CN102918761B - 超声波马达的驱动装置以及超声波马达单元 - Google Patents

Abstract

提供一种超声波马达的驱动装置，其能够详细调整驱动波形生成部所生成的驱动波形的周期。该超声波马达（1）的驱动装置（2）具有驱动波形生成部（22、23a、23b、24a以及24b），该驱动波形生成部生成用于驱动包括压电元件（11a、11b、11c以及11d）的超声波马达的压电元件的信号，驱动波形生成部能够生成包含不同周期的多个驱动波形（221及222）的驱动波形。

Description

超声波马达的驱动装置以及超声波马达单元

技术领域

本发明涉及超声波马达的驱动装置以及超声波马达单元，特别涉及具有驱动波形生成部的超声波马达的驱动装置以及超声波马达单元。

背景技术

过去，具有驱动波形生成部的超声波马达的驱动装置为人所知。这样的超声波马达的驱动装置例如公开在日本特开2008-301563号公报中。

在日本特开2008-301563号公报所记载的超声波马达的驱动装置中，由矩形波发生电路(驱动波形生成部)生成的矩形波形(电压)经由低通滤波器、放大器等施加到超声波马达。另外，矩形波发生电路根据来自控制部的指示而生成具有期望周期的矩形波。此外，就矩形波发生电路所生成的矩形波的周期的调整而言，应该以控制部时钟的1时钟的期间为单位进行调整。

现有技术文献：

专利文献：

日本专利文献1：日本特开2008-301563号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在日本特开2008-301563号公报所记载的超声波马达中，由于矩形波发生电路所生成的矩形波的周期的调整应该以控制部的1时钟的期间为单位进行调整，因此存在难以用比1时钟短的时间间隔来调整矩形波的周期的问题。

本发明是为了解决如上所述的课题而做成的，本发明的目的之一是提供一种能够详细调整驱动波形生成部所生成的驱动波形的周期的超声波马达的驱动装置以及超声波马达单元。

用于解决课题的手段及效果

本发明的第一方面的超声波马达的驱动装置具有驱动波形生成部，该驱动波形生成部生成用于驱动包括压电元件的超声波马达的压电元件的信号，驱动波形生成部能够生成包含不同周期的多个驱动波形的驱动波形。

在该第一方面的超声波马达的驱动装置中，如上所述，使驱动波形生成部能够生成包含不同周期的多个驱动波形的驱动波形，由此在将由不同周期的多个驱动波形构成的驱动波形作为一组驱动波形的情况下，可以认为驱动波形的平均周期为多个驱动波形的平均值。由此，能够以比控制部可调整的周期的最小值(例如1时钟)小的间隔调整驱动波形的周期。其结果，能够详细调整驱动波形生成部所生成的驱动波形的周期。此外，通过使控制部的时钟的周期变小(使频率变大)，能够详细调整驱动波形生成部可生成的驱动波形的周期，但为此需要使其高速运转的电路，因此成本也相应地上升。另一方面，如上所述，通过使矩形波形生成器能够生成包含不同周期的多个矩形波形的矩形波形，利用低速运转的电路也能够详细调整矩形波形生成器所生成的矩形波形的周期，因此能够抑制装置的成本上升。

在上述第一方面的超声波马达的驱动装置中，优选地，驱动波形生成部能够反复生成将不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，能够反复生成将不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形，因此利用将不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形，能够连续驱动超声波马达的压电元件。

此时，优选地，不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和具有与第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形，驱动波形生成部能够反复生成将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组时的驱动波形的平均周期，成为第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期的平均值。由此，在控制部无法控制为生成具有第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间的周期的驱动波形的情况下，也能够利用第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期的中间(平均值)周期来驱动超声波马达的压电元件。

在上述驱动波形生成部反复生成将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组的驱动波形的超声波马达的驱动装置中，优选地，驱动波形生成部交替地生成一个第一驱动波形和一个第二驱动波形，由此反复生成将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，与按不同顺序生成一个第一驱动波形和一个第二驱动波形的情况不同，能够使驱动波形生成部容易生成驱动波形。

在能够反复生成将上述不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形的超声波马达的驱动装置中，优选地，不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和具有与第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形，驱动波形生成部能够反复生成将一个或多个第二驱动波形和一个或多个第一驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，例如将多个第二驱动波形和一个第一驱动波形作为一组时的驱动波形的平均周期，成为在第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间且接近第二驱动波形的周期的周期。由此，在控制部无法控制生成具有第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间的周期的驱动波形的情况下，也能够虚拟地微调整为第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间的平均值以外的周期(pseudo-period)。其结果，能够利用更精细地调整的周期来驱动超声波马达的压电元件。

此时，优选地，驱动波形生成部交替地生成一个或多个第一驱动波形和一个或多个第二驱动波形，由此反复生成将一个或多个第二驱动波形和一个或多个第一驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，与按不同顺序生成一个或多个第二驱动波形和一个或多个第一驱动波形的情况不同，能够使驱动波形生成部容易生成驱动波形。

在上述不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和第二驱动波形的超声波马达的驱动装置中，优选地，不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，第二驱动波形的周期比第一驱动波形的周期长出控制部的时钟的1时钟或1时钟的整数倍。这样一来，例如将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组且第二驱动波形的周期比第一驱动波形的周期长出1时钟时的驱动波形的平均周期，比第一驱动波形的周期长1/2时钟。由此，在控制部只能以1时钟的时间间隔调整驱动波形的周期的情况下，也能够以比1时钟小的时间间隔调整驱动波形的周期。

此时，优选地，通过生成将第一驱动波形和第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够利用在第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间的周期并且以比1时钟小的时间间隔调整驱动波形的周期。这样一来，与例如为了详细调整驱动波形的周期而改变时钟的频率的情况不同，能够容易地以比1时钟小的时间间隔调整驱动波形的周期。

在上述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形的超声波马达的驱动装置中，优选地，不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，第二驱动波形的周期比第一驱动波形的周期长出控制部的时钟的1时钟，通过生成将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够将驱动波形的周期虚拟地调整为比第一驱动波形的周期长1/2时钟的周期。这样一来，利用第一驱动波形和第二驱动波形，能够容易地以比1时钟小的1/2时钟的时间间隔调整驱动波形的周期。

在上述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形的超声波马达的驱动装置中，优选地，不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，第二驱动波形的周期比第一驱动波形的周期长出控制部的时钟的1时钟，通过生成将一个第一驱动波形和多个第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够将驱动波形的周期虚拟地调整为在第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间且相对于第一驱动波形更接近第二驱动波形的周期的周期。这样一来，利用第一驱动波形和第二驱动波形，能够容易地以比1时钟小的时间间隔将驱动波形的周期调整为比第一驱动波形更接近第二驱动波形的周期的周期。

此时，优选地，不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，第二驱动波形的周期比第一驱动波形的周期长出控制部的时钟的1时钟，通过生成将一个第一驱动波形和两个第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够将驱动波形的周期虚拟地调整为比第一驱动波形的周期长2/3时钟的周期。这样一来，利用第一驱动波形和第二驱动波形，能够容易地以比1时钟小的2/3时钟的时间间隔调整驱动波形的周期。

在上述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形的超声波马达的驱动装置中，优选地，不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，第一驱动波形的周期以及第二驱动波形的周期为控制部的时钟的整数倍。这样一来，则基于控制部的时钟能够容易地生成第一驱动波形以及第二驱动波形。

在上述第一方面的超声波马达的驱动装置中，优选地，驱动波形生成部包括矩形波形生成器，该矩形波形生成器能够生成矩形波形，矩形波形生成器能够生成包含不同周期的多个矩形波形的驱动波形。这样一来，利用矩形波形生成器能够容易地生成不同周期的多个矩形波形。

此时，优选地，驱动波形生成部还具有滤波器，该滤波器用于接收矩形波形生成器所生成的不同周期的多个矩形波形，并且屏蔽具有规定频率以上的频率的矩形波形。这样一来，利用用于屏蔽具有规定频率以上的频率的矩形波形的滤波器，能够使矩形波形变为大致正弦波形。

在具有上述滤波器的超声波马达的驱动装置中，优选地，滤波器包括多个滤波器，矩形波形生成器使矩形波形生成器所生成的不同周期的多个矩形波形以不同的相位分别输出至多个滤波器，并且分别输入至多个滤波器的不同周期的多个矩形波形从多个滤波器输出至压电元件。这样一来，利用不同周期的多个矩形波形能够将输出至压电元件的信号调整为适合于使超声波马达的旋转速度变大的频率，因此能够使超声波马达的旋转速度变大。

本发明的第二方面的超声波马达单元包括：超声波马达，其具有压电元件；驱动装置，其包括生成用于驱动超声波马达的压电元件的信号的驱动波形生成部，使驱动波形生成部能够生成包含不同周期的多个驱动波形的驱动波形。

在该第二方面的超声波马达单元中，如上所述，使驱动波形生成部能够生成包含不同周期的多个驱动波形的驱动波形，由此在将由不同周期的多个驱动波形构成的驱动波形作为一组驱动波形的情况下，可以认为驱动波形的平均周期为多个驱动波形的平均值。由此，能够以比控制部可调整的周期的最小值(例如1时钟)小的间隔调整驱动波形的周期。其结果，能够详细调整驱动波形生成都所生成的驱动波形的周期。此外，通过使控制部的时钟的周期变小(使频率变大)能够详细调整驱动波形生成部可生成的驱动波形的周期，但为此需要使其高速运转的电路，因此成本也相应地上升。另一方面，如上所述，通过使矩形波形生成器能够生成包含不同周期的多个矩形波形的矩形波形，利用低速运转的电路也能够详细调整矩形波形生成器所生成的矩形波形的周期，因此能够抑制装置的成本上升。

在上述第二方面的超声波马达单元中，优选地，驱动波形生成部能够反复生成将不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，能够反复生成将不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形，因此能够构成利用将不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形连续驱动超声波马达的压电元件的超声波单元。

此时，优选地，不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和具有与第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形，驱动波形生成部能够反复生成将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组时的驱动波形的平均周期为第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期的平均值。由此，能够构成如下超声波单元：在控制部无法控制为生成具有第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间的周期的驱动波形的情况下，也能够虚拟地利用第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期的中间(平均值)周期来驱动超声波马达的压电元件。

在能够反复生成将上述不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形的超声波马达单元中，优选地，不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和具有与第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形，驱动波形生成部能够反复生成将一个或多个第二驱动波形和一个或多个第一驱动波形作为一组的驱动波形。这样一来，例如将多个第二驱动波形和一个第一驱动波形作为一组时的驱动波形的平均周期，成为在第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间且接近第二驱动波形的周期的周期。由此，在控制部无法控制为生成具有第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间的周期的驱动波形的情况下，也能够虚拟地微调整为第一驱动波形的周期和第二驱动波形的周期之间的平均值以外的周期。其结果，能够构成如下超声波单元：能够利用更精细调整的周期驱动超声波马达的压电元件。

在上述不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和第二驱动波形的超声波马达单元中，优选地，不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，第二驱动波形的周期比第一驱动波形的周期长出控制部的时钟的1时钟或1时钟的整数倍。这样一来，则例如将一个第一驱动波形和一个第二驱动波形作为一组且第二驱动波形的周期比第一驱动波形的周期长出1时钟时的驱动波形的平均周期为比第一驱动波形的周期长1/2时钟的周期。由此，能够构成如下超声波单元：在控制部只能以1时钟的时间间隔调整驱动波形的周期的情况下，也能够以比1时钟小的时间间隔调整驱动波形的周期。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的超声波马达的驱动装置的框图。

图2是本发明第一实施方式的超声波马达的驱动装置的矩形波形生成器所生成的矩形波形的波形图。

图3是比较例的超声波马达的驱动装置的矩形波形生成器所生成的矩形波形的波形图。

图4是表示就超声波马达相对于频率的旋转速度进行模拟的结果的图。

图5是本发明的第二实施方式的超声波马达的驱动装置所生成的矩形波形的波形图。

图6是表示就超声波马达相对于频率的旋转速度进行的模拟中矩形波形生成器所生成的矩形波形的条件的图。

图7是表示在图6所示的第三条件的情况下从LPF(低通滤波器)输出的正弦波形的图。

图8是表示就超声波马达相对于特定频率的旋转速度进行模拟的结果的图，所述特定频率是将图6所示的条件的矩形波形施加到超声波马达时的频率。

具体实施方式

以下，基于附图说明将本发明具体化的实施方式。

(第一实施方式)

参照图1，对本发明第一实施方式的超声波马达1的驱动装置2进行说明。

如图1所示，驱动装置2与超声波马达1相连接。驱动装置2包括控制部21、矩形波形生成器22、低通滤波器(LPF)23a及23b、放大器24a及24b。此外，矩形波形生成器22、LPF23a及23b、放大器24a及24b是本发明的“驱动波形生成部”的一例。另外，低通滤波器(LPF)23a及23b是本发明的“滤波器”的一例。

控制部21与矩形波形生成器22相连接。控制部21对矩形波形生成器22所生成的矩形波形进行控制。另外，矩形波形生成器22与LPF23a及LPF23b相连接。矩形波形生成器22具有如下功能：生成矩形波形(电压)，并且使所生成的矩形波形以不同的相位输出至LPF23a及LPF23b。在此，在第一实施方式中，矩形波形生成器22能够生成包括不同周期的多个矩形波形在内的矩形波形。另外，矩形波形生成器22能够反复(重复)生成将不同周期的多个矩形波形作为一组的矩形波形。

LPF23a及LPF23b分别与放大器24a及放大器24b相连接。另外，LPF23a及LPF23b具有屏蔽具有规定频率以上的频率的矩形波形的功能。另外，输入至LPF23a及LPF23b的矩形波形大致作为正弦波形输出。从LPF23a及LPF23b输出的大致正弦波形(电压)分别输入至放大器24a及放大器24b，并且在被放大后输出。通过放大器24a放大的电压(例如cos(t)波)输入至超声波马达1的压电元件11a，并且使输入至压电元件11a的电压的正负翻转的电压(-cos(t)波)被输入至压电元件11c。另外，通过放大器24b放大的电压(sin波)输入至压电元件11b，并且使输入至压电元件11b的电压的正负翻转的电压(-sin(t)波)被输入至压电元件11d。

接着，参照图2，对第一实施方式的矩形波形生成器22所生成的矩形波形进行说明。

如图2所示，在第一实施方式中，矩形波形生成器22交替生成具有控制部21的时钟的T时钟(T为自然数)的周期的矩形波形221和具有T+1时钟的周期的矩形波形222。即，矩形波形生成器22以具有T时钟的周期的矩形波形221和具有T+1时钟的周期的矩形波形222为一组，反复生成一组矩形波形。由此，将具有T时钟的周期的矩形波形221和具有T+1时钟的周期的矩形波形222作为一组时的矩形波形的平均周期，成为T+1/2时钟。此外，矩形波形221是本发明的“第一驱动波形”的一例。另外，矩形波形222是本发明的“第二驱动波形”的一例。

接着，参照图3及图4说明就相对于超声波马达1的频率的旋转速度进行的模拟。此外，如图3所示，比较例的矩形波形生成器22连续生成矩形波形221，该矩形波形221具有相当于控制部21的时钟的T时钟的长度的周期。另外，就相对于周期的倒数(1/周期)即频率的超声波马达1的旋转速度进行了模拟。

首先，就能够以精细单位(刻度)设定对超声波马达1的压电元件11a～11d施加的电压的频率的理想情况进行了模拟。其结果，如图4的单点划线所示，从频率为83kH的位置开始，超声波马达1的旋转速度慢慢上升，超过84kHz后急剧上升。并且，在84.29kHz的频率，旋转速度达到最大(413.05rpm)。之后，旋转速度随着频率的增加而慢慢减小。

接着，就矩形波形生成器22生成具有如图3的比较例所示的单一周期(频率)的矩形波形的情况进行了模拟。此外，假设控制部21能够调整的频率为83.6kHz、85.5kHz以及87.5kHz这三个频率。其结果，如用图4的虚线(三角)表示的那样，在85.5kHz的频率，能够得到最大的旋转速度(224.7rpm)。另一方面，在比较例中，与上述理想的情况(图4的单点划线)不同，在能够得到最大的旋转速度(413.05rpm)的频率84.29kHz附近，控制部21无法对频率进行调整，因此，比较例的最大的旋转速度约为理想情况的54.4％(＝224.7/413.05×100)。

接着，就矩形波形生成器22生成具有如图2所示的多个周期的矩形波形的情况(第一实施方式)进行了模拟。即，矩形波形生成器22输出不同频率的多个矩形波形。此外，在第一实施方式中，与上述比较例同样地，假设控制部21可调整的频率为83.6kHz、85.5kHz以及87.5kHz这三个频率。并且，就交替生成具有83.6kHz的频率的矩形波形和具有85.5kHz的频率的矩形波形的情况(平均具有84.55kHz的频率的矩形波形)以及交替生成具有85.5kHz的频率的矩形波形和具有87.5kHz的频率的矩形波形的情况(平均具有86.5kHz的频率的矩形波形)进行了模拟。其结果，如用图4的实线(四角、方形)表示的那样，在平均频率为84.55kHz的情况下，能够得到最大的旋转速度(346.1rpm)。在第一实施方式中，由于矩形波形生成器22交替生成具有两个不同周期(频率)的矩形波形，因此能够将平均频率，设在能够得到上述理想情况(图4的单点划线)下的最大旋转速度(413.05rpm)的频率即84.29kHz附近。由此，第一实施方式的最大旋转速度为理想的情况下的约83.8％(＝346.1/413.05×100)。

在第一实施方式中，如上所述，通过使矩形波形生成器22能够生成包含不同周期的多个矩形波形(矩形波形221、222)在内的矩形波形，在将由不同周期的多个矩形波形构成的矩形波形作为一组矩形波形的情况下，能够认为矩形波形的平均周期为多个矩形波形的平均值。由此，能够以比控制部21可调整的周期的最小值(例如1时钟)小的间隔来调整矩形波形的周期。其结果，能够详细调整矩形波形生成器22所生成的矩形波形的周期。此外，通过使控制部21的时钟的周期变小(使频率变大)，能够详细调整矩形波形生成器22可生成的矩形波形的周期，但为此需要使其高速运转的电路，因此成本也相应上升。另一方面，如上所述，通过使矩形波形生成器22能够生成包含不同周期的多个矩形波形的矩形波形，从而能够利用低速运转的电路来详细调整矩形波形生成器22所生成的矩形波形的周期，因此能够抑制装置的成本上升。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过使矩形波形生成器22能够反复生成将不同周期的多个矩形波形(矩形波形221、222)作为一组的矩形波形，从而反复生成将不同周期的多个矩形波形作为一组的矩形波形，因此，能够利用将不同周期的多个矩形波形作为一组的矩形波形来连续驱动超声波马达1的压电元件11a～11d。

另外，在第一实施方式中，如上所述，不同周期的多个矩形波形包含矩形波形221和具有与矩形波形221不同的周期的矩形波形222，并且使矩形波形生成器22能够反复生成将一个矩形波形221和一个矩形波形222作为一组的矩形波形。由此，将一个矩形波形221和一个矩形波形222作为一组时的矩形波形的平均周期，成为矩形波形221的周期(T时钟)和矩形波形222的周期(T+1时钟)的平均值(T+1/2时钟)。其结果，即使在控制部21无法控制生成具有矩形波形221的周期和矩形波形222的周期之间的周期的矩形波形的情况下，也能够虚拟地利用矩形波形221的周期和矩形波形222的周期的中间(平均值)周期来驱动超声波马达1的压电元件11a～11d。

另外，在第一实施方式中，如上所述，使矩形波形生成器22交替生成一个矩形波形221和一个矩形波形222，由此使矩形波形生成器22反复生成将一个矩形波形221和一个矩形波形222作为一组的驱动波形。由此，与不按顺序生成一个矩形波形221和一个矩形波形222的情况不同，能够使矩形波形生成器22容易生成矩形波形。

另外，在第一实施方式中，如上所述，使矩形波形222的周期比矩形波形221的周期长，长出的量为控制部21的时钟的1时钟，由此，将一个矩形波形221和一个矩形波形222作为一组时的矩形波形的平均周期成为比矩形波形221的周期大1/2时钟的周期。由此，在控制部21只能以1时钟的时间间隔调整矩形波形的周期的情况下，也能够以比1时钟小的时间间隔来调整矩形波形的周期。

另外，在第一实施方式中，如上所述，通过反复生成将矩形波形221和矩形波形222作为一组的矩形波形，能够利用在矩形波形221的周期和矩形波形222的周期之间的周期，并且以比1时钟小的时间间隔，来调整矩形波形的周期，由此与例如为了详细调整矩形波形的周期而使时钟的频率变化的情况不同，能够容易地以比1时钟小的时间间隔调整矩形波形的周期。

另外，在第一实施方式中，如上所述，使矩形波形221的周期以及矩形波形222的周期为控制部21的时钟的整数倍(T倍以及T+1倍)。由此，基于控制部21的时钟能够容易地生成矩形波形221以及矩形波形222。

另外，在第一实施方式中，如上所述，设置LPF23a及LPF23b，该LPF23a及LPF23b用于输入矩形波形生成器22所生成的不同周期的矩形波形221及222，并且屏蔽具有规定频率以上的频率的矩形波形。由此，利用LPF23a及LPF23b能够使矩形波形221及222大致成为正弦波形。

另外，在第一实施方式中，如上所述，矩形波形生成器22使矩形波形生成器22所生成的不同周期的矩形波形221及222以不同相位分别输出至LPF23a及LPF23b，并且使分别输入至LPF23a及LPF23b的不同周期的矩形波形221及222从LPF23a(LPF23b)输出至压电元件11a及11c(11b及11d)。由此，利用不同周期的矩形波形221及222，能够将输出至压电元件11a～11d的信号调整为适合于使超声波马达1的旋转速度变大的频率，因此能够使超声波马达1的旋转速度变大。

(第二实施方式)

接着，参照图5，对第二实施方式进行说明。在该第二实施方式中，与上述交替地生成一个矩形波形221和一个矩形波形222的第一实施方式不同，将多个矩形波形222和一个矩形波形221作为一组来生成。

如图5所示，在第二实施方式中，矩形波形生成器22将多个(在图5中为两个)矩形波形222和一个矩形波形221作为一组来生成。另外，矩形波形生成器22反复生成将多个(在图5中为两个)矩形波形222和一个矩形波形221作为一组的矩形波形。如图5所示，在将具有T时钟的周期的一个矩形波形221和具有T+1时钟的周期的两个矩形波形222作为一组的情况下，平均周期为T+2/3时钟。即，在将具有T时钟的周期的一个矩形波形221和具有T+1时钟的周期的两个矩形波形222作为一组的情况下，平均周期接近矩形波形222的周期。即，平均周期接近一组矩形波形中所生成的数量多的矩形波形的周期。

接着，参照图6～图8，说明就相对于使矩形波形222的数量不同时的超声波马达1的频率的旋转速度进行的模拟。

首先，对驱动超声波马达1的压电元件11a～11d的电压的波形(矩形波形)的调整进行说明。如图6所示，在第一条件下，矩形波形生成器22交替地分别生成了一次具有85.9kHz的频率的矩形波形和具有85.1kHz的频率的一个矩形波形。即，在第一条件下，矩形波形的频率的平均值为85.5kHz。另外，在第二条件下，矩形波形生成器22生成一次具有85.9kHz的频率的矩形波形之后，生成了三次具有85.1kHz的频率的矩形波形。即，在第二条件下，矩形波形的频率的平均值为85.3kHz。另外，在第三条件下，矩形波形生成器22生成了一次具有85.9kHz的频率的矩形波形之后，生成了四次具有85.1kHz的频率的矩形波形。即，在第三条件下，矩形波形的频率的平均值为85.26kHz。另外，在第四条件下，矩形波形生成器22生成了一次具有85.9kHz的频率的矩形波形之后，生成了九次具有85.1kHz的频率的矩形波形。即，在第四条件下，矩形波形的频率的平均值为85.18kHz。此外，如图6所示，通过多生成85.1kHz的频率的矩形波形，使矩形波形的频率的平均值接近85.1kHz。

并且，如图7所示，例如在第二条件下，将具有85.9kHz的频率的一个电压和具有85.1kHz的频率的三个电压作为一组，施加到超声波马达1的压电元件11a～11d(参照图1)上。此外，在图7中，示出了利用LPF23a及23b使矩形波形变换为大致正弦波形后的波形。

接着，进行了利用在上述第一条件～第四条件的情况下生成的矩形波形(电压)来驱动超声波马达1的压电元件11a～11d的模拟。另外，作为比较例，进行了利用频率为85.1kHz、85.18kHz、85.26kHz、85.3kHz、85.5kHz以及85.9kHz且由单一频率(周期)构成的电压来驱动超声波马达1的压电元件11a～11d的模拟。其结果，如图8的实线(四角、方形)所示，确认了按第四条件、第三条件、第二条件以及第一条件的顺序，随着频率的平均值减小，超声波马达1的旋转速度慢慢减小。另外，确认了矩形波形生成器22生成不同周期(频率)的多个矩形波形时(图8的实线(四角、方形))的旋转速度和矩形波形生成器22生成单一周期(频率)时(图8的虚线(菱形))的旋转速度中，矩形波形生成器22生成不同周期(频率)的多个矩形波形时(图8的实线(四角、方形))的旋转速度稍大，但是能够得到大致相同的旋转速度。即，确认了在合成不同周期(频率)的多个矩形波形的情况和生成单一周期的情况下，能够得到同样的旋转速度。

在第二实施方式中，如上所述，不同周期的多个矩形波形包含矩形波形221和具有与矩形波形221不同的周期的矩形波形222，使矩形波形生成器22能够反复生成将一个矩形波形221和多个矩形波形222作为一组的矩形波形。由此，将多个矩形波形222和一个矩形波形221作为一组时的矩形波形的平均周期为在矩形波形221的周期和矩形波形222的周期之间且接近矩形波形222的周期的周期。其结果，即使在控制部21无法控制为生成具有矩形波形221的周期和矩形波形222的周期之间的周期的矩形波形的情况下，也能够虚拟地微调整为矩形波形221的周期和矩形波形222的周期之间的平均值以外的周期。其结果，能够利用进一步精细调整的周期来驱动超声波马达1的压电元件11a～11d。

另外，在第二实施方式中，如上所述，通过使矩形波形生成器22交替地生成一个矩形波形221和多个(两个)矩形波形222，反复生成将一个矩形波形221和多个(两个)矩形波形222作为一组的驱动波形。由此，与按不同顺序生成一个矩形波形221和多个(两个)矩形波形222的情况不同，能够使矩形波形生成器22容易地生成矩形波形。

此外，第二实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。

此外，本次公开的实施方式在所有方面都应视为例示，而不可视为限制。本发明的范围不是通过上述实施方式的说明来示出，而是通过权利要求的范围来示出，而且包括与权利要求的范围等同的含义及权利要求的范围内的所有变更。

例如，在上述第一及第二实施方式中，示出了在矩形波形生成器生成矩形波形之后利用LPF将矩形波形变换为大致正弦波形的例子，但是本发明并不限定于此。例如，超声波马达的驱动装置也可以不生成矩形波形而直接生成正弦波形(余弦波形)。

另外，在上述第一及第二实施方式中，示出了矩形波形生成器所生成的具有不同周期(T时钟、T+1时钟)的两个矩形波形的周期相差1时钟的例子，但是本发明并不限定于此。例如，矩形波形生成器所生成的具有不同周期的两个矩形波形的周期也可以相差2时钟以上。

另外，在上述第一及第二实施方式中，示出了生成具有不同周期的两个矩形波形的例，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以生成具有不同周期的三个以上的矩形波形。

另外，在上述第一及第二实施方式中，示出了将具有不同周期的多个矩形波形作为一组而反复生成一组矩形波形的例子，但是本发明并不限定于此。也可以不构成组合而分散地生成具有不同周期的多个矩形波形。

另外，在上述第二实施方式中，示出了生成一个具有T时钟的周期的矩形波形和多个具有T+1时钟的周期的矩形波形的例子，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以生成多个具有T时钟的周期的矩形波形和一个具有T+1时钟的周期的矩形波形。即，生成多个的矩形波形可以是周期短的矩形波形，也可以是周期长的矩形波形。另外，在本发明中，也可以生成多个具有T时钟的周期的矩形波形和多个具有T+1时钟的周期的矩形波形。

Claims (18)

1.一种超声波马达的驱动装置，具有驱动波形生成部(22、23a、23b、24a以及24b)，该驱动波形生成部(22、23a、23b、24a以及24b)生成用于驱动包括压电元件(11a、11b、11c以及11d)的超声波马达(1)的所述压电元件的信号，该超声波马达的驱动装置的特征在于，

所述驱动波形生成部能够生成包含不同周期的多个驱动波形(221及222)的驱动波形，

所述驱动波形生成部能够反复生成将所述不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形，从而利用比控制部(21)的1时钟小的时间间隔，来调整驱动波形的周期。

2.根据权利要求1所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形(221)和具有与所述第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形(222)；

所述驱动波形生成部能够反复生成将一个所述第一驱动波形和一个所述第二驱动波形作为一组的驱动波形。

3.根据权利要求2所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述驱动波形生成部交替地生成一个所述第一驱动波形和一个所述第二驱动波形，由此反复生成将一个所述第一驱动波形和一个所述第二驱动波形作为一组的驱动波形。

4.根据权利要求1所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和具有与所述第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形；

所述驱动波形生成部能够反复生成将一个或多个所述第二驱动波形和一个或多个所述第一驱动波形作为一组的驱动波形。

5.根据权利要求4所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述驱动波形生成部，交替地生成将一个或多个所述第一驱动波形和一个或多个所述第二驱动波形，由此反复生成将一个或多个所述第二驱动波形和一个或多个所述第一驱动波形作为一组的驱动波形。

6.根据权利要求2所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，所述第二驱动波形的周期比所述第一驱动波形的周期长，长出的量为控制部(21)的时钟的1时钟或1时钟的整数倍。

7.根据权利要求6所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

通过生成将所述第一驱动波形和所述第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够利用在所述第一驱动波形的周期和所述第二驱动波形的周期之间的周期，并且以比1时钟小的时间间隔，来调整驱动波形的周期。

8.根据权利要求6所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，所述第二驱动波形的周期比所述第一驱动波形的周期长，长出的量为所述控制部的时钟的1时钟；

通过生成将一个所述第一驱动波形和一个所述第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够将驱动波形的周期虚拟地调整为比所述第一驱动波形的周期长1/2时钟的周期。

9.根据权利要求6所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，所述第二驱动波形的周期比所述第一驱动波形的周期长，长出的量为所述控制部的时钟的1时钟；

通过生成将一个所述第一驱动波形和多个所述第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够将驱动波形的周期虚拟地调整为在所述第一驱动波形的周期和所述第二驱动波形的周期之间且相对于所述第一驱动波形更接近所述第二驱动波形的周期的周期。

10.根据权利要求9所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，所述第二驱动波形的周期比所述第一驱动波形的周期长，长出的量为所述控制部的时钟的1时钟；

通过生成将一个所述第一驱动波形和两个所述第二驱动波形作为一组的驱动波形，能够将驱动波形的周期虚拟地调整为比所述第一驱动波形的周期长2/3时钟的周期。

11.根据权利要求6所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，所述第一驱动波形的周期以及所述第二驱动波形的周期为所述控制部的时钟的整数倍。

12.根据权利要求1所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述驱动波形生成部包括矩形波形生成器(22)，该矩形波形生成器(22)能够生成矩形波形；

所述矩形波形生成器能够生成包含不同周期的多个矩形波形的驱动波形。

13.根据权利要求12所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述驱动波形生成部还具有滤波器(23a、23b)，所述滤波器(23a、23b)用于接收所述矩形波形生成器所生成的不同周期的多个矩形波形，并且屏蔽具有规定频率以上的频率的矩形波形。

14.根据权利要求13所述的超声波马达的驱动装置，其特征在于，

所述滤波器包括多个滤波器；

所述矩形波形生成器使所述矩形波形生成器所生成的不同周期的多个矩形波形分别以不同相位分别输出至所述多个滤波器，并且，分别输入至所述多个滤波器的不同周期的多个矩形波形从所述多个滤波器输出至所述压电元件。

15.一种超声波马达单元，其特征在于，具有：

超声波马达(1)，其具有压电元件(11a、11b、11c以及11d)；

驱动装置(2)，其包括驱动波形生成部(22、23a、23b、24a以及24b)，所述驱动波形生成部(22、23a、23b、24a以及24b)生成用于对所述超声波马达的所述压电元件进行驱动的信号，所述驱动装置(2)使所述驱动波形生成部能够生成包含不同周期的多个驱动波形的驱动波形(221及222)；

所述驱动波形生成部能够反复生成将所述不同周期的多个驱动波形作为一组的驱动波形，从而利用比控制部(21)的1时钟小的时间间隔，来调整驱动波形的周期。

16.根据权利要求15所述的超声波马达单元，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形(221)和具有与所述第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形(222)；

所述驱动波形生成部能够反复生成将一个所述第一驱动波形和一个所述第二驱动波形作为一组的驱动波形。

17.根据权利要求15所述的超声波马达单元，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含第一驱动波形和具有与所述第一驱动波形不同的周期的第二驱动波形；

所述驱动波形生成部能够反复生成将一个或多个所述第二驱动波形和一个或多个所述第一驱动波形作为一组的驱动波形。

18.根据权利要求16所述的超声波马达单元，其特征在于，

所述不同周期的多个驱动波形包含矩形波形，所述第二驱动波形的周期比所述第一驱动波形的周期长，长出的量为控制部(21)的时钟的1时钟或1时钟的整数倍。