JPH1118456A - 振動アクチュエータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の振動アクチュエータの駆動をフィード
バック制御するにあたり、安価に、コンパクトに、バラ
ンス良く、効率良く行うことを可能とする振動アクチュ
エータの駆動装置を提供することにある。 【解決手段】 複数の振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの
それぞれの振動状態をモニタする振動モニタ用圧電素子
からの出力信号を平均化して平均値信号を生成し、この
平均値信号をフィードバック量として複数の振動アクチ
ュエータの駆動をフィードバック制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の振動アクチ
ュエータを駆動する駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性体の表面に例えば圧電素子を接合
し、この圧電素子に一定の周波数を有する駆動電圧を印
加することにより弾性体に複数の振動モードを調和的に
発生させ、弾性体表面に物理的な楕円運動を発生させる
ことにより、弾性体に加圧接触される相対運動部材を駆
動する振動アクチュエータが知られている。この種の振
動アクチュエータにおいて、超音波の振動域を利用した
ものは超音波振動アクチュエータあるいは超音波モータ
とも呼ばれている。

【０００３】上記振動アクチュエータの出力は、駆動力
と駆動速度の積で与えられ、各々は出力取り出し部の加
圧力、出力取り出し部の楕円運動の半径、楕円率、繰り
返し回数に依存する。対象負荷の要求出力が一台の振動
アクチュエータでは満足されない場合には、複数の振動
アクチュエータを複数台駆動させ要求出力を得ようとす
ることが試みられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数台の振動
アクチュエータをフィードバック制御する場合は、それ
ぞれの振動アクチュエータに対応して複数のフィードバ
ック制御系が必要となる。この結果、発振回路を含む駆
動系が複数必要となり、また振動アクチュエータ間の駆
動の同期を取るのにも複雑な回路が必要となり、複数台
の振動アクチュエータの駆動装置が複雑かつ高価なもの
となる問題が生じていた。

【０００５】本発明の目的は、複数の振動アクチュエー
タの駆動をフィードバック制御するにあたり、安価に、
コンパクトに、バランス良く、効率良く行うことを可能
とする振動アクチュエータの駆動装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】実施の形態を示す図１、
図２に対応づけて本発明を説明する。上記目的を達成す
るために、請求項１の発明は、周波信号を入力して振動
を発生させることで駆動力を得る振動子１０１〜１０５
と、該振動子１０１〜１０５の振動状態を検出する振動
検出手段１０７と、振動子１０１〜１０５に接触し駆動
力により該振動子１０１〜１０５との間で相対運動を行
う相対運動部材１０６とを備えた振動アクチュエータ
を、複数個駆動する振動アクチュエータの駆動装置に適
用され、複数の振動アクチュエータのそれぞれの振動検
出手段１０７からの出力を演算して制御信号を生成する
制御信号生成手段７と、制御信号に基づいて、複数の振
動アクチュエータのそれぞれの振動子１０１〜１０５に
印加するための共通の周波信号を制御する制御手段３〜
６、８とを備えるものである。請求項２の発明は、請求
項１記載の振動アクチュエータの駆動装置において、制
御信号を、複数の振動アクチュエータのそれぞれの振動
検出手段１０７からの出力を平均化して得られた平均値
信号とするものである。請求項３の発明は、請求項２記
載の振動アクチュエータの駆動装置において、制御手段
３〜６、８を、平均値信号に基づいて周波信号の周波数
を制御するようにしたものである。実施の形態を示す図
６に対応づけて次の発明を説明する。請求項４の発明
は、請求項２記載の振動アクチュエータの駆動装置にお
いて、制御手段６１〜６４、６６を、平均値信号に基づ
いて周波信号の電圧レベルを制御するようにしたもので
ある。実施の形態を示す図１、図６に対応づけて次の発
明を説明する。請求項５の発明は、請求項２記載の振動
アクチュエータの駆動装置において、振動子１０１〜１
０５が第１の電気機械変換素子１０２と第２の電気機械
変換素子１０３とを有し、第１の電気機械変換素子１０
２には第１の周波電圧が印加され、第２の電気機械変換
素子１０３には第１の周波電圧と位相が異なる第２の周
波電圧が印加されることで駆動力を得るものであり、制
御手段６１〜６４、６６を、平均値信号に基づいて第１
の周波電圧と第２の周波電圧の間の位相差を制御するよ
うにしたものである。

【０００７】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、分かりやすく説明するため実施の形態の図と対応
づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定される
ものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１〜図４を使用して本発明の実
施の形態を説明する。

【０００９】図１は、本発明の振動アクチュエータの駆
動装置により駆動される振動アクチュエータの概略構成
を説明する斜視図である。図１において、振動アクチュ
エータ１は、弾性体１０１の表面に２個の圧電素子１０
２、１０３が接着接合され、この圧電素子１０２、１０
３に位相の異なる周波電圧を印加することにより弾性体
１０１に複数の振動モードを調和的に発生させ、駆動力
取り出し部１０４、１０５に物理的な楕円運動を発生さ
せる。そして、この駆動力取り出し部１０４、１０５に
不図示の付勢部材により加圧接触される相対運動部材１
０６を相対運動させて駆動するものである。弾性体１０
１には振動状態をモニタする振動モニタ用圧電素子１０
７、１０８が接着接合されている。弾性体１０１と、圧
電素子１０２、１０３と、駆動力取り出し部１０４、１
０５と、振動モニタ用圧電素子１０７、１０８とを総合
して振動子ともいう。以上の動作原理は公知であるので
詳細な説明は省略する（例えば特開平８−１８４７６９
号公報を参照）。

【００１０】図２は、図１の振動アクチュエータ１を２
台駆動する本発明に係る駆動装置の実施の形態の構成を
示す図である。２台の振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂは
同一タイプのものであり、相対運動部材１０６を共通に
して駆動される。振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂを駆動
する駆動装置２は、増幅器３と、電圧制御発振器（以下
ＶＣＯという）４と、移相回路５と、駆動回路６と、平
均値回路７と、比較器８とから構成される。

【００１１】振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂを所定の駆
動力、駆動速度で駆動するために、不図示の制御装置で
設定される制御電圧Ｖｃが比較器８を経由して増幅器３
に入力される。比較器８については後述する。増幅器３
は、比較器８から出力される誤差（偏差）電圧Ｖｃａを
ＶＣＯ４が制御できる電圧までに増幅する。ＶＣＯ４
は、入力電圧により制御され発振周波数が変化する発振
器であり、図２においては、増幅器３から出力される制
御電圧Ｖｃｂにより規定される周波数の信号を生成す
る。移相回路５は、ＶＣＯ４で生成された信号から位相
が０（ゼロ）および±π／２異なる信号を生成し、駆動
回路６へ出力する。駆動回路６では、移相回路５から入
力された位相０信号と位相が±π／２異なる信号とを組
み合わせて、これらの信号を振動アクチュエータ１Ａ、
１Ｂの駆動レベルまで増幅して振動アクチュエータ１
Ａ、１Ｂに供給する。振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂに
は、位相０信号に対応する周波電圧がＡ相信号として振
動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの一つの圧電素子１０２に
供給される。また、位相が±π／２異なる信号のうちい
ずれか選択された一つの信号に対応する周波電圧が、Ｂ
相信号として振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの他の一つ
の圧電素子１０３に供給される。これにより、２台の振
動アクチュエータ１Ａ、１Ｂがそれぞれ駆動される。

【００１２】駆動回路６は、不図示の制御装置から供給
される信号Ｒ／Ｌにより、位相が±π／２異なるどちら
かの信号を選択してＢ相信号を決定し、振動アクチュエ
ータ１Ａ、１Ｂの駆動方向を決定する。本実施の形態で
は、例えば位相が＋π／２異なる信号が選択された場合
を右方向（Ｒ方向）とし、位相が−π／２異なる信号が
選択された場合を左方向（Ｌ方向）とする。また、駆動
回路６は、不図示の制御装置から供給される信号Ｄ／Ｓ
により、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂへの信号の供給
を制御し、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの駆動／停止
を制御する。

【００１３】前述した通り、振動アクチュエータ１Ａ、
１Ｂの弾性体１０１には振動状態をモニタする振動モニ
タ用圧電素子１０７、１０８が接着接合されている（図
１）。この振動モニタ用圧電素子１０７、１０８のどち
らか一方または両方から出力された信号は各振動アクチ
ュエータ１Ａ、１Ｂの振動状態検出信号Ｐ１、Ｐ２とし
て平均値回路７に入力する。本実施の形態では、振動モ
ニタ用圧電素子１０７を特定することとし以下説明を続
ける。

【００１４】平均値回路７は、入力された振動状態検出
信号Ｐ１、Ｐ２の平均値を出力する回路である。平均値
回路７の動作については後述する。平均値回路７で振動
状態検出信号Ｐ１、Ｐ２が平均化されその信号Ｐｍが比
較器８に検出信号として入力され設定電圧Ｖｃと比較さ
れる。比較器８は、設定電圧Ｖｃと平均値回路７からの
出力電圧Ｐｍとを比較し誤差（偏差）を求め、誤差（偏
差）電圧Ｖｃａとして増幅器３に出力する。平均値回路
７は、設定電圧Ｖｃに対応する設定速度で振動アクチュ
エータ１Ａ、１Ｂが駆動している場合は、振動モニタ用
圧電素子１０７からの検出信号Ｐ１、Ｐ２を設定電圧Ｖ
ｃと同一レベルの信号にまで変換し出力する。従って、
振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂが設定速度で駆動されて
いるときは比較器８の出力偏差はほとんど０として検出
される。

【００１５】また、設定速度よりも速い速度で駆動して
いる場合は、設定速度で駆動している時よりもＶｃｂが
高い電圧になりＶＣＯ４に入力される。ＶＣＯ４は入力
電圧に比例して発振周波数が高くなる構成のものであれ
ば周波数は高くなる方向に変化する。本実施の形態の振
動アクチュエータ１Ａ、１Ｂは、共振周波数の右下がり
の周波数範囲において駆動制御されるため、周波電圧の
周波数が高い方向に変化すると、共振周波数から離れる
方向となり、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの駆動力お
よび駆動速度は低下し設定速度に戻る。設定速度よりも
低い速度で駆動している場合は、Ｖｃｂは低くなり、周
波電圧の周波数が共振周波数に近づき、上記とは逆に振
動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの駆動力および駆動速度は
上昇し設定速度に戻る。このようにして、平均値回路７
の出力に基づきフィードバック制御がなされる。

【００１６】図３は平均値回路７の詳細を示す図であ
る。振動状態検出信号Ｐ１、Ｐ２は、駆動信号と同一周
波数を有する交流信号である。回路１１は、図３に示す
ようにコンデンサＣ１、Ｃ２およびダイオードＤ１、Ｄ
２で構成され、交流信号である振動状態検出信号Ｐ１を
整流／平滑し、振動アクチュエータ１Ａの駆動速度に比
例した直流電圧Ｐ１ａを得る回路である。回路２１も回
路１１と同様に構成され、振動アクチュエータ１Ｂの駆
動速度に比例した直流電圧Ｐ２ａを得る回路である。

【００１７】本実施の形態では、相対運動部材１０６を
共通にして２台の振動アクチュエータで駆動するもので
あるから、振動アクチュエータ１Ａと振動アクチュエー
タ１Ｂの駆動速度とは同一である。しかし、２台の振動
アクチュエータを同一タイプとしても、特性が全く同一
とはいえず、同一レベルかつ同一周波数の周波電圧を供
給して同一速度で駆動しようとしても、各振動モニタ用
圧電素子１０７から検出される信号Ｐ１、Ｐ２は、それ
ぞれ差が生じている。その特性を図４に示す。図４にお
いて、横軸は振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの駆動速度
Ｎを示し、縦軸は振動モニタ用圧電素子１０７の出力電
圧Ｖｐを示す。振動モニタ用圧電素子１０７は、駆動速
度がゼロであってもオフセット電圧Ｖ１、Ｖ２を持って
おり、そのオフセット電圧Ｖ１、Ｖ２は振動アクチュエ
ータによって異なる値を示す。さらに、各特性の傾きも
振動アクチュエータの違いによって異なっていること示
している。

【００１８】図３の回路１２は、信号Ｐ１ａから上述の
オフセット電圧Ｖ１を取り除き、適当なレベルに増幅し
信号Ｐ１ｂを生成する回路である。回路１２は、図３に
示すように、可変抵抗ＶＲ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、
Ｒ４、オペレーショナルアンプ（以下オペアンプとい
う）Ａ１とから構成される。抵抗Ｒ４は本発明において
特に本質的な意味をもつものではない。電圧−Ｖはバイ
アス電圧除去用に可変抵抗ＶＲ１の一方の端子に印加さ
れる。可変抵抗ＶＲ１は、例えば製品出荷時の調整時
に、駆動速度がゼロのときオペアンプＡ１の出力Ｐ１ｂ
がゼロとなるように調整される。回路２２は回路１２と
同様に構成され、バイアス電圧Ｖ２を可変抵抗ＶＲ３を
調整することにより除去し、適当なレベルに増幅して信
号Ｐ２ｂを生成する。

【００１９】図３の回路１３は、回路１２および回路２
２からの信号Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂを平均化する回路である。
具体的には、図３のように抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８
と、可変抵抗ＶＲ２と、オペアンプＡ２とから構成され
る加算器であり、信号Ｐ１ｂと信号Ｐ２ｂの和を取り、
適当な増幅率で増幅する。抵抗Ｒ７は本発明において特
に本質的な意味をもつものではない。適当な増幅率と
は、ある基準の環境条件で振動アクチュエータ１Ａ、１
Ｂを駆動したとき、設定電圧Ｖｃと回路１３の出力Ｐｍ
が同一レベルになるような増幅率であり、抵抗Ｒ５、Ｒ
６、Ｒ８は設計で決定し、可変抵抗ＶＲ２をバイアス電
圧除去と同様に、例えば製品出荷時の調整で決定する。

【００２０】このように構成され、調整された平均値回
路７に振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの各振動モニタ用
圧電素子１０７の出力信号Ｐ１、Ｐ２が入力されると、
バイアス電圧が取り除かれ平均化された信号Ｐｍが出力
され、これをフィードバック量としてフィードバック制
御が行われる。これにより、図４に示すように、駆動速
度と出力電圧を示す特性グラフの異なる振動アクチュエ
ータ１Ａ、１Ｂを複数駆動する場合において、そのフィ
ードバック量を平均化し、駆動系の回路を共通にするこ
とを可能とし、バランスが良く効率の良いフィードバッ
ク制御を実現している。

【００２１】また、上記のように製品出荷時にある基準
の環境条件で調整しても、実際の使用状態において、負
荷のかかり具合や、環境条件の変化により、振動モニタ
用圧電素子１０７の出力信号Ｐ１、Ｐ２において、さら
に差が生じる場合もある。このような場合においても、
出力信号Ｐ１、Ｐ２は平均化されこれをフィードバック
量として使用されるためバランスが良く効率の良いフィ
ードバック制御が可能となる。

【００２２】−変形例１− 図５は、図３の平均値回路７の変形例である。図３にお
ける回路１２を抵抗だけの回路に簡素化したものであ
り、図３と同様の機能を発す。なお、図５ではｎ台の振
動アクチュエータを複数駆動するため、入力回路をｎ台
分設けている。すなわち、上記の実施の形態では振動ア
クチュエータが２台の場合について説明をしたが、２台
に限定する必要はなく任意の複数台の駆動であってもよ
い。図３において、ｎ台の振動アクチュエータを駆動す
る場合は、同様に回路１１、回路１２をｎ台分設け並列
接続すればよい。

【００２３】−変形例２− 前記実施の形態および変形例１では、平均化されたフィ
ードバック量で周波電圧の周波数を制御する場合を説明
したが、本発明における制御対象は周波数に限定される
ものではない。例えば、図１の振動アクチュエータ１に
おいて、圧電素子１０２、１０３に印加する周波電圧の
電圧レベルや、圧電素子１０２に印加される周波電圧と
圧電素子１０３に印加される周波電圧との位相差を変え
ることでも振動アクチュエータ１の駆動速度を制御する
ことができる。以下、周波電圧の電圧レベルによる制御
例と、位相差による制御例を説明する。

【００２４】図６は、周波電圧の電圧レベルで駆動速度
を制御する場合の駆動装置の一例を示す構成図である。
この駆動装置では、電圧レベルを高くすると駆動速度は
速くなり、電圧レベルを低くすると駆動速度は遅くな
る。

【００２５】図６の駆動装置６０は、発振器６１と、移
相回路６２と、駆動回路６３と、増幅回路６４と、平均
値回路６５と、比較器６６とを備えている。比較器６６
は、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂを所定の駆動力、駆
動速度で駆動するように設定された制御電圧Ｖｃを入力
する。そして、平均値回路６５から出力された信号Ｐｍ
ａと設定電圧Ｖｃとを比較して誤差（偏差）を求め、誤
差（偏差）電圧Ｖｃａとして増幅器６４に出力する。前
記信号Ｐｍａは、平均値回路６５によって振動状態検出
信号Ｐ１、Ｐ２を平均化して得られたものである。ま
た、平均値回路６５は、入力設定電圧Ｖｃに対応する設
定速度で振動アクチュエータが駆動しているときは、振
動状態検出信号Ｐ１、Ｐ２を設定電圧Ｖｃと同一レベル
に変換するように設定されている。回路構成は図３と同
じである。これにより、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂ
が設定速度で駆動されているときは、比較器６６の出力
は略０となる。

【００２６】発振器６１は、所定の周波数を有する周波
電圧を生成する。移相回路６２は、発振器６１から出力
された周波電圧から、互いに位相が＋π／２または−π
／２異なる２つの周波電圧を生成し、駆動回路６３に出
力する。

【００２７】駆動回路６３は、互いに位相が異なる周波
電圧を振動アクチュエータ１Ａに供給する。また、振動
アクチュエータ１Ｂにも、互いに位相が異なる周波電圧
を供給する。さらに、駆動回路６３は、増幅器６４から
の出力に基づいて振動アクチュエータに供給する周波電
圧の電圧レベルを制御する。駆動回路６３は、アナログ
回路としてもよいし、デジタル回路としてもよい。アナ
ログ回路とした場合は、増幅器６４からの出力に応じて
駆動回路６３のゲインを変えることで、振動アクチュエ
ータに供給する周波電圧の電圧レベルを制御できる。ま
た、駆動回路６３をデジタル回路とした場合は、増幅器
６４からの出力に応じて駆動回路６３の電源電圧を変え
ることで、前記電圧レベルを制御できる。

【００２８】増幅器６４は、比較器６６の出力を、予め
設定された増幅率で増幅した後、駆動回路６３に出力す
る。振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの速度が設定速度よ
りも速い場合、比較器６６の出力は設定速度で駆動して
いたときよりも高くなる。この場合、振動アクチュエー
タ１Ａ、１Ｂの速度を設定速度にするには、駆動回路６
３から供給される周波電圧の電圧レベルを下げて、駆動
速度を低下させればよい。一方、振動アクチュエータ１
Ａ、１Ｂの速度が設定速度よりも遅い場合、比較器６６
の出力は設定速度で駆動していたときよりも低くなる。
この場合、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの速度を設定
速度にするには、駆動回路６３から供給される周波電圧
の電圧レベルを上げて、駆動速度を増加させればよい。
前述のように、駆動回路６３から出力される周波電圧の
電圧レベルは、増幅器６４の出力で制御される。

【００２９】このような構成の駆動回路６０において、
振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂが設定電圧Ｖｃに対応す
る速度で駆動している場合、前述のように、比較器６６
の出力は略０となる。従って、振動アクチュエータ１
Ａ、１Ｂは設定速度を維持する。

【００３０】これに対して、振動アクチュエータ１Ａ、
１Ｂが設定速度よりも速い速度で駆動している場合、比
較器６６の出力は、設定速度で駆動していたときよりも
高くなる。この比較器６６の出力は、増幅器６４で所定
の増幅率で増幅された後、駆動回路６３に印加される。
駆動回路６３は、増幅器６４からの出力に応じて、振動
アクチュエータ１Ａ、１Ｂに供給する周波電圧の電圧レ
ベルを所定量だけ低下させる。これにより、振動アクチ
ュエータ１Ａ、１Ｂの駆動速度は低下し、設定速度に戻
る。

【００３１】また、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂが設
定速度よりも低い速度で駆動している場合、比較器６６
の出力は、設定速度で駆動していたときよりも低くな
る。この比較器６６の出力は、増幅器６４で所定の増幅
率で増幅された後、駆動回路６３に印加される。駆動回
路６３は、増幅器６４からの出力に応じて、振動アクチ
ュエータ１Ａ、１Ｂに供給する周波電圧の電圧レベルを
所定量だけ増加させる。これにより、振動アクチュエー
タ１Ａ、１Ｂの駆動速度は上昇し、設定速度に戻る。

【００３２】以上のようにして、平均値回路６５の出力
に基づいて、周波電圧の電圧レベルを制御することでフ
ィードバック制御が行われる。

【００３３】次に圧電素子１０２に印加する周波電圧と
圧電素子１０３に印加する周波電圧との位相差を変えて
振動アクチュエータ１の駆動速度を制御する場合につい
て説明する。このような位相差による制御では、例え
ば、二つの周波電圧間の位相差がπ／２または−π／２
のときに速度が最大で、位相差が０のときに速度が最低
（停止）となるように設定される。

【００３４】位相差による駆動速度の制御に用いられる
駆動装置は、前記電圧レベルで制御するように構成され
た駆動装置６０と主要部分がほぼ同一である。ただし、
前記電圧レベルで制御する構成では、増幅器６４の出力
は駆動回路６３に印加されていたのに対し、位相差で制
御する場合は、図６中、点線で示すように、増幅器６４
の出力が移相回路６２に印加される点で異なるのみであ
る。従って、図６を流用して、この移相回路６２を、増
幅器６４の出力に基づいて、生成する互いに位相の異な
る二つの周波電圧間の位相差を制御するものとして以下
説明する。

【００３５】このような構成の駆動回路においては、振
動アクチュエータ１Ａ、１Ｂが設定電圧Ｖｃに対応する
速度で駆動している場合、前述のように、比較器６６の
出力は略０となる。そのため、移相回路６２は、振動ア
クチュエータ１Ａ、１Ｂに供給される二つの周波電圧間
にある位相差を持たせて出力し、振動アクチュエータ１
Ａ、１Ｂは設定速度を維持する。

【００３６】これに対して、振動アクチュエータ１Ａ、
１Ｂが設定速度よりも速い速度で駆動している場合、比
較器６６の出力は、設定速度で駆動していたときよりも
高くなる。この比較器６６の出力は、増幅器６４で所定
の増幅率で増幅された後、移相回路６２に印加される。
移相回路６２は、増幅器６４からの出力に応じて、振動
アクチュエータ１Ａ、１Ｂに供給する二つの周波電圧の
位相差を、π／２または−π／２から０に向かう方向
に、その絶対値を所定量だけ小さくする。これにより、
振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂの駆動速度は低下し、設
定速度に戻る。

【００３７】また、振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂが設
定速度よりも低い速度で駆動している場合、比較器６６
の出力は、設定速度で駆動していたときよりも低くな
る。この比較器６６の出力は、増幅器６４で所定の増幅
率で増幅された後、移相回路６２に印加される。移相回
路６２は、増幅器６４からの出力に応じて、振動アクチ
ュエータ１Ａ、１Ｂに供給する二つの周波電圧間の位相
差を、０からπ／２または−π／２に近づく方向に、そ
の絶対値を所定量だけ大きくする。これにより、振動ア
クチュエータ１Ａ、１Ｂの駆動速度は上昇し、設定速度
に戻る。

【００３８】以上のようにして、平均値回路６５の出力
に基づいて二つの周波電圧間の位相差を制御することで
フィードバック制御が行われる。

【００３９】上記実施の形態および変形例において、図
３および図５に平均値回路７の具体的な回路例を示した
が、平均値回路７はこれらの回路に限定する必要はな
い。複数の振動モニタ用圧電素子の出力であり交流信号
である各振動状態検出信号を整流し平滑し、それらの和
を取って平均化できる回路であればどのようなものでも
よい。また、駆動装置２においても図２に示す構成に限
定する必要はない。例えば、マイクロコンピュータおよ
び周辺回路を使用して、図２における振動アクチュエー
タ１Ａ、１Ｂの駆動用圧電素子１０２、１０３に駆動信
号を供給する回路以外をすべてデジタル信号で処理する
ようにしてもよい。すなわち、複数の振動アクチュエー
タを所定の周波数で駆動するための周波電圧を生成する
回路と、複数の振動アクチュエータの振動状態検出信号
を平均化する回路と、その平均化された信号をフィード
バックして周波電圧の周波数を調整する回路があれば、
アナログ回路であれ、デジタル回路であれ、あるいはそ
れらの組み合わせであれ、どのようなものでもよい。

【００４０】さらに、上記実施の形態および変形例で
は、振動状態をモニタするため１個の振動モニタ用圧電
素子１０７を特定したが、平均化するモニタ信号は１台
の振動アクチュエータにつき１個として限定する必要は
ない。上記の振動アクチュエータ１Ａ、１Ｂにあって
は、両方の振動モニタ用圧電素子１０７、１０８を使用
するようにしてもよい。さらに複数の振動モニタ用圧電
素子が備えられている場合は、その全部あるいは適当な
数だけを選択して行うようにしてもよい。

【００４１】さらに、上記の実施の形態および変形例で
は、定在波型の振動アクチュエータで説明をしたが、定
在波型の振動アクチュエータに限定する必要はない。進
行波型の振動アクチュエータであってもよい。すなわ
ち、本発明は、ある駆動周波数を有する周波電圧で駆動
される振動アクチュエータを複数駆動する場合の全般に
適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、次のような効果を奏する。請
求項１、２の発明は、複数の振動アクチュエータのそれ
ぞれの振動検出手段からの出力を演算して制御信号を生
成し、その制御信号に基づいて、複数の振動アクチュエ
ータのそれぞれの振動子に印加するための共通の周波信
号を制御しているので、駆動系を共通にして安価でコン
パクトな駆動装置が可能になると共に、バランスが良く
効率の良いフィードバック制御が可能となる。請求項３
〜５の発明は、周波信号の制御を、周波信号の周波数、
電圧レベル、位相差の各種の制御要素により可能として
いるので、駆動装置の設計のバリエーションが広がり、
コストダウンや信頼性向上などの各種の要求仕様に応じ
た設計が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動アクチュエータの駆動装置により
駆動される振動アクチュエータの概略構成を説明する斜
視図である。

【図２】本発明による駆動装置の実施の形態の構成図で
ある。

【図３】平均値回路の詳細を示す図である。

【図４】振動アクチュエータの駆動速度と振動モニタ用
圧電素子の出力電圧の関係のグラフを示す図である。

【図５】平均値回路の変形例を示す図である。

【図６】駆動装置の変形例を示す構成図である。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ 振動アクチュエータ ２、６０ 駆動装置 ３、６４ 増幅器 ４ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） ５、６２ 移相回路 ６、６３ 駆動回路 ７、６５ 平均値回路 ８、６６ 比較器 ６１ 発振器 １０１ 弾性体 １０２、１０３ 圧電素子 １０４、１０５ 駆動力取り出し部 １０６ 相対運動部材 １０７、１０８ 振動モニタ用圧電素子 Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗 ＶＲ１〜ＶＲ３ 可変抵抗 Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ａ１、Ａ２ オペレーショナルアンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波信号を入力して振動を発生させること
   で駆動力を得る振動子と、該振動子の振動状態を検出す
   る振動検出手段と、前記振動子に接触し前記駆動力によ
   り該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備
   えた振動アクチュエータを、複数個駆動する振動アクチ
   ュエータの駆動装置において、 前記複数の振動アクチュエータのそれぞれの前記振動検
   出手段からの出力を演算して制御信号を生成する制御信
   号生成手段と、 前記制御信号に基づいて、前記複数の振動アクチュエー
   タのそれぞれの振動子に印加するための共通の周波信号
   を制御する制御手段とを備えることを特徴とする振動ア
   クチュエータの駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載された振動アクチュエータ
   の駆動装置において、 前記制御信号は、前記複数の振動アクチュエータのそれ
   ぞれの前記振動検出手段からの出力を平均化して得られ
   た平均値信号であることを特徴とする振動アクチュエー
   タの駆動装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載された振動アクチュエータ
   の駆動装置において、 前記制御手段は、前記平均値信号に基づいて前記周波信
   号の周波数を制御することを特徴とする振動アクチュエ
   ータの駆動装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載された振動アクチュエータ
   の駆動装置において、 前記制御手段は、前記平均値信号に基づいて前記周波信
   号の電圧レベルを制御することを特徴とする振動アクチ
   ュエータの駆動装置。
5. 【請求項５】請求項２に記載された振動アクチュエータ
   の駆動装置において、 前記振動子は第１の電気機械変換素子と第２の電気機械
   変換素子とを有し、前記第１の電気機械変換素子には第
   １の周波電圧が印加され、前記第２の電気機械変換素子
   には前記第１の周波電圧と位相が異なる第２の周波電圧
   が印加されることで駆動力を得るものであり、 前記制御手段は、前記平均値信号に基づいて前記第１の
   周波電圧と前記第２の周波電圧の間の位相差を制御する
   ことを特徴とする振動アクチュエータの駆動装置。