(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、制御部とを備える測量機において、
前記超音波モータの低速回転域において、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定し、
前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配と駆動終了時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配を設定し、
前記勾配、及び前記駆動信号の制御周期を一定とし、前記超音波モータの回転速度を上げたい時は前記制御周期中の加速期の割合を増やし、回転速度を下げたい時は前記制御周期中の減速期の割合を増やすことを特徴とする測量機に設けられた超音波モータの制御方法。
【請求項２】
測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、制御部とを備える測量機において、
前記超音波モータの低速回転域において、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定し、
前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配と、前記制御部がターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配が設定されることを特徴とする測量機に設けられた超音波モータの制御方法。
【請求項３】
測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、制御部とを備える測量機において、
前記超音波モータの低速回転域において、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定し、
前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配と駆動終了時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配を設定し、
前記制御部がターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時、前記駆動信号の周波数は前記上がり勾配に切り替わることを特徴とする測量機に設けられた超音波モータの制御方法。
【請求項４】
測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、
前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、
前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、
前記エンコーダから前記回転速度を把握し、前記超音波モータが低速回転域である場合、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定し、前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配と駆動終了時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配を設定し、前記勾配、及び前記駆動信号の制御周期を一定とし、前記超音波モータの回転速度を上げたい時は前記制御周期中の加速期の割合を増やし、回転速度を下げたい時は前記制御周期中の減速期の割合を増やす制御部と、
を有することを特徴とする測量機。
【請求項５】
測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、
前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、
前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、
前記エンコーダから前記回転速度を把握し、前記超音波モータが低速回転域である場合、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定し、前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配とターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配を設定する制御部と、
を有することを特徴とする測量機。
【請求項６】
測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、
前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、
前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、
前記エンコーダから前記回転速度を把握し、前記超音波モータが低速回転域である場合、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定し、前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配と駆動終了時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配を設定し、前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配と駆動終了時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配を設定し、ターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時、前記駆動信号の周波数を前記上がり勾配に切り替える制御部と、
を有することを特徴とする測量機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測量機の回転軸に設けられた超音波モータの制御方法及びそのための測量機に関する。
【背景技術】
【０００２】
測量機、例えばトータルステーションは、測定点を視準する望遠鏡と、上記望遠鏡を鉛直方向に回転可能に支持する托架部と、上記托架部を水平方向に回転可能に支持する基盤部とを備えている。上記望遠鏡は鉛直回転モータによって、上記托架部は水平回転モータによって駆動される。
【０００３】
特許文献１には、上記鉛直回転モータ及び水平回転モータに超音波モータを採用した測量機が開示されている。図１に超音波モータを採用した測量機の概略縦断面図、図２に図１の超音波モータを含む部分の断面斜視図を示す。図１，２において、符号１が測量機、符号９が望遠鏡、符号７が托架部、符号４が基盤部、符号１１が鉛直回転軸、符号１２が鉛直用超音波モータ、符号６が水平回転軸、符号５が水平用超音波モータ、符号２３が制御部である。鉛直回転軸１１には鉛直角検出エンコーダ２２が、水平回転軸６には水平角検出エンコーダ２１が設けられている。鉛直方向と水平方向の構成は同等であるので、水平方向の構成を用いて詳細を説明する。
【０００４】
水平用超音波モータ５は、ベース部３９から順に、振動を発生する圧電セラミック４２、振動を増幅させるステータ金属４３、ステータ金属４３と干渉するロータ４６、ロータ４６をステータ金属４３側へ押圧するウェーブワッシャ４８を、リング状に備える。駆動信号により圧電セラミック４２が超音波振動すると、ステータ金属４３に波状の進行波が形成され、ウェーブワッシャ４８の押圧による摩擦によってステータ金属４３とロータ４６が相対回転する。図２の形態では、モータケース２５が基盤部４に固定され、ロータ４６はモータケース２５に固定されているので、ステータ金属４３が回転し、ベース部３９を介して水平回転軸６がステータ金属４３と一体に回転する。
【０００５】
測量機１の回転軸に超音波モータを採用すると、電動モータと比べ旋回性能が高く、静粛性に優れ、無通電時の軸保持力が高まるという利点がある。一方で、超音波モータは、低速回転域の制御が困難であることが知られている。図３は、超音波モータの駆動周波数と回転速度の関係を示す図である。図３にある数値は一例である。超音波モータは、周波数を上げて低速回転させると、ステータ金属４３の波形が小さくなりロータ４６との干渉が小さくなるため、唐突に動かなくなるという問題がある。
【０００６】
低速回転域の駆動を補う手法の一つとして、超音波モータに掛ける駆動信号の電圧等をＰＷＭ回路により間欠駆動させる方法がある。図４は、超音波モータの駆動信号の駆動周波数を間欠駆動させる制御イメージ図である。このように、駆動信号をＯＮ／ＯＦＦし矩形波を作ることで、唐突に動かなくなる域の駆動を補うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１３７２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図４のように矩形波状に間欠駆動を行うと、信号のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、異音が発生するという不具合が生じる。一般的に、測量機１は自動視準機能と自動追尾機能を備えているが、特に自動追尾では、作業者が持ち運ぶターゲットを追尾するため、ターゲットまでの距離が長い場合は低速回転域を使用する場面が多く、異音の鳴る頻度が高いことが想定される。
【０００９】
本発明は、前記問題を解決するため、回転軸に超音波モータを採用した測量機において、低速回転時に異音を発生させないための超音波モータの制御方法及びそのための測量機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の測量機に設けられた超音波モータの制御方法は、測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、制御部とを備える測量機において、前記超音波モータの低速回転域において、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定することを特徴とする。
【００１１】
上記態様において、前記低速回転域において、前記駆動信号に、駆動開始時に前記駆動信号の振幅が増加する上がり勾配と駆動終了時に前記駆動信号の振幅が減少する下がり勾配が設定されるのも好ましい。
【００１２】
上記態様において、前記駆動信号の振幅、前記勾配、及び前記駆動信号の制御周期を一定とし、前記超音波モータの回転速度を上げたい時は前記制御周期中の加速期の割合を増やし、回転速度を下げたい時は前記制御周期中の減速期の割合を増やすのも好ましい。
【００１３】
上記態様において、前記制御部がターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時、前記駆動信号の振幅は前記下がり勾配に切り替わるのも好ましい。
【００１４】
上記態様において、前記制御部がターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時、前記駆動信号の周波数は前記上がり勾配に切り替わるのも好ましい。
【００１５】
また、本発明のある態様の測量機は、測量機の回転軸に設けられた超音波モータと、前記超音波モータを駆動するための駆動信号を発生する駆動回路と、前記回転軸の回転速度を検出するエンコーダと、前記エンコーダから前記回転速度を把握し、前記超音波モータが低速回転域である場合、前記駆動信号の振幅を一定に設定し、前記駆動信号の周波数が増加する上がり勾配と周波数が減少する下がり勾配を繰り返し設定する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転軸に超音波モータを採用した測量機において、低速回転時に異音が生じないように制御することができる。また、低速回転時においても静粛性に優れた測量機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】超音波モータを採用した測量機の概略縦断面図である。
【図２】図１の超音波モータを含む部分の断面斜視図である。
【図３】超音波モータの駆動周波数と回転速度の関係を示す図である。
【図４】超音波モータの駆動信号を間欠駆動させる制御イメージ図である。
【図５】本形態に係る測量機のブロック図である。
【図６】本形態の第１の制御方法に係る駆動信号の波形図である。
【図７】本形態の第２の制御方法に係る駆動信号の波形図である。
【図８】本形態の第２の制御方法の変形例に係る駆動信号の波形図である。
【図９】本形態の制御方法において回転速度を上げる時の駆動信号の波形図である。
【図１０】本形態の制御方法において回転速度を下げる時の駆動信号の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
測量機１の構成については、図１，図２を用いて前述されているので、既に記載した要素については同一の符号を用いて説明を省略する。なお、各要素の機械的な接続に関しては、特開２０１４−１３７２９９号公報に記載されている。
【００２０】
図５は本形態に係る測量機１のブロック図である。鉛直用と水平用の構成は同等であるので、水平用超音波モータ５に関するブロック構成で示し、鉛直用超音波モータ１２に関しては説明を省略する。測量機１は、制御部２３と、水平角検出エンコーダ２１と、測距部６１と、追尾部６２と、クロック信号発振部６３と、駆動回路７３と、水平用超音波モータ５とを有する。測量機１は、自動視準機能、自動追尾機能を備えている。望遠鏡９には、図示しない測距光学系、追尾光学系が収容されている。測距光学系、追尾光学系の構成は従来技術の構成と同等で良いため記載を省略する。測量機１では、托架部７の水平回転と望遠鏡９の鉛直回転の協働により測距光及び追尾光がターゲットに照射される。
【００２１】
測距部６１は、制御部２３に制御されて、上記測距光学系を用いて測距光をターゲットに照射してその反射光を受光して測距を行う。追尾部６２は、制御部２３に制御されて、上記追尾光学系を用いて追尾光をターゲットに照射してその反射光を受光し、ターゲットが移動した場合は追尾を行う。
【００２２】
水平角検出エンコーダ２１は、回転円盤、スリット、発光ダイオード、イメージセンサを有するアブソリュートエンコーダである。この他、インクリメンタルエンコーダが用いられてもよい。
【００２３】
制御部２３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積回路に実装したマイクロコントローラによって構成されている。制御部２３は、図示を略する外部からソフトウェアを変更可能である。
【００２４】
制御部２３は、水平角検出エンコーダ２１の上記発光ダイオードを発光させる駆動信号を出力し、上記イメージセンサから得られた角度信号を受け取って、水平回転軸６の回転速度を演算する。
【００２５】
駆動回路７３は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）７３１とアナログ回路７３２によって構成されている。ＦＰＧＡ７３１は制御部２３もしくは図示を略する外部機器によって内部論理回路を定義変更可能である。ＦＰＧＡ７３１は、可変の駆動周波数（駆動信号の周波数）及び可変の振幅で制御信号を発生させることができ、駆動周波数または振幅を動的に変化させることができる。また、水平用超音波モータ５に対して、二種類の位相の異なる信号を発生させる。アナログ回路７３２は、トランス等で構成されており、上記制御信号を水平用超音波モータ５に必要な振幅まで増幅させ、上記駆動周波数の交流駆動電圧を生成し、水平用超音波モータ５の圧電セラミック４２に付されているＳｉｎ電極とＣｏｓ電極に出力する。なお、駆動回路７３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの他のＰＬＤ（Programmable Logic Device）が用いられてもよい。
【００２６】
以上のように、制御部２３は水平用超音波モータ５に対し駆動回路７３を介して駆動信号を出力する。制御部２３は、水平用超音波モータ５の駆動を制御して、水平回転軸６の回転速度を制御する。この制御方法については後述する。
【００２７】
クロック信号発振部６３は、クロック信号を駆動回路７３に出力する。ＦＰＧＡ７３１は、クロック信号に基づき駆動周波数，駆動信号の振幅，制御周期を制御する。
【００２８】
以上の構成を用いて、超音波モータ５，１２を駆動させた時の駆動周波数と回転速度の関係は、図３で一例を示している。図３は、横軸が駆動周波数［ｋＨｚ］、縦軸がロータ４６の回転速度［°/ｓ］である。図３の超音波モータでは、駆動周波数を上げていくと、４０ｋＨｚで共振点に達し最高速度を得る。その後４３ｋＨｚまでは連続駆動し、駆動周波数の増加に伴い回転速度は減少する。４３ｋＨｚ，５〜６°/ｓを境に、周波数を上げても回転が起こらない域となる。本形態では、このように、超音波モータが連続駆動で回転できない速度域（図３の超音波モータであれば５〜６°/ｓ以下）である低速回転域において、以下に述べる制御を行う。この低速回転域は、超音波モータの製造状態により個々に異なるため、採用する超音波モータの特性を調べることで予め制御部２３に定義しておく。
【００２９】
図６は本形態の第１の制御方法に係る駆動信号の波形図である。横軸が時間ｔ、縦軸がそれぞれ駆動信号の振幅Ｖ、駆動周波数ｆである。制御部２３は、水平角検出エンコーダ２１または鉛直角検出エンコーダ２２から低速回転域であることを検知すると、駆動信号の振幅Ｖは一定にした上で、駆動周波数ｆは制御周期ＴＦの三角波状に変化させて出力する。
【００３０】
駆動周波数ｆは、二分の一周期で最大周波数ｆmaxから最小周波数ｆminに一次関数的に減少する下がり勾配ｋfFが形成され、次の二分の一周期で最小周波数ｆminから最大周波数ｆmaxに一次関数的に増加する上がり勾配ｋfRが形成される。最大周波数ｆmax及び最小周波数ｆminは、低速回転域を形成するために必要な周波数を制御部２３に予め設定する。一例として、図３の超音波モータであれば、最小周波数ｆminは超音波モータが十分に駆動するであろう周波数、例えば４０°/ｓを出すのに必要と考えられる周波数４２ｋＨｚを設定し、最大周波数ｆmaxは超音波モータが全く動かないであろう周波数４５ｋＨｚを設定することが考えられる。制御周期ＴＦの値は、制御性を考慮して制御部２３に予め設定されている。図３の超音波モータであれば、制御周期ＴＦは数［ｍｓ］に設定することが考えられる。この駆動周波数は、例えばクロック信号を基準にして時間と共に連続的に変化させて三角波状の出力を得る。このように、超音波モータ５，１２に掛ける駆動周波数ｆに勾配ｋfF，ｋfRを付けることにより、周波数の切り替え時（図６に示すＣ点）で異音が生じにくくなる。
【００３１】
図７は本形態の第２の制御方法に係る駆動信号の波形図である。横軸が時間ｔ、縦軸がそれぞれ駆動信号の振幅Ｖ、駆動周波数ｆである。制御部２３は、水平角検出エンコーダ２１または鉛直角検出エンコーダ２２が低速回転域であることを検知すると、図６と同様に、駆動周波数ｆは最大周波数ｆmax，最小周波数ｆmin，制御周期ＴＦの三角波状に変化させて出力する。加えて、制御部２３は、駆動信号の振幅Ｖに、駆動開始時はゼロでその後一次関数的に振幅を増加させる上がり勾配ｋVRを形成し、その後駆動信号の振幅Ｖを一定とする。そして、駆動終了時には、駆動信号の振幅Ｖを一次関数的にゼロまで減少させる下がり勾配ｋVFを形成する。この上がり勾配ｋVR及び下がり勾配ｋVFは、例えばクロック信号を基準にして時間とともに連続的に変化させることにより生成できる。上がり勾配ｋVR及び下がり勾配ｋVFの値は、制御性及び異音の大きさを考慮して制御部２３に予め設定されている。
【００３２】
なお、図７では駆動信号の振幅Ｖの上がり勾配ｋVRと下がり勾配ｋVFの傾斜は一致しているが、一致させなくてもよい。超音波モータは、高周波数から低周波数への切り替え時（図７のＣ１点）よりも、低周波数から高周波数へ切り替える時（図７のＣ２点）のほうが異音が生じやすい。よって、音の鳴りにくい上がり勾配ｋVRの傾斜は音の鳴りやすい下がり勾配ｋVFよりも急勾配としてよい。
【００３３】
測量機１は自動視準機能と自動追尾機能を備えていると前述したが、自動視準の場合は、静止しているターゲットを視準するため、回転軸を高速で制御することができる場合が多く、また、あらかじめ決められた加減速で駆動しているので、自動視準開始時と終了時しか音鳴りが生じない。一方、自動追尾の場合は、作業者が持ち運ぶターゲットを追尾するため、ターゲットまでの距離が長い場合は、低速回転域を使用する場面が多い。これを考慮し、超音波モータ５，１２に掛ける駆動周波数ｆに勾配ｋfF，勾配ｋfRを付けた上で、駆動信号の振幅Ｖの立上がり及び立下りにも勾配ｋVR，勾配ｋVFを付けることにより、周波数の切り替えが頻繁に生じる場合であっても、異音が生じにくくなる。
【００３４】
なお、「駆動終了時」の判断は、「ターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時」と一致させるのが好ましい。一例として、「ターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時」は、図示しない画像撮像部で点灯画像と消灯画像を取得し、制御部２３がその差分からターゲット位置を検出し、望遠鏡中心からの隔たりが一定以内に納まった時と設定できる。
【００３５】
図８は第２の制御方法の変形例に係る駆動信号の波形図である。横軸が時間ｔ、縦軸がそれぞれ駆動信号の振幅Ｖ、駆動周波数ｆである。この変形例では、駆動信号の振幅Ｖは第２の制御方法と同様で、駆動終了時の駆動周波数ｆの制御が変更されている。制御部２３は、ターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知すると、駆動周波数ｆが下がり勾配ｋfFであった場合は上がり勾配ｋfRに切り替え、駆動信号の駆動終了と合わせて周波数の発振を停止する。ターゲットを望遠鏡中心に捕捉したことを検知した時に駆動周波数ｆが上がり勾配ｋfRであった場合は、最大周波数ｆmaxまで周波数を上げ、駆動信号の駆動終了と合わせて周波数の発振を停止する。これにより、駆動終了時に周波数の切り替え（Ｃ点）が生じないので、駆動終了時に異音が生じにくくなる。
【００３６】
図９は本形態の制御方法において回転速度を上げる時の駆動周波数の波形図である。超音波モータ５，１２の回転速度を上げたい時は、駆動周波数ｆを以下のように制御する。この制御のために、駆動信号の制御周期ＴＦは一定とする。駆動信号の振幅、すなわち最大周波数ｆmax及び最小周波数ｆminは一定とする。駆動周波数ｆの上がり勾配ｋfR及び下がり勾配ｋfFも一定とする。
【００３７】
その上で、制御部２３は、水平角検出エンコーダ２１及び鉛直角検出エンコーダ２２から水平回転軸６及び鉛直回転軸１１の回転速度を常に把握する。制御部２３は、水平用超音波モータ５または鉛直用超音波モータ１２の回転速度を上げたい時は、対象とする超音波モータの制御周期ＴＦ内の加速期Ｔaの割合を増やす。超音波モータでは周波数を下げると速度が増すため、駆動周波数ｆが減少に転じた時から再び増加に転じるまでの領域が加速期Ｔaに該当する。逆に、超音波モータでは周波数を上げると速度が落ちるため、駆動周波数ｆが増加に転じた時から再び減少に転じるまでの領域が減速期Ｔrに該当する。
【００３８】
具体的に、図９を見ると、第１周期目は、第１及び第２の制御方法と同等の制御が行われている。第２周期目で、回転速度を上げる制御が行われている。第２周期目は、四分の一周期までは、最大周波数ｆmaxから下がり勾配ｋfFが形成されている。四分の一周期から四分の三周期までは、最大周波数ｆmaxと最小周波数ｆminの中間周波数ｆmidで一定となっている。四分の三周期から四分の三周期までは、中間周波数ｆmidから最大周波数ｆmaxに上がり勾配ｋfRが形成され、次の第３周期目からまた下がり勾配ｋfFが形成されている。
【００３９】
第２周期目において、周波数が最大周波数ｆmaxから減少に転じた四分の一周期までと、一定の中間周波数ｆmidが形成された四分の一周期から四分の三周期までが加速期Ｔaとなり、中間周波数ｆmidから最大周波数ｆmaxまで増加に転じた四分の三周期から四分の四周期までが減速期Ｔrとなる。図９では、制御周期ＴＦ内の比が、加速期Ｔa：減速期Ｔr＝３：１となるので、加速期Ｔaの割合が多く設定されている。加速期Ｔaの割合を増やすほど、超音波モータ５，１２の回転速度を上げることができる。
【００４０】
図１０は本形態の制御方法において回転速度を下げる時の駆動周波数の波形図である。超音波モータ５，１２の回転速度を下げたい時は、駆動周波数ｆを以下のように制御する。回転速度を上げる時と同様に、駆動信号の制御周期ＴＦ、駆動信号の振幅（最大周波数ｆmax及び最小周波数ｆmin）、駆動周波数ｆの上がり勾配ｋfR及び下がり勾配ｋfFは一定とする。
【００４１】
その上で、制御部２３は、超音波モータ５，１２の回転速度を下げたい時は、対象とする超音波モータの制御周期ＴＦ内の減速期Ｔrの割合を増やす。具体的に、図１０の第１周期目は、第１及び第２の制御方法と同等の制御が行われている。図１０の第２周期目で、回転速度を下げる制御が行われている。第２周期目は、四分の一周期までは、最大周波数ｆmaxから中間周波数ｆmidまで下がり勾配ｋfFが形成されている。四分の一周期から二分の一周期までは、中間周波数ｆmidから最大周波数ｆmaxに上がり勾配ｋfRが形成されている。二分の一周期からは最大周波数ｆmax一定とされ、次の第３周期目からまた下がり勾配ｋfFが形成されている。
【００４２】
最大周波数ｆmaxから中間周波数ｆmidに減少する四分の一周期までが加速期Ｔaとなり、中間周波数ｆmidから最大周波数ｆmaxまで増加に転じた四分の一周期から二分の一周期までと、一定の最大周波数ｆmaxが形成された二分の一周期から四分の四周期までが減速期Ｔrとなる。図１０では、制御周期ＴＦ内の比が、加速期Ｔa：減速期Ｔr＝１：３となるので、減速期Ｔrの割合が多く設定されている。減速期Ｔrの割合を増やすほど、超音波モータ５，１２の回転速度を下げることができる。
【００４３】
以上のように、第１及び第２の制御方法（図６〜図８）を行うことで、低速回転域においても超音波モータ５，１２を静粛に駆動させることができ、第１及び第２の制御方法において制御周期ＴＦ中の加速期Ｔaと減速期Ｔrの比率を変える（図９及び図１０）ことで、低速回転域においても速度調整が可能となる。
【００４４】
なお、上記形態では、制御周期ＴＦ及び駆動周波数ｆの勾配ｋfF，ｋfRは一定としたが、例えば、超音波モータの音圧を測定し、測定値に応じて制御周期ＴＦを変化させることも好ましい。この場合、その制御周期に合わせて、制御周期＞勾配の時間となるように勾配ｋfF，ｋfRも再設定するのが好ましい。これにより、異音の大きさを考慮しつつ、より制御性（狙いの速度に早く到達させる）を上げることができる。
【００４５】
また、上記形態では、駆動周波数ｆは一次関数的な三角波を形成したが、一次関数に限定する趣旨ではない。駆動周波数ｆは、例えば二次関数的に増加及び減少する三角波状に形成されてもよい。
【００４６】
以上、好ましい実施の形態について述べたが、これら以外にも、各形態および各変形を当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
１  測量機
５  水平用超音波モータ
６  水平回転軸
１１  鉛直回転軸
１２  鉛直用超音波モータ
２１  水平角検出エンコーダ
２２  鉛直角検出エンコーダ
２３  制御部
７３  駆動回路
【図１】
0006669538.tif 000002
【図２】
0006669538.tif 000003
【図３】
0006669538.tif 000004
【図４】
0006669538.tif 000005
【図５】
0006669538.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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