(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向電極を有する第１の電気機械変換素子、この第１の電気機械変換素子の一方の電極側に固着された第１の支持部材、前記第１の電気機械変換素子の他方の電極側に固着された第１の駆動部材及びこの第１の駆動部材に所定の摩擦力で係合された第１の係合部材からなる第１の駆動部と、
対向電極を有する第２の電気機械変換素子、この第２の電気機械変換素子の一方の電極側に固着された第２の支持部材、前記第２の電気機械変換素子の他方の電極側に固着された第２の駆動部材及びこの第２の駆動部材に所定の摩擦力で係合された第２の係合部材からなる第２の駆動部と、
直流電圧が出力される駆動電源、この駆動電源と接地との間に接続され複数のスイッチング素子を含む第１のスイッチ部、前記駆動電源と接地との間に接続され複数のスイッチング素子を含むスイッチ部であって一部のスイッチング素子が前記第１のスイッチ部の一部のスイッチング素子と共用されている第２のスイッチ部、及び前記第１のスイッチ部を駆動制御することにより前記駆動電源から出力される直流電圧を矩形波の第１の駆動電圧にして前記第１の電気機械変換素子に印加すると共に、前記第２のスイッチ部を駆動制御することにより前記駆動電源から出力される直流電圧を矩形波の第２の駆動電圧にして前記第２の電気機械変換素子に印加する制御信号出力部を備えた駆動回路部と、
前記制御信号出力部を駆動制御することにより前記第１の駆動電圧のデューティ比を変化させて前記第１の電気機械変換素子を伸長方向と縮小方向とで異なる速度で伸縮させることで前記第１の支持部材と前記第１の係合部材とを相対移動させると共に、前記第２の駆動電圧のデューティ比を変化させて前記第２の電気機械変換素子を伸長方向と縮小方向とで異なる速度で伸縮させることで前記第２の支持部材と前記第２の係合部材とを相対移動させる駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記制御信号出力部を駆動制御して当該制御信号出力部から前記第１のスイッチ部及び第２のスイッチ部が備える各スイッチング素子に供給する所定のデューティ比の駆動制御信号を出力させるものであり、前記第１のスイッチ部と第２のスイッチ部とに共用されているスイッチング素子に、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とを同時に駆動させることが可能なデューティ比の駆動制御信号を与えることを特徴とする駆動装置。
【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、オーバヘッドプロジェクタの投影レンズ、双眼鏡のレンズ、走査型トンネル電子顕微鏡のプローブ等の駆動に適した駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮影レンズ等の駆動対象物が取り付けられた係合部材を棒状の駆動部材に所定の摩擦力を有するようにして結合させ、その駆動部材の一方端に圧電素子からなる電気機械変換素子を固着して構成したインパクト型圧電アクチュエータからなる駆動装置が開発されている。例えば、図１６は、カメラの撮影レンズ位置を調節するための駆動装置の概略構成を示す図である。
【０００３】
この図１６における駆動装置１００は、支持部材１０１に取り付けられた圧電素子からなる駆動用の電気機械変換素子１０２により駆動される棒状の駆動部材１０３に係合部材１０４を所定の摩擦力で結合するようにした駆動部１０５と、電気機械変換素子１０２に正逆両方向の駆動電圧を印加することにより電気機械変換素子１０２を駆動する駆動回路部１０６とを備えている。
【０００４】
電気機械変換素子１０２は、駆動回路部１０６を介して印加される駆動電圧に応じて伸縮するものであり、その正極及び負極間方向である伸縮方向における一方端が位置固定された支持部材１０１に固着されると共に、その他方端が駆動部材１０３の軸方向における一方端に固着されたものである。係合部材１０４は、所定箇所に駆動対象物である撮影レンズＬが固着され、駆動部材１０３上を軸方向に沿って移動可能とされている。
【０００５】
駆動回路部１０６は、電気機械変換素子１０２に矩形波からなる駆動電圧を供給するもので、そのデューティ比を変更することにより位置固定された支持部材１０１に対し係合部材１０４を駆動部材１０３に沿って繰出し方向（電気機械変換素子１０２から離反する方向）である矢印ａ１方向と戻り方向（電気機械変換素子１０２に近接する方向）である矢印ａ２方向とに移動させるようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、同一のシステム（装置）内において２つの駆動対象物を個別に駆動させる場合には、その駆動対象物の個数に対応した互いに独立した２つの駆動装置１００を用いる必要がある。このため、同一のシステム内に互いに独立した２つの駆動装置１００を配置するためのスペースを確保しなければならならず、システムの小型化に制約を受ける虞があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、同一のシステム内において２つの駆動対象物を個別に駆動させる場合でもシステムの小型化を促進し得る駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、対向電極を有する第１の電気機械変換素子、この第１の電気機械変換素子の一方の電極側に固着された第１の支持部材、前記第１の電気機械変換素子の他方の電極側に固着された第１の駆動部材及びこの第１の駆動部材に所定の摩擦力で係合された第１の係合部材からなる第１の駆動部と、対向電極を有する第２の電気機械変換素子、この第２の電気機械変換素子の一方の電極側に固着された第２の支持部材、前記第２の電気機械変換素子の他方の電極側に固着された第２の駆動部材及びこの第２の駆動部材に所定の摩擦力で係合された第２の係合部材からなる第２の駆動部と、直流電圧が出力される駆動電源、この駆動電源と接地との間に接続され複数のスイッチング素子を含む第１のスイッチ部、前記駆動電源と接地との間に接続され複数のスイッチング素子を含むスイッチ部であって一部のスイッチング素子が前記第１のスイッチ部の一部のスイッチング素子と共用されている第２のスイッチ部、及び前記第１のスイッチ部を駆動制御することにより前記駆動電源から出力される直流電圧を矩形波の第１の駆動電圧にして前記第１の電気機械変換素子に印加すると共に、前記第２のスイッチ部を駆動制御することにより前記駆動電源から出力される直流電圧を矩形波の第２の駆動電圧にして前記第２の電気機械変換素子に印加する制御信号出力部を備えた駆動回路部と、前記制御信号出力部を駆動制御することにより前記第１の駆動電圧のデューティ比を変化させて前記第１の電気機械変換素子を伸長方向と縮小方向とで異なる速度で伸縮させることで前記第１の支持部材と前記第１の係合部材とを相対移動させると共に、前記第２の駆動電圧のデューティ比を変化させて前記第２の電気機械変換素子を伸長方向と縮小方向とで異なる速度で伸縮させることで前記第２の支持部材と前記第２の係合部材とを相対移動させる駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記制御信号出力部を駆動制御して当該制御信号出力部から前記第１のスイッチ部及び第２のスイッチ部が備える各スイッチング素子に供給する所定のデューティ比の駆動制御信号を出力させるものであり、前記第１のスイッチ部と第２のスイッチ部とに共用されているスイッチング素子に、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とを同時に駆動させることが可能なデューティ比の駆動制御信号を与えることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、第１の電気機械変換素子を駆動するための第１のスイッチ部の一部の回路と、第２の電気機械変換素子を駆動するための第２のスイッチ部の一部の回路とが互いに共有されることで、駆動回路部を構成するための部品点数が削減される。このため、同一のシステム内において２つの駆動対象物を個別に駆動させるようにする場合でもシステムの小型化を促進し得る駆動装置が実現される。また、駆動回路部を構成するための部品点数が削減されることで駆動装置のコストダウンも可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るインパクト型圧電アクチュエータからなる駆動装置の基本構成を概略的に示すブロック図である。この図において、駆動装置１０は、第１の駆動部１２と、第２の駆動部１４と、第１の駆動部１２及び第２の駆動部１４を駆動する駆動回路部１６と、全体の動作を制御する制御部１８とを備えている。なお、第１の駆動部１２及び第２の駆動部１４は、それぞれ同一の構成になるものである。
【００１１】
図２は、第１の駆動部１２及び第２の駆動部１４の構成例を示す斜視図である。この図において、第１の駆動部１２及び第２の駆動部１４は、それぞれ素子固定式構造のものであり、支持部材２４、電気機械変換素子２６、駆動部材２８及び係合部材３０から構成されている。
【００１２】
支持部材２４は、電気機械変換素子２６及び駆動部材２８を保持するものであり、円柱体の軸方向両端部２４１，２４２及び略中央の仕切壁２４３を残して内部を刳り貫くことにより形成された第１の収容空間２４４及び第２の収容空間２４５を有している。また、この支持部材２４の他方端部２４２の中心位置に丸孔２４６が穿設されると共に、仕切壁２４３の中心位置に丸孔２４７が穿設されている。
【００１３】
電気機械変換素子２６は、例えば所定の厚みを有する複数枚の圧電基板を各圧電基板間に図略の電極を介して積層することにより構成したものであり、外面に対向電極である正極（一方の電極）２６１及び負極（他方の電極）２６２が設けられたものである。この電気機械変換素子２６は、その対向電極間方向である伸縮方向を支持部材２４の軸方向と一致させた状態で第１の収容空間２４４に収納され、一方端面（例えば、正極２６１側）が第１の収容空間２４４の一方端部２４１側端面に固着されている。
【００１４】
駆動部材２８は、断面丸形状の棒状に形成されたもので、その両端部が支持部材２４の他方端部２４２の丸孔２４６と仕切壁２４３の丸孔２４７とを貫通した状態で第２の収容空間２４５に軸方向に沿って移動可能に収容されている。また、この駆動部材２８は、第１の収容空間２４４内に突出した端部が電気機械変換素子２６の他方端面（例えば、負極２６２側）に固着されると共に、支持部材２４の他方端部２４２の外部に突出した端部が板ばね３２により所定のばね圧で押圧され、電気機械変換素子２６側に付勢された状態とされている。このように板ばね３２により駆動部材２８を付勢するのは、電気機械変換素子２６の伸縮動作に基づく駆動部材２８の軸方向変位を安定化させるためである。
【００１５】
係合部材３０は、駆動部材２８の軸方向両側に取付部３０１，３０１を有する基部３０２と、両取付部３０１，３０１の間に装着される挟み込み部材３０３とを備えており、基部３０２が第２の収容空間２４５内において駆動部材２８に遊嵌されると共に、挟み込み部材３０３が板ばね３０４により押圧されることにより駆動部材２８の周面に接触することで係合部材３０が所定の摩擦力で駆動部材２８に結合されている。これにより、この係合部材３０は、その摩擦力よりも大きな駆動力が係合部材３０に作用したときに駆動部材２８の軸方向に沿って移動可能となる。なお、この係合部材３０には、撮影レンズ等の駆動対象物Ｌ（図１）が取り付けられる。
【００１６】
図３は、駆動回路部１６の構成例を示す図である。この図において、駆動回路部１６は、直流電圧を出力する駆動電源１６１と、駆動電源１６１と接地との間に接続された第１のスイッチ部１６２と、駆動電源１６１と接地との間に接続され、一部の回路が第１のスイッチ部１６２の一部の回路を共有する第２のスイッチ部１６３と、これら第１のスイッチ部１６２及び第２のスイッチ部１６３を駆動制御することにより駆動電源１６１から出力される直流電圧を矩形波の駆動電圧にして第１の駆動部１２の電気機械変換素子２６及び第２の駆動部１４の電気機械変換素子２６にそれぞれ印加するようにする制御信号出力部１６４とから構成されている。
【００１７】
この駆動電源１６１は、一端が接地されたＤＣ-ＤＣコンバータ等から構成されている。また、第１のスイッチ部１６２は、駆動電源１６１から駆動電圧＋Ｖｐが供給される接続点ａと接地された接続点ｂとの間に、ＭＯＳＦＥＴである第１のスイッチング素子Ｑ１を有する第１のスイッチ回路１６５及びＭＯＳＦＥＴである第２のスイッチング素子Ｑ２を有する第２のスイッチ回路１６６からなる第１の直列回路と、ＭＯＳＦＥＴである第３のスイッチング素子Ｑ３を有する第３のスイッチ回路１６７及びＭＯＳＦＥＴである第４のスイッチング素子Ｑ４を有する第４のスイッチ回路１６８からなる第２の直列回路とが接続されて構成されている。
【００１８】
また、第２のスイッチ部１６３は、駆動電源１６１から駆動電圧＋Ｖｐが供給される接続点ａと接地された接続点ｂとの間に、上述の第１のスイッチ部１６２を構成する第３のスイッチング素子Ｑ３を有する第３のスイッチ回路１６７及び第１のスイッチ部１６２を構成する第４のスイッチング素子Ｑ４を有する第４のスイッチ回路１６８からなる第２の直列回路と、ＭＯＳＦＥＴである第５のスイッチング素子Ｑ５を有する第５のスイッチ回路１６９及びＭＯＳＦＥＴである第６のスイッチング素子Ｑ６を有する第６のスイッチ回路１７０からなる第３の直列回路とが接続されて構成されている。
【００１９】
すなわち、第３のスイッチング素子Ｑ３を有する第３のスイッチ回路１６７及び第４のスイッチング素子Ｑ４を有する第４のスイッチ回路１６８からなる第２の直列回路は、第１のスイッチ部１６２と第２のスイッチ部１６３とが互いに共有する回路となる。
【００２０】
また、制御信号出力部１６４は、第１乃至第６のスイッチ回路１６５乃至１７０に供給する駆動パルスである駆動制御信号Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｃ３，Ｓｃ４，Ｓｃ５，Ｓｃ６を出力するように構成されたものである。本実施形態では、第１乃至第６のスイッチ回路１６５乃至１７０を構成する第１乃至第６のスイッチング素子Ｑ１乃至Ｑ６は、それぞれＮチャネルＦＥＴから構成されており、それぞれのゲートに供給される駆動制御信号Ｓｃ１乃至Ｓｃ６がハイレベルのときにオンとなる。
【００２１】
このように構成された駆動回路部１６における第１のスイッチ回路１６５及び第２のスイッチ回路１６６の接続点ｃと、第３のスイッチ回路１６７及び第４のスイッチ回路１６８の接続点ｄとの間に、第１の駆動部１２の電気機械変換素子２６が接続されてブリッジ回路が構成されている。ここで、第１の駆動部１２の電気機械変換素子２６の他方端面（例えば、負極２６２側）が接続点ｃに接続され、その一方端面（例えば、正極２６１側）が接続点ｄに接続されるようになっている。
【００２２】
また、駆動回路部１６における第３のスイッチ回路１６７及び第４のスイッチ回路１６８の接続点ｄと、第５のスイッチ回路１６９及び第６のスイッチ回路１７０の接続点ｅとの間に、第２の駆動部１４の電気機械変換素子２６が接続されてブリッジ回路が構成されている。ここで、第２の駆動部１２の電気機械変換素子２６の一方端面（例えば、正極２６１側）が接続点ｄに接続され、その他方端面（例えば、負極２６２側）が接続点ｅに接続されるようになっている。
【００２３】
このように構成された駆動回路部１６において、第２のスイッチ回路１６６及び第３のスイッチ回路１６７は、第１の駆動部１２の電気機械変換素子２６に対し、その一方側から駆動電圧＋Ｖｐを印加して電気機械変換素子２６の対向電極２６１，２６２間を充電する第１の駆動回路を構成し、第１のスイッチ回路１６５及び第４のスイッチ回路１６８は、第１の駆動部１２の電気機械変換素子２６に対し、その他方側から駆動電圧＋Ｖｐを印加して電気機械変換素子２６の対向電極２６１，２６２間を充電する第２の駆動回路を構成することになる。
【００２４】
また、第３のスイッチ回路１６７及び第６のスイッチ回路１７０は、第２の駆動部１４の電気機械変換素子２６に対し、その一方側から駆動電圧＋Ｖｐを印加して電気機械変換素子２６の対向電極２６１，２６２間を充電する第３の駆動回路を構成し、第４のスイッチ回路１６８及び第５のスイッチ回路１６９は、第２の駆動部１４の電気機械変換素子２６に対し、その他方側から駆動電圧＋Ｖｐを印加して電気機械変換素子２６の対向電極２６１，２６２間を充電する第４の駆動回路を構成することになる。
【００２５】
このように、第１のスイッチ部１６２と第１の駆動部１２の電気機械変換素子２６とでブリッジ回路を構成すると共に、第２のスイッチ部１６３と第２の駆動部１４の電気機械変換素子２６とでブリッジ回路を構成した場合、各電気機械変換素子２６には駆動電源１６１から−Ｖｐ〜＋Ｖｐの電圧（すなわち、２Ｖｐの電圧）が印加されることになるので、駆動電源１６１から出力される駆動電圧＋Ｖｐは低電圧であっても変位量の大きい駆動装置１０を得ることができるという利点がある。
【００２６】
図１に戻り、制御部１８は、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理プログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭ（Read-Only Memory）、及び、データを一時的に保存するＲＡＭ（Random Access Memory）から構成されており、第１の駆動部１２の係合部材３０及び第２の駆動部１４の係合部材３０の位置をそれぞれ検出する図略の位置センサ等から入力される信号に基づいて駆動回路部１６の制御信号出力部１６４（図３）から所定のデューティ比の駆動パルスを出力させ、この駆動パルスにより第１の駆動回路（第２のスイッチ回路１６６及び第３のスイッチ回路１６７で構成）と第２の駆動回路（第１のスイッチ回路１６５及び第４のスイッチ回路１６８で構成）とを交互に駆動すると共に、第３の駆動回路（第３のスイッチ回路１６７及び第６のスイッチ回路１７０で構成）と第４の駆動回路（第４のスイッチ回路１６８及び第５のスイッチ回路１６９で構成）とを交互に駆動する。
【００２７】
すなわち、制御部１８は、制御信号出力部１６４（図３）を駆動制御することにより、図３に示す第２のスイッチ回路１６６と第３のスイッチ回路１６７とからなる第１の駆動回路、第１のスイッチ回路１６５と第４のスイッチ回路１６８とからなる第２の駆動回路、第３のスイッチ回路１６７と第６のスイッチ回路１７０とからなる第３の駆動回路、及び、第４のスイッチ回路１６８と第５のスイッチ回路１６９とからなる第４の駆動回路をそれぞれ駆動する駆動制御手段を構成する。
【００２８】
次に、図４乃至図１３を参照して、本発明の駆動装置１０に適用される駆動回路部１６の駆動動作の原理的な説明を行う。ここで、図４は、駆動回路部１６により第１の駆動部１２の電気機械変換素子２６及び第２の駆動部１４の電気機械変換素子２６に印加される駆動電圧であって、各電気機械変換素子２６の伸縮時の変位波形を鋸歯形状にすることにより支持部材２４と係合部材３０とを相対移動させることのできるパルス波形の一例を示すものである。
【００２９】
すなわち、図４（ａ）は、係合部材３０を繰出し方向（電気機械変換素子２６から離反する方向）である矢印ａ１方向（図１）に移動させるための電気機械変換素子２６に印加する駆動電圧のパルス波形であり、その駆動電圧の駆動周波数ｆｄが支持部材２４及び駆動部材２８が固着された状態での電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒ（例えば、６０KＨｚ）の０．７倍（ｆｄ＝０．７×ｆｒ）となるように設定され、デューティ比Ｄ（Ｄ＝Ｂ／Ａ）が０．３になるように設定されたものである。
【００３０】
また、図４（ｂ）は、係合部材３０が戻り方向（電気機械変換素子２６に接近する方向）である矢印ａ２（図１）方向に移動させるための電気機械変換素子２６に印加する駆動電圧のパルス波形であり、その駆動電圧の駆動周波数ｆｄが支持部材２４及び駆動部材２８が固着された状態での各電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒの０．７倍（ｆｄ＝０．７×ｆｒ）となるように設定され、デューティ比Ｄ（Ｄ＝Ｂ／Ａ）が０．７になるように設定されたものである。
【００３１】
駆動電圧の駆動周波数ｆｄ及びデューティ比Ｄを上記のように設定しているのは、支持部材２４及び駆動部材２８が固着されている状態での電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒに対する駆動電圧の周波数ｆｄの比（ｆｄ／ｆｒ）と係合部材３０の移動速度とが図５の特性図に示すような関係を有していること、及び、矩形波からなる駆動電圧のデューティ比Ｄと係合部材３０の移動方向（繰出し方向及び戻り方向）とが図６の特性図に示すような関係を有していることに基づくものである。
【００３２】
この図５に示す特性図は、支持部材２４及び駆動部材２８が固着されている状態での電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒを異ならせたり、形態（構造）を異ならせたりした４種類（第１乃至第４）の駆動装置を構成し、これら各駆動装置について電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒに対する駆動電圧の周波数ｆｄの比（ｆｄ／ｆｒ）と係合部材３０の移動速度との対応関係を計測したものである。
【００３３】
なお、この特性図は、矩形波からなる駆動電圧のデューティ比Ｄが０．３の場合（係合部材３０が繰出し方向に移動する場合）のものであるが、そのデューティ比Ｄが０．７の場合（係合部材３０が戻り方向に移動する場合）は勿論のこと、そのデューティ比Ｄが０．０５〜０．９５の範囲内にある場合に略同様の関係を有することが確認されている。
【００３４】
この図５に示す特性図からも明らかなように、ｆｄ／ｆｒの値が０．３乃至１．５の範囲内にある場合には、一部領域で移動速度の落ち込みがあるとはいうものの係合部材３０が実質的に移動可能となる一方、ｆｄ／ｆｒの値が０．３に満たない場合及び１．５を超える場合には係合部材３０が移動不能となる。従って、電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒに対する駆動電圧の周波数ｆｄは、図４に示すものだけではなく必要に応じて０．３×ｆｒ＜ｆｄ＜１．５×ｆｒの範囲内で適宜設定することができる。なお、ｆｄ／ｆｒの値が０．６乃至１．２の範囲内にある場合には、第１乃至第４のすべての駆動装置１０について十分動作可能となる。
【００３５】
また、図６に示す特性図は、矩形波からなる駆動電圧のデューティ比Ｄと係合部材３０の移動方向（繰出し方向及び戻り方向）との対応関係を計測したものである。この図から明らかなように、デューティ比Ｄが０．０５乃至０．４５の範囲内（０．０５＜Ｄ＜０．４５）にあるときには、係合部材３０は繰出し方向に移動し、デューティ比Ｄが０．５５乃至０．９５の範囲内（０．５５＜Ｄ＜０．９５）にあるときには、係合部材３０は戻り方向に移動する。従って、デューティ比Ｄは、図４に示すものだけではなく必要に応じて０．０５＜Ｄ＜０．４５又は０．５５＜Ｄ＜０．９５の範囲内で適宜設定することができる。
【００３６】
なお、支持部材２４及び駆動部材２８が固着された状態での電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒは、次の数式により求めたものである。
【００３７】
【数１】
0003933460.tif 000002
【００３８】
この数１におけるｆｒｏは電気機械変換素子２６の両電極２６１，２６２間におけるフリー共振周波数（電気機械変換素子２６自体の電極間方向における共振周波数）、ｍｐは電気機械変換素子２６の質量、ｍｆは駆動部材２８の質量をそれぞれ表わしている。なお、支持部材２４の質量は、共振系における電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒに関係するが、支持部材２４の質量は電気機械変換素子２６及び駆動部材２８の各質量ｍｐ，ｍｆを加算したものに比べて十分大きな値を有しており、共振周波数ｆｒに与える影響は小さいので演算パラメータとして考慮する必要はない。また、係合部材３０は、電気機械変換素子２６の共振時には駆動部材２８に対して滑りを生じて実質的に共振系の要素として考慮する必要はないので、上記数１の演算パラメータとしては含まれていない。
【００３９】
図７は、電気機械変換素子２６に印加される駆動回路部１６からの駆動電圧のパルス波形と、電気機械変換素子２６の伸縮による変位との対応関係を示す図で、同図（ａ）は図４（ａ）に示す駆動電圧が印加された場合であり、同図（ｂ）は図４（ｂ）に示す駆動電圧が印加された場合をそれぞれ示している。なお、電気機械変換素子２６の伸縮による変位波形は、レーザードップラー振動計により測定したものを概略的に示したものである。
【００４０】
このように、電気機械変換素子２６に図４（ａ）に示す駆動電圧が印加された場合は電気機械変換素子２６の変位波形が緩慢な立ち上がり部Ｃと急峻な立ち下がり部Ｄとを有する鋸歯形状となり、電気機械変換素子２６に図４（ｂ）に示す駆動電圧が印加された場合は電気機械変換素子２６の変位波形が急峻な立ち上がり部Ｅと緩慢な立ち下がり部Ｆとを有する鋸歯形状となっていることが確認された。
【００４１】
すなわち、電気機械変換素子２６の変位が図７（ａ）に示すような緩慢な立ち上がり部Ｃを有する波形を呈するとき（すなわち、電気機械変換素子２６が緩やかに伸長するとき）は、係合部材３０が駆動部材２８と共に繰出し方向に移動し、電気機械変換素子２６の変位が図７（ａ）に示すような急峻な立下り部Ｄを有する波形を呈するとき（すなわち、電気機械変換素子２６が急激に縮小するとき）は、駆動部材２８が戻り方向に移動しても係合部材３０は駆動部材２８上をスリップして略同位置に留まることになる。このため、図７（ａ）に示す駆動電圧が電気機械変換素子２６に繰り返し印加されることで、係合部材３０は繰出し方向に間欠的に移動することになる。
【００４２】
また、電気機械変換素子２６の変位が図７（ｂ）に示すような急峻な立ち上がり部Ｅを有する波形を呈するとき（すなわち、電気機械変換素子２６が急激に伸長するとき）は、駆動部材２８が繰出し方向に移動しても係合部材３０は駆動部材２８上をスリップして略同位置に留まることになり、電気機械変換素子２６の変位が図７（ｂ）に示すような緩慢な立下り部Ｆを有する波形を呈するとき（すなわち、電気機械変換素子２６が緩やかに縮小するとき）は、係合部材３０が駆動部材２８と共に戻り方向に移動することになる。このため、図７（ｂ）に示す駆動電圧が電気機械変換素子２６に繰り返し印加されることで、係合部材３０は戻り方向に間欠的に移動することになる。
【００４３】
このように、例えば図４（ａ），（ｂ）に示す駆動電圧が電気機械変換素子２６に印加された場合、電気機械変換素子２６の変位波形が鋸歯形状となるのは次のような理由による。つまり、矩形波は基本波である正弦波と複数次の高調波とからなるものであるが、駆動電圧の駆動周波数ｆｄが電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒに対して０．３倍よりも大きく１．５倍よりも小さいとき（０．３×ｆｒ＜ｆｄ＜１．５×ｆｒ）、系における電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒの影響を受けて矩形波を形成している高調波成分のうち３次以上の高次の高調波のゲインが大きく減衰し、電気機械変換素子２６に印加される駆動電圧が実質的に基本波と２次高調波とからなる波形（鋸歯形状の波形）を有するものとなるからである。
【００４４】
すなわち、図８に示すような矩形波の駆動電圧（例えば、駆動周波数ｆｄが電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒに対して０．３倍よりも大きく１．５倍よりも小さいもの）の１パルス分の成分は、フーリエ変換することにより図９に示すような基本波ｆ１に対してｆ２，ｆ３，…，ｆｎの複数次の高調波を有するものとして表わすことができる。一方、支持部材２４及び駆動部材２８が固着された状態での電気機械変換素子２６の共振特性は、図１０に示すように、図９の３次高調波ｆ３以上の周波数領域ではゲインが大きく減衰したものとなる。
【００４５】
このため、電気機械変換素子２６に図８に示す矩形波の駆動電圧を印加すると、電気機械変換素子２６の変位波形（振動波形）は３次以上の高調波ｆ３，…，ｆｎ成分が大きく減衰されたものとなり、図１１に示すように実質的に基本波ｆ１及び第２高調波ｆ２成分のみを有するものとなる。この図１１に示す成分を有する電気機械変換素子２６の変位波形はフーリエ逆変換することにより求めることができ、図１２に示すような鋸歯形状を呈するものとなる。
【００４６】
また、駆動電圧のデューティ比のある値を境にして係合部材３０の移動方向が繰出し方向と戻り方向間で反転するのは、そのデューティ比に対応して基本波に対する２次高調波の位相がずれ、基本波と２次高調波とからなる鋸歯波形における立ち上がり部と立ち下がり部の各傾斜が変化することになるからである。すなわち、デューティ比Ｄが０．０５＜Ｄ＜０．４５の範囲内にあるときには、２次高調波の位相のずれが大きくなって緩慢な立ち上がり部と急峻な立ち下がり部を有する鋸歯波形となることから係合部材３０は繰出し方向に移動し、デューティ比Ｄが０．５５＜Ｄ＜０．９５の範囲内にあるときには、２次高調波の位相のずれが小さくなって急峻な立ち上がり部と緩慢な立ち下がり部を有する鋸歯波形となることから係合部材３０は繰出し方向に移動する。
【００４７】
因みに、図１３（ａ）に示すように、駆動電圧の駆動周波数ｆｄが電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒの０．１倍（ｆｄ＝０．１×ｆｒ）となるように設定し、駆動電圧のデューティ比が０．３になるように設定した場合、電気機械変換素子２６の変位は矩形波における立ち上がり部の後の平坦部と立ち下がり部の後の平坦部にリンギングが生じるのみで鋸歯波形とはならず、係合部材３０は停止したままであった。また、図１３（ｂ）に示すように、駆動電圧の駆動周波数ｆｄが電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒの０．１倍（ｆｄ＝０．１×ｆｒ）となるように設定し、駆動電圧のデューティ比が０．７になるように設定した場合、電気機械変換素子２６の変位は図１３（ａ）の場合と同様に矩形波における立ち上がり部の後の平坦部と立ち下がり部の後の平坦部にリンギングが生じるのみで鋸歯波形とはならず、係合部材３０は停止したままであった。
【００４８】
次に、図１４を参照して本発明の駆動装置１０の動作説明を行う。すなわち、この図１４は、図３に示す駆動回路部１６を制御する制御信号出力部１６４から出力されて各スイッチング素子Ｑ１乃至Ｑ６に印加される駆動パルス（駆動制御信号）と、第１の駆動部１２及び第２の駆動部１４の各電気機械変換素子２６に印加される駆動電圧の波形とを示す図である。
【００４９】
この図１４に示す各電気機械変換素子２６に印加される駆動電圧は、上述したように矩形波からなるものであり、その駆動周波数ｆｄが支持部材２４及び駆動部材２８の固着された状態での電気機械変換素子２６の共振周波数ｆｒに対し、０．７倍に設定されると共に、繰出し方向における波形についてはデューティ比Ｄが０．３に設定され、戻り方向の波形についてはデューティ比Ｄが０．７に設定されたものである。この駆動電圧が電気機械変換素子２６に印加されることで係合部材３０は繰出し方向と戻り方向とに移動することになる。なお、図１４において、第１の駆動部１２については係合部材３０が繰出し方向と戻り方向とに移動する場合を示しており、第２の駆動部１４については係合部材３０が繰出し方向のみに移動する場合を示している。
【００５０】
この図１４に示すように、駆動装置１０の駆動時には、例えば、制御信号出力部１６４からハイレベル（Ｈ）の期間とローレベル（Ｌ）の期間とが同一であるデューティ比が０.５の駆動制御信号Ｓｃ３が第１のスイッチ部１６２と第２のスイッチ部１６３の共有の回路の一部であるスイッチング素子Ｑ３に入力されるとき、ハイレベル（Ｈ）の期間とローレベル（Ｌ）の期間とが同一であるデューティ比が０.５で駆動制御信号Ｓｃ３とは逆相にある駆動制御信号Ｓｃ４が第１のスイッチ部１６２と第２のスイッチ部１６３の共有の回路の一部であるスイッチング素子Ｑ４に入力される。
【００５１】
そして、第１の駆動部１２について、スイッチング素子Ｑ３に入力される駆動制御信号Ｓｃ３がハイレベル（Ｈ）の期間中にのみ制御信号出力部１６４からハイレベル（Ｈ）の駆動制御信号Ｓｃ２がスイッチング素子Ｑ２に入力される。ここで、駆動制御信号Ｓｃ３がハイレベル（Ｈ）の期間中は、スイッチング素子Ｑ１に入力される駆動制御信号Ｓｃ１はローレベル（Ｌ）となるように設定されており、駆動制御信号Ｓｃ１と駆動制御信号Ｓｃ３とが同時にハイレベル（Ｈ）となることで接続点ｃと接続点ｄとに接続された電気機械変換素子２６の両端が同電位にならないようになっている。
【００５２】
また、スイッチング素子Ｑ４に入力される駆動制御信号Ｓｃ４がハイレベル（Ｈ）の期間中にのみ制御信号出力部１６４からハイレベル（Ｈ）の駆動制御信号Ｓｃ１がスイッチング素子Ｑ１に入力される。ここで、駆動制御信号Ｓｃ４がハイレベル（Ｈ）の期間中は、スイッチング素子Ｑ２に入力される駆動制御信号Ｓｃ２はローレベル（Ｌ）となるように設定されており、駆動制御信号Ｓｃ２と駆動制御信号Ｓｃ４とが同時にハイレベル（Ｈ）となることで接続点ｃと接続点ｄとに接続された電気機械変換素子２６の両端が短絡されないようになっている。
【００５３】
このように、所定のデューティ比に設定された駆動制御信号Ｓｃ２，Ｓｃ３及びＳｃ１，Ｓｃ４が制御信号出力部１６４から連続して出力されることにより、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３及びＱ１，Ｑ４が交互にオン、オフを繰り返すことになる。すなわち、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオンのときには電気機械変換素子２６には＋Ｖｐの電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオンのときには電気機械変換素子２６には−Ｖｐの電圧が印加されることになる結果、電気機械変換素子２６には見掛け上、電源電圧Ｖｐの２倍（２Ｖｐ）電圧が印加されたことになり、係合部材３０の移動速度を速くすることができて駆動装置１０を効果的に動作させることができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、駆動電圧のデューティ比Ｄを０．３とすることで係合部材３０が繰出し方向に移動し、デューティ比Ｄを０．７とすることで係合部材３０が戻り方向に移動するように設定されている。すなわち、デューティ比を０.３に設定することで係合部材３０を繰出し方向に駆動させる場合には、駆動制御信号Ｓｃ１がローレベル（Ｌ）となる期間を駆動制御信号Ｓｃ４がローレベル（Ｌ）となる期間よりも所定の時間（デューティ比を０.３にするのに必要な時間）ｔ１だけ長くなるように設定されている。これにより、その時間ｔ１には電気機械変換素子２６に駆動電源１６１から駆動電圧−Ｖｐが直接印加されない状態となるが、電気機械変換素子２６はその対向電極２６１，２６２間が駆動電圧−Ｖｐで充電された状態となっているため、実質的に駆動電源１６１から駆動電圧−Ｖｐが印加されたのと同様の状態となって不都合が生じることはない。
【００５５】
また、デューティ比を０.７に設定することで係合部材３０を戻り方向に駆動させる場合には、駆動制御信号Ｓｃ２がローレベル（Ｌ）となる期間を駆動制御信号Ｓｃ３がローレベル（Ｌ）となる期間よりも所定の時間（デューティ比を０.７にするのに必要な時間）ｔ２だけ長くなるように設定されている。これにより、その時間ｔ２には電気機械変換素子２６に駆動電源１６１から駆動電圧Ｖｐが直接印加されない状態となるが、電気機械変換素子２６はその対向電極２６１，２６２間が駆動電圧Ｖｐで充電された状態となっているため、実質的に駆動電源１６１から駆動電圧Ｖｐが印加されたのと同様の状態となって不都合が生じることはない。
【００５６】
このように、駆動制御信号Ｓｃ１がローレベル（Ｌ）となる期間を駆動制御信号Ｓｃ４がローレベル（Ｌ）となる期間よりも所定の時間ｔ１だけ長くなるように設定すると共に、駆動制御信号Ｓｃ２がローレベル（Ｌ）となる期間を駆動制御信号Ｓｃ３がローレベル（Ｌ）となる期間よりも所定の時間ｔ２だけ長くなるように設定しているのは、次のような理由による。すなわち、駆動制御信号Ｓｃ３が供給される第３のスイッチ回路１６７及び駆動制御信号Ｓｃ４が供給される第４のスイッチ回路１６８が第２のスイッチ部１６３と共有する回路であるため、第２のスイッチ部１６３が第２の駆動部１４を第１の駆動部１２とは逆方向にも駆動できるようにする必要があることから駆動制御信号Ｓｃ３，Ｓｃ４のデューティ比を本実施形態では０.５に設定していることによる。
【００５７】
また、第２の駆動部１４について、スイッチング素子Ｑ３に入力される駆動制御信号Ｓｃ３がハイレベル（Ｈ）の期間中にのみ制御信号出力部１６４からハイレベル（Ｈ）の駆動制御信号Ｓｃ６がスイッチング素子Ｑ６に入力される。ここで、駆動制御信号Ｓｃ３がハイレベル（Ｈ）の期間中は、スイッチング素子Ｑ５に入力される駆動制御信号Ｓｃ５はローレベル（Ｌ）となるように設定されており、駆動制御信号Ｓｃ３と駆動制御信号Ｓｃ５とが同時にハイレベル（Ｈ）となることで接続点ｄと接続点ｅとに接続された電気機械変換素子２６の両端が同電位とならないようになっている。
【００５８】
また、スイッチング素子Ｑ４に入力される駆動制御信号Ｓｃ４がハイレベル（Ｈ）の期間中にのみ制御信号出力部１６４からハイレベル（Ｈ）の駆動制御信号Ｓｃ５がスイッチング素子Ｑ５に入力される。ここで、駆動制御信号Ｓｃ４がハイレベル（Ｈ）の期間中は、スイッチング素子Ｑ６に入力される駆動制御信号Ｓｃ６はローレベル（Ｌ）となるように設定されており、駆動制御信号Ｓｃ４と駆動制御信号Ｓｃ６とが同時にハイレベル（Ｈ）となることで接続点ｄと接続点ｅとに接続された電気機械変換素子２６の両端が短絡されないようになっている。
【００５９】
このように、所定のデューティ比に設定された駆動制御信号Ｓｃ３，Ｓｃ６及びＳｃ４，Ｓｃ５が制御信号出力部１６４から連続して出力されることにより、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６及びＱ４，Ｑ５が交互にオン、オフを繰り返すことになる。すなわち、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ６がオンのときには電気機械変換素子２６には＋Ｖｐの電圧が印加され、スイッチ素子Ｑ４，Ｑ５がオンのときには電気機械変換素子２６には−Ｖｐの電圧が印加されることになる結果、電気機械変換素子２６には見掛け上、電源電圧Ｖｐの２倍（２Ｖｐ）電圧が印加されたことになり、係合部材３０の移動速度を速くすることができて駆動装置１０を効果的に動作させることができる。
【００６０】
ここで、本実施形態では、駆動電圧のデューティ比Ｄを０．３とすることで係合部材３０が繰出し方向に移動し、デューティ比Ｄを０．７とすることで係合部材３０が戻り方向に移動するように設定されている（なお、図では、第２の駆動部１４は繰出し方向に駆動される場合のみを示している。）。すなわち、デューティ比を０.３に設定することで係合部材３０を繰出し方向に駆動させる場合には、駆動制御信号Ｓｃ５がローレベル（Ｌ）となる期間を駆動制御信号Ｓｃ４がローレベル（Ｌ）となる期間よりも所定の時間（デューティ比を０.３にするのに必要な時間）ｔ１だけ長くなるように設定されている。これにより、その時間ｔ１には電気機械変換素子２６に駆動電源１６１から駆動電圧−Ｖｐが直接印加されない状態となるが、電気機械変換素子２６はその対向極２６２，２６２間が駆動電圧−Ｖｐで充電された状態となっているため、実質的に駆動電源１６１から駆動電圧−Ｖｐが印加されたのと同様の状態となって不都合が生じることはない。
【００６１】
このように、駆動制御信号Ｓｃ５がローレベル（Ｌ）となる期間を駆動制御信号Ｓｃ４がローレベル（Ｌ）となる期間よりも所定の時間ｔ１だけ長くなるように設定しているのは、第１の駆動部１２の場合と同様の理由による。すなわち、駆動制御信号Ｓｃ３が供給される第３のスイッチ回路１６７及び駆動制御信号Ｓｃ４が供給される第４のスイッチ回路１６８が第１のスイッチ部１６２と共有する回路であるため、第１のスイッチ回路１６２が第１の駆動部１２を第２の駆動部１４とは逆方向にも駆動できるようにする必要があることから駆動制御信号Ｓｃ３，Ｓｃ４のデューティ比を本実施形態では０.５に設定していることによる。
【００６２】
なお、第１の駆動部１２及び第２の駆動部１４は、図２に示すような素子固定式構造のものではなく、例えば、図１５に示すような自走式構造のものであっても上記の駆動回路部１６により駆動することができる。図１５（ａ）は自走式構造の第１の駆動部１２’及び第２の駆動部１４’の分解斜視図であり、図１５（ｂ）はその正面図である。
【００６３】
すなわち、この図１５に示す駆動部１２’，１４’は、位置固定される係合部材（ベース部材）４０と移動部材４２とから構成されている。係合部材４０は、基板４４と、基板４４の略中央位置に所定の間隔をおいて対向配置され、板ばね等の弾性部材４６，４８により取り付けられた一対の狭持部材５０，５２と、基板４４の左右両端部に取り付けられた一対のガイド部材５４，５６とを備えている。各ガイド部材５４，５６の外側面には、回転自在の複数のボール部材５８，６０が取り付けられている。
【００６４】
移動部材４２は、駆動体６３と、この駆動体６３に一体に取り付けられた移動体６５とから構成されている。駆動体６３は、支持部材６７、電気機械変換素子６９及び駆動部材７１から構成されている。支持部材６７は、電気機械変換素子６９及び駆動部材７１を保持するものであり、直方体の軸方向両端部６７１，６７２及び略中央の仕切壁６７３を残して刳り貫くことにより形成された第１の収容空間６７４及び第２の収容空間６７５を有している。この第１の収容空間６７４には、電気機械変換素子６９がその伸縮方向を支持部材６７の軸方向と一致させて収容されている。また、第２の収容空間６７５には、駆動部材７１が軸方向に移動可能に収容されている。
【００６５】
電気機械変換素子６９は、図２に示す電気機械変換素子２６と同様に構成されたものであり、その伸縮方向（積層方向）である一方端面（例えば、正極側）が第１の収容空間６７４の一方端部６７１側端面に固着されている。駆動部材７１は、支持部材６７の左右両側に膨出する膨出部７１１が中央部に一体形成された軸体からなるもので、この膨出部７１１が第２の収容空間６７５に位置すると共に、仕切壁６７３に形成された貫通孔を介して第１の収容空間６７４内に突出した端部は電気機械変換素子６９の他方端面（例えば、負極側）に固着され、支持部材６７の他方端部６７２に形成された貫通孔を介して第２の収容空間６７５の外部に突出した端部は自由端とされている。
【００６６】
移動体６５は、平板部６５１と、平板部６５１の左右両側に下方に伸びる側壁部６５２，６５３が形成されると共に、各側壁部６５２，６５３の内側に摺動部材６５４，６５５が形成されたもので、移動部材４２における支持部材６７の上面にねじ部材６５６により固定されている。
【００６７】
このように構成された移動部材４２は、駆動部材７１の膨出部７１１が係合部材４０の一対の挟持部材５０，５２間に移動可能に挟持されることで係合部材４０に組み付けられることになる。すなわち、係合部材４０が図２の係合部材３０に対応するものであり、この係合部材４０が駆動部材７１に対して所定の摩擦力で結合され、駆動部１２’，１４’が構成されることになる。
【００６８】
この駆動部１２’，１４’では、駆動回路部１６から例えば図４（ａ）に示す波形を有する駆動電圧が電気機械変換素子６９に印加されて電気機械変換素子６９が緩やかに伸長すると、駆動部材７１が静止した状態で支持部材６７が係合部材４０の一方側に移動し、その後に電気機械変換素子６９が急激に縮小すると、支持部材６７が静止した状態で駆動部材７１が狭持部材５０，５２による摩擦力に打ち勝って係合部材４０の一方側に移動する。この繰り返し動作により支持部材６７が移動体６５と共に、係合部材４０の一方側に間欠的に移動することになる。
【００６９】
また、駆動回路部１６から例えば図４（ｂ）に示す波形を有する駆動電圧が電気機械変換素子６９に印加されて電気機械変換素子６９が急激に伸長すると、支持部材６７が静止した状態で駆動部材７１が狭持部材５０，５２による摩擦力に打ち勝って係合部材４０の他方側に移動し、その後に電気機械変換素子６９が緩やかに縮小すると駆動部材７１が静止した状態で支持部材６７が係合部材４０の他方側に移動する。この繰り返し動作により支持部材６７が移動体６５と共に、係合部材４０の他方側に間欠的に移動することになる。
【００７０】
本発明の実施形態に係る駆動装置は、上記のように、第１の駆動部１２，１２’の電気機械変換素子２６，６９を駆動する第１のスイッチ部１６２と、第２の駆動部１４，１４’の電気機械変換素子２６，６９を駆動するスイッチ部であって一部の回路が第１のスイッチ部１６２の一部の回路を共有する第２のスイッチ部１６３とを備えて構成されている。このため、駆動回路部を構成するための部品点数が削減されることから同一のシステム内において２つの駆動対象物を個別に駆動させる場合でもシステムの小型化を促進し得る駆動装置を実現することができる。また、駆動回路部を構成するための部品点数が削減されるため、駆動装置のコストダウンも可能となる。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、種々の変形態様を必要に応じて採用することが可能である。例えば、図３に示す駆動回路部１６の場合では、第１，第２のスイッチ部１６２，１６３の第２，第４，第６のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６と接地との間にそれぞれ所定の抵抗値を有する抵抗素子を接続する回路構成とすることができる。また、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いるようにしているが、これに限るものではない。例えば、バイポーラトランジスタを用いたりすることも可能である。
【００７２】
また、上記実施形態では、制御信号出力部１６４から出力される駆動制御信号のうち、第１のスイッチ部１６２と第２のスイッチ部１６３の共有の回路である第３のスイッチ回路１６７に供給される駆動制御信号Ｓｃ３と第４のスイッチ回路１６８に供給される駆動制御信号Ｓｃ４とは互いに逆相で、デューティ比がそれぞれ０.５に設定されたものであるが、これに限るものではない。例えば、そのデューティ比を第１，第２の駆動部１２，１４（あるいは１２’，１４’）が繰出し方向及び戻り方向の両方向に駆動可能となる範囲内で変更することも可能である。また、そのデューティ比を第１，第２の駆動部１２，１４（あるいは１２’，１４’）の繰出し方向及び戻り方向の駆動方向に応じて異なる値に設定することもできる。
【００７３】
また、上記実施形態では、それぞれの電気機械変換素子に矩形波からなる駆動電圧を印加するようにしているが、これに限るものではない。例えば、第２のスイッチ回路１６６、第４のスイッチ回路１６８及び第６のスイッチ回路１７０に、抵抗素子とスイッチング素子との直列回路をそれぞれ並列接続しておき、これらスイッチ回路と直列回路の何れかを選択的に駆動させることでそれぞれの電気機械変換素子に鋸歯形状の駆動電圧が印加されるようにしてもよい。このようにした場合、鋸歯形状の駆動電圧の立ち上がり部を緩慢にして立ち下がり部を急峻にすることで係合部材３０を支持部材２４に対し繰出し方向に相対移動させることができ、立ち上がり部を急峻にして立ち下がり部を緩慢にすることで係合部材３０を支持部材２４に対し戻り方向に相対移動させることができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の電気機械変換素子を駆動するための第１のスイッチ部の一部の回路と、第２の電気機械変換素子を駆動するための第２のスイッチ部の一部の回路とが互いに共有され、駆動制御手段が、第１のスイッチ部と第２のスイッチ部とに共用されているスイッチング素子に、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とを同時に駆動させることが可能なデューティ比の駆動制御信号を与えるので、同一のシステム内において２つの駆動対象物を個別に駆動させる場合でもシステムの小型化を促進し得る駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る駆動装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】  図１に示す駆動装置の駆動部の構成例を示す斜視図である。
【図３】  図１に示す駆動装置の駆動回路部の構成例を示すブロック図である。
【図４】  図３に示す駆動回路部により形成される駆動パルスの波形を示す図で、（ａ）はデューティ比が０．３になるように設定されたもの、（ｂ）はデューティ比が０．７になるように設定されたものである。
【図５】  図１に示す駆動装置におけるｆｄ／ｆｒと係合部材の移動速度との関係を示す図である。
【図６】  図１に示す駆動装置における駆動電圧のデューティ比と係合部材の移動速度との関係を示す図である。
【図７】  図１に示す駆動装置の電気機械変換素子に印加される駆動電圧と、電気機械変換素子の伸縮による変位波形との関係を示す図で、（ａ）は駆動電圧のデューティ比が０．３になるように設定された場合のもの、（ｂ）は駆動電圧のデューティ比が０．７になるように設定された場合のものである。
【図８】  電気機械変換素子に印加する矩形波からなる駆動電圧を示す図である。
【図９】  図８に示す駆動電圧をフーリエ変換することにより求めた基本波及び高調波成分を示す図である。
【図１０】  支持部材及び駆動部材が固着された状態での電気機械変換素子の共振特性を示す図である。
【図１１】  図１０に示す共振特性を有する電気機械変換素子に図８に示す駆動電圧を印加した場合の基本波及び高調波成分を示す図である。
【図１２】  図１１に示す基本波及び高調波成分をフーリエ逆変換することにより求めた電気機械変換素子の変位波形を示す図である。
【図１３】  本発明の範囲外の駆動周波数を有する駆動電圧と電気機械変換素子の伸縮による変位波形との関係を示す図で、（ａ）は駆動電圧のデューティ比が０．３になるように設定したもの、（ｂ）は駆動電圧のデューティ比が０．７になるように設定したものである。
【図１４】  図３に示す駆動回路部の動作説明をするためのタイミングチャートである。
【図１５】  図１に示す駆動装置における駆動部の別の構成例を示す図で、（ａ）はその分解斜視図、（ｂ）はその正面図である。
【図１６】  従来例の駆動装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１０  駆動装置
１２，１２’  第１の駆動部
１４，１４’  第２の駆動部
１６  駆動回路部
１８  制御部（駆動制御手段）
２４，６７  支持部材
２６，６９  電気機械変換素子
２８，７１  駆動部材
３０，４０  係合部材
１６１  駆動電源
１６２  第１のスイッチ部
１６３  第２のスイッチ部
１６４  制御信号出力部
１６５  第１のスイッチ回路
１６６  第２のスイッチ回路
１６７  第３のスイッチ回路
１６８  第４のスイッチ回路
１６９  第５のスイッチ回路
１７０  第６のスイッチ回路
Ｑ１  第１のスイッチング素子
Ｑ２  第２のスイッチング素子
Ｑ３  第３のスイッチング素子
Ｑ４  第４のスイッチング素子
Ｑ５  第５のスイッチング素子
Ｑ６  第６のスイッチング素子
【図１】
0003933460.tif 000003
【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】
0003933460.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003933460.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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