JPH11150959A - 圧電振動子の駆動方法及びその装置 - Google Patents
圧電振動子の駆動方法及びその装置Info
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- JPH11150959A JPH11150959A JP9334924A JP33492497A JPH11150959A JP H11150959 A JPH11150959 A JP H11150959A JP 9334924 A JP9334924 A JP 9334924A JP 33492497 A JP33492497 A JP 33492497A JP H11150959 A JPH11150959 A JP H11150959A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部の温度センサ等を用いることなく、駆動
周波数と圧電振動子との温度特性を一致させ、駆動効率
の向上を図る。 【解決手段】 測定回路１２が、圧電素子３２の温度に
よって変化する、該圧電素子３２自身の所定のインピー
ダンス値を測定する。測定回路１２から測定結果を受信
した補正回路１４は、測定結果のインピーダンス値に基
づいて、圧電振動子３０に対する駆動周波数を補正す
る。すなわち、該補正回路１４は、圧電素子３２の正確
な温度に基づいて、圧電振動子３０に対する駆動周波数
を温度補正する。そして、駆動回路１６が、温度補正さ
れた駆動周波数の交流信号を発生して圧電振動子３０に
供給し、圧電振動子３０を駆動する。
周波数と圧電振動子との温度特性を一致させ、駆動効率
の向上を図る。 【解決手段】 測定回路１２が、圧電素子３２の温度に
よって変化する、該圧電素子３２自身の所定のインピー
ダンス値を測定する。測定回路１２から測定結果を受信
した補正回路１４は、測定結果のインピーダンス値に基
づいて、圧電振動子３０に対する駆動周波数を補正す
る。すなわち、該補正回路１４は、圧電素子３２の正確
な温度に基づいて、圧電振動子３０に対する駆動周波数
を温度補正する。そして、駆動回路１６が、温度補正さ
れた駆動周波数の交流信号を発生して圧電振動子３０に
供給し、圧電振動子３０を駆動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子の駆動
方法及びその装置に係り、更に詳しくは、所定の駆動周
波数を有する交流信号が供給されることにより所定の振
動を発生する圧電素子を有する圧電振動子の駆動方法及
びその装置に関する。本発明は、超音波モータ等の振動
アクチュエータを構成する圧電振動子の駆動の際に適用
して好適なものである。
方法及びその装置に係り、更に詳しくは、所定の駆動周
波数を有する交流信号が供給されることにより所定の振
動を発生する圧電素子を有する圧電振動子の駆動方法及
びその装置に関する。本発明は、超音波モータ等の振動
アクチュエータを構成する圧電振動子の駆動の際に適用
して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波モータ等を構成する圧電振動子の
共振周波数は温度によって変化し、また圧電振動子に所
定の駆動周波数を有する交流信号を供給する駆動回路の
源発振器（通常は電圧制御発振器が用いられる）も温度
特性を有していることから、その圧電振動子の駆動装置
には何らかの温度補償が必要になる。
共振周波数は温度によって変化し、また圧電振動子に所
定の駆動周波数を有する交流信号を供給する駆動回路の
源発振器（通常は電圧制御発振器が用いられる）も温度
特性を有していることから、その圧電振動子の駆動装置
には何らかの温度補償が必要になる。
【０００３】かかる温度補償の一例として、特開昭６３
−１７１１７５号公報には、超音波モータとは別に用意
された外部の温度センサを用いて超音波モータの周囲温
度を計測し、この温度センサからの信号を所定の補正回
路で処理して、駆動回路の源発振器の周波数温度変化率
がモータの周波数温度変化率に等しくなるように補正す
る技術が開示されている。
−１７１１７５号公報には、超音波モータとは別に用意
された外部の温度センサを用いて超音波モータの周囲温
度を計測し、この温度センサからの信号を所定の補正回
路で処理して、駆動回路の源発振器の周波数温度変化率
がモータの周波数温度変化率に等しくなるように補正す
る技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６３−１７１１７５号公報に記載の方法にあって
は、超音波モータの周囲温度を計測するための温度セン
サを別に設けなければならないことから、コストアップ
の要因となっていた。また、この公報に記載の方法にあ
っては、超音波モータの周囲の温度を計測して、これを
モータの温度とみなして温度補償を行っていたことか
ら、必ずしも正確に超音波モータの温度を測定すること
ができず、結果的に十分な温度補償を行うことは困難で
あった。
開昭６３−１７１１７５号公報に記載の方法にあって
は、超音波モータの周囲温度を計測するための温度セン
サを別に設けなければならないことから、コストアップ
の要因となっていた。また、この公報に記載の方法にあ
っては、超音波モータの周囲の温度を計測して、これを
モータの温度とみなして温度補償を行っていたことか
ら、必ずしも正確に超音波モータの温度を測定すること
ができず、結果的に十分な温度補償を行うことは困難で
あった。
【０００５】一方、超音波モータ等の振動アクチュエー
タは、駆動源であることから駆動により自己発熱し、こ
の自己発熱による温度変化に伴って共振周波数その他の
特性が変化するという温度依存性が、その普及を妨げる
大きな要因となっている。
タは、駆動源であることから駆動により自己発熱し、こ
の自己発熱による温度変化に伴って共振周波数その他の
特性が変化するという温度依存性が、その普及を妨げる
大きな要因となっている。
【０００６】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、外部の温度センサ等を用いることな
く、駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一致させ、
駆動効率の向上を図ることが可能な圧電振動子の駆動方
法及び駆動装置を提供することにある。
で、その目的は、外部の温度センサ等を用いることな
く、駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一致させ、
駆動効率の向上を図ることが可能な圧電振動子の駆動方
法及び駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、所定の駆動周波数を有する交流信号が供給されるこ
とにより所定の振動を発生する圧電素子（３２）を有す
る圧電振動子（３０）の駆動方法であって、前記圧電素
子（３２）の温度に対応して変化する前記圧電素子（３
２）のインピーダンス値を測定する第１工程と；前記測
定されたインピーダンス値に基づいて、前記圧電振動子
（３０）に対する前記駆動周波数を補正する第２工程と
を含む。
は、所定の駆動周波数を有する交流信号が供給されるこ
とにより所定の振動を発生する圧電素子（３２）を有す
る圧電振動子（３０）の駆動方法であって、前記圧電素
子（３２）の温度に対応して変化する前記圧電素子（３
２）のインピーダンス値を測定する第１工程と；前記測
定されたインピーダンス値に基づいて、前記圧電振動子
（３０）に対する前記駆動周波数を補正する第２工程と
を含む。
【０００８】本請求項１の圧電振動子の駆動方法では、
まず、駆動対象の圧電振動子を構成する圧電素子の温度
によって変化する、該圧電素子自身の所定のインピーダ
ンス値を測定する（第１工程）。ここで、測定されるイ
ンピータンス値は、駆動対象の圧電振動子を構成する圧
電素子自身のインピーダンス値であるので、自己発熱す
る圧電素子の温度を正確に反映している。したがって、
該インピーダンス値の測定を介して、間接的に圧電素子
の温度が正確に測定されることになる。
まず、駆動対象の圧電振動子を構成する圧電素子の温度
によって変化する、該圧電素子自身の所定のインピーダ
ンス値を測定する（第１工程）。ここで、測定されるイ
ンピータンス値は、駆動対象の圧電振動子を構成する圧
電素子自身のインピーダンス値であるので、自己発熱す
る圧電素子の温度を正確に反映している。したがって、
該インピーダンス値の測定を介して、間接的に圧電素子
の温度が正確に測定されることになる。
【０００９】次に、測定されたインピーダンス値に基づ
いて、前記圧電振動子に対する駆動周波数を補正する
（第２工程）。すなわち、駆動対象の圧電素子の正確な
温度に基づいて、圧電振動子に対する駆動周波数が温度
補正される。こうして温度補正された駆動周波数の交流
信号が圧電振動子に供給される。
いて、前記圧電振動子に対する駆動周波数を補正する
（第２工程）。すなわち、駆動対象の圧電素子の正確な
温度に基づいて、圧電振動子に対する駆動周波数が温度
補正される。こうして温度補正された駆動周波数の交流
信号が圧電振動子に供給される。
【００１０】したがって、請求項１の圧電振動子の駆動
方法によれば、外部の温度センサ等を用いることなく、
駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一致させ、駆動
効率の向上を図ることができる。
方法によれば、外部の温度センサ等を用いることなく、
駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一致させ、駆動
効率の向上を図ることができる。
【００１１】請求項１の圧電素子の駆動方法において、
前記第１工程における前記圧電素子のインピーダンス値
の測定方法は様々考えられるが、請求項２に記載の発明
のように、前記圧電素子（３２）上に配置された測定用
の電極（４０）にインピーダンス値が既知のインピーダ
ンス素子（Ｃ１）を接続し、このインピーダンス素子
（Ｃ１）のインピーダンス値と前記圧電素子（３２）の
インピーダンス値とで所定の測定用電源（Ｅ１）の電圧
を分圧して得た分圧値に基づいて、前記圧電素子（３
２）のインピーダンス値を測定することができる。ま
た、請求項３に記載の発明のように、前記第１工程にお
いては、前記圧電素子（３２）のインピーダンス値とし
て静電容量を測定することができる。
前記第１工程における前記圧電素子のインピーダンス値
の測定方法は様々考えられるが、請求項２に記載の発明
のように、前記圧電素子（３２）上に配置された測定用
の電極（４０）にインピーダンス値が既知のインピーダ
ンス素子（Ｃ１）を接続し、このインピーダンス素子
（Ｃ１）のインピーダンス値と前記圧電素子（３２）の
インピーダンス値とで所定の測定用電源（Ｅ１）の電圧
を分圧して得た分圧値に基づいて、前記圧電素子（３
２）のインピーダンス値を測定することができる。ま
た、請求項３に記載の発明のように、前記第１工程にお
いては、前記圧電素子（３２）のインピーダンス値とし
て静電容量を測定することができる。
【００１２】請求項２の圧電振動子の駆動方法では、イ
ンピーダンス値が既知のインピーダンス素子と圧電素子
のインピーダンス値とを直列接続して測定用電源が発生
する電圧を分圧する。そして、この分圧された電圧値を
測定することにより、間接的に圧電素子の温度を測定
し、駆動周波数を温度補正するので、簡易かつ正確に駆
動周波数と圧電振動子との温度特性を一致させることが
できる。
ンピーダンス値が既知のインピーダンス素子と圧電素子
のインピーダンス値とを直列接続して測定用電源が発生
する電圧を分圧する。そして、この分圧された電圧値を
測定することにより、間接的に圧電素子の温度を測定
し、駆動周波数を温度補正するので、簡易かつ正確に駆
動周波数と圧電振動子との温度特性を一致させることが
できる。
【００１３】本発明者が研究の結果から得た知見によれ
ば、圧電素子に測定用電極を配置した場合に、該圧電素
子とともに圧電振動子を構成する弾性体（通常は、電位
が接地レベルに設定される）と該測定用電極との間にお
ける圧電素子の静電容量は、温度の変化に対して線形に
変化する。
ば、圧電素子に測定用電極を配置した場合に、該圧電素
子とともに圧電振動子を構成する弾性体（通常は、電位
が接地レベルに設定される）と該測定用電極との間にお
ける圧電素子の静電容量は、温度の変化に対して線形に
変化する。
【００１４】したがって、請求項３の圧電振動子の駆動
方法によれば、外部の温度センサ等を用いることなく、
駆動周波数と圧電振動子との温度特性を正確に一致させ
ることができる。
方法によれば、外部の温度センサ等を用いることなく、
駆動周波数と圧電振動子との温度特性を正確に一致させ
ることができる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、所定の駆動周波
数を有する交流信号が供給されることにより所定の振動
を発生する圧電素子（３２）を有する圧電振動子（３
０）の駆動装置（１０）であって、前記圧電素子（３
２）の温度に対応して変化する前記圧電素子（３２）の
インピーダンス値を測定する測定回路（１２）と；前記
測定されたインピーダンス値に基づいて前記圧電振動子
（３０）に対する駆動周波数を補正する補正回路（１
４）と；前記補正後の駆動周波数で前記圧電振動子を駆
動する駆動回路（１６）とを備える。
数を有する交流信号が供給されることにより所定の振動
を発生する圧電素子（３２）を有する圧電振動子（３
０）の駆動装置（１０）であって、前記圧電素子（３
２）の温度に対応して変化する前記圧電素子（３２）の
インピーダンス値を測定する測定回路（１２）と；前記
測定されたインピーダンス値に基づいて前記圧電振動子
（３０）に対する駆動周波数を補正する補正回路（１
４）と；前記補正後の駆動周波数で前記圧電振動子を駆
動する駆動回路（１６）とを備える。
【００１６】本請求項４の圧電振動子の駆動装置では、
まず、測定回路が、駆動対象の圧電素子の温度によって
変化する該圧電素子自身の所定のインピーダンス値を測
定する。ここで、測定されるインピーダンス値は、駆動
対象の圧電振動子を構成する圧電素子自身のインピーダ
ンス値であるので、自己発熱する圧電素子の温度を正確
に反映している。したがって、測定回路によって、該イ
ンピーダンス値が測定されることにより、間接的に圧電
素子の温度が正確に測定されることになる。
まず、測定回路が、駆動対象の圧電素子の温度によって
変化する該圧電素子自身の所定のインピーダンス値を測
定する。ここで、測定されるインピーダンス値は、駆動
対象の圧電振動子を構成する圧電素子自身のインピーダ
ンス値であるので、自己発熱する圧電素子の温度を正確
に反映している。したがって、測定回路によって、該イ
ンピーダンス値が測定されることにより、間接的に圧電
素子の温度が正確に測定されることになる。
【００１７】測定回路から測定結果を受信した補正回路
は、測定結果のインピーダンス値に基づいて、前記圧電
振動子に対する駆動周波数を補正する。すなわち、該補
正回路は、駆動対象の圧電振動子を構成する圧電素子の
正確な温度に基づいて、圧電振動子に対する駆動周波数
を温度補正する。
は、測定結果のインピーダンス値に基づいて、前記圧電
振動子に対する駆動周波数を補正する。すなわち、該補
正回路は、駆動対象の圧電振動子を構成する圧電素子の
正確な温度に基づいて、圧電振動子に対する駆動周波数
を温度補正する。
【００１８】そして、駆動回路が、温度補正された駆動
周波数の交流信号を発生して圧電振動子に供給し、圧電
振動子を駆動する。
周波数の交流信号を発生して圧電振動子に供給し、圧電
振動子を駆動する。
【００１９】したがって、請求項４の圧電振動子の駆動
装置によれば、外部の温度センサ等を用いることなく簡
易な構成で、駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一
致させ、駆動効率の向上を図ることが可能となる。
装置によれば、外部の温度センサ等を用いることなく簡
易な構成で、駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一
致させ、駆動効率の向上を図ることが可能となる。
【００２０】請求項４の圧電振動子の駆動装置におい
て、前記測定回路の構成は様々考えられるが、請求項５
記載の発明のように、前記圧電素子（３２）上に配置さ
れた測定用の電極（４０）に測定用信号を与える測定用
電源（Ｅ１）と、前記電極（４０）と前記測定用電源
（Ｅ１）との間に接続されたインピーダンス値が既知の
インピーダンス素子（Ｃ１）とを有し、前記測定用電源
（Ｅ１）の電圧を前記インピーダンス素子（Ｃ１）のイ
ンピーダンス値と前記圧電素子（３２）のインピーダン
ス値とで分圧する分圧回路を含んで測定回路（１２）を
構成することができる。また、請求項６に記載の発明の
ように、前記測定回路（１２）が、前記圧電素子（３
２）のインピーダンス値として静電容量を測定するよう
に構成することができる。
て、前記測定回路の構成は様々考えられるが、請求項５
記載の発明のように、前記圧電素子（３２）上に配置さ
れた測定用の電極（４０）に測定用信号を与える測定用
電源（Ｅ１）と、前記電極（４０）と前記測定用電源
（Ｅ１）との間に接続されたインピーダンス値が既知の
インピーダンス素子（Ｃ１）とを有し、前記測定用電源
（Ｅ１）の電圧を前記インピーダンス素子（Ｃ１）のイ
ンピーダンス値と前記圧電素子（３２）のインピーダン
ス値とで分圧する分圧回路を含んで測定回路（１２）を
構成することができる。また、請求項６に記載の発明の
ように、前記測定回路（１２）が、前記圧電素子（３
２）のインピーダンス値として静電容量を測定するよう
に構成することができる。
【００２１】請求項５の圧電振動子の駆動装置では、イ
ンピーダンス値が既知のインピーダンス素子と圧電素子
のインピーダンス値とを直列接続して測定用電源が発生
する電圧を分圧する。そして、この分圧された電圧値を
測定することにより間接的に圧電素子の温度を測定し、
補正回路が駆動周波数の温度補正を行うので、簡易な構
成で正確に駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一致
させることができる。
ンピーダンス値が既知のインピーダンス素子と圧電素子
のインピーダンス値とを直列接続して測定用電源が発生
する電圧を分圧する。そして、この分圧された電圧値を
測定することにより間接的に圧電素子の温度を測定し、
補正回路が駆動周波数の温度補正を行うので、簡易な構
成で正確に駆動周波数と圧電振動子との温度特性を一致
させることができる。
【００２２】前述のように、圧電素子に測定用電極を配
置した場合に、該圧電素子とともに圧電振動子を構成す
る弾性体（通常は、電位が接地レベルに設定される）と
該測定用電極との間における圧電素子の静電容量は、温
度の変化に対して線形に変化する。
置した場合に、該圧電素子とともに圧電振動子を構成す
る弾性体（通常は、電位が接地レベルに設定される）と
該測定用電極との間における圧電素子の静電容量は、温
度の変化に対して線形に変化する。
【００２３】したがって、請求項６の圧電振動子の駆動
装置によれば、簡易な構成で、駆動周波数の温度補正を
正確に行うことができる。
装置によれば、簡易な構成で、駆動周波数の温度補正を
正確に行うことができる。
【００２４】請求項５の圧電振動子の駆動装置におい
て、前記インピーダンス素子の種類は様々考えられる
が、請求項７に記載の発明のように、前記インピーダン
ス素子（Ｃ１）としてコンデンサを好適に採用すること
ができる。
て、前記インピーダンス素子の種類は様々考えられる
が、請求項７に記載の発明のように、前記インピーダン
ス素子（Ｃ１）としてコンデンサを好適に採用すること
ができる。
【００２５】前述のように、圧電素子に測定用電極を配
置した場合に、該圧電素子とともに圧電振動子を構成す
る弾性体（通常は、電位が接地レベルに設定される）と
該測定用電極との間における圧電素子の静電容量値は温
度の変化に対して線形に変化する。すなわち、前記測定
用電源の電圧を、前記コンデンサの既知の静電容量値
と、測定用電極と接地用電極との間の静電容量とで分圧
することとすれば、温度変化に対してほぼ線形に変化す
る電圧信号を得ることができる。こうした温度変化に対
してほぼ線形に変化する電圧信号は、温度補正の処理に
とって非常に好ましい信号態様である。
置した場合に、該圧電素子とともに圧電振動子を構成す
る弾性体（通常は、電位が接地レベルに設定される）と
該測定用電極との間における圧電素子の静電容量値は温
度の変化に対して線形に変化する。すなわち、前記測定
用電源の電圧を、前記コンデンサの既知の静電容量値
と、測定用電極と接地用電極との間の静電容量とで分圧
することとすれば、温度変化に対してほぼ線形に変化す
る電圧信号を得ることができる。こうした温度変化に対
してほぼ線形に変化する電圧信号は、温度補正の処理に
とって非常に好ましい信号態様である。
【００２６】したがって、請求項７の圧電振動子の駆動
装置によれば、簡易な構成で、駆動周波数の温度補正を
正確に行うことができる。
装置によれば、簡易な構成で、駆動周波数の温度補正を
正確に行うことができる。
【００２７】また、請求項５の圧電振動子の駆動装置に
おいて、前記測定用電源の構成は様々考えられるが、請
求項８に記載の発明のように、前記駆動回路（１６）の
源発振器（２２）の発振周波数を分周した発振周波数の
交流信号を前記測定用電極（４０）に与える発振器によ
り、測定用電源（Ｅ１）を構成することができる。
おいて、前記測定用電源の構成は様々考えられるが、請
求項８に記載の発明のように、前記駆動回路（１６）の
源発振器（２２）の発振周波数を分周した発振周波数の
交流信号を前記測定用電極（４０）に与える発振器によ
り、測定用電源（Ｅ１）を構成することができる。
【００２８】請求項８の圧電振動子の駆動装置によれ
ば、駆動回路の源発振器の発振周波数や駆動周波数と容
易に弁別可能な周波数の交流電圧信号を、駆動回路の源
発振器の出力信号から生成する。したがって、測定回路
が独自に発振素子を備えずに済むので、圧電振動子の駆
動装置をより簡易な構成とすることができる。
ば、駆動回路の源発振器の発振周波数や駆動周波数と容
易に弁別可能な周波数の交流電圧信号を、駆動回路の源
発振器の出力信号から生成する。したがって、測定回路
が独自に発振素子を備えずに済むので、圧電振動子の駆
動装置をより簡易な構成とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電振動子の
駆動方法及び駆動装置の一実施形態を、図１〜図８を参
照して説明する。
駆動方法及び駆動装置の一実施形態を、図１〜図８を参
照して説明する。
【００３０】図１には、一実施形態の圧電振動子の駆動
装置１０のブロック構成が示されている。図１に示され
るように、この装置１０は、圧電素子３２と弾性体３４
とを備える圧電振動子３０を駆動する圧電振動子の駆動
装置であり、測定回路１２と、補正回路１４と、駆動回
路１６とを備える。
装置１０のブロック構成が示されている。図１に示され
るように、この装置１０は、圧電素子３２と弾性体３４
とを備える圧電振動子３０を駆動する圧電振動子の駆動
装置であり、測定回路１２と、補正回路１４と、駆動回
路１６とを備える。
【００３１】圧電素子３２には、電極３６1 及び電極３
６2 、電極３８1 及び電極３８2 、並びに電極４０1 及
び電極４０2 が形成されている。電極３６1 及び電極３
６2には、第１位相の駆動信号ＤＲＶ１（周波数＝
ｆD ）が印加され、電極３８1 及び電極３８2 には、第
１位相とは異なる（例えば、第１位相と９０°だけ位相
が異なる）第２位相の駆動信号ＤＲＶ２（周波数＝
ｆD ）が印加される。また、電極４０1 及び電極４０2
は測定回路１２に接続される。また、弾性体３４は接地
レベルに設定される。ここで、電極４０1 及び電極４０
2 で測定用電極が構成されている。なお、電極４０1 及
び電極４０2 を測定用電極として新たに設けてもよい
が、圧電振動子には通常設けられているモニタ用の電極
を測定用電極として使用することも可能である。
６2 、電極３８1 及び電極３８2 、並びに電極４０1 及
び電極４０2 が形成されている。電極３６1 及び電極３
６2には、第１位相の駆動信号ＤＲＶ１（周波数＝
ｆD ）が印加され、電極３８1 及び電極３８2 には、第
１位相とは異なる（例えば、第１位相と９０°だけ位相
が異なる）第２位相の駆動信号ＤＲＶ２（周波数＝
ｆD ）が印加される。また、電極４０1 及び電極４０2
は測定回路１２に接続される。また、弾性体３４は接地
レベルに設定される。ここで、電極４０1 及び電極４０
2 で測定用電極が構成されている。なお、電極４０1 及
び電極４０2 を測定用電極として新たに設けてもよい
が、圧電振動子には通常設けられているモニタ用の電極
を測定用電極として使用することも可能である。
【００３２】測定回路１２は、測定用電源Ｅ１、インピ
ーダンス値が既知のインピーダンス素子としてのコンデ
ンサＣ１（静電容量値＝Ｃ1 ）、ローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）１８を備え、さらに抵抗Ｒ４、及び増幅器ＡＭＰ
１が組み合わされて構成されている。ここで、測定用電
源Ｅ１は、周波数ｆD よりも十分に低い周波数ｆM 、振
幅Ｖ0 の交流電圧ＶＭ０を出力する。ＬＰＦ１８は、抵
抗Ｒ１〜Ｒ３及びコンデンサＣ２〜Ｃ４が組み合わされ
て構成される。このＬＰＦ１８は、周波数ｆD付近の周
波数及びそれ以上の周波数の成分を遮断し、周波数ｆM
付近の周波数及びそれ以下の周波数の成分を通過させ
る。
ーダンス値が既知のインピーダンス素子としてのコンデ
ンサＣ１（静電容量値＝Ｃ1 ）、ローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）１８を備え、さらに抵抗Ｒ４、及び増幅器ＡＭＰ
１が組み合わされて構成されている。ここで、測定用電
源Ｅ１は、周波数ｆD よりも十分に低い周波数ｆM 、振
幅Ｖ0 の交流電圧ＶＭ０を出力する。ＬＰＦ１８は、抵
抗Ｒ１〜Ｒ３及びコンデンサＣ２〜Ｃ４が組み合わされ
て構成される。このＬＰＦ１８は、周波数ｆD付近の周
波数及びそれ以上の周波数の成分を遮断し、周波数ｆM
付近の周波数及びそれ以下の周波数の成分を通過させ
る。
【００３３】この測定回路１２の動作を各構成要素の作
用とともに説明する。測定用電源Ｅ１から交流電圧ＶＭ
０が出力されると、圧電素子３２の電極４０1 、４０2
と弾性体３４との間の静電容量とコンデンサＣ１とによ
って分圧された電圧信号が、電極４０1 、４０2 とコン
デンサＣ１との接続点に発生する。一方、圧電振動子３
０は周波数ｆD の駆動信号ＤＲＶ１，ＤＲＶ２によって
駆動されているので、この接続点には、周波数ｆD の自
然数倍の周波数も発生している。したがって、電極４０
1 、４０2 とコンデンサＣ１との接続点において発生す
る交流電圧信号ＶＭ１には、周波数ｆM の成分とこの周
波数よりも高い周波数の成分が混在している。
用とともに説明する。測定用電源Ｅ１から交流電圧ＶＭ
０が出力されると、圧電素子３２の電極４０1 、４０2
と弾性体３４との間の静電容量とコンデンサＣ１とによ
って分圧された電圧信号が、電極４０1 、４０2 とコン
デンサＣ１との接続点に発生する。一方、圧電振動子３
０は周波数ｆD の駆動信号ＤＲＶ１，ＤＲＶ２によって
駆動されているので、この接続点には、周波数ｆD の自
然数倍の周波数も発生している。したがって、電極４０
1 、４０2 とコンデンサＣ１との接続点において発生す
る交流電圧信号ＶＭ１には、周波数ｆM の成分とこの周
波数よりも高い周波数の成分が混在している。
【００３４】この交流電圧信号ＶＭ１がＬＰＦ１８に入
力すると、周波数ｆM の成分のみが通過して、ＬＰＦ１
８からは交流電圧信号ＶＭ２が出力される。ここで、交
流電圧信号ＶＭ２の振幅Ｖ2 を確保するために、抵抗Ｒ
４の抵抗値Ｒ4 は、ＬＰＦ１８の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗
値Ｒ1 〜Ｒ3 の総和よりも十分大きな値が選択される。
交流電圧信号ＶＭ２は増幅器ＡＭＰ１によって低インピ
ーダンス化され、測定回路１２の出力信号としての交流
電圧信号ＶＭ３が生成される。
力すると、周波数ｆM の成分のみが通過して、ＬＰＦ１
８からは交流電圧信号ＶＭ２が出力される。ここで、交
流電圧信号ＶＭ２の振幅Ｖ2 を確保するために、抵抗Ｒ
４の抵抗値Ｒ4 は、ＬＰＦ１８の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗
値Ｒ1 〜Ｒ3 の総和よりも十分大きな値が選択される。
交流電圧信号ＶＭ２は増幅器ＡＭＰ１によって低インピ
ーダンス化され、測定回路１２の出力信号としての交流
電圧信号ＶＭ３が生成される。
【００３５】補正回路１４は、発振制御電圧生成回路２
０と、駆動回路１６の源発振器としての電圧制御発振器
（ＶＣＯ）２２とを備える。発振制御電圧生成回路２０
は、交流電圧信号ＶＭ３に基づいて、その振幅値Ｖ
3 （＝Ｖ2 ）に応じた電圧値ＶOSの直流電圧信号ＶＯＳ
を生成する。また、ＶＣＯ２２は、直流電圧信号ＶＯＳ
の電圧値ＶOSに応じた周波数ｆOSで発振する。
０と、駆動回路１６の源発振器としての電圧制御発振器
（ＶＣＯ）２２とを備える。発振制御電圧生成回路２０
は、交流電圧信号ＶＭ３に基づいて、その振幅値Ｖ
3 （＝Ｖ2 ）に応じた電圧値ＶOSの直流電圧信号ＶＯＳ
を生成する。また、ＶＣＯ２２は、直流電圧信号ＶＯＳ
の電圧値ＶOSに応じた周波数ｆOSで発振する。
【００３６】図２には、発振制御電圧生成回路２０の回
路構成例が示されている。図２に示されるように、発振
制御電圧生成回路２０は、演算増幅器ＡＭＰ２，ＡＭＰ
３、抵抗Ｒ５〜Ｒ１２、ダイオードＤ１，Ｄ２、コンデ
ンサＣ２、及び電圧源Ｅ２とが組み合されて構成され
る。なお、この発振制御電圧生成回路２０は、いわゆる
絶対値回路として構成されている。
路構成例が示されている。図２に示されるように、発振
制御電圧生成回路２０は、演算増幅器ＡＭＰ２，ＡＭＰ
３、抵抗Ｒ５〜Ｒ１２、ダイオードＤ１，Ｄ２、コンデ
ンサＣ２、及び電圧源Ｅ２とが組み合されて構成され
る。なお、この発振制御電圧生成回路２０は、いわゆる
絶対値回路として構成されている。
【００３７】この発振制御電圧生成回路２０の動作をそ
の構成要素の作用とともに説明する。まず、演算増幅器
ＡＭＰ２、ダイオードＤ１，Ｄ２及び抵抗Ｒ５〜Ｒ９の
組み合わせ回路が、交流電圧信号ＶＭ３を整流する。次
に、この整流された信号が演算増幅器ＡＭＰ３、抵抗Ｒ
１１，Ｒ１２、及びコンデンサＣ２の組み合わせ回路に
よって直流化される。そして、図３に示されるような、
交流電圧信号ＶＭ３の振幅値Ｖ3 （すなわち、圧電素子
の温度Ｔ）の変化に応じて線形に変化する電圧値ＶOSの
直流電圧信号ＶＯＳが生成される。なお、電圧値Ｖ
OSは、電圧源Ｅ２が発生し、抵抗Ｒ１０を介して供給さ
れるオフセット電圧−Ｖによってレベルシフトされた値
となっている。
の構成要素の作用とともに説明する。まず、演算増幅器
ＡＭＰ２、ダイオードＤ１，Ｄ２及び抵抗Ｒ５〜Ｒ９の
組み合わせ回路が、交流電圧信号ＶＭ３を整流する。次
に、この整流された信号が演算増幅器ＡＭＰ３、抵抗Ｒ
１１，Ｒ１２、及びコンデンサＣ２の組み合わせ回路に
よって直流化される。そして、図３に示されるような、
交流電圧信号ＶＭ３の振幅値Ｖ3 （すなわち、圧電素子
の温度Ｔ）の変化に応じて線形に変化する電圧値ＶOSの
直流電圧信号ＶＯＳが生成される。なお、電圧値Ｖ
OSは、電圧源Ｅ２が発生し、抵抗Ｒ１０を介して供給さ
れるオフセット電圧−Ｖによってレベルシフトされた値
となっている。
【００３８】図４には、ＶＣＯ２２の回路構成例が示さ
れている。図４に示されるように、このＶＣＯ２２は、
タイマＩＣ（日本電気（株）製：μＰ６１７／１５５５
等）２３、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５（抵抗値
Ｒ13〜Ｒ15）、及びコンデンサＣ３，Ｃ４が組み合わさ
れて構成される。
れている。図４に示されるように、このＶＣＯ２２は、
タイマＩＣ（日本電気（株）製：μＰ６１７／１５５５
等）２３、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５（抵抗値
Ｒ13〜Ｒ15）、及びコンデンサＣ３，Ｃ４が組み合わさ
れて構成される。
【００３９】このＶＣＯ２２の動作をその構成要素の作
用とともに説明する。まず、図４において、電圧信号Ｖ
ＯＳが入力されるべき制御電圧端子を開放とした場合の
動作を説明する。この場合の発振周波数ｆD0は、コンデ
ンサＣ３の充電及び放電の繰り返し時間で定まる。充電
時間ＴH は、可変抵抗ＶＲの抵抗値ＶＲ及び固定抵抗Ｒ
１３，Ｒ１４の抵抗値Ｒ13，Ｒ14の総和値とコンデンサ
Ｃ３の静電容量値Ｃ3の値で決まる。この充電時間ＴH
の期間中に出力信号ＶＤＲがＨレベルとなる。他方、放
電時間ＴL は、抵抗値Ｒ14と静電容量値Ｃ3 で決まる。
この放電時間ＴL の期間中に出力信号ＶＤＲがＬレベル
となる。
用とともに説明する。まず、図４において、電圧信号Ｖ
ＯＳが入力されるべき制御電圧端子を開放とした場合の
動作を説明する。この場合の発振周波数ｆD0は、コンデ
ンサＣ３の充電及び放電の繰り返し時間で定まる。充電
時間ＴH は、可変抵抗ＶＲの抵抗値ＶＲ及び固定抵抗Ｒ
１３，Ｒ１４の抵抗値Ｒ13，Ｒ14の総和値とコンデンサ
Ｃ３の静電容量値Ｃ3の値で決まる。この充電時間ＴH
の期間中に出力信号ＶＤＲがＨレベルとなる。他方、放
電時間ＴL は、抵抗値Ｒ14と静電容量値Ｃ3 で決まる。
この放電時間ＴL の期間中に出力信号ＶＤＲがＬレベル
となる。
【００４０】このＶＣＯ２２では、充電時間ＴH 及び放
電時間ＴL は、 ＴH ＝０．６９３×（ＶＲ＋Ｒ13＋Ｒ14）×Ｃ3 …（１） ＴL ＝０．６９３×Ｒ14×Ｃ3 …（２） となる。したがって、発振周波数ｆD0は、 ｆD0＝１／（ＴH ＋ＴL ） ＝１／（０．６９３×（ＶＲ＋Ｒ13＋２×Ｒ14）×Ｃ3 ）…（３） となる。
電時間ＴL は、 ＴH ＝０．６９３×（ＶＲ＋Ｒ13＋Ｒ14）×Ｃ3 …（１） ＴL ＝０．６９３×Ｒ14×Ｃ3 …（２） となる。したがって、発振周波数ｆD0は、 ｆD0＝１／（ＴH ＋ＴL ） ＝１／（０．６９３×（ＶＲ＋Ｒ13＋２×Ｒ14）×Ｃ3 ）…（３） となる。
【００４１】このＶＣＯ２２において、制御電圧端子に
直流電圧ＶOSを供給し、その値を変化させると発振周波
数ｆOSは、（３）式で決まる発振周波数ｆD0近傍で変化
をする。図５には、この変化の様子が示されている。す
なわち、図５に示されるように、直流電圧ＶOSの増加に
伴って、発振周波数ｆOSが減少する。
直流電圧ＶOSを供給し、その値を変化させると発振周波
数ｆOSは、（３）式で決まる発振周波数ｆD0近傍で変化
をする。図５には、この変化の様子が示されている。す
なわち、図５に示されるように、直流電圧ＶOSの増加に
伴って、発振周波数ｆOSが減少する。
【００４２】図１に戻り、駆動回路１６は、駆動信号生
成回路２４と、ドライバ２６1 ，２６2 とを備える。駆
動信号生成回路２４は、不図示の制御装置からの駆動ラ
ン・ストップ指示信号（Ｒ／Ｓ信号）及び方向切替指示
信号（Ｒ／Ｌ信号）を受信する。そして、Ｒ／Ｓ信号で
ラン指示されたときに、交流電圧信号ＶＤＲから、駆動
周波数ｆD を有し、互いに位相の異なる信号ＶＤ１，Ｖ
Ｄ２を生成する。ドライバ２６1 ，２６2 は、不図示の
電源回路から駆動用電圧の供給を受けて信号ＶＤ１，Ｖ
Ｄ２をレベル変換し、駆動信号ＤＲＶ１，ＤＲＶ２を出
力する。
成回路２４と、ドライバ２６1 ，２６2 とを備える。駆
動信号生成回路２４は、不図示の制御装置からの駆動ラ
ン・ストップ指示信号（Ｒ／Ｓ信号）及び方向切替指示
信号（Ｒ／Ｌ信号）を受信する。そして、Ｒ／Ｓ信号で
ラン指示されたときに、交流電圧信号ＶＤＲから、駆動
周波数ｆD を有し、互いに位相の異なる信号ＶＤ１，Ｖ
Ｄ２を生成する。ドライバ２６1 ，２６2 は、不図示の
電源回路から駆動用電圧の供給を受けて信号ＶＤ１，Ｖ
Ｄ２をレベル変換し、駆動信号ＤＲＶ１，ＤＲＶ２を出
力する。
【００４３】以下、本実施形態の圧電振動子の駆動回路
１０の動作とともに、本実施形態の圧電振動子の駆動方
法を説明する。
１０の動作とともに、本実施形態の圧電振動子の駆動方
法を説明する。
【００４４】圧電振動子３０の圧電素子３２に駆動信号
ＤＲＶ１，ＤＲＶ２が供給され、圧電振動子３０が駆動
されている状態で、測定用電源Ｅ１が交流電圧ＶＭ０を
発生し、コンデンサＣ１（静電容量値Ｃ1 ）を介して、
圧電素子３２の測定用電極４０1 ，４０2 に供給する。
ＤＲＶ１，ＤＲＶ２が供給され、圧電振動子３０が駆動
されている状態で、測定用電源Ｅ１が交流電圧ＶＭ０を
発生し、コンデンサＣ１（静電容量値Ｃ1 ）を介して、
圧電素子３２の測定用電極４０1 ，４０2 に供給する。
【００４５】この測定用電極４０1 ，４０2 と弾性体３
４との間には静電容量が存在し、その静電容量値Ｃ0 は
温度Ｔの関数である。図６には、この静電容量値Ｃ0 の
測定例が示されている。図６に示されるように、静電容
量値Ｃ0 の温度に対する変化率は大きく、かつ広い温度
範囲で直線的に変化していることが確認される。したが
って、交流電圧ＶＭ０は、静電容量値Ｃ0 と静電容量値
Ｃ1 とによって分圧され、このとき測定用電極４０1 ，
４０2 とコンデンサＣ1 との接続点には分圧された電圧
信号ＶＭ１０が発生する。ここで、交流電圧ＶＭ０の周
波数ｆM は、駆動周波数ｆD の１／１００程度の周波数
が選択されることが、後に説明する周波数ｆM の信号成
分の抽出の観点から好適である。また、静電容量値Ｃ1
は、静電容量値Ｃ0 の１／１０程度の静電容量値が選択
されることが、分圧電圧値の変化範囲の観点から好適で
ある。
４との間には静電容量が存在し、その静電容量値Ｃ0 は
温度Ｔの関数である。図６には、この静電容量値Ｃ0 の
測定例が示されている。図６に示されるように、静電容
量値Ｃ0 の温度に対する変化率は大きく、かつ広い温度
範囲で直線的に変化していることが確認される。したが
って、交流電圧ＶＭ０は、静電容量値Ｃ0 と静電容量値
Ｃ1 とによって分圧され、このとき測定用電極４０1 ，
４０2 とコンデンサＣ1 との接続点には分圧された電圧
信号ＶＭ１０が発生する。ここで、交流電圧ＶＭ０の周
波数ｆM は、駆動周波数ｆD の１／１００程度の周波数
が選択されることが、後に説明する周波数ｆM の信号成
分の抽出の観点から好適である。また、静電容量値Ｃ1
は、静電容量値Ｃ0 の１／１０程度の静電容量値が選択
されることが、分圧電圧値の変化範囲の観点から好適で
ある。
【００４６】交流電圧ＶＭ０の電圧ＶM0を、 ＶM0（ｔ）＝Ｖ0 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） …（４） ここで、Ｖ0 ：交流電圧ＶＭ０の振幅 ｆM ：交流電圧ＶＭ０の周波数 ｔ ：時間 とすると、交流電圧信号ＶＭ１０の電圧値ＶM10 は、 ＶM10 （ｔ）＝（Ｃ1 ／（Ｃ0 ＋Ｃ1 ））Ｖ0 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） ＝Ｖ1 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） …（５） となる。ここで、静電容量値Ｃ0 は温度の変化で大きく
変化するので、電圧値ＶM10 （ｔ）も温度の変化で大き
く変化する。
変化するので、電圧値ＶM10 （ｔ）も温度の変化で大き
く変化する。
【００４７】ところで、測定用電極４０1 ，４０2 とコ
ンデンサＣ1 との接続点には、上述のように、電圧信号
ＶＭ１０に加えて、駆動周波数ｆD の自然数倍の周波数
も発生している。したがって、電極４０1 、４０2 とコ
ンデンサＣ１との接続点において発生する交流電圧信号
ＶＭ１には、周波数ｆM の成分（ＶＭ１０）とこの周波
数よりもはるかに高い周波数の成分が混在している。
ンデンサＣ1 との接続点には、上述のように、電圧信号
ＶＭ１０に加えて、駆動周波数ｆD の自然数倍の周波数
も発生している。したがって、電極４０1 、４０2 とコ
ンデンサＣ１との接続点において発生する交流電圧信号
ＶＭ１には、周波数ｆM の成分（ＶＭ１０）とこの周波
数よりもはるかに高い周波数の成分が混在している。
【００４８】この交流電圧信号ＶＭ１がＬＰＦ１８に入
力すると、周波数ｆM の成分（ＶＣＭ１０）のみが通過
して、ＬＰＦ１８からは交流電圧信号ＶＭ２が出力され
る。ここで、交流電圧信号ＶＭ２の電圧値ＶM2は、 ＶM2（ｔ）＝（Ｒ4 ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ＋Ｒ3 ＋Ｒ4 ）） ×（Ｃ1 ／（Ｃ0 ＋Ｃ1 ））Ｖ0 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） ＝Ｖ2 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） …（６） となる。
力すると、周波数ｆM の成分（ＶＣＭ１０）のみが通過
して、ＬＰＦ１８からは交流電圧信号ＶＭ２が出力され
る。ここで、交流電圧信号ＶＭ２の電圧値ＶM2は、 ＶM2（ｔ）＝（Ｒ4 ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ＋Ｒ3 ＋Ｒ4 ）） ×（Ｃ1 ／（Ｃ0 ＋Ｃ1 ））Ｖ0 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） ＝Ｖ2 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） …（６） となる。
【００４９】図７には、図６の測定対象とした圧電振動
子に対して、静電容量値Ｃ1 を１００ｐＦに選択した場
合の振幅値Ｖ2 の圧電素子の温度Ｔに対する変化が示さ
れている。図７に示されるように、振幅値Ｖ2 は、圧電
素子３２の温度の変化で大きくほぼ線形で変化する。
子に対して、静電容量値Ｃ1 を１００ｐＦに選択した場
合の振幅値Ｖ2 の圧電素子の温度Ｔに対する変化が示さ
れている。図７に示されるように、振幅値Ｖ2 は、圧電
素子３２の温度の変化で大きくほぼ線形で変化する。
【００５０】この交流電圧信号ＶＭ２は増幅器ＡＭＰ１
によって低インピーダンス化され、測定回路１２の出力
信号としての交流電圧信号ＶＭ３が生成される。ここ
で、交流電圧信号ＶＭ３の電圧値ＶM3は、 ＶM3（ｔ）＝Ｖ2 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） ＝Ｖ3 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） …（７） となる。
によって低インピーダンス化され、測定回路１２の出力
信号としての交流電圧信号ＶＭ３が生成される。ここ
で、交流電圧信号ＶＭ３の電圧値ＶM3は、 ＶM3（ｔ）＝Ｖ2 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） ＝Ｖ3 ｓｉｎ（２πｆM ｔ） …（７） となる。
【００５１】こうして、測定回路１２の出力信号ＶＭ３
が得られるが、交流電圧信号ＶＭ３の振幅値Ｖ3 は、圧
電素子３２の温度Ｔの変化に対して大きくほぼ線形で変
化するものとなっている。また、静電容量値Ｃ0 は、圧
電素子３２の温度Ｔを正確に反映しているので、振幅値
Ｖ3 も圧電素子３２の温度Ｔを正確に反映している。す
なわち、測定回路１２では、圧電素子３２の温度Ｔが、
間接的にではあるが、正確に測定される。
が得られるが、交流電圧信号ＶＭ３の振幅値Ｖ3 は、圧
電素子３２の温度Ｔの変化に対して大きくほぼ線形で変
化するものとなっている。また、静電容量値Ｃ0 は、圧
電素子３２の温度Ｔを正確に反映しているので、振幅値
Ｖ3 も圧電素子３２の温度Ｔを正確に反映している。す
なわち、測定回路１２では、圧電素子３２の温度Ｔが、
間接的にではあるが、正確に測定される。
【００５２】測定回路１２から出力された交流電圧信号
ＶＭ３は、補正回路１４に入力する。補正回路１４の発
振制御電圧発生回路２０は、交流電圧信号ＶＭ３を直流
化するとともにレベルシフトして、電圧値ＶOSの直流電
圧信号ＶＯＳを生成する。そして、ＶＣＯ２２が、電圧
値ＶOSに応じた周波数ｆOSの交流電圧信号ＶＤＲを生成
し、補正回路１４の出力信号として出力する。こうし
て、温度補正された駆動周波数ｆD に関する源発振信号
が得られる。
ＶＭ３は、補正回路１４に入力する。補正回路１４の発
振制御電圧発生回路２０は、交流電圧信号ＶＭ３を直流
化するとともにレベルシフトして、電圧値ＶOSの直流電
圧信号ＶＯＳを生成する。そして、ＶＣＯ２２が、電圧
値ＶOSに応じた周波数ｆOSの交流電圧信号ＶＤＲを生成
し、補正回路１４の出力信号として出力する。こうし
て、温度補正された駆動周波数ｆD に関する源発振信号
が得られる。
【００５３】交流電圧信号ＶＤＲは、駆動回路１６に入
力する。駆動回路１６は、Ｒ／Ｓ信号及びＲ／Ｌ信号を
介して通知された、不図示の制御装置からの指示に従っ
て、交流電圧信号ＶＤＲに基づき、駆動信号ＤＲＶ１，
ＤＲＶ２を生成して出力し、圧電振動子３０を温度補正
された駆動周波数ｆD で駆動する。
力する。駆動回路１６は、Ｒ／Ｓ信号及びＲ／Ｌ信号を
介して通知された、不図示の制御装置からの指示に従っ
て、交流電圧信号ＶＤＲに基づき、駆動信号ＤＲＶ１，
ＤＲＶ２を生成して出力し、圧電振動子３０を温度補正
された駆動周波数ｆD で駆動する。
【００５４】したがって、本実施形態によれば、外部の
温度センサ等を用いることなく簡易な構成で、駆動周波
数と圧電振動子との温度特性を一致させ、駆動効率の向
上を図ることが可能となる。
温度センサ等を用いることなく簡易な構成で、駆動周波
数と圧電振動子との温度特性を一致させ、駆動効率の向
上を図ることが可能となる。
【００５５】また、インピーダンス値が既知のインピー
ダンス素子として、静電容量値が既知のコンデンサを使
用したので、簡易な構成で正確に駆動周波数と圧電振動
子との温度特性を一致させることができる。
ダンス素子として、静電容量値が既知のコンデンサを使
用したので、簡易な構成で正確に駆動周波数と圧電振動
子との温度特性を一致させることができる。
【００５６】なお、上記の実施形態では、測定用電極を
２個所に配置して双方を使用したが、いずれか一方のみ
を使用することも可能である。さらに、測定用電極の配
置は、上記の実施形態の圧電振動子３０とは異なる配置
とすることが可能である。例えば、図８（ａ）に示され
る圧電振動子４２のように測定用電極４４1 〜４４3を
３個所に形成し、いずれか一つ以上を実際に使用しても
よいし、図８（ｂ）に示される圧電振動子４６のように
測定用電極４８を１個所に形成してもよい。
２個所に配置して双方を使用したが、いずれか一方のみ
を使用することも可能である。さらに、測定用電極の配
置は、上記の実施形態の圧電振動子３０とは異なる配置
とすることが可能である。例えば、図８（ａ）に示され
る圧電振動子４２のように測定用電極４４1 〜４４3を
３個所に形成し、いずれか一つ以上を実際に使用しても
よいし、図８（ｂ）に示される圧電振動子４６のように
測定用電極４８を１個所に形成してもよい。
【００５７】また、インピーダンス値が既知のインピー
ダンス素子として、抵抗値が既知の抵抗を使用すること
が可能である。この場合には、測定用電源が発生する交
流電圧の位相ずれ、または前述のように電圧の分圧値を
測定することで駆動周波数と圧電振動子との温度特性を
一致させることができる。位相ずれを測定するときは、
例えば、測定回路１２の出力信号と圧電素子３２の電極
４０1 ，４０2 の出力との位相を比較する位相比較器を
設ける等、測定回路の構成を変更する必要がある。さら
に、上記の実施形態では、測定用電源を独立した電源と
して用意したが、駆動回路の源発振器の発振周波数を分
周して使用し、装置構成を簡素化することも可能であ
る。さらに、測定用電源として、直流電源を使用するこ
とも可能である。
ダンス素子として、抵抗値が既知の抵抗を使用すること
が可能である。この場合には、測定用電源が発生する交
流電圧の位相ずれ、または前述のように電圧の分圧値を
測定することで駆動周波数と圧電振動子との温度特性を
一致させることができる。位相ずれを測定するときは、
例えば、測定回路１２の出力信号と圧電素子３２の電極
４０1 ，４０2 の出力との位相を比較する位相比較器を
設ける等、測定回路の構成を変更する必要がある。さら
に、上記の実施形態では、測定用電源を独立した電源と
して用意したが、駆動回路の源発振器の発振周波数を分
周して使用し、装置構成を簡素化することも可能であ
る。さらに、測定用電源として、直流電源を使用するこ
とも可能である。
【００５８】また、測定用電源が発生する測定用電圧の
周波数を駆動周波数よりも高くすることも可能である。
この場合には、測定回路では、ローパスフィルタではな
くハイパスフィルタが使用されることになる。さらに、
補正回路をマイクロプロセッサ及びその周辺回路で構成
してもよい。
周波数を駆動周波数よりも高くすることも可能である。
この場合には、測定回路では、ローパスフィルタではな
くハイパスフィルタが使用されることになる。さらに、
補正回路をマイクロプロセッサ及びその周辺回路で構成
してもよい。
【００５９】以上のような、変形を施しても、上記の実
施形態と同様に、正確に駆動周波数と圧電振動子との温
度特性を一致させることができる。
施形態と同様に、正確に駆動周波数と圧電振動子との温
度特性を一致させることができる。
【００６０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
〜請求項３に係る圧電振動子の駆動方法によれば、圧電
振動子を構成する圧電素子自身のインピーダンス値を測
定して、圧電素子の温度に応じた駆動周波数の補正を行
うので、外部の温度センサ等を用いることなく、かつ正
確に駆動周波数と圧電振動子との温度特性を広い温度範
囲で一致させ、駆動効率の向上を図ることができる。
〜請求項３に係る圧電振動子の駆動方法によれば、圧電
振動子を構成する圧電素子自身のインピーダンス値を測
定して、圧電素子の温度に応じた駆動周波数の補正を行
うので、外部の温度センサ等を用いることなく、かつ正
確に駆動周波数と圧電振動子との温度特性を広い温度範
囲で一致させ、駆動効率の向上を図ることができる。
【００６１】また、請求項４〜請求項８に係る圧電振動
子の駆動装置によれば、圧電振動子を構成する圧電素子
自身のインピーダンス値を測定して、圧電素子の温度に
応じた駆動周波数の補正を行うので、外部の温度センサ
等を用いることなく簡易な構成であり、かつ正確に駆動
周波数と圧電振動子との温度特性を広い温度範囲で一致
させ、駆動効率の向上を図ることができる圧電振動子の
駆動装置を提供することができる。
子の駆動装置によれば、圧電振動子を構成する圧電素子
自身のインピーダンス値を測定して、圧電素子の温度に
応じた駆動周波数の補正を行うので、外部の温度センサ
等を用いることなく簡易な構成であり、かつ正確に駆動
周波数と圧電振動子との温度特性を広い温度範囲で一致
させ、駆動効率の向上を図ることができる圧電振動子の
駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の圧電振動子の駆動装置１０のブロ
ック構成を示す図である。
ック構成を示す図である。
【図２】図１の発振制御電圧生成回路２０の回路構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図２の発振制御電圧生成回路２０の出力特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】図１ＶＣＯ２２の回路構成例を示す図である。
【図５】図４のＶＣＯ２２の出力特性を示すグラフであ
る。
る。
【図６】圧電素子の静電容量値Ｃ0 の温度に対する変化
例を示すグラフである。
例を示すグラフである。
【図７】振幅値Ｖ2 の圧電素子の温度Ｔに対する変化例
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図８】測定用電極の配置の変形例を説明するための図
である。
である。
１０ 圧電振動子の駆動装置 １２ 測定回路 １４ 補正回路 １６ 駆動回路 ２２ ＶＣＯ（源発振器） ３０ 圧電振動子 ３２ 圧電素子 ４０、４４、４８ 測定用電極 Ｃ１ コンデンサ Ｅ１ 測定用電極
Claims (8)
- 【請求項１】 所定の駆動周波数を有する交流信号が供
給されることにより所定の振動を発生する圧電素子を有
する圧電振動子の駆動方法であって、 前記圧電素子の温度に対応して変化する前記圧電素子の
インピーダンス値を測定する第１工程と；前記測定され
たインピーダンス値に基づいて、前記圧電振動子に対す
る前記駆動周波数を補正する第２工程とを含む圧電振動
子の駆動方法。 - 【請求項２】 前記第１工程における前記圧電素子のイ
ンピーダンス値の測定は、前記圧電素子上に配置された
測定用の電極にインピーダンス値が既知のインピーダン
ス素子を接続し、このインピーダンス素子のインピーダ
ンス値と前記圧電素子のインピーダンス値とで所定の測
定用電源の電圧を分圧して得た分圧値に基づいて行われ
ることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子の駆動
方法。 - 【請求項３】 前記第１工程においては、前記圧電素子
のインピーダンス値として静電容量を測定することを特
徴とする請求項１に記載の圧電振動子の駆動方法。 - 【請求項４】 所定の駆動周波数を有する交流信号が供
給されることにより所定の振動を発生する圧電素子を有
する圧電振動子の駆動装置であって、 前記圧電素子の温度に対応して変化する前記圧電素子の
インピーダンス値を測定する測定回路と；前記測定され
たインピーダンス値に基づいて前記圧電振動子に対する
駆動周波数を補正する補正回路と；前記補正後の駆動周
波数で前記圧電振動子を駆動する駆動回路とを備える圧
電振動子の駆動装置。 - 【請求項５】 前記測定回路は、前記圧電素子上に配置
された測定用の電極に測定用信号を与える測定用電源
と、前記電極と前記測定用電源との間に接続されたイン
ピーダンス値が既知のインピーダンス素子とを有し、前
記測定用電源の電圧を前記インピーダンス素子のインピ
ーダンス値と前記圧電素子のインピーダンス値とで分圧
する分圧回路を含むことを特徴とする請求項４に記載の
圧電振動子の駆動装置。 - 【請求項６】 前記測定回路は、前記圧電素子のインピ
ーダンス値として静電容量を測定することを特徴とする
請求項４に記載の圧電振動子の駆動装置。 - 【請求項７】 前記インピーダンス素子がコンデンサで
あることを特徴とする請求項５に記載の圧電振動子の駆
動装置。 - 【請求項８】 前記測定用電源は、前記駆動回路の源発
振器の発振周波数を分周した発振周波数の交流信号を前
記測定用電極に与える発振器であることを特徴とする請
求項５に記載の圧電振動子の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9334924A JPH11150959A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 圧電振動子の駆動方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9334924A JPH11150959A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 圧電振動子の駆動方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150959A true JPH11150959A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18282772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9334924A Pending JPH11150959A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 圧電振動子の駆動方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11150959A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012096193A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Canon Inc | 圧電振動子の駆動方法、該駆動方法による塵埃除去装置、超音波モータ |
| US8833167B2 (en) | 2008-10-14 | 2014-09-16 | Robert Bosch Gmbh | Sensor device and method for operating a sensor device |
| WO2018139194A1 (ja) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 株式会社村田製作所 | 超音波装置 |
| JP2020175322A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 株式会社タムラ製作所 | 圧電振動子の駆動装置 |
| US11600767B2 (en) | 2017-08-28 | 2023-03-07 | Koninklijke Philips N.V. | Actuator device and method for limiting thermal drift |
-
1997
- 1997-11-19 JP JP9334924A patent/JPH11150959A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8833167B2 (en) | 2008-10-14 | 2014-09-16 | Robert Bosch Gmbh | Sensor device and method for operating a sensor device |
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| WO2018139194A1 (ja) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 株式会社村田製作所 | 超音波装置 |
| CN110249238A (zh) * | 2017-01-25 | 2019-09-17 | 株式会社村田制作所 | 超声波装置 |
| JPWO2018139194A1 (ja) * | 2017-01-25 | 2019-11-07 | 株式会社村田製作所 | 超音波装置 |
| EP3575826A4 (en) * | 2017-01-25 | 2020-11-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | ULTRASONIC DEVICE |
| CN110249238B (zh) * | 2017-01-25 | 2023-02-17 | 株式会社村田制作所 | 超声波装置 |
| US11833543B2 (en) | 2017-01-25 | 2023-12-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic apparatus |
| US11600767B2 (en) | 2017-08-28 | 2023-03-07 | Koninklijke Philips N.V. | Actuator device and method for limiting thermal drift |
| JP2020175322A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 株式会社タムラ製作所 | 圧電振動子の駆動装置 |
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