JPH11215866A - Controller of vibrating motor, and driver using vibrating motor as driving source - Google Patents

Controller of vibrating motor, and driver using vibrating motor as driving source

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JPH11215866A
JPH11215866A JP10017137A JP1713798A JPH11215866A JP H11215866 A JPH11215866 A JP H11215866A JP 10017137 A JP10017137 A JP 10017137A JP 1713798 A JP1713798 A JP 1713798A JP H11215866 A JPH11215866 A JP H11215866A
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JP
Japan
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phase difference
phase
vibration
signal
type motor
Prior art date
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JP10017137A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Tamekuni
靖宏 為国
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the controller of a vibrating motor which can control the vibrating motor accurately by phase difference control system, by removing the erroneous detection of a phase difference. SOLUTION: This controller is so constituted as to control an alternating signal, according to a phase difference, with its control target on a vibrating motor which is driven with roughly the same phase with respect to the phase difference between the alternating signal to be applied to the piezoelectric element for drive of phase difference detection system of the vibrating motor and the detection signal outputted from a piezoelectric element for detection of the vibrating state of the vibrator. In this case, this control is composed of a comparator 9 which generates rectangular waves from the drive signal, a comparator 10 which generates rectangular waves from the above detection signal, a phase difference detector 12 which detects the phase difference from the outputs of both comparators 9 and 10, and an inverter 11 which inverts either of the outputs of both comparators 9 and 10 and inputs it into the phase detector 12.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、振動型モータの制
御装置および振動型モータを駆動源とする駆動装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a vibration type motor and a drive device using the vibration type motor as a drive source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、振動波モータ等の振動型モータの
制御装置としては、例えば特開平6ー14565号公報
に示されるように、振動型モータの振動体を構成する複
数、例えば位置的位相がずれて配置された2つの駆動用
の電気―機械エネルギー変換素子としての圧電素子へ印
加する駆動信号の内の一方と、前記振動体に設けられた
振動検出用電気―機械エネルギー変換素子としての振動
検出用圧電素子からの出力信号の位相差による駆動制御
が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for a vibration-type motor such as a vibration-wave motor, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-1565, a plurality of vibration components constituting a vibration type motor, for example, One of the two drive signals applied to the piezoelectric element as the driving electro-mechanical energy conversion element, which is displaced from the other, and one of the driving signals as a vibration detection electro-mechanical energy conversion element provided on the vibrating body. A drive control based on a phase difference of an output signal from a vibration detecting piezoelectric element has been proposed.

【0003】位相制御は駆動用の電気―機械エネルギー
変換素子への駆動信号と、振動検出用電気―機械エネル
ギー変換素子からの出力信号の位相差を検出し、得られ
た位相差の情報をもとに周波数制御する方式である。
The phase control detects a phase difference between a driving signal to a driving electro-mechanical energy conversion element and an output signal from a vibration detecting electro-mechanical energy conversion element, and obtains information on the obtained phase difference. This is a frequency control method.

【0004】振動波モータの回転数と駆動周波数、およ
び位相差との特性として、振動体の共振周波数よりも周
波数が高い方から徐々に低下させ、モータが回転を始め
てから徐々に速度が上昇すると、位相差も徐々に共振状
態に近づいていく(振動検出用圧電素子と位相差検出に
供する駆動用圧電素子とが位置に同相に配置されている
場合)。位相が共振状態になると、モータの回転速度は
最高速付近に達する。共振状態からさらに周波数を低下
させると、回転速度は急激に低下し、位相も共振状態か
らはずれる。そのため、位相が共振状態からさらに周波
数の低い方へ進まないように、位相を検出して共振状態
に近づきつつある場合は、周波数を高い方へ戻すという
制御を行うというものである。
[0004] As characteristics of the rotational frequency of the vibration wave motor, the drive frequency, and the phase difference, when the frequency is gradually lowered from the frequency higher than the resonance frequency of the vibrating body, and the speed gradually increases after the motor starts rotating, The phase difference also gradually approaches the resonance state (when the vibration detecting piezoelectric element and the driving piezoelectric element used for detecting the phase difference are arranged in the same phase). When the phase is in a resonance state, the rotation speed of the motor reaches near the highest speed. When the frequency is further reduced from the resonance state, the rotation speed rapidly decreases, and the phase also deviates from the resonance state. Therefore, in order to prevent the phase from proceeding from the resonance state to a lower frequency, when the phase is detected and approaching the resonance state, control is performed to return the frequency to a higher frequency.

【0005】振動波モータの回転数及び位相差と周波数
の関係は、ほぼ図11に示すようになっている。位相制
御は例えばθ1、θ2という位相を設定し、検出される
位相差がθ2より小さい場合は周波数下げることにより
速度を上げていく。また、検出される位相差がθ2を越
えた場合は共振に近づいたと判断し、周波数をあげるこ
とにより速度を下げるよう制御することになる。
The relationship between the frequency and the frequency of the vibration wave motor and the phase difference is substantially as shown in FIG. In the phase control, for example, phases θ1 and θ2 are set, and when the detected phase difference is smaller than θ2, the speed is increased by lowering the frequency. If the detected phase difference exceeds θ2, it is determined that resonance has been approached, and control is performed so as to decrease the speed by increasing the frequency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、振動波モータの特性上、駆動用の電気―機械エ
ネルギー変換素子への駆動信号と、振動検出用電気―機
械エネルギー変換素子からの出力信号の位相差がほぼ同
相で起動するモータにおいては、ノイズ或いは回転ムラ
等による検出信号のブレ等が発生すると、起動時の駆動
用の電気―機械エネルギー変換素子への駆動信号と、振
動検出用電気―機械エネルギー変換素子からの出力信号
の位相差が反転し、あたかも位相が共振状態に近づいた
と判断し周波数を高い方へ戻してしまうため、起動時の
駆動速度から速度をあげることができなくなることが考
えられる。
However, in the conventional example described above, due to the characteristics of the vibration wave motor, the driving signal to the driving electro-mechanical energy conversion element and the output signal from the vibration detection electro-mechanical energy conversion element are considered. When the detection signal is blurred due to noise or uneven rotation, the driving signal to the driving electro-mechanical energy conversion element and the vibration detection -The phase difference of the output signal from the mechanical energy conversion element is inverted, and it is judged that the phase has approached the resonance state, and the frequency is returned to the higher side.Therefore, the speed cannot be increased from the drive speed at startup. Can be considered.

【0007】本出願に係る第1の発明の目的は、位相差
制御方式の問題を解決し、位相差の誤検出をなくして振
動波モータを正確に位相差制御方式により制御できる振
動型モータの制御装置を提供しようとするものである。
An object of a first invention according to the present application is to solve the problem of the phase difference control method, eliminate the erroneous detection of the phase difference, and accurately control the vibration wave motor by the phase difference control method. It is intended to provide a control device.

【0008】本出願に係る第2の発明の目的は、位相差
制御方式で駆動制御される振動波モータにより正確に被
駆動体を駆動できる振動型モータを駆動源とする駆動装
置を提供しようとするものである。
An object of a second invention according to the present application is to provide a driving apparatus using a vibration type motor capable of accurately driving a driven body by a vibration wave motor driven and controlled by a phase difference control method. Is what you do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
を実現する第1の構成は、振動体の駆動用電気−機械エ
ネルギー変換素子に印加する複数相の交番信号のいずれ
か一つと、前記振動体の振動状態検出用電気−機械エネ
ルギー変換素子から出力される検出信号の位相差が略同
相で起動する振動型モータを制御対象とし、前記位相差
に応じて前記複数の交番信号を制御する振動型モータの
制御装置において、前記位相差検出に供される駆動信号
からの位相差を検出するための信号を生成する第1の比
較手段と、前記検出信号から位相差を検出するための信
号を生成する第2の比較手段と、前記第1の比較手段と
第2の比較手段の出力から位相差を検出するための位相
差検出手段と、前記第1の比較手段と前記第2の比較手
段の出力のいずれか一方を反転して、前記位相差検出手
段に入力する反転手段を有するものである。
A first configuration for realizing the first invention according to the present application is that one of a plurality of alternating signals applied to an electro-mechanical energy conversion element for driving a vibrating body is used. The phase difference of the detection signal output from the vibration-state detection electro-mechanical energy conversion element of the vibrating body is a vibration type motor that starts in substantially the same phase as the control target, and the plurality of alternating signals according to the phase difference. A control device for controlling a vibration-type motor, wherein the first comparison means generates a signal for detecting a phase difference from a drive signal provided for the phase difference detection, and a phase difference is detected from the detection signal. Second comparing means for generating a signal, a phase difference detecting means for detecting a phase difference from the outputs of the first comparing means and the second comparing means, the first comparing means and the second comparing means. Any of the outputs of the comparison means Inverted one, and has a reversing means for inputting to the phase difference detecting means.

【0010】上記した構成によれば、振動型モータの特
性上、駆動信号と、検出信号の位相差がほぼ同相で起動
する振動型モータにおいて、ノイズ或いは回転ムラ等に
よる検出信号のブレ等が発生しても、位相差の反転が発
生せず、正確な位相制御駆動が可能となる。
According to the above-described configuration, due to the characteristics of the vibration type motor, in the vibration type motor which starts up with the phase difference between the drive signal and the detection signal being substantially the same, blurring of the detection signal due to noise or uneven rotation occurs. Even if the phase difference is not inverted, accurate phase control driving can be performed.

【0011】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第2の構成は、振動体の駆動用電気−機械エネルギー変
換素子に印加する複数相の交番信号のいずれか一つと、
前記振動体の振動状態検出用電気−機械エネルギー変換
素子から出力される検出信号の位相差が略同相で起動す
る振動型モータを制御対象とし、前記位相差に応じて前
記複数の交番信号を制御する振動型モータの制御装置に
おいて、前記位相差検出に供される駆動信号からの位相
差を検出するための信号を生成する第1の比較手段と、
前記検出信号から位相差を検出するための信号を生成す
る第2の比較手段と、前記第1の比較手段と第2の比較
手段の出力から位相差を検出するための位相差検出手段
と、前記第1の比較手段および前記第2の比較手段に対
する前記駆動信号と前記検出信号のいずれか一方を反転
する反転手段とを有するものである。
A second configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is one of a plurality of alternating signals applied to an electro-mechanical energy conversion element for driving a vibrating body,
A vibration type motor that starts in substantially the same phase as a detection signal output from the vibration-state detection electro-mechanical energy conversion element of the vibrating body is set as a control target, and the plurality of alternating signals are controlled according to the phase difference. A vibration type motor control device that generates a signal for detecting a phase difference from a drive signal provided for the phase difference detection;
Second comparing means for generating a signal for detecting a phase difference from the detection signal; phase difference detecting means for detecting a phase difference from outputs of the first comparing means and the second comparing means; And a reversing means for reversing one of the drive signal and the detection signal for the first comparing means and the second comparing means.

【0012】上記した第2の構成においても、上記の第
1の構成と同様に、振動型モータの特性上、駆動信号
と、検出信号の位相差がほぼ同相で起動する振動型モー
タにおいて、ノイズ或いは回転ムラ等による検出信号の
ブレ等が発生しても位相差の反転が発生せず、正確な位
相制御駆動が可能となる。
In the above-described second configuration, similarly to the above-described first configuration, due to the characteristics of the vibration type motor, in the vibration type motor that starts up with the phase difference between the drive signal and the detection signal being substantially the same, noise is reduced. Alternatively, even if the detection signal is blurred due to rotation unevenness or the like, the inversion of the phase difference does not occur, and accurate phase control driving becomes possible.

【0013】本出願に係る第2の発明の目的を実現する
振動型モータを駆動源とする駆動装置の構成は、上記し
た構成のいずれか一つに記載の振動型モータの駆動装置
を有し、前記振動型モータを駆動源として被駆動体を駆
動するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus using a vibration motor as a driving source, the driving apparatus including the vibration motor driving apparatus according to any one of the above-described structures. A driven body is driven by using the vibration type motor as a drive source.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
を示す。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

【0015】図1に示す実施の形態は、撮影レンズの駆
動源に振動型モータとしての振動波モータを用いたもの
で、レンズ鏡筒側に配置されたレンズCPU1は、カメ
ラ本体側に配置されたカメラCPU19と接点18を通
して電気的に接続されており、この接点18を介してレ
ンズCPU1とカメラCPU19は通信を行い、カメラ
からフォーカスモータや絞りの駆動停止、レンズデータ
の送信要求等を行う。レンズCPU1はカメラCPU1
9からの命令に応じた処理を行う。
The embodiment shown in FIG. 1 uses a vibration wave motor as a vibration type motor as a driving source of a photographing lens. A lens CPU 1 disposed on a lens barrel side is disposed on a camera body side. The lens CPU 1 and the camera CPU 19 communicate with each other through the contact 18 through the contact 18, and stop the drive of the focus motor and the aperture from the camera, request transmission of lens data, and the like. Lens CPU1 is camera CPU1
9 is performed in accordance with the instruction.

【0016】レンズCPU1がカメラCPU19からフ
ォーカスモータの駆動命令を受信すると、所定の周波数
でフォーカスモータである振動波モータ13を駆動する
ために、所定の周波数が得られるようD/A変換器2に
所定のデータを送出する。
When the lens CPU 1 receives the focus motor driving command from the camera CPU 19, the D / A converter 2 drives the vibration wave motor 13 as a focus motor at a predetermined frequency so that a predetermined frequency can be obtained. Transmit predetermined data.

【0017】D/A変換器2は、レンズCPU1からの
ディジタルデータに応じた電圧値を周波信号に変換する
電圧―周波数変換器(以下VCOと略す)3に出力す
る。VCO3は入力された電圧値に応じた周波数の信号
を分周・位相器4に送る。分周・位相器4は、VCO3
からの周波数信号から、A相出力(AOUT)と、B相
出力(BOUT)という2つの90度或いは270度の
位相差を持った矩形波を出力する。
The D / A converter 2 outputs a voltage value corresponding to the digital data from the lens CPU 1 to a voltage-frequency converter (hereinafter abbreviated as VCO) 3 for converting the voltage value into a frequency signal. The VCO 3 sends a signal of a frequency corresponding to the input voltage value to the frequency divider / phase shifter 4. The dividing / phase shifter 4 has a VCO 3
From the frequency signal from the controller, a rectangular wave having a phase difference of two 90 degrees or 270 degrees, that is, an A-phase output (AOUT) and a B-phase output (BOUT) is output.

【0018】レンズCPU1から分周・位相器4に送ら
れる回転方向信号DIRは、振動波モータの回転方向を
決定するもので、この信号に応じて分周・位相器4から
の出力AOUT,BOUTの位相差を90度と270度
に変化させるものである。
The rotation direction signal DIR sent from the lens CPU 1 to the frequency divider / phase shifter 4 determines the rotational direction of the vibration wave motor, and outputs AOUT and BOUT from the frequency divider / phase shifter 4 in accordance with this signal. Is changed between 90 degrees and 270 degrees.

【0019】また、レンズCPU1から分周・位相器4
に送られるUSM ON/OFF信号は、振動波モータ
13をON、OFFするもので、この信号に応じて分周
・位相器4はAOUT,BOUT信号の出力をON/O
FFするよう動作する。
Further, a frequency divider / phase shifter 4 is provided from the lens CPU 1.
The USM ON / OFF signal sent to the ON / OFF switch turns the vibration wave motor 13 ON and OFF. In response to this signal, the frequency divider / phase shifter 4 turns ON / OFF the output of the AOUT and BOUT signals.
It operates to perform FF.

【0020】分周・位相器4から出力された矩形波AO
UT,BOUTは、電力増幅器5、6にて振動波モータ
13を駆動できる電圧と電流に増幅する。電力増幅器
5、6でそれぞれ増幅されたAOUT,BOUT信号
は、マッチングコイル7、8を通り、振動波モータ13
のいわゆるA相,B相の駆動信号として供給される。
The rectangular wave AO output from the frequency divider / phaser 4
The power amplifiers 5 and 6 amplify the UT and BOUT to voltages and currents that can drive the vibration wave motor 13. The AOUT and BOUT signals amplified by the power amplifiers 5 and 6 respectively pass through the matching coils 7 and 8 and pass through the vibration wave motor 13.
Is supplied as a so-called A-phase and B-phase drive signal.

【0021】振動波モータ13にA相,B相の駆動信号
が供給されると、振動波モータ13はA相,B相の位相
に応じた方向に回転する。モータが回転すると、パルス
板15が回転し、フォトインタラプタ16により回転に
応じた信号が出力され、検出回路17にて増幅・整形さ
れレンズCPU1に送られる。レンズCPU1はこのパ
ルスをカウントし、カメラCPU19から送られてきた
駆動量に達したか否かを判定し振動波モータ13の駆動
・停止を制御する。
When the A-phase and B-phase drive signals are supplied to the vibration wave motor 13, the vibration wave motor 13 rotates in a direction corresponding to the A-phase and B-phase. When the motor rotates, the pulse plate 15 rotates, and a signal corresponding to the rotation is output by the photo interrupter 16, amplified and shaped by the detection circuit 17, and sent to the lens CPU 1. The lens CPU 1 counts this pulse, determines whether or not the driving amount sent from the camera CPU 19 has been reached, and controls the driving and stopping of the vibration wave motor 13.

【0022】振動波モータ13を駆動するための駆動信
号の1つであるA相は、位相制御に使用するべく波形整
形のため第1の比較器9に送られる。また、振動波モー
タ13には振動検出用の素子が設けられており、その検
出信号(以下S相と略す)も位相制御に使用すべく波形
整形のため第2の比較器10に送られる。
The A-phase, which is one of the drive signals for driving the vibration wave motor 13, is sent to the first comparator 9 for waveform shaping for use in phase control. Further, the vibration wave motor 13 is provided with a vibration detection element, and a detection signal (hereinafter abbreviated as S phase) is also sent to the second comparator 10 for waveform shaping to be used for phase control.

【0023】第1、2の比較器9,10のそれぞれの一
方の入力端子はある基準電圧に接続されており、この基
準電圧とA相、S相の信号を比較し矩形波を出力する。
One input terminal of each of the first and second comparators 9 and 10 is connected to a certain reference voltage, and compares this reference voltage with A-phase and S-phase signals and outputs a rectangular wave.

【0024】第2、2の比較器の出力のうち一方(本実
施の形態では第2の比較器)の出力は反転器11にて反
転された後、位相検出器12に入力する。
The output of one of the outputs of the second and second comparators (the second comparator in the present embodiment) is inverted by the inverter 11 and then input to the phase detector 12.

【0025】位相検出器12は、第1の比較器9の出
力、及び第2の比較器10の反転信号である反転器11
の信号から、例えば、第1比較器9の信号の立ち上がり
から、反転器11の信号の立ち上がりまでのクロック数
をカウントし、そのカウント値をレンズCPU1に送出
する。
The phase detector 12 has an output of the first comparator 9 and an inverter 11 which is an inverted signal of the second comparator 10.
, The number of clocks from the rise of the signal of the first comparator 9 to the rise of the signal of the inverter 11 is counted, and the count value is sent to the lens CPU 1.

【0026】レンズCPU1は、位相検出器12の出力
から、結果的にA相とS相の位相差を検出する。この検
出された位相差に応じて、前記D/A変換器へのデータ
を変更し、振動波モータ13を駆動する駆動信号の周波
数を変化せしめて制御することになる。
The lens CPU 1 detects the phase difference between the A phase and the S phase from the output of the phase detector 12. According to the detected phase difference, the data to the D / A converter is changed, and the frequency of the drive signal for driving the vibration wave motor 13 is changed for control.

【0027】振動波モータ13の特性によっては、図3
の(a)に示すように、モータの起動時においてS相信
号の振幅が十分得られない場合があり、正確な位相差が
検出されない場合がある。この対策として、例えば図1
に示すコンデンサ14によりA相の信号をS相に若干重
畳させることがあげられる。S相にA相の信号を重畳さ
せると、図3の(b)のような信号が得られ、位相差検
出が正しく行われるようになる。この場合、起動時のA
相、S相はほぼ同相となる。なお、A相信号が印加され
る駆動用圧電素子と振動状態検出用の圧電素子とは位置
的に同相に配置されている。
Depending on the characteristics of the vibration wave motor 13, FIG.
As shown in (a), when the motor is started, the amplitude of the S-phase signal may not be sufficiently obtained, and an accurate phase difference may not be detected. As a measure against this, for example, FIG.
The signal of the A phase is slightly superimposed on the S phase by the capacitor 14 shown in FIG. When the A-phase signal is superimposed on the S-phase, a signal as shown in FIG. 3B is obtained, and the phase difference can be correctly detected. In this case, A
The phase and the S phase are almost the same. The driving piezoelectric element to which the A-phase signal is applied and the piezoelectric element for detecting the vibration state are arranged in the same phase.

【0028】また、振動波モータ13のA相とS相の関
係は、例えば図3の(c)に示すように、起動後速度が
増すとA相に対してS相が徐々に遅れていくよう動作す
る。S相の遅れがある位相差以上になると、振動波モー
タ13の回転数が急激に低下するため、A相とS相が所
定の位相差以上にならないよう制御する。
The relationship between the A phase and the S phase of the vibration wave motor 13 is, for example, as shown in FIG. 3C, when the speed increases after the start, the S phase gradually delays from the A phase. Works as follows. If the delay of the S phase exceeds a certain phase difference, the number of revolutions of the vibration wave motor 13 sharply decreases. Therefore, control is performed so that the A phase and the S phase do not exceed a predetermined phase difference.

【0029】位相検出器12は、例えば、図2に示すよ
う構成されている。また、図4は図2の主要部の波形を
示す。
The phase detector 12 is configured, for example, as shown in FIG. FIG. 4 shows waveforms of main parts in FIG.

【0030】図2において、Dラッチ201のクロック
端子に第1比較器9の出力AINが入力すると、AIN
の立ち上がりエッジにてDラッチ201の出力が‘H’
となる。この信号はカウンタ205のイネーブル信号と
して供給されているため、カウンタ205はカウントを
始める。
In FIG. 2, when the output AIN of the first comparator 9 is input to the clock terminal of the D latch 201, AIN
Output of the D latch 201 at the rising edge of “H”
Becomes Since this signal is supplied as an enable signal of the counter 205, the counter 205 starts counting.

【0031】Dラッチ202に第2比較器10の反転信
号である−SINが入力すると、−SINの立ち上がり
時、所定期間NANDゲート203が‘L’となり、D
ラッチ201の出力を‘L’にする。Dラッチ201の
出力が‘L ’になると、カウンタ205のイネーブル
端子が‘L’となり、カウンタ205はカウントを停止
する。また、−SINのたち下がり時、ORゲート20
4が所定期間‘L’となり、カウンタ205をクリアす
る。レンズCPU1はカウンタがカウンタ値を保持して
いる間にデータを読み込むか、或いは新しいカウント値
が確定するまでの間、前回のカウンタ値を記憶する回路
を設け、必要に応じてレンズCPU1がそのカウント値
を取り込むことによりレンズCPUはA相とS相の位相
差を検出することができる。
When -SIN, which is an inverted signal of the second comparator 10, is input to the D latch 202, the NAND gate 203 becomes "L" for a predetermined period when -SIN rises.
The output of the latch 201 is set to “L”. When the output of the D latch 201 becomes “L”, the enable terminal of the counter 205 becomes “L”, and the counter 205 stops counting. When -SIN falls, the OR gate 20
4 becomes "L" for a predetermined period, and the counter 205 is cleared. The lens CPU 1 reads data while the counter holds the counter value, or provides a circuit for storing the previous counter value until a new count value is determined. By taking in the value, the lens CPU can detect the phase difference between the A phase and the S phase.

【0032】次に、図5、図6を用いてレンズCPU1
がA相、S相の位相差を検出した際の振動波モータ13
への駆動周波数の処理を説明する。
Next, the lens CPU 1 will be described with reference to FIGS.
Is the vibration wave motor 13 when the phase difference between the A phase and the S phase is detected.
The processing of the driving frequency to the drive will be described.

【0033】図6の#601にて振動波モータを駆動す
るとレンズCPU1は、A相、S相の位相差の検出を始
める。
When the vibration wave motor is driven in step # 601 of FIG. 6, the lens CPU 1 starts detecting the phase difference between the A phase and the S phase.

【0034】#602にて位相差がθ2以下か否か判定
し、θ2以下なら#603に進み、振動波モータの駆動
周波数を下げ、モータの回転速度をはやめる。位相差が
θ2以下というのは、図5(a)の状態である。
In step # 602, it is determined whether or not the phase difference is equal to or smaller than θ2. If the phase difference is equal to or smaller than θ2, the process proceeds to step # 603, in which the driving frequency of the vibration wave motor is reduced, and the rotation speed of the motor is stopped. The state where the phase difference is equal to or smaller than θ2 is the state shown in FIG.

【0035】#602にて位相差がθ2以下でなけれ
ば、#604にて位相差がθ1以下か否か判定する。
If the phase difference is not smaller than θ2 in # 602, it is determined in # 604 whether the phase difference is smaller than θ1.

【0036】#604にて位相差がθ1以下であれば、
#605に進み、駆動周波数は現状維持とする。#60
4にて位相差がθ1以下ということは、図5(b)に示
すように位相差がθ2より大きくθ1以下であることを
示す。
If the phase difference is equal to or smaller than θ1 in # 604,
Proceeding to step # 605, the drive frequency is maintained as it is. # 60
The fact that the phase difference is equal to or smaller than θ1 at 4 indicates that the phase difference is larger than θ2 and equal to or smaller than θ1 as shown in FIG.

【0037】#604にて位相差がθ1以下でなけれ
ば、#606にて駆動周波数を上げ、振動波モータの駆
動速度を下げる処理を行う。#604で位相差がθ1以
下でないということは、図5(c)に示すように、位相
差がθ1を越えていることを示す。
If the phase difference is not equal to or smaller than θ1 in step # 604, a process for increasing the drive frequency and reducing the drive speed of the vibration wave motor is performed in step # 606. The fact that the phase difference is not less than θ1 in # 604 indicates that the phase difference exceeds θ1 as shown in FIG. 5C.

【0038】上記処理によれば、A相とS相の位相差が
θ2とθ1の間になるよう制御することになる。
According to the above processing, control is performed such that the phase difference between the A phase and the S phase is between θ2 and θ1.

【0039】本実施の形態の特徴を説明する前に、従来
の処理における動作を説明する。従来の処理というの
は、図1において反転回路11がない場合に相当する。
ここで、振動波モータの振動体に配置される位相検出に
供する駆動信号が印加される駆動用圧電素子と、振動検
出のための圧電素子とは、該駆動用圧電素子に駆動信号
が印加されることにより形成される定在波の波長をλと
すると、波長λの整数倍の位置に配置されている。した
がって、起動時にA相駆動信号により駆動用圧電素子が
駆動されると、この駆動によって発生し、振動体を伝搬
する振動が振動検出用圧電素子に達し、検出信号を出力
することになる。
Before describing the features of the present embodiment, the operation in the conventional processing will be described. Conventional processing corresponds to the case where there is no inverting circuit 11 in FIG.
Here, a driving piezoelectric element for applying a drive signal for phase detection and a piezoelectric element for detecting vibration, which are disposed on a vibrating body of the vibration wave motor, and a driving signal are applied to the driving piezoelectric element. Assuming that the wavelength of the standing wave formed by this is λ, the standing wave is disposed at a position of an integral multiple of the wavelength λ. Therefore, when the driving piezoelectric element is driven by the A-phase driving signal at the time of startup, the vibration generated by this driving and propagating through the vibrating body reaches the vibration detecting piezoelectric element and outputs a detection signal.

【0040】図7において、振動波モータが起動する場
合、A相、S相がほぼ同相で起動し始める。ただし、通
常動作時は必ずA相はS相より遅れることはなく、図7
の(a)のような位相関係となり、レンズCPU1はモ
ータの駆動周波数を制御しているため時間Tが分かって
おり、またAINの立ち上がりからSIN(反転してい
ないため‘―’がつかない)の立ち上がりまでの周波数
が分かっているクロック数のカウント値を入力すること
によりtの時間がわかり、 360度:x度=T:t より位相差x度を求めることができる。その結果、起動
直後は位相差がθ2以下のため速度をあげる方向となる
べく駆動周波数をさげる。
In FIG. 7, when the vibration wave motor starts, the A-phase and the S-phase start to be almost in phase. However, during normal operation, the A phase does not always lag the S phase.
(A), the lens CPU 1 controls the driving frequency of the motor, so the time T is known, and the SIN starts from the rise of AIN ('-' is not attached because it is not inverted). By inputting the count value of the number of clocks for which the frequency up to the rising edge is known, the time t can be determined, and the phase difference x degrees can be obtained from 360 degrees: x degrees = T: t. As a result, immediately after the start, the driving frequency is reduced as much as possible in the direction of increasing the speed because the phase difference is equal to or less than θ2.

【0041】しかし、ノイズあるいは振動波モータの回
転ムラ、振動体の回転ねじれ等による波形歪み等によ
り、図7(b)に示すように、A相とS相の位相関係が
逆転する場合が発生する。
However, as shown in FIG. 7 (b), the phase relationship between the A phase and the S phase may be reversed due to noise, uneven rotation of the vibration wave motor, waveform distortion due to the rotational twist of the vibrator, or the like. I do.

【0042】A相とS相の位相差の逆転が発生すると、
位相差はAINの立ち上がりからSINの立ち上がりま
でを検出しているため、図7(b)に示すように、検出
される位相差はθ1より大きくなってしまう。位相差が
θ1より大きいと判定されると、速度を下げる方向に駆
動周波数を変化させるため、起動直後にもかかわらず速
度があがらず、振動波モータがゆっくりと回ってしまう
ことになる。
When the phase difference between the A phase and the S phase is reversed,
Since the phase difference is detected from the rising of AIN to the rising of SIN, the detected phase difference becomes larger than θ1, as shown in FIG. 7B. If it is determined that the phase difference is larger than θ1, the drive frequency is changed in the direction of decreasing the speed, so that the speed does not increase even immediately after the start, and the vibration wave motor rotates slowly.

【0043】これに対し、本実施の形態では図1に示す
ように、反転器11があるため、位相の検出は図8に示
すようになる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 1, since the inverter 11 is provided, the phase is detected as shown in FIG.

【0044】図8(a)は、起動時位相が反転せず出力
された場合で、S相の比較器の出力が反転しており、そ
れに応じて設定される位相θ2、θ1も値がシフトされ
ている(従来の場合に対して半波長分)。
FIG. 8A shows a case where the phase at the start is output without being inverted. The output of the S-phase comparator is inverted, and the values of the phases θ2 and θ1 set accordingly shift. (Half the wavelength of the conventional case).

【0045】ノイズあるいは振動波モータの回転ムラ、
振動体の回転ねじれ等による波形歪み等により、図8
(b)に示すように、A相とS相の位相関係が反転して
も、検出される位相差がθ1を越えると判定されること
がないため、速度を上げるよう正しく処理されることに
なる。
Noise or uneven rotation of the vibration wave motor,
FIG. 8 shows waveform distortion due to rotational torsion of the vibrating body.
As shown in (b), even if the phase relationship between the A-phase and the S-phase is reversed, it is not determined that the detected phase difference exceeds θ1, so that the processing is correctly performed to increase the speed. Become.

【0046】すなわち、図8の(a)に示す正常な場合
では、T/2に対して実際の位相差分tが付加されるこ
とになり、図8の(b)に示す異常な場合は、T/2よ
りも小さい値となるので、位相差検出器12からは実際
の位相差状態に見合った検出情報が出力されることにな
る。
That is, in the normal case shown in FIG. 8A, the actual phase difference t is added to T / 2, and in the abnormal case shown in FIG. Since the value is smaller than T / 2, the phase difference detector 12 outputs detection information corresponding to the actual phase difference state.

【0047】位相検出器12は、クロックのカウント値
をレンズCPU1に送るよう構成されているが、例えば
θ2、θ1相当のカウンタ値を設定しておき、それぞれ
の位相を越えると‘H’、越えなければ‘L’となるよ
うな回路を構成し、その結果のデータをレンズCPU1
が入力するよう構成することも可能である。
The phase detector 12 is configured to send the count value of the clock to the lens CPU 1. For example, counter values corresponding to θ2 and θ1 are set, and when the respective phases are exceeded, “H” is set. Otherwise, a circuit is set to "L", and the resulting data is stored in the lens CPU 1
May be configured to be input.

【0048】また、第1、2の比較器9,10或いは、
反転器11の出力をレンズCPU1に直接入力し、レン
ズCPU1がその後の位相検出処理を行うよう構成して
も良い。
The first and second comparators 9 and 10 or
The output of the inverter 11 may be directly input to the lens CPU 1 so that the lens CPU 1 performs the subsequent phase detection processing.

【0049】本実施の形態によれば、振動波モータのA
相、S相の位相差を検出するための、第1、2比較器に
いずれか一方の出力を反転して位相差検出器に供給する
ことにより、モータの特性上A相とS相がほぼ同相で起
動する場合、位相差が反転しても、速度があがらなくな
るという問題が生ずることなく正常なモータ制御が可能
となる。
According to the present embodiment, the vibration wave motor A
By inverting one of the outputs to the first and second comparators for detecting the phase difference between the phase and the S phase and supplying the inverted output to the phase difference detector, the A phase and the S phase are substantially different due to the characteristics of the motor. In the case of starting in the same phase, even if the phase difference is reversed, normal motor control can be performed without the problem that the speed does not decrease.

【0050】(第2の実施の形態)図9は本発明の第2
の実施の形態を示す。
(Second Embodiment) FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
An embodiment will be described.

【0051】図2において、図1と異なる点は、図1の
反転器11の代わりに、S相の信号を反転する反転アン
プ20を設けたことである。図9の動作を示す波形を図
10に示す。
FIG. 2 differs from FIG. 1 in that an inverting amplifier 20 for inverting an S-phase signal is provided instead of the inverter 11 in FIG. FIG. 10 shows waveforms indicating the operation of FIG.

【0052】図10の(a)、(b)に示すように、本
実施の形態では、位相検出器12で検出される位相差
は、正常な場合を示す図8の(a)、異常な場合を示す
図8の(b)ともに、第1の実施の形態と同じとなる。
なお、図10の(a)、(b)では点線で示すS相の波
形が実線で示すように反転しているところが第1の実施
の形態における図8の(a)、(b)と異なるが、起動
時ノイズあるいは振動波モータの回転ムラ、振動体の回
転ねじれ等による波形歪み等により位相差が反転して
も、振動波モータを正常に制御する事が可能である。
As shown in FIGS. 10A and 10B, in this embodiment, the phase difference detected by the phase detector 12 is abnormal, as shown in FIG. FIG. 8B showing the case is the same as in the first embodiment.
In FIGS. 10A and 10B, the S-phase waveform shown by the dotted line is inverted as shown by the solid line, which is different from FIGS. 8A and 8B in the first embodiment. However, even if the phase difference is inverted due to noise at startup, uneven rotation of the vibration wave motor, waveform distortion due to rotation of the vibrator, or the like, the vibration wave motor can be controlled normally.

【0053】[0053]

【発明の効果】本出願に係る第1の発明によれば、ノイ
ズあるいは振動型モータの回転ムラ、振動体の回転ねじ
れ等による波形歪みなどにより起動後A相とS相の位相
差が反転しても、振動波モータの位相制御が正しくなさ
れ、所望の振動型モータ制御が実現される効果がある。
According to the first aspect of the present invention, the phase difference between the A-phase and the S-phase is reversed after the start-up due to noise, uneven rotation of the vibration type motor, waveform distortion due to the rotation torsion of the vibration body, and the like. However, there is an effect that the phase control of the vibration wave motor is correctly performed, and desired vibration type motor control is realized.

【0054】本出願に係る第2の発明によれば、撮影レ
ンズ等の被駆動体を振動型モータにより正確に駆動させ
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, a driven body such as a photographing lens can be accurately driven by a vibration motor.

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

【図1】本発明の第1実施の形態のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の位相検出器の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of the phase detector of FIG. 1;

【図3】A相、S相の波形図を示し、(a)は起動時、
(b)はA相信号をS相に重畳した場合、(c)は起動
後増速した場合を示す。
FIGS. 3A and 3B show waveform diagrams of an A phase and an S phase, and FIG.
(B) shows the case where the A-phase signal is superimposed on the S-phase, and (c) shows the case where the speed is increased after starting.

【図4】図2の主要部の波形図。FIG. 4 is a waveform diagram of a main part of FIG. 2;

【図5】A相、S相の位相関係を示し、(a)は位相差
がθ2 以下の場合、(b)は位相差がθ1 とθ2 との間
の場合、(c)は位相差がθ1 を越えている場合。
5A and 5B show a phase relationship between an A phase and an S phase. FIG. 5A shows a case where the phase difference is equal to or less than θ 2 , FIG. 5B shows a case where the phase difference is between θ 1 and θ 2, and FIG. If the phase difference exceeds the θ 1.

【図6】第1の実施の形態の位相制御の流れを示すフロ
ーチャート。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of phase control according to the first embodiment;

【図7】従来のA相、S相の位相検出例を示す波形図。FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of conventional phase detection of A and S phases.

【図8】図1のA相、S相の位相検出例を示す波形図。FIG. 8 is a waveform chart showing an example of phase detection of A phase and S phase in FIG. 1;

【図9】本発明の第2実施の形態のブロック図。FIG. 9 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図10】図9のA相、S相の位相検出例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of phase detection of the A phase and the S phase in FIG. 9;

【図11】振動波モータの位相、回転数の周波数特性を
示す図。
FIG. 11 is a diagram illustrating frequency characteristics of the phase and the number of rotations of the vibration wave motor.

【符号の説明図】[Explanation of symbols]

1 レンズCPU 2 D/Aコンバータ 3 電圧−周波数変換器(VCO) 4 分周・位相器 5,6 電力増幅器 7,8 マッチングコイル 9 第1の比較回路 10 第2の比較回路 11 反転器 12 位相検出回路 13 振動波モータ 18 接点 18 カメラCPU 20 反転アンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens CPU 2 D / A converter 3 Voltage-frequency converter (VCO) 4 Divider / Phase converter 5, 6 Power amplifier 7, 8 Matching coil 9 First comparison circuit 10 Second comparison circuit 11 Inverter 12 Phase Detection circuit 13 Vibration wave motor 18 Contact 18 Camera CPU 20 Inverting amplifier

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動体の駆動用電気−機械エネルギー変
換素子に印加する複数相の交番信号のいずれか一つと、
前記振動体の振動状態検出用電気−機械エネルギー変換
素子から出力される検出信号の位相差が略同相で起動す
る振動型モータを制御対象とし、前記位相差に応じて前
記複数の交番信号を制御する振動型モータの制御装置に
おいて、 前記位相差検出に供される駆動信号からの位相差を検出
するための信号を生成する第1の比較手段と、前記検出
信号から位相差を検出するための信号を生成する第2の
比較手段と、前記第1の比較手段と第2の比較手段の出
力から位相差を検出するための位相差検出手段と、前記
第1の比較手段と前記第2の比較手段の出力のいずれか
一方を反転して、前記位相差検出手段に入力する反転手
段を有することを特徴とする振動型モータの制御装置。
1. One of a plurality of alternating signals applied to an electro-mechanical energy conversion element for driving a vibrating body,
A vibration type motor that starts in substantially the same phase as a detection signal output from the vibration state detecting electro-mechanical energy conversion element of the vibrating body is set as a control target, and the plurality of alternating signals are controlled according to the phase difference. A vibration type motor control device, comprising: first comparing means for generating a signal for detecting a phase difference from a drive signal provided for the phase difference detection; and a detecting means for detecting a phase difference from the detection signal. A second comparing means for generating a signal; a phase difference detecting means for detecting a phase difference from outputs of the first comparing means and the second comparing means; a first comparing means; A control device for a vibration-type motor, comprising: inverting means for inverting one of the outputs of the comparing means and inputting the inverted signal to the phase difference detecting means.
【請求項2】 振動体の駆動用電気−機械エネルギー変
換素子に印加する複数相の交番信号のいずれか一つと、
前記振動体の振動状態検出用電気−機械エネルギー変換
素子から出力される検出信号の位相差が略同相で起動す
る振動型モータを制御対象とし、前記位相差に応じて前
記複数の交番信号を制御する振動型モータの制御装置に
おいて、 前記位相差検出に供される駆動信号からの位相差を検出
するための信号を生成する第1の比較手段と、前記検出
信号から位相差を検出するための信号を生成する第2の
比較手段と、前記第1の比較手段と第2の比較手段の出
力から位相差を検出するための位相差検出手段と、前記
第1の比較手段および前記第2の比較手段に対する前記
駆動信号と前記検出信号のいずれか一方を反転する反転
手段とを有することを特徴とする振動型モータの制御装
置。
2. An alternating signal of a plurality of phases applied to an electro-mechanical energy conversion element for driving a vibrating body,
A vibration type motor that starts in substantially the same phase as a detection signal output from the vibration-state detection electro-mechanical energy conversion element of the vibrating body is set as a control target, and the plurality of alternating signals are controlled according to the phase difference. A vibration type motor control device, comprising: first comparing means for generating a signal for detecting a phase difference from a drive signal provided for the phase difference detection; and a detecting means for detecting a phase difference from the detection signal. A second comparing means for generating a signal; a phase difference detecting means for detecting a phase difference from outputs of the first comparing means and the second comparing means; a first comparing means and the second comparing means; A control device for a vibration-type motor, comprising: inverting means for inverting one of the drive signal and the detection signal for a comparing means.
【請求項3】 前記位相差検出手段で検出された位相差
信号に基づいて、駆動信号の半周期と1周期の間に設定
した閾値により駆動状態の良否を判定する判定手段を有
することを特徴とする請求項1または2に記載の振動型
モータの制御装置。
3. A driving device according to claim 1, further comprising a determination unit configured to determine whether the driving state is good or bad based on a threshold value set between a half period and one period of the driving signal based on the phase difference signal detected by the phase difference detection unit. The control device for a vibration-type motor according to claim 1.
【請求項4】 前記判定手段は、前記位相差検出手段で
検出された検出情報をパルスカウント値として入力し、
駆動状態の良否を判定することを特徴とする請求項3に
記載の振動型モータの制御装置。
4. The determination means inputs detection information detected by the phase difference detection means as a pulse count value,
The control device for a vibration-type motor according to claim 3, wherein the quality of the driving state is determined.
【請求項5】 前記位相差検出に供する駆動信号を前記
検出信号に重畳させていることを特徴とする請求項1、
2、3または4に記載の振動型モータの制御装置。
5. The method according to claim 1, wherein a drive signal used for detecting the phase difference is superimposed on the detection signal.
5. The control device for a vibration type motor according to 2, 3, or 4.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか一つに記載
の振動型モータの駆動装置を有し、前記振動型モータを
駆動源として被駆動体を駆動することを特徴とする振動
型モータを駆動源とする駆動装置。
6. A vibration-type motor, comprising: the vibration-type motor drive device according to claim 1, wherein the vibration-type motor drives a driven body using the vibration-type motor as a drive source. A driving device that uses as a driving source.
【請求項7】 前記被駆動体は撮影レンズであることを
特徴とする振動型モータを駆動源とする駆動装置。
7. A driving apparatus using a vibration type motor as a driving source, wherein the driven body is a photographing lens.
JP10017137A 1998-01-29 1998-01-29 Controller of vibrating motor, and driver using vibrating motor as driving source Pending JPH11215866A (en)

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