振动马达控制器以及透镜装置和图像拾取装置制造方法及图纸

一种振动马达控制器，用于控制振动马达的驱动速度，该振动马达使振动器和与振动器接触的接触器相对运动，振动器通过机电换能器而振荡，具有相位差的第一频率信号和第二频率信号施加给所述机电换能器；振动马达控制器包括：相位差确定器，储存在频率与所述第一频率信号和第二频率信号之间的相位差之间的关系，并根据所述关系来确定相对于频率的相位差；以及控制器，根据第一频率信号和第二频率信号的频率以及由相位差确定器根据该频率确定的相位差而控制振动马达的速度，其中，储存在相位差确定器中的频率与相位差之间的所述关系不包括在低于振动马达的频率‑速度特性中的谐振频率的频率与相位差之间的关系。以及一种透镜装置和图像拾取装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振动马达控制器以及一种包括该振动马达控制器的透镜装置和图像拾取装置。
技术介绍
已经提出了各种用于控制振动马达的方法，该振动马达具有：振动器，该振动器由金属弹性本体等来形成，机电换能器(压电元件或电致伸缩元件)结合至该振动器；以及接触器，该接触器与振动器压力接触。日本专利申请公开No.2011-067035公开了一种延伸振动马达的速度的动态范围的技术，即：通过执行相位差控制以便在频率固定的情况下改变相位差，然后在相位差达到规定值时执行频率控制，以便在相位差固定的情况下改变频率。在日本专利申请公开No.2011-067035中公开的技术是能够利用振动马达的驱动速度的较宽动态范围的技术。不过，在从相位差控制转换之后的频率控制中，即使频率升高或降低一定量，振动马达的驱动速度也不相应地线性增加或减小，这降低了可控制性。因此，为了降低在频率控制范围中驱动速度相对于频率的这种非线性的不利影响，相位差控制中的频率可以设置成较低频率。不过，在这种情况下，低速区域下的可控制性将降低。这是因为在频率-速度曲线中在低于谐振频率的频率区域中速度随频率变化的变化较大，且因为在具有小相位差的频率-速度曲线中的谐振频率比在具有大相位差的频率-速度曲线中的谐振频率高。总体来说，当在相位差控制中的频率设置成较高频率时，由于在频率控制范围中的非线性的不利影响，可控制性降低；当在相位差控制中的频率设置成较低频率以便降低在频率控制区域中的非线性的不利影响时，由于在低于谐振频率的频率区域中根据频率-速度曲线进行的控制，振动马达不稳定地操作。因此，很难同时在小相位差情况下实现振动马达的可控制性和振动马达的稳定性两者。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种振动马达控制器，它能够在小相位差情况下获得可控制性和稳定性两者，同时保持驱动速度的较宽动态范围。本专利技术的振动马达控制器控制振动马达的驱动速度，该振动马达使振动器和与振动器接触的接触器相对运动，振动器通过机电换能器而振荡，具有相位差的第一频率信号和第二频率信号施加给所述机电换能器。振动马达控制器包括：相位差确定器，所述相位差确定器储存在频率与所述第一频率信号和第二频率信号之间的相位差之间的关系，并根据所述关系来确定相对于频率的相位差；以及控制器，所述控制器根据第一频率信号和第二频率信号的频率以及由相位差确定器根据该频率确定的相位差而控制振动马达的速度。储存在相位差确定器中的频率与相位差之间的所述关系不包括在低于振动马达的频率-速度特性中的谐振频率的频率与相位差之间的关系。根据本专利技术，能够在小相位差情况下获得可控制性和稳定性两者，同时保持驱动速度的较宽动态范围。通过下面参考附图对示例实施例的说明，将清楚本专利技术的其它特征。附图说明图1是根据本专利技术实施例的振动马达控制器的结构图。图2示出了在本专利技术的实施例1中振动马达控制器的频率-速度特性曲线和频率-速度控制线。图3A示出了在本专利技术的实施例1中振动马达控制器的频率-速度特性曲线和频率-速度控制线。图3B示出了在本专利技术的实施例1中振动马达控制器的频率和相位差之间的关系。图4A示出了在本专利技术的实施例1中振动马达控制器的频率-速度特性曲线和频率-速度控制线。图4B示出了在本专利技术的实施例1中振动马达控制器的频率和相位差之间的关系。图5A示出了在本专利技术的实施例2中振动马达控制器的频率-速度特性曲线和频率-速度控制线。图5B示出了在本专利技术的实施例2中振动马达控制器的频率和相位差之间的关系。图6示出了振动马达的速度特性。图7示出了在每种致动频率处的速度轨迹。图8示出了在本专利技术的每个实施例中的线性的定义。具体实施方式下面将根据附图详细介绍本专利技术的优选实施例。(振动马达的常规控制的概述)振动马达包括：振动器，该振动器由金属弹性本体等来形成，机电换能器(压电元件或电致伸缩元件)结合至该振动器；以及接触器，该接触器与振动器压力接触。当具有相位差的多个频率信号施加给压电元件时，将引起振动器振荡，且振动器和接触器彼此相对运动，以便产生驱动力。振动马达的驱动通过改变施加给压电元件的频率信号的频率(也简称为频率)的方法(称为频率控制)或者通过改变施加给压电元件的多个频率信号之间的相位差(也简称为相位差)的方法(称为相位差控制)来控制。频率控制和相位差控制是公知的，因此省略它们的详细说明。为了保证可控制性和延伸动态范围，已知方法是执行相位差控制以便在频率固定的情况下改变相位差，然后在相位差达到规定值时执行频率控制以便在相位差固定的情况下改变频率。图6示出了在频率和相位差以及振动马达的驱动速度之间的关系(称为频率-速度特性曲线)。当使用水平轴线作为频率并且使用竖直轴线作为驱动速度时，图6示出了在频率在相位差固定为10至90度的情况下变化的情形下振动马达的频率-速度特性曲线。对于每个相位差，在相对于达到最高速度的频率(下文中称为谐振频率)的低频率侧上，驱动速度相对于频率急剧变化。因此，为了提高可控制性，通常希望在不使用该频率范围的情况下控制振动马达。图7示出了在作为开始点的频率(下文中也称为致动频率)变化的情况下在振动马达的速度特性中使用相位差控制和频率控制两者的驱动速度的轨迹。图7以与图6相同的方式画出。首先，让我们考虑以下情形：在相位差控制中频率设置为频率FresH(该频率FresH高于在相位差为10度情况下的谐振频率Fres)，并且在相位差为90度的情况下，相位差控制转换成频率控制。在这种情况下，驱动速度跟随由虚线箭头表示的频率-速度轨迹。虚线箭头的位置高于在相位差为10度情况下的谐振频率Fres，从而导致稳定的控制。不过，在相位差为90度或高于90度时的频率控制中，虚线箭头跟随非线性轨迹。也就是，在频率控制范围中，即使当频率升高或降低一定量时，振动马达的驱动速度也不会增加或减小相应特定量，这降低了可控制性。当为了降低在频率控制范围中非线性对可控制性的不利影响，在相位差控制中将频率设置成低于频率FresH的频率FresL时，驱动速度跟随由实线箭头表示的轨迹。实线箭头具有比虚线箭头更窄的频率控制范围，从而能够降低在频率控制中非线性的不利影响。不过，在相位差控制中频率FresL低于在相位差为10度的情况下的谐振频率Fres。因此，当在相位差控制中将频率设置为FresL时，在小相位差的情况下振动马达的操作可能变得不稳定。通常，振动马达的频率-速度特性中的谐振频率在获得低速的相位差情况(在图7中10度的相位差)下高于在获得高速的相位差情况(在图7中90度的相位差)。因此，当致动频率设置在低频率区域中时，可能没有什么选择，只能通过使用比频率-速度特性曲线中的谐振频率低的频率区域来进行控制。[实施例1]图1示出了根据本专利技术实施例的振动马达控制器的结构。在下面的说明中，为了清楚，只介绍了本专利技术的主要部件，并不形成本专利技术的特征的部件的说明将省略。振动马达控制器100控制振动马达103的驱动。频率确定器101确定输入给振动马达103的多个频率信号的频率。例如，根据位置检测器105(该位置检测器105检测振动马达103的位置)的输出与目标输入单元106的输出之间的差异来确定频率。而且，低频率侧从储存在致动频率存储器107中的致动频率确定。相位差确定器102根据由频率确定器101本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动马达控制器，用于控制振动马达的驱动速度，该振动马达使振动器和与振动器接触的接触器相对运动，振动器通过机电换能器而振荡，具有相位差的第一频率信号和第二频率信号施加给所述机电换能器；振动马达控制器包括：相位差确定器，所述相位差确定器储存在频率与所述第一频率信号和第二频率信号之间的相位差之间的关系，并根据所述关系来确定相对于频率的相位差；以及控制器，所述控制器根据第一频率信号和第二频率信号的频率以及由相位差确定器根据该频率确定的相位差而控制振动马达的速度，其中，储存在相位差确定器中的频率与相位差之间的所述关系不包括在低于振动马达的频率‑速度特性中的谐振频率的频率与相位差之间的关系。

【技术特征摘要】
2015.08.19 JP 2015-161869;2016.07.29 JP 2016-149901.一种振动马达控制器，用于控制振动马达的驱动速度，该振动马达使振动器和与振动器接触的接触器相对运动，振动器通过机电换能器而振荡，具有相位差的第一频率信号和第二频率信号施加给所述机电换能器；振动马达控制器包括：相位差确定器，所述相位差确定器储存在频率与所述第一频率信号和第二频率信号之间的相位差之间的关系，并根据所述关系来确定相对于频率的相位差；以及控制器，所述控制器根据第一频率信号和第二频率信号的频率以及由相位差确定器根据该频率确定的相位差而控制振动马达的速度，其中，储存在相位差确定器中的频率与相位差之间的所述关系不包括在低于振动马达的频率-速度特性中的谐振频率的频率与相位差之间的关系。2.根据权利要求1所述的振动马达控制器，其中：根据储存在相位差确定器中的频率和相位差之间的所述关系，振动马达的速度具有这样的范围，在该范围中，速度在控制范围中相对于频率为线性。3.根据权利要求2所述的振动马达控制器，其中：根据储存在相位差确...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫岛俊辅，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP