JPH1189252A - Driving pulse generator - Google Patents

Driving pulse generator

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JPH1189252A
JPH1189252A JP9262912A JP26291297A JPH1189252A JP H1189252 A JPH1189252 A JP H1189252A JP 9262912 A JP9262912 A JP 9262912A JP 26291297 A JP26291297 A JP 26291297A JP H1189252 A JPH1189252 A JP H1189252A
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JP
Japan
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pulse
driving
drive
timing signal
generating
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JP9262912A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Mizumoto
賢次 水本
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving pulse generator suitable for a driving equipment using an electromehcanical transducer (piezoelectric element) which can control a driving speed without deleting driving pluses. SOLUTION: A sine wave driving pulse generator 12 synchronizes with a timing signal A outputted from a CPU 11, generates specified sine wave driving pluses, and outputs them to a switching part 14. When the CPU 11 receives a speed command signal C from an external equipment, the CPU outputs a timing signal B for cut-off command to the switching part 14, at the timing corresponding to an ordered speed. Thereby the driving pulses outputted from the sine wave driving pulse generator 12 are cut off for a specified period, and driving pulses wherein sine wave driving pluses and a trapzoidal wave driving pluses are mixed are generated.

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】この発明は駆動パルス発生装
置、特に電気機械変換素子を使用した駆動装置の駆動に
適した駆動パルス発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive pulse generator, and more particularly to a drive pulse generator suitable for driving a drive using an electromechanical transducer.

【0002】[0002]

【従来の技術】カメラその他の精密機器を構成する部材
の駆動に、電気機械変換素子、例えば圧電素子に伸縮変
位を発生させ、その伸縮変位を駆動部材に伝達し、駆動
部材に摩擦結合した移動部材を介して被駆動部材を移動
させるように構成した直進型アクチエ−タや、回転型ア
クチエ−タが知られている(特開平4−69070号公
報、特開昭63−11074号公報参照)。
2. Description of the Related Art In driving a member constituting a camera or other precision equipment, an electromechanical transducer, for example, a piezoelectric element generates an expansion / contraction displacement, transmits the expansion / contraction to a driving member, and frictionally couples to the driving member. A linear actuator and a rotary actuator configured to move a driven member via a member are known (see JP-A-4-69070 and JP-A-63-11074). .

【0003】図10は、カメラに装着されたズ−ムレン
ズの駆動に応用された駆動装置の一例であつて、被駆動
部材であるレンズの鏡筒101を支持する支持体102
の摺動嵌合部102a、102bが駆動軸103に摺動
自在に摩擦接触して嵌合している。また、駆動軸103
は、フレ−ム107の支持部105、106により軸方
向に変位自在に支持されている。厚み方向に変位する圧
電素子108の一端は駆動軸103の軸方向端部に固定
され、また、圧電素子108の他の端部はフレ−ム10
7に固定され、圧電素子108の厚み方向の変位により
駆動軸103は軸方向に変位する。
FIG. 10 shows an example of a driving device applied to driving a zoom lens mounted on a camera, and a supporting member 102 for supporting a lens barrel 101 as a driven member.
Are fitted to the drive shaft 103 by slidable frictional contact. Also, the drive shaft 103
Is supported by the support portions 105 and 106 of the frame 107 so as to be displaceable in the axial direction. One end of the piezoelectric element 108 displaced in the thickness direction is fixed to the axial end of the drive shaft 103, and the other end of the piezoelectric element 108 is
7, the drive shaft 103 is displaced in the axial direction by the displacement of the piezoelectric element 108 in the thickness direction.

【0004】また、104は板ばねで、図示しない小ね
じにより支持体102の摺動嵌合部102a、102b
に、図10で下側から固定されている。板ばね104の
中央部分には上向きに屈曲した屈曲部104aが形成さ
れているが、これは屈曲部104aが駆動軸103に圧
接し、適当な摩擦力を接触部に発生させるためのもので
ある。
Reference numeral 104 denotes a leaf spring, which is slidably fitted to the support 102 by small screws (not shown).
10 is fixed from below in FIG. A bent portion 104a which is bent upward is formed at the center of the leaf spring 104, and this bent portion 104a is pressed against the drive shaft 103 to generate an appropriate frictional force at the contact portion. .

【0005】図10に示す駆動機構において、図11の
(a)に示すような緩やかな立上り部とこれに続く急速
な立下り部からなる波形の駆動パルスを圧電素子108
に印加すると、駆動パルスの立上り部では圧電素子10
8が緩やかに厚み方向に伸び変位を生じ、駆動軸103
は軸方向に矢印a方向に緩やかに移動する。
In the driving mechanism shown in FIG. 10, a driving pulse having a waveform composed of a gentle rising portion and a rapid falling portion following the gentle rising portion as shown in FIG.
Is applied to the piezoelectric element 10 at the rising portion of the drive pulse.
8 gradually expands in the thickness direction to cause displacement, and the drive shaft 103
Moves slowly in the direction of arrow a in the axial direction.

【0006】このとき、駆動軸103と支持体102の
摺動嵌合部102a、102bとの摩擦力、及び駆動軸
103と板ばね104の屈曲部104aとの摩擦力が、
圧電素子108により駆動軸103に加えられた力以下
であれば、支持体102は駆動軸103と摩擦結合した
状態で駆動軸23と共に矢印a方向に移動し、レンズ鏡
筒101は矢印aで示す方向に移動する。
At this time, the frictional force between the drive shaft 103 and the sliding fitting portions 102a and 102b of the support 102 and the frictional force between the drive shaft 103 and the bent portion 104a of the leaf spring 104 are reduced.
If the force is not more than the force applied to the drive shaft 103 by the piezoelectric element 108, the support 102 moves in the direction of arrow a together with the drive shaft 23 in a state of being frictionally coupled to the drive shaft 103, and the lens barrel 101 is indicated by arrow a. Move in the direction.

【0007】一方、駆動パルスの急速な立下り部では、
圧電素子108が急速に厚み方向の縮み変位を生じるの
で駆動軸103は軸方向に矢印aと反対方向へ急速に移
動する。このとき、駆動軸103に摺動嵌合部102
a、102bで支持されている支持体102は、その慣
性力により駆動軸103と支持体102の摺動嵌合部1
02a、102bとの摩擦力、及び駆動軸103と板ば
ね104の屈曲部104aとの摩擦力に打ち勝つてその
位置に留まるので、レンズ鏡筒101は移動しない。
On the other hand, in the rapid falling portion of the driving pulse,
Since the piezoelectric element 108 rapidly shrinks in the thickness direction, the drive shaft 103 moves rapidly in the axial direction in the direction opposite to the arrow a. At this time, the sliding shaft 102 is attached to the drive shaft 103.
The support member 102 supported by the first and second members 102a and 102b is provided with a sliding fit portion 1 between the drive shaft 103 and the support member 102 due to its inertial force.
The lens barrel 101 does not move because it overcomes the frictional force between the drive shaft 102a and 102b and the frictional force between the drive shaft 103 and the bent portion 104a of the leaf spring 104 and stays at that position.

【0008】上記波形(台形波形)の駆動パルスを連続
して圧電素子108に印加することにより、レンズ鏡筒
101を矢印a(前進方向)で示す方向へ連続して移動
させることができる。レンズ鏡筒101を矢印aと反対
方向(後進方向)へ移動させるには、図11の(b)に
示すような急速な立上り部とこれに続く緩やかな立下り
部からなる波形の駆動パルスを圧電素子108に印加す
ることで達成することができる。
By continuously applying the drive pulse having the above-described waveform (trapezoidal waveform) to the piezoelectric element 108, the lens barrel 101 can be continuously moved in a direction indicated by an arrow a (forward direction). In order to move the lens barrel 101 in the direction opposite to the arrow a (reverse direction), a drive pulse having a waveform consisting of a rapid rising portion and a gentle falling portion as shown in FIG. This can be achieved by applying a voltage to the piezoelectric element 108.

【0009】レンズ鏡筒101などを駆動する駆動装置
の速度制御は、圧電素子に印加する駆動パルスを間引く
ことで可能である。即ち、連続する駆動パルス列で駆動
するときの駆動速度がVであるとすると、駆動パルス列
から所定の比率で駆動パルスを間引いて駆動効率を低下
させると、駆動速度も間引いた比率に応じて低下し、目
標とする駆動速度Vt を得ることができる。
The speed control of a driving device for driving the lens barrel 101 and the like can be performed by thinning out driving pulses applied to the piezoelectric elements. That is, assuming that the driving speed at the time of driving with a continuous driving pulse train is V, if the driving pulse is thinned out from the driving pulse train at a predetermined ratio to lower the driving efficiency, the driving speed is also reduced according to the thinned ratio. , The target drive speed Vt can be obtained.

【0010】具体的には、例えば、連続する駆動パルス
列で駆動するときの駆動速度がVであるときに、駆動効
率をm/kに低下させることで目標速度Vt を得ること
ができるとすれば、連続する駆動パルス列を個数kづつ
(例えばk=5)に区切り、駆動パルス列からm個(例
えばm=2)の駆動パルスを残して、(k−m)個のパ
ルス(上記の例では5−2=3)を間引くと、駆動効率
はm/k(上記の例では2/5=0.4)に低下し、目
標速度Vt を得ることができる。
Specifically, for example, if the driving speed when driving by a continuous driving pulse train is V, the target speed Vt can be obtained by reducing the driving efficiency to m / k. , The continuous drive pulse train is divided into k pieces (for example, k = 5), and m (for example, m = 2) drive pulses are left from the drive pulse train, leaving (km) pulses (5 in the above example). When -2 = 3) is thinned out, the driving efficiency is reduced to m / k (2/5 = 0.4 in the above example), and the target speed Vt can be obtained.

【0011】図12は、上記した例を示すもので、連続
する駆動パルス列を5個に区切り、2個(m=2)の駆
動パルスを残して3個を間引いたパルス列を示す。ま
た、図13は駆動効率と駆動速度との関係の一例を示す
図である。
FIG. 12 shows the above-mentioned example, in which a continuous drive pulse train is divided into five, and a pulse train is obtained by thinning out three pulses while leaving two (m = 2) drive pulses. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the relationship between the driving efficiency and the driving speed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の圧電素子を使用した駆動装置の速度制御は、駆動パル
スを間引くことで行つていたが、この速度制御の方法で
は、以下説明するような不都合のあることが判明した。
As described above, the speed control of a driving apparatus using a conventional piezoelectric element is performed by thinning out driving pulses. This speed control method will be described below. It turned out that there was such an inconvenience.

【0013】圧電素子を使用した駆動装置は圧電素子の
速度の異なる伸縮変位により駆動軸を異なる速度で往復
変位させ、駆動軸に摩擦結合した被駆動部材を移動させ
るもので、被駆動部材は圧電素子が緩やかに変位すると
きは駆動軸に摩擦結合して駆動軸と共に移動し、圧電素
子が急速に変位するときは駆動軸との摩擦結合力に打ち
勝ち、慣性で静止状態を保つ。即ち、被駆動部材は移動
と静止を繰り返しながら所定方向に移動するものであ
り、この場合の駆動速度は、移動と静止の繰り返しで得
られた平均の駆動速度を指す。
A driving device using a piezoelectric element reciprocates a driving shaft at different speeds due to expansion and contraction displacement of the piezoelectric element at different speeds, and moves a driven member frictionally coupled to the driving shaft. When the element is gently displaced, it is frictionally coupled to the drive shaft and moves together with the drive shaft. When the piezoelectric element is rapidly displaced, it overcomes the frictional coupling force with the drive shaft and maintains a stationary state by inertia. That is, the driven member moves in a predetermined direction while repeatedly moving and stopping, and the driving speed in this case indicates an average driving speed obtained by repeating the movement and the rest.

【0014】このため、圧電素子に印加する駆動パルス
を間引かない場合は、駆動装置の圧電素子や駆動軸及び
被駆動部材は駆動パルスの周波数で振動するが、駆動パ
ルスの周波数を可聴周波数以上に設定することで振動音
は耳障りにならず、発生する機械振動も大きくない。
Therefore, when the driving pulse applied to the piezoelectric element is not thinned out, the piezoelectric element, the driving shaft and the driven member of the driving device vibrate at the frequency of the driving pulse, but the frequency of the driving pulse is higher than the audio frequency. With this setting, the vibration sound does not become harsh and the generated mechanical vibration is not large.

【0015】しかし、駆動パルスを間引いた場合は、第
1に、間引きの周期に相当する周波数を有する、間欠的
な大きな機械振動が圧電素子や駆動軸及び被駆動部材に
発生するという不都合がある。
However, when the drive pulse is thinned, first, there is a disadvantage that intermittently large mechanical vibrations having a frequency corresponding to the thinning cycle are generated in the piezoelectric element, the drive shaft, and the driven member. .

【0016】第2は、駆動パルスの周波数を可聴周波数
以上に設定した場合でも、間引きの周期が可聴周波数の
範囲内になると、耳障りな振動音が発生してしまうこと
である。
Second, even when the frequency of the drive pulse is set to be higher than the audio frequency, an unpleasant vibration sound is generated if the period of the thinning is within the audio frequency range.

【0017】第3は、低速度で駆動するため駆動パルス
の間引き率を大きくすると、速度むらが大きくなり、ま
た、耳障りな振動音も一層大きくなることである。
Third, when the thinning rate of the driving pulse is increased to drive at a low speed, the speed unevenness is increased, and the unpleasant vibration sound is further increased.

【0018】この発明は、上記した従来の駆動パルス発
生装置の課題を解決した、新たな駆動パルス発生装置を
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a new drive pulse generator which solves the above-mentioned problems of the conventional drive pulse generator.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項1の発明は、電気機械変換素子に
駆動パルスを印加して伸縮変位を発生させ、発生した変
位により被駆動部材を駆動する駆動装置に適した駆動パ
ルス発生装置において、タイミング信号を発生するタイ
ミング信号発生手段と、所定振幅の交流パルスを発生す
る交流パルス発生手段と、制御手段とを備え、前記制御
手段は、指定された被駆動部材の駆動速度情報に基づい
て決定される所定のタイミングで上記タイミング信号を
発生させ、前記交流パルス発生手段から出力された交流
パルスの所定の位相範囲の出力を上記タイミング信号に
基づいて遮断し、電気機械変換素子に印加する駆動パル
スを発生させることを特徴とする駆動パルス発生装置で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems. According to a first aspect of the present invention, a driving pulse is applied to an electromechanical transducer to generate an expansion and contraction displacement, and the generated displacement causes a driven element to be driven. A drive pulse generator suitable for a drive device for driving a member, comprising: a timing signal generator for generating a timing signal; an AC pulse generator for generating an AC pulse having a predetermined amplitude; and a controller. Generating the timing signal at a predetermined timing determined based on the driving speed information of the designated driven member, and outputting the output of a predetermined phase range of the AC pulse output from the AC pulse generating means to the timing signal. And a drive pulse generator for generating a drive pulse to be applied to the electromechanical transducer.

【0020】そして前記交流パルス発生手段により発生
する交流パルスは、立上り部と立下り部の波形が対称な
奇数次の高調波からなる交流パルスである。具体的に
は、立上り部と立下り部の波形が対称な三角波形パル
ス、或いは立上り部と立下り部の波形が対称な台形波形
パルスであつてよい。
The alternating current pulse generated by the alternating current pulse generating means is an alternating current pulse composed of odd harmonics whose rising and falling portions are symmetrical in waveform. Specifically, it may be a triangular waveform pulse in which the rising and falling portions have symmetrical waveforms, or a trapezoidal waveform pulse in which the rising and falling portions have symmetrical waveforms.

【0021】また、前記制御手段は、複数個の交流パル
スを単位としてその一部又は全部の交流パルスについて
所定の位相範囲の出力を遮断するようにするとよい。
Further, it is preferable that the control means interrupts the output of a predetermined phase range for a part or all of the AC pulses in units of a plurality of AC pulses.

【0022】請求項6の発明は、電気機械変換素子に駆
動パルスを印加して伸縮変位を発生させ、発生した変位
により被駆動部材を駆動する駆動装置に適した駆動パル
ス発生装置において、タイミング信号を発生するタイミ
ング信号発生手段と、前記タイミング信号に同期して被
駆動部材の駆動に寄与する第1のパルスを発生する第1
パルス発生手段と、前記タイミング信号に同期して被駆
動部材の駆動に寄与しない第2のパルスを発生する第2
パルス発生手段と、制御手段とを備え、前記制御手段
は、指定された被駆動部材の駆動速度情報に基づいて決
定される所定の比率に応じて前記第1のパルス及び第2
のパルスを順次選択して出力し、電気機械変換素子に印
加する駆動パルスを発生させることを特徴とする駆動パ
ルス発生装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a driving pulse generator suitable for a driving device which applies a driving pulse to an electromechanical transducer to generate expansion and contraction displacement and drives a driven member by the generated displacement. And a first signal for generating a first pulse contributing to driving of the driven member in synchronization with the timing signal.
A pulse generating means for generating a second pulse not contributing to driving of the driven member in synchronization with the timing signal;
A pulse generation unit; and a control unit, wherein the control unit is configured to control the first pulse and the second pulse in accordance with a predetermined ratio determined based on drive speed information of a designated driven member.
Are sequentially selected and output to generate a drive pulse to be applied to the electromechanical transducer.

【0023】そして前記第1パルス発生手段により発生
する第1のパルスは、立上り部と立下り部の波形が非対
称な交流パルスである。
The first pulse generated by the first pulse generation means is an AC pulse having asymmetric rising and falling waveforms.

【0024】また、前記第2パルス発生手段により発生
する第2のパルスは、立上り部と立下り部の波形が対称
な奇数次の高調波からなる交流パルスである。具体的に
は、正弦波形の交流パルス、立上り部と立下り部の波形
が対称な三角波形パルス、或いは立上り部と立下り部の
波形が対称な台形波形パルスであつてよい。
The second pulse generated by the second pulse generating means is an AC pulse composed of odd harmonics having symmetrical rising and falling waveforms. Specifically, it may be an AC pulse having a sine waveform, a triangular waveform pulse having symmetric rising and falling waveforms, or a trapezoidal waveform pulse having symmetric rising and falling waveforms.

【0025】請求項12の発明は、電気機械変換素子に
駆動パルスを印加して伸縮変位を発生させ、発生した変
位により被駆動部材を駆動する駆動装置に適した駆動パ
ルス発生装置において、タイミング信号を発生するタイ
ミング信号発生手段と、前記タイミング信号に同期して
所定振幅の交流パルスを発生する交流パルス発生手段
と、制御手段とを備え、前記制御手段は、常時交流パル
ス発生手段から出力された交流パルスを電気機械変換素
子に出力し、被駆動部材を駆動するときは、指定された
被駆動部材の駆動速度情報に基づいて決定される所定の
タイミングで、交流パルスの所定の位相範囲の出力を遮
断することを特徴とする駆動パルス発生装置である。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a driving pulse generator suitable for a driving device which applies a driving pulse to an electromechanical transducer to generate expansion and contraction displacement and drives a driven member by the generated displacement. Signal generator, an AC pulse generator that generates an AC pulse of a predetermined amplitude in synchronization with the timing signal, and a controller, wherein the controller is constantly output from the AC pulse generator. When the AC pulse is output to the electromechanical transducer and the driven member is driven, at a predetermined timing determined based on the drive speed information of the specified driven member, output of a predetermined phase range of the AC pulse is performed. The drive pulse generator is characterized in that the driving pulse is cut off.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を説明す
る。まず、この発明の駆動方式について説明する。この
発明では、所望の移動速度に応じて、被駆動部材を移動
させることができる波形の駆動パルスと、被駆動部材を
移動させることができない波形の駆動パルスとの2種類
のパルスをそれぞれ1乃至複数個数組み合わせた駆動パ
ルスを形成し、これを電気機械変換素子、例えば圧電素
子に印加して駆動速度を制御するものであつて、従来の
駆動速度の制御の場合のように駆動パルス列からその一
部を間引いて駆動速度を制御しない。これにより、駆動
パルスを間引くことによる各種の不都合を解消すること
ができる。
Embodiments of the present invention will be described. First, the driving method of the present invention will be described. According to the present invention, two types of pulses, a driving pulse having a waveform that can move the driven member and a driving pulse having a waveform that cannot move the driven member, are set to 1 to 3 according to a desired moving speed. A drive pulse formed by combining a plurality of drive pulses is applied to an electromechanical transducer, for example, a piezoelectric element to control a drive speed. One of the drive pulses is controlled from a drive pulse train as in the case of a conventional drive speed control. Do not control the drive speed by thinning out the parts. Thereby, various inconveniences caused by thinning out the driving pulses can be solved.

【0027】まず、駆動パルスの波形から説明する。図
1は駆動パルスの波形を示す図で、図1の(a)は、正
弦波パルスで、このパルスは緩やかな立上り部と緩やか
な立下り部とから構成される。このパルスを圧電素子に
印加したときは、発生する伸び変位と縮み変位との大き
さが等しいから、被駆動部材に振動を発生させるが、被
駆動部材を移動させることはできない。図1の(a)に
示す波形の駆動パルスは、被駆動部材を静止させるとき
に使用される。以下の説明では、サイン波駆動パルスと
呼ぶことにする。
First, the waveform of the driving pulse will be described. FIG. 1 is a diagram showing a waveform of a drive pulse. FIG. 1A shows a sine wave pulse, which is composed of a gentle rising portion and a gentle falling portion. When this pulse is applied to the piezoelectric element, since the magnitudes of the generated extension displacement and contraction displacement are equal, vibration is generated in the driven member, but the driven member cannot be moved. The drive pulse having the waveform shown in FIG. 1A is used when the driven member is stopped. In the following description, it is called a sine wave drive pulse.

【0028】図1の(b)は、図1の(a)に示すサイ
ン波駆動パルスの緩やかな立下り部を急速な立下り部に
置換した駆動パルスで、このパルスは緩やかな立上り部
と急速な立下り部とからなるパルスであるから、先に従
来例として説明した図11の(a)に示す波形の駆動パ
ルスと基本的には同じである。
FIG. 1B shows a drive pulse in which the gentle falling portion of the sine wave driving pulse shown in FIG. 1A is replaced by a rapid falling portion. Since the pulse has a rapid falling portion, it is basically the same as the drive pulse having the waveform shown in FIG. 11A described above as a conventional example.

【0029】また、図1の(c)は、図1の(a)に示
す駆動パルスの緩やかな立下り部の一部を急速な立下り
部に置換した駆動パルスで、このパルスは緩やかな立上
り部と部分的に急速な立下り部とを備えており、図1の
(b)に示す波形の駆動パルスに類似するが、急速な立
下り部の時間が短い分だけ、被駆動部材の駆動速度は遅
くなる。
FIG. 1C shows a drive pulse in which a part of the gentle falling portion of the driving pulse shown in FIG. 1A is replaced by a rapid falling portion. It has a rising part and a partly rapid falling part, and is similar to the driving pulse having the waveform shown in FIG. The driving speed becomes slow.

【0030】図1の(d)は、図1の(a)に示すサイ
ン波駆動パルスの緩やかな立上り部を急速な立上り部に
置換した駆動パルスで、このパルスは急速な立上り部と
緩やかな立下り部とからなるパルスであるから、先に従
来例として説明した図11の(b)に示す波形の駆動パ
ルスと基本的には同じである。
FIG. 1 (d) is a drive pulse in which the gentle rising portion of the sine wave driving pulse shown in FIG. 1 (a) is replaced with a rapid rising portion, and this pulse has a rapid rising portion and a gentle rising portion. Since the pulse has a falling portion, it is basically the same as the drive pulse having the waveform shown in FIG. 11B described above as a conventional example.

【0031】また、図1の(e)は、図1の(d)に示
す駆動パルスの緩やかな立上り部の一部を急速な立上り
部に置換した駆動パルスで、このパルスは部分的に急速
な立上り部と緩やかな立下り部とを備えており、図1の
(d)に示す波形の駆動パルスに類似するが、急速な立
上り部の時間が短い分だけ、被駆動部材の駆動速度は遅
くなる。
FIG. 1E is a drive pulse in which a part of a gentle rising portion of the driving pulse shown in FIG. 1D is replaced by a rapid rising portion, and this pulse is partially rapid. 1D, which is similar to the driving pulse having the waveform shown in FIG. 1D, but the driving speed of the driven member is reduced by the short time of the rapid rising portion. Become slow.

【0032】以下の説明では、図1の(b)乃至図1の
(e)に示す波形の駆動パルスを総称して台形波駆動パ
ルスと呼ぶことにする。
In the following description, the drive pulses having the waveforms shown in FIGS. 1B to 1E are collectively referred to as trapezoidal drive pulses.

【0033】なお、図1の(b)乃至図1の(d)に示
す台形波駆動パルスは、図1の(a)に示すサイン波駆
動パルスを入力とし、急速な立下り部又は急速な立上り
部を形成するため、所定のタイミングでサイン波駆動パ
ルスの出力をオフにし、又はオフの出力をオンにするこ
とで、台形波駆動パルスを得ることができる。
The trapezoidal wave drive pulses shown in FIGS. 1B to 1D take the sine wave drive pulse shown in FIG. 1A as an input, and have a rapid falling portion or a rapid rise. In order to form the rising portion, the trapezoidal wave drive pulse can be obtained by turning off the output of the sine wave drive pulse at a predetermined timing or turning on the off output.

【0034】以上説明した図1の(a)に示すサイン波
駆動パルスと、図1の(b)、図1の(c)に示す台形
波駆動パルスを適宜組み合わせることで、被駆動部材を
前進方向に所望の駆動速度で駆動することができる。ま
た、図1の(a)に示すサイン波駆動パルスと、図1の
(d)、図1の(e)に示す台形波駆動パルスを適宜組
み合わせることで、被駆動部材を後進方向(先と反対方
向)に所望の駆動速度で駆動することができる。
By appropriately combining the above-described sine wave drive pulse shown in FIG. 1A with the trapezoidal wave drive pulse shown in FIGS. 1B and 1C, the driven member is moved forward. Direction can be driven at a desired driving speed. Also, by appropriately combining the sine wave drive pulse shown in FIG. 1A and the trapezoidal wave drive pulse shown in FIG. 1D and FIG. (In the opposite direction) at a desired driving speed.

【0035】図2は、圧電素子を使用した駆動装置に適
用される速度制御のできる駆動パルス発生回路の構成を
示すブロツク図である。駆動パルス発生回路10は、マ
イクロプロセッサ(CPU)11、サイン波駆動パルス
発生器12、スイツチング部14、圧電素子駆動部1
5、及び圧電素子駆動部15に接続された圧電素子16
から構成される。サイン波形駆動パルス発生器12は、
図1の(a)に示すサイン波形を発生する公知の波形発
生器である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive pulse generating circuit capable of controlling the speed applied to a drive device using a piezoelectric element. The drive pulse generation circuit 10 includes a microprocessor (CPU) 11, a sine wave drive pulse generator 12, a switching unit 14, and a piezoelectric element drive unit 1.
5 and a piezoelectric element 16 connected to the piezoelectric element driving unit 15
Consists of The sine waveform drive pulse generator 12
This is a known waveform generator that generates a sine waveform shown in FIG.

【0036】図3は、駆動パルス発生回路10の動作を
説明するタイミングチヤ−トで、図3の(a)はサイン
波駆動パルス発生器12から出力される波形を示し、図
3の(b)はCPU11から出力されるタイミング信号
Aを示す。図3の(d)はサイン波駆動パルスの出力を
遮断するタイミング信号Bの一例を示し、図3の(c)
は前記図3の(d)に示すタイミング信号Bによりサイ
ン波駆動パルスの一部が遮断された出力波形を示す。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the driving pulse generating circuit 10. FIG. 3A shows a waveform output from the sine wave driving pulse generator 12, and FIG. ) Indicates a timing signal A output from the CPU 11. FIG. 3D shows an example of the timing signal B for cutting off the output of the sine wave drive pulse, and FIG.
Shows an output waveform in which a part of the sine wave driving pulse is cut off by the timing signal B shown in FIG.

【0037】また、図3の(f)はサイン波駆動パルス
の出力を遮断するタイミング信号Bの他の一例を示し、
図3の(e)は前記図3の(f)に示すタイミング信号
Bによりサイン波駆動パルスの一部が遮断された波形を
示す。
FIG. 3F shows another example of the timing signal B for cutting off the output of the sine wave drive pulse.
FIG. 3E shows a waveform in which a part of the sine wave driving pulse is cut off by the timing signal B shown in FIG.

【0038】次に、図2及び図3を参照してその動作を
説明する。まず、被駆動部材を前進方向に駆動する場合
について説明する。サイン波形駆動パルス発生器12は
CPU11から出力されるタイミング信号A(図3の
(b)参照)に同期して、所定のサイン波形駆動パルス
(図3の(a)参照)を発生し、スイツチング部14に
出力する。CPU11は、図示しない外部装置から速度
指令信号Cを受けると、指令された速度に応じたタイミ
ングで、遮断指令を行うタイミング信号B(図3の
(d)参照)をスイツチング部14に出力し、サイン波
形駆動パルス発生器12から出力された駆動パルスの出
力を期間t1 の間だけ遮断する。これにより、圧電素子
16には、図3の(c)に示すように、サイン波形駆動
パルスと台形波駆動パルスとが混合された駆動パルスが
印加される。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. First, a case where the driven member is driven in the forward direction will be described. The sine waveform drive pulse generator 12 generates a predetermined sine waveform drive pulse (see FIG. 3A) in synchronization with the timing signal A (see FIG. 3B) output from the CPU 11, and performs switching. Output to the unit 14. Upon receiving the speed command signal C from an external device (not shown), the CPU 11 outputs a timing signal B (see FIG. 3D) for performing a shutoff command to the switching unit 14 at a timing corresponding to the commanded speed. The output of the drive pulse output from the sine waveform drive pulse generator 12 is cut off only during the period t1. Thereby, as shown in FIG. 3C, a drive pulse in which the sine waveform drive pulse and the trapezoidal wave drive pulse are mixed is applied to the piezoelectric element 16.

【0039】被駆動部材を後進方向に駆動する場合は、
CPU11は図示しない外部装置から速度指令信号Cを
受けると、指令された速度に応じたタイミングで、遮断
指令を行うタイミング信号B(図3の(f)参照)をス
イツチング部14に出力し、サイン波形駆動パルス発生
器12から出力された駆動パルスの出力を期間t2 の間
だけ遮断する。これにより、圧電素子16には、図3の
(e)に示すように、サイン波形駆動パルスと台形波駆
動パルスとが混合された駆動パルスが印加される。
When the driven member is driven in the reverse direction,
When receiving a speed command signal C from an external device (not shown), the CPU 11 outputs a timing signal B (see FIG. 3 (f)) for performing a shutoff command to the switching unit 14 at a timing corresponding to the commanded speed, and The output of the drive pulse output from the waveform drive pulse generator 12 is cut off only during the period t2. As a result, as shown in FIG. 3E, a drive pulse obtained by mixing the sine waveform drive pulse and the trapezoidal wave drive pulse is applied to the piezoelectric element 16.

【0040】駆動速度と、台形波駆動パルスとサイン波
駆動パルスとの混合の割合について説明する。k個の駆
動パルスを1単位として駆動速度の制御を行うものと
し、1単位はm個の台形波駆動パルスとn個のサイン波
駆動パルスの合計k個(k=m+n)から構成されるも
のとする。
The driving speed and the mixing ratio of the trapezoidal wave driving pulse and the sine wave driving pulse will be described. The drive speed is controlled by using k drive pulses as one unit, and one unit is composed of a total of k trapezoidal drive pulses and n sine wave drive pulses (k = m + n). And

【0041】図4の(a)及び(c)はこの例の場合の
駆動パルス列を示すもので、この場合は、1単位の駆動
パルスがk個の台形波駆動パルス(m=k、n=0)で
構成された場合に最高駆動速度が得られ、1単位の駆動
パルスが0個の台形波駆動パルス(m=0、n=k)で
構成された場合に駆動速度零になるものとすれば、駆動
速度は最高駆動速度V×(m/k)で表すことができ
る。ここで、駆動パルスの個数kは(m+n)であり、
(m/k)は駆動効率を表す。また、k個の駆動パルス
からなる1単位の駆動パルスの期間を、ここでは制御周
期と呼ぶことにする。
FIGS. 4A and 4C show a drive pulse train in this example. In this case, one unit of drive pulse is k trapezoidal drive pulses (m = k, n = 0), the maximum driving speed is obtained, and when one unit of driving pulse is composed of zero trapezoidal wave driving pulses (m = 0, n = k), the driving speed becomes zero. Then, the driving speed can be represented by the maximum driving speed V × (m / k). Here, the number k of drive pulses is (m + n),
(M / k) represents the driving efficiency. In addition, a period of one unit of the drive pulse including the k drive pulses is referred to as a control cycle here.

【0042】例えば、駆動速度Vt を最高駆動速度Vの
40%にしたい場合は、1制御周期に含まれる駆動パル
ス個数k=5とすれば、台形波駆動パルスの個数を2
(m=2)、サイン波波駆動パルスの個数を3(n=
3)とすれば、 となり、駆動速度Vt として、最高駆動速度Vの40%
を得ることができる。
For example, when it is desired to set the driving speed Vt to 40% of the maximum driving speed V, the number of driving pulses included in one control cycle is set to k = 5, and the number of trapezoidal wave driving pulses becomes 2
(M = 2), and the number of sine wave drive pulses is 3 (n =
3) And the driving speed Vt is 40% of the maximum driving speed V.
Can be obtained.

【0043】図4の(a)及び(c)はこの例の場合の
駆動パルス列を示すもので、図4の(a)は1単位の駆
動パルス個数k=5において、始めの2個の駆動パルス
を台形波駆動パルスとし(m=2)、これに続いて3個
の駆動パルスをサイン波駆動パルスとした例(n=3)
である。この場合の遮断指令を行うタイミング信号Bは
図4の(b)のようになる。
FIGS. 4A and 4C show a drive pulse train in this example. FIG. 4A shows the first two drive pulses when the number of drive pulses per unit is k = 5. Example in which a pulse is a trapezoidal wave drive pulse (m = 2), and three drive pulses are subsequently a sine wave drive pulse (n = 3)
It is. In this case, the timing signal B for issuing the cutoff command is as shown in FIG.

【0044】また、図4の(c)は、1制御周期に含ま
れる駆動パルス個数k=5において、1番目及び3番目
の駆動パルスを台形波駆動パルスとし(m=2)、2番
目、4番目、5番目の駆動パルスをサイン波駆動パルス
とした例(n=3)である。この場合の遮断指令を行う
タイミング信号Bは図4の(d)のようになる。
FIG. 4C shows that, when the number of drive pulses included in one control cycle is k = 5, the first and third drive pulses are trapezoidal drive pulses (m = 2), This is an example (n = 3) in which the fourth and fifth drive pulses are sine wave drive pulses. In this case, the timing signal B for issuing the cutoff command is as shown in FIG.

【0045】図4の(c)の混合パタ−ンは、図4の
(a)の混合パタ−ンよりも駆動速度のムラが小さくな
るので、図4の(c)の混合パタ−ンの方がより望まし
いと言える。1制御周期に含まれる駆動パルスの個数を
多くするほど台形波駆動パルスとサイン波駆動パルスと
の混合パタ−ンに多くの変化を設定することができるの
で、駆動速度のムラを小さく、設定速度を細かく設定す
ることが可能となる。
Since the unevenness of the driving speed of the mixed pattern shown in FIG. 4C is smaller than that of the mixed pattern shown in FIG. 4A, the mixed pattern shown in FIG. Is more desirable. As the number of driving pulses included in one control cycle is increased, the variation in the mixing pattern of the trapezoidal wave driving pulse and the sine wave driving pulse can be set to a larger value. Can be set finely.

【0046】図5の(a)は、制御周期kの期間におけ
る駆動効率(m/k)と平均駆動速度Vとの関係を示す
もので、両者は略比例関係にあり、駆動効率(m/k)
が高い程平均駆動速度Vは速くなる。したがつて、速度
指令信号Cの値に対する駆動効率(m/k)を図5の
(b)に示すように設定して制御回路のプログラムに組
み込むことで、図5の(c)に示すように、速度指令信
号Cに対して比例した平均駆動速度Vを得ることができ
る。
FIG. 5A shows the relationship between the drive efficiency (m / k) and the average drive speed V during the control cycle k. Both are approximately proportional, and the drive efficiency (m / k) is shown. k)
Is higher, the average driving speed V is higher. Therefore, by setting the drive efficiency (m / k) with respect to the value of the speed command signal C as shown in FIG. 5B and incorporating it in the program of the control circuit, the drive efficiency (m / k) is obtained as shown in FIG. In addition, an average driving speed V proportional to the speed command signal C can be obtained.

【0047】被駆動部材の駆動方向の切り換えは、先に
図3により説明したように、速度指令信号Cに含まれる
前進/後進を示す情報に基づいて、遮断指令を行うタイ
ミング信号Bを出力するタイミングを変更すれば達成す
ることができる。即ち、被駆動部材を後進方向に駆動す
る場合は、CPU11は速度指令信号Cに基づいて図3
の(f)に示すようなタイミングで遮断指令を行うタイ
ミング信号Bをスイツチング部14に出力し、図3の
(e)に示す台形波駆動パルスを発生させる。図3の
(e)に示す駆動パルスは、被駆動部材を前進方向に駆
動する図3の(c)に示す駆動パルスとは立上り部/立
下り部の傾斜が反対であり、被駆動部材を後進方向に駆
動することができる。
To switch the driving direction of the driven member, as described above with reference to FIG. 3, a timing signal B for issuing a shut-off command is output based on information indicating forward / reverse movement included in the speed command signal C. This can be achieved by changing the timing. That is, when the driven member is driven in the reverse direction, the CPU 11 performs the operation shown in FIG.
A timing signal B for issuing a cutoff command at the timing shown in FIG. 3F is output to the switching unit 14, and a trapezoidal wave drive pulse shown in FIG. 3E is generated. The drive pulse shown in FIG. 3E has a rising / falling portion opposite to the drive pulse shown in FIG. 3C for driving the driven member in the forward direction. It can be driven in the reverse direction.

【0048】このほか、被駆動部材の駆動方向の切り換
えは、速度指令信号Cに含まれる前進/後進を示す情報
に基づいて、CPU11から圧電素子駆動部15(図2
参照)に対し、駆動パルスを印加する圧電素子の電極を
反転する切換信号Dを出力し、圧電素子に対して逆方向
に駆動パルスを印加するようにしても達成できる。
In addition, the switching of the driving direction of the driven member is performed by the CPU 11 and the piezoelectric element driving unit 15 (FIG. 2) based on information indicating forward / reverse movement included in the speed command signal C.
), A switching signal D for inverting the electrodes of the piezoelectric element to which the drive pulse is applied is output, and the drive pulse is applied to the piezoelectric element in the opposite direction.

【0049】これにより、圧電素子には、常時、タイミ
ング信号Aに同期した駆動パルス(サイン波駆動パルス
又は台形波駆動パルス)が印加されており、その一部
の、速度指令信号Cに対応した台形波駆動パルスだけが
被駆動部材の駆動に寄与するものであるから、所望の駆
動速度で被駆動部材を駆動することができると共に、所
望の駆動速度を得るために駆動パルスを間引くことがな
いので、間引くことによる各種の不都合が発生すること
もない。
Thus, a driving pulse (sine wave driving pulse or trapezoidal wave driving pulse) synchronized with the timing signal A is always applied to the piezoelectric element, and a part of the driving pulse corresponds to the speed command signal C. Since only the trapezoidal wave driving pulse contributes to the driving of the driven member, the driven member can be driven at a desired driving speed, and the driving pulse is not thinned out to obtain the desired driving speed. Therefore, various inconveniences due to thinning out do not occur.

【0050】以上説明した実施の形態では、被駆動部材
を前進/後進させる駆動パルスを発生させるときの基礎
とするパルスであると共に被駆動部材を静止させるパル
スとして、サイン波駆動パルスを採用している。しかし
ながら、基礎パルスはサイン波駆動パルスに限られるも
のではなく、被駆動部材を見かけ上静止させることがで
きるパルスで、且つその一部を遮断することで、立上り
部と立下り部の傾斜角が異なる台形波駆動パルスを得る
ことができる波形のパルスであればよい。例えば、立上
り部と立下り部の傾斜角が等しい三角波パルスや、三角
波パルスの頂上部分を切り取つた台形波パルスであつて
もよい。これ等の三角波や台形波はサイン波の奇数次の
高調波からなるものである。以下、これについて説明す
る。
In the above-described embodiment, a sine wave drive pulse is used as a base pulse for generating a drive pulse for moving the driven member forward / backward and as a pulse for stopping the driven member. I have. However, the basic pulse is not limited to the sine wave driving pulse, but is a pulse that can make the driven member seem to be stationary, and by cutting off a part of the pulse, the inclination angles of the rising portion and the falling portion are reduced. Any pulse may be used as long as it has a waveform from which different trapezoidal drive pulses can be obtained. For example, a triangular pulse having the same inclination angle between the rising portion and the falling portion, or a trapezoidal pulse obtained by cutting off the top of the triangular pulse may be used. These triangular waves and trapezoidal waves consist of odd harmonics of the sine wave. Hereinafter, this will be described.

【0051】図6の(a)乃至図6の(c)は、三角波
パルスを基礎パルスとする駆動パルスの形成を説明する
もので、図6の(b)に示す周期tのタイミング信号A
により図6の(a)で2等辺三角形で示される三角波パ
ルスを発生させる。そして、図6の(c)に示す遮断指
令を行うタイミング信号Bにより三角波パルスの一部に
ついてその立上り部又は立下り部を遮断することで、図
6の(a)において実線で示す波形の駆動パルスを得る
ことができる。
FIGS. 6A to 6C illustrate the formation of a drive pulse using a triangular wave pulse as a basic pulse. The timing signal A having a period t shown in FIG. 6B is used.
Generates a triangular wave pulse represented by an isosceles triangle in FIG. Then, by cutting off the rising portion or the falling portion of a part of the triangular wave pulse by the timing signal B for performing the cutoff command shown in FIG. 6C, the driving of the waveform shown by the solid line in FIG. A pulse can be obtained.

【0052】また、図7の(a)乃至図7の(d)は、
台形波パルスを基礎パルスとする駆動パルスの形成を説
明するもので、図7の(b)に示すタイミング信号A1
により台形波パルスを発生させる。タイミング信号A1
は周期tのタイミング信号Aに基づいて発生させるもの
であるから、信号A1 もタイミング信号Aと同じ周期と
なる。そして、図7の(d)に示す遮断指令を行うタイ
ミング信号Bにより台形波パルスの立上り部又は立下り
部を遮断することで、図7の(a)において実線で示す
波形の駆動パルスを得ることができる。
FIGS. 7A to 7D show the following.
FIG. 7B illustrates the formation of a drive pulse using a trapezoidal pulse as a basic pulse, and includes a timing signal A1 shown in FIG.
Generates a trapezoidal pulse. Timing signal A1
Is generated based on the timing signal A having the period t, the signal A1 also has the same period as the timing signal A. Then, the drive signal having the waveform shown by the solid line in FIG. 7A is obtained by cutting off the rising portion or the falling portion of the trapezoidal wave pulse by the timing signal B for performing the cutoff command shown in FIG. 7D. be able to.

【0053】次に、この発明の第2の実施の形態につい
て説明する。第2の実施の形態は、サイン波駆動パルス
と台形波駆動パルスとを別々に発生させ、これ等の2つ
の駆動パルスを速度指令信号Cに基づいて組み合わせる
ようにしたものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a sine wave drive pulse and a trapezoidal wave drive pulse are separately generated, and these two drive pulses are combined based on the speed command signal C.

【0054】図8は、第2の実施の形態の圧電素子を使
用した駆動装置に適用される駆動パルス発生回路の構成
を示すブロツク図である。駆動パルス発生回路20は、
マイクロプロセッサ(CPU)21、サイン波形駆動パ
ルス発生器22、台形波駆動パルス発生器23、スイツ
チング部24、圧電素子駆動部25、及び圧電素子駆動
部25に接続された圧電素子26から構成される。サイ
ン波形駆動パルス発生器22は公知の波形発生器であつ
てよい。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a drive pulse generation circuit applied to a drive device using a piezoelectric element according to the second embodiment. The drive pulse generation circuit 20
It comprises a microprocessor (CPU) 21, a sine waveform drive pulse generator 22, a trapezoidal wave drive pulse generator 23, a switching unit 24, a piezoelectric element drive unit 25, and a piezoelectric element 26 connected to the piezoelectric element drive unit 25. . The sine waveform driving pulse generator 22 may be a known waveform generator.

【0055】図9は、駆動パルス発生回路20の動作を
説明するタイミングチヤ−トで、図9の(a)は台形波
駆動パルス発生器23から出力される波形を示し、図9
の(b)はサイン波形駆動パルス発生器22から出力さ
れる波形を示す。図9の(c)はCPU21から出力さ
れるタイミング信号Aを示し、図9の(d)はCPU2
1から出力される切換信号Eを示す。また、図9の
(e)は出力される台形波駆動パルスの波形を示す。
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the drive pulse generating circuit 20. FIG. 9A shows a waveform output from the trapezoidal wave drive pulse generator 23.
(B) shows a waveform output from the sine waveform drive pulse generator 22. FIG. 9C shows a timing signal A output from the CPU 21, and FIG.
1 shows a switching signal E output from the switch 1. FIG. 9E shows the waveform of the output trapezoidal wave drive pulse.

【0056】次に、その動作を図8、及び図9を参照し
て説明する。ここでは被駆動部材を前進方向に駆動する
場合について説明する。サイン波駆動パルス発生器22
はCPU21から出力される図9の(c)に示すタイミ
ング信号Aに同期して、図9の(b)に示す所定のサイ
ン波形駆動パルスを発生し、スイツチング部24に出力
する。また、台形波駆動パルス発生器23はCPU21
から出力される図9の(c)に示すタイミング信号Aに
同期して、図9の(a)に示す所定の台形波駆動パルス
を発生し、スイツチング部24に出力する。
Next, the operation will be described with reference to FIG. 8 and FIG. Here, the case where the driven member is driven in the forward direction will be described. Sine wave drive pulse generator 22
9 generates a predetermined sine waveform driving pulse shown in FIG. 9B in synchronization with the timing signal A shown in FIG. 9C output from the CPU 21 and outputs it to the switching unit 24. Further, the trapezoidal wave driving pulse generator 23 is
A predetermined trapezoidal drive pulse shown in FIG. 9A is generated in synchronization with the timing signal A shown in FIG.

【0057】CPU21は、外部装置から速度指令信号
Cを受けると、指令された速度に応じた速度が得られる
ように、台形波駆動パルスとサイン波駆動パルスとを速
度に応じた比率で交互に圧電素子26に印加するよう
に、スイツチング部24に切換信号Eを出力し、切換信
号EがOFFの場合はサイン波駆動パルスを圧電素子駆
動部25に出力し、切換信号EがONの場合は台形波駆
動パルスを圧電素子駆動部25に出力する。これによ
り、圧電素子26には、図9の(e)に示すような指令
された駆動速度に応じてサイン波駆動パルスと台形波駆
動パルスとが混合された駆動パルスが印加される。
Upon receiving the speed command signal C from the external device, the CPU 21 alternately sets trapezoidal wave driving pulses and sine wave driving pulses at a ratio corresponding to the speed so that a speed corresponding to the commanded speed is obtained. A switching signal E is output to the switching unit 24 so as to be applied to the piezoelectric element 26. When the switching signal E is OFF, a sine wave driving pulse is output to the piezoelectric element driving unit 25. When the switching signal E is ON, A trapezoidal wave drive pulse is output to the piezoelectric element drive unit 25. As a result, a drive pulse in which the sine wave drive pulse and the trapezoidal wave drive pulse are mixed is applied to the piezoelectric element 26 according to the commanded drive speed as shown in FIG. 9E.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明は、電気
機械変換素子に駆動パルスを印加して伸縮変位を発生さ
せることにより駆動部材に速度の異なる往復振動を発生
させ、該駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を所定方向
に駆動させる電気機械変換素子を使用した駆動装置にお
いて、駆動速度の制御に、駆動速度情報に基づいて決定
される所定のタイミングで交流パルスの所定の位相範囲
の出力を遮断して駆動パルスを形成し、或いは、被駆動
部材の駆動に寄与する第1のパルスと被駆動部材の駆動
に寄与しない第2のパルスとを発生させ、駆動速度情報
に基づいて決定される所定の比率に基づいて第1のパル
ス及び第2のパルスを順次選択して出力し駆動パルスを
形成し、これを電気機械変換素子に印加して駆動速度を
制御する点を特徴とするものである。
As described above, according to the present invention, a driving pulse is applied to an electromechanical transducer to generate expansion and contraction displacement, thereby generating reciprocating vibrations at different speeds in a driving member, and frictionally coupling the driving member. In a driving device using an electromechanical transducer for driving a driven member in a predetermined direction, an output of a predetermined phase range of an AC pulse at a predetermined timing determined based on the driving speed information is used for controlling the driving speed. Cut off to form a drive pulse, or generate a first pulse that contributes to the driving of the driven member and a second pulse that does not contribute to the driving of the driven member, and are determined based on the driving speed information. A first pulse and a second pulse are sequentially selected and output based on a predetermined ratio to form a drive pulse, and the drive pulse is applied to an electromechanical transducer to control a drive speed. It is intended to.

【0059】この発明によれば、従来の駆動速度の制御
の場合のように駆動パルス列からその一部を間引いて駆
動速度の制御を行わないから、駆動パルスを間引くこと
による各種の不都合、即ち間欠的な大きな機械振動が電
気機械変換素子や駆動軸及び被駆動部材に発生したり、
可聴周波数の範囲内に耳障りな振動音が発生することが
ない。さらに、駆動パルスを間引いて速度制御を行う場
合よりも速度の変動が小さくなるなど、優れた作用効果
を奏するものである。
According to the present invention, since the drive speed is not controlled by thinning out a part of the drive pulse train as in the case of the conventional drive speed control, various inconveniences caused by thinning out the drive pulses, that is, intermittent Large mechanical vibration occurs in the electromechanical transducer, the drive shaft and the driven member,
No harsh vibration sound is generated within the audible frequency range. Further, the present invention has excellent operational effects, such as a smaller variation in speed than when speed control is performed by thinning out drive pulses.

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

【図1】この発明の駆動パルスの波形を説明する図。FIG. 1 is a diagram illustrating a waveform of a drive pulse according to the present invention.

【図2】駆動パルス発生回路の構成を示すブロツク図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive pulse generation circuit.

【図3】駆動パルス発生回路の動作を説明するタイミン
グチヤ−ト。
FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of a drive pulse generation circuit.

【図4】台形波駆動パルスとサイン波駆動パルスの混合
状態を説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a mixed state of a trapezoidal wave driving pulse and a sine wave driving pulse.

【図5】駆動効率と平均駆動速度との関係、速度指令信
号と駆動効率との関係、及び速度指令信号と平均駆動速
度との関係を説明する図。
FIG. 5 is a view for explaining the relationship between the drive efficiency and the average drive speed, the relationship between the speed command signal and the drive efficiency, and the relationship between the speed command signal and the average drive speed.

【図6】三角波パルスを基礎パルスとする駆動パルスの
形成を説明する図。
FIG. 6 is a diagram for explaining formation of a drive pulse using a triangular wave pulse as a basic pulse.

【図7】台形波パルスを基礎パルスとする駆動パルスの
形成を説明する図。
FIG. 7 is a view for explaining formation of a drive pulse using a trapezoidal wave pulse as a basic pulse.

【図8】第2の実施の形態の駆動パルス発生回路の構成
を示すブロツク図。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a drive pulse generation circuit according to a second embodiment.

【図9】駆動パルス発生回路の動作を説明するタイミン
グチヤ−ト。
FIG. 9 is a timing chart illustrating the operation of the drive pulse generation circuit.

【図10】従来の圧電素子を使用した駆動装置の一例を
示す斜視図。
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a driving device using a conventional piezoelectric element.

【図11】従来の駆動装置に使用される駆動パルスの波
形を説明する図。
FIG. 11 is a diagram illustrating a waveform of a driving pulse used in a conventional driving device.

【図12】駆動パルス列を複数個づつに区切り、一部の
パルスを間引いた例を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an example in which a drive pulse train is divided into a plurality of units and some pulses are thinned out.

【図13】駆動効率と駆動速度との関係の一例を示す
図。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a relationship between drive efficiency and drive speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 駆動パルス発生回路 11 マイクロプロセッサ(CPU) 12 サイン波駆動パルス発生器 14 スイツチング 15 圧電素子駆動部 16 圧電素子 20 駆動パルス発生回路 21 マイクロプロセッサ(CPU) 22 サイン波駆動パルス発生器 23 台形波パルス駆動パルス発生器 24 スイツチング 25 圧電素子駆動部 26 圧電素子 Reference Signs List 10 drive pulse generation circuit 11 microprocessor (CPU) 12 sine wave drive pulse generator 14 switching 15 piezoelectric element drive unit 16 piezoelectric element 20 drive pulse generation circuit 21 microprocessor (CPU) 22 sine wave drive pulse generator 23 trapezoidal wave pulse Drive pulse generator 24 Switching 25 Piezoelectric element driver 26 Piezoelectric element

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気機械変換素子に駆動パルスを印加し
て伸縮変位を発生させ、発生した変位により被駆動部材
を駆動する駆動装置に適した駆動パルス発生装置におい
て、 タイミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、 所定振幅の交流パルスを発生する交流パルス発生手段
と、 制御手段とを備え、 前記制御手段は、指定された被駆動部材の駆動速度情報
に基づいて決定される所定のタイミングで上記タイミン
グ信号を発生させ、前記交流パルス発生手段から出力さ
れた交流パルスの所定の位相範囲の出力を上記タイミン
グ信号に基づいて遮断し、電気機械変換素子に印加する
駆動パルスを発生させることを特徴とする駆動パルス発
生装置。
1. A driving pulse generator suitable for a driving device which applies a driving pulse to an electromechanical transducer to generate expansion and contraction displacement and drives a driven member by the generated displacement, wherein a timing signal for generating a timing signal is provided. Generating means, AC pulse generating means for generating an AC pulse having a predetermined amplitude, and control means, wherein the control means performs the above at a predetermined timing determined based on driving speed information of a designated driven member. Generating a timing signal, cutting off output of a predetermined phase range of the AC pulse output from the AC pulse generating means based on the timing signal, and generating a drive pulse to be applied to an electromechanical transducer. Drive pulse generator.
【請求項2】 前記交流パルス発生手段により発生する
交流パルスは、立上り部と立下り部の波形が対称な奇数
次の高調波からなる交流パルスであることを特徴とする
請求項1記載の駆動パルス発生装置。
2. The drive according to claim 1, wherein the AC pulse generated by the AC pulse generating means is an AC pulse composed of odd harmonics whose rising and falling portions have symmetrical waveforms. Pulse generator.
【請求項3】 前記交流パルス発生手段により発生する
交流パルスは、立上り部と立下り部の波形が対称な三角
波形パルスであることを特徴とする請求項1記載の駆動
パルス発生装置。
3. The drive pulse generator according to claim 1, wherein the AC pulse generated by the AC pulse generator is a triangular waveform pulse having a symmetrical rising and falling waveform.
【請求項4】 前記交流パルス発生手段により発生する
交流パルスは、立上り部と立下り部の波形が対称な台形
波形パルスであることを特徴とする請求項1記載の駆動
パルス発生装置。
4. The driving pulse generating apparatus according to claim 1, wherein the AC pulse generated by the AC pulse generating means is a trapezoidal waveform pulse having a symmetrical rising and falling waveform.
【請求項5】 前記制御手段は、複数個の交流パルスを
単位としてその一部又は全部の交流パルスについて所定
の位相範囲の出力を遮断することを特徴とする請求項1
記載の駆動パルス発生装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the control means interrupts an output in a predetermined phase range for a part or all of the AC pulses in units of a plurality of AC pulses.
The driving pulse generator according to the above.
【請求項6】 電気機械変換素子に駆動パルスを印加し
て伸縮変位を発生させ、発生した変位により被駆動部材
を駆動する駆動装置に適した駆動パルス発生装置におい
て、 タイミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、 前記タイミング信号に同期して被駆動部材の駆動に寄与
する第1のパルスを発生する第1パルス発生手段と、 前記タイミング信号に同期して被駆動部材の駆動に寄与
しない第2のパルスを発生する第2パルス発生手段と、 制御手段とを備え、 前記制御手段は、指定された被駆動部材の駆動速度情報
に基づいて決定される所定の比率に応じて前記第1のパ
ルス及び第2のパルスを順次選択して出力し、電気機械
変換素子に印加する駆動パルスを発生させることを特徴
とする駆動パルス発生装置。
6. A driving pulse generator suitable for a driving device that applies a driving pulse to an electromechanical transducer to generate expansion and contraction displacement and drives a driven member by the generated displacement, wherein a timing signal for generating a timing signal is provided. Generating means; first pulse generating means for generating a first pulse contributing to driving of the driven member in synchronization with the timing signal; and second generating means not contributing to driving of the driven member in synchronization with the timing signal. And a control means, wherein the control means controls the first pulse according to a predetermined ratio determined based on drive speed information of a designated driven member. And a second pulse sequentially selected and output to generate a drive pulse to be applied to the electromechanical transducer.
【請求項7】 前記第1パルス発生手段により発生する
第1のパルスは、立上り部と立下り部の波形が非対称な
交流パルスであることを特徴とする請求項7記載の駆動
パルス発生装置。
7. The drive pulse generating device according to claim 7, wherein the first pulse generated by the first pulse generating means is an AC pulse having asymmetric rising and falling waveforms.
【請求項8】 前記第2パルス発生手段により発生する
第2のパルスは、立上り部と立下り部の波形が対称な奇
数次の高調波からなる交流パルスであることを特徴とす
る請求項7記載の駆動パルス発生装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the second pulse generated by the second pulse generating means is an AC pulse composed of odd harmonics having symmetric rising and falling waveforms. The driving pulse generator according to the above.
【請求項9】 前記第2パルス発生手段により発生する
第2のパルスは、正弦波形の交流パルスであることを特
徴とする請求項7記載の駆動パルス発生装置。
9. The driving pulse generator according to claim 7, wherein the second pulse generated by the second pulse generator is an AC pulse having a sinusoidal waveform.
【請求項10】 前記第2パルス発生手段により発生す
る第2のパルスは、立上り部と立下り部の波形が対称な
三角波形パルスであることを特徴とする請求項7記載の
駆動パルス発生装置。
10. The driving pulse generating apparatus according to claim 7, wherein the second pulse generated by said second pulse generating means is a triangular waveform pulse having a symmetrical rising and falling waveform. .
【請求項11】 前記第2パルス発生手段により発生す
る第2のパルスは、立上り部と立下り部の波形が対称な
台形波形パルスであることを特徴とする請求項7記載の
駆動パルス発生装置。
11. The driving pulse generator according to claim 7, wherein the second pulse generated by the second pulse generating means is a trapezoidal waveform pulse in which the rising and falling portions have symmetrical waveforms. .
【請求項12】 電気機械変換素子に駆動パルスを印加
して伸縮変位を発生させ、発生した変位により被駆動部
材を駆動する駆動装置に適した駆動パルス発生装置にお
いて、 タイミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、 前記タイミング信号に同期して所定振幅の交流パルスを
発生する交流パルス発生手段と、 制御手段とを備え、 前記制御手段は、常時交流パルス発生手段から出力され
た交流パルスを電気機械変換素子に出力し、被駆動部材
を駆動するときは、指定された被駆動部材の駆動速度情
報に基づいて決定される所定のタイミングで、交流パル
スの所定の位相範囲の出力を遮断することを特徴とする
駆動パルス発生装置。
12. A drive pulse generator suitable for a drive device for applying a drive pulse to an electromechanical transducer to generate expansion and contraction displacement and driving a driven member by the generated displacement, wherein a timing signal for generating a timing signal is provided. Generating means, AC pulse generating means for generating an AC pulse having a predetermined amplitude in synchronization with the timing signal, and control means, wherein the control means constantly converts the AC pulse output from the AC pulse generating means into an electric machine. Output to the conversion element, and when driving the driven member, at a predetermined timing determined based on the driving speed information of the specified driven member, the output of a predetermined phase range of the AC pulse is cut off. Characteristic drive pulse generator.
JP9262912A 1997-01-17 1997-09-11 Driving pulse generator Pending JPH1189252A (en)

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