(57)【要約】【課題】駆動部材を鋸歯状に変位させて可動部材を移動させる圧電素子を用いたアクチュエータにおいて、消費電力を低減しつつ、所定の性能を得ることができるアクチュエータの駆動回路を提供する。【解決手段】駆動信号を印加することにより伸縮する圧電素子２に矩形波信号を印加することにより、駆動部材３に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、駆動部材３と可動部材４とを相対移動させるアクチュエータに用いられる駆動回路１ａ，１ｂであって、圧電素子２と並列に誘導性素子９を接続した並列回路と直列に容量性素子１０を接続した。【選択図】図１
2005006394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号を印加することにより伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の伸縮方向一端に固定された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合された可動部材とを備え、前記圧電素子に矩形波信号を印加することにより、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させるアクチュエータに用いられ、
前記圧電素子と並列に誘導性素子を接続した並列回路と直列に容量性素子を接続したことを特徴とする、アクチュエータの駆動回路。
【請求項２】
前記容量性素子の静電容量値が前記圧電素子の制動容量値よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータの駆動回路。
【請求項３】
駆動信号を印加することにより伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の伸縮方向一端に固定された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合された可動部材とを備え、前記圧電素子に矩形波信号を印加することにより、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させるアクチュエータに用いられ、
前記圧電素子と並列に、誘導性素子と容量性素子とを直列に接続した直列回路とを接続したことを特徴とする、アクチュエータの駆動回路。
【請求項４】
前記誘導性素子は、そのインダクタンスを前記圧電素子の制動容量と反共振する値に設定したことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載のアクチュエータの駆動回路。
【請求項５】
駆動信号を印加することにより伸縮する圧電素子をその伸縮方向に複数連結した素子群と、前記素子群の伸縮方向一端に固定された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合された可動部材とを備え、前記素子群を構成する各圧電素子にそれぞれ交流電圧を印加することにより、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させるアクチュエータに用いられ、
１つ目の圧電素子に正弦波信号を入力し、ｎ番目の圧電素子に前記正弦波信号のｎ倍の周波数の正弦波信号を入力することによって、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させるアクチュエータの駆動回路において、
前記複数の圧電素子それぞれに対して並列に誘導性素子を接続したことを特徴とする、圧電アクチュエータの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＸＹ移動ステージ、カメラの撮影レンズなどの駆動に適した圧電素子を用いたアクチュエータの駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電素子の伸縮を利用し、移動体を移動させる圧電アクチュエータが存在している。図５に圧電素子を固定したタイプの圧電アクチュエータの例を示す。この圧電アクチュエータ１０１は、圧電素子１０２の伸縮方向一端がフレームの固定壁に固定され、他端に駆動部材１０３が固定される。駆動部材１０３には、可動部材１０４が摩擦係合されており、可動部材１０４は、駆動部材１０３に沿って移動することができる。電圧印加回路１０６から駆動電圧を印加されることによって、圧電素子１０２が駆動部材１０３の軸方向に伸縮し、これに連結されている駆動部材１０３に伸びと縮みの速度の異なる鋸歯状の伸縮変位が発生する。これによって、可動部材１０４が変位の異なる伸びと縮みにおける移動量の差分だけ駆動部材１０３に沿って所定の方向に移動する。
【０００３】
可動部材１０４の移動方向は、駆動部材１０３の伸びと縮みの移動量の差分により変化する。例えば、駆動部材１０３が、緩やかな伸びと急峻な縮みを有する変位を有するように変位すると、可動部材１０４は図５において右方向に移動する。一方、駆動部材１０３が、緩やかな縮みと急峻な伸びを有するように変位すると、図５において可動部材は左方向に移動する。
【０００４】
駆動部材１０３に鋸歯状の伸縮変位を発生させるためには、圧電素子に矩形波信号を印加することが一般的である。例えば、特開２００１−２６８９５１号公報（特許文献１）には、所定の周波数を有する矩形波信号を圧電素子１０２に印加し、駆動部材１０３に鋸歯状の伸縮変位を発生させることが開示されている。
【０００５】
圧電素子１０２に印加される矩形波信号はマイクロコンピュータ１０５で発生させている。図７に電圧印加回路１０６の具体的な構成を示す。電圧印加回路１０６は、制御回路のＣＰＵ１０５に接続された４個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４とを含み、圧電素子１０２の端子間に電圧を印加する。
【０００６】
スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４は、ＭＯＳ型ＦＥＴであり、各ゲートは、ＣＰＵ１０５の端子Ｓｃ１〜Ｓｃ４にそれぞれ接続され、Ｈｉ又はＬｏの信号が入力される。スイッチ素子Ｑ１，Ｑ３はＰチャンネルＦＥＴであり、ソースとドレイン間は、ゲートにＬｏ信号が入力されるとオン（導通状態）になり、Ｈｉ信号が入力されるとオフ（遮断状態）になる。スイッチ素子Ｑ２，Ｑ４はＮチャンネルＦＥＴであり、ソースとドレイン間は、ゲートにＨｉ信号が入力されるとオン（導通状態）になり、Ｌｏ信号が入力されるとオフ（遮断状態）になる。
【０００７】
スイッチ素子Ｑ１のソースとスイッチ素子Ｑ３のソースとは、それぞれ、接続点２１を介して、電源電圧Ｖｓに接続されている。スイッチ素子Ｑ１のドレインは、接続点２２を介して、スイッチ素子Ｑ２のドレインに接続されている。スイッチ素子Ｑ３のドレインは、接続点２３を介して、スイッチ素子Ｑ４のドレインに接続されている。スイッチ素子Ｑ２のソースとスイッチ素子Ｑ４のソースとは、それぞれ、接続点２４を介して、接地されている。圧電素子１０２の各端子は、それぞれ接続点２２，２３に接続される。
【０００８】
図８は、デューティー比が５０％の場合における動作タイミングチャートである。パルス駆動回路１０６において、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４が導通し、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３が非導通の場合、圧電素子３には、電圧Ｅが印加される（Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４）。逆に、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３が導通し、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４が非導通の場合、圧電素子１０２には、電圧−Ｅが印加される（Ｔ２〜Ｔ３）。駆動回路１０５においては、この動作を所定の周期で繰り返し行うことにより、圧電素子１０２に矩形波状のパルス信号を印加する。スイッチ素子Ｑ１、Ｑ４が導通しかつスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３が非導通の時間と、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３が導通しかつスイッチ素子Ｑ１，Ｑ４が非導通の時間との比率を変化させることによりデューティー比を変化させることができる。なお、駆動回路１０５における矩形波状のパルス信号のデューティー比及び周波数は、図示しないクロック発生回路からのクロック信号を受けて、ＣＰＵ１０５によるタイミング制御により制御される。
【０００９】
駆動部材１０３に鋸歯状の伸縮変位は、駆動回路によって圧電素子１０２に印加される矩形歯信号のデューティー比によって決定される。すなわち、デューティー比を変化させることにより、駆動部材１０３の伸縮変位が異なり、可動部材の移動方向及び速度が変化する。例えば、矩形波信号のデューティー比が５０％のときは、駆動部材１０３の変位は略正弦波状となり、可動部材１０４はその位置で微小に往復するだけで移動しない。矩形波信号のデューティー比をたとえば３０％にすると、駆動部材１０３の変位は略鋸歯状になり、可動部材１０４は一方に移動し、デューティー比をたとえば７０％にすると可動部材は反対方向に移動する。
【００１０】
しかし、駆動回路により印加される駆動信号は交流信号であるので、以下に示すように、圧電素子の消費電力が大きくなるという問題がある。
【００１１】
特開平７−２３１６８３号公報（特許文献２）は、圧電素子と並列に誘導性素子を接続し、圧電素子の制動容量と前記誘導性素子とを反共振させることによって消費電力を削減する技術が開示されている。図６はその回路図である。特許文献２に開示されているように、圧電素子１０２の等価回路は、図６の１０２の通り示される。図６の回路において、制動容量１０８のインダクタンス値Ｌ及び駆動回路によって印加される交流電圧の周波数の間には、特許文献２の図３に示す関係を有する。よって、駆動電圧の周波数を反共振条件とすることにより、制動容量１０８と誘導性素子１０９の並列回路の合成インピーダンスは理論的に無限大となり、前記並列回路には電流が流れ込まなくなるため、消費電力を低減することができるというものである。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−２６８９５１号公報
【特許文献２】
特開平７−２３１６８３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の駆動回路によっても、矩形波を駆動波形として用いると依然として消費電力が大きいという問題があった。すなわち、上述のように、可動部材１０４を双方向に移動させるためには、矩形波のデューティー比を変化させることが必要であり、デューティー比が変化することによって、圧電素子１０２に印加される矩形波信号の直流成分が発生する。具体的には、例えば、前記時間比率が５０％の場合、圧電素子３に印加される直流成分は０ボルトであるが、デューティー比が１００％の場合は＋Ｅボルト、デューティー比が０％の場合は、−Ｅボルトの直流成分が発生する。
【００１４】
このように、可動部材１０４の移動方向や移動速度を変更するために、駆動回路から発生する矩形波信号のデューティ比を５０％よりも高く又は低くすると、駆動回路１０６からの出力矩形波には、直流電圧成分が生じ、誘導性素子１０９のインピーダンスが小さくなり、並列接続した誘導性素子１０９に過大電流が流れ、目的に反し消費電力が増加するという問題があった。
【００１５】
したがって、特開２００１−２６８９５１号公報（特許文献１）に開示されているように、駆動部材１０３を鋸歯状に変位させて可動部材１０４を動作させる方法について、消費電力を低減しつつ、所定の性能を得るという抜本的な方法が未だ見出されていなかった。
【００１６】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、駆動部材を鋸歯状などの伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させて可動部材を移動させる圧電素子を用いたアクチュエータにおいて、消費電力を低減しつつ、所定の性能を得ることができるアクチュエータの駆動回路を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のアクチュエータの駆動回路を提供する。
【００１８】
本発明の第１態様によれば、駆動信号を印加することにより伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の伸縮方向一端に固定された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合された可動部材とを備え、前記圧電素子に矩形波信号を印加することにより、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させるアクチュエータの駆動回路であって、前記圧電素子と並列に誘導性素子を接続した並列回路と直列に容量性素子を接続したことを特徴とする、アクチュエータの駆動回路を提供する。
【００１９】
本発明の第２態様によれば、駆動信号を印加することにより伸縮する圧電素子と、前記圧電素子の伸縮方向一端に固定された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合された可動部材とを備え、前記圧電素子に矩形波信号を印加することにより、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させるアクチュエータの駆動回路であって、前記圧電素子と並列に、誘導性素子と容量性素子とを直列に接続した直列回路とを接続したことを特徴とする、アクチュエータの駆動回路を提供する。
【００２０】
上記各態様において、容量性素子を接続したことにより、駆動回路全体の合成インピーダンスが大きくなり、デューティー比の変化に伴い発生する矩形波信号の直流成分に対しても過大電流を小さくすることができる。
【００２１】
本発明の第３態様によれば、第１態様において、前記容量性素子の静電容量値が前記圧電素子の制動容量値よりも高いことを特徴とするアクチュエータの駆動回路を提供する。
【００２２】
上記構成において、圧電素子に印加される電圧は、容量性素子の印加電圧と駆動回路出力電圧を分圧する関係にあるため、容量性素子の静電容量値を前記圧電素子の制動容量値よりも大きくすることにより、圧電素子の分圧を高く維持することができ、アクチュエータの性能を劣化させることがない。
【００２３】
本発明の第４態様によれば、前記誘導性素子は、そのインダクタンスを前記圧電素子の制動容量と反共振する値に設定したことを特徴とするアクチュエータの駆動回路を提供する。
【００２４】
上記構成において、圧電素子の制動容量と誘導性素子のインダクタンスが反共振するようにすれば、圧電素子と並列に接続された誘導性素子との並列回路の合成インピーダンスが無限大となり、並列回路に流れる交流成分の消費電力をより小さくすることができる。
【００２５】
本発明の第５態様によれば、駆動信号を印加することにより伸縮する圧電素子をその伸縮方向に複数連結した素子群と、前記素子群の伸縮方向一端に固定された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合された可動部材とを備え、前記素子群を構成する各圧電素子にそれぞれ交流電圧を印加することにより、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させるアクチュエータの駆動回路であって、１つ目の圧電素子に正弦波信号を入力し、ｎ番目の圧電素子に前記正弦波信号のｎ倍の周波数の正弦波信号を入力することによって、前記駆動部材に伸びと縮みの速度の異なる伸縮変位を発生させることで、前記駆動部材と前記可動部材とを相対移動させることを特徴とする、アクチュエータの駆動回路であって、前記複数の圧電素子それぞれに対して並列に誘導性素子を接続したことを特徴とする、圧電アクチュエータの駆動回路を提供する。
【００２６】
上記構成において、複数の圧電素子にそれぞれ、振幅が異なりかつ位相差がない正弦波の駆動信号を印加することにより、素子群の変位を鋸歯状とすることができる。よって、矩形波の駆動信号を用いることなく駆動部材を鋸歯状に変位させることができ、矩形波のデューティー比を変化させることにより生じる直流成分が過大に流れて消費電力が増加することを防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態に係る圧電アクチュエータについて、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
圧電アクチュエータは、例えば、図５に示した構造を有し、圧電素子１０２の伸縮方向に連結された駆動部材１０３と、当該駆動部材に摩擦係合された可動部材１０４とを備える。圧電素子１０２は、マイクロコンピュータ回路１０５からの信号を受けて矩形波電圧を発生する図７に示すような電圧印加回路１０６の出力１００に接続している。
【００２９】
図１は、本発明による圧電アクチュエータの駆動回路の第１実施形態を示すブロック図である。図１中、２は等価回路により示した圧電素子、８は圧電素子の制動容量、９は誘導性素子、１０は容量性素子である。駆動回路１ａは、例えば、図７に示す駆動回路の出力１００に接続されている。
【００３０】
駆動回路１ａは、圧電素子２と誘導性素子９とが並列に接続された並列回路に容量性素子１０が直列に接続された構成である。この容量性素子１０は、矩形波の直流成分を遮断するものである。すなわち、端子１１から１３までの間において、いずれのルートを取ったとしても直流成分を遮断することができ、圧電素子２に流れる電流を小さくすることができる。
【００３１】
図１に示す駆動回路１ａにおいて、制動容量８と誘導性素子９と容量性素子１０とからなる回路の合成インピーダンスＺ１は以下の式（１）のように表される。
【００３２】
【数１】
2005006394.tif 000003
式（１）において、ωは角周波数、Ｃは制動容量８の容量値、Ｌは誘導性素子９のインダクタンス値、Ｃｏは容量性素子１０の容量値である。
【００３３】
駆動電圧の駆動周波数ｆを反共振条件が成立するように設定すると、上記式（１）より駆動周波数ｆにおける合成インピーダンスＺ１は無限大となり、圧電素子に流れる過大電流を防止し、消費電力の削減効果を有する。
【００３４】
また、直流成分（ω＝０）に対しても式（１）は無限大となり、駆動回路１ａを流れる直流成分の過大電流はゼロとなる。したがって、消費電力の削減効果を有する。
【００３５】
容量性素子１０の容量値Ｃｏは圧電素子２の制動容量８の容量値Ｃと比較して十分に大きく設定されている。このように設定するのは、圧電素子２に印加される電圧Ｖｐは、容量性素子１０に印加される電圧Ｖｃと駆動回路の出力電圧Ｖを分圧する関係にあるため、容量性素子１０の容量値Ｃｏを十分に大きくすることにより、圧電素子２に印加される電圧Ｖｐを大きくすることができ、駆動回路の性能を劣化させることを防止するためである。圧電素子２に印加される電圧Ｖｐによって圧電素子の変位量は変化するため、圧電素子２に印加される電圧Ｖｐができるだけ大きくなるように設定し、ＶｐとＶｃとの比が９０：１０よりも大きくなるように容量性素子１０の容量値Ｃｏを決定することが望ましい。
【００３６】
また、矩形波の場合、高調波成分を含むが、高調波成分に対しても消費電力の削減効果が認められる。例えば、制動容量８の容量値Ｃを０．１μＦ、誘導性素子９のインダクタンス値Ｌを８０μＨ、容量性素子１０の容量値Ｃｏを１μＦとした場合、駆動周波数ｆは、反共振条件を示す式（２）より、５６．３ｋＨｚとなる。
【００３７】
【数２】
2005006394.tif 000004
【００３８】
駆動周波数の基本波成分に対して制動容量８のインピーダンスＺｃは、２８．３Ωであるのに対し、合成インピーダンスＺ１は無限大となる。周波数の２倍調波成分に対し、制動容量８のインピーダンスＺｃは、１４．１Ω、合成インピーダンスＺ１は２０．３Ω、駆動周波数の３倍調波成分に対し、制動容量８のインピーダンスＺｃは、９．５Ω、合成インピーダンスＺ１は１１．５Ωとなり、いずれも合成インピーダンスＺ１の方が制動容量８のインピーダンスＺｃよりも高い値となる。
【００３９】
図２は、本発明による圧電アクチュエータの駆動回路の第２実施形態を示すブロック図である。圧電アクチュエータの構成は、第１実施形態と共通する。本実施形態にかかる駆動回路１ｂは、圧電素子２と並列に、誘導性素子９と容量性素子１０とを直列に接続した直列回路とを接続した構成を有する。この容量性素子１０は、矩形波の直流成分を遮断するものである。すなわち、端子１１から１３までの間において、いずれのルートを取ったとしても直流成分を遮断することができ、圧電素子２に流れる電流を小さくすることができる。
【００４０】
図２に示す駆動回路１ｂにおいて、制動容量８と誘導性素子９と容量性素子１０とからなる回路の合成インピーダンスＺ２は以下の式（３）のように表される。
【００４１】
【数３】
2005006394.tif 000005
式（３）において、ωは角周波数、Ｃは制動容量８の容量値、Ｌは誘導性素子９のインダクタンス値、Ｃｏは容量性素子１０の容量値である。
【００４２】
駆動電圧の駆動周波数ｆを反共振条件が成立するように設定すると、上記式（３）より駆動周波数ｆにおける合成インピーダンスＺ２は無限大となり、圧電素子２に流れる過大電流を防止し、消費電力の削減効果を有する。
【００４３】
また、直流成分（ω＝０）に対しても式（３）は無限大となり、駆動回路１ｂを流れる直流成分の過大電流はゼロとなる。したがって、消費電力の削減効果を有する。また、容量性素子１０と誘導性素子９とは分圧の関係にないため、端子１４、１５間の圧電素子２に印加される電圧は、駆動回路７の出力１００の電圧と等しくなり、圧電アクチュエータの性能を劣化させることがない。
【００４４】
図３は、本発明の第３実施形態にかかる圧電素子を用いた圧電アクチュエータの概略構成を示す図である。圧電アクチュエータ５は、２つの同じ特性を有する圧電素子２ａ，２ｂをそれぞれの伸縮方向に接着固定して連結した圧電素子群２の伸縮方向一端がフレームの固定壁に固定され、他端に駆動部材３が固定されている。駆動部材３には、可動部材４が摩擦係合されており、可動部材４は駆動部材３に沿って移動することができる。
【００４５】
それぞれの圧電素子２ａ，２ｂは、マイクロコンピュータ回路５から発生したディジタル信号を波形成型回路７ａ，７ｂによって、後述する所定の形状を有する正弦波波形に波形成型し、増幅回路６ａ，６ｂによって増幅したのち印加される。すなわち、２つの圧電素子２ａ，２ｂにそれぞれ印加される駆動信号は、正弦波形状であり、直流成分を有しない信号である。
【００４６】
それぞれの圧電素子２ａ，２ｂにそれぞれ印加される正弦波電圧は、一方の圧電素子２ａに印加される正弦波電圧とすると、他方の圧電素子２ｂには当該正弦波電圧の２倍の周波数で４分の１の振幅の正弦波電圧が位相差が生じないように印加される。
【００４７】
図４に圧電素子２ａ、２ｂのそれぞれの変位と圧電素子群の経時変位を示す。圧電素子２ａと圧電素子２ｂの変位は、印加される正弦波電圧に応じて、それぞれ図４に示す通りとなる。圧電素子群２は、２つの圧電素子２ａ，２ｂをその伸縮方向に連結した構成を有するため、圧電素子群２全体の変位は、これら２つの圧電素子２ａ，２ｂの合成波形であり、図４に示すように鋸歯状波形となる。したがって、圧電素子群２に固定されている駆動部材３の変異は、伸びと縮みの速度の異なる鋸歯状となり、可動部材４の移動が可能となる。
【００４８】
このような駆動波形は、それぞれの圧電素子に印加される駆動信号は直流成分を含まない正弦波成分のみであるため、圧電素子に誘導素子を並列に接続することにより、消費電力を大幅に削減することができる。また、圧電素子に印加される電圧は減少することがなく、圧電アクチュエータ５自体の性能を劣化させることがない。
【００４９】
第３実施形態にかかる圧電アクチュエータの変形例について説明する。変形例にかかる圧電アクチュエータは、それぞれの圧電素子に印加される信号を等しく構成する一方、圧電素子群を構成するそれぞれの圧電素子の長さの比が異なる構成を有する。すなわち、圧電素子２ａと圧電素子２ｂの長さの比を４：１とし、それぞれに同じ正弦波形状の駆動信号を印加させた場合における圧電素子群２の変位は、伸びと縮みの速度の異なる鋸歯状となる。よって、同様に直流成分を含まない正弦波形状の駆動信号を用いるため、直流成分による消費電力の過大消費を防止することができる。
【００５０】
以上説明したように、上記各実施形態にかかる圧電アクチュエータによれば、駆動部材を鋸歯状に変位させることによって可動部材を動作させる圧電アクチュエータの駆動回路について、性能の劣化を招くことなく、消費電力を削減することができるという効果を奏する。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の第１態様によれば、矩形波のデューティー比の変化によって生じる直流成分を容量性素子によって遮断することができるため、圧電素子に過大な直流成分電流が流れることを防止することができ、直流成分電流による過大な電力消費を防止することができる。
【００５２】
本発明の第２態様によれば、矩形波のデューティー比の変化によって生じる直流成分を容量性素子によって遮断することができるため、直流成分電流による過大な電力消費を防止することができる。また、圧電素子に印加する電圧の降下がなく、アクチュエータの性能を劣化させることがない。
【００５３】
本発明の第３態様によれば、容量性素子の静電容量値を大きくすることにより、容量性素子にかかる電圧を小さくすることができ、この電圧と分圧の関係にある圧電素子の分圧を大きくすることができる。したがって、圧電素子に印加される電圧の降下の程度を少なくしてアクチュエータの性能の劣化を少なくすることができる。
【００５４】
本発明の第４態様によれば、圧電素子の制動容量と誘導性素子のインダクタンスが反共振するようにすれば、圧電素子と並列に接続された誘導性素子との並列回路の合成インピーダンスが無限大となり、並列回路に流れる交流成分の消費電力をより小さくすることができる。
【００５５】
本発明の第５態様によれば、正弦波信号を用いて駆動部材に鋸歯状の変位を与えることができるため、矩形波信号を用いる必要がない。したがって、矩形波信号に伴う直流成分が過大に流れることによる消費電力の増加を防止することができる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００５７】
例えば、第３実施形態において、圧電素子群を構成する圧電素子は、２つに限定される必要はなく、３つ以上であってもよい。但し、圧電素子群を構成する圧電素子の数を多くすると、アクチュエータが大型化するため、２〜１０程度にしておくことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧電アクチュエータの駆動回路の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明による圧電アクチュエータの駆動回路の第２実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかる圧電素子を用いた圧電アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図４】圧電素子群を構成するそれぞれの圧電素子変位と圧電素子群の経時変位を示す。
【図５】圧電素子を固定したタイプの圧電アクチュエータの構成例を示す図である。
【図６】従来のアクチュエータ駆動回路の回路図である。
【図７】矩形波信号を発生させるための駆動回路の回路図である。
【図８】デューティー比が５０％の場合における動作タイミングチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ  アクチュエータの駆動回路
２  圧電素子
３  駆動部材
４  可動部材
５  圧電アクチュエータ
８  制動容量
９  誘導性素子
１０  容量性素子
【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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