(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータの駆動装置であって、
前記駆動信号を前記振動体の圧電素子に供給する駆動手段と、
前記振動体の振動状態を表す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の駆動装置。
【請求項２】
圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータの駆動装置であって、
前記駆動信号を前記振動体の圧電素子に供給する駆動手段と、
前記振動体の振動状態を表す検出信号の電流を検出する電流検出手段と、
電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された電圧に基づいて、前記検出信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更手段と、
前記検出信号の電流と前記目標電流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、前記検出信号の電流が前記目標電流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の駆動装置。
【請求項３】
圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータの駆動装置であって、
前記駆動信号を前記振動体の圧電素子に供給する駆動手段と、
前記駆動信号の電流を検出する電流検出手段と、
電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された電圧に基づいて、前記駆動信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更手段と、
前記駆動信号の電流と前記目標電流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、前記駆動信号の電流が前記目標電流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の駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記振動状態の目標となる目標電圧または目標電流を設定する目標値設定手段を備えたこと
を特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記比較手段は、前記比較結果を積算する積算手段を備え、
前記制御手段は、前記積算手段で積算した積算情報に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を変更させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置と、これにより駆動される圧電アクチュエータと、電源とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータと、前記振動体の圧電素子に前記駆動信号を供給する駆動手段と、電源とを備えた電子機器を駆動する電子機器の駆動方法であって、
前記振動体の振動状態を表す検出信号の電圧を検出する電圧検出工程と、
電源電圧、および前記圧電アクチュエータの駆動電圧のうち、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工程と、
前記検出信号の電圧と前記目標電圧とを比較する比較工程と、
前記比較工程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工程と
を備えたことを特徴とする電子機器の駆動方法。
【請求項８】
圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータと、前記振動体の圧電素子に前記駆動信号を供給する駆動手段と、電源とを備えた電子機器を駆動する電子機器の駆動方法であって、
前記振動体の振動状態を表す検出信号の電流を検出する電流検出工程と、
電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出工程と、
前記電圧検出工程で検出された電圧に基づいて、前記検出信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更工程と、
前記検出信号の電流と前記目標電流とを比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて、前記検出信号の電流が前記目標電流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工程と
を備えたことを特徴とする電子機器の駆動方法。
【請求項９】
圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータと、前記振動体の圧電素子に前記駆動信号を供給する駆動手段と、電源とを備えた電子機器を駆動する電子機器の駆動方法であって、
前記駆動信号の電流を検出する電流検出工程と、
電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出工程と、
前記電圧検出工程で検出された電圧に基づいて、前記駆動信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更工程と、
前記駆動信号の電流と前記目標電流とを比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて、前記駆動信号の電流が前記目標電流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工程と
を備えたことを特徴とする電子機器の駆動方法。
【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の駆動装置、電子機器、電子機器の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率や、応答性に優れている。このため、近年、圧電素子の圧電効果を利用した各種の圧電アクチュエータが開発されている。
この圧電アクチュエータとしては、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の駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
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。しかしながら、駆動装置の回路特性や温度、駆動トルク等により、常時設計上の最適な駆動周波数を印加することは困難である。このため、この駆動装置は、圧電素子に設けられた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。
【０００４】
具体的に、駆動用電極に印加される交流電圧の位相と、検出用電極から検出される検出信号の位相との位相差、または、複数の検出用電極から検出される検出信号間の位相差が、駆動用電極に印加される交流電圧の駆動周波数に依存することが知られている。そこで、この駆動装置では、圧電アクチュエータの設計上の最適な駆動周波数に相当する前述の位相差を、目標位相差として予め設定しておき、検出した位相差が予め設定した目標位相差に近づくように、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。このようなフィードバック制御を実施することにより、圧電アクチュエータの振動体に最適な駆動周波数を有する交流電圧を印加することが可能となり、圧電アクチュエータを所定の縦振動および屈曲振動で励振させ、被駆動体を高効率で駆動させることを可能としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本出願人の鋭意研究の結果、検出用電極から検出される振動体の振動状態を表す周波数特性が駆動電圧に依存するという新たな知見が得られたため、特許文献１の駆動装置では、駆動電圧の位相と検出信号の位相との位相差を、予め設定した目標位相差に近づけるように駆動周波数をフィードバック制御しても、圧電アクチュエータの振動体に最適な駆動周波数を印加することができない可能性がある。すなわち、従来のフィードバック制御では、駆動電圧が変動した場合に、この駆動電圧に依存して振動体の周波数
特性も変動してしまうため、予め設定した目標位相差に基づいて駆動周波数を調整しても、最適な制御ができないことになる。このため、圧電アクチュエータによって印加できる駆動電圧の範囲が限定されてしまい、特定の電圧範囲を外れた駆動電圧を印加した場合には駆動効率が極端に悪化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、幅広い駆動電圧に対応でき、かつ圧電アクチュエータの高効率な駆動が確実に実行できる圧電アクチュエータの駆動装置、電子機器、電子機器の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記駆動信号を前記振動体の圧電素子に供給する駆動手段と、前記振動体の振動状態を表す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。
【０００９】
このような本発明によれば、電圧変更手段によって振動体の振動状態を表す検出信号の電圧および目標電圧の少なくとも一方を補正し、この補正結果に基づいて駆動信号の駆動周波数を変更することで、振動体の振動状態を表す検出信号の電圧が目標電圧からずれるような場合であっても、振動状態とその目標値との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動が実現できる。また、駆動電圧に応じて多数の圧電アクチュエータを用意する必要がなく、少数種類の圧電アクチュエータで幅広い駆動電圧に対応できるようになる。さらに、使用状況や使用期間等の要因で電源電圧が低下する、あるいはばらついた場合にも、この電圧変動の影響を回避したフィードバック制御が実施でき、圧電アクチュエータの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【００１０】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記駆動信号を前記振動体の圧電素子に供給する駆動手段と、前記振動体の振動状態を表す検出信号の電流を検出する電流検出手段と、電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段で検出された電圧に基づいて、前記検出信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更手段と、前記検出信号の電流と前記目標電流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、前記検出信号の電流が前記目標電流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。
【００１１】
このような本発明によれば、電流変更手段によって振動体の振動状態を表す検出信号の電流および目標電流の少なくとも一方を補正し、この補正結果に基づいて駆動信号の駆動周波数を変更することで、振動体の振動状態を表す検出信号の電流が目標電流からずれるような場合であっても、振動状態とその目標値との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動が実現できる。また、駆動電圧に応じて多数の圧電アクチュエータを用意する必要がなく、少数種類の圧電アクチュエータで幅広い駆動電圧に対応できるようになる。さらに、使用状況や使用期間等の要因で電源電圧が低下する、あるいはばらついた場合にも、この電圧変動の影響を回避したフィードバック制御が実施でき、圧電アクチュエータの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【００１２】
また、本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記駆動信号を前記振動体の圧電素子に供給する駆動手段と、前記駆動信号の電流を検出する電流検出手段と、電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段で検出された電圧に基づいて、前記駆動信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更手段と、前記駆動信号の電流と前記目標電流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、前記駆動信号の電流が前記目標電流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。
【００１３】
このような本発明によれば、電流変更手段によって駆動信号の電流および目標電流の少なくとも一方を補正し、この補正結果に基づいて駆動信号の駆動周波数を変更することで、駆動信号の電流が目標電流からずれるような場合であっても、前記電流と目標電流との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動が実現できる。また、駆動電圧に応じて多数の圧電アクチュエータを用意する必要がなく、少数種類の圧電アクチュエータで幅広い駆動電圧に対応できるようになる。さらに、使用状況や使用期間等の要因で電源電圧が低下する、あるいはばらついた場合にも、この電圧変動の影響を回避したフィードバック制御が実施でき、圧電アクチュエータの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【００１４】
この際、前記振動状態の目標となる目標電圧または目標電流を設定する目標値設定手段を備えたことが望ましい。
すなわち、目標値設定手段は、比較手段で検出信号の電圧と目標値とを比較する場合には、目標値となる目標電圧を設定すればよく、比較手段で検出信号または駆動信号の電流と目標値とを比較する場合には、それらの目標値となる目標電流を設定すればよい。
【００１６】
なお、前記電圧変更手段や電流変更手段は、振動体の振動状態を表す検出信号の電圧または電流や駆動信号の電流を変更してもよく、また、目標電圧や目標電流を変更してもよく、これらの両方を変更してもよい。また、各変更手段は、圧電アクチュエータについて予め設定した補正値に基づいて前記値を補正すればよく、この補正値は、測定や計算等により求められる駆動電圧依存性に基づいて設定されていればよい。
また、各変更手段による変更が、電源電圧、圧電アクチュエータの駆動電圧および振動状態を表す値の電圧値の少なくとも１つに基づくことで、駆動電圧の変動に応じてすぐに振動状態を表す値や目標値を変更することができ、この点からも迅速かつ確実に制御を実行することができる。この際、駆動電圧を直接検出すれば、駆動電圧の変動が検出されるのは当然であるが、検出信号の電圧値や電流値、駆動信号の電流値は、駆動電圧に対応しているため、これらの値を検出するようにしても同様に駆動電圧の変動を検出することができる。
【００１７】
以上において、本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記比較手段は、前記比較結果を積算する積算手段を備え、前記制御手段は、前記積算手段で積算した積算情報に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を変更させることが望ましい。
このような構成によれば、積算手段により比較結果を積算し、積算情報を制御手段に出力することで、１回の比較結果によって制御するのではなく、積算された少なくとも２回以上の比較結果に基づいて制御することにより、検出信号や駆動電圧等のばらつきの影響を受けにくくなり、フィードバック制御の精度および効率を向上させることができる。この際、積分手段としては、例えば、アップダウンカウンタ等を備えて構成された積分回路が利用できる。
【００１８】
一方、本発明の電子機器は、前記いずれかの圧電アクチュエータの駆動装置と、これにより駆動される圧電アクチュエータと、電源とを備えたことを特徴とする。
このような本発明によれば、前述の圧電アクチュエータの駆動装置と同様に、駆動電圧に依存して振動体の振動状態が目標値からずれるような場合であっても、振動状態とその目標値との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動を可能とした電子機器が実現できる。
【００１９】
また、本発明の電子機器の駆動方法は、圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータと、前記振動体の圧電素子に前記駆動信号を供給する駆動手段と、電源とを備えた電子機器を駆動する電子機器の駆動方法であって、前記振動体の振動状態を表す検出信号の電圧を検出する電圧検出工程と、電源電圧、および前記圧電アクチュエータの駆動電圧のうち、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工程と、前記検出信号の電圧と前記目標電圧とを比較する比較工程と、前記比較工程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工程とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明の電子機器の駆動方法は、圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータと、前記振動体の圧電素子に前記駆動信号を供給する駆動手段と、電源とを備えた電子機器を駆動する電子機器の駆動方法であって、前記振動体の振動状態を表す検出信号の電流を検出する電流検出工程と、電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出工程と、前記電圧検出工程で検出された電圧に基づいて、前記検出信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更工程と、前記検出信号の電流と前記目標電流とを比較する比較工程と、前記比較工程の比較結果に基づいて、前記検出信号の電流が前記目標電流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工程とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電子機器の駆動方法は、圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動する振動体を有した圧電アクチュエータと、前記振動体の圧電素子に前記駆動信号を供給する駆動手段と、電源とを備えた電子機器を駆動する電子機器の駆動方法であって、前記駆動信号の電流を検出する電流検出工程と、電源電圧、前記圧電アクチュエータの駆動電圧、および前記検出信号の電圧値のうち、少なくとも１つを検出する電圧検出工程と、前記電圧検出工程で検出された電圧に基づいて、前記駆動信号の電流および前記振動状態の目標となる目標電流の少なくとも一方を変更する電流変更工程と、前記駆動信号の電流と前記目標電流とを比較する比較工程と、前記比較工程の比較結果に基づいて、前記駆動信号の電流が前記目標電流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工程とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
これらの各発明によれば、前述の圧電アクチュエータの駆動装置と同様に、振動体の振動状態が目標値からずれるような場合であっても、振動状態とその目標値との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動が実現できる。また、少数種類の圧電アクチュエータで幅広い駆動電圧に対応できるようになるとともに、電源電圧が低下あるいはばらついた場合にも、圧電アクチュエータの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上の本発明によれば、幅広い駆動電圧に対応でき、かつ圧電アクチュエータの高効率な駆動が確実に実行できる圧電アクチュエータの駆動装置、電子機器、電子機器の駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
〔１．第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、後述する第２実施形態以降では、以下に説明する第１実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
〔１−１．全体構成〕
図１は、本実施形態における電子機器としての電子時計１の概略構成を示す図である。図２は、電子時計１における日付表示機構１０の詳細な構成を示す平面図である。
図１に示すように、電子時計１は、時刻を表示する指針２と、この指針２を駆動するステッピングモータ３とを備えた腕時計である。ステッピングモータ３の駆動は、発振回路４、分周回路５、および駆動回路６により制御される。発振回路４は、水晶振動子からなる基準発振源を有し、基準パルスを出力するものである。分周回路５は、発振回路４から出力された基準パルスを入力し、この基準パルスに基づいて基準信号（例えば１Ｈｚの信号）を生成する。駆動回路６は、分周回路５から出力された基準信号に基づいて、ステッピングモータ３を駆動するモータ駆動パルスを発生する。
電子時計１の日付表示機構１０は、圧電アクチュエータＡと、この圧電アクチュエータＡを駆動制御する駆動制御装置１００とを備えている。この駆動制御装置１００は、電子時計１の時刻（例えば、２４時）を検出して開閉するスイッチ８をトリガーとして作動し、日付表示機構１０を駆動するようになっている。
【００２８】
図２に示すように、日付表示機構１０の主要部は、圧電アクチュエータＡと、この圧電アクチュエータＡによって回転駆動される駆動対象としてのロータ２０と、ロータ２０の回転を減速しつつ伝達する減速輪列と、減速輪列を介して伝達される駆動力により回転する日車５０とから大略構成されている。減速輪列は、日回し中間車３０と日回し車４０とを備えている。これらの圧電アクチュエータＡ、ロータ２０、日回し中間車３０、および日回し車４０は、底板１１に支持されている。圧電アクチュエータＡは、扁平な短冊状の振動体１２を有しており、この振動体１２は、その先端部がロータ２０の外周面と当接するように配置されている。日付表示機構１０の上方には、図１に示すように、円盤状の文字板７が設けられており、この文字板７の外周部の一部には日付を表示するための窓部７Ａが設けられ、窓部７Ａから日車５０の日付を覗けるようになっている。また、底板１１の下方（裏側）には、ステッピングモータ３に接続されて指針２を駆動するムーブメント等が設けられている。
【００２９】
日回し中間車３０は、大径部３１と小径部３２とから構成されている。小径部３２は、大径部３１よりも若干小径の円筒形であり、その外周面には、略正方形状の切欠部３３が形成されている。この小径部３２は、大径部３１に対し、同心をなすように固着されている。大径部３１には、ロータ２０の上部の歯車２１が噛合している。したがって、大径部３１と小径部３２とからなる日回し中間車３０は、ロータ２０の回転に連動して回転する。
日回し中間車３０の側方の底板１１には、板バネ３４が設けられており、この板バネ３４の基端部が底板１１に固定され、先端部３４Ａが略Ｖ字状に折り曲げられて形成されている。板バネ３４の先端部３４Ａは、日回し中間車３０の切欠部３３に出入可能に設けられている。板バネ３４に近接した位置には、接触子３５が配置されており、この接触子３５は、日回し中間車３０が回転し、板バネ３４の先端部３４Ａが切欠部３３に入り込んだときに、板バネ３４と接触するようになっている。そして、板バネ３４には、所定の電圧が印加されており、接触子３５に接触すると、その電圧が接触子３５にも印加される。従って、接触子３５の電圧を検出することによって、日送り状態を検出でき、日車５０の１日分の回転量が検出できる。
なお、日車５０の回転量は、板バネ３４や接触子３５を用いたものに限らず、ロータ２０や日回し中間車３０の回転状態を検出して所定のパルス信号を出力するものなどが利用でき、具体的には、公知のフォトリフレクタ、フォトインタラプタ、ＭＲセンサ等の各種の回転エンコーダ等が利用できる。
【００３０】
日車５０は、リング状の形状をしており、その内周面に内歯車５１が形成されている。日回し車４０は、五歯の歯車を有しており、日車５０の内歯車５１に噛合している。また、日回し車４０の中心には、シャフト４１が設けられており、このシャフト４１は、底板１１に形成された貫通孔４２に遊挿されている。貫通孔４２は、日車５０の周回方向に沿って長く形成されている。そして、日回し車４０およびシャフト４１は、底板１１に固定された板バネ４３によって図２の右上方向に付勢されている。この板バネ４３の付勢作用によって日車５０の揺動も防止される。
【００３１】
圧電アクチュエータＡの振動体１２は、二長辺と二短辺とにより囲まれた長方形状の板である。また、振動体１２は、２枚の長方形かつ板状の圧電素子の間に、これらの圧電素子と略同形状であり、かつ圧電素子よりも肉厚の薄いステンレス鋼等の補強板を挟んだ積層構造を有している。圧電素子としては、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ（商標））
、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
振動体１２は、一短辺の幅方向略中央部分に当接部１３を有している。この当接部１３は、補強板を切断成形する等の方法により得られたものであり、緩やかな曲面を持った先端部分を圧電素子から突出させている。振動体１２は、この当接部１３の先端をロータ２０の外周面に当接させる姿勢を保っている。振動体１２にこのような姿勢を維持させるために、支持部材１４と付勢部材１５とが圧電アクチュエータＡに設けられている。
【００３２】
圧電アクチュエータＡの支持部材１４は、補強板の切断成形等の方法により補強板と一体形成されたものである。この支持部材１４は、Ｌ字状の部材であり、振動体１２の一長辺の略中央から垂直に突出した垂直部と、この垂直部の先端から長辺に対して平行にロータ２０側に向けて延びた水平部とからなる。垂直部とは反対側の水平部の端部には、底板１１から突出したピンが貫通しており、このピンを回転軸として支持部材１４およびこれに固定された振動体１２が回転可能である。支持部材１４の水平部の略中央には、付勢部材１５の一端が係合されている。付勢部材１５は、その略中央部分を底板１１から突出したピンが貫通しており、このピンを回転軸として回動可能である。また、支持部材１４と反対側の付勢部材１５の端部は、底板１１に係合されており、この端部の位置を変えることにより振動体１２の当接部１３をロータ２０の外周面に押し当てる圧力が調整可能になっている。
【００３３】
以上の構成において、圧電アクチュエータＡの振動体１２は、駆動制御装置１００から所定の周波数の駆動信号が圧電素子に印加されることで第１の振動モードである縦振動と、この縦振動に誘発されて第２の振動モードである屈曲振動とが発生し、その板面を含む平面内において当接部１３が楕円軌道を描いて運動する。ロータ２０は、この振動体１２の当接部１３によってその外周面が叩かれ、図２中矢印で示すように、時計回りに回転駆動される。このロータ２０の回転は、日回し中間車３０を介して日回し車４０に伝達され、この日回し車４０が日車５０を時計回り方向に回転させる。このような振動体１２からロータ２０、ロータ２０から減速輪列（日回し中間車３０および日回し車４０）、減速輪列から日車５０への力の伝達は、いずれも振動体１２の底板１１面に平行な方向の力の伝達である。このため、ステップモータのようにコイルやロータを厚さ方向に積み重ねるのではなく、同一平面内に振動体１２およびロータ２０を配置し、日付表示機構１０を薄型化できる。そして、日付表示機構１０を薄型にできるため、電子時計１全体を薄型にできる。
【００３４】
〔１−２．圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の構成〕
先ず、駆動制御装置１００の構成を説明する前に、振動体１２の振動状態と印加される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動電圧との関係について、図３に基づいて説明する。
図３は、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数に対する、振動体１２からの検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差（振動状態を表す値）の関係を示す図である。ここで、検出信号ＳＤ１は、振動体１２の圧電素子に配置された振動検出電極Ｔ１（図４）から得られる信号であり、振動体１２の振動を表すものである。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）の駆動周波数に対する位相差の関係を示している。また同図中、ｆ0は、圧電アクチュエータＡ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。
以上のように、検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差、つまり振動体１２の振動状態は、駆動電圧の大きさに依存し、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Ａを駆動制御しても、最適な振動体１２の振動状態が得られないということが図３から分かる。
【００３５】
次に、本実施形態の駆動制御装置について、図４に基づいて説明する。
図４は、本実施形態の駆動制御装置１００を示すブロック図である。
図４において、圧電アクチュエータＡを駆動制御する駆動制御装置１００は、上述した振動体１２の振動状態の駆動電圧依存性に鑑みて設計されたものであって、ＩＣチップ上に回路として実装されたものである。すなわち、この駆動制御装置１００は、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動電圧に応じて、検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差と、目標位相差との関係が、最適駆動周波数ｆ0になるように目標位相差を補正した上で、駆動周波数を制御する。そして、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。
【００３６】
駆動信号供給手段１１０は、駆動周波数設定手段１４０における比較結果に基づいて、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号ＳＤＲを振動体１２の駆動電極に印加する。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を振動体１２の駆動電極に印加する回路である。
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。
【００３７】
位相差検出手段１２０は、駆動回路１１１から振動体１２に出力される駆動電圧信号ＳＤＲと、この駆動電圧信号ＳＤＲを振動体１２の駆動電極に印加した結果、振動体１２の振動により振動検出電極Ｔ１から出力される検出信号ＳＤ１とを検出し、これらの駆動電圧信号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。
波形整形回路１２１は、駆動回路１１１および振動体１２の振動検出電極Ｔ１と電気的に接続され、駆動回路１１１から出力される駆動電圧信号ＳＤＲと、振動検出電極Ｔ１から出力される検出信号ＳＤ１を入力し、これらの駆動電圧信号ＳＤＲおよび検出信号ＳＤ１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。
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に複数の検出電極を設け、これら複数の検出電極からの複数の検出信号間の位相差の位相差を検出するようにしてもよい。
【００３８】
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。
【００３９】
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（駆動電圧）を検出する電圧検出手段としての電源電圧検出回路１３１と、この電源電圧検出回路１３１で検出した電源電圧に応じて目標位相差を変更させる制御回路１３２と、この制御回路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に出力する位相差変更手段（目標値設定手段）としての比較電圧設定回路１３３とを備えている。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対応する制御信号を比較電圧設定回路１３３に出力する。
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Ａの振動体１２の振動検出電極Ｔ１に接続され、振動検出電極Ｔ１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。
【００４０】
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タ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Ａ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、カウンタ値を所定値に、例えば、ＭＡＸのカウンタ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タ値を入力すると、該カウンタ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。
【００４１】
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。
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。
【００４２】
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ＳＤ
Ｒ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（不図示）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。
【００４３】
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Ａ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１３０，１４２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。微分回路は、午前０時を示し、圧電アクチュエータＡの駆動を開始する旨のスタート信号、すなわち、日車５０（図２）の回転開始を示すスタート信号をスイッチ８から入力すると、このスタート信号の入力タイミングに合わせてパルス信号を出力する回路である。この微分回路は、比較電圧設定回路１３３のアップダウンカウンタ、積分回路１４２のアップダウンカウンタ、およびタイマ回路にパルス信号を出力する。
【００４４】
〔１−３．圧電アクチュエータＡの駆動制御方法〕
図５は、圧電アクチュエータＡの駆動制御方法を説明するためのフローチャートである。
スイッチ８からの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（ステップＳ１）。
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（ステップＳ２、補正工程、目標値設定工程）。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３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３のＰ2の場合）、すなわち、電源電圧が２Ｖであれば、６０°に設定されるようになっている。
【００４５】
また、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（ステップＳ３）。
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Ａの振動体１２に印加され、振動体１２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。
この振動体１２の振動により、振動検出電極Ｔ１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（ステップＳ４、振動状態検出工程）、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。
【００４６】
そして、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（ステップＳ５、比較工程）。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。
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（ステップＳ６Ａ、制御工程）。
【００４７】
そして、ステップＳ５および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。この際、ステップＳ５において、駆動周波数設定手段１４０の比較回路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（ステップＳ６Ｂ、制御工程）。
【００４８】
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、振動体１２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。このような圧電アクチュエータＡの駆動は、前記日付表示機構１０における日回し中間車３０の接触子３５によって検出される日車５０の回転量が、所定の回転量に達した時点で停止されるまで継続されるようになっている。
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。従って、電源電圧の変動に伴って位相差と目標位相差との間にずれが生じても、このずれを補正することができるようになる。
【００４９】
〔１−４．第１実施形態の効果〕
上述した第１実施形態では、以下のような効果がある。
（１）すなわち、電源電圧検出回路１３１にて検出した電源電圧に基づいて、補正手段１３０の比較電圧設定回路１３３によって目標位相差を補正し、この補正した目標位相差と、検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差とを比較し、この比較結果に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更するフィードバック制御により、圧電アクチュ
エータＡの駆動制御を実施することで、電源電圧に依存して振動体１２の振動状態が目標値からずれるような場合であっても、振動状態とその目標値との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動が実現できる。
【００５０】
（２）また、電子時計１における電源電圧に応じて多数の圧電アクチュエータＡを用意する必要がなく、少数種類の圧電アクチュエータＡで幅広い電源電圧の電子機器に対応できるようになる。
【００５１】
（３）さらに、電子時計１の使用状況や使用期間等の要因で電源電圧が低下する、あるいはばらついた場合であっても、圧電アクチュエータＡの駆動開始時、あるいはフィードバック制御中に、電源電圧を検出し、これに基づいて目標位相差を設定し直すようにすれば、電圧変動の影響を回避した駆動制御が実施でき、圧電アクチュエータＡの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【００５２】
（４）また、駆動周波数の増加に対して単純に減少する位相差の比較に基づいてフィードバック制御するようにしたので、位相差検出手段１２０で検出した検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差と、目標位相差との大小から、比較回路１４１において、駆動周波数を増加させるか減少させるかが即座に決定でき、駆動制御を迅速化することができる。
【００５３】
（５）また、駆動周波数設定手段１４０の積分回路１４２によって比較回路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に出力することで、１回の比較結果によって制御するのではなく、積算された少なくとも２回以上の比較結果に基づいて制御することにより、検出信号ＳＤ１や駆動電圧等のばらつきの影響を受けにくくなり、フィードバック制御の精度および効率を向上させることができる。
【００５４】
（６）また、位相差検出手段１２０が波形整形回路１２１と、位相差-ＤＣ変換回路１２２とを備えて構成され、駆動電圧信号ＳＤＲおよび検出信号ＳＤ１の各信号の位相差が位相差-ＤＣ変換回路１２２から電圧値として出力されるので、この位相差の電圧値と目標位相差の電圧値とを比較する比較回路１４１を、コンパレータ等の簡便かつ安価な機器によって構成することができ、駆動制御装置１００の構造を簡単化することができる。
【００５５】
（７）また、圧電アクチュエータＡにより日付表示機構１０を駆動することで、小型薄型の構成でありながら、高効率の駆動を実現でき、より一層の電子時計１の小型化が実現できる。
【００５６】
〔２．第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図６に基づいて説明する。
図６は、本実施形態の駆動制御装置２００を示すブロック図である。
第２実施形態では、前述の第１実施形態と同様の構成を有した電子時計１において、その日付表示機構１０を駆動する圧電アクチュエータＡの駆動制御装置２００が異なる。
具体的には、第１実施形態では、圧電アクチュエータＡの振動状態の目標値である目標位相差を補正手段により補正し、この補正した目標位相差と、検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差とを比較し、この比較結果に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更するフィードバック制御を実施した。
これに対して第２実施形態は、圧電アクチュエータＡの振動状態を表す検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差を補正し、この補正した位相差と、予め設定した目標位相差とを比較し、この比較結果に基づいてフィードバック制御を実施する点が相違する。以下、相違点について詳しく説明する。
【００５７】
〔２−１．圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の構成〕
駆動制御装置２００は、駆動信号供給手段２１０と、位相差検出手段２２０と、検出された位相差を補正する補正手段２３０と、比較手段としての駆動周波数設定手段２４０と、目標位相差を設定する比較電圧設定回路２５０とを備えている。
ここで、駆動信号供給手段２１０、位相差検出手段２２０、および駆動周波数設定手段２４０は、それぞれ第１実施形態の駆動信号供給手段１１０、位相差検出手段１２０、および駆動周波数設定手段１４０と同様の構成であり、駆動信号供給手段２１０は、駆動回路２１１と、可変周波数発振回路２１２とを備え、位相差検出手段２２０は、波形整形回路２２１と、位相差電圧変換回路としての位相差-ＤＣ変換回路２２２とを備え、駆動周波数設定手段２４０は、比較回路２４１と、積分回路２４２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。そして、比較電圧設定回路２５０は、予め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２４０に出力する回路である。
【００５８】
補正手段２３０は、駆動電圧に応じて位相差検出手段２２０で検出された位相差をシフト（位相差シフト手段）させ、このシフトさせた位相差を駆動周波数設定手段２４０に出力する回路である。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、この変動分だけ位相差をシフトさせて補正するものである。この補正手段２３０は、電源電圧（駆動電圧）を検出する電圧検出手段としての電源電圧検出回路２３１と、この電源電圧検出回路１３１で検出した電源電圧に応じて位相差シフト量を指令する制御回路２３２と、この制御回路２３２からの指令を受けて位相差に相当する位相差信号ＳＰＤの電圧値を変更し、変更した位相差信号ＳＰＤａを駆動周波数設定手段２４０に出力する位相差シフト回路２３３とを備えている。
なお、電源電圧検出回路２３１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Ａの振動体１２の振動検出電極Ｔ１に接続され、振動検出電極Ｔ１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。
【００５９】
駆動周波数設定手段２４０は、補正手段２３０の位相差シフト回路２３３でシフトさせた位相差と、比較電圧設定回路２５０で設定された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２１０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。すなわち、駆動周波数設定手段２４０は、シフトした位相差信号ＳＰＤａ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２４２に出力する。また、位相差信号ＳＰＤａ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２４２に出力する。
【００６０】
〔２−２．圧電アクチュエータＡの駆動制御方法〕
本実施形態の駆動制御装置２００による圧電アクチュエータＡの駆動制御方法は、前述の第１実施形態の駆動制御方法と略同一であり、図５のステップＳ２において、位相差をシフトさせる点と、ステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂに続いて、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５を繰り返し実行する点とが相違する。すなわち、駆動開始とともに予め設定した最大周波数ｆmaxに発信周波数を設定し（ステップＳ３）た後、電源電圧検出回路２３１で電源電圧（駆動電圧）を検出し（ステップＳ１）、検出した電源電圧に基づいて位相差シフト回路２３３で位相差をシフトさせ（ステップＳ２）、シフトさせた位相差と目標位相差とを比較し（ステップＳ５）、この比較結果に基づいて発信周波数を減少または増加させる（ステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂ）。これらのステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂを順次繰り返すことで、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、振動体１２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。
【００６１】
〔２−３．第２実施形態の効果〕
上述した第２実施形態では、前述の（２）、（４）〜（７）の効果に加えて以下のような効果がある。
（８）すなわち、電源電圧検出回路２３１にて検出した電源電圧に基づいて、検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差を補正手段１３０の位相差シフト回路２３３によってシフトさせ、このシフトした位相差と、目標位相差とを比較し、この比較結果に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更するフィードバック制御により、圧電アクチュエータＡの駆動制御を実施することで、電源電圧に依存して振動体１２の振動状態が目標値からずれるような場合であっても、振動状態とその目標値との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動が実現できる。
【００６２】
（９）さらに、電子時計１の使用状況や使用期間等の要因で電源電圧が低下する、あるいはばらついた場合であっても、圧電アクチュエータＡの駆動開始時およびフィードバック制御中に、電源電圧を検出し、これに基づいて位相差をシフトさせるので、電圧変動の影響を回避した駆動制御が実施でき、圧電アクチュエータＡの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【００６３】
〔３．第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図７〜９に基づいて説明する。
図７は、本実施形態の駆動制御装置３００を示すブロック図である。図８は、駆動制御装置３００における位相シフト手段３３０の等価回路を示す図である。図９は、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数に対する、振動体１２からの検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差（振動状態を表す値）の関係を示す図である。
第３実施形態では、前述の第１、２実施形態と同様の構成を有した電子時計１において、その日付表示機構１０を駆動する圧電アクチュエータＡの駆動制御装置３００が異なる。
具体的には、第１実施形態では、圧電アクチュエータＡの振動状態の目標値である目標位相差を補正手段により補正し、この補正した目標位相差と、検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差とを比較し、この比較結果に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更するフィードバック制御を実施した。また、第２実施形態では、圧電アクチュエータＡの振動状態を表す検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差をシフトさせ、このシフトした位相差と、予め設定した目標位相差とを比較し、この比較結果に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更するフィードバック制御を実施した。
これに対して第３実施形態は、圧電アクチュエータＡの振動状態を表す検出信号ＳＤ１の位相を補正し、この位相を補正した検出信号ＳＤ１ａと駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差を検出し、検出した位相差と予め設定した目標位相差とを比較し、この比較結果に基づいてフィードバック制御を実施する点が相違する。以下、相違点について詳しく説明する。
【００６４】
〔３−１．圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の構成〕
駆動制御装置３００は、駆動信号供給手段３１０と、位相差検出手段３２０と、検出信号ＳＤ１の位相を補正する補正手段である位相シフト手段３３０と、比較手段としての駆動周波数設定手段３４０と、目標位相差を設定する比較電圧設定回路３５０とを備えている。
ここで、駆動信号供給手段３１０、位相差検出手段３２０、駆動周波数設定手段２４０、および比較電圧設定回路３５０は、それぞれ第１、２実施形態の駆動信号供給手段１１０、２１０、位相差検出手段１２０、２２０、駆動周波数設定手段１４０、２４０、および第２実施形態の比較電圧設定回路２５０と同様の構成であり、駆動信号供給手段３１０は、駆動回路３１１と、可変周波数発振回路３１２とを備え、位相差検出手段３２０は、波形整形回路３２１と、位相差電圧変換回路としての位相差-ＤＣ変換回路３２２とを備え、駆動周波数設定手段３４０は、比較回路３４１と、積分回路３４２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。そして、位相差検出手段３２０は、位相シフト手段３３０により位相がシフトした検出信号ＳＤ１ａと、駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差を検出し、検出した位相差に相当する位相差信号ＳＰＤを駆動周波数設定手段３４０に出力するものである。
【００６５】
位相シフト手段３３０は、駆動電圧に応じて検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせ、この位相がシフトした検出信号ＳＤ１ａを位相差検出手段３２０に出力する回路である。すなわち、駆動電圧に依存して検出信号ＳＤ１の電圧値が変動した場合に、この変動に応じて検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせて補正するものである。この位相シフト手段３３０は、振動体１２の振動検出電極Ｔ１と位相差検出手段３２０との間に接続された２つのダイオード３３１，３３２と、コンデンサ３３３とを備えて構成されている。２つのダイオード３３１，３３２のうちの一方のダイオード３３１は、プラス電極側に接続され、他方のダイオード３３２およびコンデンサ３３３は、グランド側に接続されている。
なお、ダイオード３３１，３３２のサイズを最適化することにより、ダイオード３３１，３３２の寄生容量をコンデンサ３３３の代わりに使用して、コンデンサ３３３を省略することもできる。
【００６６】
このような位相シフト手段３３０の等価回路が図８に示されており、この等価回路では、次のような作用によって検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせることができる。
すなわち、図８の等価回路では、検出信号ＳＤ１の電圧値Ｖがダイオード３３１，３３２の閾値電圧以下の場合には、ダイオード３３１、３３２に電流が流れないため、検出信号ＳＤ１の電圧値Ｖは、検出電極の出力容量とコンデンサ３３３の入力容量とで分圧され、検出信号ＳＤ１の位相はシフトしない。
一方、検出信号ＳＤ１の電圧値Ｖがダイオード３３１，３３２の閾値電圧を超えた場合には、ダイオード３３１，３３２に電流が流れる。これはコンデンサ３３３の入力容量と並列に抵抗を接続したものと等価な回路が構成されたことになる。このため、入力端子に発生する電圧の位相は、検出信号ＳＤ１に対してシフトすることになる。
ここで、電源電圧（駆動電圧）をＶＤＤとし、ダイオード３３１，３３２の閾値電圧をＶＦとし、コンデンサ３３３の入力容量をＣｉとし、検出電極の出力容量をＣ0としたときの、検出信号ＳＤ１の位相のシフト量θは、次式（１）〜（４）で表すことができる。すなわち、式（１）のように電圧値Ｖが閾値電圧以下の場合には、式（２）のようにシフト量θがゼロとなり、式（３）のように電圧値Ｖが閾値電圧を超えた場合には、シフト量θが式（４）のようになる。
【００６７】
【数１】
0004883074.tif 000002
【００６８】
【数２】
0004883074.tif 000003
【００６９】
【数３】
0004883074.tif 000004
【００７０】
【数４】
0004883074.tif 000005
【００７１】
以上のようにシフトした検出信号ＳＤ１ａと駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差は、図９に示すように、元の（シフトさせない）検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差に比べて高くなる方向（図中、上方）にシフトしていることが分かる。同図において、実線で示された２本の曲線Ｐ1，Ｐ2は、前述の第１実施形態で説明したように、シフトさせない検出信号ＳＤ１と駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差を示し、駆動電圧が比較的低い場合（例えば、１Ｖ）と、駆動電圧が比較的高い場合（例えば、２Ｖ）との駆動周波数に対する位相差の関係を示している。そして、破線で示された２本の曲線Ｐ1ａ，Ｐ2ａは、駆動電圧が比較的低い場合および高い場合のシフトした検出信号ＳＤ１ａと駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差を示している。そして、同図中、最適駆動周波数ｆ0における曲線Ｐ1ａおよびＰ2ａの位相差は、ともに約１４０°となっている。この際、駆動電圧が比較的低い場合のシフト量よりも、駆動電圧が比較的高い場合のシフト量の方が大きくなっているのは、駆動電圧に伴って検出信号ＳＤ１の電圧値も大きくなるためで、これは前式からも明らかである。
【００７２】
そして、駆動電圧が低い場合および駆動電圧が高い場合のいずれにおいても、シフトした検出信号ＳＤ１ａと駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差は、最適駆動周波数ｆ0において略同一の値となる。換言すると、最適駆動周波数ｆ0において略同一の値となるように、位相シフト手段３３０のダイオード３３１，３３２の閾値電圧やコンデンサ３３３の入力容量を設定していることになる。
従って、比較電圧設定回路３５０において設定する目標位相差を、最適駆動周波数ｆ0におけるシフトした検出信号ＳＤ１ａと駆動電圧信号ＳＤＲとの位相差（本実施形態では、１４０°）に予め設定しておけば、駆動電圧が変動しても目標位相差を変更する必要がなく、この一定の目標位相差との比較により、最適な駆動周波数で圧電アクチュエータＡを制御できる。
【００７３】
〔３−２．圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の他の構成〕
なお、位相シフト手段３３０は、以上の構成に限らず、図１０に示すように、ＭＯＳトランジスタ３３４を非線形素子として用いる構成が採用できる。
この際、位相シフト手段３３０の非線形素子としては、ＯＦＦ状態のＭＯＳトランジスタ３３４を用いてもよく、また、ＭＯＳトランジスタ３３４の寄生ダイオード３３４Ａを用いてもよい。
ＯＦＦ状態のＭＯＳトランジスタ３３４を用いる場合には、ＭＯＳトランジスタ３３４の閾値電圧ＶＴＨが、寄生ダイオード３３４Ａの閾値電圧ＶＦよりも小さくなるように設定しておけばよい。
また、寄生ダイオード３３４Ａを用いる場合には、寄生ダイオード３３４Ａの閾値電圧ＶＦが、ＭＯＳトランジスタ３３４の閾値電圧ＶＴＨよりも小さくなるように設定しておけばよい。
このようなＭＯＳトランジスタ３３４を用いた位相シフト手段３３０によっても、前述と同様に、検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせることができる。
さらに、ＭＯＳトランジスタのサイズ等を最適化することにより、ＭＯＳトランジスタの寄生容量をコンデンサ３３３の代わりに使用して、コンデンサ３３３を省略することもできる。
【００７４】
〔３−３．圧電アクチュエータＡの駆動制御方法〕
本実施形態の駆動制御装置３００による圧電アクチュエータＡの駆動制御方法は、前述の第１実施形態の駆動制御方法と略同一であり、図５の電源電圧（駆動電圧）を検出するステップＳ１が省略される点と、ステップＳ２において検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせる点と、ステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂに続いて、ステップＳ２，Ｓ５を繰り返し実行する点とが相違する。すなわち、駆動開始とともに予め設定した最大周波数ｆmaxに発信周波数を設定し（ステップＳ３）た後、電源電圧（駆動電圧）に応じて位相シフト手段３３０で自動的に検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせ（ステップＳ２）、位相がシフトした検出信号ＳＤ１ａおよび駆動電圧信号ＳＤＲの位相差と目標位相差とを比較し（ステップＳ５）、この比較結果に基づいて発信周波数を減少または増加させる（ステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂ）。これらのステップＳ２，Ｓ５，Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂを順次繰り返すことで、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、振動体１２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。
【００７５】
〔３−４．第３実施形態の効果〕
上述した第３実施形態では、前述の（２）、（４）〜（７）の効果に加えて以下のような効果がある。
（10）すなわち、駆動電圧に応じて位相シフト手段３３０により検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせ、このシフトした検出信号ＳＤ１ａおよび駆動電圧信号ＳＤＲの位相差と、目標位相差との比較に基づいてフィードバック制御を実施するので、迅速に駆動周波数を変更することができる。すなわち、駆動電圧の変動に応じてすぐに検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせることができるため、迅速かつ確実に制御を実行することができる。
【００７６】
（11）さらに、電子時計１の使用状況や使用期間等の要因で電源電圧が低下する、あるいはばらついた場合であっても、圧電アクチュエータＡのフィードバック制御中に、電源電圧に応じて検出信号ＳＤ１の位相をシフトさせるので、電圧変動の影響を回避した駆動制御が実施でき、圧電アクチュエータＡの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【００７７】
（12）また、ダイオード３３１，３３２やコンデンサ３３３、ＭＯＳトランジスタ３３４等で位相シフト手段３３０を構成することで、駆動制御装置３００の回路構成を簡単にできる。さらに、ダイオード３３１，３３２を静電保護用ダイオードと兼用すれば、一層回路構成を簡略化することができる。また、圧電アクチュエータＡの振動検出電極Ｔ1を駆動電極と切り替えて使用する場合に、駆動用トランジスタを位相シフト手段３３０のＭＯＳトランジスタとして兼用することで、より一層回路を簡略化することができる。
【００７８】
〔４．第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を図１１に基づいて説明する。
図１１は、本実施形態の駆動制御装置４００を示すブロック図である。
第４実施形態では、前述の第１〜３実施形態と同様の構成を有した電子時計１において、その日付表示機構１０を駆動する圧電アクチュエータＡの駆動制御装置４００が異なる。
具体的には、第１〜３実施形態では、圧電アクチュエータＡの振動状態を表す検出信号ＳＤ１および駆動電圧信号ＳＤＲの位相差と、振動状態の目標値である目標位相差とを比較し、この比較結果に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更するフィードバック制御を実施した。
これに対して第４実施形態では、圧電アクチュエータＡの振動状態を表す値として、検
出信号ＳＤ１の電圧値または電流値を検出し、検出した電圧値または電流値と目標値（目標電圧または目標電流）とを比較し、この比較結果に基づいてフィードバック制御を実施する点が相違する。以下、相違点について詳しく説明する。
【００７９】
〔４−１．圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の構成〕
図１１において、駆動制御装置４００は、駆動信号供給手段４１０と、検出信号ＳＤ１の電圧値を検出する電圧検出手段としてのピークホールド回路４２０と、目標値である目標電圧を補正する補正手段４３０と、検出した電圧値と比較電圧とを比較する比較手段としての駆動周波数設定手段４４０とを備えている。
ここで、駆動信号供給手段４１０、および駆動周波数設定手段４４０は、それぞれ第１〜３実施形態の駆動信号供給手段１１０，２１０，３１０、および駆動周波数設定手段１４０，２４０，３４０と同様の構成であり、駆動信号供給手段４１０は、駆動回路４１１と、可変周波数発振回路４１２とを備え、駆動周波数設定手段４４０は、比較回路４４１と、積分回路４４２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。
【００８０】
ピークホールド回路４２０は、オペアンプや電圧保持用コンデンサで構成されたもので、振動体１２の振動検出電極Ｔ１からの検出信号ＳＤ１の電圧値を検出するとともに、この電圧値を保持し、保持した電圧値を電圧信号ＳＤ１ｂとして駆動周波数設定手段４４０に出力する。
【００８１】
補正手段４３０は、駆動電圧に応じて目標値である比較電圧（目標電圧）を設定し、この比較電圧に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段４４０に出力する回路であり、すなわち、駆動電圧が変動した場合に、この変動に応じて比較電圧を変更するものである。この補正手段４３０は、電源電圧（駆動電圧）を検出する電源電圧検出回路４３１と、この電源電圧検出回路４３１で検出した電源電圧に応じて比較電圧を変更させる制御回路４３２と、この制御回路４３２からの指令を受けて比較電圧を変更し、変更した比較電圧に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段４４０に出力する電圧変更手段（目標値設定手段）としての比較電圧設定回路４３３とを備えている。制御回路４３２は、電源電圧検出回路４３１で検出した電源電圧に対応する制御信号を比較電圧設定回路４３３に出力する。
【００８２】
比較電圧設定回路４３３は、前述の第１実施形態における比較電圧設定回路１３３と同様に、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構成され、制御回路４３２による制御の下、設定した比較電圧に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段４４０に出力する回路である。
なお、電源電圧検出回路４３１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Ａの振動体１２の振動検出電極Ｔ１に接続され、振動検出電極Ｔ１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。
【００８３】
駆動周波数設定手段４４０は、ピークホールド回路４２０からの電圧信号ＳＤ１ｂと、補正手段４３０の比較電圧設定回路４３３で設定された比較電圧に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦとを入力し、これらの電圧信号ＳＤ１ｂと比較電圧信号ＳＲＥＦ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４１０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。
【００８４】
〔４−２．圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の他の構成〕
なお、圧電アクチュエータＡの振動状態を表す値としては、検出信号ＳＤ１の電圧値に限らず、検出信号ＳＤ１の電流値でもよく、図１２に示すように、電流値を検出する電流検出手段を備えた駆動制御装置５００が採用できる。
図１２は、本実施形態の他の構成としての駆動制御装置５００を示すブロック図である
。
図１２において、駆動制御装置５００は、駆動信号供給手段５１０と、検出信号ＳＤ１の電流値を検出する電流検出手段５２０と、目標値である目標電流（比較電流）を補正する補正手段５３０と、検出した電流値と比較電流とを比較する比較手段としての駆動周波数設定手段５４０とを備えている。
ここで、駆動信号供給手段５１０、および駆動周波数設定手段５４０は、前述の駆動信号供給手段４１０、および駆動周波数設定手段４４０と同様の構成であり、駆動信号供給手段５１０は、駆動回路５１１と、可変周波数発振回路５１２とを備え、駆動周波数設定手段５４０は、比較回路５４１と、積分回路５４２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。
【００８５】
電流検出手段５２０は、振動体１２の振動検出電極Ｔ１からの検出信号ＳＤ１の電流値（ＳＤ１ｃ）を検出するとともに、この電流値を電圧値に変換して電圧値として保持し、保持した電圧値を電圧信号ＳＤ１ｂとして駆動周波数設定手段５４０に出力する。この電流検出手段５２０は、検出信号ＳＤ１の電流値を電圧値に変換する電流−電圧変換回路５２１と、ピークホールド回路５２２とを備えている。電流−電圧変換回路５２１は、検出した電流値ＳＤ１ｃを電圧信号ＳＤ１ｄに変換してピークホールド回路５２２に出力する。ピークホールド回路５２２は、前述のピークホールド回路４２０と同様のものである。
【００８６】
補正手段５３０は、駆動電圧に応じて目標値である比較電流（目標電流）を設定し、この比較電流に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段５４０に出力する回路であり、すなわち、駆動電圧が変動した場合に、この変動に応じて比較電流を変更するものである。この補正手段５３０は、前述と同様の電源電圧検出回路５３１と、制御回路５３２と、この制御回路５３２からの指令を受けて比較電流を変更し、変更した比較電流を電圧に変換した比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段５４０に出力する電流変更手段（目標値設定手段）としての比較電圧設定回路５３３とを備えている。比較電圧設定回路５３３は、前述の比較電圧設定回路４３３と同様に、制御回路５３２による制御の下、設定した比較電流に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段５４０に出力する回路である。
なお、電源電圧検出回路５３１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Ａの振動体１２の振動検出電極Ｔ１に接続され、振動検出電極Ｔ１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。
【００８７】
〔４−３．圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の他の構成〕
また、圧電アクチュエータＡの振動状態を表す値としては、検出信号ＳＤ１の電流値に限らず、駆動信号ＳＤＲの電流値でもよく、図１３に示すように、電流値を検出する電流検出手段を備えた駆動制御装置６００が採用できる。
図１３は、本実施形態の他の構成としての駆動制御装置６００を示すブロック図である。
図１３において、駆動制御装置６００は、駆動信号供給手段６１０と、駆動信号ＳＤＲの電流値を検出する電流検出手段６２０と、目標値である目標電流（比較電流）を補正する補正手段６３０と、検出した電流値と比較電流とを比較する比較手段としての駆動周波数設定手段６４０とを備えている。
ここで、駆動信号供給手段６１０、および駆動周波数設定手段６４０は、前述の駆動信号供給手段４１０，５１０、および駆動周波数設定手段４４０，５４０と同様の構成であり、駆動信号供給手段６１０は、駆動回路６１１と、可変周波数発振回路６１２とを備え、駆動周波数設定手段６４０は、比較回路６４１と、積分回路６４２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。
【００８８】
電流検出手段６２０は、駆動回路６１１からの駆動信号ＳＤＲの電流値（ＳＤＲａ）を
検出するとともに、この電流値を電圧値に変換して電圧値として保持し、保持した電圧値を電圧信号ＳＤＲｃとして駆動周波数設定手段６４０に出力する。この電流検出手段６２０は、駆動信号ＳＤＲの電流値を電圧値に変換する電流−電圧変換回路６２１と、ピークホールド回路６２２とを備えている。電流−電圧変換回路６２１は、検出した電流値ＳＤＲａを電圧信号ＳＤＲｂに変換してピークホールド回路６２２に出力する。ピークホールド回路６２２は、前述のピークホールド回路４２０，５２０と同様のものである。
【００８９】
補正手段６３０は、前述の補正手段５３０と同様のもので、駆動電圧に応じて目標値である比較電流（目標電流）を設定し、この比較電流に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段６４０に出力する回路である。この補正手段６３０は、前述と同様の電源電圧検出回路６３１と、制御回路６３２と、比較電圧設定回路６３３とを備えている。比較電圧設定回路６３３は、前述の比較電圧設定回路４３３，５３３と同様に、制御回路６３２による制御の下、設定した比較電流に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動周波数設定手段６４０に出力する回路である。
【００９０】
〔４−４．圧電アクチュエータＡの駆動制御方法〕
本実施形態の駆動制御装置４００，５００，６００による圧電アクチュエータＡの駆動制御方法は、前述の第１実施形態の駆動制御方法と略同一であり、図５のステップＳ２において、比較電圧（または電流）を変更する点と、ステップＳ５において、ピークホールド回路４２０，５２２，６２２から出力される電圧信号ＳＤ１ｂ，ＳＤＲｃと、比較電圧設定回路４３３，５３３，６３３からの比較電圧信号ＳＲＥＦとを比較する点とが相違する。すなわち、駆動開始時に電源電圧検出回路４３１，５３１，６３１で駆動電圧を検出し（ステップＳ１）、検出した電源電圧に基づいて比較電圧設定回路４３３，５３３，６３３で比較電圧（または電流）を変更し（ステップＳ２）、予め設定した最大周波数ｆmaxに発信周波数を設定し（ステップＳ３）た後、ピークホールド回路４２０，５２２，６２２からの電圧信号ＳＤ１ｂ，ＳＤＲｃと比較電圧信号ＳＲＥＦとを比較し（ステップＳ５）、この比較結果に基づいて発信周波数を減少または増加させる（ステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂ）。これらのステップＳ５，Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂを順次繰り返すことで、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、振動体１２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、電源電圧検出回路４３１，５３１，６３１で電源電圧を検出し、これに基づいて比較電圧設定回路４３３，５３３，６３３にて比較電圧（または電流）を設定し直すことができる。従って、電源電圧の変動に伴って検出信号ＳＤ１の電圧値（または電流値）と比較電圧（または電流）との間、または駆動信号ＳＤＲの電流値と比較電流との間にずれが生じても、このずれを補正することができるようになる。
【００９１】
〔４−４．第４実施形態の効果〕
上述した第２実施形態では、前述の（２）、（５）、（７）の効果に加えて以下のような効果がある。
（13）すなわち、電源電圧検出回路４３１，５３１，６３１にて検出した電源電圧に基づいて、比較電圧設定回路４３３，５３３，６３３によって比較電圧（または電流）を補正し、この補正した比較電圧（または電流）と、検出信号ＳＤ１の電圧値（または電流値）または駆動信号ＳＤＲの電流値とを比較し、この比較結果に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更するフィードバック制御により、圧電アクチュエータＡの駆動制御を実施することで、電源電圧に依存して振動体１２の振動状態が目標値からずれるような場合であっても、振動状態とその目標値との関係を適正に修正することができ、最適な駆動周波数を印加して高効率な駆動が実現できる。
【００９２】
（14）さらに、電子時計１の使用状況や使用期間等の要因で電源電圧が低下する、あるいはばらついた場合であっても、圧電アクチュエータＡの駆動開始時、あるいはフィードバック制御中に、電源電圧を検出し、これに基づいて比較電圧（または電流）を設定し直すようにすれば、電圧変動の影響を回避した駆動制御が実施でき、圧電アクチュエータＡの駆動効率を常時適正に維持することができる。
【００９３】
〔５．第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態を図１４〜１７に基づいて説明する。
本実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動制御装置３００は、前述の第３実施形態と同様のものであり、その詳細説明を省略する。
【００９４】
〔５−１．電源および圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の構成〕
図１４は、本実施形態の電子時計１における電源６０および駆動制御装置３００の構成を示すブロック図である。図１５は、電子時計１の駆動部、電源６０および駆動制御装置３００を示すブロック図であり、図１４の電源６０周辺をより詳しく図示したものである。
図１４、１５において、電子時計１の電源６０は、昇圧回路６４を介して駆動制御装置３００における位相シフト手段３３０のダイオード３３１と駆動信号供給手段３１０の駆動回路３１１とに接続されている。この電源６０は、図１５に示すように、発電機６１と、整流回路６２と、大容量コンデンサ６３とを有して構成されている。発電機６１としては、太陽電池や、回転錘を用いた発電装置、ゼンマイで駆動される発電装置等が利用でき、この発電機６１からの出力が、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流回路６２を通して整流され、大容量コンデンサ６３に充電供給される。なお、発電機６１として直流電力を発電する太陽電池を用いた場合には、整流回路６２を省略し、逆流防止回路を介して太陽電池を大容量コンデンサ６３に接続してもよい。そして、大容量コンデンサ６３に充電された電源電圧を昇圧回路６４で昇圧した駆動電圧が、ダイオード３３１および圧電アクチュエータＡの駆動回路３１１に印加される。このように、大容量コンデンサ６３および昇圧回路６４を介して駆動電圧を印加することで、昇圧回路６４により昇圧された駆動電圧を圧電アクチュエータＡに印加することができ、前述の駆動制御装置３００の構成と合わせて、圧電アクチュエータＡをより一層高効率に駆動することができる。
【００９５】
一方、電子時計１の駆動部である発振回路４、分周回路５、駆動回路６、およびステッピングモータ３には、昇圧回路６４で昇圧された電源電圧が一旦、補助コンデンサ６５に充電され、この充電された電源電圧が定電圧回路６６を介して印加される。このように、昇圧回路６４で昇圧した電源電圧を補助コンデンサ６５および定電圧回路６６を介して発振回路４に印加することで、発振回路４から出力される基準パルスの発振周波数を安定化させることができる。そして、発振回路４に印加される電源電圧が日付表示機構１０の駆動負荷の影響を受けにくくなるため、電子時計１の駆動部へ安定した電圧を供給することができ、指針２の運針を安定化させることができる。すなわち、前述のように圧電アクチュエータＡで駆動される電子時計１の日付表示機構１０は、２４時検出スイッチ８をトリガーとして作動され、日車５０の１日分の回転量だけ作動された後に停止される。このため、日付表示機構１０の作動中には電源６０への負荷が増大することとなるが、補助コンデンサ６５および定電圧回路６６を介することによって電子時計１の駆動部へ安定した電圧を印加することができる。
【００９６】
〔５−２．電源および圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の他の構成〕
なお、電源および圧電アクチュエータＡの駆動制御装置の構成は、以上の構成に限らず、図１６および図１７に示すような構成が採用できる。
図１６は、本実施形態における電源７０および駆動制御装置３００の他の構成を示すブ
ロック図である。図１７は、他の構成における電子時計１の駆動部、電源６０および駆動制御装置３００を示すブロック図であり、図１６の電源７０周辺をより詳しく図示したものである。
図１６、１７において、電子時計１の電源７０は、駆動制御装置３００における位相シフト手段３３０のダイオード３３１と、駆動信号供給手段３１０の駆動回路３１１と、位相差検出手段３２０の波形整形回路３２１とに接続されている。さらに、電源７０は、定電圧回路７３を介して、位相差検出手段３２０の位相差-ＤＣ変換回路３２２と、駆動周波数設定手段３４０の比較回路３４１および積分回路３４２と、駆動信号供給手段３１０の可変周波数発振回路３１２とに接続されている。この電源７０は、図１７に示すように、発電機７１と、大容量コンデンサ７２とを有して構成され、発電機７１からの交流出力が大容量コンデンサ７２に充電供給される。そして、大容量コンデンサ７２に充電された電源電圧が、定電圧回路７３を介して駆動制御装置３００の各回路３２２，３４１，３４２，３１２に印加される。
【００９７】
一方、電子時計１の駆動部である発振回路４、分周回路５、駆動回路６、およびステッピングモータ３には、前述の図１５と同様に、大容量コンデンサ７２に充電された電源電圧が昇圧回路６４で昇圧されてから一旦、補助コンデンサ７５に充電され、この充電された電源電圧が定電圧回路７６を介して印加される。これにより前述と同様に、発振回路４から出力される基準パルスの発振周波数を安定化させることができる。
【００９８】
〔６．第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態を図１８、図１９に基づいて説明する。
本実施形態は駆動制御装置１００，２００，３００，４００，５００，６００を携帯型の電子機器に適用した点で第１〜第５実施形態と相違するものであるが、圧電アクチュエータの駆動装置の構成は前記実施形態のいずれかと同じである。ここで、第６実施形態の説明中、前記実施形態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
【００９９】
〔６−１．電子機器の構成〕
本実施形態において、電子機器（携帯機器）は、決済機能を有する非接触型ＩＣカード７００であり、このＩＣカード７００に圧電アクチュエータＡおよび駆動装置７１０が設けられている。
図１８は、非接触型ＩＣカード７００の外観斜視図である。
図１８において、非接触型ＩＣカード７００の表面側には、残金表示を行う残金表示カウンタ７０１が設けられている。
残金表示カウンタ７０１は、４桁の残金を表示するものであり、図１９に示される通り、上位２桁を表示する上位桁表示部７０２と、下位２桁を表示する下位桁表示部７０３とを備えている。
【０１００】
上位桁表示部７０２は、ロータ２０Ａを介して圧電アクチュエータＡに連結されており、ロータ２０Ａの駆動力によって駆動される。上位桁表示部７０２の主要部は、送り爪を有し、ロータ２０Ａが１／ｎ回転すると１回転する駆動ギア７０２Ａと、駆動ギア７０２Ａの１回転で１目盛分回転する第１上位桁表示車７０２Ｂと、第１上位桁表示車７０２Ｂの１回転で１目盛分回転する第２上位桁表示車７０２Ｃと、第１上位桁表示車７０２Ｂの非回転時に第１上位桁表示車７０２Ｂを固定する固定部材７０２Ｄとを備えている。なお、第２上位桁表示車７０２Ｂについても、第２上位桁表示車７０２Ｃを固定する図示しない固定部材が設けられている。
駆動ギア７０２Ａは、ロータ２０Ａが１／ｎ回転すると１回転する。そして、駆動ギア７０２Ａの送り爪は、第１上位桁表示車７０２Ｂの送りギア部に噛合しており、第１上位桁表示車７０２Ｂは１目盛分回転することとなる。さらに、第１上位桁表示車７０２Ｂが
回転し、１回転すると、第１上位桁表示車７０２Ｂに設けられている送りピンが送りギアを回転させ、第２上位桁表示車７０２Ｃの送りギアを回転させ、第２上位桁表示車７０２Ｃを１目盛分回転させることとなる。
【０１０１】
下位桁表示部７０３は、ロータ２０Ｂを介して圧電アクチュエータＡに連結されており、ロータ２０Ｂの駆動力によって駆動される。下位桁表示部７０３の主要部は、送り爪を有しロータ２０Ｂが１／ｎ回転すると１回転する駆動ギア７０３Ａと、駆動ギア７０３Ａの１回転で１目盛分回転する第１下位桁表示車７０３Ｂと、第１下位桁表示車７０３Ｂの１回転で１目盛分回転する第２下位桁表示車７０３Ｃとを備えている。
第１下位桁表示車７０３Ｂは、駆動ギア７０３Ａの送り爪に噛合する送りギア部を有しており、駆動ギア７０３Ａの１回転で１目盛分回転する。そして、第１下位桁表示車７０３Ｂには、送りピンが設けられており、第１下位桁表示車７０３Ｂが１回転する毎に、送りギアを回転させ、第２下位桁表示車７０３Ｃを１目盛分回転させる。この場合において、第１下位桁表示車７０３Ｂおよび第２下位桁表示車７０３Ｃの固定部材（不図示）は、非回転時にそれぞれの送りギア部に噛合して第１下位桁表示車７０３Ｂおよび第２下位桁表示車７０３Ｃを固定する。
【０１０２】
以上の非接触型ＩＣカード７００において、アクチュエータＡは、駆動装置７１０により同期して駆動されるように設定されており、駆動装置７１０は、図示しないＩＣカードチップにより決済金額に相当する駆動制御信号が入力されることにより駆動されている。この駆動装置７１０の具体的な構造は前記各実施形態における駆動制御装置１００，２００，３００，４００，５００，６００と同じであるため、説明を省略する。
以上のような構成により、非接触ＩＣカードのような薄型の携帯機器においても、機械的に残金額表示を行うことができ、駆動時以外は、電源を必要とせずに、表示を行えるので、低商品電力で表示を行えると共に、電源が無くなった場合においても、それまでの表示を保持することができる。
【０１０３】
〔７．実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
例えば、前記各実施形態では、腕時計である電子時計１および非接触型ＩＣカード７００について説明したが、電子時計としては腕時計に限定されず、置時計や柱時計等でもよい。また、電子機器としては、電子時計やＩＣカードに限らず、各種の電子機器に本発明が適用可能であり、特に小型化が要求される携帯用の電子機器に好適である。ここで、各種の電子機器としては、時計機能を備えた電話、携帯電話、パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、カメラ等が例示できる。また、時計機能を備えないカメラ、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話等の電子機器にも適用可能である。これらカメラ機能を備えた電子機器に適用する場合には、レンズの合焦機構や、ズーム機構、絞り調整機構等の駆動に本発明の圧電アクチュエータを用いることができる。さらに、計測機器のメータ指針の駆動機構や、可動玩具の駆動機構等に本発明の圧電アクチュエータを用いてもよい。
【０１０４】
また、前記実施形態では、電子時計１の日付表示機構１０の駆動に圧電アクチュエータＡを用いたが、これに限らず、電子時計１の時刻表示針（指針）を圧電アクチュエータＡで駆動してもよい。このようにすれば、指針を駆動するステッピングモータ３を圧電アクチュエータＡに置き換えることで、電子時計の一層の薄型化が実現できるとともに、圧電アクチュエータＡがステッピングモータよりも磁性の影響を受けにくいことから、電子時計の高耐磁化をも図ることができる。
【０１０５】
さらに、本発明では、駆動制御装置１００，２００，３００，４００，５００，６００
内の各手段等を各種論理回路素子等のハードウェアで構成したが、これに限らず、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ（記憶装置）等を備えたコンピュータを電子機器内に設け、このコンピュータに所定のプログラムやデータ（各記憶部に記憶されたデータ）を組み込んで各手段を実現させるように構成したものでもよい。
ここで、前記プログラムやデータは、電子機器内に組み込まれたＲＡＭやＲＯＭ等のメモリに予め記憶しておけばよい。また、例えば、電子機器内のメモリに所定の制御プログラムやデータをインターネット等の通信手段や、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体を介してインストールしてもよい。そして、メモリに記憶されたプログラムでＣＰＵ等を動作させて、各手段を実現させればよい。なお、時計や携帯機器に所定のプログラム等をインストールするには、その時計や携帯機器にメモリカードやＣＤ−ＲＯＭ等を直接差し込んで行ってもよいし、これらの記憶媒体を読み取る機器を外付けで時計や携帯機器に接続してもよい。さらには、ＬＡＮケーブル、電話線等を時計や携帯機器に接続して通信によってプログラム等を供給しインストールしてもよいし、無線によってプログラムを供給してインストールしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、圧電アクチュエータ駆動装置、電子機器、電子機器の駆動方法、電子機器の駆動制御プログラム、このプログラムを記録した記録媒体として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子機器の概略構成を示す図。
【図２】前記電子機器における日付表示機構の詳細な構成を示す平面図。
【図３】圧電アクチュエータにおける振動状態を示す図。
【図４】前記圧電アクチュエータの駆動制御装置を示すブロック図。
【図５】前記圧電アクチュエータの駆動制御方法を説明するためのフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータの駆動制御装置を示すブロック図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエータの駆動制御装置を示すブロック図。
【図８】前記駆動制御装置における位相シフト手段の等価回路を示す図。
【図９】前記実施形態の圧電アクチュエータにおける振動状態を示す図。
【図１０】前記実施形態の他の構成における位相シフト手段の等価回路を示す図。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る圧電アクチュエータの駆動制御装置を示すブロック図。
【図１２】前記実施形態の他の構成における駆動制御装置を示すブロック図。
【図１３】前記実施形態の他の構成における駆動制御装置を示すブロック図。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る電子機器における電源および駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１５】前記電子機器における駆動部、電源および駆動制御装置を示すブロック図。
【図１６】前記実施形態の他の構成における電源および駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１７】前記他の構成における駆動部、電源および駆動制御装置を示すブロック図。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る電子機器を示す斜視図。
【図１９】前記電子機器における桁表示部を示す詳細構成正面図。
【符号の説明】
【０１０８】
１…電子時計（電子機器）、１２…振動体、１００，２００，３００，４００，５００，６００…駆動制御装置、１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１…駆動回路
（駆動手段）、１２０，２２０，３２０…位相差検出手段（駆動手段）、１２１，２２１，３２１…波形整形回路、１２２，２２２，３２２…位相差-ＤＣ変換回路（位相差電圧変換回路）、１３０，２３０，４３０，５３０，６３０…補正手段、１３１，２３１，４３１，５３１，６３１…電源電圧検出回路（電圧検出手段）、１３３…比較電圧設定回路（位相差変更手段）、１４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０…駆動周波数設定手段（比較手段）、１４２，２４２，３４２，４４２，５４２，６４２…積分回路（積算手段）、２３３…位相差シフト回路、２５０，３５０，４３３，５３３，６３３…比較電圧設定回路（目標値設定手段）、３３０…位相シフト手段、３３１，３３２…ダイオード、３３３…コンデンサ、３３４…ＭＯＳトランジスタ、３３４Ａ…寄生ダイオード、４２０…ピークホールド回路（電圧検出手段）、５２０，６２０…電流検出手段、Ａ…圧電アクチュエータ、ＳＤ１…検出信号、ＳＤＲ…駆動信号。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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