JPH1118460A

JPH1118460A - 振動波装置の駆動システムおよび光学装置

Info

Publication number: JPH1118460A
Application number: JP9166121A
Authority: JP
Inventors: Akira Senda; 明千田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力を極力低減して駆動対象を駆動する振
動波装置の駆動システムを提供するものである。【解決手段】交番信号の印加で発生する振動を駆動力に
変換する振動波装置を駆動制御する振動波装置の駆動シ
ステムにおいて、通常電源や外部電源の種別や接続状態
等といった駆動用電源の環境に応じて（ステップ２０
４）、前記交番信号の特性を変更可能とする交番信号特
性変更手段（ステップ２０６、２０９）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動波モータ等の
振動波装置の駆動システムおよび振動波装置を有する光
学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動波装置は、弾性体に電歪素子や圧電
素子などの電気―機械エネルギー変換素子を取り付け、
該素子に位相の異なる複数の交番信号を印加して、例え
ば複数の屈曲モードの振動の合成で該弾性体の表面に進
行波振動を発生させる振動体を基本的構成として有し、
この振動体の表面に載置された紙などのシート材あるい
はカードを搬送させるようにした搬送装置としての形態
があり、振動体の形状としては円環型、楕円型、棒状型
がある。

【０００３】振動波装置を例えば振動波モータに適用し
た場合における具体的な振動波モータの制御方法とし
て、例えばテレビレンズのフォーカスレンズの駆動に振
動波モータ（ＵＳＭ）を用いた場合、振動波モータない
しは負荷にエンコーダなどの回転数検出部材を設け、エ
ンコ−ダから発生するパルス数から回転数を演算する方
法が取られる。

【０００４】振動モータを回転、駆動制御するための駆
動制御装置には、振動波モータの振動子を構成する電歪
素子や圧電素子等の電気−機械エネルギー変換素子に、
互いに位相の異なる複数の交番信号を印加するドライバ
回路が設けられており、このドライバ回路からの駆動信
号が前記電気−機械エネルギー変換素子に印加される
と、振動体を構成する弾性体の表面に楕円運動が発生
し、前記弾性体表面に所定圧力で圧接されている接触体
としてのロータに一方向への連続的回転運動が生じるこ
とになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の振動波
装置において、例えば、レンズのフォーカス駆動装置に
振動波モータを用いた場合等では、ユーザからは低速か
ら、高速までの動作が望まれるが、振動波モータの特性
上、ある一定速度しか効率の良い動作点しかなく、ダイ
ナミックな速度動作での、効率の良い駆動装置が望まれ
ていた。

【０００６】本出願に係る発明の目的は、通常の電源で
の使用時においては電池が短時間で消費するので、でき
るだけ消費電力を低い状態駆動させるようにしようとす
るもので、特に高速で駆動させる指示があるときだけ高
速駆動させたり、外部電源が接続された時は比較的に長
時間電池が持つので、この時は高速で駆動させたり、そ
の時でも速度や駆動距離等が低速でよい時には低い電圧
で駆動し、消費電力を極力低減させるようにするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する振動波装置の駆動システムの第１の構成は、
交番信号の印加で発生する振動を駆動力に変換する振動
波装置を駆動制御する振動波装置の駆動システムにおい
て、駆動用電源の環境に応じて前記交番信号の特性を変
更可能とする交番信号特性変更手段を有するものであ
る。

【０００８】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第２の構成は、交番信号の印加で
発生する振動を駆動力に変換する振動波装置を駆動制御
する振動波装置の駆動システムにおいて、手動操作され
る速度変更手段の操作に応じて前記交番信号の特性を変
更可能とする交番信号特性変更手段を有するものであ
る。

【０００９】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第３の構成は、上記した第１また
は第２の構成において、前記駆動対象の位置と駆動目標
位置との差に応じて交番信号の特性の変更を選択する手
段を有するものである。

【００１０】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第４の構成は、上記した第１また
は第２の構成において、速度検出手段で検出した前記駆
動対象の駆動速度と所定速度との比較に応じて交番信号
の特性の変更を選択する手段を有するものである。

【００１１】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第５の構成は、交番信号の印加で
発生する振動を駆動力に変換する振動波装置を駆動制御
する振動波装置の駆動システムにおいて、前記駆動対象
を第１の最高速で駆動可能な第１の駆動モードと、前記
駆動対象を前記第１の最高速より大なる第２の最高速で
駆動可能な第２の駆動モードとを有し、前記駆動用電源
の環境に応じて前記第１の駆動モードと第２の駆動モー
ドとを選択可能とする駆動モード選択手段を有するもの
である。

【００１２】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第６の構成は、交番信号の印加で
発生する振動を駆動力に変換する振動波装置を駆動制御
する振動波装置の駆動システムにおいて、前記駆動対象
を第１の最高速で駆動可能な第１の駆動モードと、前記
駆動対象を前記第１の最高速より大なる第２の最高速で
駆動可能な第２の駆動モードとを有し、手動操作される
速度変更手段の操作に応じて前記第１の駆動モードと第
２の駆動モードとを選択可能とする駆動モード選択手段
を有するものである。

【００１３】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第７の構成は、上記した第５また
は第７の構成において、前記第１の駆動モードと第２の
駆動モードでは、交番信号の特性を異ならせたものであ
る。

【００１４】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第８の構成は、上記した第５また
は６の構成において、前記駆動対象の位置と駆動目標位
置との差に応じて前記第１の駆動モードと前記第２の駆
動モードを切換えるようにしたものである。

【００１５】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第９の構成は、上記した第５また
は第６の構成速度検出手段で検出した前記駆動対象の駆
動速度と所定速度との比較に応じて前記駆動モードの変
更を選択する手段を有するものである。

【００１６】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１０の構成は、上記した第１、
２、３または第４の構成において、前記交番信号の特性
は、周波数及び／又は振幅とするものである。

【００１７】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１１の構成は、上記した第１の
構成において、前記交番信号特性変更手段は、駆動用電
源の環境としての種類、接続状態、あるいは電圧状態を
判別するものである。

【００１８】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１２の構成は、上記した各構成
のいずれかにおいて、振動波装置の駆動状態を表示する
表示手段を有するものである。

【００１９】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１３の構成は、交番信号の印加
で発生する振動を駆動力に変換する振動波装置を駆動制
御する振動波装置の駆動システムにおいて、第１の消費
電流値で振動波装置を駆動する第１の周波数よりも少な
い消費電流値で振動波装置を駆動する第１のモードと、
前記第１の周波数よりも低い周波数であり第１の消費電
流値よりも多い消費電流値にて振動波装置を駆動する第
２のモードを有するとともに、振動波装置への駆動用電
源の環境に応じて前記モードを選択する選択手段を有す
るものである。本出願に係る発明の目的を実現する振動
波装置の駆動システムの第１４の構成は、上記した第１
３の構成において、前記選択手段にて第１のモードが選
択された状態にて、前記第１のモードから前記第２のモ
ードへ強制的に移行させる手動操作手段を有するもので
ある。

【００２０】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１５の構成は、上記した第１３
または第１４の構成において、前記第２のモードでは振
動波装置に印加される交番信号の電圧を前記第１のモー
ドで印加される電圧よりも高い電圧に変更可能とする電
圧制御手段を有するものである。

【００２１】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１６の構成は、上記した第１３
または第１４の構成において、前記第２のモードにおい
て、振動波装置に印加される交番信号の電圧を前記第１
のモードで印加される電圧よりも高い電圧に設定する設
定手段を有するものである。

【００２２】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１７の構成は、上記した第１３
の構成において、前記選択手段は、前記駆動用電源の環
境として電源電圧、電源の種類を判別し、電源電圧が低
電圧では第１のモード、高電圧あるいは外部電源では第
２のモードを選択するものである。

【００２３】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１８の構成は、上記した第１５
の構成において、駆動対象の位置と駆動目標位置との
差、あるいは駆動対象の駆動速度と所定速度との比較に
応じて第１の駆動モードと第２の駆動モードの電圧を変
更するものである。

【００２４】本出願に係る発明の目的を実現する振動波
装置の駆動システムの第１９の構成は、上記した第１６
の構成において、駆動対象の位置と駆動目標位置との
差、あるいは駆動対象の駆動速度と所定速度との比較に
応じて第１の駆動モードと第２の駆動モードの電圧を設
定するものである。

【００２５】本出願に係る発明の目的を実現する光学装
置の第１の構成は、上記した各構成の振動波駆動装置の
駆動システムを有し、駆動対象としての光学部材を振動
波装置により駆動するものである。

【００２６】本出願に係る発明の目的を実現する光学装
置の第２の構成は、上記した光学装置の第１の構成にお
いて、前記光学部材を目標位置に移動させるための指示
操作信号の種別により駆動モードを切換えるものであ
る。

【００２７】本出願に係る発明の目的を実現する光学装
置の第３の構成は、上記した光学装置の第２の構成にお
いて、指示操作信号は高速駆動モードの自動操作信号
と、低速駆動モードの手動操作信号とするものである。

【００２８】本出願に係る発明の目的を実現する光学装
置の第４の構成は、上記した第、ないし第３の光学装置
における前記光学部材は合焦用光学部材とするものであ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１、図２は本発明の第１の実施
の形態を示す。

【００３０】図１は本発明の振動波装置の駆動システム
をテレビレンズの駆動制御装置に適用した第１の実施の
形態のブロック図である。

【００３１】図１において、振動波モータ１０９はテレ
ビレンズのズーム用あるいはフォーカシング用の駆動モ
ータとして使用される。テレビレンズは装置としてのテ
レビカメラ１１３に取り外し可能に接続されている。

【００３２】通常バッテリ１０１およびバッテリー等の
外部電源１０２は例えばテレビカメラ１１３に取り外し
可能に取り付けられ、カメラマンがテレビレンズ１１２
を操作する公知のデマンド１０３はカメラマンが操作し
易い場所、例えば三脚等に固定した場合にはパンニング
やチルト操作を行う操作部材等に取り付けられる。同様
に、デマンド１０３の指示でテレビレンズ１１２を操作
する手動操作と、テレビカメラ１１３の指示（例えばオ
ートフォーカス）でテレビレンズ１１２を操作する自動
操作との切換を行う第３スイッチ（ＳＷ３）１１４と、
手動ブーストスイッチ（ＳＷｂ）１０４はカメラマンが
操作し易い場所に設置される。

【００３３】カメラマンがレンズを操作する公知のデマ
ンド１０３はＣＰＵ１０７へ接続されている。なおデマ
ンド１０３は、例えばレバー操作方式あるいはグリップ
操作方式等のように、レバーあるいはグリップの回転速
度に応じてレンズの移動速度（ズーミング速度、フォー
カシング速度）を制御する出力位置指令信号ＳＩＧ１を
出力する。同様にテレビカメラ等の装置１１３からもレ
ンズを操作する位置指令信号ＳＩＧ２がＣＰＵ１０７に
出力される。

【００３４】第３スイッチ（ＳＷ３）１１４は、上記デ
マンド１０３又はテレビカメラ１１３のどちらかの指令
位置信号を手動で選択するスイッチである。

【００３５】振動波モータ１０９の駆動は、ＣＰＵ１０
７から振動波モータ制御信号を振動波モータドライバー
回路１０８へ送出し、振動波モータドライバ回路１０８
が振動波モータ１０９を駆動する。

【００３６】振動波モータドライバ回路１０８への印加
電圧は振動波モータ用の印加電圧発生装置１１１からの
高電圧のハイレベル（Ｈｉｇｈ）と低電圧なローレベル
（Ｌｏｗ）の２種類が有り、これを、第２スイッチ（Ｓ
Ｗ２）１１０で選択する。尚、この印加電圧の大きさに
応じて、振動波モータに印加される交番電圧の振幅の大
きさが比例する。この第２スイッチ（ＳＷ２）１１０
は、ＣＰＵ１０７で制御される。また第１スイッチ（Ｓ
Ｗ１）１０５から印加電圧発生回路１１１に供給するラ
インの電流が、振動波モータを駆動する消費電流Ｉであ
る。

【００３７】振動波モータ１０９で動かされるテレビレ
ンズ１１２のレンズ位置は不図示のセンサーにより検出
され、その位置信号をＣＰＵ１０７へ送る。

【００３８】一方、通常の電源である通常電源電池（Ｂ
ＡＴ）１０１と外部電源である外部電源電池（ＥＸＴ
ＢＡＴ）１０２は、スイッチ第１スイッチ（ＳＷ１）１
０５によりどちらかが選択され、選択された電源でレン
ズ内部に電源供給する。

【００３９】外部電源電池（ＥＸＴＢＡＴ）１０２の
使用時は、通常電源電池（ＢＡＴ）１０１と並列接続し
て用いることもできる。この第１スイッチ（ＳＷ１）１
０５はＣＰＵ１０７で制御される。

【００４０】また、外部電源電池（ＥＸＴＢＡＴ）１
０２は、この電源がレンズ装置に接続されているかの確
認の為に、ＣＰＵ１０７へ接続されている。尚、外部電
源（ＥＸＴＢＡＴ）１０２は、商用電源から電源回路を
介して得られる場合もあるし、１次、２次を含めた各種
電池の場合もある。

【００４１】さらに、表示機能として表示部１０６がＣ
ＰＵ１０７に接続されている。また、消費電流を増加し
てでもレンズの高速移動性能を求めるときは、ＣＰＵ１
０７に接続されている手動ブーストスイッチ（ＳＷｂ）
１０４をオンにする。

【００４２】上記した構成の振動波モータの駆動制御装
置の動作を図２に示すフローチャートに従って以下に説
明をする。

【００４３】ステップ２１５：テレビレンズの駆動操作
がテレビカメラ１１３からの指令位置信号ＳＩＧ２によ
り行うのか、デマンド１０３からの指令位置信号ＳＩＧ
１により行うのかをを選択する。選択手段としては、以
下の幾つかの方法がある。

【００４４】第１の選択手段としては、テレビカメラ等
の装置１１３から出力する指令位置信号ＳＩＧ２の中
に、指令位置信号ＳＩＧ１か指令位置信号ＳＩＧ２のど
ちらかを選択する信号を入れ、ＣＰＵ１０７でこの信号
を解釈して、実行する。

【００４５】第２の選択手段としては、手動の第３スイ
ッチ（ＳＷ３）１１４により指令位置信号ＳＩＧ１か指
令位置信号ＳＩＧ２のどちらかを選択する信号をＣＰＵ
１０７へ出力する。

【００４６】第３の選択手段としては、デマンド１０３
が本実施の形態の駆動装置に接続されていれば、つまり
デマンド１０３の信号がＣＰＵ１０７に入力されれば、
ＣＰＵ１０７の判断により、デマンド１０３からの指令
位置信号ＳＩＧ１を選択し、デマンド１０３が駆動装置
に接続されていなければ、ＣＰＵ１０７の判断により、
テレビカメラ１１３からの指令位置信号ＳＩＧ２を選択
する。

【００４７】ステップ２０１：レンズ１１２からの位置
信号により、レンズの現在位置信号Ｐを検出する。

【００４８】ステップ２０２：ステップ２１５で選択さ
れた指令位置信号により目標位置Ｄを検出する。

【００４９】ステップ２０３：手動ブーストスイッチ
（ＳＷｂ）１０４がＯＦＦならばステップ２０４に進
み、ＯＮであればステップ２０７に進む。

【００５０】ステップ２０４：外部電源１０２が接続さ
れているかを確認し、外部電源１０２が接続されていな
ければステップ２０５に進み、接続されていればステッ
プ２０７に進む。

【００５１】ステップ２０５：振動波モータの定常的動
作点を、図６（ｂ）で示す振動波モータの入力周波数−
振動波モータ消費電流値が最小になる振動波モータ入力
周波数ｆ０とし、ステップ２１２に進む。

【００５２】ステップ２１２：表示部１０６に省エネモ
ードであることを表示し、ステップ２０６に進む。表示
方法としては、テレビレンズにＬＥＤを配置して、点滅
をさせても良いし、液晶表示や更にはテレビカメラのビ
ュー・ファインダに表示しても良い。

【００５３】ステップ２０６：ＣＰＵ１０７から第２ス
イッチ（ＳＷ２）１１０を制御して振動波モータ印加電
圧発生回路１１１からＬ（低電圧）を振動波モータドラ
イバ回路１０８へ供給し、ステップ２１０で振動波モー
タを駆動し、ステップ２１１に進む。

【００５４】ステップ２１１：駆動されたレンズが指令
位置信号で示す目標位置Ｄに到達するまで再びステップ
２０１へフィードバックする。

【００５５】図６（ａ）に基づいて、ステップ２０５か
らステップ２０６、ステップ２１０の動作を説明する
と、振動波モータの印加電圧がＬ（低電圧）時では、停
止している振動波モータを起動のための周波数ｆａから
徐々に周波数を下げながらレンズの移動速度を速くし、
周波数ｆｏの固定周波数で振動波モータを定常的に駆動
する。

【００５６】振動波モータに対する入力周波数ｆｏでの
レンズ速度はＶＬ１であり、この時の振動波モータの消
費電流は、図６の（ｂ）から振動波モータ駆動時での最
小の電流ＩＬ１である。

【００５７】また、ステップ２０５からステップ２１１
までの振動波モータの駆動は、通常のバッテリーのみ
で、手動ブーストスイッチ（ＳＷｂ）１０４がオフの時
は、振動波モータを駆動入力周波数ｆｏにし、消費電力
を最小にして非常に効率よくレンズを駆動することがで
きる。

【００５８】この時のレンズ位置とレンズ速度の関係を
表したのが図４（ａ）である。尚、図４及び後述の図５
において、Ｓは振動波モータ駆動開始時のレンズ停止位
置であり、Ｄは振動波モータが駆動を停止した位置であ
る。

【００５９】図２のフローチャートに戻り、ステップ２
０３で手動ブーストスイッチ（ＳＷｂ）１０４がオン、
あるいはステップ２０４で通常バッテリに外部電源が併
用されている時は、ステップ２０７で振動波モータの定
速動作の周波数を、図６（ａ）で示す、先ほどステップ
２０５で示した周波数ｆｏよりも少し低い周波数ｆ（ｆ
ａｓｔ）とし、ステップ２１３に進む。

【００６０】この周波数ｆ（ｆａｓｔ）では、振動波モ
ータへの印加電圧がＬ（低電圧）の時のレンズ速度がＶ
Ｌ２と、周波数ｆｏ時のＶＬ１よりも高速になる。

【００６１】ステップ２１３：表示部１０６に高速モー
ドであることを表示し、ステップ２１４に進む。

【００６２】ステップ２１４：振動波モータが既に駆動
中ならば、ステップ２０８に行かずに、直接ステップ２
１０の振動波モータ駆動にジャンプする。また、振動波
モータが駆動していなければステップ２０８へ分岐す
る。

【００６３】ステップ２０８：レンズが停止している現
在位置をＳとし、移動する目標位置をＤとすると、図４
（ｂ）のように、移動距離｜Ｄ−Ｓ｜の中点のレンズ速
度がＶＬ２と同等もしくは低い速度の時は、振動波モー
タドライバ回路１０８への印加電圧をＬ（低電圧）にす
る。図４（ｂ）の移動距離｜Ｄ−Ｓ｜を２Ｃとすれば、
移動距離｜Ｄ−Ｓ｜が２Ｃ以下なら、ステップ２０６で
印加電圧はＬ（低電圧）となる。

【００６４】この時の消費電流は、周波数ｆ（ｆａｓ
ｔ）では、振動波モータへの印加電圧がＬ（低電圧）
で、振動波モータの定速度動作の周波数が周波数ｆ（ｆ
ａｓｔ）では、図６の（ｂ）で示すようにＩＬ２とな
り、周波数ｆｏ時のＩＬ１より大きい。

【００６５】また、移動距離｜Ｄ−Ｓ｜が２Ｃ以上で、
レンズ動作をより高速に動かすなら、ステップ２０９の
振動波モータへの印加電圧をＨ（高電圧）にすれば、振
動波モータ入力周波数ｆ（ｆａｓｔ）でのレンズ速度は
ＶＨになる。この時のレンズ位置とレンズ速度の関係は
図５（ａ）となる。そして、この時の消費電流は、周波
数ｆ（ｆａｓｔ）では、振動波モータへの印加電圧がＨ
（高電圧）で、振動波モータの定速度動作の周波数が周
波数ｆ（ｆａｓｔ）では、図６の（ｂ）で示すようにＩ
Ｈとなり、他の条件時よりも消費電流が大きくなる。

【００６６】ここで、通常のバッテリだけでより高速な
レンズ動作をさせるには、ステップ２０３のブーストス
イッチ（ＳＷｂ）１０４をオンさせることで可能であ
る。勿論、外部電源があれば消費電力の心配をせずに、
レンズ動作の高速化が図れることになる。

【００６７】図２に示すフローチャートにおいて、外部
電源電池（ＥＸＴＢＡＴ）１０２が接続されている時
は高速モードになっているが、図２では特に図示してい
ないが、ステップ２０４で外部電源電池（ＥＸＴＢＡ
Ｔ）１０２が接続されていても、ステップ２１２以下の
省エネモードにすれば、一充電あたりの放電時間を長く
保つこともできる。

【００６８】尚、構成を簡略化して、図２のステップ２
０５，２０７を無くして振動波モータ入力周波数を固定
にし、振動波モータへの印加電圧のＨ，Ｌの切り換えだ
けで制御することもできる。

【００６９】（第２の実施の形態）図３は第２の実施の
形態を示すフローチャートである。なお、駆動装置の構
成は図１に示すものと同様なので、図示および構成の説
明は省略する。本実施の形態の動作を図３に示すフロー
チャートに従って以下に説明をする。

【００７０】ステップ３２１：図１の装置（テレビカメ
ラ）１１３からの指令位置信号ＳＩＧ２か、デマンド１
０３からの指令位置信号ＳＩＧ１のどちらを選択する。
選択手段としては以下の幾つかの方法がある。

【００７１】第１の選択手段は、テレビカメラ等の装置
１１３から出力する指令位置信号ＳＩＧ２の中に、指令
位置信号ＳＩＧ１か指令位置信号ＳＩＧ２のどちらかを
選択する信号を入れ、ＣＰＵ１０７でこの信号を解釈し
て、実行する。

【００７２】第２の選択手段は、手動操作される第３ス
イッチ（ＳＷ３）１１４による指令位置信号ＳＩＧ１
か、装置としてのテレビカメラ１１３からの指令位置信
号ＳＩＧ２のどちらかを選択する信号をＣＰＵ１０７へ
出力する。

【００７３】第３の選択手段は、デマンド１０３が本実
施の形態の駆動装置に接続されていれば、つまりデマン
ド１０３の信号がＣＰＵ１０７に入力されれば、ＣＰＵ
１０７の判断により、デマンド１０３からの指令位置信
号ＳＩＧ１を選択する。デマンド１０３が駆動装置に接
続されなければ、ＣＰＵ１０７の判断により、装置とし
てのテレビカメラ１１３からの指令位置信号ＳＩＧ２を
選択する。

【００７４】ステップ３０１：レンズ１１２からの位置
信号により、レンズの現在位置信号Ｐを検出する。

【００７５】ステップ３０２：ステップ３２１で選択さ
れた指令位置信号より目標位置Ｄを検出する。

【００７６】ステップ３０３：手動ブーストスイッチ
（ＳＷｂ）１０４がＯＦＦならばステップ３０４に進
み、ＯＮであればステップ３０９に進む。

【００７７】ステップ３０４：外部電源１０２が接続さ
れているかを確認し、外部電源１０２が無ければステッ
プ３０５に進み、接続されていればステップ３０９に進
む。

【００７８】ステップ３０５：振動波モータの定速度動
作の周波数を、図６（ｂ）で示す振動波モータの入力周
波数−振動波モータ消費電流値が最小になる振動波モー
タ入力周波数をｆ０にし、ステップ３１８に進む。

【００７９】ステップ３１８：表示部１０６に省エネモ
ードであることを表示し、ステップ３０６に進む。な
お、表示する方法は、テレビレンズにＬＥＤを配置して
点滅で表しても良いし、液晶表示や更にテレビカメラの
ビューファインダ上に表示しても良い。

【００８０】ステップ３０６：ＣＰＵ１０７から第２ス
イッチ（ＳＷ２）１１０を制御して、振動波モータ印加
電圧発生回路からＬ（低電圧）を振動波モータドライバ
回路へ供給し、ステップ３０７で振動波モータを駆動
し、ステップ３０８に進む。

【００８１】ステップ３０８：駆動されたレンズが指令
位置信号の示す目標位置Ｄに到達するまでステップ３０
１に戻して、振動波モータを駆動する。

【００８２】図６（ａ）に基づいて、ステップ３０５か
らステップ３０６，ステップ３０７の動作を説明する
と、振動波モータ印加電圧がＬ（低電圧）時では、停止
している振動波モータを起動周波数ｆａから徐々に周波
数を下げながらレンズ速度を速くしていき、振動波モー
タ入力周波数ｆｏの固定入力周波数で振動波モータを定
常的に駆動する。

【００８３】振動波モータの入力周波数ｆｏでのレンズ
速度はＶＬ１であり、この時の振動波モータの消費電流
は、図６（ｂ）に示すように、振動波モータ駆動時での
最小のＩＬ１である。

【００８４】ステップ３０５からステップ３０８の振動
波モータ駆動は、通常のバッテリーのみで、ブーストス
イッチ（ＳＷｂ）１０４がオフの時は、振動波モータを
駆動入力周波数ｆｏで、消費電力を最小にして非常に効
率よくレンズを駆動することができる。

【００８５】この時のレンズ位置とレンズ速度の関係を
表したのが図４（ａ）である。

【００８６】図３のステップ３０３で手動ブーストスイ
ッチ（ＳＷｂ）１０４がＯＮ、あるいはステップ３０４
で、通常バッテリに外部電源が併用されている時は、ス
テップ３０９で振動波モータの定速度動作の周波数を、
周波数ｆ（ｆａｓｔ）にする。図６（ａ）に示すよう
に、周波数ｆ（ｆａｓｔ）はステップ３０５で示された
ｆｏよりも少し低い周波数である。

【００８７】ステップ３１９：表示部１０６に高速モー
ドであることの表示を行う。

【００８８】ステップ３２０：駆動されたレンズの速度
Ｖが、振動波モータドライブ回路１０８への印加電圧が
Ｌ（低電圧）時の最高速であるＶＬ２に達していたら、
ステップ３１１に進み、図４（ｂ）のようにレンズの移
動距離が２Ｃ以内なら、ステップ３１４に進んで振動波
モータへの印加電圧をＬ（低電圧）にしてステップ３１
６で振動波モータを駆動する。

【００８９】ステップ３２０で、駆動されたレンズの速
度Ｖが、振動波モータドライブ回路への印加電圧がＬ
（低電圧）時の最高速であるＶＬ２に達していなかった
ら、ステップ３１４で印加電圧をＬ（低電圧）にして振
動波モータを駆動する。

【００９０】ステップ３１１：レンズの移動距離が２Ｃ
よりも大きい場合は、ステップ３１５で印加電圧をＨ
（高電圧）してステップ３１６で振動波モータを駆動す
る。

【００９１】ステップ３１１で、レンズの現在位置が２
Ｃ以下になると、ステップ３１４に進み印加電圧をＬ
（低電圧）にして振動波モータを駆動する。

【００９２】ステップ３１７は、移動するレンズが目標
位置Ｄに到着するまでステップ３０１に戻ってループす
る。図３でのレンズ位置と振動波モータへの印加電圧に
ついては、図５（ｂ）に示す。

【００９３】尚、構成を簡略化して、図３のステップ３
０５，３０９を無くして振動波モータ入力周波数を固定
にし、振動波モータへの印加電圧のＨ，Ｌで切り換えだ
けで制御することもできる。

【００９４】また、図２のステップ２０３，２０４及び
図３のステップ３０３，３０４と同じ省エネモードと高
速モード切換機能を、今回の制御装置に供給するバッテ
リの電池電圧によりモード切換を行うこともできる。

【００９５】例えば、本実施の形態の駆動装置に供給す
るバッテリを通常バッテリ通常電源電池（ＢＡＴ）１０
１のみとした時、通常バッテリ通常電源電池（ＢＡＴ）
１０１の電池電圧をＣＰＵ１０７でモニタして電池電圧
が通常な場合は、図２のステップ２０７以下、図３のス
テップ３０９以下の高速モードとし、電池電圧が或る電
圧以下になったら、図２のステップ２０５以下、図３の
ステップ３０５以下の省エネモードに切り換えることも
できる。勿論これらの電池電圧によるモード切換は、通
常バッテリ通常電源電池（ＢＡＴ）１０１の場合だけで
無く、通常バッテリ通常電源電池（ＢＡＴ）１０１の代
わりに外部電源が電池である場合も同様である。

【００９６】また、このレンズをＡＦテレビカメラ等と
組み合わせて用いる場合では、当然テレビカメラからの
フォーカス指令に対して、レンズのフォーカスは、高速
でかつ、すみやかな応答性が求められるので、本実施の
形態の高速モード動作を適用すれば良い。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動波装置を駆動する電圧を高電圧、低電圧の２種類を
使い分け、さらに振動波モータを駆動する定常的駆動周
波数を最適に選択することで、あらゆる速度の駆動での
消費電流を極力小さくすることが出来た。

【００９８】また、ある速度以下では、振動波装置を駆
動する電圧を低電圧にして消費電流を下げ、高速度が要
求される時は、印加電圧を高電圧にすることで要求を満
足することが出来る。

【００９９】テレビレンズに用いる一回で充電されたバ
ッテリを長時間使用するには、振動波モータの印加電圧
を低くして、振動波モータの消費電流の最も少ない、エ
ネルギー効率の良い動作点で使用すれば良い。

【０１００】また、フォーカスレンズ等の駆動対象の動
作を高速にする時は、ユーザが手動操作により振動波装
置の印加電圧を高電圧とすることができて、エネルギー
効率の良い振動波装置の制御が可能になった。

【０１０１】外部電源を用いると、自動的に高速モード
にすることができるので、ユーザがわざわざ手動操作を
行うこともなく使いやすくなった。勿論、外部電源を用
いてもバッテリを長時間使用持たせることもできる。

【０１０２】省エネモード、高速モード、という表示を
することで、容易にユーザに現在の駆動モードがわか
り、ユーザでの混乱がさけられている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図

【図２】本発明の第１の実施形態を示すフローチャート

【図３】本発明の第２の実施形態を示すフローチャート

【図４】本発明の実施動作を示す図

【図５】本発明の実施動作を示す図

【図６】本発明の振動波モータの動作を示す図

【符号の説明】

１０１…バッテリ１０２…外部電源１０３…デマンド１０４…ブーストスイッチ１０５…第１スイッチ１０６…表示１０７…ＣＰＵ１０８…振動波モータドライバ回路１０９…振動波モータ１１０…第２スイッチ１１１…印加電圧発生回路１１２…レンズ１１３…装置１１４…第３スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交番信号の印加で発生する振動を駆動力
に変換する振動波装置を駆動制御する振動波装置の駆動
システムにおいて、駆動用電源の環境に応じて前記交番信号の特性を変更可
能とする交番信号特性変更手段を有することを特徴とす
る振動波装置の駆動システム。
【請求項２】交番信号の印加で発生する振動を駆動力
に変換する振動波装置を駆動制御する振動波装置の駆動
システムにおいて、手動操作される速度変更手段の操作に応じて前記交番信
号の特性を変更可能とする交番信号特性変更手段を有す
ることを特徴とする振動波装置の駆動システム。
【請求項３】請求項１または２において、前記駆動対
象の位置と駆動目標位置との差に応じて交番信号の特性
の変更を選択する手段を有することを特徴とする振動波
装置の駆動システム。
【請求項４】請求項１または２において、速度検出手
段で検出した前記駆動対象の駆動速度と所定速度との比
較に応じて交番信号の特性の変更を選択する手段を有す
ることを特徴とする振動波装置の駆動システム。
【請求項５】交番信号の印加で発生する振動を駆動力
に変換する振動波装置を駆動制御する振動波装置の駆動
システムにおいて、前記駆動対象を第１の最高速で駆動可能な第１の駆動モ
ードと、前記駆動対象を前記第１の最高速より大なる第
２の最高速で駆動可能な第２の駆動モードとを有し、前
記駆動用電源の環境に応じて前記第１の駆動モードと第
２の駆動モードとを選択可能とする駆動モード選択手段
を有することを特徴とする振動波装置の駆動システム。
【請求項６】交番信号の印加で発生する振動を駆動力
に変換する振動波装置を駆動制御する振動波装置の駆動
システムにおいて、前記駆動対象を第１の最高速で駆動可能な第１の駆動モ
ードと、前記駆動対象を前記第１の最高速より大なる第
２の最高速で駆動可能な第２の駆動モードとを有し、手
動操作される速度変更手段の操作に応じて前記第１の駆
動モードと第２の駆動モードとを選択可能とする駆動モ
ード選択手段を有することを特徴とする振動波装置の駆
動システム。
【請求項７】請求項５または６において、前記第１の
駆動モードと第２の駆動モードでは、交番信号の特性を
異ならせたことを特徴とする振動波装置の駆動システ
ム。
【請求項８】請求項５または６において、前記駆動対
象の位置と駆動目標位置との差に応じて前記第１の駆動
モードと前記第２の駆動モードを切換えることを特徴と
する振動波装置の駆動システム。
【請求項９】請求項５または６において、速度検出手
段で検出した前記駆動対象の駆動速度と所定速度との比
較に応じて前記駆動モードの変更を選択する手段を有す
ることを特徴とする振動波装置の駆動システム。
【請求項１０】請求項１、２、３または４において、
前記交番信号の特性は、周波数及び／又は振幅であるこ
とを特徴とする振動波装置の駆動システム。
【請求項１１】請求項１において、前記交番信号特性
変更手段は、駆動用電源の環境としての種類、接続状
態、あるいは電圧状態を判別することを特徴とする振動
波装置の駆動システム。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれかにおい
て、振動波装置の駆動状態を表示する表示手段を有する
ことを特徴とする振動波装置の駆動システム。
【請求項１３】交番信号の印加で発生する振動を駆動
力に変換する振動波装置を駆動制御する振動波装置の駆
動システムにおいて、第１の消費電流値で振動波装置を駆動する第１の周波数
よりも少ない消費電流値で振動波装置を駆動する第１の
モードと、前記第１の周波数よりも低い周波数であり第
１の消費電流値よりも多い消費電流値にて振動波装置を
駆動する第２のモードを有するとともに、振動波装置へ
の駆動用電源の環境に応じて前記モードを選択する選択
手段を有することを特徴とする振動波装置の駆動システ
ム。
【請求項１４】請求項１３において、前記選択手段に
て第１のモードが選択された状態にて、前記第１のモー
ドから前記第２のモードへ強制的に移行させる手動操作
手段を有することを特徴とする振動波装置の駆動システ
ム
【請求項１５】請求項１３または１４において、前記
第２のモードでは振動波装置に印加される交番信号の電
圧を前記第１のモードで印加される電圧よりも高い電圧
に変更可能とする電圧制御手段を有することを特徴とす
る振動波装置の駆動システム。
【請求項１６】請求項１３または１４において、前記
第２のモードにおいて、振動波装置に印加される交番信
号の電圧を前記第１のモードで印加される電圧よりも高
い電圧に設定する設定手段を有することを特徴とする振
動波装置の駆動システム。
【請求項１７】請求項１３において、前記選択手段
は、前記駆動用電源の環境として電源電圧、電源の種類
を判別し、電源電圧が低電圧では第１のモード、高電圧
あるいは外部電源では第２のモードを選択することを特
徴とする振動波装置の駆動システム。
【請求項１８】請求項１５において、駆動対象の位置
と駆動目標位置との差、あるいは駆動対象の駆動速度と
所定速度との比較に応じて第１の駆動モードと第２の駆
動モードの電圧を変更することを特徴とする振動波装置
の駆動システム。
【請求項１９】請求項１６において、駆動対象の位置
と駆動目標位置との差、あるいは駆動対象の駆動速度と
所定速度との比較に応じて第１の駆動モードと第２の駆
動モードの電圧を設定することを特徴とする振動波装置
の駆動システム。
【請求項２０】請求項１ないし１９のいずれかに記載
の振動波駆動装置の駆動システムを有し、駆動対象とし
ての光学部材を振動波装置により駆動することを特徴と
する光学装置。
【請求項２１】請求項２０において、前記光学部材を
目標位置に移動させるための指示操作信号の種別により
駆動モードを切換えることを特徴とする光学装置。
【請求項２２】請求項２１において、指示操作信号は
高速駆動モードの自動操作信号と、低速駆動モードの手
動操作信号であることを特徴とする光学装置。
【請求項２３】請求項２０、２１または２２におい
て、前記光学部材は合焦用光学部材であることを特徴と
する光学装置。