[發明專利]使得能夠從振動型致動器獲得穩定輸出的驅動控制設備和驅動控制方法、包括振動型致動器的振動型驅動設備和裝置

在審

• 申請號: 201980068192.0
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN113169681A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 島田亮;熱田曉生
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H02N2/14
• 分類號: H02N2/14;B06B1/06;H01L41/04;H01L41/053;H01L41/09;H02N2/06
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 遲軍

本發明涉及驅動控制設備100，其使得能夠在整個驅動頻率范圍內從振動型致動器200穩定地獲得高輸出?？刂瓢ㄕ駝悠?14(振動器214包括壓電元件203)和轉子207的振動型致動器200的驅動的驅動控制設備100包括：放大器電路11和12，其放大電源電壓以生成要施加到壓電元件203的驅動電壓；以及微計算機單元1，其控制由放大器電路11和12進行的對驅動電壓的生成。微計算機單元1進行控制，以從啟動振動型致動器200至達到轉子207的目標速度，增大驅動電壓的振幅以進行加速，當提供給壓電元件203的電力超過第一電力極限P?Lim₁時，減小驅動電壓的頻率而不改變驅動電壓的振幅，并且當在減小頻率的操作期間電力下降到第二電力極限P?Lim₂以下時，增大驅動電壓的振幅。

技術領域

本發明涉及使得能夠從振動型致動器獲得穩定輸出的驅動控制設備和驅動控制方法、包括振動型致動器的振動型驅動設備和裝置。

背景技術

作為非電磁驅動致動器，已知如下振動型致動器，其使振動器和接觸體彼此接觸并且激發振動器中的振動以使振動器和接觸體彼此相對移動。振動器例如具有如下結構，其中諸如壓電元件的電-機能量轉換元件結合到彈性體。在振動型致動器中，將AC電壓施加到電-機能量轉換元件以在振動器中產生高頻振動，并且該高頻振動的振動能量作為機械運動而輸出，在該機械運動中，振動器和接觸體彼此相對移動。

振動型致動器被應用于各種電子設備，并且被用于例如驅動攝像裝置中的攝像鏡頭。通常，電池被用作攝像裝置中的電源。例如，已知如下技術，其中通過DC/DC轉換器將電池電壓升高，然后通過LC諧振電路將電池電壓進一步升高至預定電壓值。在這種情況下，LC諧振電路的電諧振頻率被定義為1/{2π×(L×C)^1/2}。

專利文獻1提出了如下技術，其中當通過在特定頻率范圍內增大脈沖寬度來啟動振動型致動器時，在電流值超過預定值的情況下停止脈沖寬度的增大以防止電流值進一步增大，從而有效地利用了從電池提供的有限電力。另外，在專利文獻1中，當相對移動速度等于或低于目標速度時，進行控制，以在使脈沖寬度固定的同時，通過將驅動頻率向低頻側偏移來增大相對移動速度，直到相對移動速度達到目標速度為止。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本特許第5791343號

發明內容

技術問題

為了滿足進一步簡化電子設備中包括的電路并降低成本的需求，振動型致動器的驅動方法可以包括如下驅動方法，其中，通過LC諧振電路直接升高電池的電壓而不使用DC/DC轉換器，并且使電諧振頻率接近振動器的機械諧振頻率以增大升壓速率，從而獲得高輸出。然而，在使電諧振頻率接近機械諧振頻率的情況下，輸出在驅動頻率范圍內大幅波動，這是新問題。

將參照圖10描述該問題。圖10是示出振動型致動器的驅動頻率與驅動電壓(施加到電-機能量轉換元件的電壓)之間的關系的圖。虛線示出了機械諧振頻率fr'和電諧振頻率fe'彼此遠離的情況，并且實線示出了機械諧振頻率fr和電諧振頻率fe彼此接近的情況。在兩個諧振頻率彼此遠離(虛線)的情況下，由于在驅動頻率范圍內的電壓變化量ΔV'小，因此輸出和電力的波動小。然而，由于電壓電平低，因此通常需要使用諸如DC/DC轉換器的用于升高電壓的機構來升高電源電壓。另一方面，在兩個諧振頻率彼此接近(實線)的情況下，盡管電壓電平本身較高，但是驅動頻率范圍內的電壓變化量ΔV變大，因此在驅動頻率范圍內，輸出和電力的波動變大，這是有問題的。

本發明提供了一種簡單的振動型驅動設備，其中即使在由于機械諧振頻率和電諧振頻率彼此接近而使在驅動頻率范圍內電壓變化量較大的情況下，也可以從振動型致動器獲得穩定的輸出。

解決問題的技術方案