[發明專利]振動波驅動裝置的控制裝置

有效

• 申請號: 201080015259.3
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN102379082A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 工藤真也;山本新治
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 康建忠

技術領域

本發明涉及振動波驅動裝置的控制裝置。更具體地，本發明涉及用于檢測包含于振動波驅動裝置中的振動部件和驅動部件之間的相對位置的控制裝置。

背景技術

已提出通過導致某一質點執行橢圓運動來驅動驅動部件的各種振動波驅動裝置。日本專利公開No.2004-320846描述了振動波驅動裝置的基本結構。圖12A和圖12B表示示出在日本專利公開No.2004-320846中描述的振動波驅動裝置的結構的外部透視圖。如圖12A所示，振動波驅動裝置包括包含由金屬材料制成的矩形板狀彈性部件4的振動部件。作為電氣-機械能量轉換元件的壓電元件5與彈性部件4的后表面接合。多個突起部6被設置在彈性部件4的頂面上的預定位置處。

在該結構中，向壓電元件5施加交流電壓，使得同時產生彈性部件4沿其長邊方向的第二振動模式的彎曲振動和彈性部件4沿其短邊方向的第一振動模式的彎曲振動。作為結果，在突起部6中激發橢圓運動。驅動部件7與突起部6壓力接觸，使得驅動部件7可因突起部6的橢圓運動而線性移動。換句話說，突起部6用作振動部件的驅動部。

如圖12B所示，壓電元件5被極化，并且包含兩個電極A1和A2。當分別向這兩個電極A1和A2施加相同的相位的交流電壓V1和V2時，激發具有沿與彈性部件4的長邊方向平行的方向延伸的兩個節點的第一振動模式的彎曲振動。這是第一模式振動。當分別向這兩個電極A1和A2施加相反相位的交流電壓V1和V2時，激發具有沿與彈性部件4的短邊方向平行的方向延伸的三個節點的第二振動模式的彎曲振動。這是第二模式振動。第一模式振動和第二模式振動的組合產生突起部6的橢圓運動。當在這種狀態下驅動部件7與突起部6接觸時，驅動部件7可線性移動。

根據在日本專利公開No.2004-320846中描述的振動波驅動裝置，可通過改變向壓電元件施加的兩個交流電壓的頻率或相位執行速度控制。

引文列表

專利文獻

PTL?1：日本專利公開No.2004-320846

發明內容

在根據現有技術的振動波驅動裝置中，使用光學線性編碼器以檢測振動部件和驅動部件之間的相對位置。在通過光學線性編碼器檢測位置的情況下，設置諸如線性標尺和光接收元件的組件以通過使用狹縫或反射元件來檢測位置。因此，必須在安裝振動波驅動裝置的裝置中提供用于布置上述組件的空間，并且，難以減小裝置的尺寸。

為了解決此問題，本發明提供了能夠在不使用光學線性編碼器的情況下檢測振動部件和驅動部件之間的相對位置的控制裝置。

依據根據本發明的實施例的振動波驅動裝置的控制裝置，該振動波驅動裝置包括：振動部件，所述振動部件包含電氣-機械能量轉換元件和與電氣-機械能量轉換元件接合并具有突起部的彈性部件，振動部件響應于向振動部件施加的驅動信號激發兩種振動模式的振動，該兩種振動模式的振動被組合在一起以產生突起部的橢圓運動；和驅動部件，所述驅動部件包含端部并且通過與突起部接觸而相對于振動部件移動。控制裝置包括被設置在驅動部件上以檢測驅動部件的振動的驅動部件側振動檢測部，并且基于表示振動部件的振動狀態的信號和從驅動部件側振動檢測部輸出的信號來檢測振動部件和驅動部件側振動檢測部之間的相對位置。

根據本發明的實施例，在驅動部件上設置振動檢測器，使得可以在不使用光學線性編碼器或其它設備的情況下檢測振動部件和驅動部件之間的相對位置。

附圖說明

圖1A是示出根據第一實施例的振動波驅動裝置和控制裝置的結構的示圖。

圖1B是示出設置在壓電元件上的電極區域的示意圖。

圖2是示出根據第一實施例的振動波驅動裝置中的電壓波形的示圖。

圖3是示出根據第二實施例的振動波驅動裝置和控制裝置的結構的示圖。

圖4是示出根據第二實施例的振動波驅動裝置中的電壓波形的示圖。

圖5是示出根據第三實施例的振動波驅動裝置和控制裝置的結構的示圖。

圖6是示出根據第三實施例的信號重疊單元中的電壓波形的示圖。

圖7是示出根據第三實施例的振動波驅動裝置中的電壓波形的示圖。

圖8是示出根據第四實施例的振動波驅動裝置和控制裝置的結構的示圖。

圖9是示出根據第四實施例的振動波驅動裝置中的電壓波形的示圖。

圖10是示出根據第五實施例的振動波驅動裝置和控制裝置的結構的示圖。

圖11是示出根據第五實施例的振動波驅動裝置中的電壓波形的示圖。