparators 22 and 25 are immediately received to enable the driving frequency holding operation and the higher shifting operation. Therefore, the vibration wave motor can be stably driven without being driven at a frequency lower than the resonance frequency.

【0038】<発明と実施例との対応>請求項1の「周
波数可変手段」は実施例の「発振器OSC8」及び「C
PU24」を含む概念であり、請求項1の「第一の検知
手段」は実施例の「マグニチュード・コンパレータ22
及び25」と「カウンター21」及び「位相比較器2
0」並びに「該位相比較器20への入力信号を発生する
レベルコンパレータ15及び16」とを含んだ構成の概
念である。また、請求項1の「禁止手段」は実施例の
「CPU24内に構成された手段」であり、請求項1の
「周波数シフト手段」も実施例の「CPU24内に構成
された手段」である。
<Correspondence between Invention and Embodiment> The "frequency changing means" of claim 1 is the "oscillator OSC8" and "C" of the embodiment.
This is a concept including "PU 24", and the "first detecting means" in claim 1 is the "magnitude comparator 22" of the embodiment.
And 25 "," counter 21 ", and" phase comparator 2 "
0 "and" level comparators 15 and 16 that generate an input signal to the phase comparator 20 ". The "prohibiting means" in claim 1 is the "means configured in the CPU 24" of the embodiment, and the "frequency shift means" in claim 1 is also the "means configured in the CPU 24" of the embodiment. .

【0039】また、請求項1の「第二の検知手段」は実
施例の「フォトインタラプタ28」であり、請求項1の
「計時手段」は実施例の「カウンタ27ー」であり、請
求項1の「規制手段及び規制解除手段」は実施例の「C
PU24内に形成された手段」である。
Further, the "second detecting means" in claim 1 is the "photo interrupter 28" of the embodiment, and the "clocking means" in claim 1 is the "counter 27" of the embodiment. “Regulation means and restriction release means” of 1 is “C of the embodiment”.
Means formed in the PU 24 ".

【0040】[0040]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の振動波
モータ駆動回路によれば、「振動波モータに駆動電圧を
印加してから所定時間内においてはマグニチュード・コ
ンパレータ22及び25の出力を無視して該駆動電圧の
周波数の保持及び高周波側へのシフト動作を禁止し、該
所定時間内に該モータが起動した場合には直ちにマグニ
チュード・コンパレータ22及び25の出力に応じて該
駆動電圧の周波数の保持及び高周波側へのシフト動作を
許可する」という動作が行われるので、該モータをスム
ースに起動させ、且つスムースな過渡運転状態を経て安
定運転状態に移行させることができる。
As described above, according to the vibration wave motor drive circuit of the present invention, "the outputs of the magnitude comparators 22 and 25 are output within a predetermined time after the drive voltage is applied to the vibration wave motor. Ignoring this, the frequency holding of the drive voltage and the shift operation to the high frequency side are prohibited, and when the motor is started within the predetermined time, the drive voltage of the drive voltage is immediately changed according to the outputs of the magnitude comparators 22 and 25. The operation of "holding the frequency and permitting the shift operation to the high frequency side" is performed, so that the motor can be started smoothly, and a stable operation state can be achieved after a smooth transient operation state.

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

【図1】本発明の一実施例の振動波モータ駆動回路の概
略構成を示した図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vibration wave motor drive circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は振動波モータの振動体の振動の周波数
及び位相と該モータの回転数との関係を示した図。
(b)は(a)に示した特性を持つ振動波モータに対し
て図1のマグニチュード・コンパレータ22及び25の
出力を示した図。
FIG. 2A is a diagram showing a relationship between a frequency and a phase of vibration of a vibrating body of a vibration wave motor and a rotation speed of the motor.
2B is a diagram showing the outputs of the magnitude comparators 22 and 25 of FIG. 1 for the vibration wave motor having the characteristic shown in FIG.

【図3】図1の構成におけるCPU24の制御動作を示
したフローチャート。
3 is a flowchart showing a control operation of a CPU 24 in the configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固定子 2…位相比較器 3…高周波除去フィルタ 4…電圧制御発振
器 5…32分周器 6,7…シフトレ
ジスタ 9,10…ANDゲート 11,12…増幅
器 13,14…コイル 15,16…レベ
ルコンパレータ 20…位相比較器 21…カウンター 22,25…マグニチュード・コンパレータ 23,26…データラッチ 24…CPU 27…カウンター 28…フォトイン
タラプタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator 2 ... Phase comparator 3 ... High frequency removal filter 4 ... Voltage controlled oscillator 5 ... 32 frequency divider 6, 7 ... Shift register 9, 10 ... AND gate 11, 12 ... Amplifier 13, 14 ... Coil 15, 16 ... Level comparator 20 ... Phase comparator 21 ... Counter 22,25 ... Magnitude comparator 23,26 ... Data latch 24 ... CPU 27 ... Counter 28 ... Photo interrupter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気−機械エネルギー変換素子により励
振される振動体を有し、該素子に互いに異なる位相の複
数の交番電圧が印加されることにより駆動される振動波
モータを制御するための構成として、 該交番電圧の周波数を変化させる周波数可変手段と、該
振動体の振動状態が共振に近い第一の状態になった時に
第一の出力を発生すると共に該第一の状態よりも更に共
振状態に近い第二の状態になった時に第二の出力を発生
する第一の検知手段と、該第一の出力に応じて該周波数
可変手段による周波数変化動作を禁止する禁止手段と、
該第二の出力に応じて該周波数可変手段の出力周波数を
所定値だけシフトする周波数シフト手段と、を有する振
動波モータ駆動回路において、 該振動波モータが駆動状態にあることを検知することに
より第三の出力を発生する第二の検知手段と、該素子に
該交番電圧を印加し始めてから所定時間が経過したこと
を検知する計時手段と、該素子に該交番電圧が印加され
た時からの経過時間が該所定時間内であることが該計時
手段により検知された時には該禁止手段と該周波数シフ
ト手段とを不作動にする規制手段と、該素子に該交番電
圧が印加された時からの経過時間が該所定時間内である
ことが該計時手段により検知された場合であっても該第
三の出力が該第二の検知手段から発生した時には該規制
手段を不作動にするとともに該禁止手段と該周波数シフ
ト手段とを作動させる規制解除手段と、を有して成るこ
とを特徴とする振動波モータ駆動回路。
1. A structure for controlling a vibration wave motor which has a vibrating body excited by an electro-mechanical energy conversion element, and is driven by applying a plurality of alternating voltages having mutually different phases to the element. As a frequency varying means for changing the frequency of the alternating voltage, a first output is generated when the vibrating state of the vibrating body becomes a first state close to resonance, and a resonance further than the first state is generated. A first detecting means for generating a second output when the second state close to the state is achieved, and a prohibiting means for prohibiting the frequency changing operation by the frequency varying means according to the first output,
A vibration wave motor drive circuit having frequency shift means for shifting the output frequency of the frequency variable means by a predetermined value in accordance with the second output, by detecting that the vibration wave motor is in a driving state. A second detecting means for generating a third output, a clocking means for detecting that a predetermined time has elapsed after starting to apply the alternating voltage to the element, and a time when the alternating voltage is applied to the element From the time when the alternating voltage is applied to the element, the restriction means that disables the prohibition means and the frequency shift means when the elapsed time is detected to be within the predetermined time. Even when the elapsed time of is within the predetermined time is detected by the time measuring means, when the third output is generated from the second detecting means, the regulating means is deactivated and the Prohibition measures and A vibration wave motor drive circuit comprising: a restriction releasing unit that operates the frequency shift unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114502227A (en) * 2019-09-27 2022-05-13 江烈庆 Method and device for driving a piezoelectric device

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