JPH0556667A - 圧電アクチユエータの駆動方法およびその装置 - Google Patents
圧電アクチユエータの駆動方法およびその装置Info
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- JPH0556667A JPH0556667A JP3211209A JP21120991A JPH0556667A JP H0556667 A JPH0556667 A JP H0556667A JP 3211209 A JP3211209 A JP 3211209A JP 21120991 A JP21120991 A JP 21120991A JP H0556667 A JPH0556667 A JP H0556667A
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- piezoelectric actuator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オープンループ制御による直線性のよい変位
を得ることができ、ヒステリシスの影響を受けず、駆動
回路を小型化、高効率化することができ、ＤＡコンバー
タを不要とする圧電アクチュエータの駆動方法およびそ
の装置を提供する。 【構成】 入力制御信号をＡＤ変換器１０によりデジタ
ル信号に変換し、そのデジタル信号により、デジタル圧
電素子の圧電層２を駆動するものである。デジタル圧電
素子は、デジタル信号により駆動されるため、ヒステリ
シスに伴う変位誤差がない。圧電素子は、符号化された
デジタル信号により駆動されるように、グループ化され
て構成されている。
を得ることができ、ヒステリシスの影響を受けず、駆動
回路を小型化、高効率化することができ、ＤＡコンバー
タを不要とする圧電アクチュエータの駆動方法およびそ
の装置を提供する。 【構成】 入力制御信号をＡＤ変換器１０によりデジタ
ル信号に変換し、そのデジタル信号により、デジタル圧
電素子の圧電層２を駆動するものである。デジタル圧電
素子は、デジタル信号により駆動されるため、ヒステリ
シスに伴う変位誤差がない。圧電素子は、符号化された
デジタル信号により駆動されるように、グループ化され
て構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度の位置決め、ア
ラインメント出しを要する走査型トンネル顕微鏡、加工
制御等の駆動装置に使用され、ピコメータオーダからミ
クロンオーダの変位を与えることができる圧電アクチュ
エータの駆動方法およびその装置に関する。
ラインメント出しを要する走査型トンネル顕微鏡、加工
制御等の駆動装置に使用され、ピコメータオーダからミ
クロンオーダの変位を与えることができる圧電アクチュ
エータの駆動方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電アクチュエータは、圧電素子の両端
に電圧を加えると、圧電素子が圧電方向に印加電圧の大
きさに応じて伸長する圧電効果を利用したものである。
比較的低電圧でピコメータオーダからミクロンオーダの
変位を与えることができ、装置として小型軽量であり、
応答速度が速い、発熱しない、消費電力が少ない、他へ
の磁気的影響がない等の利点を有しているため、半導体
製造装置におけるマスクの位置合わせ、レーザビームの
偏向装置、走査型トンネル顕微鏡、加工制御等の高精度
の位置決め、アラインメント出しに用いる駆動装置に使
用されている。
に電圧を加えると、圧電素子が圧電方向に印加電圧の大
きさに応じて伸長する圧電効果を利用したものである。
比較的低電圧でピコメータオーダからミクロンオーダの
変位を与えることができ、装置として小型軽量であり、
応答速度が速い、発熱しない、消費電力が少ない、他へ
の磁気的影響がない等の利点を有しているため、半導体
製造装置におけるマスクの位置合わせ、レーザビームの
偏向装置、走査型トンネル顕微鏡、加工制御等の高精度
の位置決め、アラインメント出しに用いる駆動装置に使
用されている。
【０００３】圧電アクチュエータには、電界誘起歪みの
縦および横効果を利用する単純型素子と、強誘電体自身
の誘起歪みと他の弾性材料とを組み合わせて変位量を空
間的、時間的に拡大する複合型素子がある。単純型素子
には、単板素子と積層素子がある。図１８は従来の積層
圧電アクチュエータの構造を示す図であり、積層圧電ア
クチュエータ１００は、圧電セラミック１０２と内部電
極１０４を交互に重ね合わせて構成される。この積層圧
電アクチュエータ１００にドライバ１０６を介して入力
電圧を印加すると、積層圧電アクチュエータ１００は矢
印Ａ、Ａの方向に伸長する。
縦および横効果を利用する単純型素子と、強誘電体自身
の誘起歪みと他の弾性材料とを組み合わせて変位量を空
間的、時間的に拡大する複合型素子がある。単純型素子
には、単板素子と積層素子がある。図１８は従来の積層
圧電アクチュエータの構造を示す図であり、積層圧電ア
クチュエータ１００は、圧電セラミック１０２と内部電
極１０４を交互に重ね合わせて構成される。この積層圧
電アクチュエータ１００にドライバ１０６を介して入力
電圧を印加すると、積層圧電アクチュエータ１００は矢
印Ａ、Ａの方向に伸長する。
【０００４】図１９は図１８に示す積層圧電アクチュエ
ータに加える電圧Ｖと積層圧電アクチュエータの変位量
との関係を示したものである。図に示すように、電圧Ｖ
を高めていくと変位量は曲線Ｂに沿って増加し点Ｐに至
る。点Ｐより逆に電圧Ｖを減少させていくと、変位量は
曲線Ｂとは異なる曲線Ｃに沿って減少する。図２０は従
来の積層圧電アクチュエータのコンピュータによる制御
方法を示す図である。コンピュータ１０８の制御信号
は、デジタル信号であるためＤＡコンバータ１１０によ
りアナログ信号に変換され、電圧出力リニアアンプ１１
２に入力される。電圧出力リニアアンプ１１２におい
て、電源の電圧をデジタル信号に応じた電圧値に変換
し、積層圧電アクチュエータ１００に入力する。したが
って、積層圧電アクチュエータ１００は、アナログ電圧
信号により駆動されることになる。
ータに加える電圧Ｖと積層圧電アクチュエータの変位量
との関係を示したものである。図に示すように、電圧Ｖ
を高めていくと変位量は曲線Ｂに沿って増加し点Ｐに至
る。点Ｐより逆に電圧Ｖを減少させていくと、変位量は
曲線Ｂとは異なる曲線Ｃに沿って減少する。図２０は従
来の積層圧電アクチュエータのコンピュータによる制御
方法を示す図である。コンピュータ１０８の制御信号
は、デジタル信号であるためＤＡコンバータ１１０によ
りアナログ信号に変換され、電圧出力リニアアンプ１１
２に入力される。電圧出力リニアアンプ１１２におい
て、電源の電圧をデジタル信号に応じた電圧値に変換
し、積層圧電アクチュエータ１００に入力する。したが
って、積層圧電アクチュエータ１００は、アナログ電圧
信号により駆動されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の積層圧電アクチ
ュエータは、上記のようにアナログ信号により駆動され
るので、（１）微小な変位の制御が必要な場合には、可
変電圧源の電圧の微妙な設定が必要であり、設定精度の
高い可変電圧源が要求される。（２）単素子型と比較し
て、大きな駆動電流を必要とし駆動アンプへの負荷が大
きい。
ュエータは、上記のようにアナログ信号により駆動され
るので、（１）微小な変位の制御が必要な場合には、可
変電圧源の電圧の微妙な設定が必要であり、設定精度の
高い可変電圧源が要求される。（２）単素子型と比較し
て、大きな駆動電流を必要とし駆動アンプへの負荷が大
きい。
【０００６】また、上記のようなヒステリシスを有して
駆動されるので、（３）コンピュータでの制御にはＤＡ
コンバータによりアナログ変換した出力が必要である。
（４）変位の履歴に応じて同じ電圧であっても変位量が
異なり、電圧を増減させると、同じ印加電圧に対して電
圧増加時と電圧減少時で変位量が異なるという問題があ
った。
駆動されるので、（３）コンピュータでの制御にはＤＡ
コンバータによりアナログ変換した出力が必要である。
（４）変位の履歴に応じて同じ電圧であっても変位量が
異なり、電圧を増減させると、同じ印加電圧に対して電
圧増加時と電圧減少時で変位量が異なるという問題があ
った。
【０００７】この積層圧電アクチュエータのヒステリシ
スにより生じる問題点を解決するために、従来、各種の
手段がとられていた。従来の積層圧電アクチュエータの
ヒステリシスにより生じる問題点を解決するための手段
としては、（ｉ）オープンループ制御として、（ａ）T.
Ota,T.Uchikawa and T.Mizutani:Jpn.J.Appl.Phys.24,S
uppl.3,193 (1985).に示されるように、油圧サーボ弁に
おいて、バイモルフ・フラッパを矩形波でステップ的に
位置制御させて、パルス幅変調度に比例した位置に平均
的にフラッパがあるようなノズル背圧特性を得るように
制御するパルス幅変調方式や、（ｂ）C.V.Newcom and
I.Flinn:Electron Lett 18,442(1982) に示されるよう
に、圧電体の変位量とその圧電体への投入電荷量との間
にはヒステリシスが殆ど無いことを利用して電圧制御に
代えて電流制御を行う分極値制御法や、（ｃ）H.Kaizuk
a and B.Siu, Jpn. Appl.Phys. 27,L773 (1988)、およ
び特開平１−２０２１７８号公報に示されるように、圧
電アクチュエータにコンデンサを直列に挿入する方法が
知られている。また、（ii）クローズドループ制御があ
り、これは電圧によって誘起される歪み自身あるいは歪
みによって変化する状態量を検知して、その値と設定値
とを比較し、その偏差に比例した電圧をフィードバック
してアクチュエータに印加するものである。
スにより生じる問題点を解決するために、従来、各種の
手段がとられていた。従来の積層圧電アクチュエータの
ヒステリシスにより生じる問題点を解決するための手段
としては、（ｉ）オープンループ制御として、（ａ）T.
Ota,T.Uchikawa and T.Mizutani:Jpn.J.Appl.Phys.24,S
uppl.3,193 (1985).に示されるように、油圧サーボ弁に
おいて、バイモルフ・フラッパを矩形波でステップ的に
位置制御させて、パルス幅変調度に比例した位置に平均
的にフラッパがあるようなノズル背圧特性を得るように
制御するパルス幅変調方式や、（ｂ）C.V.Newcom and
I.Flinn:Electron Lett 18,442(1982) に示されるよう
に、圧電体の変位量とその圧電体への投入電荷量との間
にはヒステリシスが殆ど無いことを利用して電圧制御に
代えて電流制御を行う分極値制御法や、（ｃ）H.Kaizuk
a and B.Siu, Jpn. Appl.Phys. 27,L773 (1988)、およ
び特開平１−２０２１７８号公報に示されるように、圧
電アクチュエータにコンデンサを直列に挿入する方法が
知られている。また、（ii）クローズドループ制御があ
り、これは電圧によって誘起される歪み自身あるいは歪
みによって変化する状態量を検知して、その値と設定値
とを比較し、その偏差に比例した電圧をフィードバック
してアクチュエータに印加するものである。
【０００８】上記の制御方法においては、幾つかの問題
点を有している。上記（ａ）のパルス幅変調方式におい
ては、バイモルフ・フラッパが搬送波により常にステッ
プ変位する問題があり、また、大きなヒステリシスを伴
った駆動であるため、素子が発熱する問題がある。上記
（ｂ）の分極値制御法においては、準静的駆動時には、
投入電荷のアクチュエータ内部を通しての漏電によっ
て、安定した制御ができないという問題がある。
点を有している。上記（ａ）のパルス幅変調方式におい
ては、バイモルフ・フラッパが搬送波により常にステッ
プ変位する問題があり、また、大きなヒステリシスを伴
った駆動であるため、素子が発熱する問題がある。上記
（ｂ）の分極値制御法においては、準静的駆動時には、
投入電荷のアクチュエータ内部を通しての漏電によっ
て、安定した制御ができないという問題がある。
【０００９】上記（ｃ）のコンデンサを直列に挿入する
方法においては、コンデンサを圧電アクチュエータに挿
入することによる圧電アクチュエータ回路の感度の低下
と、ヒステリシスの低減との関係が不明である。また、
クローズドループ制御においては、制御回路が複雑で高
価となる欠点がある。
方法においては、コンデンサを圧電アクチュエータに挿
入することによる圧電アクチュエータ回路の感度の低下
と、ヒステリシスの低減との関係が不明である。また、
クローズドループ制御においては、制御回路が複雑で高
価となる欠点がある。
【００１０】本発明の目的は、上記の積層圧電アクチュ
エータのヒステリシスにより生じる問題点を除去し、オ
ープンループ制御による直線性のよい変位を得ることが
でき、ヒステリシスの影響を受けず、駆動回路を小型
化、高効率化することができ、ＤＡコンバータを不要と
する圧電アクチュエータの駆動方法およびその装置を提
供することにある。
エータのヒステリシスにより生じる問題点を除去し、オ
ープンループ制御による直線性のよい変位を得ることが
でき、ヒステリシスの影響を受けず、駆動回路を小型
化、高効率化することができ、ＤＡコンバータを不要と
する圧電アクチュエータの駆動方法およびその装置を提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、圧電アクチュエータの駆動方法におい
て、入力制御信号をＡＤ変換器によりデジタル信号に変
換し、そのデジタル信号により、圧電素子を駆動するも
のである。圧電素子は、デジタル信号により駆動される
ため、ヒステリシスに伴う変位誤差を有していない。圧
電素子は、符号化されたデジタル信号により駆動される
ように、グループ化されて構成されている。更に、最小
変位量単位の微小な変位を行う手段が設けられる。
成するために、圧電アクチュエータの駆動方法におい
て、入力制御信号をＡＤ変換器によりデジタル信号に変
換し、そのデジタル信号により、圧電素子を駆動するも
のである。圧電素子は、デジタル信号により駆動される
ため、ヒステリシスに伴う変位誤差を有していない。圧
電素子は、符号化されたデジタル信号により駆動される
ように、グループ化されて構成されている。更に、最小
変位量単位の微小な変位を行う手段が設けられる。
【００１２】
【作用】本発明によれば、入力制御信号はＡＤ変換器に
より重みを有したデジタル信号に変換され符号化され
る。そのデジタル信号は、グループ化された圧電素子に
入力される。圧電素子は、デジタル信号に応じてａ，２
ａ，４ａ，．．．２n-1 ａの変位が行なわれる。グルー
プ化された圧電素子の選択を行うことにより、アクチュ
エータの総変位量をａ，２ａ，３ａ，．．．（２n −
１）ａとすることができる。
より重みを有したデジタル信号に変換され符号化され
る。そのデジタル信号は、グループ化された圧電素子に
入力される。圧電素子は、デジタル信号に応じてａ，２
ａ，４ａ，．．．２n-1 ａの変位が行なわれる。グルー
プ化された圧電素子の選択を行うことにより、アクチュ
エータの総変位量をａ，２ａ，３ａ，．．．（２n −
１）ａとすることができる。
【００１３】また、グループ化された圧電素子のうち、
最小変位の単位を構成する圧電素子は、アナログ信号あ
るいはさらに細かく量子化されたデジタル信号により、
微小変位が行えるように他の圧電素子とは別個に駆動さ
れる。
最小変位の単位を構成する圧電素子は、アナログ信号あ
るいはさらに細かく量子化されたデジタル信号により、
微小変位が行えるように他の圧電素子とは別個に駆動さ
れる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。まず、本発明の第１の実施例を図１を
用いて説明する。図１は、この発明のデジタル圧電アク
チュエータのデジタル駆動の制御方法の概略を示したも
のである。圧電アクチュエータのデジタル圧電素子１
は、コンピュータ８からの制御信号により駆動される。
コンピュータ８からの制御信号は、スイッチ１２を制御
して圧電素子１に印加する電圧値を定める。圧電素子１
に印加される電圧値は、デジタル値であり、コンピュー
タ８からの制御信号がＡＤ変換されることなく、そのま
まデジタル信号の形で利用される。印加される電圧は、
電源１４から供給される。
詳細に説明する。まず、本発明の第１の実施例を図１を
用いて説明する。図１は、この発明のデジタル圧電アク
チュエータのデジタル駆動の制御方法の概略を示したも
のである。圧電アクチュエータのデジタル圧電素子１
は、コンピュータ８からの制御信号により駆動される。
コンピュータ８からの制御信号は、スイッチ１２を制御
して圧電素子１に印加する電圧値を定める。圧電素子１
に印加される電圧値は、デジタル値であり、コンピュー
タ８からの制御信号がＡＤ変換されることなく、そのま
まデジタル信号の形で利用される。印加される電圧は、
電源１４から供給される。
【００１５】図２は本発明のデジタル圧電アクチュエー
タの圧電素子の構造の概念図である。デジタル圧電アク
チュエータの圧電素子の構造は、一見、図１８に示した
従来の積層型アクチュエータの構造に似ているが、電界
が印加される各圧電層２は、１層，２層，４層，・・・
２n-1 層と、２のべき乗ごとにグルーピングされて配線
される。圧電層２の左端の符号２1 で示される圧電層
は、１個の圧電層からなり、ドライバ６1 および共通端
子と接続されている。
タの圧電素子の構造の概念図である。デジタル圧電アク
チュエータの圧電素子の構造は、一見、図１８に示した
従来の積層型アクチュエータの構造に似ているが、電界
が印加される各圧電層２は、１層，２層，４層，・・・
２n-1 層と、２のべき乗ごとにグルーピングされて配線
される。圧電層２の左端の符号２1 で示される圧電層
は、１個の圧電層からなり、ドライバ６1 および共通端
子と接続されている。
【００１６】次に、圧電層２の左から２番、３番目の符
号２2 で示される圧電層は、２個の圧電層を併設してな
り、ドライバ６2 および共通端子と接続されている。さ
らに、圧電層２の左から４番〜７番目で符号２3 で示さ
れる圧電層は、４個の圧電層を併設してなり、ドライバ
６3および共通端子と接続されている。ドライバ６1 、
ドライバ６2 、ドライバ６3 は、入力信号をＡＤ変換し
て符号化した信号により駆動されるものであり、ドライ
バ６1 は、２進数の２0 に対応するＬＳＢの信号を出力
し、ドライバ６2 は、２進数の２1 に対応するの信号を
出力し、ドライバ６3 は、２進数の２2 に対応するＭＳ
Ｂの信号を出力する。
号２2 で示される圧電層は、２個の圧電層を併設してな
り、ドライバ６2 および共通端子と接続されている。さ
らに、圧電層２の左から４番〜７番目で符号２3 で示さ
れる圧電層は、４個の圧電層を併設してなり、ドライバ
６3および共通端子と接続されている。ドライバ６1 、
ドライバ６2 、ドライバ６3 は、入力信号をＡＤ変換し
て符号化した信号により駆動されるものであり、ドライ
バ６1 は、２進数の２0 に対応するＬＳＢの信号を出力
し、ドライバ６2 は、２進数の２1 に対応するの信号を
出力し、ドライバ６3 は、２進数の２2 に対応するＭＳ
Ｂの信号を出力する。
【００１７】図２においては、２進数の２2 に対応する
ものまでしか示されていないが、さらに数を増やすこと
ができるのはいうまでもない。ドライバ６より出力され
る駆動信号は、図１９で示される点Ｏと点Ｐに対応する
ものであり、駆動電圧としては電圧０とＶ、その電圧に
より伸長する圧電層の変位としては０とａで与えられ
る。
ものまでしか示されていないが、さらに数を増やすこと
ができるのはいうまでもない。ドライバ６より出力され
る駆動信号は、図１９で示される点Ｏと点Ｐに対応する
ものであり、駆動電圧としては電圧０とＶ、その電圧に
より伸長する圧電層の変位としては０とａで与えられ
る。
【００１８】図より理解されるように、この駆動の方法
では圧電アクチュエータのヒステリシスの部分を避け
て、駆動電圧の電圧値と変位量との関係は一対一の部分
を使用しているので、ヒステリシスの影響を除くことが
できる。また、駆動電圧の電圧値と変位量との関係が、
図３のように電圧を０に戻したときに変位が０に戻らず
にある変位量ｄを有する点Ｑとなる場合においても、駆
動電圧０，Ｖに対して、その電圧により伸長する圧電層
の変位をｄとａが与えられるとして、圧電層の変位量を
ａ−ｄと考えることができる。
では圧電アクチュエータのヒステリシスの部分を避け
て、駆動電圧の電圧値と変位量との関係は一対一の部分
を使用しているので、ヒステリシスの影響を除くことが
できる。また、駆動電圧の電圧値と変位量との関係が、
図３のように電圧を０に戻したときに変位が０に戻らず
にある変位量ｄを有する点Ｑとなる場合においても、駆
動電圧０，Ｖに対して、その電圧により伸長する圧電層
の変位をｄとａが与えられるとして、圧電層の変位量を
ａ−ｄと考えることができる。
【００１９】再び、図２において、ドライバ６より出力
されるデジタル化された駆動電圧により、ある一定の電
圧を印加したときの１層分の伸びを一定値ａとすると、
どのグループに電圧を印加するかを選択することによっ
て、アクチュエータの総変位量を、ａ，２ａ，３ａ，・
・・，（２n −１）ａとすることが可能である。次に、
本発明の第２の実施例を図４を用いて説明する。
されるデジタル化された駆動電圧により、ある一定の電
圧を印加したときの１層分の伸びを一定値ａとすると、
どのグループに電圧を印加するかを選択することによっ
て、アクチュエータの総変位量を、ａ，２ａ，３ａ，・
・・，（２n −１）ａとすることが可能である。次に、
本発明の第２の実施例を図４を用いて説明する。
【００２０】図４において、２個の圧電層２と、ドライ
バ６からの１本の駆動用配線４1 と、２本の共通接地線
４2 とにより１単位を構成し、その単位を複数個併設し
て圧電アクチュエータを構成する。ドライバ６から駆動
用配線４1 を介して電圧を印加すると、構成単位中の２
個の圧電層２が伸長する。第１の実施例と同様に、ある
一定の電圧を印加したときの１層分の伸びを一定値ａと
すると、２ａの変位量となる。アクチュエータの総変位
量は、活性化された構成単位の個数ｎに依存し、変位量
２ａの和により得られる。
バ６からの１本の駆動用配線４1 と、２本の共通接地線
４2 とにより１単位を構成し、その単位を複数個併設し
て圧電アクチュエータを構成する。ドライバ６から駆動
用配線４1 を介して電圧を印加すると、構成単位中の２
個の圧電層２が伸長する。第１の実施例と同様に、ある
一定の電圧を印加したときの１層分の伸びを一定値ａと
すると、２ａの変位量となる。アクチュエータの総変位
量は、活性化された構成単位の個数ｎに依存し、変位量
２ａの和により得られる。
【００２１】入力信号は、ＡＤ変換回路１０によりデジ
タル信号に変換され、選択回路９に入力される。選択回
路９は、どのドライバ６を駆動するかを選択するもの
で、選択されたドライバ６により圧電層２を駆動する。
どのドライバ６を駆動するかの組み合わせは、選択回路
９内のメモリに記憶されている。次に、本発明の第３の
実施例を図５を用いて説明する。
タル信号に変換され、選択回路９に入力される。選択回
路９は、どのドライバ６を駆動するかを選択するもの
で、選択されたドライバ６により圧電層２を駆動する。
どのドライバ６を駆動するかの組み合わせは、選択回路
９内のメモリに記憶されている。次に、本発明の第３の
実施例を図５を用いて説明する。
【００２２】第３の実施例は、図２に示した第１の実施
例のうち最小変位量を変位させるためのドライバ６1 に
より駆動される圧電層２1 を、アナログ信号によりさら
に微小に駆動するものである。このため、入力信号の一
部は、第１の実施例と同様にＡＤ変換回路によりデジタ
ル信号に変換されてドライバ６2 、ドライバ６3 に送ら
れ、それぞれ２進数の２1 に対応する信号、および２進
数の２2 に対応するＭＳＢの信号を圧電層２2 、圧電層
２3 に供給する。
例のうち最小変位量を変位させるためのドライバ６1 に
より駆動される圧電層２1 を、アナログ信号によりさら
に微小に駆動するものである。このため、入力信号の一
部は、第１の実施例と同様にＡＤ変換回路によりデジタ
ル信号に変換されてドライバ６2 、ドライバ６3 に送ら
れ、それぞれ２進数の２1 に対応する信号、および２進
数の２2 に対応するＭＳＢの信号を圧電層２2 、圧電層
２3 に供給する。
【００２３】一方、入力信号の一部は、波高弁別器７に
入力され、図１９の電圧０〜Ｖに対応する電圧のアナロ
グ信号を弁別する。この信号は、最小変位量を形成する
圧電層２1 をアナログ量により駆動するものである。第
１の実施例においては、この最小変位量は、変位量０か
変位量ａのデジタル値である。この変位量の関係を図６
において説明する。ドライバ６2 、ドライバ６3 からの
信号はデジタル信号であり、図の横軸で６2 、６3 で表
されるデジタル信号に対して変位量は、それぞれ２ａ、
４ａとなる。この場合は、ヒステリシスの影響はない。
一方、ドライバ６1 からの信号はアナログ信号であり、
図に示すようにヒステリシスを有している。しかしなが
ら、この部分でのヒステリシスによる変位量の誤差量
は、変位量そのものが他のドライバ６2 、ドライバ６3
による変位量と比較して小さいく、ヒステリシス量自体
も小さいので、小量であり、アクチュエータの使用目的
によって十分小さなものとすることができる。
入力され、図１９の電圧０〜Ｖに対応する電圧のアナロ
グ信号を弁別する。この信号は、最小変位量を形成する
圧電層２1 をアナログ量により駆動するものである。第
１の実施例においては、この最小変位量は、変位量０か
変位量ａのデジタル値である。この変位量の関係を図６
において説明する。ドライバ６2 、ドライバ６3 からの
信号はデジタル信号であり、図の横軸で６2 、６3 で表
されるデジタル信号に対して変位量は、それぞれ２ａ、
４ａとなる。この場合は、ヒステリシスの影響はない。
一方、ドライバ６1 からの信号はアナログ信号であり、
図に示すようにヒステリシスを有している。しかしなが
ら、この部分でのヒステリシスによる変位量の誤差量
は、変位量そのものが他のドライバ６2 、ドライバ６3
による変位量と比較して小さいく、ヒステリシス量自体
も小さいので、小量であり、アクチュエータの使用目的
によって十分小さなものとすることができる。
【００２４】次に、本発明の第４の実施例を図７を用い
て説明する。第４の実施例は、第３の実施例において、
最小変位量を変位させるためのドライバ６1 により駆動
される圧電層２1 を、アナログ信号ではなくデジタル信
号により、微小に駆動するものである。入力信号は、一
方は第１、３の実施例と同様にＡＤ変換回路１０1 によ
りデジタル信号に変換されてドライバ６2 、ドライバ６
3 に送られ、それぞれ２進数の２1 に対応する信号、お
よび２進数の２2 に対応するＭＳＢの信号を圧電層
２2 、圧電層２3 に供給される。一方、入力信号の一部
は、波高弁別器７に入力され、図１９の電圧０〜Ｖに対
応する電圧のアナログ信号および図６の横軸６1 、変位
量ａに対応するアナログ信号を弁別する。このアナログ
信号は、微小変位を駆動させるためのものである。この
信号は、さらにＡＤ変換回路１０2 により、デジタル信
号に変換されてドライバ６1 に供給される。
て説明する。第４の実施例は、第３の実施例において、
最小変位量を変位させるためのドライバ６1 により駆動
される圧電層２1 を、アナログ信号ではなくデジタル信
号により、微小に駆動するものである。入力信号は、一
方は第１、３の実施例と同様にＡＤ変換回路１０1 によ
りデジタル信号に変換されてドライバ６2 、ドライバ６
3 に送られ、それぞれ２進数の２1 に対応する信号、お
よび２進数の２2 に対応するＭＳＢの信号を圧電層
２2 、圧電層２3 に供給される。一方、入力信号の一部
は、波高弁別器７に入力され、図１９の電圧０〜Ｖに対
応する電圧のアナログ信号および図６の横軸６1 、変位
量ａに対応するアナログ信号を弁別する。このアナログ
信号は、微小変位を駆動させるためのものである。この
信号は、さらにＡＤ変換回路１０2 により、デジタル信
号に変換されてドライバ６1 に供給される。
【００２５】図８にこの様子を示す。横軸６1 、変位量
ａに対応するアナログ信号は、ｎ分割され、入力信号が
1/n,2/n,・・・(n-1)/n に対して、変位量はそれぞれa/
n,2a/n, ・・・(n-1)a/nが得られる。この実施例の場合
も、第３の実施例と同様にヒステリシスの影響がある
が、この部分でのヒステリシスによる変位量の誤差量
は、変位量そのものが他のドライバ６2 、ドライバ６3
による変位量、および第３の実施例のアナログ制御の部
分と比較して小さく、ヒステリシス量自体も小さいの
で、小量であり、アクチュエータの使用目的によって十
分小さなものとすることができる。
ａに対応するアナログ信号は、ｎ分割され、入力信号が
1/n,2/n,・・・(n-1)/n に対して、変位量はそれぞれa/
n,2a/n, ・・・(n-1)a/nが得られる。この実施例の場合
も、第３の実施例と同様にヒステリシスの影響がある
が、この部分でのヒステリシスによる変位量の誤差量
は、変位量そのものが他のドライバ６2 、ドライバ６3
による変位量、および第３の実施例のアナログ制御の部
分と比較して小さく、ヒステリシス量自体も小さいの
で、小量であり、アクチュエータの使用目的によって十
分小さなものとすることができる。
【００２６】第４の実施例において、デジタル信号によ
る微小制御部分のヒステリシスの影響を除いた実施例を
第５の実施例として説明する。第４の実施例において、
ヒステリシスの影響が現れるのは、デジタル信号による
微小制御部分である。ヒステリシスの誤差は、制御信号
に対してある変位を生じたあと、その変位を変位０にリ
セットさせることにより解消できる。
る微小制御部分のヒステリシスの影響を除いた実施例を
第５の実施例として説明する。第４の実施例において、
ヒステリシスの影響が現れるのは、デジタル信号による
微小制御部分である。ヒステリシスの誤差は、制御信号
に対してある変位を生じたあと、その変位を変位０にリ
セットさせることにより解消できる。
【００２７】そこで、第５の実施例においては、微小制
御部分でデジタル制御信号が入力され、次の新たなデジ
タル制御信号が入力される前に、０信号を入力して変位
を変位０にリセットさせる。なお、変位をリセットさせ
るために、０信号以外のある固定した信号を用いて、そ
の固定信号に対応した変位量をリセット値とすることも
できる。
御部分でデジタル制御信号が入力され、次の新たなデジ
タル制御信号が入力される前に、０信号を入力して変位
を変位０にリセットさせる。なお、変位をリセットさせ
るために、０信号以外のある固定した信号を用いて、そ
の固定信号に対応した変位量をリセット値とすることも
できる。
【００２８】第６の実施例として、微小制御部分で変位
を変位０にリセットさせる他の実施例を説明する。この
実施例においては、第５の実施例の、次の新たなデジタ
ル制御信号が入力される前に、０信号を入力して変位を
変位０にリセットさせる方法の代わりに、クロックＣＬ
を用い、デジタル制御信号の変化にかかわらず周期的に
変位を変位０にリセットさせるものである。
を変位０にリセットさせる他の実施例を説明する。この
実施例においては、第５の実施例の、次の新たなデジタ
ル制御信号が入力される前に、０信号を入力して変位を
変位０にリセットさせる方法の代わりに、クロックＣＬ
を用い、デジタル制御信号の変化にかかわらず周期的に
変位を変位０にリセットさせるものである。
【００２９】図９において、最小単位の圧電層２の部分
のみを示す。ＡＤ変換器１０の出力は、スイッチ回路５
の一方の入力端に接続され、スイッチ回路５の他方の入
力端には０信号端子が接続される。また、スイッチ回路
５にはクロック３が接続されている。スイッチ回路５の
出力信号は、ドライバ６を介して圧電層２に入力され
る。スイッチ回路において、クロック信号のタイミング
により、ＡＤ変換器１０の出力と０信号とが切り換えら
れ、交互にドライバ６に入力される。圧電層２の変位量
は、０信号により変位０にリセットされ、ヒステリシス
の影響を除くことができる。
のみを示す。ＡＤ変換器１０の出力は、スイッチ回路５
の一方の入力端に接続され、スイッチ回路５の他方の入
力端には０信号端子が接続される。また、スイッチ回路
５にはクロック３が接続されている。スイッチ回路５の
出力信号は、ドライバ６を介して圧電層２に入力され
る。スイッチ回路において、クロック信号のタイミング
により、ＡＤ変換器１０の出力と０信号とが切り換えら
れ、交互にドライバ６に入力される。圧電層２の変位量
は、０信号により変位０にリセットされ、ヒステリシス
の影響を除くことができる。
【００３０】上記の第６の実施例においては、クロック
信号により０信号が入力されて、次のクロック信号によ
りＡＤ変換器からのデジタル制御信号が入力されるまで
は、変位量は変位０にリセットされたままであり、変位
量に変動が生じる恐れがある。そこで、第７の実施例と
してこの変位量の変動を除く実施例を図１０、１１に示
す。
信号により０信号が入力されて、次のクロック信号によ
りＡＤ変換器からのデジタル制御信号が入力されるまで
は、変位量は変位０にリセットされたままであり、変位
量に変動が生じる恐れがある。そこで、第７の実施例と
してこの変位量の変動を除く実施例を図１０、１１に示
す。
【００３１】図１０において、圧電層２は、Ｎｏ．１、
Ｎｏ．２の２個の圧電層を併設して形成され、それぞれ
の圧電層Ｎｏ．１、Ｎｏ．２には、ドライバ６を介して
スイッチ回路５からの信号が入力される。スイッチ回路
５には、第６の実施例と同様にＡＤ変換器１０の出力お
よび０信号が入力され、クロック信号により切り換えが
行われる。つまり、Ｎｏ．１の圧電層には、ＡＤ変換器
１０の出力と０信号が交互に入力され、Ｎｏ．２の圧電
層には、ＡＤ変換器１０の出力と０信号が交互にＮｏ．
１の圧電層とは逆の位相で入力される。したがって、Ｎ
ｏ．１の圧電層の変位が０信号により０である場合に
は、Ｎｏ．２の圧電層はデジタル制御信号に応じた変位
を形成し、逆にＮｏ．２の圧電層の変位が０信号により
０である場合には、Ｎｏ．１の圧電層はデジタル制御信
号に応じた変位を形成する。圧電層２の変位量は、Ｎ
ｏ．１、Ｎｏ．２の２個の圧電層のそれぞれの変位量の
合計であるから、変位量の変動を除くことができる。
Ｎｏ．２の２個の圧電層を併設して形成され、それぞれ
の圧電層Ｎｏ．１、Ｎｏ．２には、ドライバ６を介して
スイッチ回路５からの信号が入力される。スイッチ回路
５には、第６の実施例と同様にＡＤ変換器１０の出力お
よび０信号が入力され、クロック信号により切り換えが
行われる。つまり、Ｎｏ．１の圧電層には、ＡＤ変換器
１０の出力と０信号が交互に入力され、Ｎｏ．２の圧電
層には、ＡＤ変換器１０の出力と０信号が交互にＮｏ．
１の圧電層とは逆の位相で入力される。したがって、Ｎ
ｏ．１の圧電層の変位が０信号により０である場合に
は、Ｎｏ．２の圧電層はデジタル制御信号に応じた変位
を形成し、逆にＮｏ．２の圧電層の変位が０信号により
０である場合には、Ｎｏ．１の圧電層はデジタル制御信
号に応じた変位を形成する。圧電層２の変位量は、Ｎ
ｏ．１、Ｎｏ．２の２個の圧電層のそれぞれの変位量の
合計であるから、変位量の変動を除くことができる。
【００３２】第５，６，７の実施例において、変位量を
０にリセットする方法として、圧電層に０信号を入力す
るものを示したが、圧電層が図１２に示すような、履歴
を有する場合には、０信号を入力を入力しても変位がも
とにもどらない。この場合には、一度、制御信号Ｖと逆
極性の信号−１／２を入力してから０信号を入力して変
位量を０にリセットする。このリセットの方法は、第
５，６，７の実施例に適用することができる。
０にリセットする方法として、圧電層に０信号を入力す
るものを示したが、圧電層が図１２に示すような、履歴
を有する場合には、０信号を入力を入力しても変位がも
とにもどらない。この場合には、一度、制御信号Ｖと逆
極性の信号−１／２を入力してから０信号を入力して変
位量を０にリセットする。このリセットの方法は、第
５，６，７の実施例に適用することができる。
【００３３】図１３において、第３，４の実施例の最小
単位の圧電層の他の実施例を示す。この実施例では、複
数個の圧電層２11〜２(n-1)を用いたものを示す。圧電
層２11〜２(n-1) は、それぞれの入力端には、ＡＤ変換
器１０2 の各量子化信号あるいは符号化された各ビット
信号がドライバを介して入力される。この実施例では、
微小制御部分での各デジタル制御信号に対して、それぞ
れ圧電層が設定されるので、デジタル信号による微小制
御部分のヒステリシスの影響を除くことができる。
単位の圧電層の他の実施例を示す。この実施例では、複
数個の圧電層２11〜２(n-1)を用いたものを示す。圧電
層２11〜２(n-1) は、それぞれの入力端には、ＡＤ変換
器１０2 の各量子化信号あるいは符号化された各ビット
信号がドライバを介して入力される。この実施例では、
微小制御部分での各デジタル制御信号に対して、それぞ
れ圧電層が設定されるので、デジタル信号による微小制
御部分のヒステリシスの影響を除くことができる。
【００３４】図１４に上記実施例に使用する圧電層の他
の構成を示す。図１４に圧電層の１構成単位のみを示し
ている。圧電層は、２個の圧電層２０と圧電層２２を併
設して形成され、それらの圧電層の中間からは接地線が
取り出され、それぞれの接地線のない両端には制御信号
線２４、２６が接続されている。制御信号線２４、２６
には、図１９の０あるいは電圧Ｖが入力される。例え
ば、制御信号線２４、２６にそれぞれ０信号が入力され
た場合には、圧電層の変位量は圧電層２０と圧電層２２
の変位が共に０であるため０である。制御信号線２４、
２６に０信号と電圧Ｖがそれぞれ入力された場合には、
圧電層２０と圧電層２２のいずれか一方の変位が共に０
であり、他方が変位ａとなって、合計ではａの変位量と
なる。また、制御信号線２４、２６にそれぞれ電圧Ｖが
入力された場合には、圧電層の変位量は圧電層２０と圧
電層２２の変位が共にａであるため合計では２ａの変位
量となる。したがって、この構成の圧電層によれば、ヒ
ステリシスの影響を受けることなく、０，ａ，２ａの変
位量を形成することができる。
の構成を示す。図１４に圧電層の１構成単位のみを示し
ている。圧電層は、２個の圧電層２０と圧電層２２を併
設して形成され、それらの圧電層の中間からは接地線が
取り出され、それぞれの接地線のない両端には制御信号
線２４、２６が接続されている。制御信号線２４、２６
には、図１９の０あるいは電圧Ｖが入力される。例え
ば、制御信号線２４、２６にそれぞれ０信号が入力され
た場合には、圧電層の変位量は圧電層２０と圧電層２２
の変位が共に０であるため０である。制御信号線２４、
２６に０信号と電圧Ｖがそれぞれ入力された場合には、
圧電層２０と圧電層２２のいずれか一方の変位が共に０
であり、他方が変位ａとなって、合計ではａの変位量と
なる。また、制御信号線２４、２６にそれぞれ電圧Ｖが
入力された場合には、圧電層の変位量は圧電層２０と圧
電層２２の変位が共にａであるため合計では２ａの変位
量となる。したがって、この構成の圧電層によれば、ヒ
ステリシスの影響を受けることなく、０，ａ，２ａの変
位量を形成することができる。
【００３５】また、図１５において、上記実施例に使用
する圧電層のさらに他の構成を示す。圧電層は、圧電層
２８により構成され、この圧電層２８の厚さｌをデジタ
ル制御信号の符号の重みに応じて設定するものである。
従って、厚さｌの圧電層２８にデジタル制御信号が入力
されると、厚さｌに対応した変位量が得られる。この圧
電層２８の厚さｌを変えたものを併設することによりデ
ジタル制御信号に応じた変位量を得ることができる。
する圧電層のさらに他の構成を示す。圧電層は、圧電層
２８により構成され、この圧電層２８の厚さｌをデジタ
ル制御信号の符号の重みに応じて設定するものである。
従って、厚さｌの圧電層２８にデジタル制御信号が入力
されると、厚さｌに対応した変位量が得られる。この圧
電層２８の厚さｌを変えたものを併設することによりデ
ジタル制御信号に応じた変位量を得ることができる。
【００３６】圧電層の特性として、図１６に示すような
ヒステリシスの大きな角形のものを用いた実施例を示
す。上記の圧電層の特性は、たとえば、Pb0.99Nb0.02
(Zr0.6Sn0.4)0.94Ti0.06 0.98O3がある。上記の圧電層
の特性を用いれば、前述の実施例の構成の圧電素子を変
えるだけで制御信号にノイズが含まれている場合であっ
てもヒステリシスにより、変位量への変動をなくすこと
ができる。
ヒステリシスの大きな角形のものを用いた実施例を示
す。上記の圧電層の特性は、たとえば、Pb0.99Nb0.02
(Zr0.6Sn0.4)0.94Ti0.06 0.98O3がある。上記の圧電層
の特性を用いれば、前述の実施例の構成の圧電素子を変
えるだけで制御信号にノイズが含まれている場合であっ
てもヒステリシスにより、変位量への変動をなくすこと
ができる。
【００３７】また、上記の特性を有した圧電層を用いる
ことにより、アナログの入力信号をＡＤ変換器を用いる
ことなく、直接デジタル形態の変位量に変換することが
できる。この実施例を図１７において説明する。入力信
号は、分圧器３０により分圧され、ドライバ６に入力さ
れる。分圧器３０およびドライバ６は、圧電層２の特性
に適合される大きさに入力信号を成形する。分圧出力お
よびドライバ出力は、入力信号と同様アナログ信号であ
り、圧電層２はアナログ信号により駆動される。圧電層
２の特性は図１６に示すようなヒステリシスの大きな角
形であるため、圧電層２の出力である変位量は、０ある
いはａのデジタル形態に変換される。
ことにより、アナログの入力信号をＡＤ変換器を用いる
ことなく、直接デジタル形態の変位量に変換することが
できる。この実施例を図１７において説明する。入力信
号は、分圧器３０により分圧され、ドライバ６に入力さ
れる。分圧器３０およびドライバ６は、圧電層２の特性
に適合される大きさに入力信号を成形する。分圧出力お
よびドライバ出力は、入力信号と同様アナログ信号であ
り、圧電層２はアナログ信号により駆動される。圧電層
２の特性は図１６に示すようなヒステリシスの大きな角
形であるため、圧電層２の出力である変位量は、０ある
いはａのデジタル形態に変換される。
【００３８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００３９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、オープンループ制御による直線性のよい変位を
得ることができ、ヒステリシスの影響を受けず、駆動回
路を小型化、高効率化することができ、ＤＡコンバータ
を不要とする積層圧電アクチュエータの駆動方法および
装置を提供することができる。
よれば、オープンループ制御による直線性のよい変位を
得ることができ、ヒステリシスの影響を受けず、駆動回
路を小型化、高効率化することができ、ＤＡコンバータ
を不要とする積層圧電アクチュエータの駆動方法および
装置を提供することができる。
【００４０】また、積層圧電アクチュエータのヒステリ
シスにより生じる問題点である、設定精度の高い可変電
圧源、およびその可変電圧源の電圧の微妙な設定、駆動
アンプへの負荷が大きな大駆動電流、発熱等を解決する
ことができる。
シスにより生じる問題点である、設定精度の高い可変電
圧源、およびその可変電圧源の電圧の微妙な設定、駆動
アンプへの負荷が大きな大駆動電流、発熱等を解決する
ことができる。
【図１】本発明のデジタル圧電アクチュエータのデジタ
ル駆動の制御方法の概略を示す図である。
ル駆動の制御方法の概略を示す図である。
【図２】本発明のデジタル圧電アクチュエータの圧電素
子の構造の概念図である。
子の構造の概念図である。
【図３】本発明の圧電素子のヒステリシス特性を示す図
である。
である。
【図４】本発明のデジタル圧電アクチュエータのデジタ
ル駆動の制御方法の第２の実施例を示す図である。
ル駆動の制御方法の第２の実施例を示す図である。
【図５】本発明のデジタル圧電アクチュエータのデジタ
ル駆動の制御方法の第３の実施例を示す図である。
ル駆動の制御方法の第３の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例のヒステリシス特性を示
す図である。
す図である。
【図７】本発明のデジタル圧電アクチュエータのデジタ
ル駆動の制御方法の第４の実施例を示した図である。
ル駆動の制御方法の第４の実施例を示した図である。
【図８】本発明の第４の実施例のヒステリシス特性を示
す図である。
す図である。
【図９】本発明の最小単位の圧電層のデジタル駆動の制
御方法第６の実施例を示す図である。
御方法第６の実施例を示す図である。
【図１０】本発明の最小単位の圧電層のデジタル駆動の
制御方法第７の実施例を示す図である。
制御方法第７の実施例を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施例の信号の様子を示す図
である。
である。
【図１２】本の発明の圧電素子のヒステリシス特性を示
す図である。
す図である。
【図１３】本発明の第３、４の実施例の最小単位の圧電
層の他の実施例を示す図である。
層の他の実施例を示す図である。
【図１４】本発明の第３、４の実施例の最小単位の圧電
層のさらに他の実施例を示す図である。
層のさらに他の実施例を示す図である。
【図１５】本発明の第３、４の実施例の最小単位の圧電
層のさらに別の実施例を示す図である。
層のさらに別の実施例を示す図である。
【図１６】本の発明の実施例のヒステリシス特性を示す
図である。
図である。
【図１７】本発明のデジタル圧電アクチュエータのデジ
タル駆動の制御方法の他の実施例を示す図である。
タル駆動の制御方法の他の実施例を示す図である。
【図１８】従来の積層圧電アクチュエータの構造を示す
図である。
図である。
【図１９】従来の圧電素子のヒステリシス特性を示す図
である。
である。
【図２０】従来の積層圧電アクチュエータのコンピュー
タによる制御方法を示す図である。
タによる制御方法を示す図である。
１ デジタル圧電素子 ２ 圧電層 ３ クロック ４ 配線 ４1 駆動用配線 ４2 接地用配線 ５ スイッチ回路 ６ ドライバ ７ 波高弁別器 ８ コンピータ ９ 選択回路 １０ ＡＤ変換器 １２ スイッチ １４ 電源 ２０、２２、２８ 圧電層 ２４、２６ 制御信号線 ３０ 分圧器 １００ 積層型ピエゾ素子 １０２ 圧電層 １０４ 配線 １０６ ドライバ １０８ コンピータ １１０ ＤＡコンバータ １１２ 電圧出力リニアアンプ １１４ 電源
Claims (14)
- 【請求項１】 圧電アクチュエータの複数個の圧電層に
電圧を印加して変位を得る圧電アクチュエータの駆動方
法において、デジタル信号により各圧電層を選択的に駆
動して変位量を任意に設定可能とすることを特徴とする
圧電アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電アクチュエータの駆
動方法において、複数個の圧電層を２のべき乗の数を単
位としてグループ分けし、前記グループの圧電層の個数
を２のべき乗で表したときのべき数と、前記デジタル信
号の符号化の重みとを対応づけたことを特徴とする圧電
アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の圧電アクチュエータの駆
動方法において、変位量の最小単位を前記グループ分け
の単位より小さな微小単位で変位させることを特徴とす
る圧電アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の圧電アクチュエータの駆
動方法において、微小単位の変位をアナログ信号により
行うことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の圧電アクチュエータの駆
動方法において、デジタル信号による各圧電層の前記駆
動を、前記デジタル信号と０Ｖを含む設定電圧とを交互
に圧電層に印加することを特徴とする圧電アクチュエー
タの駆動方法。 - 【請求項６】 圧電アクチュエータの複数個の圧電層に
電圧を印加して変位を得る圧電アクチュエータの駆動方
法において、複数個の圧電層の動作電圧に対応した電圧
範囲に成形されたアナログ信号により、各圧電層を選択
的に駆動して変位量を任意に設定可能とすることを特徴
とする圧電アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項７】 圧電アクチュエータの複数個の圧電層に
電圧を印加して変位を得る圧電アクチュエータにおい
て、圧電層を、２のべき乗の数を単位としてグループ分
けし、前記グループの圧電層の個数を２のべき乗で表し
たときのべき数と、デジタル信号の符号化の重みとを対
応づけたされた複数個の圧電層により構成してなる圧電
アクチュエータ。 - 【請求項８】 請求項７記載の圧電アクチュエータにお
いて、最小単位の圧電層には、入力アナログ信号を該最
小単位の圧電層の駆動範囲となる電圧範囲を通過させる
波高弁別器を介した駆動信号が入力されることを特徴と
する圧電アクチュエータ。 - 【請求項９】 請求項８記載の圧電アクチュエータにお
いて、最小単位の圧電層には、入力アナログ信号を該最
小単位の圧電層の駆動範囲となる電圧範囲を通過させる
波高弁別器およびＡＤ変換器を介した駆動信号が入力さ
れることを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 【請求項１０】 請求項９記載の圧電アクチュエータに
おいて、ＡＤ変換器と圧電層との間には、駆動信号と０
Ｖを含む設定電圧とを交互に圧電層に印加するスイッチ
回路が設けられることを特徴とする圧電アクチュエー
タ。 - 【請求項１１】 請求項７、８又は９記載の圧電アクチ
ュエータにおいて、前記圧電層は、２個の圧電層を併設
して成り、２個の圧電層の間に接地線が設けられ、残り
の両端部に信号線が設けられることを特徴とする圧電ア
クチュエータ。 - 【請求項１２】 請求項７、８又は９記載の圧電アクチ
ュエータにおいて、前記圧電層は、最小単位の圧電層の
厚さの２のべき乗倍の厚さであることを特徴とする圧電
アクチュエータ。 - 【請求項１３】 請求項７、８又は９記載の圧電アクチ
ュエータにおいて、前記圧電層は、最小単位の圧電層の
整数倍の厚さであることを特徴とする圧電アクチュエー
タ。 - 【請求項１４】 圧電アクチュエータの複数個の圧電層
に電圧を印加して変位を得る圧電アクチュエータにおい
て、入力信号を分圧する分圧器と、前記分圧器により分
圧された分圧信号により駆動される複数個の互いに併設
された圧電層とからなり、前記圧電層のヒステリシス特
性はスイッチング特性を呈する程度に充分大きく、角形
である圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211209A JPH0556667A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 圧電アクチユエータの駆動方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211209A JPH0556667A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 圧電アクチユエータの駆動方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0556667A true JPH0556667A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16602137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211209A Withdrawn JPH0556667A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 圧電アクチユエータの駆動方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0556667A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031553A (ja) * | 1998-03-09 | 2000-01-28 | Siemens Ag | 非直線性圧電材料から成る生成物及び該生成物における特性モジュ―ルの分布を求める方法 |
| GB2443046A (en) * | 2006-09-01 | 2008-04-23 | Indesit Co Spa | Method for Controlling a Valve for a Fluid. |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP3211209A patent/JPH0556667A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031553A (ja) * | 1998-03-09 | 2000-01-28 | Siemens Ag | 非直線性圧電材料から成る生成物及び該生成物における特性モジュ―ルの分布を求める方法 |
| GB2443046A (en) * | 2006-09-01 | 2008-04-23 | Indesit Co Spa | Method for Controlling a Valve for a Fluid. |
| GB2443046B (en) * | 2006-09-01 | 2011-06-01 | Indesit Co Spa | Method for controlling a valve for a fluid, and household appliance using such method |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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