振动型驱动设备、振动型致动器控制设备和装备的制作方法

本发明涉及振动型驱动设备、包括振动型驱动设备的电子装备、光学装备和振动型致动器控制设备。

背景技术：

1、振动型致动器是非电磁驱动型致动器(马达)，其被配置为使接触构件和振动构件彼此接触并提取作为用于使接触构件和振动构件相对移动的机械运动的在振动构件中生成的高频振动的振动能量。通常，振动构件通过将诸如压电元件等的机电能量转换元件接合到弹性构件而形成。用于控制振动型致动器的驱动的控制设备包括用于生成脉冲信号的脉冲信号生成电路和用于将变压器放大的交流电压施加到机电能量转换元件的升压电路。

2、振动型致动器能够通过控制施加到机电能量转换元件的交流电压的频率、振幅和相位差来控制接触构件和振动构件的相对移动速度。振动型致动器用于例如驱动调焦透镜，以在用作光学装备的摄像设备中进行自动调焦操作。

3、自动调焦操作需要高精度的定位控制，并且通常，通过使用位置传感器的位置反馈控制等，调焦透镜被控制为在被加速、维持在恒定速度处和减速之后停止在目标停止位置处。在该控制中，期望通过减少控制设备的电力消耗来提高调焦透镜的驱动效率，并且为了实现此，使用驱动电路中的机电能量转换元件的电共振的升压电路(共振电路)的设计是重要的。在使用利用变压器的升压电路的情况下，需要根据用于驱动振动型致动器的频域来控制电路常数。在使用电路的常数来控制电路时，不仅需要考虑诸如变压器、线圈和电容器等的电气元件，还需要考虑振动构件的机械振动部分的等效线圈和等效电容器。关于上述那些，例如，专利文献1讨论了如下控制设备，该控制设备被配置为使得由压电元件的电容和升压变压器的输出线圈所生成的并联共振频率落在马达的共振频率和马达的振幅特性首次达到最低水平的频率之间。

4、利用专利文献1中讨论的驱动电路，减少了稍微高于共振频率的频带中的变压器输出电压波动。然而，关于电力消耗，只有振动型致动器的无功电流减少，并且要求能够进一步减少电力消耗的升压电路。无功电流是指流入机电能量转换元件中的电容中的电流，并且是对振动没有贡献的电流成分。

5、引文列表

6、专利文献

7、专利文献1：日本特许2879220

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明旨在提供一种能够减少驱动振动型致动器时的电力消耗的振动型驱动设备。

3、用于解决问题的方案

4、根据本发明的方面，一种振动型驱动设备包括：

5、振动型致动器，其包括振动构件和接触构件，所述振动构件包括弹性构件和机电能量转换元件，所述接触构件与所述弹性构件接触，所述振动构件被配置为振动以使所述振动构件和所述接触构件相对地移动；以及

6、控制设备，其包括具有变压器的驱动单元，所述变压器被配置为对基于所输入的控制信号而生成的驱动信号进行变压，所述变压器具有所述驱动信号被输入到的初级侧和连接到所述机电能量转换元件的次级侧，

7、其中，满足以下关系：

8、0.79≤f1/fu≤1.21，

9、其中，f1是所述变压器的初级侧中流动的电流变得最小的驱动信号的频率，并且fu是除用于使所述振动构件和所述接触构件相对地移动的振动之外的振动模式的共振频率并且大于所述f1。

10、发明的效果

11、本发明使得能够减少驱动振动型致动器时的电力消耗。

技术特征：

1.一种振动型驱动设备，包括：

2.根据权利要求1所述的振动型驱动设备，其中，所述机电能量转换元件包括彼此相邻的第一电极和第二电极，并形成第一弯曲振动模式和第二弯曲振动模式，在所述第一弯曲振动模式中，布置有所述第一电极的第一区域和布置有所述第二电极的第二区域这两者伸展或收缩，在所述第二弯曲振动模式中，所述第二区域收缩而所述第一区域伸展，或者所述第二区域伸展而所述第一区域收缩。

3.根据权利要求1或2所述的振动型驱动设备，还包括：线圈，其在所述变压器的初级侧与所述变压器串联连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的振动型驱动设备，还包括：电容器，其在所述变压器的次级侧与所述机电能量转换元件并联连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的振动型驱动设备，其中，满足以下关系：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的振动型驱动设备，其中，所述机电能量转换元件是包括压电材料和电极的压电元件，并且所述压电材料具有小于1000ppm的铅含量比。

7.根据权利要求6所述的振动型驱动设备，其中，所述压电材料包含钛锆酸钡钙。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的振动型驱动设备，其中，在-30℃处满足以下关系0.79≤f1/fu≤1.21。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的振动型驱动设备，其中，所述f1大于或等于86.9khz且小于152.1khz。

10.一种光学装备，包括：

11.一种云台设备，包括：

12.一种图像形成设备，包括：

13.一种装备，包括：

14.一种用于振动型致动器的控制设备，所述振动型致动器包括振动构件和接触构件，所述振动构件包括弹性构件和机电能量转换元件，所述接触构件与所述弹性构件接触，所述振动构件被配置为振动以使所述振动构件和所述接触构件相对地移动，

15.根据权利要求14所述的用于振动型致动器的控制设备，其中，所述f1大于或等于86.9khz且小于152.1khz。

技术总结振动型驱动设备(10)包括振动型致动器(200)和控制设备(100)。振动型致动器(200)包括振动构件(210)和接触构件(220)，振动构件(210)包括接合在一起的弹性构件(212)和压电元件(211)，接触构件220与弹性构件(212)接触。控制设备(100)包括驱动单元(120)和控制单元(110)，驱动单元(120)包括变压器(1222)，变压器(1222)用于将输入信号转换成要施加到压电元件(211)的交流电压，控制单元(110)用于控制输入信号的频率、相位和电压。满足关系0.79≤f1/fu≤1.21，其中，f1是变压器(1222)的初级侧中的电流变得最小的频率，并且fu是不想要的振动的共振频率。技术研发人员：渡边隆之,上林彰,住冈润受保护的技术使用者：佳能株式会社技术研发日：技术公布日：2024/7/11