(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度の駆動制御を低コストで行うことが可能となる振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動回路を提供する。【解決手段】振動型アクチュエータの振動体に印加する印加電圧の少なくとも周波数または振幅を可変制御する駆動信号生成部２１を備えた交流電圧印加部を有する。駆動信号生成部は、ＰＷＭ周期を非周期的に可変調整することで、印加電圧の目標周期１周期中でのＰＷＭ周期の平均値が、目標周期の整数分の一の値となるように設定されたＰＷＭ周期の値を出力する可変周期設定部２０１と、正弦波の固定位相情報を用いて生成された印加電圧の駆動波形情報を出力する駆動波形情報出力部２０２と、可変周期設定部から出力されたＰＷＭ周期の設定値と、駆動波形情報出力部から出力された駆動波形情報と、に基づいて周期が可変であるＰＷＭ信号を生成する可変周期ＰＷＭ信号生成部２０４と、を有する。駆動信号生成部は、ディジタル回路で構成される。【選択図】図２
2014018052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動型アクチュエータの振動体に印加する印加電圧の少なくとも周波数または振幅を可変制御する駆動信号生成部を備えた交流電圧印加部を有し、
前記駆動信号生成部は、
ＰＷＭ周期を非周期的に可変調整することで、前記印加電圧の目標周期１周期中でのＰＷＭ周期の平均値が、前記目標周期の整数分の一の値となるように設定されたＰＷＭ周期の値を出力する可変周期設定部と、
正弦波の固定位相情報を用いて生成された前記印加電圧の駆動波形情報を出力する駆動波形情報出力部と、
前記可変周期設定部から出力された前記ＰＷＭ周期の設定値と、前記駆動波形情報出力部から出力された駆動波形情報と、に基づいて周期が可変であるＰＷＭ信号を生成する可変周期ＰＷＭ信号生成部と、
を有し、
前記駆動信号生成部は、ディジタル回路で構成されることを特徴とする振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項２】
前記可変周期設定部は、前記印加電圧の目標周期において整数回存在する前記ＰＷＭ周期の内、シフト演算による誤差に相当する回数だけ前記ＰＷＭ周期を１加算または１減算させることにより該ＰＷＭ周期を適宜可変調整することを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項３】
前記可変周期設定部は、前記ＰＷＭ周期の設定値と、その更新タイミングを示すトリガ信号と、を出力し、
前記駆動波形情報出力部は、前記駆動波形情報を前記トリガ信号に同期して出力し、
前記可変周期ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ周期の設定値と前記トリガ信号と前記駆動波形情報と、に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項４】
前記駆動信号生成部は、固定周期サンプリングされた任意波形情報を、前記トリガ信号に同期した前記駆動波形情報の出力タイミングと同期化する同期部を備え、
前記駆動波形情報に、前記同期部の出力が重畳されたＰＷＭ駆動信号を得ることを特徴とする請求項３に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
前記同期部は、ＣＩＣフィルタを含むことを特徴とする請求項４に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
前記振動型アクチュエータは、前記交流電圧印加部による交流電圧の印加によって振動波が励起される前記振動体と、前記振動体に接触または間接的に接続されるように構成され、
前記振動波によって発生する摩擦力によって、前記振動体と相対移動する移動体を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
【請求項７】
振動型アクチュエータの振動体に印加する印加電圧の少なくとも周波数または振幅を可変制御する駆動信号生成部を備えた交流電圧印加部を有し、
前記駆動信号生成部は、ＰＷＭ周期を非周期的に可変調整することで、前記印加電圧の目標周期１周期中でのＰＷＭ周期の平均値が、前記目標周期の整数分の一の値となるように設定されたＰＷＭ周期の値を出力する可変周期設定部と、
正弦波の固定位相情報を用いて生成された前記印加電圧の駆動波形情報を出力する駆動
波形情報出力部と、
前記可変周期設定部から出力された前記ＰＷＭ周期の設定値と、前記駆動波形情報出力部から出力された駆動波形情報と、に基づいて周期が可変であるＰＷＭ信号を生成する可変周期ＰＷＭ信号生成部と、
を有し、
前記駆動信号生成部は、ディジタル回路で構成されることを特徴とする振動型アクチュエータの駆動回路。
【請求項８】
前記可変周期設定部は、前記ＰＷＭ周期の設定値と、その更新タイミングを示すトリガ信号と、を出力し、
前記駆動波形情報出力部は、前記駆動波形情報を前記トリガ信号に同期して出力し、
前記可変周期ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ周期の設定値と前記トリガ信号と前記駆動波形情報と、に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成することを特徴とする請求項７に記載の振動型アクチュエータの駆動回路。
【請求項９】
前記振動型アクチュエータは、前記交流電圧印加部による交流電圧の印加によって振動波が励起される前記振動体と、前記振動体に接触または間接的に接続されるように構成され、
前記振動波によって発生する摩擦力によって、前記振動体と相対移動する移動体を有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の振動型アクチュエータの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動回路に関し、特に不要振動を抑制し、安定して回転させる振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータの一種である超音波モータ（振動波駆動装置）は、複写機やカメラ用交換レンズなどに搭載されている。
近年では、機器の高性能化、低消費電力化に伴い、高回転精度化、高効率化などが要求されている。
超音波モータは、ＤＣブラシレスモータに代表される電磁モータに比して低速高トルク駆動が可能であるという特徴を有するが、上記要求に対応するためには課題も存在する。
例えば、弾性体と圧電素子とから成るステータと、移動体であるロータとの接触状態によっては、回転中に挙動が安定せず不要な振動を発生させる場合があり、異音や速度ムラ、或いは偏磨耗の原因となっていた。
【０００３】
接触状態に依存する異音や速度ムラ、偏磨耗への対応策としては、特許文献１において、モータ駆動用交流電圧に非周期的な信号を重畳させる方法が提案されている。
具体的には、振動型アクチュエータへ印加する交流電圧を生成するパルス信号の幅を非周期的に変更する構成が採られている。
また、特許文献２において、モータ駆動用交流電圧の歪率を減少させる方法が提案されている。
具体的には、駆動用の正弦波に周波数可変ＰＷＭを用いて両者の位相関係を固定することにより歪率の低い正弦波を得るようにする概念が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２３９９４号公報
【特許文献２】特開２００３−１５３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例の振動型アクチュエータの駆動装置では、次のような理由から、効果や用途が限定されるという課題を有している。
特許文献１の構成では、高精度の駆動制御を低コストで行う上で、必ずしも満足の得られるものではない。また、非周期的信号の重畳周期がモータ駆動用交流電圧の周期と等しいため、任意の周波数や振幅を有する信号を重畳することはできず、汎用性が低かった。
また、特許文献２では、概念のみが提案されており、本発明者らの検討によれば、ディジタル的に実装する上で周波数分解能の確保が困難であるなど、多くの解決すべき課題が存在する。
また、可変周期ＰＷＭでは、固定周期サンプリングされた任意の信号を重畳すると歪率が悪化する。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、低歪率な正弦波駆動を行うことができ、高精度の駆動制御を低コストで行うことが可能となる振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動回路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の振動型アクチュエータの駆動装置は、振動型アクチュエータの振動体に印加する印加電圧の少なくとも周波数または振幅を可変制御する駆動信号生成部を備えた交流電圧印加部を有し、
前記駆動信号生成部は、
ＰＷＭ周期を非周期的に可変調整することで、前記印加電圧の目標周期１周期中でのＰＷＭ周期の平均値が、前記目標周期の整数分の一の値となるように設定されたＰＷＭ周期の値を出力する可変周期設定部と、
正弦波の固定位相情報を用いて生成された前記印加電圧の駆動波形情報を出力する駆動波形情報出力部と、
前記可変周期設定部から出力された前記ＰＷＭ周期の設定値と、前記駆動波形情報出力部から出力された駆動波形情報と、に基づいて周期が可変であるＰＷＭ信号を生成する可変周期ＰＷＭ信号生成部と、
を有し、
前記駆動信号生成部は、ディジタル回路で構成されることを特徴とする。
また、本発明の振動型アクチュエータの駆動回路は、振動型アクチュエータの振動体に印加する印加電圧の少なくとも周波数または振幅を可変制御する駆動信号生成部を備えた交流電圧印加部を有し、
前記駆動信号生成部は、ＰＷＭ周期を非周期的に可変調整することで、前記印加電圧の目標周期１周期中でのＰＷＭ周期の平均値が、前記目標周期の整数分の一の値となるように設定されたＰＷＭ周期の値を出力する可変周期設定部と、
正弦波の固定位相情報を用いて生成された前記印加電圧の駆動波形情報を出力する駆動波形情報出力部と、
前記可変周期設定部から出力された前記ＰＷＭ周期の設定値と、前記駆動波形情報出力部から出力された駆動波形情報と、に基づいて周期が可変であるＰＷＭ信号を生成する可変周期ＰＷＭ信号生成部と、
を有し、
前記駆動信号生成部は、ディジタル回路で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低歪率な正弦波駆動を行うことができ、安定した駆動制御を低コストで行うことが可能となる振動型アクチュエータ駆動装置及びその駆動回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１における振動型アクチュエータの駆動装置の構成例を説明するブロック図。
【図２】本発明の実施例１における駆動信号生成器の構成例を説明するブロック図。
【図３】本発明の実施例１におけるＰＷＭ可変周期設定部の構成例を説明するブロック図。
【図４】本発明の実施例１における可変周期ＰＷＭ信号生成部の構成例を説明するブロック図。
【図５】本発明の実施例１における各種信号の関係を示す概略図。
【図６】本発明の実施例２における駆動信号生成器の構成例を説明するブロック図。
【図７】本発明の実施例２における同期器の構成例を説明するブロック図。
【図８】本発明の実施例２における同期器の入出力および内部信号の波形を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
なお、以下の実施例によって本発明は何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００１１】
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動回路の構成例について説明する。
本実施例の振動型アクチュエータの駆動装置は、交流電圧印加部による交流電圧の印加によって振動波が励起される振動体と、前記振動体に接触または間接的に接続される移動体とが、前記振動波によって発生する摩擦力によって相対移動するように構成される。
例えば、金属やセラミック製の弾性体をその固有振動モードの共振現象を利用して振動させ、弾性体に接触するロータを相対的に移動させるように構成される。励振するための加振力の発生源として、主に圧電素子が用いられる。
振動型アクチュエータは、加振周波数と同じ周波数の交流電圧を入力することで加振力を発生させることができる。
圧電素子を用いた振動型アクチュエータの構造やロータ回転原理および制御原理は公知の技術であるため、本実施例では詳細な説明を割愛し、一般的な±Ａ相、±Ｂ相の４相電極構成である円環型の振動型アクチュエータの使用を想定して説明する。
【００１２】
以下、図１乃至図５を用いて、本実施例の振動型アクチュエータの駆動装置及びその駆動回路の構成ならびに動作について説明する。
図１は、不図示の指令部からの速度指令に応じて振動型アクチュエータの回転速度を制御するシステムを示している。
駆動周期指令に応じて４相の交流電圧を生成する交流電圧発生部（交流電圧印加部）２は、駆動信号生成器２１とドライバ２２を備える。
駆動信号生成器２１は、駆動周期指令に応じてゲート信号を生成し、ドライバ２２はゲート信号に従って、圧電素子１ａ、１ｂ、１ａ−、１ｂ−にそれぞれ９０度の位相差を有する交流電圧φＡ、φＢ、−φＡ、−φＢを印加する。
なお、簡単化のため、圧電素子１ａ−および１ｂ−、交流電圧−φＡおよび−φＢについては、図示を省略している。
また、交流電圧φＡ、φＢ、−φＡ、−φＢは、不図示のインダクタ通過後の信号であり、圧電素子１ａ、１ｂ、１ａ−、１ｂ−の容量成分と合わせたフィルタ効果によって高周波成分が除去され、速度指令に基づいた滑らかな交流波形を有する。
図中太線で示された矢印はベクトル信号であり、例えばゲート信号は４相駆動に対応して４本の信号で構成されることを示している。
【００１３】
不図示のロータの回転速度は、ロータリーエンコーダなどの速度検出器１２で検出される。
制御部３は、減算器３１と制御器３２から成り、速度検出信号と、不図示の指令部からの速度指令との差分が減算器３１で演算される。
この差分信号に基づいて、制御器３２が公知のＰＩＤ制御などにより交流電圧の周波数（以下、駆動周波数）をフィードバック制御する。
なお、実際には周波数の逆数である周期を扱った方が都合が良いため、制御器３２の出力は駆動周波数の逆数である駆動周期とする。
また、図１ではシステムを機能別に交流電圧発生部２と制御部３に分類しているものの、ハードウェアとしての回路構成上は、制御部３と駆動信号生成器２１がＣＰＵやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどのデジタルＩＣで構成されることが多く、電力ＩＣやディスクリート回路で構成されるドライバ２２と区別される。従って、制御部３と駆動信号生成器２１は、デジタル回路で構成される。また、制御部３をアナログ回路、駆動信号生成器２１をデジタル回路で構成し、間にＡ／Ｄ変換器を設ける構成としてもよい。
但し、これらはシステム構成の一例であり、同様の機能を実現できるものであれば、上記構成に限定されるものではない。しかし、駆動信号生成器２１と制御部３が上記の通りデ
ジタル回路で構成される場合には、周波数分離能が確保できる等、特に本願の利点が大きい。これらをアナログ回路で構成した場合、回路の安定性等別の観点での課題を生ずるものの、周波数分解能に関しては原理的に問題とならない。一方これらをデジタル回路で構成する場合、システム全体の動作速度はシステムクロックの周波数によって制限されるため、振動型アクチュエータの駆動波形（印加電圧波形）のように、比較的高い周波数を有する電圧信号をＰＷＭによって再現するには、次のような課題が生ずる。正弦波状が望ましい駆動波形の歪率低減を優先してＰＷＭ周期を短くすると、周波数分解能即ち速度制御の分解能が悪化し、周波数分解能を優先してＰＷＭ周期を長くすると駆動波形の歪率が悪化する。即ち、デジタル回路では、駆動波形の歪率低減と周波数分解能を両立することが困難である。この課題を解消するには、極めて高い周波数のシステムクロックを用意すればよいものの、放射ノイズやコストの観点で現実的ではない。システムクロックを上昇させずに上記課題を解消できるのが、本願にて開示される技術の大きな利点の１つである。
【００１４】
図２は、駆動信号生成器２１の内部構成を示すブロック図である。駆動信号生成器２１はデジタル回路で構成され、振動体に印加する印加電圧の少なくとも周波数又は振幅を可変制御する。
ＰＷＭ可変周期設定部２０１は、制御部３からの駆動周期指令に基づいて、ＰＷＭ半周期毎に最適なＰＷＭ半周期設定値と、その更新タイミングを示すトリガ信号を出力する。データ読出し部（駆動波形情報出力部）２０２は、正弦波を構成する複数の固定位相情報を有しており、前述のトリガ信号に同期して順に出力する。
データ読出し部２０２から出力された正弦波信号は乗算器２０３で所望のゲインに調整され、可変周期ＰＷＭ信号生成部２０４に渡される。
可変周期ＰＷＭ信号生成部２０４では、前述のＰＷＭ半周期設定値、ゲイン調整された正弦波信号、トリガ信号に基づき、周期が可変であるＰＷＭで表現されたゲート信号を出力する。
なお、本実施例ではＰＷＭキャリアとして三角波を使用するため、ＰＷＭ半周期の値を取り扱い、トリガ信号もＰＷＭ半周期の更新タイミングに対応する。
ＰＷＭキャリアとして鋸歯状波を用いる場合は、ＰＷＭ半周期の代わりにＰＷＭ１周期の値を取り扱い、トリガ信号の更新タイミングもＰＷＭ１周期とすればよい。
また、本実施例では正弦波を構成する固定位相データを３２点としているものの、第一象限以外のデータは第一象限のデータを元に演算すれば８点即ち１／４のデータ量で済む。
【００１５】
図３は、ＰＷＭ可変周期設定部２０１の内部構成を示すブロック図である。ＰＷＭ可変周期設定部２０１は、非周期的に可変調整することで、印加電圧の目標周期１周期中でのＰＷＭ周期の平均値が、前記目標周期の整数分の一となるようＰＷＭ半周期の値を設定する。
入力された駆動周期指令は、１ｂｉｔ右シフトを行うシフトレジスタ３０１で半分の値となり、駆動半周期の理想値が算出される。
この値は、４ｂｉｔ右シフトを行うシフトレジスタ３０２によって１／１６倍され、これがＰＷＭ半周期の基準値となる。
なお、本実施例の演算における小数点以下の値は、全て切り捨て処理を行うものとする。次にこの基準値は、４ｂｉｔ左シフトを行うシフトレジスタ３０３によって１６倍され、駆動半周期の基準値となる。
これは、一般的な固定周期ＰＷＭを行った場合の駆動半周期に相当する。
本実施例では、駆動周期の１／１６倍をＰＷＭ周期としており、かつ前述の通り小数点以下の切り捨て処理を行うため、駆動半周期の理想値と基準値の間には最大１５の誤差（図３中における減算器３０４の出力）が発生する。これが駆動周波数（周期）に対する分解能の悪化要因となる。
この誤差を無くして周波数分解能を確保するために、周期調整部３０５では、駆動周期が１周する期間に１６回存在するＰＷＭ１周期のうち、この誤差が示す回数だけランダムに
、駆動半周期の基準値に１を加算してＰＷＭ半周期設定値として出力する。
【００１６】
例えば、システム全体の動作速度を決定付けるシステムクロックが２００ＭＨｚで、駆動周波数を３８ｋＨｚに設定したい場合、これに対応する駆動周期指令は５２６３という値になる。
このとき、前述した駆動半周期の理想値は２６３１、ＰＷＭ半周期の基準値は１６４となる。
これを１６倍した駆動半周期の基準値は２６２４となり、理想値との誤差は７となる。
ここで、周期調整部３０５は、ＰＷＭ周期１６回のうち７回をランダムに選択し、そのときのＰＷＭ半周期設定値を１６５、それ以外の１６−７＝９回のＰＷＭ半周期設定値を１６４と設定するように動作する。
この結果、実際の駆動半周期は１６４×９＋１６５×７＝２６３１となって理想値との誤差は解消され、ＰＷＭによる周波数分解能の悪化を回避できる。
なお、１加算するＰＷＭ半周期の選択をランダムに行うことの目的は、周期的に選択した場合のように特定の周波数成分が重畳される現象が発生するのを防ぐことである。
なお、以上の説明では、印加電圧の目標周期において整数回存在するＰＷＭ周期の内、シフト演算による誤差に相当する回数だけＰＷＭ周期を１加算することにより該ＰＷＭ周期を適宜可変調整する例について説明したが、これに限られるものではない。上記ＰＷＭ周期を１減算させることにより該ＰＷＭ周期を適宜可変調整するようにしてもよい。
【００１７】
図４は、可変周期ＰＷＭ信号生成部２０４の内部構成を示すブロック図である。三角波発生部４０１は、ＰＷＭ可変周期設定部２０１から入力されるＰＷＭ半周期設定値およびトリガ信号に基づいて、可変周期ＰＷＭ信号であるゲート信号生成用のキャリアとなる可変周期三角波を発生する。
正弦波信号である駆動波形に対して、ランダムに変化するＰＷＭ半周期に応じたゲイン調整を乗算器４０２で行った後、比較器４０３で三角波との大小比較することによって、可変周期ＰＷＭ信号であるゲート信号が生成される。
【００１８】
図５は、以上説明した動作に基づいて生成される各種信号の関係を、駆動周期１周期分の範囲で示したものである。
図中（ａ）は可変周期ＰＷＭ信号の生成過程を示しており、細実線が三角波発生部４０１の出力、太実線が可変周期ＰＷＭ信号生成部２０４へ入力される駆動波形である。
図中（ｂ）は周期調整部３０５から出力されるトリガ信号を、図中（ｃ）は同じく周期調整部３０５から出力されるＰＷＭ半周期設定値を示しており、１６４や１６５等の数値は、前述した例に基づいている。
図中（ｃ）のＰＷＭ半周期設定値は、周期調整部３０５によって所望の回数分ランダムに調整される。
【００１９】
以上説明したように、正弦波の固定位相情報を用いた可変周期ＰＷＭを行うことで、速度指令に対して周波数分解能が低下することなく、かつ少ないデータで歪率の良好な正弦波状電圧を振動子に印加できるＰＷＭ駆動信号を得ることが可能となる。これにより、振動型アクチュエータの高精度な駆動制御を低コストで実現することができる。
【００２０】
［実施例２］
実施例２として、実施例１と異なる形態の振動型アクチュエータの駆動装置及び駆動回路の構成例について説明する。
実施例２において、任意波形の同期重畳以外の基本的な構成は、実施例１と同様である。したがって、実施例１と重複する説明は省略する。本実施例では、駆動信号生成部は、固定周期サンプリングされた任意波形情報を、駆動波形情報出力部からトリガ信号に同期した駆動波形情報の出力タイミングと同期化する同期部を備える。
図６は、本実施例における駆動信号生成器２１の内部構成を示すブロック図である。
実施例１で説明した図２の構成に比して、不図示の外部装置から供給される任意波形データと、それが入力される同期器２０５と、乗算器２０６と、加算器２０７とが付与されている。
同期器２０５は、所定の固定周期でサンプリングされた任意波形データに対して、本実施例の特徴である、トリガ信号に基づく可変周期サンプリングに対応したデータへの同期化即ち可変サンプリングレート変換を行う。
同期器２０５から出力された同期化済み任意波形信号は乗算器２０６で所望のゲインに調整され、加算器２０７において、データ読出し部２０２から乗算器２０３を経た正弦波データと加算された後、可変周期ＰＷＭ信号生成部２０４に渡される。
なお、任意波形データは、ドライバの回路数、即ち本実施例では４相分個別に利用することが出来る。
【００２１】
次に、図７を用いて同期器２０５の構成と動作について説明する。
同期器２０５は、ＣＩＣフィルタを構成する微分器５０１および５０２、積分器５０３および５０４、シフトレジスタ５０５と、トリガ信号に基づき周期可変ＰＷＭの動作タイミングに合わせてデータを出力する出力レジスタ５０６とから成る。ＣＩＣフィルタはサンプリングレート変換に用いられる。
本実施例では微分器と積分器をそれぞれ２つずつ直列接続する２段ＣＩＣフィルタを用いている。
微分器５０１および５０２が任意波形データと同じ固定サンプル周期で動作する一方、積分器５０３および５０４がシステムクロックで動作することで、システムクロック周期でのデータ補間を行うことができる。
ＣＩＣフィルタでは、積分器の動作クロックを微分器の動作クロックで除した商と段数の積に相当するゲイン調整を行う必要がある。
シフトレジスタ５０５はこのゲイン調整の役割を担っており、任意波形データの固定サンプル周期とシステムクロック周期の倍数分とＣＩＣフィルタの段数分の積の逆数を入力に対して乗じるのと等価な桁数だけ右シフトを行う。
例えば、システムクロックが実施例１と同じ２００ＭＨｚで、任意波形データの固定サンプル周期がシステムクロック周期（５ｎｓｅｃ）の１２８倍である６４０ｎｓｅｃであるとき、シフトレジスタ５０５は入力を７ｂｉｔ×２段＝１４ｂｉｔ分右シフトする。
これは入力を（１２８×１２８）分の１にするのと等価である。
なお、説明の簡単化のためシフトレジスタを用いたが、実際には十分な桁数を用意したレジスタの読出し位置を適切に設定した回路構成とすることで、シフト操作と等価の動作をシステムクロック周期で高速に行うことができる。
出力レジスタ５０６がトリガ信号入力時にデータ更新することにより、システムクロック周期でデータ更新されている、出力レジスタ５０６への入力信号が、トリガ信号に同期した任意波形出力として出力される。
【００２２】
図８に、上記説明に基づいた同期器２０５の動作例を示す。
図中（ａ）は同期器２０５へ入力される任意波形データであり、本例では前述した６４０ｎｓｅｃ周期でサンプリングされた３０ｋＨｚの正弦波を表している。同（ｂ）は微分器５０１の出力波形、同（ｃ）は微分器５０２の出力波形、以下、同（ｄ）は積分器５０３の、同（ｅ）は積分器５０４、同（ｆ）はシフトレジスタ５０５の、同（ｇ）は出力レジスタ５０６の出力波形である。
（ａ）が入力サンプル周期で２回微分されて（ｃ）となり、次いでシステムクロック周期で２回積分されて（ｅ）となる。
この段階で、元の入力波形（ａ）と比較してシステムクロック周期で補間されていることと、振幅調整が必要なことがわかる。
１４ｂｉｔシフトによる振幅調整をしたものが（ｆ）であり、元の振幅に戻っている。最
後に、（ｆ）をトリガ信号によって後段の動作タイミングに同期化したものが（ｇ）であり、同期器２０５によって低歪率な可変レート変換が実現されていることがわかる。
なお、本実施例においては可変レート変換部としてＣＩＣフィルタを内包した構成例を示したが、無論本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、同様の機能を実現できる構成であればよい。
【００２３】
本実施例の構成によれば、実施例１で示した低歪率な正弦波駆動によって振動型アクチュエータを高精度に回転制御すると同時に、任意の波形の信号を低歪率に駆動信号に重畳したＰＷＭ駆動信号を得ることができる。
任意波形を適宜用意することで、例えばランダムノイズ信号を駆動信号に重畳して振動型アクチュエータの伝達特性の測定を行ったり、駆動周波数と異なる周波数の正弦波信号あるいはインパルス信号を駆動信号に重畳して振動型アクチュエータの振動特性の解析などを行うことが可能となる。
【００２４】
以上説明したように、任意の固定サンプリング周期での任意波形データを、同期器を用いた可変レート変換を行ってシステム動作周期に同期化することで、歪率を悪化させることなく可変周期ＰＷＭの正弦波駆動信号に重畳することが可能となる。これにより、低歪率な正弦波駆動を行うと同時に、任意の波形を低歪率に重畳した振動型アクチュエータの駆動制御を実現することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１ａ、１ｂ：圧電素子
２：交流電圧発生部
３：制御部
１２：速度検出器
２１：駆動信号生成器
２２：ドライバ
３１：減算器
３２：制御器
２０１：ＰＷＭ可変周期設定部
２０２：データ読出し部
２０３，２０６，４０２：乗算器
２０４：可変周期ＰＷＭ信号生成部
２０５：同期器
２０７：加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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