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JPH1118461A - 振動型駆動装置の制御装置およびこれを備えた装置 - Google Patents

振動型駆動装置の制御装置およびこれを備えた装置

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JPH1118461A
JPH1118461AJP9170069AJP17006997AJPH1118461AJP H1118461 AJPH1118461 AJP H1118461AJP 9170069 AJP9170069 AJP 9170069AJP 17006997 AJP17006997 AJP 17006997AJP H1118461 AJPH1118461 AJP H1118461A
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lens
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Abstract

(57)【要約】【課題】 直流モータでレンズ駆動すると、早いデマン
ド反転操作に追従できない。【解決手段】 電気−機械エネルギー変換素子に周波信
号を印加して振動体に振動を励起し、この振動により被
駆動体１１０を駆動する振動型駆動装置１０９の制御装
置において、被駆動体の実位置と目標位置とを比較して
被駆動体の駆動方向および駆動量を決定し、これら決定
方向および決定量に応じて周波信号を制御する制御手段
１０４を設け、この制御手段に、上記決定方向が変化し
たときは周波信号の電気−機械エネルギー変換素子への
印加を停止させた後、印加を再開させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電歪素子、圧電素
子等の電気−機械エネルギー変換素子に周波信号を印加
して振動体に振動を励起し、この振動を利用して被駆動
体を駆動する振動型駆動装置の制御に関し、さらには振
動型駆動装置を駆動現として用いたビデオカメラやビデ
オカメラ用レンズ等の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラやビデオカメラ用レンズの
フォーカス、ズーム、アイリス、エクステンダ、マクロ
等の駆動モータとして直流モータを使用したものが知ら
れている。
【０００３】図５には、従来の直流モータを使用したビ
デオカメラ用レンズの制御装置を示している。この制御
装置では、レンズ２０５の実位置情報が位置検出器２０
６により検出され、実位置情報は位置比較回路２０２に
入力される。位置比較回路２０２は、検出したレンズ２
０５の実位置と、指令信号発生器２０１により与えられ
る目標位置とを比較してこれらの差がゼロになるように
制御信号をモータ駆動回路２０３に与える。なお、この
制御装置をレンズのフォーカシングに用いた場合には、
指令信号発生器２０１はカメラマンのフォーカス操作量
を検出するポテンショメータであり、至近から無限まで
の目標位置（フォーカスデマンド）を位置比較器２０２
に与える。そして、モータ駆動回路２０３は上記制御信
号に応じた駆動信号を直流モータ２０４に印加してレン
ズ２０５を目標位置に向けて駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直流モ
ータを使用した上記制御装置において、レンズを目標位
置に向けて駆動している途中で目標位置が変更された場
合、特に新たな目標位置がすでにレンズが通過した位置
である場合には、レンズの駆動方向を反転させる必要が
ある。このとき、直流モータに印加する駆動信号の極性
を反転させてモータを逆転させるのであるが、駆動信号
の極性を反転させたとしてもモータの慣性により実際に
モータの回転方向が反転するまでにはある程度の時間を
要する。このため、カメラマンの素早いフォーカスデマ
ンドの反転操作に追従できないという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明では、電気−機械エネルギー変換素子に周波
信号を印加して振動体に振動を励起し、この振動により
被駆動体を駆動する振動型駆動装置の制御装置におい
て、被駆動体の実位置と目標位置とを比較して被駆動体
の駆動方向および駆動量を決定し、これら決定方向およ
び決定量に応じて周波信号を制御する制御手段を設け、
この制御手段に、上記決定方向が変化したときは周波信
号の電気−機械エネルギー変換素子への印加を停止させ
た後、印加を再開させるようにしている。
【０００６】すなわち、振動型駆動装置は、振動が励起
された振動体との接触摩擦によって被駆動体を駆動する
ので、電気−機械エネルギー変換素子への周波信号の印
加を停止させれば、上記接触摩擦によって被駆動体は慣
性で動くことなく直ちに停止する。このため、被駆動体
の駆動方向が反転したときに電気−機械エネルギー変換
素子への周波信号の印加を一旦停止させた後、駆動装置
を逆転させるための周波信号を印加するようにして、例
えばカメラマンの素早いフォーカス反転操作に対して応
答速度の速い安定したレンズ駆動制御を行えるようにし
ている。
【０００７】なお、周波信号の電気−機械エネルギー変
換素子への印加を停止させた後、印加を再開させるまで
の時間を選択する手段を設けて、カメラマンの好みによ
り応答時間が調整できるようにしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）図１には、本発明の第１実施形態であ
るテレビカメラ用レンズの制御装置を示している。この
図において、１０４はレンズ装置の動作を司るマイクロ
コンピュータ（以下、マイコンと略す）であり、１０５
はマイコン１０４から出力される回転数制御信号（デジ
タル信号）をアナログ変換するＤ／Ａコンバータであ
る。１０６はＶ／Ｆ変換器であり、マイコン１０４から
の作動制御信号（ｓｔａｒｔ／ｓｔｏｐ）に応じてＤ／
Ａコンバータ１０５の出力電圧に対応した周波電圧を出
力したりこの出力を停止したりする。
【０００９】１０７は分周・位相器であり、Ｖ／Ｆ変換
器１０６の周波電圧を分周してπ／２位相差の２つの矩
形波信号（周波信号）を出力する。２つの矩形波信号の
位相差方向は振動型モータ１０９の回転方向に対応して
おり、位相差方向はマイコン１０４からの方向制御信号
（ｃｗ／ｃｃｗ）に応じて決定される。１０８は電力増
幅器であり、分周・位相器１０７からの矩形波信号出力
を振動型モータ１０９を駆動できる電圧と電流とに増幅
する。
【００１０】１０９は振動型モータ（振動型駆動装置）
であり、電力増幅器１０８からの矩形波信号の印加を受
けて振動を発生する圧電素子（電気−機械エネルギー変
換素子）と、この圧電素子によって振動が励起される振
動体と、この振動体に加圧接触して振動体の振動によっ
て回転駆動される移動体とから構成される。
【００１１】１１０はレンズであり、このレンズ１１０
は振動型モータ１０９の移動体に機械的に接続され、移
動体の回転により光軸方向に移動したり光軸周りで回転
したりする。１１１はレンズ１１０の移動を検出するエ
ンコーダ、１１２はエンコーダ１１１の検出信号をカウ
ントするカウンタであり、これらはレンズ１１０の移動
量を検出する。
【００１２】１０１はカメラマンのデマンド操作により
設定されるレンズ１１０の目標位置に応じた目標位置情
報を出力する指令信号発生器１０１である。１０２は選
択スイッチであり、これを操作することにより、後述す
る振動型モータ１０９の回転方向を反転させる際の回転
停止から再起動までの待ち時間をカメラマンが任意に選
択できる。
【００１３】このように構成された制御装置において、
マイコン１０４はまず指令信号発生器１０１からの目標
位置情報とカウンタ１１２からのレンズ１１０の実位置
情報との差を演算して、差がゼロ、即ち目標位置と実位
置とを一致させるために必要なモータ回転方向とモータ
回転数とを判別決定し、決定したモータ回転方向に対応
する方向制御信号を分周・位相器１０７に、モータ回転
数に対応する回転数制御信号をＤ／Ａ変換器１０５にそ
れぞれ出力する。Ｄ／Ａ変換器１０５は回転数制御信号
をアナログ変換し、Ｖ／Ｆ変換器１０６はこのアナログ
信号を周波電圧に変換し、さらに分周・位相器１０７は
マイコン１０４からの方向制御信号を受けて周波電圧を
この方向制御信号に対応した位相差を有する２つの矩形
波信号に変換する。これら２つの矩形波信号は電力増幅
器１０８で所定レベルの電圧値および電流値に増幅さ
れ、振動型モータ１０９の圧電素子に印加される。これ
により振動型モータ１０９が回転し、レンズ１１０が目
標位置に向かって駆動される。
【００１４】ここで、レンズ１１０が目標位置に向かっ
て移動している途中で、カメラマンのデマンド操作によ
り新たな目標位置が設定され、この新目標位置をすでに
レンズ１１０が通過していたときには、振動型モータ１
０９の回転方向を反転させる必要がある。この場合、本
実施形態では、マイコン１０４が１０６Ｖ／Ｆ変換器の
出力を遮断して、振動型モータ１０９への矩形波信号の
印加を停止させる。これにより、振動型モータ１０９の
回転およびレンズ１１０の移動は直ちに停止する。
【００１５】振動型モータ１０９およびレンズ１１０の
停止後、マイコン１０４は、選択スイッチ１０２で選択
された待ち時間が経過するのを待って、レンズ１１０を
新目標位置に移動させるために、方向制御信号を分周・
位相器１０７に出力するとともに回転数制御信号をＤ／
Ａ変換器１０５に出力する。これにより、振動型モータ
１０９への矩形波信号の印加が再開され、レンズ１１０
は新目標位置に向かって駆動される。
【００１６】以上のような制御装置の動作は、マイコン
１０４に内蔵されたプログラムによって実行されてい
る。以下、このプログラムについて図２および図３に示
すフローチャートを用いて説明する。
【００１７】まず、図２のフローチャートを用いてレン
ズ１１０の位置制御処理の全体の流れを説明する。ステ
ップ３０１でレンズ１１０の位置制御処理ルーチンに入
ると、ステップ３０２では、カメラマンのデマンド（フ
ォーカシング）操作により設定される目標位置に応じた
指令信号を読み取る。マイコン１０４は、これを目標位
置情報としてマイコン１０４内のメモリに格納する。
【００１８】次に、ステップ３０３では、レンズ１１０
の実位置に対応する位置信号をカウンタ１１２から読み
取り、実位置情報としてメモリに格納する。そして、ス
テップ３０４では、マイコン１０４のメモリに格納され
た目標位置情報と実位置情報との差を演算する。続いて
ステップ３０５では、振動型モータ１０９の回転数を確
認するため、Ｄ／Ａ変換器１０５に出力している回転数
制御信号およびＶ／Ｆ変換器１０６に出力している作動
制御信号を読み込む。ここで、回転数制御信号がゼロの
とき又は作動制御信号がｓｔｏｐであるときは、振動型
モータ１０９が停止していると判断してステップ３０８
に進み、回転数制御信号がゼロでなく作動制御信号がｓ
ｔａｒｔであるときは、振動型モータ１０９が回転して
いると判断してステップ３０６に進む。
【００１９】ステップ３０６では、分周・位相器１０７
に出力している方向制御信号を読み込んで、この方向制
御信号の示すモータ回転方向とステップ３０４で演算し
た位置差をゼロにするためのモータ回転方向とを比較す
る。モータ回転方向が一致するときはステップ３０９に
進み、一致しないときはステップ３０７に進む。
【００２０】ステップ３０７では、振動型モータ１０９
を停止させる処理を行う。この処理では、図３に示すフ
ローチャートで示すプログラムを実行する。まず、ステ
ップ４０１でモータの駆動停止処理ルーチンに入ると、
ステップ４０２で、選択スイッチ１０２の出力を読み込
み、これに対応した振動型モータ１０９への矩形波信号
の印加待ち時間に変換してマイコン１０４内のメモリに
格納する。
【００２１】次に、ステップ４０３でＶ／Ｆ変換器１０
６に作動制御信号（ｓｔｏｐ）を出力して周波電圧の発
振を停止させるとともに、マイコン１０４内の計時カウ
ンタをスタートさせる。そして、ステップ４０４に進
み、モータの停止後、計時カウンタによるカウント時間
がメモリに格納された印加待ち時間を経過したか否かを
判断し、経過していないときはこのステップを繰り返
し、経過したときはステップ５０５に進んで図２に示す
メインフローのステップ３０８に進む。
【００２２】ステップ３０８では、ステップ３０４の演
算結果に基づいて位置差を減少させるために決定された
振動型モータ１０９の回転方向に対応する方向制御信号
を分周・位相器１０７に出力する。また、ステップ３０
９では、ステップ３０４の演算結果に基づき位置差をゼ
ロにするために決定されたモータ１０９の回転数に対応
する回転数制御信号をＤ／Ａ変換器１０５に出力する。
こうして振動型モータ１０９は逆転し、レンズ１１０は
新たな目標位置に向かって駆動される。
【００２３】以上説明した制御によれば、レンズ１１０
が目標位置に向かって移動している途中で、カメラマン
のデマンド反転操作により新たな目標位置が設定され、
この新目標位置をすでにレンズ１１０が通過していたよ
うなときには、振動型モータ１０９への周波信号の印加
が一旦停止された上で、モータ１０９を逆転させるため
の周波信号の印加が再開されるようになっている。振動
型モータ１０９は周波信号の印加が停止されれば、振動
体と移動体との摩擦力によって、直流モータのように慣
性で回転し続けることなく直ちに回転停止するので、直
流モータを使用した従来の制御装置に比べ、カメラマン
のデマンド反転操作に対して速い応答速度でレンズ１１
０の駆動方向を反転させることができる。
【００２４】しかも、選択スイッチ１０２の操作によっ
てモータ１０９の停止から反転開始までの待ち時間を任
意に設定できるようになっているので、カメラマンの好
みに応じて応答速度を設定でき、使い易いレンズ装置を
実現することができる。
【００２５】なお、本実施形態では、デマンド反転操作
に対する応答速度の設定を選択スイッチ１０２の操作信
号により行う場合について説明したが、選択スイッチ１
０２の操作信号に代えてメモリからの読出信号等を用い
てもよい。
【００２６】また、本実施形態では、デマンド反転操作
に対する応答速度を任意に設定できる機能を有する場合
について説明したが、このような機能を設けなくてもよ
い。この場合、ステップ３０７におけるモータ１０９の
停止処理は、図３のプログラムに代えて図４に示すプロ
グラムを実行すればよい。
【００２７】すなわち、ステップ５０１でモータの駆動
停止処理ルーチンに入ると、ステップ５０２でＶ／Ｆ変
換器１０６に作動制御信号（ｓｔｏｐ）を出力して周波
電圧の発振を停止させる。そして、ステップ５０３から
直ちにステップ３０８に進み、待ち時間を設けることな
くモータ１０９の反転駆動を開始させる。
【００２８】また、上記実施形態では、レンズの目標位
置を設定するためにカメラマンにより操作されるフォー
カスデマンド（ダイヤル等）を使用した場合について説
明したが、本発明は、目標位置をオートフォーカス装置
からの制御信号により設定するレンズ装置にも適用する
ことができ、この場合には、オートフォーカスのいわゆ
る山登り処理における合焦点通過後の反転動作のスピー
ドを速めることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被駆動体の駆動方向が反転したときには、振動型駆動装
置の電気−機械エネルギー変換素子への周波信号の印加
を一旦停止させた後、振動型駆動装置を逆転させるため
の周波信号を印加するようにしているので、例えばカメ
ラマンの素早いフォーカス反転操作に対して応答速度の
速い安定したレンズ駆動制御を行うことができる。
【００３０】なお、周波信号の電気−機械エネルギー変
換素子への印加を停止させた後、印加を再開させるまで
の時間を選択する手段を設ければ、カメラマンの好みに
より応答時間が調整でき、使い易いレンズ装置又はカメ
ラ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるテレビカメラ用レ
ンズ装置の制御装置のブロック図である。
【図２】上記制御装置の動作フローチャートである。
【図３】上記制御装置の動作フローチャートである。
【図４】上記制御装置の動作フローチャートである。
【図５】従来の制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 指令信号発生器 １０２ 選択スイッチ １０４ マイコン １０５ Ｄ／Ａ変換器 １０６ Ｖ／Ｆ変換器 １０７ 分周・位相器 １０８ 電力増幅器 １０９ 振動型モータ １１０ レンズ １１１ エンコーダ １１２ カウンタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気−機械エネルギー変換素子に周波信
    号を印加して振動体に振動を励起し、この振動により被
    駆動体を駆動する振動型駆動装置の制御装置において、 前記被駆動体の実位置と目標位置とを比較して前記被駆
    動体の駆動方向および駆動量を決定し、これら決定方向
    および決定量に応じて前記周波信号を制御する制御手段
    を有しており、 この制御手段は、前記決定方向が変化したときは前記周
    波信号の前記電気−機械エネルギー変換素子への印加を
    停止させた後、印加を再開させることを特徴とする振動
    型駆動装置の制御装置。
  2. 【請求項２】 前記周波信号の前記電気−機械エネルギ
    ー変換素子への印加を停止させた後、印加を再開させる
    までの時間を選択する選択手段を有することを特徴とす
    る請求項１に記載の振動型駆動装置の制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の制御装置を備え
    たことを特徴とする装置。
JP9170069A1997-06-261997-06-26振動型駆動装置の制御装置およびこれを備えた装置AbandonedJPH1118461A (ja)

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