(57)【要約】【課題】超音波モータを間欠的に駆動することによりステージの変位を精密に制御する。【解決手段】超音波モータ１３により駆動されるステージ１４の変位目標値と実変位の差である変位偏差に基づいて波数決定部１１ｊで波数が決定される。速度目標値又は速度目標値と実速度の差である速度偏差に応じて決定されるインターバルを超音波モータに印加する駆動波の少なくとも１周期毎に挿入して発生パターン決定部１１ｋで駆動パターンを生成し、この駆動パターンに基づいて所定インターバル毎に所定周波数の超音波モータの駆動波を波数決定部で決定された波数だけ駆動波形生成部１２で発生して超音波モータに供給する。【選択図】      図１
2004222372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波モータにより駆動される可動体を駆動するパルスを受信するパルス受信部と、
前記パルス受信部で受信されたパルスの波数を予め設定された倍率倍する乗算部と、
前記乗算部で倍率倍されたパルスに基づいて、所定周波数の超音波モータ駆動波を発生する駆動波発生部を具備する超音波モータドライバ。
【請求項２】
超音波モータにより駆動される可動体の変位目標値を読込む変位目標値設定部と、
前記変位目標値設定部から読込まれた変位目標値に基づいて前記超音波モータに供給する駆動波波数を決定する波数決定部と、
前記超音波モータにより駆動される前記可動体の速度目標値を読込む速度目標値設定部と、
前記速度目標値設定部から読込まれた速度目標値に応じてインターバルを設定するインターバル設定部と、
前記インターバル設定部で設定されたインターバルを前記超音波モータに印加する駆動波の少なくとも一周期ごとに挿入して発生パターンを決定する発生パターン決定部と、
前記発生パターン決定部で決定された発生パターンに基づいて、所定周波数の周期波の少なくとも一周期ごとに所定インターバルが挿入された駆動波を前記波数決定部で決定された波数だけ発生する駆動波発生部を具備する超音波モータドライバ。
【請求項３】
超音波モータにより駆動される可動体の変位目標値を読込む変位目標値設定部と、
前記変位目標値設定部から読込まれた変位目標値と前記可動体の実変位との偏差を算出する変位偏差算出部と、
前記変位偏差算出部で算出された変位偏差に基づいて前記超音波モータに供給する駆動波波数を決定する波数決定部と、
前記超音波モータにより駆動される前記可動体の速度目標値を読込む速度目標値設定部と、
前記速度目標値設定部から読込まれた速度目標値に応じてインターバルを設定するインターバル設定部と、
前記インターバル設定部で設定されたインターバルを前記超音波モータに印加する駆動波の少なくとも一周期ごとに挿入して発生パターンを決定する発生パターン決定部と、
前記発生パターン決定部で決定された発生パターンに基づいて、所定周波数の周期波の少なくとも一周期ごとに所定インターバルが挿入された駆動波を前記波数決定部で決定された波数だけ発生する駆動波発生部を具備する超音波モータドライバ。
【請求項４】
超音波モータにより駆動される可動体の変位目標値を読込む変位目標値設定部と、
前記変位目標値設定部から読込まれた変位目標値と前記可動体の実変位との偏差を算出する変位偏差算出部と、
前記変位偏差算出部で算出された変位偏差に基づいて前記超音波モータに供給する駆動波波数を決定する波数決定部と、
前記超音波モータにより駆動される前記可動体の速度目標値を読込む速度目標値設定部と、
前記速度目標値設定部から読込まれた速度目標値と前記可動体の実速度との偏差を算出する速度偏差算出部と、
前記速度偏差算出部で算出された速度偏差に基づいてインターバルを設定するインターバル設定部と、
前記インターバル設定部で設定されたインターバルを前記超音波モータに印加する駆動波の少なくとも一周期ごとに挿入して発生パターンを決定する発生パターン決定部と、
前記発生パターン決定部で決定された発生パターンに基づいて、所定周波数の周期波の少なくとも一周期ごとに所定インターバルが挿入された駆動波を前記波数決定部で決定された波数だけ発生する駆動波発生部を具備する超音波モータドライバ。
【請求項５】
超音波モータにより駆動される可動体を駆動するパルスを受信するパルス受信部と、
前記パルス受信部で受信されたパルスの波数を予め設定された倍率倍する乗算部と、
前記超音波モータにより駆動される可動体の変位目標値を読込む変位目標値設定部と、
前記変位目標値設定部から読込まれた変位目標値と前記可動体の実変位との偏差を算出する変位偏差算出部と、
前記変位目標値設定部から読込まれた変位目標値又は前記変位偏差算出部で算出された変位偏差を択一的に選択する変位フィードバック選択部と、
前記変位フィードバック選択部で選択された変位目標値又は変位偏差に基づいて前記超音波モータに供給する駆動波波数を決定する波数決定部と、
前記超音波モータにより駆動される前記可動体の速度目標値を読込む速度目標値設定部と、
前記速度目標値設定部から読込まれた速度目標値と前記可動体の実速度との偏差を算出する速度偏差算出部と、
前記速度目標値設定部で読込まれた速度目標値又は前記速度偏差算出部で算出された速度偏差を択一的に選択する速度フィードバック選択部と、
前記速度フィードバック選択部で選択された速度目標値又は速度偏差に基づいてインターバルを設定するインターバル設定部と、
前記インターバル設定部で設定されたインターバルを前記波数決定部で決定される超音波モータの駆動波の少なくとも一周期ごとに挿入して発生パターンを決定する発生パターン決定部と、
前記乗算部で倍率倍されたパルス又は前記発生パターン決定部で決定された発生パターンを択一的に選択する自動／手動選択部と、
前記自動／手動選択部で選択されたパルス又は発生パターンに基づいて、所定周波数の周期波の少なくとも一周期ごとに所定インターバルが挿入された駆動波を前記波数決定部で決定された波数だけ発生する駆動波発生部を具備する超音波モータドライバ。
【請求項６】
前記超音波モータに供給される駆動波の周波数及び電圧を設定する周波数設定部及び電圧設定部の少なくとも一つをさらに具備する請求項５に記載の超音波モータドライバ。
【請求項７】
請求項１に記載の超音波モータドライバと、
前記超音波モータドライバのパルス受信部にパルスを付与するパルス付与手段と、
前記超音波モータドライバの倍率設定部に倍率切替信号を付与する倍率切替手段を具備する超音波モータコントローラ。
【請求項８】
請求項２に記載の超音波モータドライバと、
前記超音波モータドライバの変位目標値設定部に変位目標値を付与する変位目標値付与手段と、
前記超音波モータドライバの速度目標値設定部に速度目標値を付与する速度目標値付与手段を具備する超音波モータコントローラ。
【請求項９】
請求項３に記載の超音波モータドライバと、
前記超音波モータドライバの変位目標値設定部に変位目標値を付与する変位目標値付与手段と、
前記超音波モータドライバの実変位読込み部に前記可動体の実際の変位を付与する変位センサと、
前記超音波モータドライバの速度目標値設定部に速度目標値を付与する速度目標値付与手段を具備する超音波モータコントローラ。
【請求項１０】
請求項４に記載の超音波モータドライバと、
前記超音波モータドライバの変位目標値設定部に変位目標値を付与する変位目標値付与手段と、
前記超音波モータドライバの実変位読込み部に前記可動体の実際の変位を付与する変位センサと、
前記超音波モータドライバの速度目標値設定部に速度目標値を付与する速度目標値付与手段と、
前記超音波モータドライバの実速度読込み部に前記可動体の実際の速度を付与する速度センサを具備する超音波モータコントローラ。
【請求項１１】
請求項５に記載の超音波モータドライバと、
前記超音波モータドライバのパルス受信部にパルスを付与するパルス付与手段と、
前記超音波モータドライバの自動／手動読込み部に自動／手動切替信号を付与する自動／手動切替信号付与手段と、
前記超音波モータドライバの倍率設定部に倍率切替信号を付与する倍率切替手段と、
前記超音波モータドライバの変位目標値設定部に変位目標値を付与する変位目標値付与手段と、
前記超音波モータドライバの実変位読込み部に前記可動体の実際の変位を付与する変位センサと、
前記超音波モータドライバの変位フィードバック入／切読込み部に変位フィードバック入／切信号を付与する変位フィードバック入／切信号付与手段と、
前記超音波モータドライバの速度目標値設定部に速度目標値を付与する速度目標値付与手段と、
前記超音波モータドライバの実速度読込み部に前記可動体の実際の速度を付与する速度センサと、
前記超音波モータドライバの速度フィードバック入／切読込み部に速度フィードバック入／切信号を付与する速度フィードバック入／切信号付与手段と、を具備する超音波モータコントローラ。
【請求項１２】
請求項６に記載の超音波モータドライバと、
前記周波数設定部及び電圧設定部に周波数設定値及び電圧設定値を付与する周波数設定値付与手段及び電圧設定値付与手段の少なくとも一つをさらに具備する請求項１１に記載の超音波モータコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波モータドライバ及び超音波モータコントローラに係り、特に超音波モータを間欠的に駆動して、可動体の変位量を正確に制御することが可能な超音波モータドライバ及び超音波モータコントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波モータは、電圧を印加すると弾性運動を生起する圧電素子と、圧電素子の弾性運動を被駆動体に伝達する弾性体から構成される。
【０００３】
そして、弾性体を可動体に圧接した状態で圧電素子に交番電圧を印加して圧電素子を振動させて可動体を直線的に移動させる。
【０００４】
超音波モータにより可動体（例えば顕微鏡のステージ）を駆動する場合には、顕微鏡の検査対象を顕微鏡の視野域に確実に移動させるためにステージの変位を精密に制御することが必要となる。
【０００５】
従来、可動体の速度は超音波モータに印加する電力の電圧、周波数、位相等により制御し、可動体の変位は超音波モータへ供給する波数により制御することが一般的である（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、超音波モータの個体差、被駆動体への圧接状態等の影響により可動体の速度及び変位量を精密に制御することは困難であった。そこで、制御精度を向上するために種々の制御方法あるいは制御装置が提案されている。
【０００７】
例えば、駆動波の振幅（電圧）を一定として周波数を変更して可動体の速度を制御する手段と、駆動波の周波数を一定として振幅を変更して可動体の速度を制御する手段を交互に動作させて速度を制御する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１５０９６２号公報（［００１３］、図７）
【特許文献２】
特許第３２２０９３２号公報（［０００８］、図３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されている方法及び装置では以下の課題を解決することは困難であった。
１．超音波モータは、超音波モータの駆動体と可動体の間に作用する摩擦力により駆動力を伝達しているが、可動体の移動開始時及び移動終了時に摩擦力が大きく変化する。従って、予め定められた波数の駆動波を連続的に印加した
場合には変位を精密に制御することは困難である。
２．駆動波の周波数の変化と可動体の速度の変化は比例しないので、周波数により速度を制御する際には非線形性を考慮する必要がある。しかし、非線形性を数式として明示できないため、周波数により速度を正確に制御することは
困難である。
３．駆動波の電圧を高くすると可動体の速度は大きくなるものの、一駆動波当りの変位も大きくなるため、分解能が悪化してしまい、変位を精密に制御する
ことはできない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、超音波モータを間欠的に駆動することにより可動体の変位を精密に制御することの可能な超音波モータドライバ及びコントローラを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る超音波モータドライバは、超音波モータにより駆動される可動体を駆動するパルスを受信するパルス受信部と、パルス受信部で受信されたパルスの波数を予め設定された倍率倍する乗算部と、超音波モータにより駆動される可動体の変位目標値を読込む変位目標値設定部と、変位目標値設定部から読込まれた変位目標値と可動体の実変位との偏差を算出する変位偏差算出部と、変位目標値設定部から読込まれた変位目標値又は変位偏差部で算出された変位偏差を択一的に選択する変位フィードバック選択部と、変位フィードバック選択部で選択された変位目標値又は変位偏差に基づいて超音波モータに供給する駆動波波数を決定する波数決定部と、超音波モータにより駆動される可動体の速度目標値を読込む速度目標値設定部と、速度目標値設定部から読込まれた速度目標値と可動体の実速度との偏差を算出する速度偏差算出部と、速度目標値設定部で読込まれた速度目標値又は速度偏差算出部で算出された速度偏差を択一的に選択する速度フィードバック選択部と、速度フィードバック選択部で選択された速度目標値又は速度偏差に基づいてインターバルを設定するインターバル設定部と、インターバル設定部で設定されたインターバルを超音波モータに印加する駆動波の少なくとも一周期ごとに挿入して発生パターンを決定する発生パターン決定部と、乗算部で倍率倍されたパルス又は発生パターン決定部で決定された発生パターンを択一的に選択する自動／手動選択部と、自動／手動選択部で選択されたパルス又は発生パターンに基づいて所定周波数の周期波の少なくとも一周期ごとに所定インターバルが挿入された駆動波を前記波数決定部で決定された波数だけ発生する駆動波発生部を具備する。
【００１２】
本発明にあっては、超音波モータはインターバルが挿入された駆動波により駆動される。
【００１３】
本発明に係る超音波モータコントローラは、超音波モータドライバと、超音波モータドライバのパルス受信部にパルスを付与するパルス付与手段と、超音波モータドライバの自動／手動読込み部に自動／手動切替信号を付与する自動／手動切替信号付与手段と、超音波モータドライバの倍率設定部に倍率切替信号を付与する倍率切替手段と、超音波モータドライバの変位目標値設定部に変位目標値を付与する変位目標値付与手段と、超音波モータドライバの実変位読込み部に可動体の実際の変位を付与する変位センサと、超音波モータドライバの変位フィードバック入／切読込み部に変位フィードバック入／切信号を付与する変位フィードバック入／切信号付与手段と、超音波モータドライバの速度目標値設定部に速度目標値を付与する速度目標値付与手段と、超音波モータドライバの実速度読込み部に可動体の実際の速度を付与する速度センサと、超音波モータドライバの速度フィードバック入／切読込み部に速度フィードバック入／切信号を付与する速度フィードバック入／切信号付与手段と、を具備する。
【００１４】
本発明にあっては、可動体は、手動、もしくは変位フィードバック入／切又は速度フィードバック入／切の自動で制御される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る超音波モータドライバの構成図であって、ハードウエア的には一つのモジュールとして構成されている。
【００１６】
即ち、超音波モータドライバ１はマイクロプロセッサ部１１とディスクリート素子部で構成されている駆動波発生部１２を有する。
【００１７】
マイクロプロセッサ部１１は以下の機能をソフトウェア的に実現する。
【００１８】
パルス受信部１１ａは外部で発生されるパルスを取り込み、乗算部１１ｂに出力する。乗算部１１ｂは、パルス受信部１１ａから取り込まれたパルスの波数を倍率設定部１１ｃから取り込まれた倍率倍し、自動／手動切替部１１ｄに出力する。
【００１９】
外部で設定される変位目標値Ｘｄは変位目標値設定部１１ｅで取り込まれた後二つに分岐し、一方は変位フィードバック入／切部１１ｆに直接導かれる。
【００２０】
他方は変位偏差算出部１１ｇに導かれるが、変位偏差算出部１１ｇは変位目標値Ｘｄと実変位読込部１１ｈで取り込まれた超音波モータによって駆動される可動体（例えば顕微鏡のステージ）の実際の変位Ｘａの偏差である変位偏差εｘ（＝Ｘｄ−Ｘａ）を算出して変位フィードバック入／切部１１ｆに導く。
【００２１】
変位フィードバック入／切部１１ｆの出力は、変位フィードバック入／切読込部１１ｉから読み込まれた変位フィードバック切替信号により切替えられる。
【００２２】
即ち、変位フィードバック切時には変位目標値Ｘｄが、変位フィードバック入時には変位偏差εｘが波数決定部１１ｊに導かれる。
【００２３】
そして、変位フィードバック切時には、波数決定部１１ｊにおいて［数１］に基づいて超音波モータを駆動する駆動波の波数ｎが決定される。
【００２４】
【数１】
2004222372.tif 000003
【００２５】
一方、変位フィードバック入時には、波数決定部１１ｊにおいて［数２］に基づいて超音波モータを駆動する駆動波の波数ｎが決定される。
【００２６】
【数２】
2004222372.tif 000004
【００２７】
波数ｎは発生パターン決定部１１ｋに送られ、インターバル設定部１１ｍで設定されるインターバルを所定の波数ごとに挿入して発生パターンを生成するが、インターバルＰは以下のように決定される。
【００２８】
即ち、速度目標値Ｖｄは速度目標値設定部１１ｎから取り込まれた後、二つに分岐し、一方は速度フィードバック入／切切替部１１ｐに直接導かれる。
【００２９】
他方は速度偏差算出部１１ｑに導かれるが、速度偏差算出部１１ｑは速度目標値Ｖｄと実速度読込部１１ｒを介して読込まれるステージの実際の速度Ｖａの偏差である速度偏差εｖ（＝Ｖｄ−Ｖａ）を算出して、速度フィードバック入／切切替部１１ｐに供給する。
【００３０】
速度フィードバック入／切切替部１１ｐの出力は、速度フィードバック入／切読込部１１ｓから読込まれた切替信号により切替えられる。
【００３１】
即ち、速度フィードバック切時には速度目標値Ｖｄが、速度フィードバック入時には速度偏差εｄがインターバル設定部に導かれる。
【００３２】
そして、速度フィードバック切時にはインターバルＰは速度目標値Ｖｄの関数として［数３］により決定される。
【００３３】
【数３】
2004222372.tif 000005
【００３４】
一方、速度フィードバック入時にはインターバルＰは速度偏差εｖの関数として［数４］により決定される。
【００３５】
【数４】
2004222372.tif 000006
【００３６】
インターバル設定部１１ｍで設定されたインターバルＰは発生パターン決定部１１ｋに供給され、駆動波の間にインターバルが挿入される。
【００３７】
即ち、波数決定部１１ｊで決定された波数を連続して超音波モータに印加すると、可動体の移動量は印加開始時及び印加終了時と中間とでは大きく相違するため、波数に応じた移動量を確保することはできない。
【００３８】
そこで、本発明では、所定の波数ごとに駆動波の出力を停止するインターバルを挿入し、所定波数の駆動波とインターバルで構成される駆動波グループ一つ当りの移動量を一定とすることにより移動量を正確に制御することを可能としている。インターバルを長く設定するとステージの移動速度は遅くなり、インターバルを短く設定すると移動速度は速くなる。
【００３９】
そして発生パターン決定部１１ｋの出力は、自動／手動切替部１１ｄに供給される。
【００４０】
自動／手動切替部１１ｄは、自動／手動切替読込部１１ｔから読込まれた自動／手動切替信号によって切替えられる。
【００４１】
即ち、手動時には乗算部１１ｂから出力されるパルスがマイクロプロセッサ部１１から駆動波発生部１２の駆動波生成部１２ａに取り込まれる。一方、自動時には発生パターン決定部１１ｋの出力が駆動波生成部１２ａに取り込まれる。
【００４２】
駆動波生成部１２ａは乗算部１１ｂから出力されるパルス、又は発生パターン決定部１１ｋの出力に応じて正弦波及び正弦波と９０°の位相差を有する余弦波を発生する。
【００４３】
なお、正弦波及び余弦波の周波数は、マイクロプロセッサ部１１内にソフトウェア的に構成される周波数設定部１１ｕにより変更可能な構成となっている。
【００４４】
駆動波生成部１２ａで発生された正弦波及び余弦波は、電力増幅部１２ｂで電力増幅される。なお、電力増幅部１２ｂから出力される正弦波及び余弦波の振幅はマイクロプロセッサ部１１内にソフトウェア的に構成される電圧設定部１１ｖにより変更可能な構成となっている。
【００４５】
電力増幅部１２ｂから出力される正弦波及び余弦波は、超音波モータ１３の圧電素子に相互に直交するように印加される。すると、圧電素子は楕円軌跡を描いて振動し、その振動によりステージ１４は直線的に移動する。
【００４６】
なお、ステージ１４には、例えばリニアエンコーダである変位センサ１５及び速度センサ１６が取り付けられており、ステージの実際の変位及び実際の速度を超音波ドライバにフィードバック可能な構成となっている。
【００４７】
なお、実際の速度は変位センサ１５で検出される実際の変位を微分して求めてもよく、あるいは周知のオブザーバにより推定してもよい。
【００４８】
なお、上記実施例では、駆動波生成部１２ａはディスクリート素子で構成されているものとしているが、マイクロプロセッサ部１１内にソフトウェア的に構成してもよい。
【００４９】
図２はマイクロプロッセサ部１１のハードウェア構成図であって、バス１１０を中心として、ＣＰＵ１１１、メモリ１１２、入力Ｉ／Ｆ１１３及び出力Ｉ／Ｆ１１４を具備する。
【００５０】
ＣＰＵ１１１はメモリ１１２に記憶されているプログラムを実行し、入力Ｉ／Ｆ１１３を介して変位目標値、変位センサ１５で検出されるステージの実変位、速度目標値、速度センサ１６で検出されるステージの実速度、変位フィードバック入／切信号、速度フィードバック入／切信号、自動／手動切替信号を読込み、出力Ｉ／Ｆ１１４を介して設定周波数、設定電圧及び発生パターンを出力する。
【００５１】
図３はＣＰＵ１１１で実行される超音波モータ駆動ルーチンのフローチャートであって、ステップ３０１で自動／手動切替信号を読込み、ステップ３０２で自動であるかを判定する。
【００５２】
ステップ３０２で肯定判定されたとき、即ち自動が選択されているときにはステップ３０３で外部から設定される変位目標値、設定周波数及び設定電圧を読込む。
【００５３】
ステップ３０４で変位フィードバック入／切信号を読込み、ステップ３０５で変位フィードバック入であるかを判定する。ステップ３０５で肯定判定されたとき、即ち変位フィードバック入であるときは、ステップ３０６で変位センサ１５によって検出されるステージの実変位を読込み、ステップ３０７で変位目標値と実変位の偏差である変位偏差を算出し、ステップ３０８で変位偏差に基づき駆動波の波数を決定して、ステップ３０９で速度目標値を読込む。
【００５４】
ステップ３１０で速度フィードバック入／切を読込み、ステップ３１１で速度フィードバック入であるかを判定する。
【００５５】
ステップ３１１で肯定判定されたとき、即ち速度フィードバック入であるときは、ステップ３１２で速度センサ１６によって検出されるステージの実速度を読込む。
【００５６】
ステップ３１３で速度目標値と実速度の偏差である速度偏差が算出され、ステップ３１４で速度偏差に基づきインターバルを決定する。
【００５７】
ステップ３１５で上記処理において決定された波数及びインターバルに基づいて駆動パターンを決定する。
【００５８】
最後に、ステップ３１６で駆動波生成部１２ａに駆動パターンを、ステップ３１７で設定周波数及び設定電圧を出力してこのルーチンを終了する。
【００５９】
ステップ３０５で否定判定されたとき、即ち変位フィードバック切であるときは、ステップ３１８で変位目標値に基づいて駆動波の波数を決定してステップ３０９に進む。以後の処理は変位フィードバック入時と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
さらに、ステップ３１１で否定判定されたとき、即ち速度フィードバック切りであるときは、ステップ３１９で速度目標値に基づいてインターバルを決定してステップ３１５に進む。以後の処理は速度フィードバック入り時と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
また、ステップ３０２で否定判定されたとき、即ち手動が選択されているときは、ステップ３２０でパルス受信部１１ａを介して外部で生成されるパルスを読込む。
【００６２】
ステップ３２１で倍率設定部１１ｃを介して外部で設定された倍率を読込み、ステップ３２２でパルス数を倍率倍する。
【００６３】
そして、ステップ３２３で周波数設定値を予め定められた固定値（デフォルト値）に設定し、ステップ３２４で電圧設定値を予め定められた固定値（デフォルト値）に設定して、ステップ３１５に進む。以後の処理は自動時と同様であるので説明を省略する。
【００６４】
図４は駆動波形生成部から出力される正弦波の波形図（その１）であって、１駆動信号波形毎にインターバルが挿入される場合を示す。
【００６５】
図４（イ）は、インターバルが零の場合であって、周期Ｔの正弦波が連続して超音波モータ１４に供給される。
【００６６】
図４（ロ）はインターバルＰ＝０．２５×Ｔの場合であって、周期Ｔの正弦波が０．２５×Ｔのインターバル毎に超音波モータ１３に供給される。
【００６７】
図４（ハ）はＰ＝０．５×Ｔの場合であって、周期Ｔの正弦波が０．５×Ｔのインターバル毎に超音波モータ１３に供給される。
【００６８】
図５は駆動波形生成部から出力される正弦波の波形図（その２）であって、複数周期の正弦波毎にインターバルを挿入した場合を示す。
【００６９】
即ち図５（ニ）は正弦波２周期毎にインターバルを挿入した場合を、図５（ホ）は正弦波４周期毎にインターバルを挿入した場合を示す。
【００７０】
上記実施例では可動体を一方向に移動させる場合について説明したが、可動体は通常直交する二方向に移動させる必要があるため、超音波モータドライバには２チャンネルのドライバを搭載することが望ましい。
【００７１】
以下に２チャンネルのドライバを搭載した超音波ドライバを利用した超音波モータコントローラについて説明する。
【００７２】
図６は本発明に係る超音波モータコントローラを使用したステージ制御システムの構成図であって、コントローラ６は交流１００Ｖによって駆動される。
【００７３】
コントローラ６から出力される二つの超音波モータ駆動パルスは、ステージ１４のＸ軸に沿って取り付けられているＸ軸超音波モータ１３Ｘ及びＹ軸に沿って取り付けられているＹ軸超音波モータ１３Ｙに供給される。
【００７４】
同じくステージ１４のＸ軸に沿って取り付けられているＸ軸リニアエンコーダ１５Ｘで検出されるステージ１４のＸ軸方向変位及びステージ１４のＹ軸に沿って取り付けられているＹ軸リニアエンコーダ１５Ｙで検出されるステージ１４のＹ軸方向変位は、コントローラ６にフィードバックされる。なお、図６のシステムでは、速度フィードバックは適用していない。
【００７５】
コントローラ６はＲＳ−２３２Ｃ通信ラインを介してパーソナルコンピュータ６１と接続されるが、パーソナルコンピュータ６０はコントローラ６の保守ツールあるいは操作器として機能する。
【００７６】
さらに、コントローラ６はＧＰ−ＩＰ通信ラインを介して他の計測装置等（図示せず）に接続され、コントローラ６の動作状態を計測装置等に通信するために使用される。
【００７７】
図７は本発明に係る超音波モータコントローラの概略構成図であって、超音波モータコントローラ６には既に説明した超音波モータドライバ１が収納されている。
【００７８】
即ち、超音波モータドライバ１のパルス受信部１１ａには、パルス発生器として機能するロータリーエンコーダ６１が接続される。また、倍率設定部１１ｃには倍率設定器６２が接続される。
【００７９】
さらに、変位目標値設定部１１ｅ、速度目標値設定部１１ｎ、変位フィードバック入／切読込部１１ｉ、速度フィードバック入／切読込部１１ｓ、自動／手動読込部１１ｔ、周波数設定部１１ｕ及び電圧設定部１１ｖは、マイクロプロセッサで構成される操作制御部６３に接続される。
【００８０】
操作制御部６３は、テンキーボード６４から入力される設定値を読込むとともに、ディスプレイ６５に動作状況等を表示し、必要に応じてブザー６６からビープ音を発生する。
【００８１】
さらに、操作制御部６３は通信インターフェイス６７を具備しており、ＲＳ−２３２Ｃ及びＧＰ−ＩＢに外部のパーソナルコンピュータ又は計測装置と接続可能な構成となっており、例えばパーソナルコンピュータで設定された変位目標値をＲＳ−２３２Ｃ及び操作制御部６３を介して変位目標値設定部１１ｅに伝送することも可能である。同様に、パーソナルコンピュータで自動／手動の切替、速度フィードバック入／切を制御することも可能である。
【００８２】
超音波モータコントローラ６はＡＣ１００Ｖから超音波モータドライバ１等を駆動するための電力及び電力増幅部１２ｂを介して超音波モータに供給される電力を発生する電源装置６８も内蔵している。
【００８３】
なお、図７では、一方の軸駆動用の超音波モータドライバのみが図示されており、他方の軸駆動用の超音波モータドライバは省略されている。
【００８４】
さらに、上記実施例においては、倍率は倍率設定器６２によって設定されるものとしているが、操作制御部６３を介してパーソナルコンピュータ等により設定可能としてもよい。
【００８５】
また、上記実施例においては、倍率設定は手動時のみ有効としているが、例えば波数決定部１１ｊの後段に乗算器を設置して自動時にも倍率設定を有効としてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明に係る超音波モータドライバ及び超音波モータコントローラによれば、駆動波を可動体の速度目標値に応じて決定されるインターバル毎に超音波モータに供給して可動体を駆動するので、可動体の変位を精密に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明に係る超音波モータドライバの構成図である。
【図２】マイクロプロセッサ部のハードウェア構成図である。
【図３】超音波モータ駆動ルーチンのフローチャートである。
【図４】駆動波生成部から出力される正弦波の波形図（その１）である。
【図５】駆動波生成部から出力される正弦波の波形図（その２）である。
【図６】本発明に係る超音波モータコントローラを使用したステージ制御システムの構成図である。
【図７】本発明に係る超音波モータコントローラの概略構成図である。
【符号の説明】
１…超音波モータドライバ
１１…マイクロプロセッサ部
１１ａ…パルス受信部
１１ｂ…乗算部
１１ｃ…倍率設定読込部
１１ｄ…自動／手動切替部
１１ｅ…変位目標値設定部
１１ｆ…変位フィードバック入／切切替部
１１ｇ…変位偏差算出部
１１ｈ…実変位読込部
１１ｉ…変位フィードバック入／切読込部
１１ｊ…波数決定部
１１ｋ…発生パターン決定部
１１ｍ…インターバル設定部
１１ｎ…速度目標値設定部
１１ｐ…速度フィードバッ入／切切替部
１１ｑ…速度偏差算出部
１１ｒ…実速度読込部
１１ｓ…速度フィードバック入／切読込部
１１ｔ…自動／手動読込部
１１ｕ…周波数設定部
１１ｖ…電圧設定部
１２ａ…駆動波生成部
１２ｂ…電力増幅部
１３…超音波モータ
１４…ステージ
１５…変位センサ
１６…速度センサ
【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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