振荡波驱动设备和光学装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及振荡波驱动设备和光学装置。振荡波驱动设备具有振荡波驱动单元，振荡波驱动单元具有含驱动相和检测相的机电能量转换元件、膜片和转子，其中在机电能量转换元件的膜片的表面上产生行波以驱动转子，并且基于相差检测单元的信号来控制转子的驱动速度。在振荡波驱动设备中，设有检测相降压单元和驱动相降压单元，这两个中的每一个都包含具有至少两个电阻器的电阻分压电路，并且检测相降压单元的电阻分压电路中的分压比低于1/1且高于1/20。

【技术实现步骤摘要】
振荡波驱动设备和光学装置
本专利技术涉及振荡波驱动设备和具有该设备的光学装置。
技术介绍
振荡型(振荡波)致动器具有这样的振子：在所述振子中，通过对诸如压电元件之类的机电能量转换元件施加诸如交变电压之类的电信号，来在环形、长椭圆形、杆形等的弹性体中激发驱动振荡。作为具体的振荡型振子，例如已经提议利用其作为使振子和在压力下与振子接触的弹性体相对地移动的振荡波马达。下面描述作为实例的环形振荡波马达的概况。环形振荡波马达具有内径和外径的整个圆周长度为某长度λ的整数倍的环形压电材料。在压电材料的一个表面上设有多个电极，并且在相对表面上设有压电材料公用的公共电极，由此形成压电元件。所述多个电极包含两个驱动相电极、检测相电极以及非驱动相电极。以λ/2间距在相反方向上交替地向每个驱动相电极单元的压电材料施加电场，以便执行极化处理。因此，关于同一方向上的电场，压电材料的伸缩极性(polarityofexpansionandcontraction)在每个λ/2间距处彼此相反。设置两个驱动相电极，同时提供λ/4的奇数倍的间隔部。通常，面对间隔部的压电材料设有非驱动相电极，以免自发地引起压电振荡，并且公共电极和短路线等被短接。检测相电极是用于对压电材料的振荡状态进行检测的电极，并且可以在不显著削弱振荡的范围内随意地提供，并且在许多情况下设在两个驱动相电极之间。在检测相电极单元的压电材料中出现的变形根据压电材料的压电常数被转换为电信号，然后输出到检测相电极。在压电元件中设置了输入/输出电力的导线并且还附有包含弹性体的膜片。产生的压电元件被用作定子。当向定子的一个驱动相电极施加交变电压时，在膜片中在膜片的整个周边出现了波长为λ的驻波。当只向另一个驱动相电极施加交变电压时，类似地出现驻波。但是，由于如上所述设有间隔部，所以其位置是关于驻波使用λ/4的长度为单位在圆周方向上旋转和移动的位置。在环形振荡波马达中，使作为转子的环形弹性体在压力下和与定子的膜片相对的表面接触。作为另一种系统，还提到了这样的振荡波马达：可以在电极和膜片附着到压电材料的内侧和外侧并且在压力下使转子与内侧或外侧接触的状态下，由于环形压电材料的伸/缩振荡，通过转动转子来驱动所述振荡波马达。当具有相同频率并且具有π/2的与时间相关的相差(phasedifference)的交变电压被同时施加到这种振荡波马达的各个驱动相电极时，两个产生的驻波被合成。结果，在膜片中出现了在圆周方向上行进的弯曲振荡的行波(波长为λ)。在这种情况下，膜片的转子侧的每个点都进行某种椭圆运动，因此转子收到了来自膜片的在圆周方向上的摩擦动力，以相对于定子旋转。转子的旋转方向可以通过把施加到每个驱动相电极的交变电压的相差切换为正相或负相来反转。基于驱动频率(要施加的交变电压的频率)来确定振荡波马达的转速。当在停止期间驱动振荡波马达时，通过施加具有频率高于振荡波马达的谐振频率的驱动频率的交变电压来启动旋转操作。然后，执行逐渐使驱动频率接近谐振频率的控制。随着使驱动频率更接近振荡波马达的谐振频率，转速被进一步加速。然后，在谐振频率处转速达到最高转速。因此，振荡波马达可以通过使频率从高于谐振频率的频率区域扫向谐振频率，来以期望的转速执行驱动。通过根据用途把适当的控制装置连接到振荡波马达，可以产生能够控制转速的驱动控制系统。特别地，在许多情况下把相差检测装置(也称为相位比较器)连接到控制装置，所述相差检测装置比较相位并然后根据比较结果输出电压值。在采用相差检测装置的情况下，当驱动振荡波马达时，根据检测相电极单元中出现的振荡的振幅而要从检测相电极输出的电信号(1)与施加到驱动相电极的电信号(2)一起被输入到相差检测装置中。然后，可以基于从相差检测装置输出的相差信息来了解与谐振状态的偏离程度。基于该信息在控制装置中确定要施加到驱动相电极的电信号的频率，然后产生期望的行波，由此可以反馈控制转子的转速。但是，一般的相差检测装置的最大输入电压值受到各种限制，因此不大。所以，电信号(1)和(2)的电压值通常是超过相差检测装置的最大输入电压值的电压值。所以，例如在日本专利公开No.62-85684中描述的振荡波马达控制系统设有用于在把电信号(1)和(2)输入到相差检测装置中以降低电压之前把电压电平降低为逻辑电压电平的机构(降压电路)。在振荡波马达中，当控制装置在基于从相差检测装置输出的相差信息执行反馈控制之前把要施加到驱动相电极的交变电压的频率改变为低于谐振频率时，转子的旋转停止(也称为悬崖式降低现象)。为了防止该现象，建议设置可输入到相差检测装置中的电信号(1)与(2)之间的相差的检测容许误差，以限制交变电压的频率过度降低。为了使相差检测装置区分电信号(1)和(2)的电压值，按照相差检测装置的部件性能，电信号(1)和(2)的电压值需要等于或低于最小电压值。理所当然地，在与相差检测装置的电压检测值的分辨率和准确度的范围偏离的范围内，相差检测装置不能区分电压值。紧接在振荡波马达的旋转开始之后，即在旋转的早期阶段，驱动以离谐振频率相当远的驱动频率开始，因此检测相电极单元中的振动振幅小并且要从检测相电极输出的电信号(1)小。因此，基于相差检测装置的最小检测值，确定了相差检测装置区分电信号(1)并且控制装置可以执行反馈控制的最低转速。后文中，参考各项因素描述了在每个振荡波马达中电信号(1)变化的问题的原因。在振荡波马达中产生的行波不一定具有完全单一的振荡模式。因此，在行波中所包含的其他振荡模式的影响下出现行波的波形紊乱。另外，其他振荡模式的影响在振荡波马达之间具有个体差异。因此，即使要输入到驱动相电极中的交变电压相同，检测相电极单元中的振荡振幅也变化。因此，要从检测相电极中输出的电信号(1)也变化(因素1)。当把包含至少两个电阻器的电阻分压电路当做降低电压以将其输入到相差检测装置中的降压电路机构时，由于因电阻器的部件误差而导致的电阻值的个体变化，所以要从检测相电极输出的电信号(1)的因素1的变化进一步增大(因素2)。因为电信号(1)由于因素1和因素2而变化，因此实际上允许控制装置执行反馈控制的电信号(1)在相差检测装置中的电压值比作为上述相差检测装置的部件性能的最小电压值高得多。因此，在以前的技术中已经难以从旋转的早期阶段执行反馈控制。本专利技术鉴于这种
技术介绍
做出并且提供了振荡波驱动设备以及使用该设备的光学装置，所述振荡波驱动设备可以降低控制电路能够准确地判断相差的最小输入电压值，使得可以从旋转的早期阶段执行反馈控制。
技术实现思路
本专利技术的用于解决上述问题的振荡波驱动设备具有：振荡波驱动单元，具有含至少两个驱动相电极和检测相电极的机电能量转换元件、膜片和转子；驱动相电力输出单元，向振荡波驱动装置供应驱动相电压；驱动相降压单元，降低要供应的电压；检测相降压单元，降低通过检测相电极检测的检测相电压；相差检测单元，检测驱动相电压与检测相电压之间的相差；以及控制单元，根据相差检测单元的输出来控制驱动相电力输出单元，其中相位彼此不同的交变电压被施加到机电能量转换元件的两个驱动相电极，从而在膜片的表面上产生行波，通过行波驱动转子，并且转子的驱动状态由控制单元至少基于相差检测单元的信号来控制，并且检测相降压单元和驱动相降压单元各包含具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡波驱动设备，其特征在于，包括：振荡波驱动单元，具有含检测相电极和至少两个驱动相电极的机电能量转换元件、膜片和转子，驱动相电力输出单元，向振荡波驱动单元供应驱动相电压，驱动相降压单元，降低要供应的电压，检测相降压单元，降低通过检测相电极检测的检测相电压，相差检测单元，检测驱动相电压与检测相电压之间的相差，以及控制单元，根据相差检测单元的输出来控制驱动相电力输出单元，其中，相位彼此不同的交变电压被施加到机电能量转换元件的两个驱动相电极，由此在膜片的表面上产生行波，通过行波驱动转子，并且转子的驱动状态由控制单元至少基于相差检测单元的信号来控制，并且检测相降压单元和驱动相降压单元中的每一个都包含具有至少两个电阻器的电阻分压电路，并且检测相降压单元的电阻分压电路中的分压比低于1/1且高于1/20。

【技术特征摘要】
2014.04.07 JP 2014-0790131.一种振荡波驱动设备，其特征在于，包括：振荡波驱动单元，具有含检测相电极和至少两个驱动相电极的机电能量转换元件、膜片和转子，驱动相电力输出单元，向振荡波驱动单元供应驱动相电压，驱动相降压单元，降低要供应的驱动相电压，检测相降压单元，降低通过检测相电极检测的检测相电压，相差检测单元，检测由驱动相降压单元降低的驱动相电压与由检测相降压单元降低的检测相电压之间的相差，以及控制单元，根据相差检测单元的输出来控制驱动相电力输出单元，其中，相位彼此不同的交变电压被施加到机电能量转换元件的两个驱动相电极，由此在膜片的表面上产生行波，通过行波驱动转子，并且转子的驱动状态由控制单元至少基于相差检测单元的信号来控制，并且检测相降压单元和驱动相降压单元中的每一个都包含具有至少两个电阻器的电阻分压电路，并且检测相降压单元的电阻分压电路中的分压比低于1/1且高于1/20。2.根据权利要求1所述的振荡波驱动设备，还包括驱动相降噪单元和检测相降噪单元，其中，具有电容Cd的电容器串联地设置在驱动相降压单元与相差检测单元之间作为驱动相降噪单元，具有电容Cs的电容器串联地设置在检测相降压单元与相差检测单元之间作为检测相降噪单元，具有电阻值Rd的电阻器与具有电容Cd的电容器串联地设置作为驱动相降压单元的一部分，具有电阻值Rs的电阻器与具有电容Cs的电容器串联地设置作为检测相降压单元的一部分，并且满足0.90≤CdRd/CsRs≤1.10。3.根据权利要求1所述的振荡波驱动设备，其中，在检测相降压单元的电阻器当中，与检...

【专利技术属性】
技术研发人员：上林彰，伊福俊博，古田达雄，小山信也，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP