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JP6011330B2 - Driving device and lens barrel - Google Patents

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JP6011330B2 JP2012287812A JP2012287812A JP6011330B2 JP 6011330 B2 JP6011330 B2 JP 6011330B2 JP 2012287812 A JP2012287812 A JP 2012287812A JP 2012287812 A JP2012287812 A JP 2012287812A JP 6011330 B2 JP6011330 B2 JP 6011330B2
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Description

本発明は、駆動装置及びレンズ鏡筒に関する。   The present invention relates to a driving device and a lens barrel.

振動波モータにより光学系を駆動させて、オートフォーカスなどの処理を行う撮像装置が知られている(特許文献1)。   There is known an imaging apparatus that performs processing such as autofocus by driving an optical system by a vibration wave motor (Patent Document 1).

特開2009−153286号公報JP 2009-153286 A

振動波モータによる光学系の駆動方向を切り替える際、異音が生じることが問題となっている。特許文献1の発明では、駆動方向を切り替える際に、振動波モータへの電圧印加を停止させて光学系の駆動を一旦停止させている。このとき、方向切り替え後の駆動のために振動波モータへ電圧印加を行う際に、駆動回路内部でのエネルギー上昇に伴って異音が発生する。これらの異音は、例えば撮像装置による動画撮影時などにおいて録音されてしまう。   When switching the driving direction of the optical system by the vibration wave motor, there is a problem that abnormal noise occurs. In the invention of Patent Document 1, when switching the driving direction, voltage application to the vibration wave motor is stopped to temporarily stop driving the optical system. At this time, when a voltage is applied to the vibration wave motor for driving after the direction is switched, an abnormal noise is generated with an increase in energy in the driving circuit. These abnormal sounds are recorded, for example, when a moving image is shot by the imaging apparatus.

本発明による駆動装置は、一対の駆動信号を生成する信号生成部と、信号生成部によって生成された駆動信号が印加される電気機械変換素子と、電気機械変換素子の振動により駆動力を発生する振動体と、振動体に加圧接触され、駆動力により駆動される移動体と、駆動信号の周波数及び位相差を設定する制御部と、を備え、制御部は、移動体の駆動方向を変更するときに、周波数を移動体の駆動速度が実質的に零となる保持周波数に設定した後に位相差を変更することを特徴とする。   A driving apparatus according to the present invention generates a driving force by a signal generating unit that generates a pair of driving signals, an electromechanical transducer to which the driving signal generated by the signal generator is applied, and vibration of the electromechanical transducer. A vibrating body, a moving body that is pressed against the vibrating body and driven by a driving force, and a control unit that sets a frequency and a phase difference of a driving signal are provided. The control unit changes a driving direction of the moving body. In this case, the phase difference is changed after setting the frequency to a holding frequency at which the driving speed of the moving body is substantially zero.

本発明によれば、振動波モータの駆動時における異音の発生を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the generation of abnormal noise when driving the vibration wave motor.

本発明の一実施の形態によるレンズ鏡筒の概略図である。1 is a schematic view of a lens barrel according to an embodiment of the present invention. 振動波モータの振動体の概略図である。It is the schematic of the vibrating body of a vibration wave motor. 振動波モータの位相差―回転速度特性を示す図である。It is a figure which shows the phase difference-rotational speed characteristic of a vibration wave motor. 振動波モータの周波数―回転速度特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency-rotation speed characteristic of a vibration wave motor. 本発明の一実施の形態による駆動装置のブロック図である。It is a block diagram of the drive device by one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態による駆動装置による振動波モータの駆動制御に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding the drive control of the vibration wave motor by the drive device by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による駆動装置による振動波モータの駆動制御に関するタイミングチャート例である。It is an example of a timing chart regarding drive control of a vibration wave motor by a drive unit by one embodiment of the present invention. 保持周波数について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a holding frequency. 保持周波数の設定処理に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding the setting process of holding frequency.

図1は、本発明の一実施の形態によるレンズ鏡筒の概略図である。図1のレンズ鏡筒2は、デジタルカメラなどの撮像装置用のレンズ鏡筒である。振動波モータ1は、振動体161と、移動体162と、不織布などによる緩衝支持部材163と、加圧接触手段164とを備える。振動波モータ1は、レンズ鏡筒2に対して、レンズ群Lを光軸方向に駆動させるための駆動力を提供する。   FIG. 1 is a schematic view of a lens barrel according to an embodiment of the present invention. A lens barrel 2 in FIG. 1 is a lens barrel for an imaging apparatus such as a digital camera. The vibration wave motor 1 includes a vibrating body 161, a moving body 162, a buffer support member 163 made of a nonwoven fabric or the like, and a pressure contact means 164. The vibration wave motor 1 provides the lens barrel 2 with a driving force for driving the lens group L in the optical axis direction.

振動体161は、弾性体161aと圧電体161bとを有する。弾性体161aは、共振先鋭度が大きな金属材料により形成される。弾性体161aの形状は、図2に示されるように円環形状となっている。弾性体161aの円形の一面には圧電体161bが接合されており、その反対面には溝が切られた櫛歯部121が設けられている。   The vibrating body 161 includes an elastic body 161a and a piezoelectric body 161b. The elastic body 161a is formed of a metal material having a high resonance sharpness. The shape of the elastic body 161a is an annular shape as shown in FIG. A piezoelectric body 161b is bonded to one circular surface of the elastic body 161a, and a comb tooth portion 121 having a groove is provided on the opposite surface.

圧電体161bは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子である。圧電体161bは、円周方向に沿って二つの相(A相,B相)に分かれている。圧電体161bの各相においては1/2波長ごとに分極が交互に配置される。圧電体161bのA相とB相との間には、1/4波長の間隔が空くように配置されている。圧電体161bの各相には、駆動回路80から駆動信号が出力される。圧電体161bのA相へ出力される駆動信号とB相へ出力される駆動信号の位相差は可変である。圧電体161bのA相とB相にそれぞれ高周波電圧が印加されると、圧電体161bが励起する。圧電体161bの励起による弾性体161aのベース部122のたわみは、弾性体161aの櫛歯部121で拡大されて、櫛歯部121の先端の駆動面123で進行波となる。なお、本実施の形態では圧電体161bは9山の進行波(9次の屈曲振動波)が発生しやすい電極パターンになっているものとする。   The piezoelectric body 161b is an electromechanical conversion element that converts electrical energy into mechanical energy. The piezoelectric body 161b is divided into two phases (A phase and B phase) along the circumferential direction. In each phase of the piezoelectric body 161b, the polarization is alternately arranged every ½ wavelength. Between the A phase and the B phase of the piezoelectric body 161b, a quarter wavelength interval is provided. A drive signal is output from the drive circuit 80 to each phase of the piezoelectric body 161b. The phase difference between the drive signal output to the A phase and the drive signal output to the B phase of the piezoelectric body 161b is variable. When a high frequency voltage is applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric body 161b, the piezoelectric body 161b is excited. The deflection of the base portion 122 of the elastic body 161a due to the excitation of the piezoelectric body 161b is enlarged by the comb tooth portion 121 of the elastic body 161a and becomes a traveling wave on the driving surface 123 at the tip of the comb tooth portion 121. In the present embodiment, it is assumed that the piezoelectric body 161b has an electrode pattern in which nine traveling waves (9th order bending vibration waves) are likely to be generated.

移動体162は、アルミニウムなどの軽金属により形成される。移動体162は、加圧板と加圧部材とを有する加圧接触手段164による加圧により、駆動面123に加圧接触している。駆動部123で発生している進行波の波頭には楕円運動が生じている。駆動面123に加圧接触された移動体162は、この楕円運動による摩擦により駆動されて、回転移動する。移動体162の回転方向は、圧電体161bのA相とB相の駆動信号の位相差により変化する。   The moving body 162 is formed of a light metal such as aluminum. The moving body 162 is in pressure contact with the drive surface 123 by the pressure applied by the pressure contact means 164 having a pressure plate and a pressure member. An elliptical motion is generated at the wave front of the traveling wave generated in the driving unit 123. The moving body 162 brought into pressure contact with the drive surface 123 is driven by the friction due to the elliptical motion and rotates. The rotation direction of the moving body 162 changes depending on the phase difference between the A phase and B phase drive signals of the piezoelectric body 161b.

移動体162には、移動体162の光軸方向の振動を吸収するゴムなどの振動吸収部材166が配置されている。振動吸収部材166は、加圧接触手段164により出力伝達部155と加圧接触している。移動体162の回転移動は、出力伝達部155に伝達される。ただし、出力伝達部155は、固定部材151に取り付けられたベアリング156により、光軸方向の動きと径方向の動きとが規制されている。   The moving body 162 is provided with a vibration absorbing member 166 such as rubber that absorbs vibration in the optical axis direction of the moving body 162. The vibration absorbing member 166 is in pressure contact with the output transmission unit 155 by the pressure contact means 164. The rotational movement of the moving body 162 is transmitted to the output transmission unit 155. However, the output transmission unit 155 is restricted from moving in the optical axis direction and in the radial direction by a bearing 156 attached to the fixing member 151.

出力伝達部155は、突起部155aを有する。この突起部155aは、フォーク154と嵌合している。フォーク154には、突起部155aを介して出力伝達部155の回転運動が伝達される。さらに、その回転運動はカム環153に伝達する。カム環153の内側には周方向に対して螺旋状にキー溝153aが切られている。キー溝153aには、AF環152の固定ピン152aが挿入されている。カム環153が回転すると、固定ピン152aがキー溝153aに導かれて移動し、レンズ群Lを保持しているAF環152が光軸方向に移動する。   The output transmission unit 155 has a protrusion 155a. The protrusion 155a is fitted with the fork 154. The fork 154 is transmitted with the rotational movement of the output transmission portion 155 via the protrusion 155a. Further, the rotational motion is transmitted to the cam ring 153. Inside the cam ring 153, a key groove 153a is cut spirally in the circumferential direction. A fixing pin 152a of the AF ring 152 is inserted into the key groove 153a. When the cam ring 153 rotates, the fixing pin 152a is guided and moved by the key groove 153a, and the AF ring 152 holding the lens group L moves in the optical axis direction.

上記のように、振動波モータ1が発生させた進行波が移動体162、出力伝達部155、フォーク154、カム環153を介してAF環152に伝達されて、AF環152とともにレンズ群Lが光軸方向に駆動される。この駆動を用いて、レンズ鏡筒2はウォブリング動作等を実行する。   As described above, the traveling wave generated by the vibration wave motor 1 is transmitted to the AF ring 152 via the moving body 162, the output transmission unit 155, the fork 154, and the cam ring 153, and the lens group L is moved together with the AF ring 152. Driven in the optical axis direction. Using this drive, the lens barrel 2 performs a wobbling operation or the like.

図3は、A相とB相の駆動信号の位相差と、移動体162の回転速度との関係を示す図である。移動体162の回転速度は、位相差が+90°のとき正回転(例えば、時計回り)の最大速度となり、位相差が−90°のときは逆回転(例えば、反時計回り)の最大速度となる。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the phase difference between the A phase and B phase drive signals and the rotational speed of the moving body 162. When the phase difference is + 90 °, the rotational speed of the moving body 162 is the maximum speed for forward rotation (for example, clockwise), and when the phase difference is −90 °, the rotational speed is the maximum speed for reverse rotation (for example, counterclockwise). Become.

図4は、駆動信号の周波数と、移動体162の回転速度との関係を示す図である。移動体162の回転速度は、駆動信号の周波数が所定の範囲内にあるとき実質的に零となる。ここで、実質的に零とは、振動吸収部材166等と加圧接触した移動体162を回転させるだけのトルクが発生しない状態をいう。例えば、図4に示される範囲内では、28.5kHzから30.0kHzの範囲内は、移動体162の回転速度が零となる。また、28.5kHzより低周波または30.0kHzより高周波であっても、振動吸収部材166等と加圧接触した移動体162を回転させるだけのトルクが発生せず、カム環153等が回転せず、実質的に移動体162の回転速度が零となる周波数が存在する。このような移動体162の回転速度が実質的に零となる周波数のことを保持周波数f0と称する。   FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the frequency of the drive signal and the rotational speed of the moving body 162. The rotational speed of the moving body 162 is substantially zero when the frequency of the drive signal is within a predetermined range. Here, “substantially zero” refers to a state in which a torque sufficient to rotate the movable body 162 in pressure contact with the vibration absorbing member 166 or the like is not generated. For example, within the range shown in FIG. 4, the rotational speed of the moving body 162 is zero within the range of 28.5 kHz to 30.0 kHz. Further, even if the frequency is lower than 28.5 kHz or higher than 30.0 kHz, torque sufficient to rotate the moving body 162 in pressure contact with the vibration absorbing member 166 or the like is not generated, and the cam ring 153 or the like rotates. However, there is a frequency at which the rotational speed of the moving body 162 is substantially zero. A frequency at which the rotational speed of the moving body 162 is substantially zero is referred to as a holding frequency f0.

本発明では、移動体162の回転駆動方向を切り替える際、振動波モータ1へ電圧印加を停止するのではなく、駆動信号の周波数を保持周波数f0に変更する。これにより、電圧印加停止後再び電圧を印加する際に発生する異音を低減することができる。   In the present invention, when switching the rotational drive direction of the moving body 162, voltage application to the vibration wave motor 1 is not stopped, but the frequency of the drive signal is changed to the holding frequency f0. As a result, it is possible to reduce abnormal noise that occurs when a voltage is applied again after the voltage application is stopped.

図5は、本発明の一実施の形態による駆動装置に関するブロック図である。図5に例示された駆動装置90は、振動波モータ1と駆動回路80とを備える。駆動回路80は、制御部81と発振部82と、移相部83と、増幅部84aおよび84bと、検出部85と、温度測定部86とを備える。   FIG. 5 is a block diagram relating to a driving apparatus according to an embodiment of the present invention. The drive device 90 illustrated in FIG. 5 includes the vibration wave motor 1 and a drive circuit 80. The drive circuit 80 includes a control unit 81, an oscillation unit 82, a phase shift unit 83, amplification units 84a and 84b, a detection unit 85, and a temperature measurement unit 86.

発振部82は、制御部81により設定された周波数の信号を発振する。移相部83は、発振部82が発振した発振信号に基づいて、A相の信号とB相の信号とを生成する。これらのA相の信号とB相の信号との位相差は、制御部81により設定される。   The oscillation unit 82 oscillates a signal having a frequency set by the control unit 81. The phase shift unit 83 generates an A phase signal and a B phase signal based on the oscillation signal oscillated by the oscillation unit 82. The phase difference between the A phase signal and the B phase signal is set by the control unit 81.

増幅部84aは、移相部83が生成したA相の信号の電圧振幅を、制御部81により設定された電圧に増幅(昇圧)する。これによりA相の駆動信号が生成される。また、増幅部84bは、移相部83が生成したB相の信号の電圧振幅を、制御部81により設定された電圧に増幅(昇圧)する。これによりB相の駆動信号が生成される。   The amplifying unit 84 a amplifies (boosts) the voltage amplitude of the A-phase signal generated by the phase shifting unit 83 to the voltage set by the control unit 81. As a result, an A-phase drive signal is generated. The amplifying unit 84 b amplifies (boosts) the voltage amplitude of the B-phase signal generated by the phase shifting unit 83 to the voltage set by the control unit 81. As a result, a B-phase drive signal is generated.

振動体161は、増幅部84aで増幅されたA相の駆動信号と、増幅部84bで増幅されたB相の駆動信号とに基づいて駆動される。検出部85は、光学式エンコーダや磁気エンコーダ等により構成され、移動体162の駆動により駆動されたレンズ群Lの位置や速度を検出し、それらの検出値を電気信号(検出信号)として制御部81へ出力する。制御部81は、検出部85からの検出信号に基づいて、レンズ群Lの位置や速度に関する情報を取得する。   The vibrating body 161 is driven based on the A-phase drive signal amplified by the amplifying unit 84a and the B-phase drive signal amplified by the amplifying unit 84b. The detection unit 85 includes an optical encoder, a magnetic encoder, and the like, detects the position and speed of the lens group L driven by driving the moving body 162, and uses these detection values as electrical signals (detection signals). 81. The control unit 81 acquires information related to the position and speed of the lens group L based on the detection signal from the detection unit 85.

温度測定部86は、振動波モータ1の温度を測定する。振動波モータ1の温度は、振動体161と移動体162との摩擦により熱が生じることにより上昇する。振動波モータ1の温度上昇は、その駆動能力に悪影響を及ぼす。温度測定部86は、測定した温度信号を制御部81へ出力する。制御部81は、その温度信号に基づいて、振動波モータ1の温度が与える駆動能力への影響を推定する。   The temperature measurement unit 86 measures the temperature of the vibration wave motor 1. The temperature of the vibration wave motor 1 rises due to heat generated by the friction between the vibrating body 161 and the moving body 162. An increase in temperature of the vibration wave motor 1 adversely affects its driving ability. The temperature measurement unit 86 outputs the measured temperature signal to the control unit 81. Based on the temperature signal, the controller 81 estimates the influence of the temperature of the vibration wave motor 1 on the driving capability.

制御部81は、レンズ鏡筒2のCPU3からレンズ群Lの移動方向と移動量に関する駆動指示を取得する。制御部81は、駆動指示に基づいて定められる目標位置にレンズ群Lが位置決めされるように、発振部82に対して設定する周波数と、移相部83に対して設定する位相差と、増幅部84aおよび84bに対して設定する電圧振幅とを制御する。なお、制御部81が取得する駆動指示は、移動方向と移動量の組み合わせに関するものだけに限定されない。例えば、移動速度や移動シーケンスのパターン(例えば、ウォブリング動作の回数)を含んでもよい。また、制御部81が取得する駆動指示は、移動方向と移動速度の組み合わせであってもよい。   The control unit 81 acquires a drive instruction regarding the moving direction and moving amount of the lens group L from the CPU 3 of the lens barrel 2. The control unit 81 sets the frequency set for the oscillation unit 82, the phase difference set for the phase shift unit 83, and the amplification so that the lens group L is positioned at a target position determined based on the drive instruction. The voltage amplitude set for the portions 84a and 84b is controlled. In addition, the drive instruction | indication which the control part 81 acquires is not limited only to the thing regarding the combination of a movement direction and a movement amount. For example, a movement speed or a movement sequence pattern (for example, the number of wobbling operations) may be included. Further, the driving instruction acquired by the control unit 81 may be a combination of a moving direction and a moving speed.

図6および図7(a)〜(c)を用いて、本発明における振動波モータ1の駆動制御について説明する。図6は、振動波モータ1の駆動制御に関するフローチャートの一例である。図7(a)〜(c)は、振動波モータ1の駆動制御に関するタイミングチャートの一例である。図7(a)は、A相とB相の駆動信号の位相差に関するタイミングチャートである。図7(b)は、発振部82の発振周波数、すなわち駆動信号の周波数に関するタイミングチャートである。図7(c)は、振動波モータ1の回転数に関するタイミングチャートである。   The drive control of the vibration wave motor 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7A to 7C. FIG. 6 is an example of a flowchart regarding drive control of the vibration wave motor 1. FIGS. 7A to 7C are examples of timing charts related to drive control of the vibration wave motor 1. FIG. 7A is a timing chart regarding the phase difference between the A-phase and B-phase drive signals. FIG. 7B is a timing chart regarding the oscillation frequency of the oscillation unit 82, that is, the frequency of the drive signal. FIG. 7C is a timing chart regarding the rotational speed of the vibration wave motor 1.

図6の処理は、制御部81が駆動指示を取得したときに実行を開始する。ステップS100では、制御部81は、発振部82に対して保持周波数f0を設定して、発振部82から保持周波数f0の信号が発振されるように制御する。   The processing in FIG. 6 starts executing when the control unit 81 obtains a drive instruction. In step S100, the control unit 81 sets the holding frequency f0 for the oscillating unit 82 and controls the oscillation unit 82 to oscillate the signal having the holding frequency f0.

ステップS110では、制御部81は、移相部83に対して+90°または−90°の位相差を設定して、移相部83により出力されるA相の信号とB相の信号の位相差を変更する(図7のタイミングT0〜T1、タイミングT3〜T4)。発振部82が発振する周波数が保持周波数f0のときは、振動波モータ1の回転数は実質的に零である。したがって、ステップS110において制御部81が位相差を変更しても振動波モータ1の駆動が不安定になることがない。   In step S110, the control unit 81 sets a phase difference of + 90 ° or −90 ° with respect to the phase shift unit 83, and the phase difference between the A phase signal and the B phase signal output from the phase shift unit 83 is set. Are changed (timing T0 to T1, timing T3 to T4 in FIG. 7). When the frequency at which the oscillating unit 82 oscillates is the holding frequency f0, the rotational speed of the vibration wave motor 1 is substantially zero. Therefore, even if the control unit 81 changes the phase difference in step S110, the driving of the vibration wave motor 1 does not become unstable.

ステップS110における位相差の変更が終了後、ステップS120では、制御部81は、駆動指示と、検出部85からの検出信号により演算されるレンズ群Lの位置や速度と、温度測定部86により測定された振動波モータ1の温度と、振動波モータ1の個体差などに基づいて、発振部82に対して設定する周波数を制御して、レンズ群Lが目標位置に位置決めされるように駆動制御する(図7のタイミングT1〜T2)。   After the change of the phase difference in step S110 is completed, in step S120, the control unit 81 measures the position and speed of the lens group L calculated from the drive instruction, the detection signal from the detection unit 85, and the temperature measurement unit 86. Based on the temperature of the vibration wave motor 1 and the individual difference between the vibration wave motors 1 and the like, the frequency set for the oscillating unit 82 is controlled so that the lens group L is positioned at the target position. (Timing T1 to T2 in FIG. 7).

発振部82に対して設定する周波数が保持周波数f0より低周波となると、振動波モータ1の回転数が零より大きくなる。振動波モータ1を停止させるとき振動波モータ1への電圧印加を停止させていないため、振動波モータ1が駆動を開始しても異音は発生しない。   When the frequency set for the oscillating unit 82 is lower than the holding frequency f0, the rotational speed of the vibration wave motor 1 becomes greater than zero. Since the voltage application to the vibration wave motor 1 is not stopped when the vibration wave motor 1 is stopped, no abnormal noise is generated even when the vibration wave motor 1 starts driving.

ステップS130では、制御部81は、レンズ群Lが目標位置に到達したか否かを判定する。制御部81は、ステップS130が否定判定された場合は処理をステップS120に進め、ステップS130が肯定判定された場合は処理をステップS140に進める。   In step S130, the control unit 81 determines whether or not the lens group L has reached the target position. Control unit 81 advances the process to step S120 when step S130 is negatively determined, and advances the process to step S140 when step S130 is positively determined.

ステップS140では、制御部81は、発振部82に対して保持周波数f0を設定して、発振部82から保持周波数f0の信号が発振されるように制御する(図7のタイミングT2〜T3)。   In step S140, the control unit 81 sets the holding frequency f0 for the oscillating unit 82 and controls the oscillating unit 82 to oscillate a signal having the holding frequency f0 (timing T2 to T3 in FIG. 7).

ステップS150では、制御部81は、次の駆動指示を取得しているか否かを判定する。制御部81は、ステップS150が肯定判定された場合は処理をステップS110に進め、ステップS150が否定判定された場合は処理をステップS160に進める。   In step S150, the control unit 81 determines whether or not the next drive instruction has been acquired. Control unit 81 advances the process to step S110 if step S150 is affirmed, and advances the process to step S160 if step S150 is negative.

ステップS160では、制御部81は、移相部83に対して0°の位相差を設定して、移相部83により出力されるA相の信号とB相の信号の位相差を変更して、図6の処理を終了する。これにより、図3に示されるように位相差によっても振動波モータ1の回転速度が零となるように制御される。   In step S160, the control unit 81 sets a phase difference of 0 ° with respect to the phase shift unit 83, and changes the phase difference between the A phase signal and the B phase signal output from the phase shift unit 83. Then, the process of FIG. Thereby, as shown in FIG. 3, the rotational speed of the vibration wave motor 1 is controlled to be zero even by the phase difference.

図4に示したように、保持周波数f0は、取り得る値に範囲を有する。ステップS140において、制御部81が発振部82に設定する保持周波数f0を、その範囲内のどの値にするかによって、振動波モータ1に対して得られる効果が変化する。その効果の違いを、図8を用いて説明する。   As shown in FIG. 4, the holding frequency f0 has a range of possible values. In step S140, the effect obtained with respect to the vibration wave motor 1 varies depending on the value within the range of the holding frequency f0 set by the control unit 81 in the oscillation unit 82. The difference in effect will be described with reference to FIG.

図8は、振動体161の周波数―振動変形特性を例示した図である。図8には、振動体161の9次屈曲振動の固有周波数f9が26kHzの位置に例示されており、10次屈曲振動の固有周波数f10が32kHzの位置に例示されている。以降、9次屈曲振動の固有周波数f9を単に固有周波数f9と略記し、10次屈曲振動の固有周波数f10を単に固有周波数f10と略記する。   FIG. 8 is a diagram illustrating the frequency-vibration deformation characteristics of the vibrating body 161. In FIG. 8, the natural frequency f9 of the ninth-order bending vibration of the vibrating body 161 is illustrated at a position of 26 kHz, and the natural frequency f10 of the tenth-order bending vibration is illustrated at a position of 32 kHz. Hereinafter, the natural frequency f9 of the ninth-order bending vibration is simply abbreviated as the natural frequency f9, and the natural frequency f10 of the tenth-order bending vibration is simply abbreviated as the natural frequency f10.

駆動信号の周波数が9次屈曲振動の固有周波数f9近傍のとき、振動体161の駆動面123では9山の進行波が発生する。そして、駆動信号の周波数が10次屈曲振動の固有周波数f10近傍のとき、振動体161の駆動面123では10山の進行波が発生する。振動体161の振動の大きさのうち、9山の進行波成分は、周波数が固有周波数f9から離れるほど小さくなる。同様に振動体161の振動の大きさのうち、10山の進行波成分は、周波数が固有周波数f10から離れるほど小さくなる。   When the frequency of the drive signal is in the vicinity of the natural frequency f9 of the ninth bending vibration, nine traveling waves are generated on the drive surface 123 of the vibrating body 161. When the frequency of the drive signal is in the vicinity of the natural frequency f10 of the 10th-order bending vibration, ten traveling waves are generated on the drive surface 123 of the vibrating body 161. Of the magnitude of the vibration of the vibrating body 161, the traveling wave components of the nine peaks become smaller as the frequency is farther from the natural frequency f9. Similarly, the traveling wave components of 10 peaks in the magnitude of the vibration of the vibrating body 161 become smaller as the frequency goes away from the natural frequency f10.

前述したとおり、圧電体161bは9山の進行波を励起させやすい電極パターンとなっており、振動波モータ1は10山の進行波を用いるときより9山の進行波を用いるときの方が駆動効率がよい。そのため、図8では9山の進行波の振動の大きさが10山の進行波の振動の大きさよりも大きくなっている。   As described above, the piezoelectric body 161b has an electrode pattern that easily excites nine traveling waves, and the vibration wave motor 1 is driven when nine traveling waves are used rather than ten traveling waves. Efficiency is good. Therefore, in FIG. 8, the magnitude of the vibration of the nine traveling waves is larger than the magnitude of the vibration of the ten traveling waves.

2相の駆動信号の位相差が同一の場合、9山の進行波と10山の進行波の回転方向は、互いに反対方向となる。例えば、2相の駆動信号の位相差が+90°の場合に、駆動信号の周波数が27kHzのとき移動体162は正回転に回転し、駆動信号の周波数が33kHzのとき移動体162は逆回転に回転する。周波数が固有周波数f9と固有周波数f10との間にあるとき、9山の進行波成分による移動体162の回転と10山の進行波成分による移動体162の回転とは、互いに打ち消し合う。   When the phase difference between the two-phase drive signals is the same, the rotational directions of the nine traveling waves and the ten traveling waves are opposite to each other. For example, when the phase difference between two-phase driving signals is + 90 °, the moving body 162 rotates in the forward direction when the frequency of the driving signal is 27 kHz, and the moving body 162 rotates in the reverse direction when the frequency of the driving signal is 33 kHz. Rotate. When the frequency is between the natural frequency f9 and the natural frequency f10, the rotation of the moving body 162 by the nine traveling wave components and the rotation of the moving body 162 by the ten traveling wave components cancel each other.

(1)保持周波数f0が固有周波数f9と固有周波数f10の平均値の場合
保持周波数f0が固有周波数f9と固有周波数f10の平均値の場合、例えば図8の例において保持周波数f0が29kHzの場合、振動体161の振動の大きさは小さくなる。これは、固有周波数f9と固有周波数f10との中間では、9山の進行波成分も10山の進行波成分も共に小さくなるためである。さらに、9山の進行波成分による移動体162の回転と10山の進行波成分による移動体162の回転とが打ち消し合う。
(1) When the holding frequency f0 is an average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10 When the holding frequency f0 is an average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10, for example, when the holding frequency f0 is 29 kHz in the example of FIG. The magnitude of vibration of the vibrating body 161 is reduced. This is because, in the middle of the natural frequency f9 and the natural frequency f10, both the traveling wave component of 9 peaks and the traveling wave component of 10 peaks are small. Furthermore, the rotation of the moving body 162 due to the traveling wave component of nine peaks and the rotation of the moving body 162 due to the traveling wave component of ten peaks cancel each other.

したがって、保持周波数f0が固有周波数f9と固有周波数f10の平均値である場合、振動体161の振動の大きさが小さいため移動体162が振動体161から離間しないため、移動体162と振動体161との衝突による異音が発生しない。また、9山の進行波成分による移動体162の回転と10山の進行波成分による移動体162の回転とが打ち消し合うため、移動体162の回転停止の確実性が増す。   Therefore, when the holding frequency f0 is an average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10, the magnitude of the vibration of the vibrating body 161 is small and the moving body 162 is not separated from the vibrating body 161. No abnormal noise is generated due to the collision. In addition, since the rotation of the moving body 162 due to the traveling wave component of nine peaks and the rotation of the moving body 162 due to the traveling wave component of ten peaks cancel each other, the certainty of stopping the rotation of the moving body 162 is increased.

(2)保持周波数f0が固有周波数f9と固有周波数f10の平均値より高周波の場合
保持周波数f0が固有周波数f9と固有周波数f10の平均値より高周波の場合、すなわち固有周波数f9より固有周波数f10に近い場合、振動体162で発生する進行波は、10山の進行波成分が支配的になる。図6のステップS120で9山の進行波成分に基づいて回転していた移動体162は、ステップS140で駆動周波数を保持周波数f0に変更したとき10山の進行波成分に基づいて制御される。すなわち、10山の進行波成分による回転は9山の進行波成分による回転とその回転方向が反対方向となるため、ステップS140において移動体162の回転方向は直前のステップS120の制御時の回転方向とは反対方向になる。ただし、このとき振動波モータ1により発生するトルクが小さいためフォーク154、カム環153、AF環152が回転することはない。
(2) When the holding frequency f0 is higher than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10 When the holding frequency f0 is higher than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10, that is, closer to the natural frequency f10 than the natural frequency f9. In this case, the traveling wave component generated by the vibrating body 162 is dominated by the traveling wave components of 10 peaks. The moving body 162 that has been rotated based on the traveling wave components of nine peaks in step S120 of FIG. 6 is controlled based on the traveling wave components of ten peaks when the drive frequency is changed to the holding frequency f0 in step S140. In other words, since the rotation by the traveling wave component of 10 peaks is opposite to the rotation by the traveling wave component of 9 peaks, the rotation direction of the moving body 162 in step S140 is the rotation direction at the time of the control in the immediately preceding step S120. The opposite direction. However, since the torque generated by the vibration wave motor 1 at this time is small, the fork 154, the cam ring 153, and the AF ring 152 do not rotate.

したがって、ステップS150において次の駆動指示がある場合に、次の駆動指示において移動体162を逆方向に回転させることが確定しているときは、突起部155aとフォーク154の間のガタと、キー溝153aと固定ピン152aとの間のガタとが詰まる。これにより、実際に移動体162が逆方向に回転し始めたときの機械的な衝突音を抑制することができる。   Therefore, when there is a next drive instruction in step S150, if it is determined that the moving body 162 is rotated in the reverse direction in the next drive instruction, the play between the protrusion 155a and the fork 154, the key The play between the groove 153a and the fixing pin 152a is clogged. Thereby, the mechanical collision sound when the moving body 162 actually starts to rotate in the reverse direction can be suppressed.

(3)保持周波数f0が固有周波数f9と固有周波数f10の平均値より低周波の場合
保持周波数f0が固有周波数f9と固有周波数f10の平均値より低周波の場合、すなわち固有周波数f10より固有周波数f9に近い場合、振動体162で発生する進行波は、9山の進行波成分が支配的になる。この場合、ステップS140において移動体162の回転方向は直前のステップS120の制御時の回転方向と同方向になる。したがって、ステップS150において次の駆動指示がある場合に、次の駆動指示において移動体162を同方向に回転させることが確定しているときは、突起部155aとフォーク154の間のガタと、キー溝153aと固定ピン152aとの間のガタとが詰まる。これにより、実際に移動体162が同方向に回転し始めたときの機械的な衝突音を抑制することができる。
(3) When the holding frequency f0 is lower than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10 When the holding frequency f0 is lower than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10, that is, the natural frequency f9 from the natural frequency f10. In the case where the traveling wave is close to, the traveling wave component generated by the vibrating body 162 is dominated by nine traveling wave components. In this case, in step S140, the rotation direction of the moving body 162 is the same as the rotation direction at the time of control in the immediately preceding step S120. Therefore, when there is a next drive instruction in step S150, if it is determined that the moving body 162 is rotated in the same direction in the next drive instruction, the play between the protrusion 155a and the fork 154, the key The play between the groove 153a and the fixing pin 152a is clogged. Thereby, the mechanical collision noise when the moving body 162 actually starts to rotate in the same direction can be suppressed.

また、保持周波数f0が上記(1)や(2)のときより固有周波数f9に近いため、図7のタイミングT2〜T3の期間を上記(1)や(2)のときより短縮することができる。これにより、移動体162の駆動制御における処理時間が短縮され、移動体162の停止精度が向上する。   Further, since the holding frequency f0 is closer to the natural frequency f9 than in the cases (1) and (2), the period of the timings T2 to T3 in FIG. 7 can be shortened than in the cases (1) and (2). . Thereby, the processing time in the drive control of the mobile body 162 is shortened, and the stop accuracy of the mobile body 162 is improved.

上記(2)で説明したように、次の駆動指示で直前の駆動指示とは反対方向に駆動するときは、保持周波数f0を固有周波数f9と固有周波数f10との平均値より高周波にした方がよい。また、上記(3)で説明したように、次の駆動指示で直前の駆動指示と同方向に駆動するときは、保持周波数f0を固有周波数f9と固有周波数f10との平均値より低周波にした方がよい。   As described in (2) above, when the next drive instruction is driven in the direction opposite to the previous drive instruction, the holding frequency f0 should be higher than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10. Good. Further, as described in (3) above, when the next drive instruction is driven in the same direction as the previous drive instruction, the holding frequency f0 is set lower than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10. Better.

図9は、図6のステップS140の処理に関するフローチャートである。図9の処理では、駆動指示を実行した後に実行する次の駆動指示に基づいて、適切に保持周波数を設定する。   FIG. 9 is a flowchart regarding the process of step S140 of FIG. In the process of FIG. 9, the holding frequency is appropriately set based on the next drive instruction executed after the drive instruction is executed.

ステップS141では、制御部81は、次の駆動指示を取得しているか否かを判定する。制御部81は、ステップS141が肯定判定された場合は処理をステップS142に進め、ステップS141が否定判定された場合は処理をステップS143に進める。   In step S141, the control unit 81 determines whether or not the next drive instruction has been acquired. If the determination at step S141 is affirmative, the control unit 81 proceeds to step S142. If the determination at step S141 is negative, the control unit 81 proceeds to step S143.

ステップS142では、制御部81は、次の駆動指示が直前に完了した駆動指示と同一方向に移動体162を回転させる指示か否かを判定する。制御部81は、ステップS142が肯定判定された場合は処理をステップS145に進め、ステップS142が否定判定された場合は処理をステップS144に進める。   In step S142, the control unit 81 determines whether or not the next drive instruction is an instruction to rotate the moving body 162 in the same direction as the drive instruction completed immediately before. If the determination at step S142 is affirmative, the control unit 81 proceeds to step S145. If the determination at step S142 is negative, the control unit 81 proceeds to step S144.

ステップS143では、制御部81は、保持周波数f0を、固有周波数f9と固有周波数f10の平均値に設定する。これにより、上記(1)で説明したような効果が得られる。
ステップS144では、制御部81は、保持周波数f0を、固有周波数f9と固有周波数f10の平均値より高周波であり、固有周波数f10より低周波の周波数に設定する。これにより、上記(2)で説明したような効果が得られる。
ステップS145では、制御部81は、保持周波数f0を、固有周波数f9と固有周波数f10の平均値より低周波であり、固有周波数f9より高周波の周波数に設定する。これにより、上記(3)で説明したような効果が得られる。
In step S143, the control unit 81 sets the holding frequency f0 to an average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10. Thereby, the effect as described in the above (1) is obtained.
In step S144, the control unit 81 sets the holding frequency f0 to a frequency that is higher than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10 and lower than the natural frequency f10. Thereby, the effect as described in the above (2) can be obtained.
In step S145, the control unit 81 sets the holding frequency f0 to a frequency that is lower than the average value of the natural frequency f9 and the natural frequency f10 and higher than the natural frequency f9. Thereby, the effect as described in the above (3) is obtained.

ステップS146では、制御部81は、ステップS143〜S145で設定された保持周波数f0を、発振部82に設定する。   In step S146, the control unit 81 sets the holding frequency f0 set in steps S143 to S145 in the oscillation unit 82.

以上で説明した実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
レンズ鏡筒2においてレンズ群Lを駆動する駆動装置90は、駆動回路80と振動波モータ1とを備える。駆動回路80は、A相とB相の駆動信号を生成する。振動波モータ1は、振動体161と移動体162を備える。振動体161は、駆動回路80により生成されたA相とB相の駆動信号が印加される圧電体161bを備え、その圧電体161bの振動により弾性体161aの駆動面123に進行波を発生させ、加圧接触させた移動体162を駆動させるための駆動力を発生させる。駆動回路80は、A相とB相の駆動信号の周波数と位相差を設定する制御部81を有し、移動体162の駆動方向を変更するときに、発振部82が発振する周波数を保持周波数f0に設定した後(図6のステップS100およびS140)に、移相部83に設定する位相差を変更する(図6のステップS110)。
このようにすることで、駆動装置90では、移動体162の駆動方向を切り替える際に、駆動周波数の制御によって移動体162の駆動を停止させているため、異音の発生を抑制することができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
A driving device 90 that drives the lens group L in the lens barrel 2 includes a driving circuit 80 and the vibration wave motor 1. The drive circuit 80 generates A-phase and B-phase drive signals. The vibration wave motor 1 includes a vibrating body 161 and a moving body 162. The vibrating body 161 includes a piezoelectric body 161b to which A-phase and B-phase driving signals generated by the driving circuit 80 are applied, and a traveling wave is generated on the driving surface 123 of the elastic body 161a by the vibration of the piezoelectric body 161b. Then, a driving force for driving the movable body 162 brought into pressure contact is generated. The drive circuit 80 includes a control unit 81 that sets the frequency and phase difference between the A-phase and B-phase drive signals, and maintains the frequency at which the oscillation unit 82 oscillates when the drive direction of the moving body 162 is changed. After setting to f0 (steps S100 and S140 in FIG. 6), the phase difference set in the phase shifter 83 is changed (step S110 in FIG. 6).
By doing in this way, in the drive device 90, when switching the drive direction of the mobile body 162, since the drive of the mobile body 162 is stopped by control of a drive frequency, generation | occurrence | production of abnormal noise can be suppressed. .

移動体162が駆動している間に位相差を変更すると、移動体162の回転が不安定になり、移動体162と振動体161の衝突による異音が発生する虞がある。しかし、本発明のように、移動体162の駆動が停止している状態で、A相およびB相の駆動信号の位相差を制御するようにすれば、そのような異音が発生する虞がない。   If the phase difference is changed while the moving body 162 is being driven, the rotation of the moving body 162 becomes unstable, and there is a possibility that abnormal noise is generated due to the collision between the moving body 162 and the vibrating body 161. However, if the phase difference between the A-phase and B-phase drive signals is controlled with the driving of the moving body 162 stopped as in the present invention, such abnormal noise may occur. Absent.

また、移動体162が駆動している間に位相差を変更すると、一時的に移動体162を低速駆動することがあるが、低速駆動時は移動体162の回転ムラが増大し、停止精度を確保できなくなるという虞がある。しかし、本発明のように、移動体162の駆動が停止している状態で、A相およびB相の駆動信号の位相差を制御するようにすれば、そのような回転ムラの増大が発生せず、停止精度を確保できなくなる虞がない。   In addition, if the phase difference is changed while the moving body 162 is being driven, the moving body 162 may be temporarily driven at a low speed. However, the rotation unevenness of the moving body 162 increases during low speed driving, and the stopping accuracy is increased. There is a risk that it cannot be secured. However, if the phase difference between the A-phase and B-phase drive signals is controlled in a state where the driving of the moving body 162 is stopped as in the present invention, such an increase in rotation unevenness may occur. Therefore, there is no possibility that the stop accuracy cannot be secured.

以上で説明した実施の形態は、以下のように変形して実施できる。
(変形例1)上記の実施の形態では、圧電体161bが9山の進行波が発生しやすい電極パターンになっているものとして、振動体161の駆動面123に9山の進行波または10山の進行波を発生するものとした。しかし、振動体161が発生させる進行波は、9山の進行波に限定しない。本発明は、駆動面123に任意のn山の進行波によるn次屈曲振動を発生させることにしてもよい。
(変形例2)上記の実施の形態では、発振部82に対して設定する周波数を制御してレンズ群Lの駆動制御を行っている間、A相およびB相の駆動信号の位相差を制御しなかった。しかし、移動体162と振動体161の衝突による異音や、移動体162の回転ムラの増大を無視できる範囲内で、発振部82に対して設定する周波数を制御してレンズ群Lの駆動制御を行っている間にも、A相およびB相の駆動信号の位相差を制御してもよい。
The embodiment described above can be implemented with the following modifications.
(Modification 1) In the above-described embodiment, assuming that the piezoelectric body 161b has an electrode pattern in which nine traveling waves are likely to be generated, nine traveling waves or ten mountains on the driving surface 123 of the vibrating body 161. It is assumed that a traveling wave of However, the traveling wave generated by the vibrating body 161 is not limited to nine traveling waves. In the present invention, the driving surface 123 may be caused to generate n-order bending vibration due to traveling waves of arbitrary n peaks.
(Modification 2) In the above-described embodiment, the phase difference between the A-phase and B-phase drive signals is controlled while the lens group L is being driven and controlled by controlling the frequency set for the oscillator 82. I did not. However, driving control of the lens group L by controlling the frequency set for the oscillating unit 82 within a range in which abnormal noise due to the collision between the moving body 162 and the vibrating body 161 and an increase in rotation unevenness of the moving body 162 can be ignored. The phase difference between the drive signals for the A phase and the B phase may be controlled even during the operation.

以上で説明した実施の形態や変形例はあくまで例示に過ぎず、発明の特徴が損なわれない限り本発明はこれらの内容に限定されない。また、以上で説明した実施の形態や変形例は発明の特徴が損なわれない限り組み合わせて実行してもよい。   The embodiments and modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. Further, the embodiments and modifications described above may be combined and executed as long as the features of the invention are not impaired.

1 振動波モータ
2 レンズ鏡筒
80 駆動回路
81 制御部
82 発振部
83 移相部
84a,84b 増幅部
90 駆動装置
161 振動体
162 移動体
f0 保持周波数
f9,f10 固有周波数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration wave motor 2 Lens barrel 80 Drive circuit 81 Control part 82 Oscillation part 83 Phase shift part 84a, 84b Amplification part 90 Drive apparatus 161 Vibration body 162 Moving body f0 Holding frequency f9, f10 Natural frequency

Claims (5)

一対の駆動信号を生成する信号生成部と、
前記信号生成部によって生成された駆動信号が印加される電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の振動により駆動力を発生する振動体と、
前記振動体に加圧接触され、前記駆動力により駆動される移動体と、
前記駆動信号の周波数及び位相差を設定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記移動体の駆動方向を変更するときに、前記周波数を前記移動体の駆動速度が実質的に零となる保持周波数に設定した後に前記位相差を変更することを特徴とする駆動装置。
A signal generator for generating a pair of drive signals;
An electromechanical transducer to which the drive signal generated by the signal generator is applied;
A vibrating body that generates a driving force by vibration of the electromechanical transducer;
A movable body that is brought into pressure contact with the vibrating body and driven by the driving force;
A control unit for setting the frequency and phase difference of the drive signal;
With
The control unit, when changing the driving direction of the moving body, changes the phase difference after setting the frequency to a holding frequency at which the driving speed of the moving body is substantially zero. Drive device.
請求項1に記載の駆動装置において、
前記制御部は、n次の振動の固有周波数fnとn+1次の振動の固有周波数fn+1との平均値を、前記保持周波数として設定することを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 1,
The controller sets an average value of the natural frequency fn of the n-th order vibration and the natural frequency fn + 1 of the n + 1-order vibration as the holding frequency.
請求項1または2に記載の駆動装置において、
前記制御部は、前記保持周波数として、n次の振動の固有周波数fnとn+1次の振動の固有周波数fn+1との平均値より高周波かつ前記固有周波数fn+1より低周波の周波数、または前記平均値より低周波かつ前記固有周波数fnより高周波の周波数を、設定することを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 1 or 2,
The control unit has, as the holding frequency, a frequency that is higher than the average value of the natural frequency fn of the nth-order vibration and the natural frequency fn + 1 of the n + 1st order vibration and lower than the natural frequency fn + 1, or lower than the average value. A drive device that sets a frequency that is higher than the natural frequency fn.
請求項3に記載の駆動装置において、
前記制御部は、前記保持周波数として、前記移動体の次の駆動方向が直前の駆動方向と同一のときは前記平均値より低周波かつ前記固有周波数fnより高周波の周波数を、前記移動体の次の駆動方向が直前の駆動方向と反対のときは前記平均値より高周波かつ前記固有周波数fn+1より低周波の周波数を設定することを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 3, wherein
When the next driving direction of the moving body is the same as the previous driving direction, the control unit sets a frequency lower than the average value and higher than the natural frequency fn as the holding frequency. When the driving direction is opposite to the immediately preceding driving direction, a frequency that is higher than the average value and lower than the natural frequency fn + 1 is set.
請求項1から4に記載の駆動装置を備えるレンズ鏡筒。   A lens barrel comprising the drive device according to claim 1.
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