(57)【要約】【課題】差動信号への誤信号の侵入を阻み、不具合が解消されるまで正常時の信号を保持することができる差動信号伝送装置を提供する。【解決手段】差動信号伝送回路１０では、差動ドライバ１が出力する差動信号Ｓｐ，Ｓｍは、第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４にそれぞれ正負逆に入力されて信号Ｓ１，Ｓ２として出力される。信号Ｓ１，Ｓ２は、第１のラッチ５と第２のラッチ６にクロック信号のタイミングでラッチされ信号Ｄ１，Ｄ２として出力される。演算回路７は、信号Ｄ１，Ｄ２の排他的論理和を演算し、同じ論理値の場合に論理値０を、違う論理値の場合に論理値１を出力する。信号Ｄ１と演算回路７からの出力は第３のラッチ８に入力され、第３のラッチ８は、論理値１の場合には信号Ｄ１をクロック信号のタイミングで入力させて出力し、論理値０の場合には出力を保持する。【選択図】図１
2018085712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動信号の正論理の信号を非反転入力に入力させると共に前記差動信号の負論理の信号を反転入力に入力させ、所定の処理を行って第１の信号を出力する第１の受信手段と、
前記差動信号の正論理の信号を反転入力に入力させると共に前記差動信号の負論理の信号を非反転入力に入力させ、所定の処理を行って第２の信号を出力する第２の受信手段と、
前記差動信号を前記第１の受信手段と前記第２の受信手段に送信する送信手段と、
少なくとも前記差動信号の周波数の２倍以上の所定の周波数のクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記クロック信号のタイミングで前記第１の信号をラッチして第３の信号を出力する第１のラッチ手段と、
前記クロック信号のタイミングで前記第２の信号をラッチして第４の信号を出力する第２のラッチ手段と、
前記第３の信号と前記第４の信号との排他的論理和を演算し、前記第３の信号と前記第４の信号とが同じ論理値の場合に論理値０を出力し、前記第３の信号と前記第４の信号とが違う論理値の場合に論理値１を出力する演算手段と、
前記第３の信号または前記第４の信号と前記演算手段から出力される信号とが入力される第３のラッチ手段と、を備え、
前記第３のラッチ手段は、前記演算手段からの出力が論理値１の場合には前記第３の信号または前記第４の信号を前記クロック信号のタイミングで入力して出力を更新し、前記演算手段からの出力が論理値０の場合には出力を更新しないことを特徴とする差動信号伝送装置。
【請求項２】
前記第１の受信手段は、前記差動信号の正論理の信号から前記差動信号の負論理の信号を差し引いた信号と所定の閾値との比較結果を示す信号を前記第１の信号として出力し、
前記第２の受信手段は、前記差動信号の負論理の信号から前記差動信号の正論理の信号を差し引いた信号と前記閾値との比較結果を示す信号を前記第２の信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の差動信号伝送装置。
【請求項３】
振動体と被駆動体が接触し、前記振動体に励起された振動により前記振動体と前記被駆動体とが相対的に移動する振動型アクチュエータと、
前記振動体と前記被駆動体との相対位置を示す位置信号を出力する位置検出手段と、
前記位置検出手段から出力される位置信号に基づいて前記振動型アクチュエータの駆動を制御する駆動手段と、を備える振動型駆動装置であって、
前記駆動手段は、
差動信号の正論理の信号を非反転入力に入力させると共に前記差動信号の負論理の信号を反転入力に入力させ、所定の処理を行って第１の信号を出力する第１の受信手段と、
前記差動信号の正論理の信号を反転入力に入力させると共に前記差動信号の負論理の信号を非反転入力に入力させ、所定の処理を行って第２の信号を出力する第２の受信手段と、
前記位置検出手段から出力される位置信号を前記差動信号に変換して前記第１の受信手段と前記第２の受信手段に送信する送信手段と、
少なくとも前記差動信号の周波数の２倍以上の所定の周波数のクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記クロック信号のタイミングで前記第１の信号をラッチして第３の信号を出力する第１のラッチ手段と、
前記クロック信号のタイミングで前記第２の信号をラッチして第４の信号を出力する第２のラッチ手段と、
前記第３の信号と前記第４の信号との排他的論理和を演算し、前記第３の信号と前記第４の信号とが同じ論理値の場合に論理値０を出力し、前記第３の信号と前記第４の信号とが違う論理値の場合に論理値１を出力する演算手段と、
前記第３の信号または前記第４の信号と前記演算手段から出力される信号とが入力され、前記演算手段からの出力が論理値１の場合には前記第３の信号または前記第４の信号を前記クロック信号のタイミングで入力させて出力し、前記演算手段からの出力が論理値０の場合には出力を保持する第３のラッチ手段と、
前記第３のラッチ手段から出力される信号をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段によるカウント情報に基づいて前記振動型アクチュエータを駆動するための信号を生成する制御手段と、を備えることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項４】
前記カウント手段は、前記演算手段からの出力が論理値１の場合にカウント動作を行い、前記演算手段からの出力が論理値０の場合にはカウント動作を停止することを特徴とする請求項３に記載の振動型駆動装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記位置検出手段と前記送信手段に電源を供給する給電手段を有し、
前記給電手段は、前記給電手段への給電が停止された場合には前記送信手段への給電を停止させた後に前記位置検出手段への給電を停止し、前記給電手段への給電が開始された場合には前記位置検出手段への給電を開始した後に前記送信手段への給電を開始することを特徴とする請求項３又は４に記載の振動型駆動装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記振動型アクチュエータの駆動を開始する前に前記位置検出手段への給電を開始して前記位置検出手段を動作させるよう前記給電手段を制御し、前記演算手段からの出力が論理値１となった後に前記振動型アクチュエータの駆動を開始し、前記振動型アクチュエータの駆動を停止させた後に前記位置検出手段への給電を停止するよう前記給電手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
前記給電手段は、前記振動型アクチュエータを駆動するための交流の駆動電圧を整流して直流電圧を生成し、前記位置検出手段へ給電することを特徴とする請求項５又は６に記載の振動型駆動装置。
【請求項８】
振動型アクチュエータの駆動方法であって、
前記振動型アクチュエータが動き出さない条件で交流駆動電圧を印加するステップと、
前記振動型アクチュエータによる駆動対象物の位置信号を差動信号に変換して第１の受信手段と第２の受信手段に送信するステップと、
前記差動信号の正論理の信号と前記差動信号の負論理の信号を前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のそれぞれの反転入力と非反転入力に正負逆に入力し、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段で所定の処理を行って第１の信号を第２の信号を出力するステップと、
前記第１の信号および前記第２の信号を前記差動信号の周波数の２倍以上の所定の周波数のクロック信号のタイミングで同時に入力して第３の信号および第４の信号を出力するステップと、
前記第３の信号と前記第４の信号との排他的論理和を演算し、前記第３の信号と前記第４の信号とが同じ論理値の場合に論理値０を出力し、前記第３の信号と前記第４の信号とが違う論理値の場合に論理値１を出力するステップと、
上記排他的論理和の演算による出力が論理値１になってから前記振動型アクチュエータが動く条件の交流駆動電圧を印加するステップと、を有することを特徴とする振動型アクチュエータの制御方法。
【請求項９】
請求項３乃至７のいずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
前記振動型駆動装置が備える前記振動型アクチュエータにより位置決めされる部材と、を備え、
前記振動型駆動装置が備える位置検出手段は、前記部材の位置を検出することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動信号伝送装置、振動型アクチュエータの制御方法、振動型駆動装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
外来ノイズに耐性のある信号伝送を行う技術の１つとして、差動信号伝送技術が知られている。差動信号伝送では、強い電磁ノイズに伝送路が曝されても、差動信号を伝送する２本の電線（伝送路）に同じようにノイズが重畳するため、２本の電線の電位差に着目することにより、ノイズの影響を受けずに信号伝送を行うことができる。しかし、伝送路が差動信号を受信するＩＣの電源電圧を超えるような強いスパイク性のノイズに曝されると、差動信号の電位差を保つことができなくなって、ノイズが侵入してしまうことがある。
【０００３】
そこで、特許文献１には、２つの差動信号の受信手段の入力側に送信手段から伝送された１対の差動信号を正負逆に接続し、２つの受信手段の出力を排他的論理和演算することによってノイズ侵入や差動信号の送信手段の不具合を検出する技術が提案されている。特許文献１にはまた、受信手段の一方の出力と排他的論理和演算の結果の論理積演算を行うことによって、ノイズ侵入や送信手段に不具合がある間は、送信手段からの信号を通過させないようにする技術が提案されている。なお、このような技術は、差動信号入力が電位差０Ｖのときの出力を論理値１又は０（ゼロ）のいずれか一方に固定する受信手段を用いることによって実現されている。
【０００４】
一方、差動信号伝送技術は、ロボットの内部ネットワーク等にも利用されている。例えば、小型のロボットハンドとして、構成がシンプルであり、小型軽量でありながら出力トルクが大きい振動型アクチュエータが組み込まれたものが知られている。振動型アクチュエータをロボットに組み込む場合には、ロボットの軽量化のために、振動型アクチュエータのコントローラ（ドライバ）はロボットから離して配置される。そのため、振動型アクチュエータとコントローラとを屈曲性を有する長いケーブルで接続する必要があり、その結果、ケーブルが断線するリスクが高くなるために、状況のモニタリングと適切な処置を行う技術が必要となってきている。
【０００５】
ここで、振動型アクチュエータには停止時に大きな保持力を有するという特徴があるため、振動型アクチュエータへの通電を切るだけで、駆動対象物の位置を保持することができる。そこで、特許文献２には、振動型アクチュエータの制御について、振動型アクチュエータの停止時にロータリエンコーダへの電源供給を停止することで、停止時の消費電力を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５４１６６７３号公報
【特許文献２】特許第３２４５２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載された技術では、排他的論理和演算手段の出力信号（以下「検出信号」という）からノイズの侵入や断線を検出することができる。しかし、検出信号と差動受信手段の出力信号（受信信号）の論理積を取っているため、ノイズ侵入によって出力が強制的に論理値０に固定されてしまい、ノイズの侵入を阻むことができないという問題がある。また、論理積演算手段に入力される検出信号と受信信号とは、排他的論理和演算手段の遅延時間分だけ時間的にずれている。そのため、受信信号がノイズ等で変化する過渡的な時間領域において、原理的に、ノイズの侵入を阻むことができない時間領域が存在する。
【０００８】
上記特許文献２の方法では、ロータリエンコーダへの給電のオン／オフやロータリエンコーダから出力されるパルス信号をカウントする位置カウンタの動作制御を位置信号の受信側で行う必要がある。また、ロータリエンコーダへの給電のオン／オフからロータリエンコーダが使用可能になるまでの時間を見込んで振動型アクチュエータの起動と停止を行わなければならないため、時間的な余裕を持たせたシーケンスとする必要がある。
【０００９】
本発明は、差動信号への誤信号の侵入を阻み、不具合が解消されるまで正常時の信号を保持することができる差動信号伝送装置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】
本発明に係る差動信号伝送装置は、差動信号の正論理の信号を非反転入力に入力させると共に前記差動信号の負論理の信号を反転入力に入力させ、所定の処理を行って第１の信号を出力する第１の受信手段と、前記差動信号の正論理の信号を反転入力に入力させると共に前記差動信号の負論理の信号を非反転入力に入力させ、所定の処理を行って第２の信号を出力する第２の受信手段と、前記差動信号を前記第１の受信手段と前記第２の受信手段に送信する送信手段と、少なくとも前記差動信号の周波数の２倍以上の所定の周波数のクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、前記クロック信号のタイミングで前記第１の信号をラッチして第３の信号を出力する第１のラッチ手段と、前記クロック信号のタイミングで前記第２の信号をラッチして第４の信号を出力する第２のラッチ手段と、前記第３の信号と前記第４の信号との排他的論理和を演算し、前記第３の信号と前記第４の信号とが同じ論理値の場合に論理値０を出力し、前記第３の信号と前記第４の信号とが違う論理値の場合に論理値１を出力する演算手段と、前記第３の信号または前記第４の信号と前記演算手段から出力される信号とが入力される第３のラッチ手段と、を備え、前記第３のラッチ手段は、前記演算手段からの出力が論理値１の場合には前記第３の信号または前記第４の信号を前記クロック信号のタイミングで入力して出力を更新し、前記演算手段からの出力が論理値０の場合には出力を更新しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、差動信号への誤信号の侵入を阻み、不具合が解消されるまで正常時の信号を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る差動信号伝送回路の回路図である。
【図２】差動信号伝送回路を構成する各部の信号波形のタイミングチャートである。
【図３】図１の差動信号伝送回路からラッチを除いた回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る振動型駆動装置のブロック図である。
【図５】振動型アクチュエータの概略構成を示す側面図である。
【図６】振動型アクチュエータの圧電素子の構成と交流駆動電圧を説明する図である。
【図７】駆動制御装置の差動信号送信部と差動信号受信部の回路図の一例である。
【図８】駆動制御装置内で伝送される各種信号の波形を示す図である。
【図９】駆動制御装置の位置検出部の変形例に係る回路構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る別の振動型駆動装置の構成を説明する図である。
【図１１】図１０の振動型駆動装置でのＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る差動信号伝送装置の一例である差動信号伝送回路１０の回路図である。差動信号伝送回路１０は、差動ドライバ１、ツイストペア電線２、第１の差動レシーバ３、第２の差動レシーバ４、第１のラッチ５、第２のラッチ６、排他的論理和演算回路７及び第３のラッチ８を備える。排他的論理和演算回路７を、以下の説明では「演算回路７」と記すこととする。
【００１４】
差動ドライバ１は、入力信号であるロジック信号Ｓｉｎを差動信号Ｓｐ，Ｓｍ（正論理の信号、負論理の信号）に変換し、第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４へ出力する出力手段である。ツイストペア電線２は、差動信号Ｓｐ，Ｓｍを伝送する伝送手段であり、ここでは、シールドで覆われている電線が用いられているものとする。差動信号Ｓｐ，Ｓｍは、第１の差動レシーバ３（第１の受信手段）と第２の差動レシーバ４（第２の受信手段）がそれぞれ備える非反転入力（正入力）と反転入力（負入力）に入力される。このとき、第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４とでは、差動信号Ｓｐ，Ｓｍの非反転入力と反転入力への入力が正負逆とされている。第１の差動レシーバ３は、差動信号Ｓｐ，Ｓｍの差と閾値Ｔｈとの比較結果である信号Ｓ１（第１の信号）を出力し、第２の差動レシーバ４は、差動信号Ｓｐ，Ｓｍの差と閾値Ｔｈとの比較結果である信号Ｓ２（第２の信号）を出力する。また、送信側の差動ドライバ１は、受信側の第１の差動レシーバ３及び第２の差動レシーバ４とは異なるユニットに含まれており、送信側と受信側との間はツイストペア電線２で接続されている。差動ドライバ１への入力信号であるロジック信号Ｓｉｎには、例えば、位置検出用のロータリエンコーダの出力信号等が想定される。差動ドライバ１はアクチュエータと一体のユニット内に設けられ、第１の差動レシーバ３及び第２の差動レシーバ４はアクチュエータの制御用ドライバユニットに設けられる。
【００１５】
第１のラッチ５と第２のラッチ６はそれぞれ、公知のＤラッチである。第１のラッチ５は、信号Ｓ１を受信側ユニットに設けられた不図示のクロック信号生成回路からのクロック信号ＣＬＫのタイミングで入力し、信号Ｄ１（第３の信号）を出力する。同様に、第２のラッチ６は、信号Ｓ２を不図示のクロック信号生成回路からのクロック信号ＣＬＫのタイミングで信号Ｓ１と同じタイミングで入力し、信号Ｄ２（第４の信号）を出力する。演算回路７は、信号Ｄ１と信号Ｄ２の排他的論理和を演算し、信号ＥＮ１として、信号Ｄ１と信号Ｄ２が同じ論理値の場合には論理値０（ゼロ）を出力し、違う論理値の場合には論理値１を出力する。第３のラッチ８は、信号ＥＮ１が論理値０のときには保存されている値を更新せずに保持し、論理値１のときには信号Ｄ１の論理値をＣＬＫ信号のタイミングで入力し、出力信号Ｓｏｕｔ１に更新して出力する。ここで、不図示のクロック信号は、差動ドライバ１と第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４との間で伝送される差動信号の周波数に対して、最低でも２倍以上、通常は１０倍以上の周波数に設定されている。且つ、不図示のクロック信号は、信号Ｓ１と信号Ｓ２を同一のタイミングで（同時に）第１のラッチ５及び第２のラッチ６に入力している。クロック信号の周波数を差動信号の最大周波数の１０倍以上の適切な周波数を選択すれば、信号Ｓ１及び信号Ｓ２のパルス幅や周波数の情報を目的に応じた分解能で信号Ｄ１及び信号Ｄ２に伝達することができる。なお、クロック信号の周波数は、固定であってもよいし可変であってもよい。
【００１６】
図２は、差動信号伝送回路１０を構成する各部の信号波形を示すタイミングチャートである。なお、図２の下部に示す「ＥＮ２」と「Ｓｏｕｔ２」は、図３を参照して後述する差動信号伝送回路１０ａに関するものであるが、差動信号伝送回路１０との比較のために図２に示している。
【００１７】
差動ドライバ１は、ロジック信号Ｓｉｎに対して正論理の信号を差動信号Ｓｐとして出力し、負論理の信号を差動信号Ｓｍとして出力する。第１の差動レシーバ３では、差動信号Ｓｐが正入力に入力され、差動信号Ｓｍが負入力に入力されるため、その出力である信号Ｓ１はロジック信号Ｓｉｎと同じ論理の信号となる。同様に第２の差動レシーバ４では、差動信号Ｓｐ，Ｓｍの入力が第１の差動レシーバ３とは正負逆となっているため、出力される信号Ｓ２はロジック信号Ｓｉｎが反転した信号となる。なお、後述するように、信号Ｓ１，Ｓ２は共に、ロジック信号Ｓｉｎに対して、若干、遅延した信号となっている。
【００１８】
ここで、第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４の動作について詳しく説明する。第１の差動レシーバ３は、正入力の差動信号Ｓｐから負入力の差動信号Ｓｍを差し引いた信号Ｓｐ−Ｓｍを求め、これを所定の閾値Ｔｈと比較して信号Ｓ１を出力する。第２の差動レシーバ４は、第１の差動レシーバ３とは逆に、差動信号Ｓｍから差動信号Ｓｐを差し引いた信号Ｓｍ−Ｓｐを求め、これを所定の閾値Ｔｈと比較して信号Ｓ２を出力する。このように第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４は閾値Ｔｈとの比較を同様に行っているので、差動信号Ｓｍ，Ｓｐの差が０Ｖとなるときには、第１の差動レシーバ３も第２の差動レシーバ４も論理値０を出力する。この機能は、差動レシーバを使用する上で有用である。なぜなら、送信側が通電されていないときやケーブルが接続されていないときに閾値を０Ｖとすると出力が不安定になってしまうが、閾値Ｔｈを設定して一定のオフセットを与えることで出力信号が不安定になることを防止することができるからである。
【００１９】
一方、差動レシーバには、信号の差を閾値Ｔｈと比較することで、単なる差動バッファのような論理素子として扱うことができないという注意すべき特徴がある。それは、閾値Ｔｈが０Ｖからオフセットしているため、入力の論理を上記の通りに入れ替えると、出力信号の遅延時間が変化することである。図２には、信号Ｓｐ−Ｓｍと信号Ｓｍ−Ｓｐと閾値Ｔｈとの関係が示されており、信号Ｓｐ−Ｓｍと信号Ｓｍ−Ｓｐとでは、変化するタイミングから閾値Ｔｈを超えるまでの時間が異なっていることがわかる。よって、信号Ｓ１と信号Ｓ２には、時間的なずれが発生している。
【００２０】
続いて、演算回路７の動作について説明する。演算回路７は、信号Ｓ１と信号Ｓ２が異なる論理値であること（正常な状態）と、同じ論理値であること（ツイストペア電線２へのノイズ侵入や断線、各回路の通電オフ（動作停止）等の異常発生状態）とを、信号Ｄ１，Ｄ２により判別する。ここで、上述したように、差動信号Ｓｐ，Ｓｍがクロスするタイミングでの信号Ｓ１と信号Ｓ２の遅延時間が異なるため、演算回路７から出力される信号ＥＮ１には、パルスＰｌ−１，Ｐｌ−２のようなスパイク性のパルスが発生する。そこで、本実施形態では、演算回路７から出力される信号ＥＮ１が論理値１の場合には信号Ｄ１を第３のラッチ８に入力し、パルスＰｌ−１やパルスＰｌ−２のような論理値０の信号が発生している間は信号Ｄ１を第３のラッチ８に取り込まない構成としている。したがって、第３のラッチ８からの出力信号Ｓｏｕｔ１には、信号Ｓ１が変化する不安定な領域の状態は出力されず、安定な時間領域の状態のみが出力される。
【００２１】
次に、ツイストペア電線２に強い電磁パルスが照射され、差動信号Ｓｐ，Ｓｍに大きなコモンモードノイズ（図２に「Ｎｏｉｓｅ」と記す）が重畳された場合の動作について説明する。差動信号伝送方式は、コモンモードノイズに耐性の高い技術であり、小さなノイズであれば、差動信号の相方が同様に変化するために差動信号間の電位差は変わらず、差動レシーバはノイズに影響されずに差動信号を受信することができる。しかし、差動レシーバの電源電圧を超える大きなコモンモードノイズが入力されると、保護回路によって入力電圧が制限され、差動信号の差が０Ｖになってしまうことがある。この場合でも、差動信号伝送回路１０では、第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４は共に論理値０を出力するため、演算回路７から出力される信号ＥＮ１も論理値０を出力する。したがって、第３のラッチ８には、コモンモードノイズが入力されている間は、信号Ｄ１は入力されず、第３のラッチ８の出力信号Ｓｏｕｔ１にはこのようなノイズが出力されることはない。
【００２２】
以上のコモンモードノイズに関する説明では、第１のラッチ５及び第２のラッチ６による信号入力動作についての説明を省略したが、これらのラッチによる信号入力動作は、ノイズを侵入させないための重要な役割を担っている。そこで、続いて、第１のラッチ５及び第２のラッチ６による信号入力動作について説明する。
【００２３】
図３は、図１に示した差動信号伝送回路１０の回路構成から第１のラッチ５及び第２のラッチ６を除いた構成を有する差動信号伝送回路１０ａの回路図である。差動信号伝送回路１０ａでの演算回路７から出力される信号ＥＮ２と第３のラッチ８の出力信号Ｓｏｕｔ２が、図２の最下段に示されている。
【００２４】
出力信号Ｓｏｕｔ２には、出力信号Ｓｏｕｔ１にはないパルスＰｌ−３が、コモンモードノイズの最初のエッジ近傍に発生している。これは、第１のラッチ５及び第２のラッチ６による信号入力動作がないために発生したものであり、主な原因は演算回路７の入出力の遅延時間である。つまり、信号ＥＮ２は信号Ｓ１に対して一定の時間遅延しているため、差動信号伝送回路１０ａでは第３のラッチ８のＤ入力とＥＮ入力の信号に時間のずれが生じてしまう。そのため、ＣＬＫ信号のタイミングが信号Ｓ１の信号エッジに近い場合に、間違ったタイミングの信号Ｓ１が第３のラッチ８に入力されることがある。
【００２５】
これに対し、第１のラッチ５及び第２のラッチ６を用いた差動信号伝送回路１０では、信号Ｄ１が変化してから信号ＥＮ１が変化するまでの演算回路７の遅延時間より長い周期のＣＬＫ信号を用いている。これにより、演算回路７の遅延時間の影響を無くして、常に正しい組み合わせの信号によって第３のラッチ８が動作可能となる。
【００２６】
なお、本実施形態では演算回路７を用いた構成について説明したが、同じ機能を持つものであれば、複数の論理演算回路（論理演算素子）を組み合わせて構成されていてもよい。また、本実施形態では、差動信号伝送回路１０の終端に抵抗を設けていないが、第１の差動レシーバ３又は第２の差動レシーバ４のいずれか一方に終端抵抗を設けてもよい。
【００２７】
次に、本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータの駆動制御（駆動対象物の位置制御）について説明する。図４は、振動型駆動装置２０の概略構成を示すブロック図である。振動型駆動装置２０は、振動型アクチュエータ３０と、振動型アクチュエータ３０を駆動する駆動制御装置４０とを有する。図５は、振動型アクチュエータ３０の概略構成を示す側面図である。図６（ａ）は、振動型アクチュエータ３０が有する圧電素子３３の電極構造を説明する平面図であり、図６（ｂ）は、圧電素子３３に印加される交流駆動電圧の波形を示す図である。ここでは、最初に、図５及び図６を参照して、振動型アクチュエータ３０の構成について説明し、その後、主に図４を参照して、不図示の駆動対象物の位置を制御するための駆動制御装置４０による振動型アクチュエータ３０の駆動制御について説明する。
【００２８】
図５に示すように、振動型アクチュエータ３０は、弾性体３１、ロータ３２、圧電素子３３、光学スケール３４、回転軸３５及び基台３６を備える。電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子３３は、板状で円環状の圧電セラミックスの表面（一方の面）に、図６（ａ）に示すように、円周に沿って２４個の電極が設けられた構造を有する。これら２４個のうち２３個の電極は、周方向において３つおきに接続されることで、４つの電極群３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに分かれている。残る１個の電極３３ｅは、振動検出用の電極であり、圧電素子３３に振動が励起されたときに圧電効果によって発生する電圧の検出に用いられる。圧電セラミックスの不図示の裏面（他方の面）には、裏面全体に１つの共通電極（全面電極）が形成されている。
【００２９】
円環状の弾性体３１は、金属又はセラミックで形成されている。圧電素子３３の裏面は接着剤により弾性体３１の平滑面に接着されており、圧電素子３３と弾性体３１により振動体が構成される。なお、振動体は、圧電素子のみによって構成されていてもよい。電極群３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと共通電極との間にはそれぞれ、図６（ｂ）に示すような位相が９０度ずつずれた交流駆動電圧Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２が印加される。これにより、圧電素子３３に生じる変形にしたがって、弾性体３１の凹凸面（平滑面の反対側の面）には、周方向に略等間隔に６つの波からなる進行性の振動波（以下「進行波」という）が励起される。弾性体３１は、進行波の励起が阻害されないように、不図示の支持機構を用いて基台３６に支持されている。なお、弾性体３１の凹凸面は、励起される進行波（振動）の振幅を拡大させる機能を有する。また、圧電素子３３に代えて、電歪素子により弾性体３１に進行波を励起してもよい。
【００３０】
回転軸３５は、ロータ３２の中心を通るようにロータ３２に接合されると共に振動体の中心孔を振動体と接触しないように貫通しており、更に不図示のベアリング等を介して回転可能に基台３６に支持されている。ロータ３２は、不図示の加圧手段によって弾性体３１の凹凸面に加圧接触しており、弾性体３１に励起された進行波によって摩擦駆動されることによって回転軸３５を中心として回転する被駆動体である。ロータ３２の回転運動に伴って回転軸３５も回転するため、回転軸３５を介して回転運動を外部に出力することができる。よって、回転軸３５に不図示の駆動対象物を取り付けることにより、駆動対象物を駆動することができる。駆動対象物は、回転軸３５に直接的に取り付けられていてもよいし、ギア等を介して間接的に取り付けられていてもよい。また、駆動対象物は、回転軸３５の回転に伴って回転するものであってもよいし、ギア等を介して直進運動を行うものであってもよい。
【００３１】
振動型アクチュエータ３０の用途は、特に限定されるものではない。振動型アクチュエータ３０は、例えば、多関節ロボットアームの回転駆動手段、デジタルカメラ等の撮像装置のレンズ駆動手段やミラー駆動手段、複写機等の感光ドラム等の駆動手段等、位置決めが必要な部材を備える各種の電子機器に広く用いることができる。
【００３２】
光学スケール３４は、回転軸３５の回転角度を検出するための光学的な目盛が形成された板状の部材であり、回転軸３５に固定されている。光センサ基板４７は、基台３６に保持されており、光学スケール３４に光を照射して光学スケール３４からの反射光に基づいて光学スケール３４に設けられた目盛情報を読み取る光センサＩＣ４７ａを有する。光学スケール３４に設けられた目盛情報を読み取ることで、ロータ３２の回転角度（回転量）を検出し、ロータ３２の振動体に対する相対位置を検出することができる。つまり、ロータ３２及び回転軸３５の位置決めを行うことができる。また、駆動対象物の位置はロータ３２の位置と関連付けすることが可能であり、よって、ロータ３２の振動体に対する相対的な位置と回転角度を検出することにより、駆動対象物の位置と移動量を検出して、駆動対象物を所定位置に位置決めすることができる。
【００３３】
ところで、振動型アクチュエータ３０では、弾性体３１とロータ３２とが加圧接触しているため、弾性体３１での進行波の励起を停止している状態ではロータ３２は回転しない。そこで、駆動制御装置４０に上述した差動信号伝送回路１０を適用し、ロータ３２の位置を検出するための信号を差動信号とする。これにより、ロータ３２の位置検出手段（光センサ基板４７と光センサＩＣ４７ａ）への電源供給（以下「給電」という）を停止しても、ロータ３２の停止位置を示す位置信号を自動的に保持することができる。つまり、駆動制御装置４０は、振動型アクチュエータ３０の駆動と連携してロータ３２の位置検出手段への給電を制御し、これにより、振動型アクチュエータ３０の停止時の消費電力をより小さく抑えることを可能とする。このような機能を実現するために、駆動制御装置４０は、大略的に、振動型アクチュエータ３０の駆動部、ロータ３２の位置検出部及びタイミング調整部４８と、これらの各部を制御するＣＰＵ４６を備える。以下、駆動制御装置４０の構成と機能について、図４を参照して説明する。
【００３４】
ＣＰＵ４６は、ここでは、各種の演算処理を行うプロセッサ（ＣＰＵ）だけでなく、プロセッサが実行するプログラムを格納したＲＯＭ、ＲＯＭから読み出したプログラムを展開するＲＡＭを有し、また、必要に応じて各種の電気素子を有するものとする。
【００３５】
駆動制御装置４０内の駆動部は、振動型アクチュエータ３０を駆動するための発振部４１と増幅部４２を有する。発振部４１は、ＣＰＵ４６からの指令にしたがって、所定の周波数、電圧振幅及び位相差の２相の交流信号ＷＡ，ＷＢを生成し、増幅部４２へ出力する。増幅部４２は、交流信号ＷＡ，ＷＢを増幅して、位相が１８０度異なる交流駆動電圧Ａ１，Ａ２と、位相が１８０度異なる交流駆動電圧Ｂ１，Ｂ２を出力する。図６（ｂ）を参照して説明したように、交流駆動電圧Ａ１，Ｂ１の位相差は９０度に設定されており、交流駆動電圧Ａ２，Ｂ２の位相差も９０度に設定されている。よって、図６（ａ）に示したように、隣り合う電極群３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄには位相差が９０度ずつずれた交流駆動電圧が印加されることで、振動型アクチュエータ３０は駆動される。
【００３６】
駆動制御装置４０内の位置検出部は、光センサ基板４７、光センサＩＣ４７ａ、差動信号送信部４３、差動信号受信部４４及び位置カウンタ４５を有する。光センサ基板４７へは、ＣＰＵ４６による指令によってタイミング調整部４８で発生させた電源電圧Ｖｄｄ２が供給され、光センサ基板４７は、ロータ３２の回転位置に応じた位置信号ＰＡ１，ＰＢ１を出力する。なお、光センサＩＣ４７ａは、光センサ基板４７へ供給された電源電圧Ｖｄｄ２により動作する。位置信号ＰＡ１，ＰＢ１の波形については後述する。
【００３７】
差動信号送信部４３は、入力信号である位置信号ＰＡ１，ＰＢ１を差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２に変換する。差動信号送信部４３へは、光センサ基板４７と同様に、ＣＰＵ４６による指令によってタイミング調整部４８で発生させた電源電圧Ｖｄｄ１が供給されている。なお、差動信号送信部４３とタイミング調整部４８は、光センサ基板４７に実装されるか又は光センサ基板４７に付随してその近くに配置される。
【００３８】
差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２は、伝送手段であるツイストペア電線２（差動信号伝送回路１０のツイストペア電線２に対応する）を介して、差動信号送信部４３から差動信号受信部４４へ入力される。差動信号受信部４４は、位置信号ＰＡ３，ＰＢ３を出力すると共に、差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２の状態を監視して、差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２の状態がアクティブか否かを示すイネーブル信号（ＥＮ信号）を出力している。差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２と位置信号ＰＡ３，ＰＢ３についての詳細は後述する。
【００３９】
位置カウンタ４５は、位置信号ＰＡ３，ＰＢ３をカウントして位置を検出する。位置カウンタ４５ではＥＮ信号に応じてカウント動作の可否が決定され、ＣＰＵ４６は位置カウンタ４５からカウント情報ＰＯＳを取得し、振動型アクチュエータ３０の動作を制御する。タイミング調整部４８は、ＣＰＵ４６から供給される電源電圧Ｖｄｄを用いて、光センサ基板４７に電源電圧Ｖｄｄ２と供給し、差動信号送信部４３に電源電圧Ｖｄｄ１を供給する給電手段である。電源電圧Ｖｄｄ１，Ｖｄｄ２の供給タイミングについては、後述する。なお、電源電圧Ｖｄｄの送電線は、ツイストペア電線２と共に束ねられて、１本のシールドされたケーブルとなっている。
【００４０】
次に、差動信号送信部４３と差動信号受信部４４の動作について詳細に説明する。図７は、差動信号送信部４３と差動信号受信部４４の回路構成の一例を示す回路図である。なお、図７の回路構成は、図１の差動信号伝送回路１０の回路を２つ組み合わせて、論理積回路５９を加えた構成となっているため、主に差動信号伝送回路１０との相違点について重点的に説明することとする。
【００４１】
差動信号送信部４３は、差動ドライバ１に相当する差動ドライバ４３ａ，４３ｂを有する。図７の回路図における差動ドライバ４３ａ，４３ｂ以外の部分は、差動信号受信部４４の回路となっている。差動信号送信部４３は、ツイストペア電線２を通じて差動信号受信部４４と接続されている。第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４に相当する差動レシーバ２３，２４に対して、差動位置信号ＰＡ２の論理は正負逆に接続されている。同様に、第１の差動レシーバ３と第２の差動レシーバ４に相当する差動レシーバ２５，２６に対して、差動位置信号ＰＢ２の論理は正負逆に接続されている。
【００４２】
第１のラッチ５と第２のラッチ６に相当するラッチ５３，５４は、差動レシーバ２３，２４の出力信号をＣＬＫ信号のタイミングでサンプリングしている。同様に、第１のラッチ５と第２のラッチ６に相当するラッチ５５，５６は、差動レシーバ２５，２６の出力信号をＣＬＫ信号のタイミングでサンプリングしている。排他的論理和の演算回路７に相当する演算回路５１は、差動位置信号ＰＡ２の状態が取り込み可能な状態か否かを判定する。また、排他的論理和の演算回路７に相当する演算回路５２は、差動位置信号ＰＢ２の状態が取り込み可能な状態か否かを判定する。
【００４３】
第３のラッチ８に相当するラッチ５７は、差動位置信号ＰＡ２の状態が取り込み可能な状態であると演算回路５１が判定した場合に、ラッチ５３の出力信号をラッチして位置信号ＰＡ３を出力する。同様に、第３のラッチ８に相当するラッチ５８は、差動位置信号ＰＢ２の状態が取り込み可能な状態であると演算回路５２が判定した場合に、ラッチ５５の出力信号をラッチして位置信号ＰＢ３を出力する。演算回路５１，５２からの出力信号は、論理積回路５９に入力される。論理積回路５９は、演算回路５１，５２の両方からの出力信号を取り込み可能と判定した場合に、ＥＮ信号（イネーブル信号）に論理値「１」を出力し、位置カウンタ１５に位置信号ＰＡ３，ＰＢ３のカウント動作を許可する。
【００４４】
図８は、駆動制御装置４０内で伝送される各種の信号の波形を示す図である。ＣＰＵ４６からタイミング調整部４８へ電源電圧Ｖｄｄが供給され、タイミング調整部４８から差動信号送信部４３へ電源電圧Ｖｄｄ１が供給され、タイミング調整部４８から光センサ基板４７へ電源電圧Ｖｄｄ２が供給される。初期状態では、位置カウンタ４５の出力するカウント情報ＰＯＳの値は０（ゼロ）となっている。また、電源電圧Ｖｄｄ，Ｖｄｄ１，Ｖｄｄ２も０Ｖとなっているため、光センサ基板４７が出力する位置信号ＰＡ１，ＰＢ１と差動信号送信部４３が出力する差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２は、共に０Ｖとなっている。差動信号受信部４４が出力する位置信号ＰＡ３，ＰＢ３には、初期状態として論理値０が出力されており、ＥＮ信号には、差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２がアクティブになっていないために論理値０が出力されている。なお、初期状態では振動型アクチュエータ３０は停止しているものとする。
【００４５】
まず、電源電圧Ｖｄｄ，Ｖｄｄ１，Ｖｄｄ２のタイミングについて説明する。電源電圧Ｖｄｄ１は、電源電圧Ｖｄｄとは、電圧の立下りのタイミングは同じであるが、立ち上がりのタイミングに若干の遅れを持っている。電源電圧Ｖｄｄ２は、電源電圧Ｖｄｄとは、電圧の立ち上がりのタイミングは同じであるが、立下りのタイミングに若干の遅れを持っている。これは、差動信号送信部４３が動作可能な状態になる前に、光センサ基板４７の動作を可能とすると共に、光センサ基板４７の動作が可能なときに差動信号送信部４３の動作を停止するためである。これにより、光センサ基板４７が不安定な状態のときの信号は、差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２へ出力されなくなる。
【００４６】
電源電圧Ｖｄｄ２が光センサ基板４７及び差動信号送信部４３の電源レベルに到達すると、光センサ基板４７の光センサＩＣ４７ａに電源が供給され、位置信号ＰＡ１，ＰＢ１が位置情報に応じた論理値を出力し始める安定な状態となる。これにより、電源電圧Ｖｄｄ１が差動ドライバ４３ａ，４３ｂに供給され、位置信号ＰＡ１，ＰＢ１に応じた差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２の出力が開始される。すると、差動信号受信部４４は、位置信号ＰＡ１、ＰＢ１に応じた論理値の位置信号ＰＡ３，ＰＢ３を出力すると共に、差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２が取り込み可能であると判定してＥＮ信号に論理値１を出力し、また、位置カウンタ４５はカウント動作を開始する。
【００４７】
続いて振動型アクチュエータ３０の駆動が開始されると、ロータ３２（回転軸３５，光学スケール３４）の回転に応じたパルス信号である位置信号ＰＡ１，ＰＢ１の出力が開始される。そして、位置信号ＰＡ３，ＰＢ３にも、若干の遅延を持ちながら、位置信号ＰＡ１，ＰＢ１と同様の信号が出力される。このとき、ＥＮ信号には位置信号ＰＡ３，ＰＢ３が変化するタイミングで細いパルスが出力されるが、位置カウンタ４５はこれには反応せず、カウント動作を正常に続けている。
【００４８】
そして、ＣＰＵ４６は、振動型アクチュエータ３０の駆動を停止した後に電源電圧Ｖｄｄを０Ｖにする。すると、差動信号送信部４３の電源電圧Ｖｄｄ１が最初に供給停止となるため、差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２が０Ｖになる。これによりＥＮ信号が論理値０となり、ラッチ５７，５８はそれ以前の信号を保持し、位置信号ＰＡ３、ＰＢ３には何の変化も起こらない。次いで電源電圧Ｖｄｄ２が供給停止となり、光センサ基板４７の位置信号ＰＡ１，ＰＢ１が０Ｖになる。
【００４９】
再度、ＣＰＵ４６がタイミング調整部４８への電源電圧Ｖｄｄの供給を開始すると、まず、電源電圧Ｖｄｄ２が光センサ基板４７に供給されて、位置信号ＰＡ１，ＰＢ１が出力される安定状態となる。続いて、電源電圧Ｖｄｄ１が差動信号送信部４３に供給され、これにより、差動位置信号ＰＡ，ＰＢ２が給電停止前の状態に復帰する。すると、ＥＮ信号が論理値１となり、ラッチ５７，５８は、復帰した差動位置信号ＰＡ２、ＰＢ２を継続的に取り込むようになる。この場合、差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２は給電停止前の状態に復帰するだけなので、位置信号ＰＡ３，ＰＢ３には何の変化も起こらない。
【００５０】
このように、ＣＰＵ４６は、光センサ基板４７と差動信号送信部４３への電源電圧の供給と連動して変化するＥＮ信号を監視し、ＥＮ信号が論理値１になったことを確認してから振動型アクチュエータ３０の駆動を制御する。これにより、振動型アクチュエータ３０が停止中の状態にあるときの消費電力を少なくすることができる。なお、これと連動して、増幅部４２等の消費電力の大きい他の回路の電源のオン／オフを制御するようにすることで、更に消費電力を低減させることができる。
【００５１】
上記の駆動制御装置４０では、光センサ基板４７から出力される位置信号ＰＡ１，ＰＢ１は、位置的に位相のずれた２相のパルス信号であるとしたが、光センサ基板４７から出力される位置信号は２相の正弦波であってもよい。この場合、公知の抵抗分割を用いてパルス数を逓倍する逓倍手段によって正弦波をパルス信号に変換して差動信号伝送を行えばよい。
【００５２】
図９は、光センサ基板４７から出力される位置信号が正弦波である場合の位置検出部の回路構成の一例を示す図である。なお、図９では、駆動制御装置４０の位置検出部の構成と共通する部分については同じ符号を付しており、以下の説明では共通する説明を省略する。図９に示す位置検出部は、差動信号送信部４３、差動信号受信部４４、位置カウンタ４５、ＣＰＵ４６、タイミング調整部６０、ロータリエンコーダ６１、逓倍回路６２，６３を有する。
【００５３】
ロータリエンコーダ６１は、ロータ３２の回転角度に応じて２相の正弦波の位置信号ＤＡ０，ＤＢ０を出力する。逓倍回路６２，６３はそれぞれ、周知の方法で、正弦波の位置信号ＤＡ０，ＤＢ０をパルス波の位置信号ＤＡ１，ＤＢ１に変換して、差動信号送信部４３へ出力する。タイミング調整部６０は、差動信号送信部４３に供給する電源電圧Ｖｄｄ１、逓倍回路６２，６３に供給する電源電圧Ｖｄｄ２、ロータリエンコーダ６１へ供給する電源電圧Ｖｄｄ３のタイミングを調整する。電源電圧Ｖｄｄ１をオンするタイミングは、基本的に、電源電圧Ｖｄｄ２，Ｖｄｄ３より遅く、ロータリエンコーダ６１及び逓倍回路６２，６３が動作可能な状態になってからオンされる。また、電源電圧Ｖｄｄ１をオフするタイミングは、基本的に、電源電圧Ｖｄｄ２，Ｖｄｄ３より早く、ロータリエンコーダ６１及び逓倍回路６２，６３が安定動作しているうちにオフされる。
【００５４】
位置信号ＤＡ１，ＤＢ１は、差動信号送信部４３によって差動位置信号ＤＡ２，ＤＢ２に変換され、ツイストペア電線２を通じて差動信号受信部４４に伝送される。差動信号受信部４４は、差動位置信号ＤＡ２，ＤＢ２を元の位置信号ＤＡ１，ＤＢ１と同等の位置信号ＤＡ３，ＤＢ３に変換している。位置カウンタ４５は、ＥＮ信号に応じて位置信号ＤＡ３，ＤＢ３をカウントし、カウント情報ＰＯＳをＣＰＵ４６に入力している。このような構成としても、駆動制御装置４０と同等の効果を得ることができる。
【００５５】
次に、本発明の実施形態に係る別の振動型駆動装置について説明する。図１０（ａ）は、振動型駆動装置２０Ａの概略構成を示すブロック図である。振動型駆動装置２０Ａは、整流回路６５を備える駆動制御装置４０Ａを備えている点で、振動型駆動装置２０と異なっている。そのため、以下の説明では、駆動制御装置４０Ａにおける整流回路６５の構成と機能等を中心に説明することとし、振動型駆動装置２０と共通する説明を省略する。
【００５６】
図４に示した駆動制御装置４０では、ＣＰＵ４６から光センサ基板４７と差動信号送信部４３へ給電を行っている。これに対して、図１０（ａ）に示すように、駆動制御装置４０Ａでは、振動型アクチュエータ３０の交流駆動電圧Ａ１を整流回路６５で整流して、光センサ基板４７と差動信号送信部４３へ電源電圧を供給している。
【００５７】
図１０（ｂ）は、整流回路６５の回路構成を一例を示す図である。整流回路６５は、入力される交流駆動電圧Ａ１をインダクタ素子Ｌ１，Ｌ２で分圧した後に、ダイオードを介して平滑コンデンサで直流電圧に変換することで、電源電圧Ｖｄｄを出力する。インダクタ素子Ｌ１，Ｌ２による分圧は、振動型アクチュエータ３０の交流駆動電圧Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２は、光センサＩＣ４７ａ等の電源電圧と比較して大きな電圧となる場合が多いことを考慮したものである。電源電圧Ｖｄｄは、タイミング調整部４８で供給タイミングを調整された電源電圧Ｖｄｄ１，Ｖｄｄ２に変換され、電源電圧Ｖｄｄ１は差動信号送信部４３に供給され、電源電圧Ｖｄｄ２は光センサ基板４７に供給される。なお、整流回路６５による整流後の電圧は変動するため、電源電圧Ｖｄｄ１，Ｖｄｄ２の電圧を電圧レギュレータＩＣ等によって安定化させてから、光センサ基板４７や差動信号送信部４３に供給するようにしてもよい。
【００５８】
図１０（ｃ）は、振動型アクチュエータ３０に印加する交流駆動電圧の周波数とロータ３２の回転速度との関係を示す図である。図中、周波数Ｆｓは、ロータ３２が回転しない周波数を示している。周波数Ｆｒは、弾性体３１（振動体）の６次の曲げ振動の共振周波数である。速度指令Ｓｐｄ０は、ロータの回転速度を指令する不図示の指令手段からの速度指令値であり、ロータ３２の回転速度が速度指令Ｓｐｄ０に達すると、概ね、交流駆動電圧の周波数は周波数Ｆ０に制御される。なお、周波数Ｆ１については後述する。
【００５９】
図１１は、振動型駆動装置２０ＡでのＣＰＵ４６の動作を示すフローチャートである。図１１のフローチャートの各処理は、ＣＰＵ４６のプロセッサが自身のＲＯＭに格納されたプログラムを自身のＲＡＭに展開して、振動型駆動装置２０Ａを構成する各部の動作を制御することにより実現される。
【００６０】
図１１のフローチャートの処理は、タイミング調整部４８に電源電圧Ｖｄｄを供給する処理と、振動型アクチュエータ３０でのロータ３２の回転速度を制御する処理に大別することができる。ステップＳ１においてＣＰＵ４６は、ロータ３２が回転しない条件を満たす交流駆動電圧を振動型アクチュエータ３０（圧電素子３３）に供給する。具体的には、ＣＰＵ４６からの指令により、発振部４１は、交流駆動電圧の周波数Ｆに、例えば、図１０（ｃ）に示した周波数Ｆｓを設定する。また、発振部４１は、交流駆動電圧の電圧振幅に、ロータ３２を回転駆動する際の電圧振幅Ｖ１より若干低い値である電圧値Ｖ０を設定し、交流駆動電圧の位相差に、ロータ３２が回転しない位相差である０度を設定する。すると、整流回路６５を介してタイミング調整部４８に電源電圧Ｖｄｄが供給され、所定のタイミングで、差動信号送信部４３に電源電圧Ｖｄｄ１が供給されると共に光センサ基板４７に電源電圧Ｖｄｄ２が供給される。
【００６１】
差動信号受信部４４への差動位置信号ＰＡ２，ＰＢ２が正常な信号になる（光センサ基板４７及び差動信号送信部４３が動作可能になる）とＥＮ信号は論理値１となる。そこでステップＳ２においてＣＰＵ４６は、ＥＮ信号が論理値１になったか否かを判定する。ＣＰＵ４６は、ＥＮ信号が論理値１になるまで待機し（Ｓ２でＮＯ）、ＥＮ信号が論理値１になったと判定した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、処理をステップＳ３へ進める。ステップＳ３においてＣＰＵ４６は、発振部４１に指令して、ロータ３２を回転させる条件を満たす交流駆動電圧を振動型アクチュエータ３０（圧電素子３３）に供給する。具体的には、交流駆動電圧の電圧振幅に電圧振幅Ｖ１を設定し、交流駆動電圧の位相差を９０度に設定し、交流駆動電圧の周波数を制御することで、ロータ３２の回転速度を制御する。周波数Ｆｓでは振動体に進行波は励起されないため、交流駆動電圧の周波数制御は、最初は周波数Ｆｓから低周波数側へ周波数を掃引することによって行われる。
【００６２】
ステップＳ４においてＣＰＵ４６は、ロータ３２を停止させるか否かを判定する。ＣＰＵ４６は、ロータ３２を停止させると判定した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、処理をステップＳ６へ進める。ステップＳ６においてＣＰＵ４６は、交流駆動電圧の電圧振幅を０Ｖに設定する。これにより、ロータ３２は停止し、本処理は終了となる。一方、ＣＰＵ４６は、ロータを停止させないと判定させた場合（Ｓ４でＮＯ）、処理をステップＳ６へ進める。
【００６３】
ステップＳ６においてＣＰＵ４６は、ロータ３２の現在の回転速度Ｓｐｄを位置信号ＰＡ３の周期を計測することによって求める。続くステップＳ７においてＣＰＵ４６は、ロータ３２の現在の回転速度Ｓｐｄが目標速度（＝速度指令Ｓｐｄ０）より遅いか否かを判定する。ＣＰＵ４６は、Ｓｐｄ≧Ｓｐｄ０であると判定した場合（Ｓ７でＮＯ）、処理をステップＳ８へ進める。ステップＳ８においてＣＰＵ４６は、現在の交流駆動電圧の周波数Ｆが周波数Ｆ０より小さいか否かを判定する。ＣＰＵ４６は、Ｆ＜Ｆ０であると判定した場合（Ｓ８でＹＥＳ）、処理をステップＳ９へ進め、Ｆ０≧Ｆであると判定した場合（Ｓ８でＮＯ）、処理をステップＳ４へ戻す。ステップＳ９においてＣＰＵ４６は、現在の交流駆動電圧の周波数Ｆに所定値ｄＦを加算することで共振周波数Ｆｒから離すように制御し、その後、処理をステップＳ４へ戻す。
【００６４】
ＣＰＵ４６は、ステップＳ７においてＳｐｄ＜Ｓｐｄ０であると判定した場合（Ｓ７でＮＯ）、処理をステップＳ１０へ進める。ステップＳ１０においてＣＰＵ４６は、現在の交流駆動電圧の周波数Ｆが周波数Ｆ１より大きいか否かを判定する。ＣＰＵ４６は、Ｆ＞Ｆ１であると判定した場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、処理をステップＳ１１へ進める。ステップＳ１１においてＣＰＵ４６は、現在の交流駆動電圧の周波数Ｆから所定値ｄＦを減算することで共振周波数Ｆｒに近付けるように制御し、その後、処理をステップＳ４へ戻す。ＣＰＵ４６は、Ｆ１≧Ｆであると判定した場合（Ｓ１０でＮＯ）、処理をステップＳ１２へ進める。ステップＳ１２においてＣＰＵ４６は、交流駆動電圧の電圧振幅を０Ｖに設定する。ステップＳ１２が実行される場合には、負荷が大き過ぎて交流駆動電圧の周波数が周波数Ｆ１に達してしまう場合であり、振動型アクチュエータ３０の駆動制御はエラーにより終了となる。図１１のフローチャートに従う処理を実行することで、交流駆動電圧の周波数を概ね周波数Ｆ０の近傍に制御することができる。
【００６５】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００６６】
例えば、上記実施形態では、１つのＣＰＵ４６が各部の動作を制御する構成について説明したが、複数のＣＰＵが処理を分担することによって同様の制御が実現される構成であっても構わない。また、ＣＰＵ４６の機能は、例えば、各部の処理の全部又は一部を論理回路により実現するＡＳＩＣ等の専用プロセッサと、専用プロセッサにより動作が制御される電気回路によって構成されていてもよい。駆動制御装置４０を構成する各部は、ソフトウェア（プログラム）による実装、ハードウェアによる実装及びソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによる実装のいずれの態様であってもよい。本発明は、上述した実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００６７】
また、上記実施形態では、振動型駆動装置を構成する振動型アクチュエータとして、円環状の振動体の周方向に進行波を励起するものを取り上げたが、振動型アクチュエータはこのような構成のものに限定されない。例えば、駆動制御装置４０等による駆動が可能な振動型アクチュエータは、加圧接触する振動体と被駆動体とが、振動体に励起された所定の振動モードの振動によって直線的に相対移動するリニア駆動型の振動型アクチュエータであってもよい。また、振動型アクチュエータは、他の振動モードによって回転出力を生じさせる周知の振動型アクチュエータであってもよい。更に、振動型アクチュエータは、磁歪素子を用いた振動体を有し、振動体と被駆動体とを相対的に移動させるものであってもよい。この場合には、磁歪素子に磁界を与える電磁コイルに流す電流を制御することによって、振動型アクチュエータの駆動を制御することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１    差動ドライバ
３    第１の差動レシーバ
４    第２の差動レシーバ
５    第１のラッチ
６    第２のラッチ
７    演算回路（排他的論理和演算回路）
８    第３のラッチ
１０    差動信号伝送回路
２０    振動型駆動装置
３０    振動型アクチュエータ
４０    駆動制御装置
４３    差動信号送信部
４４    差動信号受信部
４５    位置カウンタ
４６    ＣＰＵ
４７    光センサ基板
４８    タイミング調整部
【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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