【事件の表示】
　特許第３１４０２３６号「超音波モータ駆動回路」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１４０２３６号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
【１】手続の経緯
　本件特許３１４０２３６号の請求項１，２に係る発明についての出願は、平成５年２月９日になされ、平成１２年１２月１５日にその特許の設定登録がなされた。これに対し、キャノン株式会社より特許異議の申立てがあり、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１４年３月２５日に訂正請求がされたものである。
　
【２】特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、概略以下１，２の理由を挙げ、本件請求項１に係る特許は取り消すべきものである　と主張している。
・理由１：本件請求項１に係る特許発明は、（下記）甲第１〜第４号証に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、特許法第１１３条第２号の規定により取り消すべきものである。
記
甲第１号証；特開平　３−２６１３８１号公報
甲第２号証；特開平　４−２６１３７５号公報
甲第３号証；特開平　２−１４０４３５号公報
甲第４号証；特開昭６０−１７６４７０号公報
・理由２：本件請求項１に係る特許発明は、その請求項１の構成では発明の効果に記載の異音発生対策が得られないから、（平成２年改正）特許法第３６条第５項第２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してなされたことから、請求項１に係る特許は同法第１１３条第４号の規定により取り消すべきものである。
　
【３】取消理由の概要
　当審が通知した取消理由の概要は、刊行物として特許異議申立人の提出した上記甲第１号証（引用例１）及び２号証（引用例２）を引用し、本件特許の請求項１に係る発明は、前記引用例１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである、というものである。
　
【４】訂正の適否について
（１）上記平成１４年３月２５日の訂正請求による訂正（以下、本件訂正という。）は、以下のとおりである。
（１−１）訂正事項（訂正の要旨）
　特許請求の範囲の請求項１の記載（記載内容は省略）を、特許請求の範囲の減縮及び明瞭でない記載の釈明を目的として、
「【請求項１】
　直流電源に接続されたコイルを流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、
　上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
　上記電圧検出手段で検出された電圧に応じて上記超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、
　上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、
　上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で、上記モニタ手段の出力に基づき上記交流信号の周波数を制御する周波数制御手段と、　を具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路。」と訂正する。
　これに伴い、特許請求の範囲と発明の詳細な説明との整合を図るため、明瞭でない記載の釈明を目的として、明細書の【０００９】段落を、下記のとおりに訂正する。
「【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明による第１の超音波モータ駆動回路は、直流電源に接続されたコイルを流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段で検出された電圧に応じて上記超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で、上記モニタ手段の出力に基づき上記交流信号の周波数を制御する周波数制御手段と、を具備したことを特徴とする。」
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否について
　上記訂正は、基本的に特許請求の範囲の請求項１の「スイッチングパルスのパルス幅」との構成に「超音波モータが異音を発生しない」との（作用的）条件を限定付加し、かつ、その「周波数を制御する」との構成要件に「上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で」との条件を限定付加するものであって、これら限定付加した構成はすべてもとの明細書及び図面に記載された事項であると認められる。
　したがって、上記訂正は、特許請求の範囲の減縮及び不明瞭な記載の釈明を目的とするものであって、新規事項の追加に該当せず、又、特許請求の範囲を実質的に拡張・変更するものでもない。
（３）まとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正は、平成６年改正法（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、平成１１年改正前の特許法第１２０条の４第３項で準用する平成６年改正法による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
【５】特許異議申立てについての判断
Ａ.理由１（２９条２項違反）について
（１）本件発明
　上記のとおり本件訂正は認められるから、本件の請求項１に係る発明は上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載されたとおりのもの（以下、本件発明という。前記【４】（１ー１）参照。）である。
（２）引用刊行物
（２−１）引用例１；特開平３−２６１３８１号公報（甲第１号証）
　当審が通知した取消理由において引用した上記引用例１には、自明の事項も含め、以下の発明が記載されているものと認められる。
「直流電源に接続されたコイルを流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータ（振動波モータ）の電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段（Ｓ相電極）と、上記モニタ手段の出力に基づき上記交流信号の周波数を制御する周波数制御手段（コントローラ）と、を具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路」
（２−２）引用例２；特開平４−２６１３７５号公報（甲第２号証）
　同じく当審が通知した取消理由において引用した上記引用例２には、以下の事項が図面と共に記載されている。
ａ.「【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の圧電素子駆動用昇圧電源装置においては、常に一定のデユーティ・レシオでスイッチング回路を断続しているので、電池電圧が変動すると昇圧トランスの一次側に蓄えられるエネルギが変動し、二次側に伝達されるエネルギも変動してしまうため、出力電圧の変動を生じてしまう。そのため、圧電素子を用いて駆動されるバルブを確実に作動させることができなくなる。本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。」（２頁１欄３３−４１行。）
ｂ.「【０００７】本発明に係る圧電素子駆動用昇圧電源装置は、上記のような構成であるから以下のように動作する。 バルブの駆動スイッチ（図示せず）が操作されると、電池３の出力電圧は、電圧検出手段８を介してデユーティ・レシオ制御手段９に入力する。デユーティ・レシオ制御手段９では、検出した電池電圧に応じた必要な出力電圧を得るためのデユーティ・レシオを求め、このデユーティ・レシオに対応する出力パルスをスイッチング回路４へ出力する。スイッチング回路４では、この出力パルスに応じた所定期間導通する。この結果、電池電圧が低下した場合には、スイッチング回路４の導通期間を延長して平均出力電圧を上昇させ、電圧の低下分が打消されることになり昇圧トランスの一次側に蓄えられるエネルギーは一定に保たれる。」（２頁２欄１６−２９行。）
　そして、引用例２には、以上の記載を含め以下の発明が記載されている。
「直流電源に接続されたコイルを流れる電流をスイッチング回路によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて信号（出力電圧）を発生し、該信号を圧電素子（電気−機械エネルギー変換素子）に印加することにより圧電素子を駆動する、圧電素子駆動用昇圧電源回路において、上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段８と、上記電圧検出手段で検出された電圧に応じてスイッチングパルスのパルス幅（デューティ・レシオ）を設定するパルス幅設定手段（デューティ・レシオ制御手段９）とを具備した」発明。
（２−３）なお、異議申立人の提出した甲第３，４号証には、それぞれ以下の発明が記載されている。
・甲第３号証：特開平２−１４０４３５号公報
「・・さらに、駆動トルクの増大には超音波モータを使用することが望ましい。」（３頁上段右欄２６−２７行）、「次に、第４図は本発明の他の一実施例で、これは伸縮振動方式の円環形超音波モータをスロットルバルブ駆動用のアクチュエータとして用いたものであり」（６頁下段右欄８−１１行）
　即ち、甲第３号証には、バルブ駆動に超音波モータを使用したことが記載されている。
・甲第４号証：特開昭６０−１７６４７０号公報
「速度検出器１０は、振動波モータのロータ３上の光学マーク９をフォトインタラプタ１０で（第１図参照）読みとるエンコーダを構成している。速度司令部１４は外部からの設定速度と速度検出部との信号を比較して、パルス巾制御部１５に信号を送る。パルス巾制御部１５ではパルス巾ｔ1を設定し、スイッチング部１６に信号を送り、その信号でスイッチング部１６は駆動電圧のオン・オフをする。」（３頁上段左欄２０行−同右欄８行）
　即ち、甲第４号証には、振動波モータの駆動回路のスイッチング素子をパルス幅制御するという周知技術が記載されている。
（３）対比・判断
　上記引用例１の発明（以下、引用発明１という）と本件発明とを対比すると、両者は次の点で相違し、その余の点で一致する。（一致点は省略する）
・相違点：
　本件発明の超音波モータ駆動回路は直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段で検出された電圧に応じて上記超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅を設定するパルス幅設定手段を備え、その周波数制御手段は上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で、交流信号の周波数を制御するものであるのに対し、引用発明１の超音波モータ駆動回路はかかる構成を備えない点。
　上記相違点につき、 以下に検討する。
　本件発明が上記相違点の構成を具備する意義は、その特許明細書に「【０００６】このように、電池の電圧が動作保証範囲の最低電圧でも動作可能なように誘導性素子の定数を設定してしまうと、該電池の電圧が動作保証範囲の最高電圧である場合においては、最適駆動周波数（共振周波数）では入力電圧が大きくなりすぎて超音波モータより異音が発する虞もある。」（本件特許掲載公報２頁３欄３０−３５行。）、「【０００８】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電源電圧が大きく変動した際においても、異常状態が生じず、充分な機械出力を得ることができる小型・低コストの超音波モータを提供することを目的とする。」（同、２頁３欄４３−４５行。）、及び「【００６９】【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電源電圧が大きく変動した際においても、異音が発生する等の不具合が生じず、充分な機械出力を得ることができる小型・低コストの超音波モータ駆動回路を提供できる。」（同、６頁１２欄２−６行。）と記載されているように、直流電源の電圧が例えば動作保証範囲の最高電圧付近である場合においては、最適駆動周波数では入力電圧が大きくなりすぎて超音波モータが異音を発生する虞があるという課題を解決しようとするものである。
　そして、本件発明の「上記電圧検出手段で検出された電圧に応じて上記超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅を設定する」との構成要件は、その具体的な実施例としては、本件の図６に示されるように電圧検出手段で検出された電圧が例えば５．５Ｖと（４．５Ｖよりも）より高い電圧の場合には、その検出された電圧（５．５Ｖ）に応じた超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅としては、例えば図６のＷ６という（４．５Ｖに対応したＷ５よりも）より低い値のパルス幅を設定することを意味するものと認められる。
　ところで、引用例２には、前記【５】（２−２）に示したとおりの発明（以下、引用発明２という。）が開示されている。この引用発明２は、電圧検出手段８で検出された電圧に応じて圧電素子を駆動するスイッチング回路４のスイッチングパルスのパルス幅を設定するものではあるが、その意義（目的）は引用例２の前記記載ａ.にもあるように「電池電圧が変動すると昇圧トランスの一次側に蓄えられるエネルギが変動し、二次側に伝達されるエネルギも変動してしまうため、出力電圧の変動を生じてしまう。そのため、圧電素子を用いて駆動されるバルブを確実に作動させることができなくなる。本発明は、このような課題を解決するためになされたもので」あり、具体的な解決手段としては「電池電圧が低下した場合には、スイッチング回路４の導通期間を延長して平均出力電圧を上昇させ、電圧の低下分が打消されることになり昇圧トランスの一次側に蓄えられるエネルギーは一定に保たれる」（記載ｂ.参照。）という手段（及び作用）を採るものである。
　そうすると、上記本件発明の異音が発生する不具合が生じない超音波モータの駆動回路を提供するという課題は引用例１及び２に何ら記載も示唆もされておらず、しかも、電圧検出手段で検出された電圧に応じてスイッチングパルスのパルス幅を設定するという一部本件発明と共通する構成が開示されている引用例２のパルス幅設定手段は、前記のとおり電池電圧が低下した場合はスイッチング回路の導通期間を延長して平均出力電圧を上昇させることによってバルブを確実に駆動させようとするものであり、かかる引用発明２のパルス幅の設定手段は、電池電圧が高い場合はそのスイッチング素子の導通期間であるパルス幅を短くして超音波モータの異音の発生を回避しようとする本件発明のパルス幅の設定手段とは基本的にその技術的性質を異にするものと認められるから、当業者が引用発明２に開示されたパルス幅の設定手段を引用発明１に適用すべき動機付けは存在しないと言うべきである。
　したがって、当業者が引用発明１及び２に基づいて本件発明を容易に想到することができたものとすることはできない。
　なお、特許異議申立人の提出した前記甲第３及び４号証にも上記本件発明の異音が発生する不具合が生じない超音波モータの駆動回路を提供するという課題は記載も示唆もされておらず、当業者が前記甲第１乃至４号証に記載された発明に基づいて本件発明を容易に想到することができたものとすることもできない。
Ｂ.理由２（３６条５項２号違反）について
　前記本件訂正により、本件発明の超音波モータ駆動回路におけるパルス幅設定手段は、「電圧検出手段で検出された電圧に応じて上記超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅を設定する」ものとなるから、その発明の効果として異音発生対策が得られることは明らかである。
　したがって、本件特許明細書の記載が（平成２年改正法）特許法第３６条第５項第２号の規定に違反するとは言えない。
　
【６】むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１にかかる特許を取り消すことができない。
　また、他に本件請求項１に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年１０月１日（２００２．１０．１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨：
　特許請求の範囲の請求項１の記載（記載内容は省略）を、特許請求の範囲の減縮及び明瞭でない記載の釈明を目的として、
「【請求項１】
　直流電源に接続されたコイルを流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、
　上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
　上記電圧検出手段で検出された電圧に応じて上記超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、
　上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、
　上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で、上記モニタ手段の出力に基づき上記交流信号の周波数を制御する周波数制御手段と、
　を具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路。」と訂正する。
　これに伴い、特許請求の範囲と発明の詳細な説明との整合を図るため、明瞭でない記載の釈明を目的として、明細書の【０００９】段落を、下記のとおりに訂正する。
「【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明による第１の超音波モータ駆動回路は、直流電源に接続されたコイルを流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段で検出された電圧に応じて上記超音波モータが異音を発生しないスイッチングパルスのパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で、上記モニタ手段の出力に基づき上記交流信号の周波数を制御する周波数制御手段と、を具備したことを特徴とする。」
（５４）【発明の名称】
超音波モータ駆動回路
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　直流電源に接続されたコイルに流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、
　上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
　上記電圧検出手段で検出された電圧に応じて
上記超音波モータが異音を発生しない
　上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、
　
上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で、上記
き
　を具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路。
　【請求項２】
　直流電源に接続されたコイルに流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、
　上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
　上記電圧検出手段で検出された電圧に応じてスイッチングパルスのパルス幅の範囲を設定するパルス幅範囲設定手段と、
　上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、
　このモニタ手段の出力に基づいて上記パルス幅を上記パルス幅の範囲内で制御するパルス幅制御手段と、
　を具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、超音波モータ駆動回路、詳しくは、超音波モータの最適駆動を行う超音波モータ駆動回路に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、超音波モータの最適駆動を行う超音波モータ駆動回路は種々知られており、たとえば、特開昭６３−２６２０７０号公報には、ＤＣ電源をトランス等の誘導性素子でスイッチングし、その誘導起電力により交流信号を発生させる技術手段が開示されている。
　【０００３】
　一方、カメラ等、電池を電源として用いる機器においては、該電池の消耗度あるいは使用環境によって電源電圧の変動をきたすことが知られている。したがって、これらの機器においては動作可能な電源電圧にある程度の幅を持たせており、たとえば電圧６Ｖの電池を電源として用いる機器の場合は、機器自体の動作可能な電圧範囲（動作保証範囲）を６Ｖ〜３．５Ｖ程度に設定しているものが多い。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところで、上記特開昭６３−２６２０７０号公報に開示された技術手段を用いる場合、すなわち、低電圧源から高電圧の交流信号を生成して超音波モータに印加する技術手段を用いる場合においては、上述した点を考慮すると、電源電圧たる電池の電圧が動作保証範囲の最低電圧に至っても、所定のトルクが得られるようにトランスの巻線比等の定数を設定する必要がある。
　【０００５】
　しかしながら、該技術手段が適用された超音波モータが高速回転を必要とされる場合には、駆動周波数として共振点に近い周波数を用いる必要がある。
　【０００６】
　このように、電池の電圧が動作保証範囲の最低電圧でも動作可能なように誘導性素子の定数を設定してしまうと、該電池の電圧が動作保証範囲の最高電圧である場合においては、最適駆動周波数（共振周波数）では入力電力が大きくなりすぎて超音波モータより異音を発する虞もある。
　【０００７】
　上記異音対策として、電源電圧に定電圧手段を設けることも考えるられるが、新たに回路を設けることは機器自体の大型化やコストの増大を招くことになり好ましくない。一方、最適駆動周波数の近傍で用いない場合は、充分なトルクや回転数が得られない虞もある。
　【０００８】
　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、電源電圧が大きく変動した際においても、異常状態が生じず、充分な機械出力を得ることができる小型・低コストの超音波モータ駆動回路を提供することを目的とする。
　【０００９】
　【課題を解決するための手段】
　上記の目的を達成するために本発明による第１の超音波モータ駆動回路は、直流電源に接続されたコイルに流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段で検出された電圧に応じて
上記超音波モータが異音を発生しない
上記パルス幅設定手段で設定されたパルス幅を固定した状態で、上記
き
　【００１０】
　また、上記の目的を達成するために本発明による第２の超音波モータ駆動回路は、直流電源に接続されたコイルに流れる電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、上記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段で検出された電圧に応じてスイッチングパルスのパルス幅の範囲を設定するパルス幅範囲設定手段と、上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、このモニタ手段の出力に基づいて上記パルス幅を上記パルス幅の範囲内で制御するパルス幅制御手段と、を具備したことを特徴とする。
　【００１１】
　【００１２】
　【００１３】
　【実施例】
　以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
　【００１４】
　図１は、本発明の第１実施例を示す超音波モータ駆動回路の電気回路図である。
　【００１５】
　この第１実施例の超音波モータ駆動回路は、２つの駆動電極１０Ａ，１０Ｂおよびモニタ電極１０Ｍを有する公知の超音波モータ１０に所定の２相交流信号を印加し、さらに上記モニタ電極１０Ｍからのモニタ信号をモニタして該超音波モータ１０の駆動制御を行うものである。
　【００１６】
　すなわち、該駆動回路は、該駆動回路の制御を行うＣＰＵ１と、上記超音波モータ１０に印加する交流信号の起動周波数ｆｓおよび電圧対応パルス幅Ｗｎを記憶したメモリ２と、上記ＣＰＵ１の制御のもと上記超音波モータ１０に印加する交流信号の約４倍の周波数を有するパルス信号φＯＲＧを生成並びに出力する発振回路３と、上記ＣＰＵ１の制御のもと上記発振回路３から出力された上記パルス信号φＯＲＧのパルス幅を規定してパルス信号φＵＳＲとして出力するパルス幅設定回路４と、該パルス幅設定回路４から出力された上記パルス信号φＵＳＲを４相のパルス信号φ１〜φ４に分周して出力するパルス変換回路５と、該パルス変換回路５から出力される上記パルス信号φ１〜φ４にそれぞれ対応してスイッチング動作を行うスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４と、１次側の中間タップにＤＣ電源７のプラス電圧が供給され、上記スイッチングトランジスタＱ１およびＱ２のスイッチング動作によって１次側がオンし、これに伴い２次側にＡ相の交流信号ＶＡを出力するトランスＴ１と、同じく上記スイッチングトランジスタＱ３およびＱ４のスイッチング動作によって１次側がオンし、２次側にＢ相の交流信号ＶＢを出力するトランスＴ２と、上記超音波モータ１０のモニタ電極１０Ｍからのモニタ信号を所定のディジタル信号に変換する波形整形回路９と、該波形整形回路９のディジタル出力信号と上記パルス変換回路５からの１出力であるパルス信号φ１とを入力し、該２つの信号の位相を比較してカウントし、この結果、すなわち、該２つの信号の位相の位相差を上記ＣＰＵ１に送出する位相差カウンタ８と、上記超音波モータ１０の回転を検出して所定パルスを生成し、上記ＣＰＵ１に送出する回転エンコーダ１１と、上記ＤＣ電源７のプラス側電圧を検出し、該検出結果を上記ＣＰＵ１に送出するＤＣ電圧検出回路６とで主要部が構成されている。
　【００１７】
　上記超音波モータ１０は、圧電素子を備えた公知の進行波型超音波モータであり、上述したように２つの電極１０Ａ，１０Ｂを備えている。すなわち、該電極１０Ａ，１０Ｂには、互いに位相が約９０°ずれた上記２相（Ａ相，Ｂ相）の交流信号ＶＡ，ＶＢが印加されるようになっており、この２相の交流信号によって回転駆動がなされるようになっている。また、該超音波モータ１０はモニタ電極１０Ｍを有しており、このモニタ電極１０Ｍからの出力信号（モニタ信号）ＶＭは上述したように波形整形回路９に入力されるようになっている。
　【００１８】
　図２は、本第１実施例の上記発振回路３，パルス幅設定回路４およびパルス変換回路５の構成を示した電気回路図である。
　【００１９】
　上記発振回路３は、ＣＰＵ１からの所定出力をラッチするラッチ３１と、発振子３３からクッロクを受け、上記ラッチ３１出力に基づいて超音波モータ１０に印加する交流信号の約４倍の周波数を有するパルス信号φＯＲＧを生成・出力するダウンカウンタ３２とで構成される。このダウンカウンタ３２の出力は図４のタイミングチャートに示すようにパルス幅Ｐ３２＝１／４ｆ（ｆは超音波モータ１０に印加する交流信号の周波数）を有するパルス波形となっている。
　【００２０】
　また、上記パルス幅設定回路４は同様にＣＰＵ１からの所定出力をラッチするラッチ４１と、上記発振子３３からクッロクを受け、上記ラッチ４１出力に基づいて上記ダウンカウンタ３２の出力、すなわち、パルス信号φＯＲＧのパルス幅を制限する信号を出力するダウンカウンタ４２と、上記パルス信号φＯＲＧと該ダウンカウンタ４２からの出力信号とによりパルス幅（図４のパルス幅Ｐ４２参照）の設定されたパルス信号φＵＳＲ（図４参照）を出力するＲ−Ｓフリップフロップ４３とで構成される。
　【００２１】
　さらに、上記パルス変換回路５は、４つのＤフリップフロップ５１で構成される４ビットシフトレジスタを有し、上記パルス信号φＵＳＲを４相のパルス信号φ１〜φ４に分周して（図４参照）それぞれスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４に対して出力するようになっている。
　【００２２】
　図３は、本第１実施例における位相差カウンタ８および波形整形回路９を示した電気回路図である。
　【００２３】
　上記波形整形回路９は、減圧用抵抗９４，９５とクランプダイオード９２，９３およびヒステリシスを有したインバータ９１とで構成されている。そして、上記抵抗９４の入力端は上記超音波モータ１０に設置された振動状態検出用の上記モニタ電極１０Ｍに接続しており、これにより該超音波モータ１０のからのモニタ信号ＶＭが該波形整形回路９に入力するようになっている。そして、この波形整形回路９に入力されたモニタ信号ＶＭ（図４参照）は、減圧用抵抗９４，９５によって減圧されたのち、クランプダイオード９２，９３によって整流され、さらにインバータ９１によってディジタル信号に整形されて（図４参照）位相差カウンタ８に対して出力されるようになっている。
　【００２４】
　上記位相差カウンタ８は、上記波形整形回路９からの出力信号、すなわち、波形整形されたモニタ信号ＶＭと、上記パルス変換回路５からの１出力であるパルス信号φ１との位相差を検出するＲ−Ｓフリップフロップ８１と、上記発振子３３からのクロックを受け、上記Ｒ−Ｓフリップフロップ８１からの出力、すなわち、上記モニタ信号ＶＭとパルス信号φ２との位相差をカウントしてＣＰＵ１内の発振回路３に対して出力するアップカウンタ８２とで構成されている。
　【００２５】
　上記回転エンコーダ１０は、超音波モータ１０の回転状態を検出して所定パルスを出力するもので、公知のフォトインタラプタやＭＲセンサ等により構成できる。また、その出力はＣＰＵ１に送出されるようになっている。
　【００２６】
　次に、上記第１実施例の超音波モータ駆動回路の動作を図５に示すフローチャートを参照して説明する。
　【００２７】
　まず、スタート後（ステップＳ１）、ＤＣ電源７のプラス側ＤＣ電圧をＤＣ電圧検出回路６で検出し（ステップＳ２）、次に、メモリ２内に書き込まれた起動時の駆動周波数ｆｓおよび上記ステップＳ２において検出されたＤＣ電圧に対応したスイッチングパルスのパルス幅Ｗｎを読み出す（ステップＳ３）。
　【００２８】
　ここで駆動周波数ｆｓは、各超音波モータ毎に組立て後に検査して最適値を上記メモリ２に書き込むようになっている。一方、スイッチングパルスのパルス幅Ｗｎは、図６に示すように、それぞれの電圧に対して最適周波数ｆｒで駆動した場合に異音を発生しはじめるパルス幅をメモリ２に記憶しておき、選択的に読み出すようになっている。
　【００２９】
　ところで、本実施例では電源電圧３．５Ｖ〜６Ｖの範囲内での動作を保証する機器を想定しており、電源電圧が３．５Ｖの際には、スイッチングパルスのパルス幅を最大にして（パルス信号φ１〜φ４の幅が約１／４周期）、所定の出力を発するようになっている。これは、トランスＴ１およびＴ２の１次側巻線と２次側巻線の比を電源電圧３．５Ｖに対応した値に設定することで実現できる。たとえば超音波モータ１０が電圧±７０ＶＰ−Ｐを必要とする場合は、該巻線比を約１：２０にすればよい。
　【００３０】
　このようにして読み出した周波数ｆｓとパルス幅Ｗｎを、それぞれ発振回路３およびパルス幅設定回路４のラッチ３１，４１にそれぞれ書き込む（ステップＳ４）。そして、超音波モータ１０はスイッチングパルス幅をＷｎに固定して周波数ｆｓにて起動される（ステップＳ５）。
　【００３１】
　その後、超音波モータ１０のモニタ電極１０Ｍからのモニタ信号ＶＭとパルス変換回路５からの１出力であるパルス信号φ１との位相を比較して、該位相差を位相差カウンタ８から読み出し（ステップＳ６）、その値が所定値となるように、周波数を変化させて（ステップＳ７，ステップＳ８，ステップＳ９）、最適周波数ｆｒで超音波モータを駆動する。
　【００３２】
　そして、該超音波モータ１０の回転状態を回転エンコーダ１１で検出し、該超音波モータ１０が所定のパルス数だけ回転したら同モータ１０を停止させる（ステップＳ１０，ステップＳ１１）。なお、これらの制御等は上記ＣＰＵ１において行うようになている。
　【００３３】
　このような本第１実施例によれば、高出力、高効率の共振点ｆｒ付近で超音波モータを駆動しても異音の発生なく、しかもＤＣ電圧にかかわらず充分なトルクと回転数を得ることができる。
　【００３４】
　次に、本発明の第２実施例の超音波モータ駆動回路について説明する。
　【００３５】
　この第２実施例は、その回路構成は上記第１実施例と同様であり、ＣＰＵ１の制御動作のみを異にしているので、該動作のみを図７に示すフローチャートを参照して説明し、その他の説明は省略する。なお、本第２実施例は、周波数を変化させることにより、一定速回転を得る構成をとっている。
　【００３６】
　まず、スタート後（ステップＳ２１）、ＤＣ電源７のプラス側ＤＣ電圧をＤＣ電圧検出回路６で検出し（ステップＳ２２）、次に、メモリ２内に書き込まれた起動時の駆動周波数ｆｓおよび上記ステップＳ２２において検出されたＤＣ電圧に対応したスイッチングパルスのパルス幅Ｗｎを読み出す（ステップＳ２３）。
　【００３７】
　ここで駆動周波数ｆｓは、上記第１実施例と同様に各超音波モータ毎に組立て後に検査して最適値を上記メモリ２に書き込むようになっている。一方、スイッチングパルスのパルス幅Ｗｎも同様に、それぞれの電圧に対して最適周波数ｆｒで駆動した場合に異音を発生しはじめるパルス幅をメモリ２に記憶しておき、選択的に読み出すようになっている。
　【００３８】
　また、本第２実施例においても上記第１実施例と同様に電源電圧３．５Ｖ〜６Ｖの範囲内での動作を保証する機器を想定しており、電源電圧が３．５Ｖの際には、スイッチングパルスのパルス幅を最大にして（パルス信号φ１〜φ４の幅が約１／４周期）、所定の出力を発するようになっている。
　【００３９】
　このようにして読み出した周波数ｆｓとパルス幅Ｗｎを、それぞれ発振回路３およびパルス幅設定回路４のラッチ３１，４１にそれぞれ書き込み（ステップＳ２４）、超音波モータ１０はスイッチングパルス幅をＷｎに固定して周波数ｆｓにて起動される（ステップＳ２５）。
　【００４０】
　その後、超音波モータ１０の回転状態を回転エンコーダ１１にて検出し、この回転エンコーダ１１からのパルス信号をモニタして速度を算出し（ステップＳ２６）、目標とする回転数と比較して周波数を増減する（ステップＳ２７，ステップＳ２８，ステップＳ２９）。すなわち、図８に示すように、最適駆動周波数ｆｒより高い周波数を用いる場合は、速度を増加させるためには周波数を低下させ、減速のためには上昇させるようになっている。
　【００４１】
　なお、本第２実施例で、超音波モータ１０のモニタ電極１０Ｍからのモニタ信号ＶＭの位相をモニタして最適駆動周波数ｆｒより高い周波数にならないように制御することも可能である。
　【００４２】
　このような本第２実施例によれば、スイッチングパルスのパルス幅をＷｎで規定しているため、駆動周波数を制御して超音波モータの回転速度を変化させても異音の発生がなく、共振点を含む広い範囲で該速度を制御することが可能である。
　【００４３】
　次に、本発明の第３実施例の超音波モータ駆動回路について説明する。
　【００４４】
　この第３実施例は、その回路構成は上記第１実施例と同様であり、ＣＰＵ１の制御動作のみを異にしているので、該動作のみを図８に示すフローチャートを参照して説明し、その他の説明は省略する。
　【００４５】
　まず、スタート後（ステップＳ３１）、上記第１実施例と同様にＤＣ電源７のプラス側ＤＣ電圧をＤＣ電圧検出回路６で検出する（ステップＳ３２）。次に、メモリ２内に書き込まれた起動時の駆動周波数ｆｓおよび上記ステップＳ３２において検出されたＤＣ電圧に対応したスイッチングパルスのパルス幅Ｗｎおよびパルス幅の下限値Ｗｎ’を読み出す（ステップＳ３３）。
　【００４６】
　このパルス幅の下限値Ｗｎ’を利用することで、上記パルス幅Ｗｎと該パルス幅の下限値Ｗｎ’とでパルス幅の使用許可範囲を上記ステップＳ３２で検出したＤＣ電圧により規定することができる。これにより、本第３実施例は上記第２実施例と同様、超音波モータ１０の回転速度を制御するものであるが、駆動周波数はより効率のよい最適周波数ｆｒ付近を追従し、かつパルス幅を変化させることにより速度制御を行うことが可能となる。
　【００４７】
　なお、駆動周波数ｆｓは、上記第１実施例と同様に各超音波モータ毎に組立て後に検査して最適値を上記メモリ２に書き込むようになっている。一方、スイッチングパルスのパルス幅Ｗｎおよびパルス幅の下限値Ｗｎ’も同様に、メモリ２に記憶しておき、選択的に読み出すようになっている。
　【００４８】
　また、本第３実施例においても上記第１および第２実施例と同様に電源電圧３．５Ｖ〜６Ｖの範囲内での動作を保証する機器を想定しており、電源電圧が３．５Ｖの際には、スイッチングパルスのパルス幅を最大にして（パルス信号φ１〜φ４の幅が約１／４周期）、所定の出力を発するようになっている。
　【００４９】
　このようにして読み出した周波数ｆｓとパルス幅Ｗｎを、それぞれ発振回路３およびパルス幅設定回路４のラッチ３１，４１にそれぞれ書き込み（ステップＳ３４）、超音波モータ１０はスイッチングパルス幅をＷｎに固定して周波数ｆｓにて起動される（ステップＳ３５）。
　【００５０】
　その後、上記第１実施例と同様にモニタ電極１０Ｍからのモニタ信号ＶＭとパルス変換回路５からの１出力であるパルス信号φ１との位相を比較して、該位相差を位相差カウンタ８から読み出す（ステップＳ３６）。そして、その値が所定値となるように、周波数を変化させて（ステップＳ３７，ステップＳ８，ステップＳ９）、最適周波数ｆｒで超音波モータを駆動する。
　【００５１】
　次に、回転エンコーダ１１で超音波モータ１０の回転速度を検出し（ステップＳ４０）、この検出結果が目標速度より大きいか否かを判定し（ステップＳ４１）、上記パルス幅Ｗｎとパルス幅の下限値Ｗｎ’の範囲内でパルス幅を上下させる（ステップＳ４２，ステップＳ４３，ステップＳ４４，ステップＳ４５）。
　【００５２】
　本第３実施例によれば、上記第２実施例と同様、異音を発することなく速度調整ができ、またパルス幅の下限値を電圧により規定しているので、制御のおくれ等でパルス幅が低下しすぎて超音波モータが停止してしまうという不具合を防止できる。特に、無機材料で接触界面を構成した場合、該材料が硬質であってもパルス幅の低速側を安定して制御することが可能である。
　【００５３】
　次に、本発明の第４実施例の超音波モータ駆動回路について説明する。
　【００５４】
　図１０は、本第４実施例の超音波モータ駆動回路を示す電気回路図である。
　【００５５】
　この第４実施例は、本発明の超音波モータ駆動回路をレンズ交換式のカメラシステムに適用したものである。
　【００５６】
　一般に、カメラシステムはカメラボディ内に内蔵電源を備えているため、該内蔵電源を撮影光学系の超音波モータ駆動源として兼用することが多い。本実施例では上記第１実施例の超音波モータ駆動回路のうち、ＤＣ電源７，ＤＣ電圧検出回路６，発振回路３，パルス変換回路４等をカメラボディユニット（図中、符号ＢＹで示す）内に、その他の構成要素をレンズユニット（図中、符号ＬＹで示す）内に配設して構成している。なお、上記第１実施例と同一符号が付けられているものは同様な構成・作用を示すのでここでの説明は省略する。
　【００５７】
　また、上記カメラボディユニットＢＹおよびレンズユニットＬＹには、それぞれ制御用ＣＰＵであるＢＣＰＵ１Ｂ，ＬＣＰＵ１Ｌが内蔵されており、各部の制御および上記各ユニット間の通信を制御するようになっている。
　【００５８】
　次に、本第４実施例の動作を図１１および図１２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図１２はカメラボディユニット側の動作を、また、図１１はレンズユニット側の動作を、たとえば、オートフォーカスのレンズ駆動を想定して示している。
　【００５９】
　まず、図示しないオートフォーカスセンサによりピントずれ量が算出されると、レンズ駆動のモードがスタートする（ステップＳ５１）。次に、ＢＣＰＵ１ＢからＬＣＰＵ１Ｌに、ピントずれ量に対応する駆動パルス数と、駆動開始司令を送信、ＬＣＰＵ１Ｌが受信する（ステップＳ５２，ステップＳ７２）。このときの通信はシリアル通信であり、カメラボディユニット側出力のＢＩＯ（図１０参照）によってデータの出力方向を決め、ＬＤＴ（図１０参照）は双方向のデータライン、ＬＣＬＫ（図１０参照）はＬＣＰＵ１Ｌが出力する同期クロックである。
　【００６０】
　次に、ＢＣＰＵ１ＢからＬＣＰＵ１ＬへＤＣ電圧検出回路６で検出したＤＣ電源７のＤＣ電圧検出データを送信する（ステップＳ５３，ステップＳ７３）。このＤＣ電圧検出データを参照し、起動周波数ｆｓと電圧対応のスイッチングパルスのパルス幅ＷｎとＬＣＰＵ１ＬがレンズユニットＬＹ内のメモリから読み出し（ステップＳ５４）、ＢＣＰＵ１Ｂへ送信する（ステップＳ５５，ステップＳ７４）。
　【００６１】
　この後、上記起動周波数ｆｓ，パルス幅Ｗｎの信号を受けて、ＢＣＰＵ１Ｂは発振回路３，パルス幅設定回路４のラッチ３１，４１をセットし、パルス信号φＵＳＲを出力する（ステップＳ７５）。そして、該パルス信号φＵＳＲを受けてＬＣＰＵ１Ｌはパルス変換回路５を起動し、パルス信号φ１〜φ４のスイッチングパルスを出力してモータ駆動を始める（ステップＳ５６）。
　【００６２】
　その後、超音波モータ１０のモニタ電極１０Ｍからのモニタ信号ＶＭとパルス変換回路５からの１出力であるパルス信号φ１との位相を比較して、該位相差を位相差カウンタ８から読み出し（ステップＳ５７）、その値が所定値となるように、ＬＣＰＵ１ＬからＢＣＰＵ１Ｂに対して制御司令を送信し（ステップＳ５８，ステップＳ５９，ステップＳ６２，ステップＳ７６〜ステップＳ８１）、周波数を変化させて最適周波数ｆｒで超音波モータ１０を駆動する。
　【００６３】
　また、回転エンコーダ１１からのパルス信号をＬＣＰＵ１Ｌがカウントし（ステップＳ６０）、所定パルス数の駆動を終了したらＢＣＰＵ１Ｂへ停止信号を送信する（ステップＳ６１）。ＢＣＰＵ１Ｂが上記停止信号を受信すると（ステップＳ７７）、共にモードを脱出する（ステップＳ６３，ステップＳ８０）。
　【００６４】
　本第４実施例によると、カメラボディユニット内のＤＣ電源をレンズユニットが利用する上で、該電圧検出をカメラボディユニット側が行っているため、レンズユニットの構成が簡素化される。また、本実施例は発振回路３とパルス幅設定回路４をカメラボディユニット側に内蔵しているため、該カメラボディユニット内に多く使われる高周波発振回路を効率よく利用可能である。
　【００６５】
　なお、本第４実施例では発振回路３とパルス幅設定回路４をボディユニット内に内蔵しているが、これらをレンズユニット１Ｌ内に装備してもよい。
　【００６６】
　また、本実施例では速度制御を行わない例を示したが、超音波モータの停止精度を上げるために該停止動作直前の一定残パルスからは上記第２，第３実施例に示したような方法で減速制御等速度制御を併用することも可能である。
　【００６７】
　このように本第４実施例では、内蔵したＤＣ電源の電源電圧に左右されることなく、かつ、異常音を発生させずに撮影光学系の駆動が可能となる。また、上記メモリ２はレンズユニット内に内蔵されているため、該レンズユニットや超音波モータ個々に合わせて調整工程で最適値を記憶することが可能となる。
　【００６８】
　このように上記各実施例によると、電圧変動の大きなＤＣ電源を用いても、共振点に近い周波数での超音波モータの駆動が異音の発生なく可能であるため、常に静かでかつ必要な出力が得られる。また、モータ電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ等が不要であるので回路規模を小さくでき、コストの低減も可能となる。さらに、共振点近くで駆動すれば、電源電力の使用効率を高くすることができる。
　【００６９】
　【発明の効果】
　以上説明したように本発明によれば、電源電圧が大きく変動した際においても、異音が発生する等の不具合が生じず、充分な機械出力を得ることができる小型・低コストの超音波モータ駆動回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の第１実施例を示す超音波モータ駆動回路の電気回路図である。
　【図２】
　上記第１実施例の超音波モータ駆動回路における発振回路，パルス幅設定回路およびパルス変換回路の構成を示した電気回路図である。
　【図３】
　上記第１実施例の超音波モータ駆動回路における位相差カウンタおよび波形整形回路を示した電気回路図である。
　【図４】
　上記第１実施例の超音波モータ駆動回路の各部における信号波形を示したタイミングチャートである。
　【図５】
　上記第１実施例の超音波モータ駆動回路の動作を示すフローチャートである。
　【図６】
　上記第１実施例の超音波モータ駆動回路において、各電圧に対して最適周波数で駆動した場合に異音を発生しはじめるパルス幅を示した線図である。
　【図７】
　本発明の第２実施例の超音波モータ駆動回路の動作を示すフローチャートである。
　【図８】
　上記第２実施例の超音波モータ駆動回路において、最適駆動周波数と回転数の関係を示した線図である。
　【図９】
　本発明の第３実施例の超音波モータ駆動回路の動作を示すフローチャートである。
　【図１０】
　本発明の第４実施例を示す超音波モータ駆動回路の電気回路図である。
　【図１１】
　上記第４実施例の超音波モータ駆動回路におけるレンズユニット側の動作を示すフローチャートである。
　【図１２】
　上記第４実施例の超音波モータ駆動回路におけるカメラボディユニット側の動作を示すフローチャートである。
　【符号の説明】
　１…ＣＰＵ
　２…メモリ
　３…発振回路
　４…パルス幅設定回路
　５…パルス変換回路
　６…ＤＣ電圧検出回路
　７…ＤＣ電源
　８…位相差カウンタ
　９…波形整形回路
　１０…超音波モータ
　１１…回転エンコーダ