JP4270058B2 - Piezoelectric actuator driving speed adjusting method, piezoelectric actuator driving device, electronic device - Google Patents

Description

本発明は、圧電アクチュエータの駆動速度調整方法、圧電アクチュエータの駆動装置、電子機器に関する。 The present invention, the driving speed adjusting method for a piezoelectric actuator, the piezoelectric actuator drive device, relates to an electronic equipment.

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は、圧電ブザー、プリンタのインクジェットヘッド、超音波モータ、電子時計、携帯機器等の各種電子機器の分野に応用されている。   The piezoelectric element is excellent in conversion efficiency from electrical energy to mechanical energy and responsiveness. For this reason, in recent years, various piezoelectric actuators utilizing the piezoelectric effect of piezoelectric elements have been developed. This piezoelectric actuator is applied to the fields of various electronic devices such as a piezoelectric buzzer, an ink jet head of a printer, an ultrasonic motor, an electronic timepiece, and a portable device.

ところで、圧電アクチュエータは、周囲の温度や負荷等の影響で共振周波数が変動するため、圧電アクチュエータを駆動可能な駆動信号の周波数も、周囲温度や負荷等に応じて変動する。
そのため、変動する駆動信号の周波数範囲を含む広い範囲で駆動信号の周波数をスイープ（変化）させ、確実にモータを駆動させる方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Incidentally, since the resonance frequency of the piezoelectric actuator varies due to the influence of ambient temperature, load, and the like, the frequency of the drive signal that can drive the piezoelectric actuator also varies according to the ambient temperature, load, and the like.
Therefore, a method is known in which the frequency of the drive signal is swept (changed) in a wide range including the frequency range of the drive signal that fluctuates, and the motor is driven reliably (see, for example, Patent Document 1).

すなわち、特許文献１では、電圧制御発振器に三角波またはのこぎり波のスイープ電圧を出力し、電圧制御発振器の発振周波数をｆ_Lからｆ_Hまでの範囲で常時変化させ、圧電振動子を駆動可能な周波数を必ず与えることができるようにして、圧電振動子（圧電アクチュエータ）の確実な駆動を可能としている。 That is, in Patent Document 1, a triangular wave or a sawtooth wave sweep voltage is output to a voltage controlled oscillator, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is constantly changed in the range from f _L to f _H to drive the piezoelectric vibrator. Therefore, it is possible to reliably drive the piezoelectric vibrator (piezoelectric actuator).

特公平５−１６２７２号公報Japanese Patent Publication No. 5-16272

ところで、圧電アクチュエータでは、圧電素子の製造のバラツキや、圧電素子と駆動対象との接触角、当接圧力等のバラツキによって個体差や特性差が生じる。
このため、特許文献１のように、発振周波数をスイープさせた場合、圧電アクチュエータの個体差等によって圧電アクチュエータで駆動される駆動対象（被駆動体）の駆動速度、例えばロータを回転駆動する場合にはロータの回転速度にバラツキが生じるという問題があった。
また、圧電アクチュエータが劣化した場合も、駆動速度にバラツキが生じるという問題もあった。 By the way, in the piezoelectric actuator, individual differences and characteristic differences are caused by variations in manufacturing of the piezoelectric elements, variations in contact angle between the piezoelectric elements and the driving target, contact pressure, and the like.
Therefore, as in Patent Document 1, when the oscillation frequency is swept, the driving speed of the driving target (driven body) driven by the piezoelectric actuator due to individual differences of the piezoelectric actuator, for example, when the rotor is driven to rotate However, there is a problem that the rotational speed of the rotor varies.
In addition, when the piezoelectric actuator is deteriorated, there is a problem that the driving speed varies.

このような駆動速度のバラツキを無くし、駆動対象を安定して駆動するためには、駆動対象の駆動状態、例えば駆動対象がロータであれば所定時間あたりの回転数等を検出し、その情報に基づいて圧電アクチュエータの駆動をフィードバック制御する速度調整機構が必要となり、制御が複雑になると共に、コストが向上するという問題もあった。   In order to eliminate such variations in the driving speed and drive the driving target stably, the driving state of the driving target, for example, the rotational speed per predetermined time if the driving target is a rotor, is detected, and the information is On the basis of this, a speed adjustment mechanism that feedback-controls the driving of the piezoelectric actuator is required, which complicates the control and increases the cost.

本発明の目的は、圧電アクチュエータの特性にバラツキがあっても、駆動対象を所定速度で駆動できるとともに、制御が容易でコスト増加も抑えることができる圧電アクチュエータの駆動速度調整方法、圧電アクチュエータの駆動装置、この圧電アクチュエータを備えた電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for adjusting a driving speed of a piezoelectric actuator, which can drive an object to be driven at a predetermined speed even when there are variations in characteristics of the piezoelectric actuator, and which can be controlled easily and can suppress an increase in cost. device is to provide an electronic equipment having the piezoelectric actuator.

本発明の圧電アクチュエータの駆動速度調整方法は、所定の周波数の駆動信号が圧電素子に与えられることで振動する振動体と、この振動体に設けられるとともに駆動対象に当接される当接部とを備えた圧電アクチュエータの駆動速度調整方法であって、前記圧電素子へ供給する駆動信号の周波数を所定範囲でスイープさせるとともに、最初に前記周波数のスイープ方向を設定し、次に前記周波数のスイープ速度を設定し、最後に前記周波数の分解能を設定して圧電アクチュエータの駆動速度を調整し、前記周波数のスイープ方向はアップ方向またはダウン方向に切替可能とされ、前記周波数のスイープ速度は高速度または低速度の少なくとも２段階に切替可能とされ、前記周波数の周波数分解能は高分解能または低分解能の少なくとも２段階に切替可能とされ、前記周波数のスイープ方向の設定は、前記スイープ速度を低速度、分解能を高分解能に設定した状態で、前記周波数のスイープ方向を切り替えて圧電アクチュエータを駆動し、圧電アクチュエータの目標速度が前記スイープ方向をダウン方向に設定した場合の駆動速度以下であり、かつスイープ方向をアップ方向に設定した場合の駆動速度よりも速い場合には、スイープ方向をダウン方向に設定し、圧電アクチュエータの目標速度が前記スイープ方向をアップ方向に設定した場合の駆動速度以下の場合には、スイープ方向をアップ方向に設定することを特徴とする。 The piezoelectric actuator driving speed adjusting method of the present invention includes a vibrating body that vibrates when a driving signal having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element, and a contact portion that is provided on the vibrating body and is in contact with a driving target. A method for adjusting a driving speed of a piezoelectric actuator comprising: a frequency of a driving signal supplied to the piezoelectric element is swept within a predetermined range, a sweep direction of the frequency is first set, and a sweep speed of the frequency is then set Finally, the resolution of the frequency is set to adjust the driving speed of the piezoelectric actuator, the sweep direction of the frequency can be switched to the up direction or the down direction, and the sweep speed of the frequency can be high or low. The speed can be switched between at least two stages, and the frequency resolution of the frequency is at least two stages of high resolution or low resolution. The frequency sweep direction can be set by switching the frequency sweep direction and driving the piezoelectric actuator in a state where the sweep speed is set to a low speed and the resolution is set to a high resolution. If the speed is equal to or lower than the drive speed when the sweep direction is set to the down direction and is faster than the drive speed when the sweep direction is set to the up direction, the sweep direction is set to the down direction, and the piezoelectric actuator When the target speed is equal to or lower than the driving speed when the sweep direction is set to the up direction, the sweep direction is set to the up direction .

本発明では、駆動信号の周波数のスイープ方向、スイープ速度および周波数分解能を制御しているので、個々の圧電アクチュエータの個体差や特性差にかかわらず駆動対象を所定速度で駆動可能な圧電アクチュエータを安定して供給でき、圧電アクチュエータの劣化による駆動速度のバラツキに対しても容易に対応でき、利用者の操作や駆動対象の状態に応じた駆動速度の切り替え制御も簡単に実施できる。
例えば、駆動信号の周波数のスイープ方向を切り替えることで、圧電アクチュエータの駆動速度を容易に調整できる。すなわち、縦振動および屈曲振動を組み合わせて作動される圧電アクチュエータの場合、圧電アクチュエータの特性から、圧電素子の縦共振−屈曲共振周波数幅、つまり駆動対象に対して駆動力を与える励振を発生させる周波数幅は、スイープ方向によって異なる。すなわち、スイープ方向をダウン方向とした場合、つまり最初に高い周波数の駆動信号を入力し、その後周波数を減少した場合には、縦共振点が低い周波数側にシフトする為、縦−屈曲共振点幅が広がり回転領域が増える。このため、縦共振−屈曲共振周波数幅は、スイープ方向をダウン方向とした場合のほうが、スイープ方向をアップ方向とした場合に比べて広くなり、その分、圧電アクチュエータの駆動速度を高速にできる。
従って、圧電アクチュエータの駆動速度を向上する場合には、スイープ方向をダウン方向とし、駆動速度を低くする場合には、スイープ方向をアップ方向にすればよい。
これにより、個々の圧電アクチュエータの個体差や特性差による駆動速度のバラツキがあっても、簡単な作業でそのバラツキを軽減でき、駆動対象を所定の速度で駆動可能な圧電アクチュエータを安定して供給することができる。
さらに、圧電アクチュエータの駆動中に前記スイープ方向の切り替え制御を実施可能とすれば、圧電アクチュエータの劣化による駆動速度のバラツキに対しても容易に対応でき、駆動速度を簡単に安定させることができる。また、利用者の操作や駆動対象の状態に応じた駆動速度の切り替え制御も簡単に実施できる。 In the present invention, since the sweep direction, sweep speed and frequency resolution of the frequency of the drive signal are controlled, the piezoelectric actuator capable of driving the drive target at a predetermined speed regardless of individual differences or characteristic differences of the individual piezoelectric actuators is stabilized. Thus, it is possible to easily cope with variations in driving speed due to deterioration of the piezoelectric actuator, and it is possible to easily perform switching control of the driving speed according to the user's operation and the state of the driving target.
For example, in to switch between the sweep direction of the frequency of the drive signal can be easily adjusted to the driving speed of the piezoelectric actuator. That is, in the case of a piezoelectric actuator that is operated by combining longitudinal vibration and bending vibration, the longitudinal resonance-bending resonance frequency width of the piezoelectric element, that is, a frequency that generates excitation that gives a driving force to the driven object, from the characteristics of the piezoelectric actuator. The width depends on the sweep direction. That is, when the sweep direction is set to the down direction, that is, when a high-frequency drive signal is first input and then the frequency is decreased, the longitudinal resonance point shifts to the lower frequency side. Spreads and the rotation area increases. Therefore, the longitudinal resonance-bending resonance frequency width is wider when the sweep direction is the down direction than when the sweep direction is the up direction, and the drive speed of the piezoelectric actuator can be increased accordingly.
Therefore, when the drive speed of the piezoelectric actuator is improved, the sweep direction is set to the down direction, and when the drive speed is decreased, the sweep direction is set to the up direction.
As a result, even if there are variations in drive speed due to individual differences and characteristics differences between individual piezoelectric actuators, the variation can be reduced with simple operations, and a stable supply of piezoelectric actuators that can drive the drive target at a predetermined speed. can do.
Furthermore, if the switching control of the sweep direction can be performed during driving of the piezoelectric actuator, it is possible to easily cope with variations in driving speed due to deterioration of the piezoelectric actuator, and to easily stabilize the driving speed. In addition, switching control of the driving speed according to the user's operation and the state of the driving target can be easily performed.

また、本発明では、駆動信号の周波数のスイープ速度を切り替えることでも、圧電アクチュエータの駆動速度を容易に調整できる。駆動信号の周波数のスイープ速度とは、駆動信号の周波数を変化させる場合の、単位時間あたりの駆動周波数の変更量であり、例えば、駆動信号の周波数を１秒間に１００ｋＨｚ変化させた場合、スイープ速度は１００ｋＨｚ／secとなる。
圧電アクチュエータは、起動時間および駆動対象（被駆動体）の慣性により、回転し始める期間に余裕があるほど初動がスムーズとなり、効率的に駆動対象を駆動できる。すなわち、スイープ速度が低速度つまり１回のスイープの所要時間が長いほうが、前記低速度よりも速度が速い高速度の場合に比べて、圧電アクチュエータの駆動速度を高速にできる。 Further, in the present invention, even to switch between the sweep speed of the frequency of the drive signal can easily adjust the drive speed of the piezoelectric actuator. The sweep speed of the frequency of the drive signal is a change amount of the drive frequency per unit time when the frequency of the drive signal is changed. For example, when the frequency of the drive signal is changed by 100 kHz per second, the sweep speed is changed. Is 100 kHz / sec.
Due to the start-up time and the inertia of the drive target (driven body), the piezoelectric actuator has a smoother initial movement as the period of starting rotation becomes more marginal, and can efficiently drive the drive target. That is, when the sweep speed is low, that is, the time required for one sweep is long, the drive speed of the piezoelectric actuator can be increased compared to the case where the speed is higher than the low speed.

従って、圧電アクチュエータの駆動速度を向上する場合には、スイープ速度を低速にし、駆動速度を低くする場合には、スイープ速度を高速にすればよい。
これにより、前述のスイープ方向を切り替える場合と同様に、個々の圧電アクチュエータの個体差や特性差にかかわらず駆動対象を所定速度で駆動可能な圧電アクチュエータを安定して供給でき、圧電アクチュエータの劣化による駆動速度のバラツキに対しても容易に対応でき、利用者の操作や駆動対象の状態に応じた駆動速度の切り替え制御も簡単に実施できる。 Therefore, when the drive speed of the piezoelectric actuator is improved, the sweep speed is decreased, and when the drive speed is decreased, the sweep speed is increased.
As a result, as in the case of switching the sweep direction described above, it is possible to stably supply a piezoelectric actuator capable of driving a drive target at a predetermined speed regardless of individual differences or characteristic differences of the individual piezoelectric actuators. It is possible to easily cope with variations in drive speed, and it is also possible to easily carry out drive speed switching control according to the user's operation and the state of the drive target.

さらに、スイープ速度は、機構的に複数段階に調整しやすく、かつ、最も広い幅で速度を変化させることができるので、スイープ速度を変化させることで、圧電アクチュエータの駆動速度を所望の速度に容易に調整できる。
なお、スイープ速度の調整範囲は、圧電アクチュエータのサイズなどで設定される縦振動と屈曲振動の共振周波数に応じて設定すればよい。一例を挙げれば、スイープ速度は１００ｋＨｚ／sec〜１ＭＨｚ／sec程度に設定すればよい。通常、１スイープ時には駆動対象を駆動できない領域も存在するため、前記スイープ速度が１００ｋＨｚ／sec程度以下などと低すぎると、駆動対象（被駆動体）が間欠的に動いていることが人間の目でも分かってしまう。一方、前記スイープ速度が１ＭＨｚ／sec程度以上などと速すぎると、例えば、周波数範囲が２４０〜３００ｋＨｚ程度の駆動信号の１パルスに比べてスイープ速度（クロックスピード）が速くなり、速度の変化が飽和してしまう。従って、スイープ速度の調整範囲は、圧電アクチュエータのサイズなどで設定される縦振動と屈曲振動の共振周波数に応じて設定することが好ましい。
また、スイープ速度は、少なくとも２段階に切替可能に構成されていればよいが、圧電アクチュエータの駆動速度を細かく制御するために、３段階以上に切替可能に構成されていることが好ましい。例えば、１００ｋＨｚ／sec、５００ｋＨｚ／sec、１ＭＨｚ／secの３段階に切替可能に構成すればよい。 In addition, the sweep speed can be mechanically adjusted in multiple steps, and the speed can be changed in the widest range, so the drive speed of the piezoelectric actuator can be easily adjusted to the desired speed by changing the sweep speed. Can be adjusted.
Note that the adjustment range of the sweep speed may be set according to the resonance frequency of the longitudinal vibration and the bending vibration set by the size of the piezoelectric actuator. For example, the sweep rate may be set to about 100 kHz / sec to 1 MHz / sec. Usually, there is a region where the drive target cannot be driven during one sweep, and therefore, if the sweep speed is too low, such as about 100 kHz / sec or less, the human eye indicates that the drive target (driven body) moves intermittently. But I understand. On the other hand, if the sweep speed is too fast, such as about 1 MHz / sec or more, the sweep speed (clock speed) becomes faster than a single pulse of a drive signal having a frequency range of about 240 to 300 kHz, for example, and the change in speed is saturated. Resulting in. Therefore, the adjustment range of the sweep speed is preferably set in accordance with the resonance frequency of the longitudinal vibration and the bending vibration set by the size of the piezoelectric actuator.
The sweep speed may be configured to be switchable in at least two stages, but is preferably configured to be switchable in three or more stages in order to finely control the driving speed of the piezoelectric actuator. For example, what is necessary is just to comprise so that it can switch to three steps, 100 kHz / sec, 500 kHz / sec, and 1 MHz / sec.

さらに、本発明では、駆動信号の周波数分解能を切り替えることでも、圧電アクチュエータの駆動速度を容易に調整できる。周波数分解能とは、スイープ周波数範囲における分割数であり、高分解能のほうが、低分解能（前記高分解能よりも低い分解能）に比べてスイープ周波数の変化量が小さくなる。
この周波数分解能は、アップダウンカウンタを用いて駆動信号の周波数をスイープさせている場合、１２ビットのカウンタを用いれば１０ビットのカウンタを用いた場合に比べて高分解能にできる。すなわち、スイープ周波数範囲が２４０〜３００ｋＨｚの場合、１２ビットのカウンタでは、スイープ周波数の変化量は６０／４０９６≒０．０１５ｋＨｚとなり、１０ビットのカウンタでは、６０／１０２４≒０．０５９ｋＨｚとなる。
従って、高分解能のほうが、スイープ周波数の変化量を小さくできる。そして、圧電アクチュエータの駆動量は、駆動信号の周波数に対する駆動量の相関における累積値（積算値）であるため、分解能が細かいほどつまり高分解能のほうが、累積値が増加し、駆動速度も向上する。 Furthermore, in the present invention, even to switch between the frequency resolution of the drive signal can be easily adjusted to the driving speed of the piezoelectric actuator. The frequency resolution is the number of divisions in the sweep frequency range, and the amount of change in the sweep frequency is smaller at a high resolution than at a low resolution (a resolution lower than the high resolution).
When the frequency of the drive signal is swept using an up / down counter, the frequency resolution can be made higher when a 12-bit counter is used than when a 10-bit counter is used. That is, when the sweep frequency range is 240 to 300 kHz, the change amount of the sweep frequency is 60 / 4096≈0.015 kHz in the 12-bit counter, and 60 / 1024≈0.059 kHz in the 10-bit counter.
Therefore, the amount of change in the sweep frequency can be reduced with higher resolution. Since the drive amount of the piezoelectric actuator is an accumulated value (integrated value) in the correlation of the drive amount with respect to the frequency of the drive signal, the smaller the resolution, that is, the higher the resolution, the more the accumulated value increases and the drive speed also improves. .

従って、圧電アクチュエータの駆動速度を向上する場合には、周波数分解能を高くしてスイープ周波数の変化量を小さくし、駆動速度を低くする場合には、周波数分解能を低くしてスイープ周波数の変化量を大きくすればよい。
これにより、前述のスイープ方向やスイープ速度を切り替える場合と同様に、個々の圧電アクチュエータの個体差や特性差にかかわらず駆動対象を所定速度で駆動可能な圧電アクチュエータを安定して供給でき、圧電アクチュエータの劣化による駆動速度のバラツキに対しても容易に対応でき、利用者の操作や駆動対象の状態に応じた駆動速度の切り替え制御も簡単に実施できる。 Therefore, to improve the drive speed of the piezoelectric actuator, increase the frequency resolution to reduce the amount of change in the sweep frequency, and to reduce the drive speed, reduce the frequency resolution to reduce the amount of change in the sweep frequency. Just make it bigger.
As a result, as in the case of switching the sweep direction and sweep speed described above, the piezoelectric actuator capable of driving the drive target at a predetermined speed can be stably supplied regardless of individual differences or characteristic differences of the individual piezoelectric actuators. It is possible to easily cope with variations in drive speed due to deterioration of the drive, and it is also possible to easily perform drive speed switching control according to the user's operation and the state of the drive target.

以上のように、本発明では、駆動信号の周波数のスイープ方向、スイープ速度および周波数分解能を制御しているので、個々の圧電アクチュエータの個体差や特性差にかかわらず駆動対象を所定速度で駆動可能な圧電アクチュエータを安定して供給でき、圧電アクチュエータの劣化による駆動速度のバラツキに対しても容易に対応でき、利用者の操作や駆動対象の状態に応じた駆動速度の切り替え制御も簡単に実施できる。
この際、スイープ方向、スイープ速度および周波数分解能の２つを制御すれば、設定できる圧電アクチュエータの駆動速度の段階を多くできるので、駆動速度を細かく制御できる。
また、スイープ方向、スイープ速度および周波数分解能の３つを制御すれば、設定できる圧電アクチュエータの駆動速度の段階をより多くできるので、駆動速度をより細かく制御できる。
例えば、スイープ方向がダウン方向またはアップ方向の２方向に切り替え可能とされ、スイープ速度を低速度、中速度、高速度の３段階に切り替え可能とされ、周波数分解能を高分解能または低分解能の２段階に切替可能とされている場合、スイープ方向およびスイープ速度の２つを制御すれば、圧電アクチュエータの駆動速度を２×３＝６段階に切り替えることができる。さらに、スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能の３つを制御すれば、圧電アクチュエータの駆動速度を２×３×２＝１２段階に切り替えることができる。 As described above, in the present invention, the sweep direction of the frequency of the drive signal, since the control the sweep rate and frequency resolution, the driven object irrespective of individual differences and characteristic differences of individual piezoelectric actuator at a predetermined speed Driveable piezoelectric actuator can be supplied stably, and it is easy to cope with fluctuations in drive speed due to deterioration of the piezoelectric actuator, and switching control of drive speed according to the user's operation and the state of the drive object is easy Can be implemented.
At this time, if the sweep direction, the sweep speed, and the frequency resolution are controlled, the number of stages of the piezoelectric actuator drive speed that can be set can be increased, so that the drive speed can be finely controlled.
Further, by controlling three of the sweep direction, the sweep speed, and the frequency resolution, the number of stages of the piezoelectric actuator drive speed that can be set can be increased, so that the drive speed can be controlled more finely.
For example, the sweep direction can be switched to two directions, the down direction or the up direction, the sweep speed can be switched to three stages of low speed, medium speed, and high speed, and the frequency resolution can be switched to two stages of high resolution or low resolution. If it is possible to switch to two, the drive speed of the piezoelectric actuator can be switched to 2 × 3 = 6 stages by controlling the sweep direction and the sweep speed. Further, by controlling the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution, the drive speed of the piezoelectric actuator can be switched to 2 × 3 × 2 = 12 levels.

さらに、前記発明によれば、駆動信号の周波数を所定範囲でスイープ（変化）させているので、この周波数範囲内で駆動する圧電素子であれば確実に駆動することができる。
また、駆動信号を所定周波数範囲で常時スイープさせているので、周囲温度、外乱、負荷の変動などで圧電素子の駆動周波数がばらついても、そのバラツキに無調整で対応できる。このため、駆動装置に、周囲温度、外乱、負荷の変動などを検出する検出回路や、その検出データに基づいて駆動信号の周波数を調整する調整回路を設ける必要が無く、駆動装置の構成も簡易化できる。 Furthermore, according to the prior Symbol onset bright, the frequency of the drive signal so that is swept (changed) in a predetermined range, can be reliably driven if piezoelectric element driven within this frequency range.
In addition, since the drive signal is constantly swept within a predetermined frequency range, even if the drive frequency of the piezoelectric element varies due to ambient temperature, disturbance, load fluctuation, etc., it is possible to cope with the variation without adjustment. For this reason, it is not necessary to provide the drive device with a detection circuit for detecting ambient temperature, disturbance, load variation, etc., and an adjustment circuit for adjusting the frequency of the drive signal based on the detection data, and the configuration of the drive device is simple Can be

また、本発明の圧電アクチュエータの駆動速度調整方法においては、最初に前記周波数のスイープ方向を設定し、次に前記周波数のスイープ速度を設定し、最後に前記周波数の分解能を設定しているので、圧電アクチュエータの駆動速度の調整を非常に簡単に行うことができる。 In the piezoelectric actuator drive speed adjustment method of the present invention, the frequency sweep direction is set first, then the frequency sweep speed is set, and finally the frequency resolution is set . The drive speed of the piezoelectric actuator can be adjusted very easily.

すなわち、スイープ方向の切替による速度差は大きいため、スイープ方向を最初に設定することで大まかな速度調整領域を設定できる。また、スイープ速度は、３段階以上にも容易に設定できるので、速度調整が行いやすい。従って、本発明の順序で調整すれば、圧電アクチュエータの駆動速度の調整を非常に簡単に行うことができる。 That is, since the speed difference due to the switching of the sweep direction is large, a rough speed adjustment region can be set by setting the sweep direction first. Further, since the sweep speed can be easily set to three or more stages, it is easy to adjust the speed. Therefore, if the adjustment is made in the order of the present invention, the driving speed of the piezoelectric actuator can be adjusted very easily.

さらに、本発明の圧電アクチュエータの駆動速度調整方法においては、前記周波数のスイープ方向はアップ方向またはダウン方向に切替可能とされ、前記周波数のスイープ速度は高速度または低速度の少なくとも２段階に切替可能とされ、前記周波数の周波数分解能は高分解能または低分解能の少なくとも２段階に切替可能とされ、前記スイープ速度を低速度、分解能を高分解能に設定した状態で、前記周波数のスイープ方向を切り替えて圧電アクチュエータを駆動し、圧電アクチュエータの目標速度が前記スイープ方向をダウン方向に設定した場合の駆動速度以下であり、かつスイープ方向をアップ方向に設定した場合の駆動速度よりも速い場合には、スイープ方向をダウン方向に設定し、圧電アクチュエータの目標速度が前記スイープ方向をアップ方向に設定した場合の駆動速度以下の場合には、スイープ方向をアップ方向に設定しているので、スイープ方向を容易に設定できる。 Furthermore, in the method for adjusting the driving speed of the piezoelectric actuator of the present invention, the sweep direction of the frequency can be switched to the up direction or the down direction, and the sweep speed of the frequency can be switched to at least two stages of high speed or low speed. The frequency resolution of the frequency can be switched to at least two stages of high resolution or low resolution. With the sweep speed set to low speed and the resolution set to high resolution, the frequency sweep direction is changed to switch the frequency. When the actuator is driven and the target speed of the piezoelectric actuator is lower than the drive speed when the sweep direction is set to the down direction and faster than the drive speed when the sweep direction is set to the up direction, the sweep direction Is set to the down direction, and the target speed of the piezoelectric actuator The when: driving speed of setting up direction, since setting the sweep direction in the up direction, it is possible to easily set the sweep direction.

すなわち、スイープ速度を低速度、分解能を高分解能に設定しておけば、各スイープ方向において最も駆動速度が高くなる。従って、この状態でスイープ方向をダウン方向およびアップ方向に切り替えれば、各スイープ方向において調整可能な最大速度になり、目標速度と比較することで、スイープ方向を容易に設定できる。 That is, if the sweep speed is set to a low speed and the resolution is set to a high resolution, the drive speed is the highest in each sweep direction. Therefore, if the sweep direction is switched between the down direction and the up direction in this state, the maximum speed can be adjusted in each sweep direction, and the sweep direction can be easily set by comparing with the target speed.

本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、所定の周波数の駆動信号が圧電素子に与えられることで振動する振動体と、この振動体に設けられるとともに駆動対象に当接される当接部とを備えた圧電アクチュエータにおける前記圧電素子へ駆動信号を供給する圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記圧電素子へ供給する駆動信号の周波数を所定範囲でスイープさせるとともに、前記駆動信号の周波数のスイープ方向、スイープ速度および周波数分解能の少なくとも１つを制御して圧電アクチュエータの駆動速度を調整する周波数制御手段を備え、前記周波数制御手段は、クロック信号を出力するとともに前記クロック信号の周波数を可変可能な第１の可変周波数発振器と、電圧調整回路と、前記電圧調整回路から出力される電圧によって出力信号の周波数を可変可能な第２の可変周波数発振器と、制御回路とを備え、前記電圧調整回路は、前記第１の可変周波数発振器から出力されるクロック信号が入力されるアップダウンカウンタと、このアップダウンカウンタのカウンタ値に基づいて出力電圧の電圧値を設定するデジタル／アナログ変換器とを備え、前記制御回路は、前記クロック信号の入力をアップダウンカウンタのアップ入力またはダウン入力に切り替えて前記駆動信号の周波数のスイープ方向を選択するスイープ方向制御部と、前記第１の可変周波数発振器から出力されるクロック信号の周波数を変更して前記駆動信号の周波数のスイープ速度を制御するスイープ速度制御部と、前記アップダウンカウンタのビット数を設定して前記駆動信号の周波数分解能を制御する周波数分解能制御部とを備えることを特徴とする。 The piezoelectric actuator driving apparatus according to the present invention includes a vibrating body that vibrates when a driving signal having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element, and a contact portion that is provided on the vibrating body and is in contact with a drive target. A driving device for a piezoelectric actuator for supplying a driving signal to the piezoelectric element in the piezoelectric actuator, wherein the frequency of the driving signal to be supplied to the piezoelectric element is swept within a predetermined range, and the sweep direction of the frequency of the driving signal is swept. Frequency control means for adjusting the driving speed of the piezoelectric actuator by controlling at least one of speed and frequency resolution , wherein the frequency control means outputs a clock signal and can change the frequency of the clock signal. A variable frequency oscillator, a voltage adjustment circuit, and a voltage output from the voltage adjustment circuit. A second variable frequency oscillator capable of changing a frequency of the output signal; and a control circuit, wherein the voltage adjustment circuit includes an up / down counter to which a clock signal output from the first variable frequency oscillator is input; A digital / analog converter that sets the voltage value of the output voltage based on the counter value of the up / down counter, and the control circuit switches the input of the clock signal to the up input or the down input of the up / down counter. A sweep direction control unit that selects a sweep direction of the frequency of the drive signal, and a sweep speed control that controls the sweep speed of the frequency of the drive signal by changing the frequency of the clock signal output from the first variable frequency oscillator. And the number of bits of the up / down counter to control the frequency resolution of the drive signal Characterized in that it comprises a frequency resolution control unit that.

本発明では、駆動信号の周波数のスイープ方向、スイープ速度および周波数分解能の少なくとも１つを制御しているので、前記駆動速度調整方法と同様に、個々の圧電アクチュエータの個体差や特性差にかかわらず駆動対象を所定速度で駆動可能な圧電アクチュエータを安定して供給でき、圧電アクチュエータの劣化による駆動速度のバラツキに対しても容易に対応でき、利用者の操作や駆動対象の状態に応じた駆動速度の切り替え制御も簡単に実施できる。   In the present invention, since at least one of the sweep direction, the sweep speed, and the frequency resolution of the frequency of the drive signal is controlled, as with the drive speed adjustment method, regardless of individual differences or characteristic differences of individual piezoelectric actuators. Piezoelectric actuators that can drive the drive target at a predetermined speed can be stably supplied, and it is possible to easily cope with variations in drive speed due to deterioration of the piezoelectric actuator, and the drive speed according to the user's operation and the state of the drive target Switching control can be easily performed.

この構成の発明では、スイープ方向制御部によって、駆動信号の周波数のスイープ方向が設定され、スイープ速度制御部によって、駆動信号の周波数のスイープ速度が設定され、周波数分解能制御部によって、駆動信号の周波数分解能が設定される。このため、スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能を独立して設定できるので、制御が容易になるとともに、様々な組合せによって圧電アクチュエータの駆動速度を設定でき、各圧電アクチュエータの個体差等があっても、所定の速度に容易に設定できる。   In the invention of this configuration, the sweep direction control unit sets the sweep direction of the drive signal frequency, the sweep speed control unit sets the sweep speed of the drive signal frequency, and the frequency resolution control unit sets the frequency of the drive signal. The resolution is set. For this reason, the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution can be set independently, so that control is facilitated and the drive speed of the piezoelectric actuator can be set by various combinations. Can be easily set to a predetermined speed.

この構成の発明によれば、制御回路によって、アップダウンカウンタのクロック入力の選択でスイープ方向を制御でき、クロック信号の周波数を可変することでスイープ速度を制御でき、カウンタのビット数を変更することで周波数分解能を制御できる。このため、スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能を極めて簡単な構成で制御できる。   According to the invention of this configuration, the control circuit can control the sweep direction by selecting the clock input of the up / down counter, the sweep speed can be controlled by changing the frequency of the clock signal, and the number of bits of the counter can be changed. Can control the frequency resolution. For this reason, the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution can be controlled with an extremely simple configuration.

本発明の電子機器は、所定の周波数の駆動信号が圧電素子に与えられることで振動する振動体及びこの振動体に設けられるとともに駆動対象に当接される当接部を有する圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータの駆動装置とを備えることを特徴とする。
この構成の発明では、駆動速度の調整が容易な圧電アクチュエータを備えているので、特に腕時計などの小型で携帯に適した電子機器において、圧電アクチュエータの個体差等にかかわらず、安定した駆動を実現できる。 An electronic apparatus according to the present invention includes a vibrating body that vibrates when a drive signal having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element, a piezoelectric actuator that is provided on the vibrating body and has a contact portion that is in contact with a driving target, And a drive device for the piezoelectric actuator.
The invention of this configuration is equipped with a piezoelectric actuator that allows easy adjustment of the driving speed, so stable driving is achieved regardless of individual differences in the piezoelectric actuator, especially in small and portable electronic devices such as wristwatches. it can.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、電子機器の実施形態として、圧電アクチュエータによって駆動される日付表示機構を備えた電子時計を例示する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as an embodiment of an electronic apparatus, an electronic timepiece having a date display mechanism driven by a piezoelectric actuator is illustrated.

［１．全体構成］
図１は、本実施形態にかかる電子時計１の日付表示機構９０を示す平面図である。この図１において、日付表示機構９０の主要部は、圧電アクチュエータ９１と、この圧電アクチュエータ９１によって回転駆動される駆動対象（被駆動体）としてのロータ９２と、ロータ９２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９３とから大略構成されている。減速輪列は、日回し中間車９４と日回し車９５とを備えている。これらの圧電アクチュエータ９１、ロータ９２、日回し中間車９４、および日回し車９５は、底板９Ａに支持されている。 [1. overall structure]
FIG. 1 is a plan view showing a date display mechanism 90 of the electronic timepiece 1 according to the present embodiment. In FIG. 1, the main part of the date display mechanism 90 is a piezoelectric actuator 91, a rotor 92 as a driving target (driven body) that is rotationally driven by the piezoelectric actuator 91, and transmission while reducing the rotation of the rotor 92. And a date wheel 93 that is rotated by a driving force transmitted through the speed reduction wheel train. The speed reduction wheel train includes a date turning intermediate wheel 94 and a date turning wheel 95. The piezoelectric actuator 91, the rotor 92, the date driving intermediate wheel 94, and the date driving wheel 95 are supported by the bottom plate 9A.

日付表示機構９０の上方には、円盤状の文字板（図示せず）が設けられており、この文字板の外周部の一部には日付を表示するための窓部が設けられ、窓部から日車９３の日付を覗けるようになっている。また、底板９Ａの下方（裏側）には、ステッピングモータに接続されて指針を駆動する運針輪列（図示せず）や、電源としての二次電池９Ｂ等が設けられている。二次電池９Ｂは、ステッピングモータや圧電アクチュエータ９１、印加装置（図示せず）の各回路に電力を供給する。なお、二次電池９Ｂに、ソーラ（太陽光）発電や回転錘の回転を利用した発電を行う発電機が接続され、この発電機によって発電した電力が二次電池９Ｂに充電される構造であってもよい。また、電源は、発電機で充電される二次電池９Ｂに限らず、一般的な一次電池（例えば、リチウムイオン電池）でもよい。   A disk-shaped dial (not shown) is provided above the date display mechanism 90, and a window for displaying the date is provided on a part of the outer periphery of the dial. You can see the date of the date wheel 93. Further, below the bottom plate 9A (on the back side), a moving wheel train (not shown) connected to a stepping motor to drive a pointer, a secondary battery 9B as a power source, and the like are provided. The secondary battery 9B supplies power to each circuit of the stepping motor, the piezoelectric actuator 91, and the application device (not shown). The secondary battery 9B is connected to a generator that generates power using solar (solar) power generation or rotation of a rotating weight, and the power generated by the generator is charged to the secondary battery 9B. May be. The power source is not limited to the secondary battery 9B charged by the generator, but may be a general primary battery (for example, a lithium ion battery).

日回し中間車９４は、大径部９４１と小径部９４２とから構成されている。小径部９４２は、大径部９４１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９４３が形成されている。この小径部９４２は、大径部９４１に対し、同心をなすように固着されている。大径部９４１には、ロータ９２の上部の歯車９２１が噛合している。したがって、大径部９４１と小径部９４２とからなる日回し中間車９４は、ロータ９２の回転に連動して回転する。
日回し中間車９４の側方の底板９Ａには、板バネ９４４が設けられており、この板バネ９４４の基端部が底板９Ａに固定され、先端部が略Ｖ字状に折り曲げられて形成されている。板バネ９４４の先端部は、日回し中間車９４の切欠部９４３に出入可能に設けられている。板バネ９４４に近接した位置には、接触子９４５が配置されており、この接触子９４５は、日回し中間車９４が回転し、板バネ９４４の先端部が切欠部９４３に入り込んだときに、板バネ９４４と接触するようになっている。そして、板バネ９４４には、所定の電圧が印加されており、接触子９４５に接触すると、その電圧が接触子９４５にも印加される。従って、接触子９４５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９３の１日分の回転量が検出できる。
なお、日車９３の回転量は、板バネ９４４や接触子９４５を用いたものに限らず、ロータ９２や日回し中間車９４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。 The intermediate date wheel 94 is composed of a large diameter portion 941 and a small diameter portion 942. The small diameter portion 942 is a cylindrical shape having a slightly smaller diameter than the large diameter portion 941, and a substantially square notch portion 943 is formed on the outer peripheral surface thereof. The small diameter portion 942 is fixed to the large diameter portion 941 so as to be concentric. The large diameter portion 941 is engaged with a gear 921 at the top of the rotor 92. Therefore, the date driving intermediate wheel 94 composed of the large diameter portion 941 and the small diameter portion 942 rotates in conjunction with the rotation of the rotor 92.
A leaf spring 944 is provided on the bottom plate 9A on the side of the date driving intermediate wheel 94. A base end portion of the leaf spring 944 is fixed to the bottom plate 9A, and a distal end portion is bent into a substantially V shape. Has been. The front end of the leaf spring 944 is provided so as to be able to enter and leave the notch 943 of the intermediate date wheel 94. A contact 945 is disposed in the vicinity of the leaf spring 944, and the contact 945 is rotated when the intermediate date wheel 94 rotates and the tip of the leaf spring 944 enters the notch 943. It comes in contact with the leaf spring 944. A predetermined voltage is applied to the leaf spring 944, and when the contact is made with the contact 945, the voltage is also applied to the contact 945. Therefore, by detecting the voltage of the contact 945, the date feeding state can be detected, and the amount of rotation of the date wheel 93 for one day can be detected.
The amount of rotation of the date wheel 93 is not limited to that using the leaf spring 944 or the contact 945, and the rotation amount of the rotor 92 or the date turning intermediate wheel 94 is detected and a predetermined pulse signal is output. Specifically, various rotary encoders such as known photo reflectors, photo interrupters, and MR sensors can be used.

日車９３は、リング状の形状をしており、その内周面に内歯車９３１が形成されている。日回し車９５は、五歯の歯車を有しており、日車９３の内歯車９３１に噛合している。また、日回し車９５の中心には、シャフト９５１が設けられており、このシャフト９５１は、底板９Ａに形成された貫通孔９Ｃに遊挿されている。貫通孔９Ｃは、日車９３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９５およびシャフト９５１は、底板９Ａに固定された板バネ９５２によって図１の右上方向に付勢されている。この板バネ９５２の付勢作用によって日車９３の揺動も防止される。   The date wheel 93 has a ring shape, and an internal gear 931 is formed on the inner peripheral surface thereof. The date indicator driving wheel 95 has a five-tooth gear and meshes with an internal gear 931 of the date dial 93. A shaft 951 is provided at the center of the date driving wheel 95, and the shaft 951 is loosely inserted into a through hole 9C formed in the bottom plate 9A. The through hole 9 </ b> C is formed long along the circumferential direction of the date dial 93. The date indicator driving wheel 95 and the shaft 951 are urged in the upper right direction in FIG. 1 by a leaf spring 952 fixed to the bottom plate 9A. The bias of the leaf spring 952 prevents the date wheel 93 from swinging.

図２には、圧電アクチュエータ９１およびロータ９２の拡大図が示されている。この図２に示されるように、圧電アクチュエータ９１は、略矩形板状の補強板９１１と、補強板９１１の両面に接着された圧電素子９１２とを備えている。
補強板９１１の長手方向略中央には、両側に突出する腕部９１３が形成されており、これらの腕部９１３の一方がビスなどによって底板９Ａに固定されている。なお、他方の腕部９１３は、底板９Ａには固定されず、フリーの状態となっており、圧電アクチュエータ９１が振動する場合に振動のバランスをとる錘となっている。
補強板９１１の対角線上両端には、補強板９１１の長手方向に沿って突出する略半円形の凸部９１４がそれぞれ形成されている。これらの凸部９１４のうち一方は、ロータ９２の側面に当接されている。 FIG. 2 shows an enlarged view of the piezoelectric actuator 91 and the rotor 92. As shown in FIG. 2, the piezoelectric actuator 91 includes a substantially rectangular plate-shaped reinforcing plate 911 and piezoelectric elements 912 bonded to both surfaces of the reinforcing plate 911.
Arm portions 913 projecting on both sides are formed at substantially the center in the longitudinal direction of the reinforcing plate 911, and one of these arm portions 913 is fixed to the bottom plate 9A with screws or the like. The other arm portion 913 is not fixed to the bottom plate 9A, is in a free state, and serves as a weight that balances vibration when the piezoelectric actuator 91 vibrates.
At both diagonal ends of the reinforcing plate 911, substantially semicircular convex portions 914 that protrude along the longitudinal direction of the reinforcing plate 911 are formed. One of the convex portions 914 is in contact with the side surface of the rotor 92.

圧電素子９１２は、略矩形板状に形成され、補強板９１１両面の略矩形状部分に接着されている。圧電素子９１２の両面には、めっき層によって電極が形成されている。圧電素子９１２の表面には、溝でめっき層が絶縁されることにより略矩形状の検出電極９１２Ｂが形成されている。この検出電極９１２Ｂは、圧電素子９１２の長手方向中央よりもロータ９２側で、かつ、圧電素子９１２の短手方向中央よりも凸部９１４側に形成されている。検出電極９１２Ｂ以外の部分は駆動電極９１２Ａとなっている。ここで、検出電極９１２Ｂの面積は、駆動電極９１２Ａの面積の３０分の１以上７分の１以下に設定されており、より望ましくは１５分の１以上１０分の１以下に設定されている。   The piezoelectric element 912 is formed in a substantially rectangular plate shape, and is bonded to substantially rectangular portions on both surfaces of the reinforcing plate 911. Electrodes are formed on both surfaces of the piezoelectric element 912 by plating layers. A substantially rectangular detection electrode 912 </ b> B is formed on the surface of the piezoelectric element 912 by insulating the plating layer with a groove. The detection electrode 912B is formed on the rotor 92 side with respect to the longitudinal center of the piezoelectric element 912 and on the convex portion 914 side with respect to the lateral center of the piezoelectric element 912. A portion other than the detection electrode 912B is a drive electrode 912A. Here, the area of the detection electrode 912B is set to 1/30 to 1/7 of the area of the drive electrode 912A, and more preferably set to 1/15 to 1/10. .

このような圧電アクチュエータ９１の駆動電極９１２Ａに所定周波数の電圧を印加すると、圧電素子９１２が長手方向に沿って伸縮する縦一次振動モードの振動を励振する。このとき、圧電アクチュエータ９１の対角線上両端には凸部９１４が設けられているので、圧電アクチュエータ９１は全体として長手方向中心線に対して重量がアンバランスとなる。このアンバランスにより、圧電アクチュエータ９１は長手方向に略直交する方向に屈曲する屈曲二次振動モードの振動を励振する。したがって、圧電アクチュエータ９１は、これらの縦一次振動モードおよび屈曲二次振動モードを組み合わせた振動を励振し、凸部９１４は、略楕円軌道を描いて振動する。このとき、圧電アクチュエータ９１が片側の腕部９１３のみで固定されていること、および凸部９１４が対角線上端部に設けられてロータ９２からの反力を受けることなどにより、縦一次振動モードの振動の節と、屈曲二次振動モードの振動の節とは、圧電素子９１２の中央からずれた位置となる。つまり、検出電極９１２Ｂは、圧電アクチュエータ９１において、縦一次振動モードの振動の節を含み、かつ屈曲二次振動モードの振動の節を含んだ位置に形成されている。従って、本実施形態では、補強板９１１、圧電素子９１２により振動体が構成され、凸部９１４により当接部が構成されている。   When a voltage having a predetermined frequency is applied to the drive electrode 912A of the piezoelectric actuator 91 as described above, the piezoelectric element 912 excites vibration in the longitudinal primary vibration mode that expands and contracts along the longitudinal direction. At this time, since the convex portions 914 are provided at both diagonal ends of the piezoelectric actuator 91, the weight of the piezoelectric actuator 91 is unbalanced with respect to the center line in the longitudinal direction as a whole. Due to this imbalance, the piezoelectric actuator 91 excites vibrations in a bending secondary vibration mode that bends in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction. Therefore, the piezoelectric actuator 91 excites vibrations that combine these longitudinal primary vibration mode and bending secondary vibration mode, and the convex portion 914 vibrates in a substantially elliptical orbit. At this time, the piezoelectric actuator 91 is fixed only by the arm portion 913 on one side, and the convex portion 914 is provided at the upper end portion of the diagonal line and receives a reaction force from the rotor 92. And the vibration node in the bending secondary vibration mode are at positions shifted from the center of the piezoelectric element 912. That is, the detection electrode 912B is formed in the piezoelectric actuator 91 at a position including a vibration node in the longitudinal primary vibration mode and a vibration node in the bending secondary vibration mode. Accordingly, in the present embodiment, the vibrating body is configured by the reinforcing plate 911 and the piezoelectric element 912, and the contact portion is configured by the convex portion 914.

駆動電極９１２Ａ、検出電極９１２Ｂ、および補強板９１１は、それぞれリード線などにより図示しない駆動装置（印加装置）に接続されている。駆動装置の具体的構成は後述する。
ロータ９２には、板ばね９２２が取り付けられており、ロータ９２が圧電アクチュエータ９１側に付勢されている。これにより凸部９１４とロータ９２側面との間に適切な摩擦力が発生し、圧電アクチュエータ９１の駆動力の伝達効率が良好となる。 The drive electrode 912A, the detection electrode 912B, and the reinforcing plate 911 are each connected to a drive device (applying device) (not shown) by a lead wire or the like. A specific configuration of the driving device will be described later.
A leaf spring 922 is attached to the rotor 92, and the rotor 92 is biased toward the piezoelectric actuator 91 side. As a result, an appropriate frictional force is generated between the convex portion 914 and the side surface of the rotor 92, and the transmission efficiency of the driving force of the piezoelectric actuator 91 is improved.

このような時計１では、駆動装置が圧電アクチュエータ９１への駆動信号を制御することにより、所定の周波数の駆動信号が印加されると、圧電アクチュエータ９１は、縦一次振動モードと屈曲二次振動モードとを組み合わせた振動を励振する。凸部９１４は、これらの振動モードを組み合わせた略楕円軌道を描いて振動し、その振動軌道の一部でロータ９２を押圧することによりロータ９２を回転駆動する。
ロータ９２の回転運動は、日回し中間車９４に伝達され、切欠部９４３に日回し車９５の歯が係合すると、日回し中間車９４によって日回し車９５が回転し、日車９３を回転させる。この回転により日車９３が表示する日付が変更される。 In such a timepiece 1, when a drive signal of a predetermined frequency is applied by the drive device controlling the drive signal to the piezoelectric actuator 91, the piezoelectric actuator 91 is in the longitudinal primary vibration mode and the bending secondary vibration mode. Exciting vibration combined with. The convex portion 914 vibrates in a substantially elliptical orbit combining these vibration modes, and rotates the rotor 92 by pressing the rotor 92 with a part of the vibration orbit.
The rotational movement of the rotor 92 is transmitted to the date indicator driving intermediate wheel 94, and when the teeth of the date indicator driving wheel 95 are engaged with the notch 943, the date indicator driving wheel 95 is rotated by the date indicator driving intermediate wheel 94, and the date indicator 93 is rotated. Let By this rotation, the date displayed by the date wheel 93 is changed.

［２．圧電アクチュエータの駆動装置及び駆動方法］
次に、圧電アクチュエータ９１の駆動装置５０の構成を図３，４に基づいて説明する。
図３において、駆動装置５０は、圧電アクチュエータ９１の圧電素子９１２に対して駆動信号を出力する駆動回路５５と、駆動回路５５から出力される駆動信号の周波数を制御する周波数制御手段５１とを備えて構成される。 [2. Piezoelectric Actuator Driving Device and Driving Method]
Next, the configuration of the driving device 50 for the piezoelectric actuator 91 will be described with reference to FIGS.
In FIG. 3, the drive device 50 includes a drive circuit 55 that outputs a drive signal to the piezoelectric element 912 of the piezoelectric actuator 91, and a frequency control unit 51 that controls the frequency of the drive signal output from the drive circuit 55. Configured.

周波数制御手段５１は、図４にも示すように、第１の可変周波数発振器５３、電圧調整回路５４、第２の可変周波数発振器５６、制御回路６０を備えて構成されている。
電圧調整回路５４は、ＵＤカウンタ５４４およびＤ／Ａ変換器５４５を備えて構成されている。制御回路６０は、スイープ方向制御部６１、周波数分解能制御部６２、スイープ速度制御部６３を備えて構成されている。 As shown in FIG. 4, the frequency control unit 51 includes a first variable frequency oscillator 53, a voltage adjustment circuit 54, a second variable frequency oscillator 56, and a control circuit 60.
The voltage adjustment circuit 54 includes a UD counter 544 and a D / A converter 545. The control circuit 60 includes a sweep direction control unit 61, a frequency resolution control unit 62, and a sweep speed control unit 63.

第１の可変周波数発振器５３は、所定の周波数のクロック信号を電圧調整回路５４に対して出力するものである。可変周波数発振器５３から出力されるクロック信号の周波数は、制御回路６０のスイープ速度制御部６３によって制御されている。本実施形態の可変周波数発振器５３は、１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨｚの３種類の周波数のクロック信号を出力可能に構成され、スイープ速度制御部６３によって選択された周波数のクロック信号が出力されている。   The first variable frequency oscillator 53 outputs a clock signal having a predetermined frequency to the voltage adjustment circuit 54. The frequency of the clock signal output from the variable frequency oscillator 53 is controlled by the sweep speed control unit 63 of the control circuit 60. The variable frequency oscillator 53 of the present embodiment is configured to be able to output clock signals having three types of frequencies of 100 kHz, 500 kHz, and 1 MHz, and the clock signal having the frequency selected by the sweep speed control unit 63 is output.

電圧調整回路５４は、出力する電圧を所定範囲内で増減させるとともに、制御回路６０からの指示に基づいて、その電圧の増減方向および増減速度を切り換えるように構成されている。この電圧調整回路５４の構成の一例を図４に示す。
電圧調整回路５４は、アップダウンカウンタ（ＵＤカウンタ）５４４と、このＵＤカウンタ５４４から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）５４５とを備えている。 The voltage adjustment circuit 54 is configured to increase / decrease the output voltage within a predetermined range and switch the increase / decrease direction and speed of the voltage based on an instruction from the control circuit 60. An example of the configuration of the voltage adjustment circuit 54 is shown in FIG.
The voltage adjustment circuit 54 includes an up / down counter (UD counter) 544 and a digital / analog converter (D / A converter) 545 that converts a digital signal output from the UD counter 544 into an analog signal. .

Ｄ／Ａ変換器５４５は、内部にＵＤカウンタ５４４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変換器５４５は、ＵＤカウンタ５４４から出力されるカウンタ値を入力すると、この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を可変周波数発振器５６に出力する。
可変周波数発振器５６は、Ｄ／Ａ変換器５４５から出力される電圧に応じた周波数信号を駆動回路５５に出力し、駆動回路５５は入力された信号の周波数に応じた周波数の駆動信号を圧電素子９１２に出力する。 The D / A converter 545 has a frequency control voltage value corresponding to the counter value of the UD counter 544 set therein. When the D / A converter 545 receives the counter value output from the UD counter 544, the D / A converter 545 outputs a frequency control voltage corresponding to the frequency control voltage value corresponding to the counter value to the variable frequency oscillator 56.
The variable frequency oscillator 56 outputs a frequency signal corresponding to the voltage output from the D / A converter 545 to the drive circuit 55, and the drive circuit 55 outputs a drive signal having a frequency corresponding to the frequency of the input signal to the piezoelectric element. Output to 912.

このため、ＵＤカウンタ５４４のカウンタ値によって駆動信号の周波数が設定される。ここで、ＵＤカウンタ５４４のカウンタ値の変化方向によって、駆動信号の周波数のスイープ方向が設定される。また、ＵＤカウンタ５４４のカウンタ値の変化速度つまりは可変周波数発振器５３から出力されるクロック信号の周波数によって駆動信号の周波数のスイープ速度が設定される。さらに、ＵＤカウンタ５４４のビット数によって、駆動信号の周波数分解能が設定される。   For this reason, the frequency of the drive signal is set by the counter value of the UD counter 544. Here, the sweep direction of the frequency of the drive signal is set according to the change direction of the counter value of the UD counter 544. The sweep speed of the frequency of the drive signal is set according to the change speed of the counter value of the UD counter 544, that is, the frequency of the clock signal output from the variable frequency oscillator 53. Further, the frequency resolution of the drive signal is set according to the number of bits of the UD counter 544.

ＵＤカウンタ５４４は、可変周波数発振器５３から入力されるクロック信号を計数し、その計数値をＤ／Ａ変換器５４５に出力する。
ＵＤカウンタ５４４には、カウンタ値を減少させる際にクロック信号を入力するダウン入力部と、カウンタ値を増加させる際にクロック信号を入力するアップ入力部とが設けられており、可変周波数発振器５３からのクロック信号をどちらの入力部に入力するかは、制御回路６０のスイープ方向制御部６１によって選択されている。 The UD counter 544 counts the clock signal input from the variable frequency oscillator 53 and outputs the count value to the D / A converter 545.
The UD counter 544 includes a down input unit that inputs a clock signal when the counter value is decreased, and an up input unit that inputs a clock signal when the counter value is increased. The input of which clock signal is input to the input unit is selected by the sweep direction control unit 61 of the control circuit 60.

すなわち、スイープ方向制御部６１は、スイープ方向をダウン方向に制御する場合には、ＵＤカウンタ５４４のカウンタ値の初期値を最大値にセットし、かつ可変周波数発振器５３からのクロック信号をダウン入力部に入力させるように制御する。
また、スイープ方向制御部６１は、スイープ方向をアップ方向に制御する場合には、ＵＤカウンタ５４４のカウンタ値の初期値を最小値にセットし、かつ可変周波数発振器５３からのクロック信号をアップ入力部に入力させるように制御する。 That is, when the sweep direction control unit 61 controls the sweep direction to the down direction, the initial value of the counter value of the UD counter 544 is set to the maximum value, and the clock signal from the variable frequency oscillator 53 is input to the down input unit. To control the input.
The sweep direction control unit 61 sets the initial value of the counter value of the UD counter 544 to the minimum value and controls the clock signal from the variable frequency oscillator 53 as an up input unit when controlling the sweep direction in the up direction. To control the input.

また、ＵＤカウンタ５４４のビット数は、制御回路６０の周波数分解能制御部６２によって設定されている。本実施形態では、１０ビット（低分解能）と１２ビット（高分解能）を選択できるように構成されている。
なお、ＵＤカウンタ５４４において選択可能なビット数は、１０ビットおよび１２ビットに限らず、スイープする周波数幅等に応じて選択すればよい。すなわち、分解能（カウンタ値が１変化した際の周波数の変化量）を０．０１〜０．２５kHz程度にし、スイープ周波数幅を５０〜１００kHz程度にした場合には、１０〜１２ビット程度のカウンタを用いる必要があるが、スイープ周波数幅がより小さければ、よりビット数の小さなカウンタ、例えば８ビットおよび９ビットで選択可能なカウンタを利用することもできる。 Further, the number of bits of the UD counter 544 is set by the frequency resolution control unit 62 of the control circuit 60. In this embodiment, 10 bits (low resolution) and 12 bits (high resolution) can be selected.
The number of bits that can be selected in the UD counter 544 is not limited to 10 bits and 12 bits, and may be selected according to the frequency width to be swept. That is, when the resolution (frequency change amount when the counter value changes by 1) is about 0.01 to 0.25 kHz and the sweep frequency width is about 50 to 100 kHz, a counter of about 10 to 12 bits is set. Although it is necessary to use it, if the sweep frequency width is smaller, a counter having a smaller number of bits, for example, a counter selectable by 8 bits and 9 bits can be used.

次に、本実施形態における圧電アクチュエータの駆動速度調整方法について説明する。
まず、時計１の生産ラインにおける作業者が、圧電アクチュエータ９１で回転駆動されるロータ９２の回転速度を計測する。
そして、圧電アクチュエータ９１の個体差や、ロータ９２および圧電アクチュエータ９１を時計１内に組み込んだ際の接触角や圧力のバラツキによって、前記ロータ９２の回転速度が予め設定された所定の回転速度と異なる場合には、作業者は、制御回路６０の制御部６１〜６３を介して、スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能を設定し、ロータ９２の回転速度を調整すればよい。 Next, a method for adjusting the driving speed of the piezoelectric actuator in the present embodiment will be described.
First, an operator on the production line of the timepiece 1 measures the rotational speed of the rotor 92 that is rotationally driven by the piezoelectric actuator 91.
The rotational speed of the rotor 92 differs from a predetermined rotational speed set in advance due to individual differences of the piezoelectric actuators 91 and variations in contact angle and pressure when the rotor 92 and the piezoelectric actuator 91 are incorporated in the timepiece 1. In this case, the operator may set the sweep direction, the sweep speed, and the frequency resolution via the control units 61 to 63 of the control circuit 60, and adjust the rotational speed of the rotor 92.

スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能の組合せによって設定される各駆動速度の一例を図５に示す。図５の例は、電子時計の日付表示機構用に圧電アクチュエータを用いた場合の例であり、電圧３Ｖ、駆動力７．５ｇ、スイープ周波数範囲に対する駆動周波数範囲が３（スイープ領域）：１（回転領域）になるように設定した場合の駆動速度である。具体的には、スイープ周波数は２４０〜３００ｋＨｚとし、回転領域は略２６０〜２８０ｋＨｚの範囲であった場合の例である。
なお、スイープ方向は、ダウン方向またはアップ方向のいずれかに設定され、スイープ速度は、１００ｋＨｚ／sec、５００ｋＨｚ／sec、１ＭＨｚ／secの３段階に切替可能に構成され、周波数分解能は１２ビット、１０ビットの２段階に切替可能に構成されている。 An example of each drive speed set by a combination of the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution is shown in FIG. The example of FIG. 5 is an example in which a piezoelectric actuator is used for the date display mechanism of an electronic timepiece, and the driving frequency range is 3 (sweep region): 1 (voltage 3 V, driving force 7.5 g, sweep frequency range: 1 ( This is the drive speed when set to be in the (rotation region). Specifically, this is an example in which the sweep frequency is 240 to 300 kHz and the rotation region is in the range of about 260 to 280 kHz.
The sweep direction is set to either the down direction or the up direction, and the sweep speed is configured to be switchable in three stages of 100 kHz / sec, 500 kHz / sec, and 1 MHz / sec, and the frequency resolution is 12 bits, 10 It is configured to be switchable in two stages of bits.

図５からも明らかなように、駆動速度の調整に影響が大きいのは、スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能の順である。
スイープ方向は、その切り替えによる速度差が大きく、この方向設定によって他のスイープ速度、周波数分解能を設定した場合の駆動速度が大きく変動する。従って、目標となる駆動速度に調整する場合、スイープ方向を最初に設定することが好ましい。 As is apparent from FIG. 5, the driving speed adjustment has a great influence in the order of the sweep direction, the sweep speed, and the frequency resolution.
The sweep direction has a large speed difference due to the switching, and the drive speed when other sweep speeds and frequency resolutions are set greatly varies depending on the direction setting. Therefore, when adjusting to the target driving speed, it is preferable to set the sweep direction first.

スイープ速度は、最も広い幅で駆動速度を変化させることができ、かつ、可変周波数発振器５３によってクロック信号の周波数を変更するだけで実現できる点で機能的に複数段階、例えば３〜６段階程度にも調整しやすいため、目標となる駆動速度に調整するための速度調整手段として最も適している。
なお、図５の例では、可変周波数発振器５３から出力するクロック信号の周波数は、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度の範囲が好ましい。通常、１スイープ時には駆動対象を駆動できない領域も存在するため、１００ｋＨｚ／sec以下とスイープ速度が低すぎると、駆動対象（被駆動体）が間欠的に動いていることが人間の目でも分かってしまう。一方、前記スイープ速度が１ＭＨｚ／sec以上と速すぎると、駆動信号の１パルスに比べてスイープ速度が速くなり、速度の変化が飽和してしまう。従って、前記１００ｋＨｚ／sec〜１ＭＨｚ／sec程度の範囲が好ましい。
このようなクロック信号の周波数の最適範囲、つまりスイープ速度の調整範囲は、圧電アクチュエータのサイズなどで設定される縦振動と屈曲振動の共振周波数に応じて設定することが好ましい。 The sweep speed can be varied in a plurality of stages, for example, about 3 to 6 stages, in that the drive speed can be changed in the widest range and can be realized only by changing the frequency of the clock signal by the variable frequency oscillator 53. Therefore, it is most suitable as a speed adjusting means for adjusting to a target driving speed.
In the example of FIG. 5, the frequency of the clock signal output from the variable frequency oscillator 53 is preferably in the range of about 100 kHz to 1 MHz. Usually, there is a region where the drive target cannot be driven during one sweep, and therefore, even if the sweep speed is too low, such as 100 kHz / sec or less, the human eye knows that the drive target (driven body) moves intermittently. End up. On the other hand, if the sweep speed is too high, such as 1 MHz / sec or more, the sweep speed becomes faster than one pulse of the drive signal, and the change in speed is saturated. Therefore, the range of about 100 kHz / sec to 1 MHz / sec is preferable.
Such an optimum range of the frequency of the clock signal, that is, the adjustment range of the sweep speed is preferably set according to the resonance frequency of the longitudinal vibration and the bending vibration set by the size of the piezoelectric actuator.

周波数分解能（ビット数）は、その切替による速度差は比較的大きいが、速度変化の段階は数段階に限られる。このビット数は、大きければ大きいほど駆動速度は向上するが、ＵＤカウンタ５４４としては１０ビット〜１２ビット程度が一般的であり、価格的にも安価である。   In the frequency resolution (number of bits), the speed difference due to the switching is relatively large, but the speed change stage is limited to several stages. The larger the number of bits, the higher the driving speed. However, the UD counter 544 is generally about 10 to 12 bits, and is inexpensive.

［３．実施形態の効果］
本実施形態によれば、次の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態の圧電アクチュエータ９１の駆動装置５０は、圧電素子９１２を駆動する駆動信号の周波数のスイープ方向、スイープ速度、周波数分解能を適宜切り替えることで圧電アクチュエータ９１の駆動速度を調整できる。このため、個々の圧電アクチュエータ９１の個体差や特性差による駆動速度のバラツキを簡単な作業で無くすことができ、駆動対象を所定速度で駆動可能な圧電アクチュエータ９１を安定して製造、供給することができる。
また、予めスイープ方向、スイープ速度、周波数分解能を適宜設定するだけで、圧電アクチュエータ９１の駆動速度を調整しておくことができるので、従来のように、圧電アクチュエータの駆動速度を検出してその都度調整するような速度調整機構を不要にでき、駆動制御が容易になり、かつコストも低減できる。 [3. Effects of the embodiment]
According to the present embodiment, the following operational effects can be achieved.
(1) The drive device 50 of the piezoelectric actuator 91 of this embodiment can adjust the drive speed of the piezoelectric actuator 91 by appropriately switching the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution of the frequency of the drive signal that drives the piezoelectric element 912. For this reason, it is possible to eliminate variations in driving speed due to individual differences and characteristic differences among the individual piezoelectric actuators 91 with a simple operation, and to stably manufacture and supply the piezoelectric actuators 91 that can drive the drive target at a predetermined speed. Can do.
In addition, since the drive speed of the piezoelectric actuator 91 can be adjusted simply by appropriately setting the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution in advance, the drive speed of the piezoelectric actuator is detected as in the prior art. A speed adjusting mechanism for adjustment can be eliminated, drive control can be facilitated, and cost can be reduced.

（２）本実施形態では、スイープ方向（２方向）、スイープ速度（３段階）、周波数分解能（２段階）の３種類のパラメータを組み合わせて設定できるようにしているので、駆動速度を１２段階に調整することができ、駆動速度を細かく調整できる。 (2) In the present embodiment, since three types of parameters of sweep direction (two directions), sweep speed (three steps), and frequency resolution (two steps) can be set in combination, the drive speed can be set to twelve steps. The driving speed can be finely adjusted.

（３）本実施形態の圧電アクチュエータの駆動装置５０は、圧電素子９１２を駆動する駆動信号を、所定周波数範囲内でスイープさせているので、この周波数範囲内で駆動する圧電素子９１２であれば確実に駆動することができる。このため、圧電素子９１２を用いた超音波モータであれば、非駆動体を確実に回転させることができる。 (3) Since the drive device 50 for the piezoelectric actuator according to the present embodiment sweeps the drive signal for driving the piezoelectric element 912 within a predetermined frequency range, the piezoelectric element 912 that is driven within this frequency range is reliable. Can be driven. For this reason, if it is an ultrasonic motor using the piezoelectric element 912, a non-driving body can be rotated reliably.

（４）また、駆動信号を所定周波数範囲で常時スイープさせているので、周囲温度、外乱、負荷の変動などで圧電素子９１２の駆動周波数がばらついても、そのバラツキに無調整で対応できる。このため、駆動装置５０に、周囲温度、外乱、負荷の変動などを検出する検出回路や、その検出データに基づいて駆動信号の周波数を調整する調整回路を設ける必要が無く、駆動装置５０の構成も簡易化できる。 (4) Further, since the drive signal is constantly swept within the predetermined frequency range, even if the drive frequency of the piezoelectric element 912 varies due to ambient temperature, disturbance, load fluctuation, etc., it is possible to cope with the variation without adjustment. For this reason, it is not necessary to provide the drive device 50 with a detection circuit for detecting ambient temperature, disturbance, load fluctuation, or the like, or an adjustment circuit for adjusting the frequency of the drive signal based on the detected data, and the configuration of the drive device 50 Can also be simplified.

（５）電圧調整回路５４を、ＵＤカウンタ５４４、Ｄ／Ａ変換器５４５を備えて構成し、スイープ速度変化を可変周波数発振器５３から出力されるクロック信号の周波数で制御できるので、速度変化の幅を広くでき、スイープ速度を複数段階に容易に調整できる。
また、周波数分解能は、ＵＤカウンタ５４４のビット数によって設定できるので、周波数分解能も容易に切り替えることができる。 (5) Since the voltage adjustment circuit 54 includes the UD counter 544 and the D / A converter 545 and the sweep speed change can be controlled by the frequency of the clock signal output from the variable frequency oscillator 53, the width of the speed change The sweep speed can be easily adjusted in multiple stages.
Further, since the frequency resolution can be set by the number of bits of the UD counter 544, the frequency resolution can be easily switched.

（６）電子時計を、圧電素子９１２を有する振動体及びこの振動体に設けられるとともに駆動対象に当接される凸部９１４を有する圧電アクチュエータ９１と、前述の構成の駆動装置５０と、圧電アクチュエータ９１によって駆動される日付表示機構９０と、を備えて構成したので、消費電力が少なく、安定した駆動制御を短時間で達成できる電子時計を提供することができる。 (6) The electronic timepiece includes a vibrating body having a piezoelectric element 912, a piezoelectric actuator 91 having a convex portion 914 provided on the vibrating body and abutting against a driving target, the driving device 50 having the above-described configuration, and a piezoelectric actuator. Therefore, it is possible to provide an electronic timepiece that consumes less power and can achieve stable drive control in a short time.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、圧電アクチュエータの個体差等による駆動速度のバラツキを予め無くすために本発明を用いていたが、被駆動体の駆動中に、その駆動速度を検出して速度調整を行うフィードバック制御時に本発明を用いてもよい。
また、例えば、可動玩具などにおいて、利用者が高速駆動と低速駆動等、駆動速度を切り替えて操作可能な場合に、その速度切替のために本発明を用いてもよい。
要するに、本発明は、目標となる駆動速度に合わせるための速度調整に限らず、利用者の操作や駆動対象の状態に応じて積極的に駆動速度を切り替える場合にも利用できる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the present invention is used to eliminate variations in driving speed due to individual differences of piezoelectric actuators in advance. However, the driving speed is detected and the speed is adjusted while the driven body is being driven. The present invention may be used during feedback control.
In addition, for example, when the user can operate by switching the driving speed such as high-speed driving and low-speed driving in a movable toy or the like, the present invention may be used for switching the speed.
In short, the present invention is not limited to speed adjustment for adjusting to a target drive speed, but can also be used when the drive speed is actively switched according to the user's operation or the state of the drive target.

また、前記実施形態では、スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能の３つのパラメータを制御していたが、これらの３つのパラメータのうちの１種類または２種類のみを制御してもよい。例えば、可動玩具で２種類の速度調整が行えばよい場合など、駆動速度の調整段階が少なくて良い場合には、１種類または２種類のパラメータのみで制御してもよい。なお、制御対象のパラメータが１または２種類のみでよい場合には、制御回路６０には、スイープ方向制御部６１、分解能制御部６２、スイープ速度制御部６３のいずれか１つ、あるいは２つのみ設ければよい。   In the above embodiment, the three parameters of the sweep direction, the sweep speed, and the frequency resolution are controlled, but only one or two of these three parameters may be controlled. For example, when there are only a few adjustment stages of the driving speed, such as when two kinds of speed adjustments may be performed with a movable toy, the control may be performed using only one or two types of parameters. When only one or two parameters are to be controlled, the control circuit 60 includes only one or two of the sweep direction control unit 61, the resolution control unit 62, and the sweep speed control unit 63. What is necessary is just to provide.

また、スイープ方向は、ダウン方向またはアップ方向の２段階しか設定できないが、他のスイープ速度や周波数分解能は、２段階以上に設定できる。従って、これらの設定数は、必要とする駆動速度の調整段階などに応じて設定すればよい。すなわち、前記実施形態では、スイープ速度は３段階に切り替えていたが、２段階に切り替えてもよいし、４段階以上に切り替えてもよい。また、周波数分解能は、２段階に切り替えていたが、３段階以上に切り替えてもよい。   In addition, although the sweep direction can be set only in two steps of the down direction or the up direction, other sweep speeds and frequency resolutions can be set in two steps or more. Therefore, the number of these settings may be set according to the necessary adjustment stage of the driving speed. That is, in the above-described embodiment, the sweep speed is switched to three stages, but may be switched to two stages, or may be switched to four or more stages. Further, although the frequency resolution has been switched to two stages, it may be switched to three or more stages.

周波数制御手段５１としては、前記ＵＤカウンタ５４４を有する電圧調整回路５４を用いたものに限らず、異なる時定数を有する複数のループフィルタを用いた電圧調整回路を有するものなどでもよく、要するに、駆動回路５５から圧電素子９１２に出力される駆動信号の周波数をスイープ可能であり、かつそのスイープ方向、スイープ速度、周波数分解能の少なくとも１つを複数段階に変更可能なものであればよい。   The frequency control means 51 is not limited to the one using the voltage adjustment circuit 54 having the UD counter 544, but may be one having a voltage adjustment circuit using a plurality of loop filters having different time constants. Any frequency can be used as long as the frequency of the drive signal output from the circuit 55 to the piezoelectric element 912 can be swept, and at least one of the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution can be changed in a plurality of stages.

さらに、本発明では、制御部内の各手段等は、各種論理素子等のハードウェアで構成されたものや、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時計や携帯機器内に設け、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、時計や携帯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、時計や携帯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。 Furthermore, in the present invention, each means in the control unit is configured by hardware such as various logic elements, a computer (CPU) (central processing unit), a memory (storage device), etc. The computer may be configured so that each means is realized by incorporating a predetermined program or data (data stored in each storage unit) into the computer.
Here, the program and data may be stored in advance in a memory such as a RAM or a ROM incorporated in a watch or a portable device. Further, for example, a predetermined control program and data may be installed in a memory in a watch or a portable device via a communication means such as the Internet or a recording medium such as a CD-ROM or a memory card. Then, each means may be realized by operating a CPU or the like with a program stored in the memory. In order to install a predetermined program or the like on a watch or portable device, a memory card or CD-ROM or the like may be directly inserted into the watch or portable device, or an external device for reading these storage media may be installed. You may connect to a watch or mobile device. Furthermore, a program or the like may be supplied and installed by communication by connecting a LAN cable, a telephone line or the like to a watch or a portable device, or may be supplied and installed by wireless.

このような記録媒体やインターネット等の通信手段で提供される制御プログラム等を時計や携帯機器に組み込めば、プログラムの変更のみで前記各発明の機能を実現できるため、工場出荷時あるいは利用者が希望する制御プログラムを選択して組み込むこともできる。この場合、プログラムの変更のみで制御形式の異なる各種の時計や携帯機器を製造できるため、部品の共通化等が図れ、バリエーション展開時の製造コストを大幅に低減できる。   If a control program or the like provided by such a recording medium or communication means such as the Internet is incorporated in a watch or a portable device, the functions of the inventions can be realized only by changing the program. A control program to be selected can be selected and incorporated. In this case, since various types of watches and portable devices having different control formats can be manufactured only by changing the program, the parts can be shared, and the manufacturing cost when developing variations can be greatly reduced.

また、本発明は、前記実施形態の電子時計に適用されるものに限らない。すなわち、本発明の圧電アクチュエータの駆動方法や、駆動装置を採用した電子機器としては、腕時計、置時計、柱時計等の電子時計に限らず、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、非接触ＩＣカード、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駆動手段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、自動車等のインパネ（instrumental panel）のメータ指針の駆動機構、圧電ブザー、プリンタのインクジェットヘッド、超音波モータ等に本発明の駆動手段を用いてもよい。   Further, the present invention is not limited to being applied to the electronic timepiece of the embodiment. That is, the method of driving the piezoelectric actuator of the present invention and the electronic device adopting the driving device are not limited to electronic timepieces such as watches, table clocks, wall clocks, etc., and the present invention can be applied to various electronic devices. It is suitable for portable electronic devices that require miniaturization. Here, examples of various electronic devices include a phone having a clock function, a mobile phone, a non-contact IC card, a personal computer, a personal digital assistant (PDA), a camera, and the like. Further, the present invention can also be applied to electronic devices such as a camera without a clock function, a digital camera, a video camera, and a mobile phone with a camera function. When applied to an electronic apparatus having these camera functions, the driving means of the present invention can be used to drive a lens focusing mechanism, a zoom mechanism, an aperture adjustment mechanism, and the like. Further, the driving mechanism of the meter pointer of a measuring instrument, the driving mechanism of a movable toy, the driving mechanism of a meter pointer of an instrument panel of an automobile, a piezoelectric buzzer, an inkjet head of a printer, an ultrasonic motor, etc. Means may be used.

また、前記実施形態では、圧電アクチュエータを電子時計１の日付表示機構の駆動に用いていたが、これに限らず、電子時計１の時刻表示針（指針）の駆動に用いてもよい。このようにすれば、通常、指針を駆動するステッピングモータを圧電アクチュエータに置き換えることで、電子時計１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。   In the above embodiment, the piezoelectric actuator is used for driving the date display mechanism of the electronic timepiece 1, but the present invention is not limited to this, and may be used for driving the time display hand (pointer) of the electronic timepiece 1. In this way, the electronic timepiece 1 can be made thinner by replacing the stepping motor that drives the hands with a piezoelectric actuator, and the piezoelectric actuator is less susceptible to magnetism than the stepping motor. In addition, it is possible to achieve high magnetization resistance of the electronic timepiece.

本発明の実施形態に係る電子時計における日付表示機構の主要部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the principal part of the date display mechanism in the electronic timepiece which concerns on embodiment of this invention. 前記電子時計で用いられる圧電アクチュエータを示す平面図である。It is a top view which shows the piezoelectric actuator used with the said electronic timepiece. 圧電アクチュエータの駆動装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the drive device of a piezoelectric actuator. 周波数制御手段の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a frequency control means. スイープ方向、スイープ速度、周波数分解能と駆動速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between sweep direction, sweep speed, frequency resolution, and drive speed.

符号の説明Explanation of symbols

１…電子時計、５０…駆動装置、５１…周波数制御手段、５３…可変周波数発振器、５４…電圧調整回路、５５…駆動回路、５６…可変周波数発振器、６０…制御回路、６１…スイープ方向制御部、６２…分解能制御部、６３…スイープ速度制御部、９０…日付表示機構、９１…圧電アクチュエータ、９２…ロータ、９３…日車、５４４…ＵＤカウンタ、５４５…Ｄ／Ａ変換器、９１１…補強板、９１２…圧電素子、９１２Ａ…駆動電極、９１２Ｂ…検出電極、９１４…凸部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic timepiece, 50 ... Drive apparatus, 51 ... Frequency control means, 53 ... Variable frequency oscillator, 54 ... Voltage adjustment circuit, 55 ... Drive circuit, 56 ... Variable frequency oscillator, 60 ... Control circuit, 61 ... Sweep direction control part , 62 ... Resolution controller, 63 ... Sweep speed controller, 90 ... Date display mechanism, 91 ... Piezoelectric actuator, 92 ... Rotor, 93 ... Date indicator, 544 ... UD counter, 545 ... D / A converter, 911 ... Reinforcement Plate, 912 ... Piezoelectric element, 912A ... Drive electrode, 912B ... Detection electrode, 914 ... Projection.

Claims (3)

所定の周波数の駆動信号が圧電素子に与えられることで振動する振動体と、この振動体に設けられるとともに駆動対象に当接される当接部とを備えた圧電アクチュエータの駆動速度調整方法であって、
前記圧電素子へ供給する駆動信号の周波数を所定範囲でスイープさせるとともに、
最初に前記周波数のスイープ方向を設定し、次に前記周波数のスイープ速度を設定し、最後に前記周波数の分解能を設定して圧電アクチュエータの駆動速度を調整し、
前記周波数のスイープ方向はアップ方向またはダウン方向に切替可能とされ、
前記周波数のスイープ速度は高速度または低速度の少なくとも２段階に切替可能とされ、
前記周波数の周波数分解能は高分解能または低分解能の少なくとも２段階に切替可能とされ、
前記周波数のスイープ方向の設定は、前記スイープ速度を低速度、分解能を高分解能に設定した状態で、前記周波数のスイープ方向を切り替えて圧電アクチュエータを駆動し、圧電アクチュエータの目標速度が前記スイープ方向をダウン方向に設定した場合の駆動速度以下であり、かつスイープ方向をアップ方向に設定した場合の駆動速度よりも速い場合には、スイープ方向をダウン方向に設定し、圧電アクチュエータの目標速度が前記スイープ方向をアップ方向に設定した場合の駆動速度以下の場合には、スイープ方向をアップ方向に設定することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動速度調整方法。 This is a method for adjusting the driving speed of a piezoelectric actuator comprising a vibrating body that vibrates when a drive signal having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element, and a contact portion that is provided on the vibrating body and contacts a drive target. And
While sweeping the frequency of the drive signal supplied to the piezoelectric element within a predetermined range,
First set the frequency sweep direction, then set the frequency sweep speed, and finally set the frequency resolution to adjust the driving speed of the piezoelectric actuator,
The frequency sweep direction can be switched to an up direction or a down direction,
The frequency sweep speed can be switched between at least two stages of high speed and low speed,
The frequency resolution of the frequency can be switched to at least two stages of high resolution or low resolution,
The frequency sweep direction is set with the sweep speed set to low speed and the resolution set to high resolution to switch the frequency sweep direction to drive the piezoelectric actuator, and the target speed of the piezoelectric actuator is set to the sweep direction. If the driving speed is lower than the driving speed when set to the down direction and faster than the driving speed when the sweep direction is set to the up direction, the sweep direction is set to the down direction and the target speed of the piezoelectric actuator is set to the sweep speed. A method for adjusting a driving speed of a piezoelectric actuator, wherein the sweep direction is set to an up direction when the driving speed is equal to or less than the driving speed when the direction is set to an up direction. 所定の周波数の駆動信号が圧電素子に与えられることで振動する振動体と、この振動体に設けられるとともに駆動対象に当接される当接部とを備えた圧電アクチュエータにおける前記圧電素子へ駆動信号を供給する圧電アクチュエータの駆動装置であって、
前記圧電素子へ供給する駆動信号の周波数を所定範囲でスイープさせるとともに、前記駆動信号の周波数のスイープ方向、スイープ速度および周波数分解能の少なくとも１つを制御して圧電アクチュエータの駆動速度を調整する周波数制御手段を備え、
前記周波数制御手段は、クロック信号を出力するとともに前記クロック信号の周波数を可変可能な第１の可変周波数発振器と、電圧調整回路と、前記電圧調整回路から出力される電圧によって出力信号の周波数を可変可能な第２の可変周波数発振器と、制御回路とを備え、
前記電圧調整回路は、前記第１の可変周波数発振器から出力されるクロック信号が入力されるアップダウンカウンタと、このアップダウンカウンタのカウンタ値に基づいて出力電圧の電圧値を設定するデジタル／アナログ変換器とを備え、
前記制御回路は、前記クロック信号の入力をアップダウンカウンタのアップ入力またはダウン入力に切り替えて前記駆動信号の周波数のスイープ方向を選択するスイープ方向制御部と、前記第１の可変周波数発振器から出力されるクロック信号の周波数を変更して前記駆動信号の周波数のスイープ速度を制御するスイープ速度制御部と、前記アップダウンカウンタのビット数を設定して前記駆動信号の周波数分解能を制御する周波数分解能制御部とを備えることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 A drive signal to the piezoelectric element in a piezoelectric actuator including a vibrating body that vibrates when a driving signal having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element, and a contact portion that is provided on the vibrating body and is in contact with a driving target. A piezoelectric actuator drive device for supplying
Frequency control for adjusting the drive speed of the piezoelectric actuator by sweeping the frequency of the drive signal supplied to the piezoelectric element within a predetermined range and controlling at least one of the sweep direction, sweep speed, and frequency resolution of the frequency of the drive signal With means,
The frequency control means outputs a clock signal and can change the frequency of the output signal by a first variable frequency oscillator capable of changing the frequency of the clock signal, a voltage adjustment circuit, and a voltage output from the voltage adjustment circuit. A possible second variable frequency oscillator and a control circuit;
The voltage adjustment circuit includes an up / down counter to which a clock signal output from the first variable frequency oscillator is input, and digital / analog conversion that sets a voltage value of an output voltage based on a counter value of the up / down counter Equipped with
The control circuit outputs the clock signal input from the first variable frequency oscillator, and a sweep direction control unit that selects a sweep direction of the frequency of the drive signal by switching an input of the up / down counter to an up input or a down input. A sweep speed controller that controls the frequency of the drive signal by changing the frequency of the clock signal to be controlled, and a frequency resolution controller that controls the frequency resolution of the drive signal by setting the number of bits of the up / down counter A drive device for a piezoelectric actuator, comprising: 所定の周波数の駆動信号が圧電素子に与えられることで振動する振動体及びこの振動体に設けられるとともに駆動対象に当接される当接部を有する圧電アクチュエータと、請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動装置と、を備えたことを特徴とする電子機器。   3. A piezoelectric actuator having a vibrating body that vibrates when a driving signal having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element, a piezoelectric actuator that is provided on the vibrating body and that comes into contact with a driving target, and the piezoelectric actuator according to claim 2. An electronic device comprising:

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