JPH02133078A - 振動波モータ - Google Patents
振動波モータInfo
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- JPH02133078A JPH02133078A JP63284197A JP28419788A JPH02133078A JP H02133078 A JPH02133078 A JP H02133078A JP 63284197 A JP63284197 A JP 63284197A JP 28419788 A JP28419788 A JP 28419788A JP H02133078 A JPH02133078 A JP H02133078A
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- Japan
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- vibration wave
- vibrating body
- wave motor
- light
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01P3/366—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light by using diffraction of light
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は振動体に発生させた進行性振動波により振動体
と、振動体に接触した物材を相対運動させる振動波モー
ターにおいて、振動体と該部材との相対回転を検出する
回転検出器に関する。
と、振動体に接触した物材を相対運動させる振動波モー
ターにおいて、振動体と該部材との相対回転を検出する
回転検出器に関する。
［従来の技術コ
進行性振動波によって駆動する振動波回転型モータの従
来例の概略図を第４図（ａ）， （ｂ）に示す。同図で
１は振動体を示し、真ちゅうなどの弾性体にて構成され
ている。２は圧電又は電歪素子（例えばＰＺＴ（チタン
酸ジルコン鉛））で振動体１と接合されている。この電
歪素子は例えば第４図（Ｃ）に示すように分極処理がな
され円環あるいは円環状に配列した個々の圧電又は電歪
素子である。圧電又は電歪素子は２群に分かれており、
一群２ − ａの素子に対しもう一群の素子２−ｂは与
えるべき振動波の波長λの属だけずれたピッチで配置さ
れる。又各群内での素子は波長λの％のピッチで相隣り
合うものの極性が逆になるように配置されている。図中
の＋．一の符合は分極処理の符合で＋とあるものは電極
側が一的、弾性体側が十的になっていて、一とあるもの
はこれらの逆になる。３及び４は各群に対応した電極膜
であり圧電又は電歪素子２に電圧が印加できるようにな
フている。
来例の概略図を第４図（ａ）， （ｂ）に示す。同図で
１は振動体を示し、真ちゅうなどの弾性体にて構成され
ている。２は圧電又は電歪素子（例えばＰＺＴ（チタン
酸ジルコン鉛））で振動体１と接合されている。この電
歪素子は例えば第４図（Ｃ）に示すように分極処理がな
され円環あるいは円環状に配列した個々の圧電又は電歪
素子である。圧電又は電歪素子は２群に分かれており、
一群２ − ａの素子に対しもう一群の素子２−ｂは与
えるべき振動波の波長λの属だけずれたピッチで配置さ
れる。又各群内での素子は波長λの％のピッチで相隣り
合うものの極性が逆になるように配置されている。図中
の＋．一の符合は分極処理の符合で＋とあるものは電極
側が一的、弾性体側が十的になっていて、一とあるもの
はこれらの逆になる。３及び４は各群に対応した電極膜
であり圧電又は電歪素子２に電圧が印加できるようにな
フている。
５は共振状態を検知する電極である．６は１〜５の固定
子（ステータ）に加圧接触している回転子（ロータ）で
ある。
子（ステータ）に加圧接触している回転子（ロータ）で
ある。
このような構成の振動波回転型モータで一群の素子の電
極３にＶ。ｓｉｎωｔの交流電圧を印加し、もう一方の
群の素子の電極４にＶ。ＣＯＳωｔの交流電圧を印加す
ると、各群内の素子は相隣り合うものどうし９０゜位相
がずれて伸縮運動をする。なおこれらの素子は弾性体１
に接合されており各素子の伸縮はスタータ全体の曲げ振
動に変換され、円環の表面に屈曲波が生ずることになる
。その結果、ステータに接触している，ロータ６が回転
運動を起すことになる。
極３にＶ。ｓｉｎωｔの交流電圧を印加し、もう一方の
群の素子の電極４にＶ。ＣＯＳωｔの交流電圧を印加す
ると、各群内の素子は相隣り合うものどうし９０゜位相
がずれて伸縮運動をする。なおこれらの素子は弾性体１
に接合されており各素子の伸縮はスタータ全体の曲げ振
動に変換され、円環の表面に屈曲波が生ずることになる
。その結果、ステータに接触している，ロータ６が回転
運動を起すことになる。
また、従来の振動波モーターにおいて、ロータ６の回転
速度あるいは回転角度を制御する手段としては、ロータ
ーに歯車を設け、その歯車に、ロータリーエンコーダが
連結された他の歯車をかみ合わせて、ロータリエンコー
ダの出力を利用する方式がとられている。
速度あるいは回転角度を制御する手段としては、ロータ
ーに歯車を設け、その歯車に、ロータリーエンコーダが
連結された他の歯車をかみ合わせて、ロータリエンコー
ダの出力を利用する方式がとられている。
［発明が解決しようとする課Ｂ］
しかしながら、このような回転検出器は、歯車を介して
回転を検出する方式であることから、歯車の歯の加工誤
差や、複数の歯車のかみ合わせ誤差及び、バックラッシ
ュなどによって、高精度な回転速度制御、角度制御がで
きな６いという欠点がある。
回転を検出する方式であることから、歯車の歯の加工誤
差や、複数の歯車のかみ合わせ誤差及び、バックラッシ
ュなどによって、高精度な回転速度制御、角度制御がで
きな６いという欠点がある。
本発明の目的は、振動波モータの回転を高精度に検出で
きる回転検出器を提供するものである。
きる回転検出器を提供するものである。
［課題を解決するための手段］
本発明の目的を達成するための要旨とするところは、電
気一機械エネルギー変換素子に交流電圧を印加すること
によって、振動体に進行性振動波を生ぜじめ、以て該振
動体と該振動体に加圧接触した部材を相対回転させるよ
うにした振動波モータにおいて、回転する該部材または
該据動体のいずれかに回転方向に沿って設けた多数の回
折格子と、可干渉性光源からの光束を該回折格子に複数
の経路を介して照射し、発生する複数の回折光を干渉さ
せて受光手段に受光させる光学系とから構成したことを
特徴とする振動波モータの回転検出器にある。
気一機械エネルギー変換素子に交流電圧を印加すること
によって、振動体に進行性振動波を生ぜじめ、以て該振
動体と該振動体に加圧接触した部材を相対回転させるよ
うにした振動波モータにおいて、回転する該部材または
該据動体のいずれかに回転方向に沿って設けた多数の回
折格子と、可干渉性光源からの光束を該回折格子に複数
の経路を介して照射し、発生する複数の回折光を干渉さ
せて受光手段に受光させる光学系とから構成したことを
特徴とする振動波モータの回転検出器にある。
［作 用］
上記の如く構成した振動波モータの回転検出器は、可干
渉性光源にて照射されることにより発生した複数の回折
光を干渉させ、該干渉光の明暗を受光手段にて受光し、
これを計数することで振動波モータの回転を検出するこ
とができ、例えばこの回転情報に基づいて高精度な回転
速度制御あるいは回転角度制御を可能とする。
渉性光源にて照射されることにより発生した複数の回折
光を干渉させ、該干渉光の明暗を受光手段にて受光し、
これを計数することで振動波モータの回転を検出するこ
とができ、例えばこの回転情報に基づいて高精度な回転
速度制御あるいは回転角度制御を可能とする。
？実 施 例］
第１図は本発明の実施例である。
第１図（ａ） ， （ｂ）において、７は、ロータ６の
上面に配設された回折格子、８は、レーザなどの可干渉
性光源、９はコリメータレンズ、１０はビームスブリツ
タ、１１■，１１２は反射鏡、ｌ２は受光素子である。
上面に配設された回折格子、８は、レーザなどの可干渉
性光源、９はコリメータレンズ、１０はビームスブリツ
タ、１１■，１１２は反射鏡、ｌ２は受光素子である。
可干渉性光源８を出射した光束はコリメータレンズ９に
よってほぼ平行な光束となってビームスプリツタ１０に
入る。ビームスプリツタ１０で分割された反射光と透過
光は反射鏡ｉｌｌ，１１２を介して、回折格子７を２光
束で照射する。このとき、第１図（ｂ） に示す如く
、２光束入射面は、回折格子７の配列方向に平行な面内
とし、入射角θ，は、 θ， ＝ｓｉｎ−’ （ｍλ／ｐ） で表わさｈる。ここで、ｍは整数、λは、可干渉性光源
８の波長、ｐは、回折格子７の格子ピッチである．回折
格子７からは、±ｍ次の反射回折光がほぼ垂直に出射し
、干渉光となって受光素子１２に入射する。±ｍ次の回
折光は、回折格子７が、１格子ピツチｐだけ変位すると
、位相が２ ｍπだけ変化するので、受光素子ｌ２に入
射する±ｍ次の回折光の干渉光は、回折格子７の１格子
ピッチｐの変位に伴って、２ｍ回の明暗変化を受ける。
よってほぼ平行な光束となってビームスプリツタ１０に
入る。ビームスプリツタ１０で分割された反射光と透過
光は反射鏡ｉｌｌ，１１２を介して、回折格子７を２光
束で照射する。このとき、第１図（ｂ） に示す如く
、２光束入射面は、回折格子７の配列方向に平行な面内
とし、入射角θ，は、 θ， ＝ｓｉｎ−’ （ｍλ／ｐ） で表わさｈる。ここで、ｍは整数、λは、可干渉性光源
８の波長、ｐは、回折格子７の格子ピッチである．回折
格子７からは、±ｍ次の反射回折光がほぼ垂直に出射し
、干渉光となって受光素子１２に入射する。±ｍ次の回
折光は、回折格子７が、１格子ピツチｐだけ変位すると
、位相が２ ｍπだけ変化するので、受光素子ｌ２に入
射する±ｍ次の回折光の干渉光は、回折格子７の１格子
ピッチｐの変位に伴って、２ｍ回の明暗変化を受ける。
いま、回折格子７の格子総木数を２１６００本、直径を
５０ｍｍとすると、１格子ピッチｐは、πｘ ５０／２
１６００＝ ７．３ｍ、１角度ピッチ４ｐは、３８０Ｘ
６０／２１６００＝ １分、また、回折光として±１
次回折光を選択すると、ロータ６の回転角度３０秒毎に
、受光素子ｌ２から１周期の正弦波が得られる。さらに
、ロータ６が１回転すると受光素子１２からは格子総本
数の２倍の４３２００個の正弦波が得られる。そして、
受光素子１２の出力信号を振動波モータの駆動回路にフ
ィードバックして、高精度な速度制御あるいは角度制御
を可能にしている。
５０ｍｍとすると、１格子ピッチｐは、πｘ ５０／２
１６００＝ ７．３ｍ、１角度ピッチ４ｐは、３８０Ｘ
６０／２１６００＝ １分、また、回折光として±１
次回折光を選択すると、ロータ６の回転角度３０秒毎に
、受光素子ｌ２から１周期の正弦波が得られる。さらに
、ロータ６が１回転すると受光素子１２からは格子総本
数の２倍の４３２００個の正弦波が得られる。そして、
受光素子１２の出力信号を振動波モータの駆動回路にフ
ィードバックして、高精度な速度制御あるいは角度制御
を可能にしている。
第２図は本発明の実施例２で、ロータ６の側面に回折格
子８を配設して、第１図と同様の効果を得たものである
。
子８を配設して、第１図と同様の効果を得たものである
。
第３図は木発明の実施例３の光学系を示す。
第３図において、１３は偏光ビームスプリツタ、１４は
％波長板、１５はビームスブリツタ、ｌ６，，１６２は
偏光板で、偏光方位が互いに４５゜傾いている。同図に
おいて；回折格子７で反射回折した±ｍ次回折光は、干
渉光となって、％波長板ｌ４を透過し、直線偏光となり
、ビームスブリッタ１５で透過光束と反射光束に２分割
され、偏光板１６．，１６２を介して受光素子１２１，
１２２に入射する。偏光板１６，，１６２は互いに偏光
方位が４５″″ずれているので、回折格子７の変位に伴
フて、受光素子１２１，１２２からは、位相が９０゜ず
れた正弦波信号が出力され、ロータ６の回転方向の判別
も可能としたものである。
％波長板、１５はビームスブリツタ、ｌ６，，１６２は
偏光板で、偏光方位が互いに４５゜傾いている。同図に
おいて；回折格子７で反射回折した±ｍ次回折光は、干
渉光となって、％波長板ｌ４を透過し、直線偏光となり
、ビームスブリッタ１５で透過光束と反射光束に２分割
され、偏光板１６．，１６２を介して受光素子１２１，
１２２に入射する。偏光板１６，，１６２は互いに偏光
方位が４５″″ずれているので、回折格子７の変位に伴
フて、受光素子１２１，１２２からは、位相が９０゜ず
れた正弦波信号が出力され、ロータ６の回転方向の判別
も可能としたものである。
なお、以上の実施例は振動体を固定し、穆勅体が進行性
振動波に応じて移動する例であったが、例えば平板状の
支持部材（不図示）上に振動体（不図示）を加圧接触し
、振動体上に発生した進行性振動波によって振動させる
ように構成してもよい。
振動波に応じて移動する例であったが、例えば平板状の
支持部材（不図示）上に振動体（不図示）を加圧接触し
、振動体上に発生した進行性振動波によって振動させる
ように構成してもよい。
［発明の効果］
以上説明してきたように、本発明の回転検出器は、光の
干渉を利用した非接触形式であるから、振動波モータの
回転状態を高精度に検出でぎ、振動波モータの回転速度
あるいは回転角度制御を高精度に行なうことができると
いった効果が得られる。
干渉を利用した非接触形式であるから、振動波モータの
回転状態を高精度に検出でぎ、振動波モータの回転速度
あるいは回転角度制御を高精度に行なうことができると
いった効果が得られる。
第１図は本発明による振動波モータの回転検出器の実施
例１を示し、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は検出原
理を説明するための断面図である。第２図は実施例２を
示す斜視図、第３図は実施例３を示す断面図、第４図は
振動波モータを示し、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）
は分解斜視図、同図（ｃ）は分極状態を示す平面図であ
る。 １・・・ステータ ２・・・圧電素子３、４、
５・・・電極 ６・・・ロータ７・・・回折格子 ８・・・可干渉性光源 ９・・・コリメータレンズ １０、１５・・・ビームスリップ １１・・・反射鏡 １２・・・受光素子１３
・・・変更ビームスプリツタ １４・・・％波長板 ｌ６・・・偏向板 第 １ 図（Ｑ）
例１を示し、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は検出原
理を説明するための断面図である。第２図は実施例２を
示す斜視図、第３図は実施例３を示す断面図、第４図は
振動波モータを示し、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）
は分解斜視図、同図（ｃ）は分極状態を示す平面図であ
る。 １・・・ステータ ２・・・圧電素子３、４、
５・・・電極 ６・・・ロータ７・・・回折格子 ８・・・可干渉性光源 ９・・・コリメータレンズ １０、１５・・・ビームスリップ １１・・・反射鏡 １２・・・受光素子１３
・・・変更ビームスプリツタ １４・・・％波長板 ｌ６・・・偏向板 第 １ 図（Ｑ）
Claims (1)
- １ 電気−機械エネルギー変換素子に交流電圧を印加す
ることによって、振動体に進行性振動波を生ぜじめ、以
て該振動体と該振動体に加圧接触した部材を相対回転さ
せるようにした振動波モータにおいて、回転する該部材
または該振動体のいずれかに回転方向に沿って設けた多
数の回折格子と、可干渉性光源からの光束を該回折格子
に複数の経路を介して照射し、発生する複数の回折光を
干渉させて受光手段に受光させる光学系とから構成した
ことを特徴とする振動波モータの回転検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284197A JP2602924B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 振動波モータ |
| EP89120821A EP0369331A3 (en) | 1988-11-10 | 1989-11-09 | Speed detector for a vibration wave driven motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284197A JP2602924B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 振動波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133078A true JPH02133078A (ja) | 1990-05-22 |
| JP2602924B2 JP2602924B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=17675424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63284197A Expired - Lifetime JP2602924B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 振動波モータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0369331A3 (ja) |
| JP (1) | JP2602924B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5118932A (en) * | 1990-11-13 | 1992-06-02 | Hughes Aircraft Company | Shaft rotation rate sensor with a diffraction grating producing a velocity-related beat frequency |
| JP3162486B2 (ja) * | 1992-06-25 | 2001-04-25 | キヤノン株式会社 | プリンタ装置 |
| JPH11187688A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-09 | Canon Inc | モータ制御方法、モータ制御装置および画像形成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200224A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Canon Inc | 変位測定装置 |
| JPS62254668A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波モ−タ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3419330A (en) * | 1965-04-06 | 1968-12-31 | Sperry Rand Corp | Diffraction grating angular rate sensor |
| US4525068A (en) * | 1982-09-17 | 1985-06-25 | General Electric Company | Torque measurement method and apparatus |
| JPS59204477A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーターの駆動制御回路 |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP63284197A patent/JP2602924B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-09 EP EP89120821A patent/EP0369331A3/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200224A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Canon Inc | 変位測定装置 |
| JPS62254668A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波モ−タ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0369331A2 (en) | 1990-05-23 |
| EP0369331A3 (en) | 1990-07-18 |
| JP2602924B2 (ja) | 1997-04-23 |
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| JPH0462003B2 (ja) | ||
| JP2600888B2 (ja) | エンコーダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129 Year of fee payment: 12 |