(57)【要約】【課題】小型、かつ簡便な構成で超音波モータを安定して所定の状態で駆動できる超音波モータ駆動回路等を提供すること。【解決手段】圧電素子１０５へ印加する信号を出力する発振部１０１と、発振部１０１から出力された信号を移相する移相部１０２と、発振部１０１から出力された信号を増幅する第１の増幅回路１０３ａと、移相された信号を増幅する第２の増幅回路１０３ｂと、第１の増幅回路１０３ａからの信号の電流、または第２の増幅回路１０３ｂからの信号の電流を電圧に変換する電流検出回路１０４と、電圧に変換された信号と移相された信号とを積算する積算器１０６と、積算された信号のうちの直流成分を抽出するローパスフィルタ１０７と、ローパスフィルタ１０７からの出力が所定値となるように発振部を制御する比較判定部１０８とを有することを特徴とする。【選択図】        図１
2006288026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子へ印加する信号を出力する発振ステップと、
前記出力された信号を移相する移相ステップと、
前記出力された信号を増幅する第１の増幅ステップと、
前記移相された信号を増幅する第２の増幅ステップと、
前記第１の増幅ステップからの信号、または前記第２の増幅ステップからの信号の電流を電圧に変換する電流検出ステップと、
前記電圧に変換された信号と前記移相された信号とを積算する積算ステップと、
前記積算された信号のうちの直流成分を抽出する直流成分抽出ステップと、
前記直流成分抽出ステップからの出力が所定値となるように前記発振ステップで出力される信号を制御する比較判定ステップと、
を有することを特徴とする超音波モータ駆動方法。
【請求項２】
圧電素子へ印加する信号を出力する発振部と、
前記発振部から出力された信号を移相する移相部と、
前記発振部から出力された信号を増幅する第１の増幅回路と、
前記移相された信号を増幅する第２の増幅回路と、
前記第１の増幅回路からの信号、または前記第２の増幅回路からの信号の電流を電圧に変換する電流検出回路と、
前記電圧に変換された信号と前記移相された信号とを積算する積算器と、
前記積算された信号のうちの直流成分を抽出するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの出力が所定値となるように前記発振部を制御する比較判定部と、
を有することを特徴とする超音波モータ駆動回路。
【請求項３】
前記発振部は矩形波信号を出力し、
前記電流検出部からの信号のうちの高調波成分を除去するバンドパスフィルタをさらに有することを特徴とする請求項２に記載の超音波モータ駆動回路。
【請求項４】
前記移相部は、
前記第２の増幅回路へ出力される信号を移相する第１の移相回路と、
前記積算器へ出力される信号を移相する第２の移相回路とを有することを特徴とする請求項２または３に記載の超音波モータ駆動回路。
【請求項５】
前記移相部は、前記信号の位相をπ／２だけ変化させ、
前記積算された信号のうちの前記直流成分は、圧電素子の共振周波数の近傍で略ゼロとなることを特徴とする請求項３に記載の超音波モータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータ駆動回路、特に圧電素子を備える超音波モータの駆動回路、及び超音波モータ駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波モータの駆動回路は、例えば特許文献１に開示されている。図１６は、従来の超音波モータの駆動回路を示す。電圧制御発振回路１５０１は、超音波モータ１５０４の共振周波数近傍の信号を出力する。増幅回路１５０３ｂは、電圧制御発振回路１５０１からの信号を、超音波モータ１５０４が駆動できる大きさに増幅する。増幅された信号は、超音波モータ１５０４を構成する圧電素子（不図示）の電極Ｐｂに印加される。
【０００３】
また、移相器１５０２は、電圧制御発振回路１５０１からの信号の位相をπ／２または−π／２だけ変化、即ち移相させる。増幅回路１５０３ａは、移相された信号を、超音波モータ１５０４が駆動できる大きさに増幅する。増幅された信号は、超音波モータ１５０４を構成する他の圧電素子（不図示）の電極Ｐａに印加される。
【０００４】
これにより、２種類の圧電素子を有する超音波モータ１５０４には、π／２または−π／２だけ移相した信号が印加される。このため、超音波モータ１５０４は、縦振動と屈曲振動を発生する。この結果、楕円振動が発生し、超音波モータ１５０４が駆動される。検出センサＰｃは、超音波モータ１５０４が発生する振動を検出する。
【０００５】
バンドパスフィルタ１５０５は、検出された信号のうちのノイズ等の高調波成分を除去する。検出された信号の振幅値は、圧電素子が発生する振動の大きさと超音波モータ１５０４の速度とに比例する。整流回路１５０６は、検出された信号の振幅値を直流信号に変換する。変換された直流信号は、誤差増幅回路１５０７に入力される。誤差増幅回路１５０７は、変換された直流信号と、任意の所定値、例えば速度設定値Ｖｄとの差を増幅する。周波数制御回路１５０８は、直流信号と速度設定値Ｖｄとの差分がゼロになるように、電圧制御発振回路１５０１を制御する。このように、従来では、検出センサＰｃを用いることにより、超音波モータ１５０４の安定した制御を実現している。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１９１４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
超音波モータの利点の一つに、小型な圧電素子により構成できることが挙げられる。しかしながら、従来技術では、超音波モータに振動検出用の新たなセンサＰｃを増設しなければならない。このため、超音波モータが大型化してしまうこと、配線が必要になること等の問題を生ずる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型、かつ簡便な構成で超音波モータを安定して所定の状態で駆動できる超音波モータ駆動回路及び超音波モータ駆動方法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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明によれば、圧電素子へ印加する信号を出力する発振ステップと、出力された信号を移相する移相ステップと、出力された信号を増幅する第１の増幅ステップと、移相された信号を増幅する第２の増幅ステップと、第１の増幅ステップからの信号、または第２の増幅ステップからの信号の電流を電圧に変換する電流検出ステップと、電圧に変換された信号と移相された信号とを積算する積算ステップと、積算された信号のうちの直流成分を抽出する直流成分抽出ステップと、直流成分抽出ステップからの出力が所定値となるように発振ステップで出力される信号を制御する比較判定ステップと、を有することを特徴とする超音波モータ駆動方法を提供できる。
【００１０】
また、第２の本発明によれば、圧電素子へ印加する信号を出力する発振部と、発振部から出力された信号を移相する移相部と、発振部から出力された信号を増幅する第１の増幅回路と、移相された信号を増幅する第２の増幅回路と、第１の増幅回路からの信号、または第２の増幅回路からの信号の電流を電圧に変換する電流検出回路と、電圧に変換された信号と移相された信号とを積算する積算器と、積算された信号のうちの直流成分を抽出するローパスフィルタと、ローパスフィルタからの出力が所定値となるように前記発振部を制御する比較判定部と、を有することを特徴とする超音波モータ駆動回路を提供できる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、発振部は矩形波信号を出力し、電流検出部からの信号のうちの高調波成分を除去するバンドパスフィルタをさらに有することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、移相部は、第２の増幅回路へ出力される信号を移相する第１の移相回路と、積算器へ出力される信号の位相を移相する第２の移相回路とを有することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、移相部は、信号の位相をπ／２だけ変化させ、積算された信号のうちの直流成分は、圧電素子の共振周波数の近傍で略ゼロとなることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る超音波モータ駆動回路では、発振部は、圧電素子へ印加する信号を出力する。移相部は、発振部から出力された信号を移相する。これにより、信号の位相を所定量だけ進ませること、または遅らせることができる。第１の増幅回路は、発振部から出力された信号の大きさを増幅する。また、第２の増幅回路は、移相された信号の大きさを増幅する。電流検出回路は、第１の増幅回路からの信号、または第２の増幅回路からの信号の電流を電圧に変換する。積算器は、電圧に変換された信号と移相された信号とを積算する。ローパスフィルタは、積算された信号のうちの直流成分を抽出する。そして、比較判定部は、ローパスフィルタからの出力が所定値となるように発振部を制御する。電圧に変換された信号と移相された信号とを積算した信号のうちの直流成分は、圧電素子の駆動状態に対応している。本発明では、ローパスフィルタは、積算された信号のうちの直流成分を抽出する。次に、比較判定部は、ローパスフィルタからの直流成分が所定値となるように発振部を制御する。これにより、圧電素子を積層して構成されている超音波モータを所定の状態、例えば共振点近傍の状態で安定して駆動できる。また、超音波モータの振動状態をモニタするためのセンサを必要としない。このため、小型、かつ簡便な構成で超音波モータを駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る超音波モータ駆動装置及び超音波モータの駆動方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により、この発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係る超音波モータ駆動回路１００の概略構成を示す。発振部１０１は、正弦波信号を出力する。発振部１０１は、周波数を任意の値に設定することが可能である。また、発振部１０１は、周波数を所定のステップで増加または減少させる機能を有する。第１の増幅回路１０３ａは、発振部１０１から出力された信号の大きさを圧電素子１０５を駆動できる程度に増幅する。電流検出回路１０４は、第１の増幅回路１０３ａで増幅された信号の電流を電圧に変換する。電流検出回路１０４からの信号は、圧電素子１０５の外部電極１１３に印加される。また、電流検出回路１０４からの信号は、後述する積算器１０６へも出力される。
【００１７】
移相部１０２は、発振部１０１から出力された信号を移相する。例えば、移相部１０２は、信号の位相をπ／２または−π／２だけ変化させる。第２の増幅回路１０３ｂは、移相された信号の大きさを圧電素子１０５を駆動できる程度に増幅する。増幅された信号は、圧電素子１０５の外部電極１１３に印加される。これにより、圧電素子が縦振動と屈曲振動を発生する。このため、圧電素子は楕円運動をする。この結果、超音波モータが駆動される。
【００１８】
また、積算器１０６は、電流検出部１０４により電圧に変換された信号と、移相部１０２により移相された信号とを積算する。ローパスフィルタ１０７は、積算された信号のうちの直流成分を抽出する。そして、比較判定部１０８は、ローパスフィルタ１０７からの出力が設定電圧Ｖｘとなるように発振部１０１を制御する。比較判定部１０８による制御の詳細は後述する。
【００１９】
次に、図２、図３、図４、図５を参照して超音波モータを説明する。超音波モータは、複数の圧電素子を積層して構成される超音波振動子１２０を有している。図２は、超音波振動子１２０の正面構成を示す。図３は、超音波振動子１２０の基本的な斜視構成を示す。
【００２０】
図４は、圧電板１１１ａ、１１１ｂの斜視構成を示す。圧電板１１１ａは、幅３０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、厚さ１００μｍを有する圧電素子である。圧電板１１１ａの前面（表面）には、厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された内部電極１１７ａが形成されている。内部電極１１７ａは、２つの領域に分割されて配置されている。内部電極１１７ａの周辺部には、絶縁部が設けられている。絶縁部は、上端部側に幅１ｍｍ、下部側に幅５ｍｍ、幅方向の中央部に幅１ｍｍの大きさである。
【００２１】
また、圧電板１１１ｂの前面（表面）には、厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された内部電極１１７ｂが形成されている。内部電極１１７ｂは、２つの領域に分割されて配置されている。内部電極１１７ｂの周辺部には、絶縁部が設けられている。絶縁部は、左右両端部側に幅１ｍｍ、下部側に幅５ｍｍ、幅方向の中央部に幅１ｍｍの大きさである。
【００２２】
さらに、圧電板１１１ａの裏面には、上述の構成の内部電極１１７ｂが形成されている。同様に、圧電板１１１ｂの裏面には、上述の構成の内部電極１１７ａが形成されている。次に、互いに隣接する圧電板１１１ａ、１１１ｂどうしの内部電極１１７ａ、１１７ｂの形成位置が逆となるように、２種類の圧電板１１１ａ、１１１ｂを交互に配置する。そして、２種類の圧電板１１１ａ、１１１ｂを４０層程度積層して接着する。積層した圧電対１１１ａ、１１１ｂの前面と後面には、それぞれ絶縁板１１２を配設する。矩形状の絶縁板１１２は、幅３０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの大きさを有する。
【００２３】
積層された圧電板１１１ａ、１１１ｂにおいて、側方面と上側面には、それぞれ内部電極１１１ａ、１１１ｂからなる４つの露呈群（不図示）が形成されている。４つの露呈群に、それぞれ導電性銀ペーストからなる外部電極１１３、１１４が、内部電極１１７ａ、１１７ｂへ導通するように設けられている。
【００２４】
外部電極１１３、１１４には、それぞれリード線が接続されている。図２に示すように、超音波振動子１２０の上面に配置された２つの外部電極１１３は、それぞれ端子として用いられる。また、超音波振動子１２０の側面に配置された外部電極１１４は、グランド端子として、駆動回路のグランド端子（不図示）に接続されている。
【００２５】
一方、図２に示すように、超音波振動子１２０の底部に駆動子１１６が接着剤により接合されている。駆動子１１６は、超音波振動子１２０の底部において長手方向端部から９ｍｍの位置に、幅４ｍｍ、奥行き４ｍｍ、厚さ１ｍｍの大きさで形成されている。駆動子１１６は、高分子材料にアルミナを分散して形成されている。また、超音波振動子１２０のほぼ中央部には、直径φ１ｍｍの穿孔が穿設されている。穿孔には、図５に示すように、ステンレス材よりなるピン１１９が貫通して接着されている。
【００２６】
このように構成された超音波振動子１２０の駆動子１１6を、摺動部材（不図示）に対し、ある一定の力で押圧する。そして、駆動子１１６を押圧する押圧力を保持することで、超音波モータを構成できる。
【００２７】
次に、超音波モータ駆動回路１００の機能について説明する。上述したように発振部１０１は、正弦波信号を出力する。正弦波信号は、圧電素子１０５の共振周波数近傍の周波数を有する。そして、積算器１０６は、電流検出部１０４により電圧に変換された信号と、移相部１０２により移相された信号とを積算する。
【００２８】
積算された信号は、式(１)で示される。
ｓｉｎα×ｓｉｎ（α−θ）＝（１／２）・ｃｏｓθ−ｃｏｓ（２α＋θ）  ・・（１）
ここで、
θ：位相、
α：正弦波信号の周波数をそれぞれ示す。
【００２９】
式（１）は、圧電素子の信号ｓｉｎαと移相した信号ｓｉｎ（α−θ）とを積算した状態を示す。式（１）の右辺を見てわかるように、周波数成分αを持たない直流信号の項が得られる。
【００３０】
図６は、正弦波曲線を示す。曲線Ｓ１は、ｓｉｎθを示す。また、曲線Ｓ２は、ｓｉｎθ×ｓｉｎθを示す。曲線Ｓ２は、破線で示す直流成分Ｌを有している。直流成分Ｌは、Ｙ軸方向にオフセット量ＤＣだけシフトしている。従って、積算した信号のうちの直流信号のみを抽出することによって、式（１）の右辺のうちの（１／２）・ｃｏｓθを得ることができる。
【００３１】
図７は、（１／２）・ｃｏｓθの変化を示す。図７では、位相θを−π／２（−９０°）からπ／２（＝＋９０°）まで変化させている。位相θ＝π／２（＋９０°）の時、出力はゼロとなる。
【００３２】
図１に戻って説明を続ける。比較判定部１０８は、後述する手順で、直流信号βが所定値となるように発振部１０１を制御する。例えば、超音波モータを最大速度で駆動するときは、圧電素子１０５に共振点の周波数の信号を印加する。このとき、直流信号βがゼロになるように比較判定器１０８を用いて、周波数を制御する。これに対して、超音波モータをある一定の速度で駆動するときは、圧電素子１０５への駆動電流を小さくする。即ち、圧電素子１０５へ印加する信号の周波数を共振点周波数と異なる共振点近傍の周波数に設定する。
【００３３】
次に、発振部１０１を制御する手順を説明する。図８の（ａ）は、ローパスフィルタ１０７の出力信号βを示す。図８の（ａ）の縦軸は電圧、横軸は位相をそれぞれ示す。図８の（ｂ）は、縦軸は圧電素子１０５へ印加する電流、横軸は印加する信号の周波数とそれぞれしたときの関係を示す。
【００３４】
図９は、発振部１０１を制御する手順を示すフローチャートである。ステップＳ９０１において、発振部１０１が出力する正弦波信号の周波数を、図８の（ｂ）における周波数Ａ１に設定する。
【００３５】
ステップＳ９０２において、移相部１０２は、発振部１０１からの信号をπ／２または−π／２だけ移相する。ステップＳ９０３において、第２の増幅回路１０３ｂは、移相された信号の大きさを圧電素子１０５を駆動できる大きさに増幅する。ステップＳ９０４において、第１の増幅回路１０３ａは、発振部１０１からの信号の大きさを圧電素子１０５を駆動できる大きさに増幅する。ステップＳ９０５において、電流検出部１０４は、第１の増幅回路１０３ａからの信号（印加電流）を電圧へ変換する。位相がπ／２または−π／２だけ異なっている２つの信号は、それぞれ外部電極１１３へ印加される。
【００３６】
ステップＳ９０６において、圧電素子１０５は、楕円振動を発生する。これにより、圧電素子１０５は、超音波モータを駆動させる。ステップＳ９０７において、積算器１０６は、移相された信号と電流検出器１０４で検出された信号とを積算する。ステップＳ９０８において、ローパスフィルタ１０７は、積算された信号のうちの直流成分に対応する信号βを抽出する。ステップＳ９０９において、比較判定部１０８は、信号βと設定電圧Ｖｘとを比較し、以下に述べる制御を行う。圧電素子１０５は、例えば温度特性により発信周波数がシフトしてしまうことがある。このため、比較判定部１０８は、所望の発振周波数を維持するための制御を行う。
【００３７】
図１０は、比較判定部１０８が行う制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００１において、発振部１０１を圧電素子１０５の共振点近傍の周波数に設定する。ステップＳ１００３において、比較判定部１０８は、信号βと設定電圧Ｖｘとの差分（β−Ｖｘ）を算出する。
【００３８】
β−Ｖｘ＜０のとき、ステップＳ１００２へ進む。ステップＳ１００２において、周波数を１ステップ減少させる。これにより、図８の（ｂ）において周波数はＡ１からＢ１の方向へ変化する。そして、差分（β−Ｖｘ）＝０となるまで、ステップＳ１００２、Ｓ１００３を繰り返す。この結果、発振部１０１の周波数を共振点の周波数Ｂ１に設定できる。
【００３９】
β−Ｖｘ＞０のとき、ステップＳ１００４へ進む。ステップＳ１００４において、周波数を１ステップ増加させる。これにより、図８の（ｂ）において周波数はＣ１からＢ１の方向へ変化する。そして、差分（β−Ｖｘ）＝０となるまで、ステップＳ１００４、Ｓ１００３を繰り返す。この結果、発振部１０１の周波数を共振点の周波数Ｂ１に設定できる。
【００４０】
また、β−Ｖｘ＝０のときは、そのままの状態の制御を継続する。このような制御により、超音波モータを、常に最大速度で安定して駆動できる。好ましくは、移相部１０２による移相量をπ／２とすることが望ましい。これにより、図８の（ａ）で示すように、信号βの曲線は、θ軸とゼロクロスする。このため、さらに容易に制御できる。また、設定電圧Ｖｘを任意の電圧に設定することで、共振周波数と異なる他の周波数で駆動することもできる。
【００４１】
なお、図１１に示すように、電流検出部１０４は、第２の増幅回路１０３ｂからの信号を電圧に変換する位置に設けても良い。
【実施例２】
【００４２】
図１２は、本発明の実施例２に係る超音波モータ駆動回路２００を示す図である。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
上記実施例１では、発振部１０１は正弦波信号を出力している。これに対して、本実施例の発振部２０１は、矩形波信号を出力する。第１の増幅回路１０３ａは、矩形波信号の大きさを増幅する。電流検出回路１０４は、増幅された信号を電圧に変換する。電圧に変換された信号はバンドパスフィルタ２０２に入力される。
【００４４】
バンドパスフィルタ２０２は、共振周波数近傍の周波数帯域のみ通過させる。一般的に、発振部２０１及びその周辺回路は、デジタル処理を行う。従って、発振部２０１及びその周辺回路の制御は、矩形波信号の方が有利である。ここで、矩形波信号が出力されるとき、圧電素子１０５に印加される電流には高調波成分が含まれる。これにより、電流検出部１０４により電流−電圧変換された信号は、高調波成分を含んだ信号となる。このため、バンドパスフィルタ２０２を用いて、高調波成分を除去する。さらに、バンドパスフィルタ２０２は、外部ノイズを除去するために共振周波数近傍の帯域のみを通過させる。これにより、バンドパスフィルタ２０２は、高調波信号やノイズ等の外部信号を除去できる。この結果、所望の信号成分のみを得ることができる。
【００４５】
次に、積算器１０８は、バンドパスフィルタ２０２からの出力信号と移相部１０２からの出力信号とを積算する。ローパスフィルタ１０７は、積算された信号のうちの直流成分に対応する信号βを抽出する。そして、比較判定部１０８は、信号βと任意の設定電圧Ｖｘとを比較し、上述と同様に発振部２０１を制御する。これにより、本実施例では、デジタル処理に好適な矩形波を用いるとき、小型、かつ簡便な構成で超音波モータを安定して所定の状態で駆動できる。なお、発振部２０１が出力する信号は、矩形波信号に限られない。例えば、発振部２０１、三角波、正弦波等の信号を出力しても良い。
【実施例３】
【００４６】
図１３は、本発明の実施例３に係る超音波モータ駆動回路３００を示す図である。上記実施例１、実施例２と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例では、２つの移相部１０２、３０２を備えている点が実施例１と異なる。２つの移相部１０２、３０２は、それぞれ第１の移相回路、第２の移相回路に対応する。移相部１０２、３０２は、それぞれ独立して信号の位相を変化させることができる。
【００４７】
積算器１０６は、移相部３０２で移相された信号と電流検出部１０４で電圧へ変換された信号とを積算する。ローパスフィルタ１０７は、積算された信号のうちの直流成分に対応する信号βを抽出する。図１４の（ｂ）に示すように、共振点周波数は周波数Ｃ３である。図１４の（ａ）に示すように、周波数Ｃ３に対応する直流成分は信号Ｃ４である。上記実施例１、実施例２では、共振点周波数により最大速度で駆動している。これに対して、本実施例では、最大駆動速度よりも遅い速度、例えば周波数Ｂ３で駆動するように制御する。
【００４８】
図１４は、比較判定部１０８が行う制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ１４０１において、発振部２０１を圧電素子１０５の周波数Ａ３に設定する。ステップＳ１４０３において、比較判定部１０８は、信号βと設定電圧Ｖｘとの差分（β−Ｖｘ）を算出する。ここで、設定電圧Ｖｘは、信号βがＢ４となる値に設定しておく。
【００４９】
β−Ｖｘ＜０のとき、ステップＳ１４０２へ進む。ステップＳ１４０２において、周波数を１ステップ減少させる。これにより、図１４の（ｂ）で示す周波数はＡ３からＢ３の方向へ変化する。そして、差分（β−Ｖｘ）＝０となるまで、ステップＳ１４０２、Ｓ１４０３を繰り返す。この結果、発振部２０１を周波数Ｂ３に設定できる。
【００５０】
β−Ｖｘ＞０のとき、ステップＳ１４０４へ進む。ステップＳ１４０４において、周波数を１ステップ増加させる。これにより、図１４の（ｂ）で示す周波数はＣ３からＢ３の方向へ変化する。そして、差分（β−Ｖｘ）＝０となるまで、ステップＳ１４０４、Ｓ１４０３を繰り返す。この結果、発振部２０１を周波数Ｂ３に設定できる。また、β−Ｖｘ＝０のときは、そのままの状態の制御を継続する。このような制御により、超音波モータを、常に周波数Ｂ３で安定して駆動できる。
【００５１】
このように、本実施例では移相部３０２を用いて上式（１）の位相θを独立して変化させることができる。これにより、例えば超音波モータを駆動する回転方向を反転するとき、移相部１０２により信号の極性を反転すればよい。また、圧電素子によっては、共振点のピークが鋭く、安定しない場合がある。さらに、圧電素子の特性により、共振点周波数が最大駆動速度に対応していないことがある。このとき、本実施例のように２つの位相回路を用いることで、信号の位相を任意に変化させ、かつ制御が容易となる。
【００５２】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明に係る超音波モータ駆動回路は、圧電素子を用いた小型な超音波モータの駆動に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る超音波モータ駆動回路の概略構成を示す。
【図２】超音波振動子の正面構成を示す図である。
【図３】圧電素子の構成を示す図である。
【図４】圧電素子の構成を示す他の図である。
【図５】超音波振動子の構成を示す他の図である。
【図６】出力信号を説明する図である。
【図７】出力信号を説明する他の図である。
【図８】出力信号を説明する別の図である。
【図９】比較判定部の制御手順を説明するフローチャートである。
【図１０】比較判定部の制御手順を説明する他のフローチャートである。
【図１１】実施例１の変形例の超音波モータ駆動回路の概略構成を示す。
【図１２】本発明の実施例２に係る超音波モータ駆動回路の概略構成を示す。
【図１３】本発明の実施例３に係る超音波モータ駆動回路の概略構成を示す。
【図１４】出力信号を説明する図である。
【図１５】出力信号を説明する他の図である。
【図１６】従来の超音波モータ駆動回路の概略構成を示す。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  発振部
１０２  移相部
１０３ａ、１０３ｂ  増幅回路
１０４  電流検出部
１０５  圧電素子
１０６  積算器
１０７  ローパスフィルタ
１０８  比較判定部
１１１ａ、１１１ｂ  圧電板
１１２  絶縁板
１１３  外部電極
１１４  外部電極
１１７ａ、１１７ｂ  内部電極
１１９  ピン
２００  超音波モータ駆動回路
２０１  発振部
２０２  ローパスフィルタ
３００  超音波モータ駆動回路
３０２  移相部
１５０１  電圧制御発振回路
１５０２  移相器
１５０３ａ、１５０３ｂ  電力増幅回路
１５０４  超音波モータ
１５０５  バンドパスフィルタ
１５０６  整流回路
１５０７  誤差増幅回路
１５０８  周波数制御回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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