(57)【要約】【課題】小型化に適し、検出信号と駆動信号の位相差を正確に比較して、駆動信号を制御する圧電アクチュエーターを提供すること。【解決手段】本発明にかかわる圧電アクチュエーターは、振動体１２と、振動体１２に設けられた、第１圧電素子を含む駆動部４８ａおよび第２圧電素子を含む振動検出部４９ａとを備え、振動体１２上における第２圧電素子の面積は、第１圧電素子の面積よりも小さく、第１圧電素子の第１圧電体材料と、第２圧電素子の第２圧電体材料とが異なることを特徴とする。この構成によれば、小型化に最適で、検出信号と駆動信号の位相差を正確に比較して、駆動信号を制御する圧電アクチュエーターを提供できる。【選択図】図４
2016154402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体と、
前記振動体に設けられた、
第１圧電素子を含む駆動部と、
第２圧電素子を含む振動検出部と、を備え、
前記振動体上における前記第２圧電素子の面積は、前記第１圧電素子の面積よりも小さく、
前記第１圧電素子の第１圧電体材料と前記第２圧電素子の第２圧電体材料とが異なることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項２】
前記駆動部の圧電ｅ31定数をｅ31Aとし、前記振動検出部の圧電ｅ31定数をｅ31Bとするとき、ｅ31A＜ｅ31Bの関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項３】
前記第１圧電体材料の比誘電率をεAとし、前記第２圧電体材料の比誘電率をεBとするとき、ｅ31A／εA＜ｅ31B／εBの関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項４】
前記第１圧電体材料がＰＺＴ系の多結晶材料であり、且つ前記第２圧電体材料がＰＭＮ−ＰＴ系の単結晶材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項５】
前記振動体に複数の前記振動検出部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項６】
複数の前記振動検出部は、前記振動体の縦振動の節部および屈曲振動の節部に１つ以上に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターを駆動する圧電アクチュエーターの駆動装置であって、
駆動信号を前記第１圧電素子に供給する駆動手段と、
前記振動検出部の検出信号の電圧を検出する電圧検出手段と、
電源電圧、および前記圧電アクチュエーターの駆動電圧のうち、少なくとも一方に基づいて、前記検出信号の電圧および前記振動体の振動状態の目標となる目標電圧の、少なくとも一方を変更する電圧変更手段と、
前記検出信号の電圧と前記目標電圧とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記検出信号の電圧が前記目標電圧に近づくように前記駆動信号の駆動周波数を変更する制御手段と、を備えたことを特徴とする圧電アクチュエーターの駆動装置。
【請求項８】
前記比較手段は、前記検出信号の電圧波形と、前記目標電圧を示す前記検出信号の電圧波形との位相差を比較することを特徴とする請求項７に記載の圧電アクチュエーターの駆動装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターと、
請求項７または請求項８に記載の圧電アクチュエーターの駆動装置と、を備えた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、圧電アクチュエーター、当該圧電アクチュエーターの駆動装置および、これらを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電アクチュエーターとしては、圧電素子を有する振動体を主要構成要素とするものであり、例えば、この振動体を、一端に被駆動体と当接する突起部を有する板状の補強板と、この補強板の両面に貼設された圧電素子と、これら圧電素子の上面に設けられた駆動用電極およびこの駆動用電極と電気的に絶縁する検出用電極とで構成したものがある。そして、振動体の駆動用電極に所定の交流電圧を印加し、振動体をその長手方向に伸縮させる縦振動で励振させるとともに、この縦振動の振動方向と直交する方向に揺動する屈曲振動を誘発させる圧電アクチュエーターの駆動装置が知られている（特許文献１）。
このような駆動装置による駆動制御により、圧電アクチュエーターは、振動体の突起部が楕円軌道を描くように回転し、該突起部と当接する被駆動体を駆動する。ここで、被駆動体を高効率で駆動するためには、圧電アクチュエーターの振動体に設計上の最適な駆動周波数を有する交流電圧を印加して、所定の縦振動および屈曲振動を生じさせる必要がある。一方で、駆動装置の回路特性や温度、駆動トルク等により、設計上の最適な駆動周波数を常時印加することは困難である。このため、特許文献１の駆動装置は、圧電素子に設けられた振動検出部の検出用電極から検出信号を検出し、この検出信号に基づいて駆動用電極に印加する交流電圧の駆動周波数を調整するフィードバック制御を実施している。上記のように、圧電アクチュエーターの振動体の振動状態を検出する振動検出部からの検出信号と、駆動部を駆動するための駆動信号との間の目標位相差を予め設定し、実際の検出信号と駆動信号との位相差と目標位相差とを比較して、目標位相差に近づくように駆動信号の駆動周波数を制御するといった技術が知られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の圧電アクチュエーターにおいて振動検出部の面積は駆動部の面積よりも小さい。したがって、振動検出部の検出信号の出力電圧は、駆動信号の駆動電圧（印加電圧）よりも小さい。圧電アクチュエーターを小型化すると、振動検出部から得られる出力電圧も低下することになる。そうすると、検出信号はノイズの影響を受けてＳ／Ｎ比が低下し、検出信号と駆動信号との位相差を正確に比較することが困難になるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る圧電アクチュエーターは、振動体と、振動体に設けられた、第１圧電素子を含む駆動部と、第２圧電素子を含む振動検出部と、を備え、振動体上における第２圧電素子の面積は、第１圧電素子の面積よりも小さく、第１圧電素子の第１圧電体材料と第２圧電素子の第２圧電体材料とが異なることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、駆動部の第１圧電材料と振動検出部の第２圧電材料を含む振動検出部とを別々の材料に変更できるため、振動検出部の圧電材料を振動検出に適した材料に変更することが可能である。従って、振動検出部に高出力の検出に適した圧電材料を配置することにより、駆動部および振動検出部の圧電材料に同一の圧電材料を用いた場合に比べて、振動検出部からの検出信号における出力電圧を増大させることができる。これにより、小型化に適し、検出信号と駆動信号との位相差を正確に比較して、駆動信号を制御する圧電アクチュエーターを提供することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、前記駆動部の圧電ｅ31定数をｅ31Aとし、前記振動検出部の圧電ｅ31定数をｅ31Bとするとき、ｅ31A＜ｅ31Bの関係であることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、ｅ31A＜ｅ31Bの関係であるため、振動検出部にて同じだけ歪んだ際に発生する電荷量がｅ31A＝ｅ31Bである構成と比べて、Ｖ＝Ｑ／Ｃの関係から発生電界が大きくなる。従って、振動検出部に駆動部と同一の第１圧電材料（ｅ31A）を使用するよりも、第２圧電材料（ｅ31B）を用いることで検出信号の出力電圧が大きい圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、第１圧電体材料の比誘電率をεAとし、第２圧電体材料の比誘電率をεBとするとき、ｅ31A／εA＜ｅ31B／εBの関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、ｅ31A／εA＜ｅ31B／εBであるため、第２圧電材料を用いた振動検出部は、第１圧電材料を用いた際と比較してＶ＝Ｑ／Ｃの関係から発生電界が大きくなる。従って、振動検出部に駆動部と同一の第１圧電材料（εA，ｅ31A）を使用する構成よりも、第２圧電材料（εB，ｅ31B）を用いることで検出信号の出力電圧が大きい圧電アクチュエーターを提供することができる。言い換えれば、振動検出部に第２圧電材料を用いることで、振動検出部に第１圧電材料を用いた際と同じ出力電圧において、振動検出部のサイズを小さくすることができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、第１圧電体材料がＰＺＴ系の多結晶材料であり、第２圧電体材料がＰＭＮ−ＰＴ系の単結晶材料であることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、一般にＰＺＴ系の材料よりもＰＭＮ−ＰＴ系の方がｅ31定数は高いため、歪み量に対する発生電荷が高くなり、これによって得られる信号を大きくすることができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、振動体に複数の振動検出部が設けられていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、振動検出部を複数配置するため、縦振動、屈曲振動のモードを別々に検出することができる。従って、各振動モードに対して振動検出が可能な圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、複数の振動検出部は、振動体の縦振動の節部および屈曲振動の節部に１つ以上設けられていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、縦振動の節部および屈曲振動の節部に振動検出部を配置するため、各振動モードのみの振動を検出できる。従って、各振動モードに対してそれぞれを個別に振動検出することが可能な圧電アクチュエーターを提供することができる。
【００１８】
［適用例７］本適用例に係る圧電アクチュエーターの駆動装置は、上記適用例に記載の圧電アクチュエーターを駆動する圧電アクチュエーターの駆動装置であって、駆動信号を第１圧電素子に供給する駆動手段と、振動検出部の検出信号の電圧を検出する電圧検出手段と、電源電圧、および圧電アクチュエーターの駆動電圧のうち、少なくとも一方に基づいて、検出信号の電圧および振動体の振動状態の目標となる目標電圧の少なくとも一方を変更する電圧変更手段と、検出信号の電圧と目標電圧とを比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて、検出信号の電圧が目標電圧に近づくように駆動信号の駆動周波数を変更する制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、駆動信号を第１圧電素子に供給する駆動手段と、前記振動検出部の検出信号の電圧を検出する電圧検出手段と、電源電圧、および圧電アクチュエーターの駆動電圧のうち、少なくとも一方に基づいて、検出信号の電圧および振動体の振動状態の目標となる目標電圧の少なくとも一方を変更する電圧変更手段と、検出信号の電圧と目標電圧とを比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて、検出信号の電圧が目標電圧に近づくように駆動信号の駆動周波数を変更する制御手段とを具備しているため、圧電アクチュエーターの連続駆動によるメカの損失または発熱により、目標の入力信号からずれが生じても目標の駆動周波数への制御が可能であり、これによって常時適切な駆動周波数を圧電アクチュエーターへ入力することができる。
従って、圧電アクチュエーターの高効率駆動を可能とする圧電アクチュエーターの駆動装置を提供することができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例に記載の圧電アクチュエーターの駆動装置において、検出信号の電圧と目標電圧とを比較する手段は、検出信号の電圧波形と目標電圧を示す検出信号の電圧波形との位相差を比較することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、電圧波形の位相差を比較することで検出信号の電圧と目標電圧とを容易に比較できる。
【００２２】
［適用例９］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の圧電アクチュエーターと、上記適用例に記載の圧電アクチュエーターの駆動装置と、を備えることが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、圧電アクチュエーターによって駆動される被駆動体を備えた小型な電子機器を実現できる。電子機器としては例えばロボット、電子時計などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係わる電子機器の構成を示すブロック図。
【図２】振動検出部の検出信号における位相差を示すグラフ図。
【図３】圧電アクチュエーターの駆動制御方法を示すフローチャート。
【図４】圧電アクチュエーターの構成を示す概略平面図。
【図５】圧電アクチュエーターの構造を示す概略断面図（図４のＡ−Ａ’断面）。
【図６】圧電アクチュエーターの製造工程を示す断面図（１）。
【図７】圧電アクチュエーターの製造工程を示す断面図（２）。
【図８】圧電アクチュエーターの製造工程を示す断面図（３）。
【図９】圧電体材料と振動検出部の出力電圧との関係を示すグラフ図。
【図１０】実施形態２に係わる圧電アクチュエーターの構成を示す概略平面図。
【図１１】実施形態３に係わる圧電アクチュエーターの構成を示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２６】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態にかかる電子機器の構成を示すブロック図、図２は振動検出部の検出信号における位相差を示すグラフ、図３は圧電アクチュエーターの駆動制御方法を示すフローチャートである。
【００２７】
《電子機器の概略》
図１に示すように、本実施形態の電子機器１０は、圧電アクチュエーター５０Ａと、これを駆動制御する駆動制御装置１００とを備える。
【００２８】
圧電アクチュエーター５０Ａは、振動体１２を備える。振動体１２の一端には、被駆動体２０と当接する突起部１３が設けられる。突起部１３は、振動体１２の振動に伴って楕円軌道を描くように回転することで、被駆動体２０を駆動する。振動体１２には、被駆動体２０を駆動させるための駆動部４８ａと、振動体１２の振動を検出するための振動検出部４９ａとが設けられる。
【００２９】
駆動制御装置１００は、ＩＣチップ上に回路として実装されたものである。駆動制御装置１００は、駆動信号供給手段１１０と、位相差検出手段１２０と、目標位相差を補正する補正手段１３０と、比較手段としての駆動周波数設定手段１４０とを備えている。駆動制御装置１００は、振動検出部４９ａから検出信号ＳＤ１を検出し、この検出信号ＳＤ１に基づいて駆動部４８ａに供給される駆動電圧信号ＳＤＲの周波数を調整するフィードバック制御を実施している。すなわち、駆動制御装置１００は、圧電アクチュエーター５０Ａの駆動部４８ａに供給される駆動電圧信号ＳＤＲと、振動検出部４９ａから得られた検出信号ＳＤ１との位相差を、位相差検出手段１２０によって検出する。位相差検出手段１２０によって検出された位相差は、振動体１２（駆動部４８ａ）の振動状態を表す。そして、駆動周波数設定手段１４０において、位相差検出手段１２０によって検出された位相差と、補正手段１３０で設定される目標位相差との間の差がほぼゼロとなるように、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を調整（変更）する。後に詳述するとおり、圧電アクチュエーター５０Ａにおいて、振動体１２（駆動部４８ａ）の振動状態は駆動電圧の大きさによって異なる（駆動電圧の大きさに依存する）が、駆動周波数を調整することで、駆動電圧にかかわらず、駆動部４８ａを一定の振動状態で駆動することが可能となる。
【００３０】
駆動信号供給手段１１０は、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号ＳＤＲを駆動部４８aに付与する。この駆動信号供給手段１１０は、駆動手段としての駆動回路１１１と、可変周波数発振回路１１２とを備えている。駆動回路１１１は、振動体１２の駆動電極と電気的に接続され、可変周波数発振回路１１２から出力される出力信号Ｓｄｒを増幅し、駆動電圧信号ＳＤＲを駆動部４８aに付与する回路である。可変周波数発振回路１１２は、駆動周波数設定手段１４０から出力される、周波数制御電圧信号ＳＶＣに応じた周波数で発振し、信号Ｓｄｒを駆動回路１１１に出力する回路である。本実施形態では、可変周波数発振回路１１２の発振周波数は、例えば、温度等により所定の周波数変動幅を有するものとする。
【００３１】
位相差検出手段１２０は、駆動回路１１１から駆動部４８aに出力される駆動電圧信号ＳＤＲと、この駆動電圧信号ＳＤＲを駆動部４８aの駆動電極に印加した結果、駆動部４８aの振動により振動検出部４９aから出力される検出信号ＳＤ１とを検出し、駆動電圧信号ＳＤＲと検出信号ＳＤ１との位相差を検出する。この位相差検出手段１２０は、波形整形回路１２１と、位相差電圧変換回路としての位相差−ＤＣ変換回路１２２とを備えている。
【００３２】
波形整形回路１２１は、駆動回路１１１および振動検出部４９aと電気的に接続される。波形整形回路１２１は、駆動回路１１１から出力される駆動電圧信号ＳＤＲと、振動検出部４９aから出力される検出信号ＳＤ１を受け、これらの波形を整形し、整形した駆動電圧信号ＳＤＲおよび検出信号ＳＤ１を位相差−ＤＣ変換回路１２２に出力する回路である。
【００３３】
なお、本実施形態では、検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差を検出することとするが、これに限らず、振動体１２に複数の振動検出部４９aを設け、これら複数の検出電極から得られる検出信号どうしの位相差を検出するようにしてもよい。
【００３４】
位相差−ＤＣ変換回路１２２は、波形整形回路１２１にて整形された駆動電圧信号ＳＤＲおよび検出信号ＳＤ１の位相差に応じた信号を出力する回路である。この位相差−ＤＣ変換回路１２２は、図示しない位相差検出部と平均電圧変換部とを備えている。位相差検出部は、駆動電圧信号ＳＤＲおよび検出信号ＳＤ１の位相差に相当するパルス幅の位相差信号を生成し、この位相差信号を平均電圧変換部に出力する。平均電圧変換部は、位相差検出部から出力される位相差信号を平均化し、駆動電圧信号ＳＤＲおよび検出信号ＳＤ１の位相差に比例したレベルの位相差信号ＳＰＤを駆動周波数設定手段１４０に出力する。
【００３５】
補正手段１３０は、駆動電圧に応じて目標位相差を設定し、この目標位相差に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段１４０に出力する回路であり、すなわち、駆動電圧に依存して検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差が変動した場合に、この位相差の変動に応じて目標位相差を変更するものである。この補正手段１３０は、電源電圧検出回路１３１、制御回路１３２、比較電圧設定回路１３３を備えている。電源電圧検出回路１３１は、電源電圧（駆動電圧）を検出する。制御回路１３２は、電源電圧検出回路１３１で検出した電源電圧に応じて目標位相差を変更し、電源電圧に対応する制御信号を比較電圧設定回路１３３に出力する。比較電圧設定回路１３３は位相差変更手段（目標値設定手段）であり、制御回路１３２からの指令を受けて目標位相差を変更し、変更した目標位相差に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを、駆動周波数設定手段１４０に出力する。
【００３６】
なお、電源電圧検出回路１３１は、電源電圧（駆動電圧）を検出するものに限らず、圧電アクチュエーター５０Ａの駆動部４８aの振動検出部４９aに接続され、振動検出部４９aからの検出信号ＳＤ１の電圧値を検出するように構成されていてもよい。
【００３７】
比較電圧設定回路１３３は、制御回路１３２による制御の下、所定の目標位相差に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段１４０に出力する回路である。この比較電圧設定回路１３３は、図示しないアップダウンカウンタと、Ｄ／Ａコンバータとを備えている。アップダウンカウンタは、制御回路１３２から適宜出力される信号により、アップカウント入力、または、ダウンカウント入力が実施され、これらの各アップ、ダウンカウント入力があった際にカウント値をアップあるいはダウンするように構成されている。また、アップダウンカウンタは、圧電アクチュエーター５０Ａの駆動開始時に制御回路１３２から出力される制御信号を入力することにより、カウント値を所定値に、例えば、最大のカウント値に設定するように構成されている。そして、このアップダウンカウンタは、例えば、３ビットのカウンタ等で構成されており、アップカウントまたはダウンカウントによる３ビットのカウント値をＤ／Ａコンバータに出力する。Ｄ／Ａコンバータは、内部にアップダウンカウンタのカウント値に応じた比較電圧値が設定されている。そして、このＤ／Ａコンバータは、アップダウンカウンタから出力されるカウント値を入力すると、該カウント値に応じた比較電圧値に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段１４０に出力する。
【００３８】
駆動周波数設定手段１４０は、位相差検出手段１２０にて検出される位相差と、補正手段１３０で設定される目標位相差との間の差が０近傍の値を示すように、駆動信号供給手段１１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を、設計上の最適な駆動周波数ｆ０近傍にロックする駆動制御を実施する。この駆動周波数設定手段１４０は、比較回路１４１と、積分回路１４２と、図示しない制御手段としての駆動制御回路とを備えている。
【００３９】
比較回路１４１は、比較電圧設定回路１３３から出力される比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出手段１２０から出力される位相差信号ＳＰＤの電圧値とを比較して、積分回路１４２に比較情報を出力する。この比較回路１４１は、例えば、コンパレータ等から構成され、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値以下である場合に、比較情報としてのハイレベルの信号ＳＣＴＨを積分回路１４２に出力する。また、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値よりも大きい場合に、比較情報としてのローレベルの信号ＳＣＴＬを積分回路１４２に出力する。
【００４０】
積分回路１４２は、比較回路１４１から出力される比較情報を積算し、積算情報を駆動信号供給手段１１０に出力し、駆動信号供給手段１１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更させる。この積分回路１４２は、図示しない２つのＡＮＤゲートと、アップダウンカウンタと、Ｄ／Ａコンバータとを備えている。ＡＮＤゲートは、比較回路１４１から出力されるハイレベルの信号ＳＣＴＨおよびローレベルの信号ＳＣＴＬと、駆動制御回路（図示せず）のパルス発生源から出力されるパルス信号とを入力し、該パルス信号の入力タイミングに応じてアップダウンカウンタに信号を出力する。具体的に、ＡＮＤゲートは、比較回路１４１から出力されるハイレベルの信号ＳＣＴＨを入力すると、パルス信号の入力タイミングに応じてアップダウンカウンタに信号を出力し、アップカウント入力を実施する。また、ＡＮＤゲートは、比較回路１４１から出力されるローレベルの信号ＳＣＴＨを入力すると、パルス信号の入力タイミングに応じてアップダウンカウンタに信号を出力し、ダウンカウント入力を実施する。アップダウンカウンタは、ＡＮＤゲートを介して入力される比較情報を積算する。このアップダウンカウンタは、例えば、１２ビットのカウンタ等から構成されており、ＡＮＤゲートからの信号により、カウンタ値をアップあるいはダウンする。また、このアップダウンカウンタは、駆動制御回路からの信号をＲＥＳＥＴ入力端子に入力することにより、カウンタ値を０に設定するように構成されている。そして、このアップダウンカウンタは、ＡＮＤゲートからの信号により、カウンタ値をアップあるいはダウンし、１２ビットのカウンタ値をＤ／Ａコンバータに出力する。Ｄ／Ａコンバータは、内部にアップダウンカウンタのカウンタ値に応じた周波数制御電圧値が設定されている。そして、このＤ／Ａコンバータは、アップダウンカウンタから出力されるカウンタ値を入力すると、該カウンタ値に応じた周波数制御電圧値に相当する周波数制御電圧信号ＳＶＣを駆動信号供給手段１１０の可変周波数発振回路１１２に出力する。
【００４１】
駆動周波数設定手段１４０の駆動制御回路は、圧電アクチュエーター５０Ａの駆動開始から駆動終了までの間に、補正手段１３０および積分回路１４２に適宜、制御指令信号を出力し、これら回路（補正手段１３０、駆動周波数設定手段１４０）を制御する。この駆動制御回路は、図示しないパルス発生源と、微分回路、タイマ回路とを備えている。パルス発生源は、例えば、水晶振動子やセラミック振動子等の基準発振信号から所定の周波数のパルス信号を出力する回路である。例えば、このパルス発生源は、積分回路１４２の２つのＡＮＤゲート、およびタイマ回路にパルス信号を出力する。
【００４２】
《駆動電圧と位相差の説明》
次に、駆動部４８aの振動状態と、駆動部４８ａに付与される駆動電圧との関係について、図２に基づいて説明する。図２は、駆動部４８ａに付与される交流電圧の駆動周波数（横軸）と、駆動部４８aに付与される駆動電圧信号ＳＤＲと振動検出部４９ａから得られた検出信号ＳＤ１との位相差（縦軸）との関係を示す図である。駆動電圧信号ＳＤＲと検出信号ＳＤ１との位相差は、駆動部４８ａの振動状態を表す値である。同図において、２本示された曲線のうちの上側の曲線Ｐ１は、駆動電圧が比較的低い場合（例えば、１Ｖ）の駆動周波数に対する位相差の関係を示し、下側の曲線Ｐ２は、駆動電圧が比較的高い場合（例えば、２Ｖ）のプロファイルを示している。また同図中、ｆ０は、圧電アクチュエーター５０Ａの最適駆動周波数を表し、曲線Ｐ１における最適駆動周波数ｆ０（例えば、３００ｋＨｚ）における位相差は、約１２０°となり、曲線Ｐ２における最適駆動周波数ｆ０における位相差は、約６０°となっている。駆動電圧信号ＳＤＲと検出信号ＳＤ１との位相差、つまり駆動部４８aの振動状態は、駆動電圧の大きさに依存する。そして、駆動電圧の大きさによって、最適駆動周波数ｆ０における位相差が変動してしまう。すなわち、駆動電圧が比較的低い場合（図中、Ｐ１の場合）を想定して、最適駆動周波数ｆ０における目標位相差を１２０°に設定しておいたとしても、駆動電圧が高くなってしまうと（図中、Ｐ２の場合）、目標位相差（１２０°）における駆動周波数が最適駆動周波数ｆ０よりも小さい方向にずれてしまう。このため、この目標位相差を基準にして圧電アクチュエーター５０Ａを駆動制御しても、最適な振動状態は得られないということが分かる。
【００４３】
《駆動制御の方法》
次に、図３のフローチャートを用いて圧電アクチュエーターの駆動制御方法を説明する。
【００４４】
ステップＳ１では、駆動制御装置１００に対して外部からスタート信号が入力されると、駆動周波数設定手段１４０の駆動制御回路は、補正手段１３０の電源電圧検出回路１３１に制御信号を出力し、電源電圧検出回路１３１に電源電圧（駆動電圧）を検出させる。
【００４５】
ステップＳ２（補正工程、目標値設定工程）では、補正手段１３０の制御回路１３２は、検出した電源電圧に基づいた制御信号を比較電圧設定回路１３３に出力し、比較電圧設定回路１３３に電源電圧に対応した目標位相差を設定させる。そして、比較電圧設定回路１３３は、設定された目標位相差に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段１４０に出力する。この比較電圧信号ＳＲＥＦとして出力された目標位相差は、例えば、電源電圧が低い場合（図２のＰ１の場合）、すなわち、電源電圧が１Ｖであれば、１２０°に設定され、電源電圧が高い場合（図２のＰ２の場合）、すなわち、電源電圧が２Ｖであれば、６０°に設定される。
【００４６】
ステップＳ３では、ステップＳ１と同時に、駆動周波数設定手段１４０の駆動制御回路は、予め設定した最大周波数ｆｍａｘに相当する周波数制御電圧信号ＳＶＣを、積分回路１４２から駆動信号供給手段１１０の可変周波数発振回路１１２に出力させる。
【００４７】
ステップＳ４（振動状態検出工程）では、ステップＳ３の後、駆動信号供給手段１１０から所定の駆動周波数（ここでは、最小駆動周波数ｆｍａｘ）の駆動周波数を有する駆動電圧信号ＳＤＲが圧電アクチュエーター５０Ａの駆動部４８aに印加され、駆動部４８aが振動する。この際、駆動電圧信号ＳＤＲは、位相差検出手段１２０にも出力される。この駆動部４８aの振動により、振動検出部４９aから検出信号ＳＤ１が出力される。そして、位相差検出手段１２０は、この検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差を検出し、位相差信号ＳＰＤを駆動周波数設定手段１４０の比較回路１４１に出力する。
【００４８】
ステップＳ５（比較工程）では、駆動周波数設定手段１４０は、比較回路１４１において、比較電圧設定回路１３３から出力された比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出手段１２０から出力された位相差信号ＳＰＤの電圧値とを比較する。すなわち、比較回路１４１では、位相差検出手段１２０にて検出された位相差が目標位相差（１２０°や６０°）以下であるか否かを判定している。
【００４９】
ステップＳ６Ａ（制御工程）では、ステップＳ５において、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値よりも大きい（「Ｎｏ」）と比較回路１４１が判定した場合には、積分回路１４２に信号ＳＣＴＬを出力する。そして、積分回路１４２は、信号ＳＣＴＬを入力すると、アップダウンカウンタがカウントダウンし、カウンタ値を１下げる。これにより、積分回路１４２から出力される周波数制御電圧値が減少し、駆動信号供給手段１１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が減少する。そして、ステップＳ４からステップＳ６Ａを繰り返し実施して、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が減少することで、この駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が設計上の最適な駆動周波数ｆ０を下回る。
【００５０】
ステップＳ６Ｂ（制御工程）では、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数がｆ０を下回ったことにより、ステップＳ５において、比較回路１４１は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値よりも小さいと判定し、積分回路１４２に信号ＳＣＴＨを出力する。積分回路１４２は、信号ＳＣＴＨを入力すると、アップダウンカウンタがカウントアップし、カウンタ値を１上げる。これにより、積分回路１４２から出力される周波数制御電圧値が所定の値だけ増加し、駆動信号供給手段１１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が所定の値だけ増加する。
【００５１】
以上のようにして、駆動電圧信号ＳＤＲが最適な駆動周波数ｆ０近傍の駆動周波数となり、駆動部４８ａの振動状態が最適に制御されるフィードバック制御が実行される。なお、以上のステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂに続いて、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５を繰り返し実行させるようにしてもよい。このようにすれば繰り返しの度ごとに随時、補正手段１３０の電源電圧検出回路１３１で電源電圧を検出し、これに基づいて比較電圧設定回路１３３にて目標位相差を設定し直すことができる。
【００５２】
《圧電アクチュエーターの構成》
次に、圧電アクチュエーター５０Ａの詳細について、図４から図８を参照して説明する。図４は圧電アクチュエーター５０Ａの構成を示す概略平面図、図５は圧電アクチュエーター５０Ａの構造を示す概略断面図（図４のＡ−Ａ’断面）である。
【００５３】
図４に示すように、圧電アクチュエーター５０Ａは、振動体１２と、振動体１２の一端に設けられた突起部１３とを備える。図５に示すように、圧電アクチュエーター５０Ａの振動体１２は、圧電素子５０と保護膜４５と配線４６，４７とを形成したＳｉ基板４４を、支持基板４１に接着することによって構成されている。支持基板４１、接着層４３、Ｓｉ基板４４の部分が振動板４０として機能する。本実施形態では、図５に示すように、圧電素子５０等を形成したＳｉ基板４４を支持基板４１の一方の面にのみ設けているが、圧電素子５０等を形成したＳｉ基板４４を支持基板４１の両面に設けてもよい。
【００５４】
図４に示すように、支持基板４１は長方形状の板である。突起部１３は、支持基板４１の短辺上に設けられる。支持基板４１はステンレス鋼等の合金やＳｉから選ばれる。
【００５５】
図４に示すように、振動体１２には、被駆動体２０を駆動させるための駆動部４８ａと、振動体１２の振動を検出するための振動検出部４９ａとが設けられる。振動検出部４９ａの面積は、駆動部４８ａの面積よりも小さい。振動検出部４９ａは、駆動部４８ａに対して長手方向が１／３、短手方向が１／４の大きさである。図５に示すように、圧電素子５０は、下電極５１と、共に圧電体層である第１圧電体５２および第２圧電体５６と、上電極５３，５７とを備える。本実形態において、駆動部４８ａを構成する第１圧電素子５４と、振動検出部４９ａを構成する第２圧電素子５８とでは、圧電体層を構成する材料が異なっている。第１圧電素子５４と第２圧電素子５８を合わせて圧電素子５０と称する。下電極５１は、第１圧電素子５４と第２圧電素子５８とで共通の電極となっている。第１圧電体５２および第２圧電体５６と、上電極５３，５７は、それぞれ個別に設けられている。圧電素子５０上には、絶縁性を備えた保護膜４５が設けられている。保護膜４５上には、配線４６，４７が設けられている。配線４６，４７は、保護膜４５の一部に設けられたコンタクトホール４５ａ，４５ｂを介して、圧電素子５０（５４，５８）と電気的に接続されている。Ｓｉ基板４４と下電極５１との間、上電極５３，５７と保護膜４５との間、配線４６，４７と保護膜４５との間等に、隣接する層との密着性を向上させるための密着層を配置してもよい。
【００５６】
駆動部４８ａは、図５に示すように、Ｓｉ基板４４側から順に、下電極５１、第１圧電体５２、第１の上電極５３、保護膜４５、第１の配線４６が積層された構造である。第１の配線４６は、保護膜４５の一部に設けられたコンタクトホール４５ａを介して、第１の上電極５３と電気的に接続されている。振動検出部４９ａは、Ｓｉ基板４４側から順に、下電極５１、第２圧電体５６、第２の上電極５７、保護膜４５、第２の配線４７が積層された構造である。第２の配線４７は、保護膜４５の一部に設けられたコンタクトホール４５ｂを介して、第２の上電極５７と電気的に接続されている。駆動部４８ａにおいて、配線４６と上電極５３との電気的な導通を確保するコンタクトホール４５ａは、駆動部４８ａの面内に２つ以上設けられてもよい。同様に、振動検出部４９ａにおいて、配線４７と上電極５７との電気的な導通を確保するコンタクトホール４５ｂは、振動検出部４９ａの面内に２つ以上設けられてもよい。
【００５７】
駆動部４８ａと振動検出部４９ａを構成する上記の要素のうち、第１圧電体５２および第２圧電体５６以外の要素は、同じ材料で構成される。
【００５８】
ここで、第１圧電体５２を構成する第１圧電体材料と、第２圧電体５６を構成する第２圧電体材料とは、互いに異なる材料を用いている。具体的には、第１圧電体５２の圧電定数をｅ31A、比誘電率をεAとし、第２圧電体５６の圧電定数をｅ31B、比誘電率をεBとするとき、ｅ31A／εA＜ｅ31B／εBの関係を満たすような材料によって構成される。本実施形態では、駆動部４８ａを構成する第２圧電体５６は、圧電定数ｅ31＝１６．５Ｃ／ｃｍ2、比誘電率ε＝４６００であるＰＺＴ系材料によって構成され、振動検出部４９ａにおける第１圧電体５２の圧電材料はｅ31＝２０．４Ｃ／ｃｍ2、比誘電率ε＝４２００であるＰＺＴ系材料によって構成される。
【００５９】
《圧電アクチュエーターの製造方法》
図６から図８は圧電アクチュエーターの製造工程（方法）を示す断面図である。実施例１の振動体部である、圧電アクチュエーター５０Ａの製造方法の一例に関して、図６、図７、図８に沿って説明する。
【００６０】
まず、図６（ａ）に示すように、Ｓｉ基板４４上に、下電極５１を構成する下電極膜６１、第２圧電体５６を構成する第２の圧電体膜６６、上電極５７を構成する上電極膜６３を、この順番に形成する。下電極膜６１及び上電極膜６３は、例えばスパッタリング法や蒸着法等によって形成できる。第２の圧電体膜６６は、例えばＭＯＤ法やゾル−ゲル法等の化学溶液法、レーザーアブレーション法、スパッタリング法、パルス・レーザー・デポジション法（ＰＬＤ法）、ＣＶＤ法、エアロゾル・デポジション法等によって形成できる。
【００６１】
次に、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィーおよびエッチング処理を行うことで、振動検出部４９ａの部分にのみ第２圧電体５６と上電極５７が残るように、圧電体膜６６と上電極膜６３のパターニングを行う。
【００６２】
次に、図６（ｃ）に示すように、第１圧電体５２を構成する第１の圧電体膜６２及び上電極５３を構成する上電極膜６７を、この順番に形成する。第１の圧電体膜６２は、例えばＭＯＤ法やゾル−ゲル法等の化学溶液法、レーザーアブレーション法、スパッタリング法、パルス・レーザー・デポジション法（ＰＬＤ法）、ＣＶＤ法、エアロゾル・デポジション法等によって形成できる。上電極膜６７は、例えばスパッタリング法や蒸着法等によって形成できる。
【００６３】
次に、図６（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィーおよびエッチング処理を行うことで、駆動部４８ａの部分にのみ第１圧電体５２と上電極５３が残るように、第１の圧電体膜６２と上電極膜６７のパターニングを行う。
【００６４】
次に、図７（ａ）に示すように、下電極５１を構成する下電極膜６１に対してフォトリソグラフィーおよびエッチング処理を行う。ここまでの工程で、下電極５１、第１圧電体５２、上電極５３によって構成された第１圧電素子５４と、下電極５１、第２圧電体５６、上電極５７によって構成された第２圧電素子５８が形成される。
【００６５】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１圧電素子５４および第２圧電素子５８の全体を覆うように保護膜４５の層を塗布する。
【００６６】
さらに図７（ｃ）に示すように、保護膜４５の層のパターニングを行って、コンタクトホール４５ａおよび４５ｂを形成する。保護膜４５の層をパターニングする際には、配線４６と上電極５３、および配線４７と上電極５７との電気的な導通を確保するため、それぞれ２つ以上のコンタクトホール４５ａ、およびコンタクトホール４５ｂを形成することが好ましい。
【００６７】
次に、図８（ａ）に示すように、保護膜４５上に配線用電極膜６８を形成する。
【００６８】
そして、図８（ｂ）に示すように、配線用電極膜６８に対してフォトリソグラフィーおよびエッチング処理を行うことで、駆動部４８aおよび振動検出部４９aの最上部に配線４６および配線４７をそれぞれ形成する。上記、各工程におけるエッチング処理は、ウエットエッチングでもドライエッチングでもよい。次に、Ｓｉ基板４４の下面（第１圧電素子５４，第２圧電素子５８等が形成された面とは逆の面）に対して、研削を行い、Ｓｉ基板４４の厚みを小さくする。さらに、Ｓｉ基板４４上に複数のチップをまとめて形成した場合は、Ｓｉ基板４４をダイシングして、１つずつのチップに分離する。ここまでの工程で、Ｓｉ基板４４上に、駆動部４８ａと振動検出部４９ａとが設けられたチップが完成する。
【００６９】
最後に、図８（ｃ）に示すように、チップの下面を、ポリイミド系の接着剤などによって支持基板４１に接合する。図８（ｃ）には、支持基板４１の片面にのみチップが接合されているが、基板の４１の両面にチップを接合しても良い。
【００７０】
以上述べたように、本実施例１に係る圧電アクチュエーター５０Ａによれば、以下の効果を得ることができる。
【００７１】
振動体１２が歪んだ際に振動検出部４９ａで発生した電荷により得られる信号は、振動検出部４９ａを構成する第２圧電体５６の材料の圧電定数ｅ31と誘電率εとの比の値ｅ31／εに比例する。本実施形態では、駆動部４８ａの第１圧電体５２の材料については、圧電定数ｅ３１＝１６．５［Ｃ／ｃｍ2］、および比誘電率ε＝４６００である。一方、振動検出部４９ａの第２圧電体５６の材料については、圧電定数ｅ３１＝２０．４［Ｃ／ｃｍ2］、および比誘電率ε＝４２００である。振動検出部４９ａを構成する第１圧電体５２の圧電定数をｅ31A、比誘電率をεAとし、駆動部４８ａを構成する第２圧電体５６の圧電定数をｅ31B、比誘電率をεBとするとき、ｅ31A／εA＜ｅ31B／εBの関係を満たす。検出信号がｅ31／εに比例するため、振動検出部４９ａの第２圧電体５６の材料を、駆動部４８ａの第１圧電体５２の材料に対して上記の関係を満たす材料に変更することで１．３５倍の振幅の信号が得られる。振動検出部４９ａの出力信号のＳ／Ｎ比が低く（たとえば、Ｓ／Ｎ＜５）、駆動部４８ａへの入力信号と振動検出部４９ａからの出力信号の位相差が読み取れない場合において、材料を変更することで十分な出力信号が得られる。たとえば、支持基板４１の長辺の長さＬを３．５ｍｍ、短辺の長さＷを１ｍｍ、圧電アクチュエーター５０Ａへの入力電圧を、８Ｖを中心とした振幅１６Ｖのサイン波とした場合、振動検出部４９ａの出力信号に乗るノイズ（電気的な要因によるノイズおよび振動によるノイズ）は０．２Ｖ程度であるため、振動検出部４９ａから出力される信号が１．０Ｖ以上でなければ、位相差は検出できない。
【００７２】
ここで、図９は、支持基板の長辺の長さＬ（横軸）に対する、振動検出部４９ａからの出力信号の強さ（縦軸）を示すグラフ図である。図９において、短辺の長さＷは１．０ｍｍに固定している。振動検出部４９ａの材料が駆動部４８ａの材料と同じ圧電定数ｅ31＝１６．５Ｃ／ｃｍ2、比誘電率ε＝４６００であるＰＺＴ系材料である場合（グラフＢ）、図９の計算結果より、長辺の長さＬが３．５ｍｍ以下において振動検出部４９ａの出力が１．０Ｖとなるため、Ｌが３．５ｍｍより大きくないと位相差を読み取ることができない。一方、振動検出部４９ａの材料を、駆動部４８ａの材料と異なる材料、すなわち、ｅ31＝２０．４Ｃ／ｃｍ2、比誘電率ε＝４２００であるＰＺＴ系材料とした場合（グラフＡ）、長辺の長さＬが２．５ｍｍであっても、位相差を読み取ることが可能となる。すなわち、同じサイズの振動検出部４９ａで比較した場合、支持基板のサイズをより小さくしても、換言すれば、圧電アクチュエーターを小型化しても、振動検出部４９ａの材料のｅ31／εを駆動部４８ａより小さくすることにより、検出信号と駆動信号との位相差を正確に比較することができる。
【００７３】
（実施形態２）
図１０は、実施形態２に係る圧電アクチュエーター５０Ｂの平面図である。図１０において、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。本実施形態の圧電アクチュエーター５０Ｂは、振動検出部４９ｂのサイズを実施形態１の圧電アクチュエーター５０Ａよりも小さくし、振動検出部４９ｂの大きさを小さくした点以外は、実施形態１と同様である。
先に説明したとおり、振動検出部４９ａの第２圧電体５６の材料を、駆動部４８ａの第１圧電体５２の材料に対して上記の関係を満たす材料に変更することで、１．３５倍の振幅の信号が得られる。このため、同じサイズの圧電アクチュエーター、つまり、支持基板４１の長辺の長さＬが３．５ｍｍ、短辺の長さＷが１ｍｍの圧電アクチュエーターで比較した場合、振動検出部４９ｂの面積を１／１．３５＝０．７４倍にしても、同等の信号を得ることができる。さらに、非駆動部である振動検出部４９ｂの面積が減少し、相対的に駆動部４８ｂの面積が増大するため、圧電アクチュエーター５０Ｂの出力を大きくすることができる。
【００７４】
（実施形態３）
図１１は、実施形態３に係る圧電アクチュエーター５０Ｃの平面図である。図１１において、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。本実施形態の圧電アクチュエーター５０Ｃは、実施形態１，２の振動検出部４９ａ，４９ｂよりも面積の小さい振動検出部４９ｄ，４９ｅ，４９ｆを複数配置した点以外は、実施形態１及び２と同様である。
本実施形態によれば、実施形態１及び２と同様の効果を得ることが可能である。加えて、本実施形態では、振動検出部を分割し、左右と中央部に１つずつ、合計３つの振動検出部４９ｄ，４９ｅ，４９ｆを配置することで、屈曲及び縦の振動の最大ひずみの部分において振動を検出可能となる。よって、検出の出力や効率の向上、制御性の改善ができる。
【００７５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００７６】
（変形例１）
上記実施形態において、駆動部４８ａを構成する第１圧電体５２及び振動検出部４９ａを構成する第２圧電体５６として、圧電定数と比誘電率とが互いに異なるＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3を利用していたが、第１圧電体５２及び第２圧電体５６の材料は、これ以外の材料であっても良い。第１圧電体５２の圧電定数をｅ31A、比誘電率をεAとし、第２圧電体５６の圧電定数をｅ31B、比誘電率をεBとするとき、ｅ31A／εA＜ｅ31B／εBの関係を満たしていれば、別の材料を用いても良い。Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3を主成分としたＰＺＴ系の圧電材料以外の材料としては、例えば、ＰｂＭｎＮｂＯ3とＰｂＴｉＯ3とを主成分としたＰＭＮ−ＰＴ系の圧電材料、ＢｉＦｅＯ３を主成分としたＢＦ系の圧電材料、ＢｉＮａＯ３を主成分としたＢＮ系の圧電材料、（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３を主成分としたＫＮＮ系の圧電材料が挙げられる。ＰＺＴ系、ＰＭＮ−ＰＴ系、ＢＦ系、ＢＮ系、ＫＮＮ系などの圧電材料は、主成分となる圧電材料に他の元素が添加されていてもよい。このような添加元素としては、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、バリウム（Ｂａ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、セリウム（Ｃｅ）、サマリウム（Ｓｍ）、クロム（Ｃｒ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロビウム（Ｅｕ）等が挙げられる。主成分に対する添加元素の割合は、２０％以下であることが好ましい。
【００７７】
材料は、上記のものには限られない。第１圧電体５２と第２圧電体５６とで、互いに異なる材料系の圧電体材料を用いたり、同じ材料系で圧電定数及び比誘電率が異なる圧電体材料を用いたりすることにより、圧電定数ｅ31及び比誘電率εの比ｅ31／εの大きさを、上記の関係に設定することが可能である。第１圧電体５２と第２圧電体５６とで、互いに異なる材料系の圧電体材料を用いる場合、例えば、第１圧電体５２をＰＺＴ系の材料で構成し、第２圧電体５６をＰＭＮ−ＰＴ系の材料で構成してもよい。本変形例によれば、一般にＰＺＴ系の材料よりもＰＭＮ−ＰＴの材料の方が圧電定数ｅ31は高いため、歪み量に対する発生電荷が高くなり、より大きな信号を得ることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…電子機器、１２…振動体、１３…突起部、２０…被駆動体、４０…振動板、４１…支持基板、４２…振動伝達部、４３…接着層、４４…Ｓｉ基板、４５…保護膜、４５ａ，４５ｂ…コンタクトホール、４６，４７…配線、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ…駆動部、４９ａ，４９ｂ，４９ｃ、４９ｄ、４９ｅ，４９ｆ…振動検出部、５０…圧電素子、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…圧電アクチュエーター、５１…下電極、５２…第１圧電体、５３，５７…上電極、５４…第１圧電素子、５６…第２圧電体、５８…第２圧電素子、６１…下電極膜、６２…第１の圧電体膜、６３，６７…上電極膜、６６…第２の圧電体膜、６８…配線用電極膜、１００…圧電アクチュエーターの駆動制御装置、１１０…駆動信号供給手段、１１１…駆動回路、１１２…可変周波数発振回路、１２０…位相差検出手段、１２１…波形整形回路、１２２…位相差−ＤＣ変換回路、１３０…補正手段、１３１…電源電圧検出回路、１３２…制御回路、１３３…比較電圧設定回路、１４０…駆動周波数設定手段、１４１…比較回路、１４２…積分回路。
【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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