JP4507501B2 - 圧電アクチュエータの駆動装置、時計、および電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を有する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置、時計、および電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
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としては、圧電素子を有する振動体を主要構成要素とするものであり、例えば、この振動体を、一端に被駆動体と当接する当接部を有する板状の補強板と、この補強板の両面に貼設された圧電素子と、これら圧電素子の上面に設けられた複数の電極とで構成したものがある。
そして、複数の電極に所定の交流電圧を印加し、振動体をその長手方向に伸縮させる縦振動で励振させるとともに、この縦振動の振動方向と直交する方向に揺動する屈曲振動を誘発させる駆動回路を備えた圧電アクチュエータの駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような駆動装置による駆動制御により、圧電アクチュエータは、振動体の当接部が楕円軌道を描くように回転する。そして、この当接部の回転運動により、被駆動体が所定方向に駆動される。ここで、この駆動装置は、スイッチを備え、複数の電極に所定の交流電圧を印加する際、スイッチを切り換えることで、複数の電極のいずれか一方に印加する状態、および、複数の電極のいずれか他方に印加する状態を切り換えている。そして、このようにスイッチを切り換えることで、当接部の回転方向を変更し、すなわち、被駆動体の駆動方向を変更している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６８９５３号公報（図１２、図１３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のスイッチを例えば、機械式のスイッチで構成した場合には、電気的な制御を実施することができない、という問題がある。
また、上記のスイッチを例えば、リレースイッチ等の電気機械式のスイッチで構成した場合には、スイッチ自体のサイズが大きくなり、駆動装置の小型化を図り難い。また、リレースイッチを駆動する電力が比較的大きくなり、消費電流も増加してしまう、という問題がある。
さらに、上記のスイッチを例えば、アナログスイッチにて構成した場合には、アナログスイッチを構成するトランジスタ等の素子を駆動回路と同程度の大きさにする必要があり、駆動装置の小型化を図り難い、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、このような問題点に鑑みて、被駆動体の駆動方向の変更を電気的な制御にて実施し、小型化および消費電流の低減を図れる圧電アクチュエータの駆動装置、時計、および電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記振動体は、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板を備え、前記複数の電極は、前記被駆動体をそれぞれ異なる方向に駆動させるように前記当接部を振動させる第１電極および第２電極を有し、前記第１電極、前記第２電極、および前記補強板に対応して設けられ、ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタが直列に接続された複数のドライバ回路と、前記複数のドライバ回路を制御し、前記トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極と前記補強板とに供給させて前記振動体を振動させ、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動させるドライバ制御手段と、前記ドライバ制御手段の制御状態を切り換える制御状態切換手段と、前記駆動信号の駆動周波数を調整させる検出制御手段とを具備し、前記ドライバ制御手段は、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を正回転させる正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記Ｐチャネルトランジスタおよび前記Ｎチャネルトランジスタを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に前記Ｐチャネルトランジスタおよび前記ＮチャネルトランジスタをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力し、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を逆回転させる逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に前記第２の制御信号を出力し、前記補強板に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相は、前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相に対して逆位相に設定され、前記検出制御手段は、前記振動体の振動により前記第２の制御信号が出力された前記ドライバ回路に対応する前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極から出力される検出信号を検出し、この検出した検出信号に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、複数の電極としては、第１電極および第２電極の以外に、その他の電極を有する構成を採用してもよい。
また、第１電極および第２電極としては、例えば、それぞれ１つの電極で構成されていてもよく、それぞれ複数の電極で構成されていてもよい。
さらに、第１電極および第２電極が、それぞれ複数の電極で構成されている場合、ドライバ回路としては、例えば、第１電極および第２電極を構成する複数の電極に１対１で対応するように設けられる構成を採用してもよく、複数の電極で構成される第１電極および第２電極にそれぞれ対応するように設けられる構成を採用してもよい。
さらにまた、複数の電極として、第１電極および第２電極以外に、その他の電極を有する場合に、該その他の電極に対応するようにドライバ回路を設けてもよい。
また、検出制御手段による駆動周波数の調整制御としては、例えば、検出した検出信号の周波数、振幅、または位相等に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用できる。
【０００８】
本発明では、ドライバ回路は、ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタが直列に接続され、該接続部分が第１電極、第２電極および補強板と接続される。ドライバ制御手段は、複数のドライバ回路を制御し、トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を第１電極および第２電極のいずれかと補強板とに供給させて振動体を振動させることで、被駆動体を所定方向に駆動させる。このドライバ制御手段は、制御状態切換手段から正転信号を入力した場合に、第１電極および第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と補強板に対応するドライバ回路と第１の制御信号を出力するとともに、第１電極および第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に第２の制御信号を出力する。一方、ドライバ制御手段は、制御状態切換手段から逆転信号を入力した場合に、第１電極および第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と補強板に対応するドライバ回路とに第１の制御信号を出力するとともに、第１電極および第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に第２の制御信号を出力する。このことにより、被駆動体の駆動方向の切り換えを電気的な制御にて実施できる。また、このような構成により、被駆動体の駆動方向の切り換えをリレースイッチ等の電気機械式のスイッチ、または、アナログスイッチ等にて実施する構成と比較して、駆動装置の小型化および消費電流の低減を図れる。特に、ドライバ回路およびドライバ制御手段をＩＣ（Integrated Circuit）化した場合にさらに駆動装置の小型化を図れる。さらに、ドライバ回路をＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタにて構成しているので、ドライバ回路を例えばＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタにて構成する場合に比較して、消費電流を低減できる。
ところで、駆動装置では、所定の駆動周波数を有する駆動信号を振動体の電極に供給する際、所定の周波数にて発振する周波数発振回路等が用いられる。ここで、この周波数発振回路等の回路特性により、発振周波数に変動幅が生じた場合には、ドライバ制御手段がドライバ回路を制御し、振動体の電極に設計上の最適な駆動周波数を有する駆動信号を常時印加することは困難である。また、圧電アクチュエータにおける設計上の最適な駆動周波数が、温度等の外乱により変動した場合にも、振動体の電極に最適な駆動周波数を有する駆動信号を常時印加することが困難となる。このため、被駆動体を高効率で駆動させることが難しい。
本発明では、駆動装置は、検出制御手段を具備した構成である。このことにより、駆動装置の回路特性等により供給する駆動信号の駆動周波数に変動が生じた場合、または圧電アクチュエータの温度特性による設計上の最適な駆動周波数に変動が生じた場合であっても、検出制御手段による制御により、振動体の電極に常時最適な駆動周波数を有する駆動信号を供給することが可能となる。したがって、被駆動体を高効率で駆動させることができる。
また、検出制御手段としては、ドライバ回路が接続される第１電極および第２電極から出力される検出信号を検出する構成とする。このことにより、第１電極および第２電極を駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成とすることができ、駆動用電極および振動検出用電極をそれぞれ有する構成と比較して、圧電アクチュエータの構成を簡素化できる。
【０００９】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記振動体は、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板を備え、前記複数の電極は、前記被駆動体をそれぞれ異なる方向に駆動させるように前記当接部を振動させる第１電極および第２電極を有し、前記第１電極、前記第２電極、および前記補強板に対応して設けられ、ＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタが直列に接続された複数のドライバ回路と、前記複数のドライバ回路を制御し、前記トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極と前記補強板とに供給させて前記振動体を振動させ、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動させるドライバ制御手段と、前記ドライバ制御手段の制御状態を切り換える制御状態切換手段と、前記駆動信号の駆動周波数を調整させる検出制御手段とを具備し、前記ドライバ制御手段は、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を正回転させる正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記ＰＮＰ型トランジスタおよび前記ＮＰＮ型トランジスタを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に前記ＰＮＰ型トランジスタおよび前記ＮＰＮ型トランジスタをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力し、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を逆回転させる逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に前記第２の制御信号を出力し、前記補強板に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相は、前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相に対して逆位相に設定され、前記検出制御手段は、前記振動体の振動により前記第２の制御信号が出力された前記ドライバ回路に対応する前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極から出力される検出信号を検出し、この検出した検出信号に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする。
本発明では、前述のドライバ回路として、ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタを、ＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタで構成したものであり、前述の駆動装置と同様の作用・効果を享受できる。
また、ドライバ回路をＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタにて構成しているので、ドライバ回路を例えばＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタにて構成する場合に比較して、小さなチップサイズで大きな出力電流を得ることができる。
【００１２】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記検出制御手段は、前記駆動信号および前記検出信号間の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることが好ましい。
ここで、検出制御手段による駆動周波数の調整制御としては、例えば、検出した位相差と予め設定された設計上の最適な駆動周波数に相当する基準位相差とを比較し、検出した位相差が基準位相差に近づくように駆動周波数を調整させる構成を採用できる。また、例えば、検出した位相差と従前に検出された位相差とを比較し、この比較情報に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。
本発明では、検出制御手段は、駆動信号および検出信号間の位相差に基づいて、駆動信号の駆動周波数を調整させる。このことにより、信号間の位相差に基づいて、簡単な処理で駆動周波数の調整制御を実施できる。
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、前記検出制御手段は、前記第１電極または前記第２電極を構成する複数の電極から出力される複数の検出信号を検出し、この検出した複数の検出信号間の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることが好ましい。
本発明では、検出制御手段は、複数の検出信号を検出し、これら検出信号間の位相差に基づいて、駆動信号の駆動周波数を調整させる。このことにより、信号間の位相差に基づいて、簡単な処理で駆動周波数の調整制御を実施できる。また、駆動信号および検出信号間の位相差に基づく駆動周波数の調整に比較して、駆動周波数の最適な調整制御が実施可能となる。
【００１４】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記検出制御手段は、前記トランジスタの接続部分と接続された入力切換手段を具備し、前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応する前記ドライバ回路から供給される前記駆動信号の入力を遮断するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方から出力される検出信号を入力し、前記制御状態切換手段から前記逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応する前記ドライバ回路から供給される前記駆動信号の入力を遮断するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方から出力される検出信号を入力することが好ましい。
本発明では、検出制御手段は、入力切換手段を具備し、この入力切換手段は、制御状態切換手段から所定の信号を入力することにより、例えば、以下に示すように、検出信号の入力状態および駆動信号の遮断状態を切り換える。
【００１５】
すなわち、入力切換手段は、制御状態切換手段からの正転信号に応じてドライバ制御手段がドライバ回路を制御し、第１電極に対応するドライバ回路から第１電極に駆動信号が供給されている際は、第１電極に対応するドライバ回路から供給される駆動信号の入力を遮断するとともに、第２電極から出力される検出信号を入力する。また、入力切換手段は、制御状態切換手段からの逆転信号に応じてドライバ制御手段がドライバ回路を制御し、第２電極に対応するドライバ回路から第２電極に駆動信号が供給されている際は、第２電極に対応するドライバ回路から供給される駆動信号の入力を遮断するとともに、第１電極から出力される検出信号を入力する。このことにより、入力切換手段は、制御状態切換手段から所定の信号が出力されることでドライバ制御手段の制御状態が切り換えられた際に、第２の制御信号を入力して２つのトランジスタがＯＦＦ状態となるドライバ回路と接続する電極から常に検出信号を入力できる。また、複数の電極を駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成とした場合であっても、入力切換手段によりドライバ制御手段の制御状態の切り換えに応じて駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態を容易に切り換えることができ、駆動信号と検出信号との干渉を回避して検出信号を良好に入力できる。
【００１６】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号または前記逆転信号を入力することにより、前記駆動信号の入力の遮断状態および前記検出信号の入力状態を切り換える複数のアナログスイッチを具備していることが好ましい。
ここで、検出制御手段にて信号間の位相差を検出する際には、入力する検出信号（アナログ信号）をパルス信号に変換する必要がある。このため、検出制御手段としては、例えば、入力する複数のアナログ信号をパルス信号に変換する複数のコンパレータ等を具備する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、検出制御手段において、該検出制御手段を構成するコンパレータの数が多くなり、駆動装置の小型化を図ることが困難である。
本発明では、検出制御手段の入力切換手段は、複数のアナログスイッチを具備し、これらアナログスイッチは、制御状態切換手段から所定の信号を入力することで、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態を切り換え、所定の駆動信号の入力を遮断するとともに、所定の検出信号を入力する。このことにより、例えば、複数のアナログスイッチの出力端子と接続する１つのコンパレータ等にて、所定の検出信号をパルス信号に変換できる。したがって、検出制御手段としては、複数の検出信号をそれぞれパルス信号に変換する複数のコンパレータ等を具備した構成と比較して、１つのみのコンパレータ等を具備した構成で実現でき、駆動装置の小型化を図れる。
【００１７】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号または前記逆転信号を入力することにより、前記駆動信号の入力の遮断状態および前記検出信号の入力状態を切り換える複数のゲート回路を具備していることが好ましい。
本発明では、検出制御手段の入力切換手段は、複数のゲート回路を具備し、これらゲート回路は、制御状態切換手段から所定の信号を入力することで、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態を切り換え、所定の駆動信号の入力を遮断するとともに、所定の検出信号を入力する。このことにより、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態の切り換えを複数のゲート回路で実現するため、駆動装置の小型化を図れる。また、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態の切り換えを複数のアナログスイッチにて実施する構成と比較して、特性を向上でき、検出信号の切り換えを円滑に実施できる。
【００１８】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、前記複数のドライバ回路は、前記第１電極および前記第２電極を構成する複数の電極に対応して設けられていることが好ましい。
本発明では、複数のドライバ回路は、第１電極および第２電極を構成する複数の電極に１対１で対応するように設けられている。このことにより、ドライバ制御手段およびドライバ回路により、当接部の振動を確実に実施させ、被駆動体を所定方向に確実に駆動させることができる。
【００１９】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、前記複数のドライバ回路は、複数の電極で構成される前記第１電極および前記第２電極に対応して設けられていることが好ましい。
本発明では、複数の電極で構成される第１電極および第２電極のそれぞれは、同一のドライバ回路におけるトランジスタの接続部分と接続されている。このことにより、複数の電極で構成される第１電極および第２電極が、圧電素子上で離隔配置している場合でも、同一のドライバ回路を介して駆動信号を供給できる。したがって、駆動信号が供給される複数の電極に１対１で対応させるようにドライバ回路を設ける構成と比較して、ドライバ回路の数を減らすことができ、駆動装置の回路構成を簡素化できる。また、ドライバ回路と電極との配線を容易に実施できる。
また、駆動装置が検出制御手段を具備し、さらに、この検出制御手段が、ドライバ回路におけるトランジスタの接続部分と接続されている場合も同様に、検出制御手段を構成する入力切換手段において、複数の電極に１対１で対応させるように、アナログスイッチ、またはゲート回路等を設ける構成と比較して、これらアナログスイッチ、またはゲート回路等の数を減らすことができ、駆動装置の回路構成を簡素化できる。また、入力切換手段と電極との配線を容易に実施できる。
【００２０】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記複数のドライバ回路間における前記トランジスタのサイズ比は、前記複数のドライバ回路に対応する前記複数の電極間の面積比と同一に設定されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、複数の電極において、振動体の駆動効率を考慮して電極間の面積に差を持たせた場合に、これら電極間の面積比に複数のドライバ回路間におけるトランジスタのサイズ比を対応させることで、振動体の駆動効率を最適化できる。また、複数のドライバ回路間におけるトランジスタのサイズ比を、複数のドライバ回路に対応する複数の電極間の面積比と同一に設定することで、トランジスタからのリーク電流等を低減し、振動体の駆動効率を最適化できる最小限の消費電流で振動体を駆動できる。
【００２１】
本発明の時計は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子と、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、時計は、前述の圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備しているので、前述の駆動装置と同様の作用・効果を享受できる。また、時計は、圧電アクチュエータおよび駆動装置により、小型化および消費電流の低減を図りつつ、該時計内部の被駆動体としてのカレンダ表示機構の駆動方向の切り換えを容易に実施できる。
【００２２】
本発明の電子機器は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子と、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを備えていることを特徴とする。 本発明によれば、電子機器は、前述の圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備しているので、前述の駆動装置と同様の作用・効果を享受できる。また、電子機器は、圧電アクチュエータおよび駆動装置により、小型化および消費電流の低減を図りつつ、該電子機器の内部または外部の被駆動体の駆動方向の切り換えを容易に実施できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
[１．第１実施形態]
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
[１−１．全体構成]
図１は、本実施形態における圧電アクチュエータＡが組み込まれた腕時計のカレンダ表示機構の構成を示す平面図である。
図１に示すように、カレンダ表示機構の主要部は、圧電アクチュエータＡと、この圧電アクチュエータＡによって回転駆動される被駆動体としてのロータ１００と、ロータ１００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５０とから大略構成されている。減速輪列は、日回し中間車４０と日回し車６０とを備えている。圧電アクチュエータＡは、扁平な短冊状の振動体１０を有しており、この振動体１０は、その先端部がロータ１００の外周面と当接するように配置されている。
【００２４】
図２は、図１に示す時計の断面図である。
図２において、網目部分に、圧電アクチュエータＡを備えたカレンダ表示機構が組み込まれている。このカレンダ表示機構の上方には、円盤状の文字板７０が設けられている。この文字板７０の外周部の一部には日付を表示するための窓部７１が設けられており、窓部７１から日車５０の日付を覗けるようになっている。また、文字板７０の下方には、針７２を駆動するムーブメント７３および図示しない駆動回路が設けられている。
【００２５】
図３は、図１におけるカレンダ表示機構の詳細な構成を示す断面図である。
時計は、図３に示すように、第１の底板である地板１０３と、この地板１０３と段違いに配置された第２の底板１０４とを有している。地板１０３には、カレンダ表示機構のロータ１００を軸支するためのシャフト１０１が起立している。ロータ１００は、その下面に図示しない軸受を有しており、シャフト１０１の先端部が同軸受内に収容されている。したがって、ロータ１００は、このシャフト１０１を回転軸として回動できる。ロータ１００の上部には、ロータ１００と同軸をなし、ロータ１００とともに回転する歯車１００Ｃが設けられている。
【００２６】
底板１０４には、日回し中間車４０を軸支するためのシャフト４１が起立している。日回し中間車４０の下面には図示しない軸受が設けられており、シャフト４１の先端部が同軸受内に収容されている。日回し中間車４０は、大径部４Ｂと小径部４Ａとから構成されている。小径部４Ａは、大径部４Ｂ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４Ｃが形成されている。この小径部４Ａは、大径部４Ｂに対し、同心をなすように固着されている。大径部４Ｂには、ロータ１００の上部の歯車１００Ｃが噛合している。したがって、大径部４Ｂと小径部４Ａとからなる日回し中間車４０は、ロータ１００の回転に連動し、シャフト４１を回転軸として回転する。
【００２７】
日車５０は、図１に示すように、リング状の形状をしており、その内周面に内歯車５Ａが形成されている。日回し車６０は、五歯の歯車を有しており、内歯車５Ａに噛合している。また、図３に示すように、日回し車６０の中心には、シャフト６１が設けられており、これは、底板１０４に形成された貫通孔６２に遊挿されている。貫通孔６２は、日車５０の周回方向に沿って長く形成されている。
板バネ６３は、その一端が底板１０４に固定され、他端はシャフト６１を図１の右上方向に弾圧している。そして、板バネ６３は、シャフト６１および日回し車６０を付勢する。この板バネ６３の付勢作用によって日車５０の揺動も防止される。
【００２８】
板バネ６４は、一端が底板１０４にねじ止めされており、その他端には略Ｖ字状に折り曲げられた先端部６４Ａが形成されている。また、接触子６５は、日回し中間車４０が回転し、先端部６４Ａが切欠部４Ｃに入り込んだときに板バネ６４と接触するように配置されている。板バネ６４には、所定の電圧が印加されており、接触子６５に接触すると、その電圧が接触子６５にも印加される。したがって、接触子６５の電圧を検出することによって、日送り状態を検出できる。なお、内歯車５Ａに噛合する手動駆動車を設け、ユーザが図示しない竜頭に対して所定の操作を行うと、日車５０を駆動するようにしてもよい。
【００２９】
以上の構成において、圧電アクチュエータＡの振動体１０は、後述の駆動装置から駆動電圧が印加されることにより、その板面を含む平面内において振動する。ロータ１００は、この振動体１０に生じる振動によってその外周面が叩かれ、図１中矢印で示すように、時計回りに回転駆動される。このロータ１００の回転は、日回し中間車４０を介して日回し車６０に伝達され、この日回し車６０が日車５０を時計回り方向に回転させる。
【００３０】
ここで、振動体１０からロータ１００、ロータ１００から減速輪列、減速輪列から日車５０への力の伝達は、いずれも振動体１０の板面に平行な方向の力の伝達である。このため、従来のステップモータのようにコイルやロータを厚さ方向に積み重ねるのではなく、同一平面内に振動体１０およびロータ１００を配置し、カレンダ表示機構を薄型化できる。そして、カレンダ表示機構を薄型にできるため、網目部分（図２）の厚さＤを薄くして、時計全体を薄型にできる。
また、本実施形態によれば、網目部分（図２）にカレンダ表示機構を収めることができるため、カレンダ表示機構のある時計と、カレンダ表示機構のない時計との間でムーブメント７３を共通化でき、生産性を高めることができる。
昨今、発電機能を備えた腕時計が種々提案されているが、このような腕時計においては、発電機構と運針駆動用のモータ機構といった少なくとも２つの大きな構成要素を搭載しなくてはならず、時計全体の小型化が困難である。しかし、モータの代わりに、本実施形態における圧電アクチュエータＡを用いれば、運針駆動機構を薄型化でき、時計全体を小型化することもできる。
【００３１】
[１−２．圧電アクチュエータの詳細]
図４は、圧電アクチュエータＡの詳細な構成を示す平面図である。また、図５は、圧電アクチュエータＡのＶ-Ｖ線断面図である。
振動体１０は、図４に示すように、二長辺と二短辺とにより囲まれた長方形状の板である。また、振動体１０は、図５に示すように、２枚の長方形かつ板状の圧電素子３０，３１の間に、これらの圧電素子３０，３１と略同形状であり、かつ圧電素子３０，３１よりも肉厚の薄いステンレス鋼等の補強板３２を挟んだ積層構造を有している。
このように圧電素子３０，３１の間に補強板３２を配置することにより、振動体１０の過振幅や落下等による外部からの衝撃力に起因する振動体１０の損傷を低減し、耐久性を向上させることができる。また、補強板３２として圧電素子３０，３１よりも肉厚の薄いものを用いることにより、圧電素子３０，３１の振動を極力妨げないようにすることができる。
【００３２】
圧電素子３０，３１としては、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ（商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
振動体１０は、図４に示すように、一短辺の幅方向略中央部分に当接部３６を有している。この当接部３６は、図５における補強板３２を切断成形する等の方法により得られたものであり、緩やかな曲面を持った先端部分を圧電素子３０，３１から突出させている。振動体１０は、この当接部３６の先端をロータ１００の外周面に当接させる姿勢を保っている。振動体１０にこのような姿勢を維持させるために、支持部材１１とバネ部材３００とが圧電アクチュエータＡに設けられている。
【００３３】
好ましい態様において、支持部材１１は、補強板３２の切断成形等の方法により補強板３２と一体形成されたものである。この支持部材１１は、図示の通り、Ｌ字状の部材であり、振動体１０の一長辺の略中央から垂直に突出した垂直部と、この垂直部の先端から長辺に対して平行にロータ１００側に向けて延びた水平部とからなる。ここで、水平部の両端のうち、垂直部とは反対側の端部３８には、図１および図３における地板１０３から突出したピン３９が貫通している。支持部材１１およびこれに固定された振動体１０は、このピン３９を回転軸として回転可能である。
【００３４】
支持部材１１の水平部の略中央の部位１１Ａには、バネ部材３００の一端部３００Ａが係合されている。バネ部材３００は、その略中央部分を地板１０３（図１、図３）から突出したピン３００Ｂが貫通している。バネ部材３００は、このピン３００Ｂを回転軸として回動可能である。また、バネ部材３００における端部３００Ａとは反対側の他端部３００Ｃは、地板１０３に係合している。本実施形態においては、この端部３００Ｃの位置を変えることにより当接部３６をロータ１００の外周面に押し当てる圧力が調整される。
【００３５】
具体的には、端部３００Ｃをピン３００Ｂを中心として、図４中時計回りに変位させれば、バネ部材３００の一端部３００Ａが支持部材１１の部位１１Ａを上方側に押圧する力が増加し、他端部３００Ｃを反時計回りに変位させればその押圧力が減少する。ここで、支持部材１１を上方側に押圧する力が増加すると、支持部材１１は、ピン３９を中心として、図４中反時計回りに回動しようとする力が増大するため、当接部３６がロータ１００を押圧する力が増大する。一方、支持部材１１を上方側に押圧する力が減少すると、支持部材１１は時計回りに回動しようとする力が減少するため、当接部３６がロータ１００を押圧する力が減少する。このように、当接部３６がロータ１００に付与する押圧力を調整することにより、圧電アクチュエータＡの駆動特性の調整等が可能となる。
【００３６】
また、本実施形態においては、このようにしてロータ１００の外周面に押し当てられる当接部３６が曲面形状を有している。このため、ロータ１００と振動体１０の位置関係が、寸法ばらつき等によりばらついた場合であっても、曲面であるロータ１００の外周面と曲面形状の当接部３６との接触状態にさほど変化しない。したがって、ロータ１００と当接部３６との接触を安定した状態に維持できる。また、本実施形態においては、ロータ１００と接触する当接部３６に対してのみ研磨等の作業を行えばよいので、ロータ１００との接触部の管理が容易である。当接部３６としては、導体または非導体のものを用いることができるが、非導体から形成するようにすれば、一般的に金属から形成されるロータ１００と接触しても圧電素子３０，３１が短絡しないようにすることができる。
【００３７】
[１−３．振動体に設けられた電極の構成]
図６は、振動体１０に設けられた電極の配置位置の一例を示す図である。
図６に示す例では、圧電素子３０には、電極Ｔ１〜Ｔ４が、長方形をなす圧電素子３０の表面の４つの角隅部分に各々配置され、電極Ｔ５が、電極Ｔ１，Ｔ２および電極Ｔ３，Ｔ４の間に圧電素子３０の一長辺と略同一の長さ寸法で配置されている。図６では、図示を略したが、これらと同様な電極Ｔ１〜Ｔ５が、これらと対向するように、圧電素子３１の表面に配置されている。なお、本発明に係る第１電極は、電極Ｔ１，Ｔ３に相当し、第２電極は、電極Ｔ２，Ｔ４に相当する。
電極Ｔ１，Ｔ３は、圧電素子３０に配置された電極Ｔ１，Ｔ３と圧電素子３１に配置された電極Ｔ１，Ｔ３とが接続され、後述する駆動装置２００の制御により、この接続点Ｐ１３に駆動信号としての駆動電圧信号Ｏ１が供給されて駆動用電極として機能するとともに、この接続点Ｐ１３から振動体１０の振動を表す検出信号ＳＤ１を出力する振動検出用電極としても機能する。同様に、電極Ｔ２，Ｔ４は、圧電素子３０に配置された電極Ｔ２，Ｔ４と圧電素子３１に配置された電極Ｔ２，Ｔ４とが接続され、後述する駆動装置２００の制御により、この接続点Ｐ２４に駆動信号としての駆動電圧信号Ｏ２が供給されて駆動用電極として機能するとともに、この接続点Ｐ２４から振動体１０の振動を表す検出信号ＳＤ２を出力する振動検出用電極としても機能する。また、電極Ｔ５は、圧電素子３０に配置された電極Ｔ５と圧電素子３１に配置された電極Ｔ５とが接続され、後述する駆動装置２００からこの接続点Ｐ５に駆動信号としての駆動電圧信号Ｏ３が供給されて駆動用電極として機能する。これら電極Ｔ１〜Ｔ５の間には、空隙があり、電気的に絶縁されている。ここで、補強板３２は、振動体１０を補強する機能の他、電極としての機能も有し、後述する駆動装置２００から駆動電圧信号Ｏ３と逆位相の駆動電圧信号Ｏ４が供給される。
【００３８】
図７および図８は、圧電素子３０，３１の分極状態の一例を示す図である。
圧電素子３０，３１は、図７および図８に示すように、各々厚さ方向に分極している。本実施形態において、圧電素子３０，３１は、各々分極方向と一致する方向の電界を受けると長手方向に延び、分極方向と逆の方向の電界を受けると長手方向に縮む性質を有している。したがって、図７および図８に示すように、２枚の圧電素子の分極方向の組み合わせが異なっている場合には、各圧電素子の駆動の方法も異なったものとなる。
これら圧電素子３０，３１は、上述したように、所定の駆動電圧が印加されることにより、伸縮運動を実施する。この伸縮運動は、印加する駆動電圧の駆動周波数により異なる。そして、圧電素子３０，３１は、設計上の最適な駆動周波数を有する駆動電圧が印加されることにより、設計上、最適な伸縮運動を実施する。本実施形態では、圧電素子３０，３１における最適な駆動周波数は、温度により所定の変動幅を有するものとする。
【００３９】
図７に示す例では、圧電素子３０，３１は、相互に逆方向に分極している。この場合、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に、電圧＋Ｖと電圧−Ｖとが交互に生じるように、これら電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５および補強板３２に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４を印加する。ここで、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と補強板３２との間に電圧＋Ｖが生じたときには、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向とは逆方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に縮む。これに対し、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と補強板３２との間に電圧−Ｖが生じたときには、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向と同一方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に延びる。このような次第であるから、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が与えられることにより、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の振動体１０は伸縮運動し、該振動体１０に縦振動が発生する。
【００４０】
図８に示す例では、圧電素子３０，３１は、同一方向に分極している。この場合、圧電素子３０側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧＋Ｖを生じさせ、圧電素子３１側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧−Ｖを生じさせる第１フェーズと、圧電素子３０側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧−Ｖを生じさせ、圧電素子３１側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧＋Ｖを生じさせる第２フェーズとを、所定周波数で交互に繰り返す。ここで、第１フェーズにおいては、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向とは逆方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に縮む。これに対し、第２フェーズにおいては、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向と同一方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に延びる。したがって、このような所定周波数の駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が与えられることにより、振動体１０は伸縮運動し、該振動体１０に縦振動が発生する。
【００４１】
図７および図８に示す例において、振動体１０に縦振動が発生する際、電極Ｔ５が形成された部分の伸縮運動に対する電極Ｔ１，Ｔ３が形成された部分の伸縮運動の大きさは、小さくなっている。このため、振動体１０には、幅方向に捻るモーメントが発生する。そして、このモーメントにより、振動体１０の幅方向に揺動する屈曲振動が誘発される。
【００４２】
図９は、振動体１０に発生する屈曲振動を示す図である。図１０は、振動体１０の振動による当接部３６の運動状態を示す図である。
この屈曲振動は、図９に示すように、振動体１０の板面を含む平面内において、振動体１０がその長手方向と直交する方向に振れるような運動である。このようにして、縦振動と屈曲振動とが振動体１０に発生すると、振動体１０の先端の当接部３６は、図１０（Ａ）に示すような楕円軌道を描いて運動する。ロータ１００は、この楕円軌道を描いて運動する当接部３６によって外周面が叩かれ、時計回りに回転（正回転）駆動される。
また、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５および補強板３２に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が与えられても、前述と同様に、振動体１０には、縦振動および屈曲振動が発生する。この際、振動体１０の先端の当接部３６は、図１０（Ｂ）に示すように、前述とは異なる方向の楕円軌道を描いて運動する。ロータ１００は、この楕円軌道を描いて運動する当接部３６によって外周面が叩かれ、反時計回りに回転（逆回転）駆動される。
【００４３】
[１−４．圧電アクチュエータＡの駆動装置の構成]
図１１は、第１実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動装置２００の構成を示すブロック図である。
駆動装置２００は、電極Ｔ１〜Ｔ５、および補強板３２に適宜、駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４を供給し、振動体１０を振動させてロータ１００を駆動する。ここで、駆動装置２００は、電極Ｔ１，Ｔ３、または電極Ｔ２，Ｔ４に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２を適宜、切り換えて供給し、振動体１０の当接部３６を正回転または逆回転させて回転方向を切り換える。そして、これによりロータ１００の駆動方向を切り換える。また、駆動装置２００は、ロータ１００を高効率で駆動するために、フィードバック制御を実施し、最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号を振動体１０に印加する。この駆動装置２００は、図１１に示すように、駆動信号供給手段２１０と、制御状態切換手段としての正転／逆転切換回路２２０と、検出制御手段２３０とを備えている。
【００４４】
駆動信号供給手段２１０は、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４を所定の電極Ｔ１〜Ｔ５および補強板３２に出力する。また、検出制御手段２３０から出力される信号に基づいて、駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４の駆動周波数を調整する。この駆動信号供給手段２１０は、図１１に示すように、ドライバ回路２１１と、ドライバ制御手段２１２と、可変周波数発振回路２１３とを備えている。
【００４５】
ドライバ回路２１１は、４つのドライバ回路２１１１，２１１２，２１１３，２１１４で構成され、これらドライバ回路２１１は、ＰチャネルトランジスタとしてのＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ａのドレインと、ＮチャネルトランジスタとしてのＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂのドレインとが接続されたものである。そして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ａのソースが高電位側電源Ｖｄｄと接続され、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂのソースが低電位側電源Ｖｓｓと接続されている。また、トランジスタ２１１Ａおよび２１１Ｂの接続部分が電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３、電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４、電極Ｔ５、および補強板３２と接続されている。
ここで、ドライバ回路２１１３，２１１４は、図１１に示すように、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの各ゲートが電気的に接続され、ドライバ制御手段２１２から同一の制御信号を入力する構成となっている。
また、各ドライバ回路２１１１，２１１２，２１１３のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズ比は、対応する電極Ｔ１，Ｔ３、電極Ｔ２，Ｔ４、電極Ｔ５の面積比と同一となるように設定されている。すなわち、ドライバ回路２１１１，２１１２間のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズは同一に設定されている。また、ドライバ回路２１１３のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズは、ドライバ回路２１１１，２１１２のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズに対して、電極Ｔ１〜Ｔ４のいずれかに対する電極Ｔ５の面積比率だけ大きく設定されている。
【００４６】
ドライバ制御手段２１２は、可変周波数発振回路２１３から出力される出力信号Ｓｄｒを増幅するとともに、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、ドライバ回路２１１を制御し、該ドライバ回路２１１のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号を電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３または電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４のいずれかの接続点、電極Ｔ５、および補強板３２に供給させる。そして、ドライバ制御手段２１２は、振動体１０の振動により当接部３６を所定方向に回転させる。すなわち、ロータ１００を所定方向に回転させる。このドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１を制御する際、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のいずれか一方、ドライバ回路２１１３、およびドライバ回路２１１４に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のうちのいずれか他方に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力する。そして、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、第１の制御信号および第２の制御信号を切り換えてドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２に供給し、ロータ１００の回転方向を切り換える。
可変周波数発振回路２１３は、検出制御手段２３０から出力される周波数制御電圧信号ＳＶＣに応じた周波数で発振し、信号Ｓｄｒをドライバ制御手段２１２に出力する回路である。本実施形態では、可変周波数発振回路２１３の発振周波数は、例えば、温度等により所定の周波数変動幅を有するものとする。
【００４７】
正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の正回転または逆回転を実施する旨の信号を入力することにより、ドライバ制御手段２１２に所定の信号ＰＬを出力し、ドライバ制御手段２１２によるドライバ回路２１１の制御状態を切り換える。具体的に、この正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の正回転を実施する旨の信号を入力することにより、ハイレベルの信号をドライバ制御手段２１２に出力する。そして、ドライバ制御手段２１２は、第１の制御信号をドライバ回路２１１１，２１１３，２１１４に出力するとともに、第２の制御信号をドライバ回路２１１２に出力する。また、この正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の逆回転を実施する旨の信号を入力することにより、ローレベルの信号をドライバ制御手段２１２に出力する。そして、ドライバ制御手段２１２は、第１の制御信号をドライバ回路２１１２，２１１３，２１１４に出力するとともに、第２の制御信号をドライバ回路２１１１に出力する。
【００４８】
検出制御手段２３０は、電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３、および電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４と電気的に接続され、これら接続点Ｐ１３，Ｐ２４から出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を適宜、検出する。そして、この検出制御手段２３０は、圧電素子３０，３１の温度特性による設計上の最適駆動周波数の変動、および可変周波数発振回路２１３における周波数変動に対応するために、駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３から出力される出力信号Ｓｄｒと、検出信号ＳＤ１またはＳＤ２とに基づいて、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号の駆動周波数を調整する。具体的に、出力信号Ｓｄｒと検出信号ＳＤ１またはＳＤ２との位相差が、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数に依存することが知られている。そこで、この検出制御手段２３０は、予め最適な駆動周波数に相当する基準位相差を設定しておき、出力信号Ｓｄｒと検出信号ＳＤ１またはＳＤ２との位相差が基準位相差に近づくようにフィードバック制御を実施する。この検出制御手段２３０は、図１１に示すように、入力切換手段２３１と、位相差検出回路２３２と、定電圧回路２３３と、比較回路２３４と、電圧調整回路２３５とを備えている。
【００４９】
入力切換手段２３１は、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２のいずれかの入力を遮断するとともに、検出信号ＳＤ１、ＳＤ２のいずれかを入力する。そして、入力切換手段２３１は、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力の遮断状態および検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を切り換える。この入力切換手段２３１は、図１１に示すように、２つのアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂと、ＮＯＴ回路２３１Ｃと、コンパレータ２３１Ｄとを備えている。
アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０と電気的に接続されるとともに、電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４および電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３とそれぞれ接続される。そして、アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、接続点Ｐ２４，Ｐ１３のいずれか一方から供給される駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力を遮断するとともに、接続点Ｐ２４，Ｐ１３のいずれか他方から出力される検出信号ＳＤ２，ＳＤ１を入力する。具体的に、アナログスイッチ２３１Ａは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がハイレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力可能な状態となる。一方、アナログスイッチ２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がハイレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力を遮断する状態となる。また、アナログスイッチ２３１Ａは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がローレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力を遮断する状態となる。一方、アナログスイッチ２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がローレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力可能な状態となる。
【００５０】
ＮＯＴ回路２３１Ｃは、入力端子が正転／逆転切換回路２２０と接続され、出力端子がアナログスイッチ２３１Ｂに接続されている。そして、このＮＯＴ回路２３１Ｃは、正転／逆転切換回路２２０からハイレベルの信号を入力した場合には、ローレベルの信号としてアナログスイッチ２３１Ｂに出力し、正転／逆転切換回路２２０からローレベルの信号を入力した場合には、ハイレベルの信号としてアナログスイッチ２３１Ｂに出力する。
すなわち、正転／逆転切換回路２２０からハイレベルの信号が出力された場合には、アナログスイッチ２３１Ａは、検出信号ＳＤ２を入力可能な状態となり、アナログスイッチ２３１Ｂは、駆動電圧信号Ｏ１の入力を遮断する状態となる。また、正転／逆転切換回路２２０からローレベルの信号が出力された場合には、アナログスイッチ２３１Ａは、駆動電圧信号Ｏ２の入力を遮断する状態となり、アナログスイッチ２３１Ｂは、検出信号ＳＤ１を入力可能な状態となる。
コンパレータ２３１Ｄは、アナログスイッチ２３１Ａまたは２３１Ｂを介して入力した検出信号ＳＤ２またはＳＤ１を基準電圧ＶＲＥＦと比較し、基準電圧ＶＲＥＦよりも大きい部分がハイレベル、小さい部分がローレベルとなる矩形波として位相差検出回路２３２に出力する。
【００５１】
位相差検出回路２３２は、入力切換手段２３１から出力される検出信号ＳＤ１またはＳＤ２の位相と、駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３から出力される出力信号Ｓｄｒの位相との位相差を検出する。すなわち、位相差検出回路２３２は、検出信号の位相と駆動電圧信号の位相との位相差を検出している。そして、この位相差検出回路２３２は、平均位相差に相当する電圧値を有する位相差信号ＳＰＤを比較回路２３４に出力する。
定電圧回路２３３は、予め求めた検出信号ＳＤ１またはＳＤ２の位相と、出力信号Ｓｄｒの位相との最適な位相差に相当する電圧値を有する基準位相差信号ＳＲＥＦを比較回路２３４に出力する。
【００５２】
比較回路２３４は、定電圧回路２３３から出力される基準位相差信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出回路２３２から出力される位相差信号ＳＰＤの電圧値とを比較して、電圧調整回路２３５に比較結果信号ＳＣＴを出力する。この比較回路２３４は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が基準位相差信号ＳＲＥＦ以上である場合に、比較結果信号ＳＣＴとしてハイレベルの信号ＳＣＴＨを電圧調整回路２３５に出力する。また、この比較回路２３４は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が基準位相差信号ＳＲＥＦより小さい場合に、比較結果信号ＳＣＴとしてローレベルの信号ＳＣＴＬを電圧調整回路２３５に出力する。
【００５３】
電圧調整回路２３５は、比較回路２３４から出力される比較結果信号ＳＣＴに応じて、駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３に出力される周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧値単位で変化させる回路である。すなわち、この電圧調整回路２３５は、比較回路２３４から出力されるハイレベルの信号ＳＣＴＨを入力した場合、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧だけ上昇させる。また、この電圧調整回路２３５は、比較回路２３４から出力されるローレベルの信号ＳＣＴＬを入力した場合、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧だけ下降させる。また、電圧調整回路２３５は、初期値を記憶しており、圧電アクチュエータＡの駆動開始時には、この初期値を電圧値とする周波数制御電圧信号ＳＶＣを可変周波数発振回路２１３に出力する。
【００５４】
[１−５．圧電アクチュエータＡの駆動方法]
図１２は、圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明するためのフローチャートである。図１３は、駆動装置２００の動作を示すタイミングチャートである。
以下に、図１２および図１３を参照して、上述した駆動装置２００による圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明する。
電圧調整回路２３５は、圧電アクチュエータＡを駆動する旨の信号を入力すると、予め設定された初期値の周波数制御電圧信号ＳＶＣを駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３に出力する。そして、可変周波数発振回路２１３は、この周波数制御電圧信号ＳＶＣを入力することで、初期値に対応した駆動周波数の出力信号Ｓｄｒをドライバ制御手段２１２に出力する。
また、正転／逆転切換回路２２０は、圧電アクチュエータＡを駆動してロータ１００を正回転または逆回転する旨の信号を入力すると、駆動信号供給手段２１０のドライバ制御手段２１２および検出制御手段２３０の入力切換手段２３１に所定の信号ＰＬを出力する（ステップＳ１）。
そして、ドライバ制御手段２１２および検出制御手段２３０は、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬがロータ１００を正回転させる旨の信号であるか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、ロータ１００を正回転させる旨のハイレベルの信号ＰＬであるのか、または、ロータ１００を逆回転させる旨のローレベルの信号ＰＬであるのかを判定する。
【００５５】
検出制御手段２３０は、ステップＳ２において、「Ｙｅｓ」と判定した場合、すなわち、ハイレベルの信号ＰＬを入力した場合には、アナログスイッチ２３１Ａを介して検出信号ＳＤ２を入力可能な状態となる（ステップＳ３Ａ）。また、検出制御手段２３０は、アナログスイッチ２３１Ｂを介したアナログ信号の入力を遮断する状態となる。
ドライバ制御手段２１２は、ステップＳ２において、「Ｙｅｓ」と判定した場合、すなわち、ハイレベルの信号ＰＬを入力した場合には、可変周波数発振回路２１３からの出力信号Ｓｄｒに応じた駆動周波数を有する第１の制御信号をドライバ回路２１１１，２１１３，２１１４に出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１２に対して、第２の制御信号を出力する（ステップＳ４Ａ）。具体的に、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１，２１１３に対して、図１３に示すように、これらドライバ回路２１１１，２１１３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ３を出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１４に対して、図１３に示すように、ドライバ回路２１１１，２１１３に出力する信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ３とは逆位相の信号Ｐ４を出力する。さらに、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１２に対して、図１３に示すように、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする信号Ｐ２，Ｎ２を出力する。
【００５６】
ステップＳ４Ａにおいて、ドライバ制御手段２１２が信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３，Ｐ４をドライバ回路２１１に出力することで、ドライバ回路２１１１，２１１３におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３が出力される。また、ドライバ回路２１１４におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、補強板３２に駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３とは逆位相の駆動電圧信号Ｏ４が出力される（ステップＳ５Ａ）。
【００５７】
ステップＳ５Ａにおいて、ドライバ回路２１１から駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が出力されることで、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と補強板３２との間に＋Ｖ，−Ｖの電位差が生じ、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１が伸縮運動して振動体１０が振動し、当接部３６が所定方向での楕円軌道を描く運動を開始する。そして、当接部３６の回転により、ロータ１００が正回転（図１０（Ａ））で駆動する（ステップＳ６Ａ）。
【００５８】
この際、ドライバ回路２１１２において、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂは共にＯＦＦ状態であり、これらＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分は、ハイインピーダンス状態となる。そして、振動体１０の振動により、電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４から検出信号ＳＤ２が出力され、検出制御手段２３０に入力される（ステップＳ７Ａ）。
【００５９】
そして、検出制御手段２３０に入力された検出信号は、入力切換手段２３１のコンパレータ２３１Ｄにより矩形波として位相差検出回路２３２に出力される。この後、位相差検出回路２３２は、可変周波数発振回路２１３からドライバ制御手段２１２に出力される出力信号Ｓｄｒと検出信号（ＳＤ２）との位相差を検出して位相差信号ＳＰＤを生成し、該位相差信号ＳＰＤを比較回路２３４に出力する（ステップＳ８）。
【００６０】
比較回路２３４は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が定電圧回路２３３から出力される基準位相差信号ＳＲＥＦの比較電圧値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。すなわち、比較回路２３４は、検出した位相差が基準位相差以上であるか否かを判定する。
ここで、比較回路２３４は、「Ｙｅｓ」と判定した場合、すなわち、検出した位相差が基準位相差以上であると判定した場合には、ハイレベルの比較結果信号ＳＣＴＨを電圧調整回路２３５に出力する（ステップＳ１０Ａ）。一方、比較回路２３４は、「Ｎｏ」と判定した場合、すなわち、検出した位相差が基準位相差に満たないと判定した場合には、ローレベルの比較結果信号ＳＣＴＬを電圧調整回路２３５に出力する（ステップＳ１０Ｂ）。
【００６１】
電圧調整回路２３５は、ステップＳ１０Ａ，Ｓ１０Ｂにより出力された比較結果信号ＳＣＴＨ，ＳＣＴＬに応じて、可変周波数発振回路２１３に出力する周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を変更する。そして、可変周波数発振回路２１３は、電圧値が変更された周波数制御電圧信号ＳＶＣに応じて発振する周波数を変更し、振動体１０に供給される駆動電圧信号の駆動周波数が変更される（ステップＳ１１）。具体的に、電圧調整回路２３５は、ステップＳ１０Ａにより比較結果信号ＳＣＴＨを入力すると、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧値だけ増加させる。この周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値の増加により、振動体１０に供給される駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が増加する。また、電圧調整回路２３５は、ステップＳ１０Ｂにより比較結果信号ＳＣＴＬを入力すると、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧減少させる。この周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値の減少により、振動体１０に供給される駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が減少する。
【００６２】
ステップＳ１１の後、再度、ステップＳ１に移行し、ステップＳ１，Ｓ２，３Ａ〜Ｓ７Ａ，Ｓ８〜Ｓ１１を繰り返し実施することで、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が調整され、検出される検出信号ＳＤ２と出力信号Ｓｄｒとの位相差が基準位相差近傍に位置付けられ、振動体１０に設計上の最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が供給される。そして、当接部３６は、ロータ１００を正回転で高効率に駆動させる最適な形状を有する楕円軌道を描いて運動する。
【００６３】
ここで、ステップＳ１，Ｓ２，３Ａ〜Ｓ７Ａ，Ｓ８〜Ｓ１１を繰り返し実施している際に、ステップＳ１において、正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の逆回転を実施する旨の信号を入力すると、ドライバ制御手段２１２および検出制御手段２３０の入力切換手段２３１にローレベルの信号ＰＬを出力する。
そして、検出制御手段２３０は、ステップＳ２において、「Ｎｏ」と判定し、アナログスイッチ２３１Ｂを介して検出信号ＳＤ１を入力可能な状態に切り換える（ステップＳ３Ｂ）。また、検出制御手段２３０は、アナログスイッチ２３１Ａを介したアナログ信号の入力を遮断する状態に切り換える。
ドライバ制御手段２１２は、ステップＳ２において、「Ｎｏ」と判定し、可変周波数発振回路２１３からの出力信号Ｓｄｒに応じた駆動周波数を有する第１の制御信号をドライバ回路２１１２，２１１３，２１１４に出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１に対して、第２の制御信号を出力する（ステップＳ４Ｂ）。すなわち、ドライバ制御手段２１２は、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬ（ハイレベル・ローレベル）に応じて、ドライバ回路２１１１，２１１２に出力する制御信号（第１・第２）を切り換え、ドライバ回路２１１３，２１１４には、常時、第１の制御信号を出力する。具体的に、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１２，２１１３に対して、図１３に示すように、これらＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする信号Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３を出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１４に対して、図１３に示すように、ドライバ回路２１１２，２１１３に出力する信号Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３とは逆位相の信号Ｐ４を出力する。さらに、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１に対して、図１３に示すように、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする信号Ｐ１，Ｎ１を出力する。
【００６４】
ステップＳ４Ｂにおいて、ドライバ制御手段２１２が信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３，Ｐ４をドライバ回路２１１に出力することで、ドライバ回路２１１２，２１１３におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３が出力される。また、ドライバ回路２１１４におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、補強板３２に駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３とは逆位相の駆動電圧信号Ｏ４が出力される（ステップＳ５Ｂ）。
【００６５】
ステップＳ４Ｂにおいて、ドライバ回路２１１から駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が出力されることで、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５と補強板３２との間に＋Ｖ，−Ｖの電位差が生じ、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１が伸縮運動して振動体１０が振動し、当接部３６が所定方向と逆方向の楕円軌道を描く運動を開始する。そして、当接部３６の回転により、ロータ１００が逆回転（図１０（Ｂ））で駆動する（ステップＳ６Ｂ）。
【００６６】
この際、ドライバ回路２１１１において、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂは共にＯＦＦ状態であり、これらＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分は、ハイインピーダンス状態となる。そして、振動体１０の振動により、電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３から検出信号ＳＤ１が出力され、検出制御手段２３０に入力される（ステップＳ７Ｂ）。
【００６７】
このステップＳ７Ｂの後は、ロータ１００を正回転で駆動させる際と同様に、ステップＳ８にて位相差が検出され、ステップＳ９およびＳ１０Ａ，１０Ｂにて検出された位相差と基準位相差とが比較され、ステップＳ１１にて駆動周波数が調整される。
そして、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３Ｂ〜Ｓ７Ｂ，Ｓ８〜Ｓ１１を繰り返し実施することで、駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が調整され、検出される検出信号ＳＤ１と出力信号Ｓｄｒとの位相差が基準位相差近傍に位置付けられ、振動体１０に設計上の最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が供給される。そして、当接部３６は、ロータ１００を逆回転で高効率に駆動させる最適な形状を有する逆回転の楕円軌道を描いて運動する。
【００６８】
なお、上述した駆動装置２００による制御にて、圧電アクチュエータＡが駆動されることにより、ロータ１００が回転し、これに伴って日回し中間車４０（図１）が回転する。そして、日回し中間車４０が回転する過程において、板バネ６４と接触子６５とが接触する。駆動装置２００は、この接触状態を検出することで、日車５０が１歯分（１日分の日付範囲に相当する）だけ回動したことを検出する。そして、駆動装置２００は、日車５０の回動を検出しつつ、上述した圧電アクチュエータＡの駆動を適宜、停止する。
【００６９】
[１−６．第１実施形態の効果]
上述した第１実施形態では、以下のような効果がある。
（１）駆動装置２００は、ドライバ回路２１１、ドライバ制御手段２１２、および正転／逆転切換回路２２０を具備した構成である。ドライバ回路２１１は、４つのドライバ回路２１１１，２１１２，２１１３，２１１４から構成され、それぞれＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂが直列に接続されて構成されている。ドライバ制御手段２１２は、これらドライバ回路２１１を制御し、該ドライバ回路２１１のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４を電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３または電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４のいずれかの接続点、電極Ｔ５、および補強板３２に供給させる。そして、ドライバ制御手段２１２は、振動体１０の振動により当接部３６を所定方向で回転させ、ロータ１００を所定方向に駆動させる。このドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のいずれか一方、ドライバ回路２１１３、およびドライバ回路２１１４に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のうちのいずれか他方に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力して、当接部３６の回転により、ロータ１００を所定方向に駆動させる。ここで、ドライバ制御手段２１２は、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、第１の制御信号および第２の制御信号を切り換えてドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２に供給し、ロータ１００の駆動方向を切り換える。このことにより、ロータ１００の駆動方向の切り換えを電気的な制御にて容易に実施できる。また、このような構成により、ロータ１００の駆動方向の切り換えをリレースイッチ等の電気機械式のスイッチ、または、アナログスイッチ等にて実施する構成と比較して、駆動装置２００の小型化および消費電流の低減を図れる。特に、ドライバ回路２１１およびドライバ制御手段２１２をＩＣ化することで、これらサイズを小さくでき、駆動装置２００のさらなる小型化を図れる。また、ドライバ回路２１１を、Ｐチャネルトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルトランジスタ２１１Ｂにて構成しているので、ドライバ回路２１１を例えばＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタにて構成する場合に比較して、消費電流を低減できる。
【００７０】
（２）駆動装置２００は、検出制御手段２３０を具備した構成である。このことにより、検出制御手段２３０がフィードバック制御を実施することで、圧電素子３０，３１の温度特性による設計上の最適駆動周波数の変動、および駆動装置２００の可変周波数発振回路２１３における周波数変動に対応でき、振動体１０の電極Ｔ１〜Ｔ５に常時最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ３を供給できる。したがって、ロータ１００を高効率で駆動させることができる。
【００７１】
（３）検出制御手段２３０は、ドライバ回路２１１が接続される電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３および電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４と接続され、これら電極Ｔ１〜Ｔ４から出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を検出する。このことにより、電極Ｔ１〜Ｔ４は、駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成となり、駆動用電極および振動検出用電極をそれぞれ有する構成と比較して、圧電アクチュエータＡの構成を簡素化できる。
【００７２】
（４）検出制御手段２３０は、入力切換手段２３１を具備する構成であるので、正転／逆転切換回路２２０から所定の信号ＰＬが出力されることでドライバ制御手段２１２の制御状態が切り換えられた際に、第１の制御信号を入力するドライバ回路２１１１，２１１２のいずれかと接続する接続点Ｐ１３，Ｐ２４から供給される駆動電圧信号の入力を遮断できるとともに、第２の制御信号を入力して２つのトランジスタ２１１Ａ，２１１ＢがＯＦＦ状態となるドライバ回路２１１１，２１１２のいずれかと接続する接続点Ｐ１３，Ｐ２４から検出信号を入力できる。また、電極Ｔ１〜Ｔ４を駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成としても、入力切換手段２３１によりドライバ制御手段２１２の制御状態の切り換えに応じて駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力の遮断状態および検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を容易に切り換えることができ、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２と検出信号ＳＤ１，ＳＤ２とが干渉することを回避して検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を良好に検出できる。
【００７３】
（５）検出制御手段２３０の入力切換手段２３１は、２つのアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂ、ＮＯＴ回路２３１Ｃ、およびコンパレータ２３１Ｄを具備する。アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から所定の信号ＰＬを入力することで、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力の遮断状態および検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を切り換え、所定の駆動電圧信号の入力を遮断し、所定の検出信号を入力する。そして、コンパレータ２３１Ｄは、アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂから出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２をパルス信号として出力する。このことにより、２つのアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂの出力端子と接続する１つのコンパレータ２３１Ｄにて、所定の検出信号をパルス信号に変換できる。したがって、入力切換手段２３１としては、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２をそれぞれパルス信号に変換する二つのコンパレータを具備した構成と比較して、１つのみのコンパレータ２３１Ｄを具備した構成で実現でき、駆動装置２００の小型化を図れる。
【００７４】
（６）電極Ｔ１〜Ｔ４のうち、電極Ｔ１，Ｔ３は、接続点Ｐ１３にて接続され、電極Ｔ２，Ｔ４は、接続点Ｐ２４にて接続される。そして、接続点Ｐ１３は、ドライバ回路２１１１におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分と接続され、接続点Ｐ２４は、ドライバ回路２１１２におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分と接続される。このことにより、ドライバ回路２１１１またはドライバ回路２１１２を介して、電極Ｔ１，Ｔ４または電極Ｔ２，Ｔ３に同一のタイミングで駆動電圧信号Ｏ１またはＯ２を供給できる。したがって、電極Ｔ１〜Ｔ４に応じてドライバを設ける構成と比較して、ドライバ回路２１１の数を減らすことができ、駆動装置２００の回路構成を簡素化できる。また、ドライバ回路２１１と電極Ｔ１〜Ｔ４との配線を容易に実施できる。
【００７５】
（７）また、接続点Ｐ１３は、検出制御手段２３０を構成する入力切換手段２３１のアナログスイッチ２３１Ａと接続され、接続点Ｐ２４は、アナログスイッチ２３１Ｂと接続される。このことにより、アナログスイッチ２３１Ｂまたは２３１Ａを介して、電極Ｔ１，Ｔ４または電極Ｔ２，Ｔ３から同一のタイミングで検出信号ＳＤ１またはＳＤ２を検出できる。したがって、電極Ｔ１〜Ｔ４に応じてアナログスイッチを４つ設ける構成と比較して、入力切換手段２３１のアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂを２つで構成でき、駆動装置２００の回路構成を簡素化できる。また、入力切換手段２３１と電極Ｔ１〜Ｔ４との配線を容易に実施できる。
【００７６】
（８）電極Ｔ１〜Ｔ５は、振動体１０の駆動効率を考慮して電極間の面積に差を持たせている。そして、これら電極Ｔ１〜Ｔ５間の面積比にドライバ回路２１１間におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズ比を対応させているので、振動体１０の駆動効率を最適化できる。また、ドライバ回路２１１間におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズ比を、ドライバ回路２１１に対応する電極間の面積比と同一に設定しているので、トランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂからのリーク電流等を低減し、振動体１０の駆動効率を最適化できる最小限の消費電流で振動体１０を駆動できる。
【００７７】
（９）補強板３２は、振動体１０を補強する機能の他、電極としての機能を有する。そして、駆動信号供給手段２１０は、駆動電圧信号Ｏ３と逆位相の駆動電圧信号Ｏ４を補強板３２に供給する。このことにより、補強板３２をグランドレベルにして、振動体１０を振動させる構成に比較して、圧電素子３０，３１に略２倍の電圧値を有する駆動電圧信号を印加でき、振動体１０の駆動効率を最適化できる。
【００７８】
[２．第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第１実施形態では、検出制御手段２３０の入力切換手段２３１は、アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂを具備し、これらアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬに応じて、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力を適宜、遮断、接続する２つの入力状態を切り換える。
これに対して第２実施形態では、検出制御手段２３０の入力切換手段は、複数のゲート回路を具備し、これらゲート回路が、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬに応じて、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を適宜、遮断、接続する２つの入力状態を切り換える。
その他の構成に関しては、第１実施形態と同様の構成である。
【００７９】
[２−１．圧電アクチュエータＡの駆動装置の構成]
図１４は、第２実施形態における駆動装置２００の構成を示すブロック図である。
第２実施形態における入力切換手段２３６は、図１４に示すように、２つのコンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂと、ゲート回路としての２つのＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６ＤおよびＯＲ回路２３６Ｅとを備えている。
コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂは、各入力端子が電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４または電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３とそれぞれ接続され、各出力端子がＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄの入力端子にそれぞれ接続される。そして、コンパレータ２３６Ａは、接続点Ｐ２４から入力した検出信号ＳＤ２を基準電圧ＶＲＥＦと比較し、基準電圧ＶＲＥＦよりも大きい場合にハイレベルのパルス信号を、また、基準電圧ＶＲＥＦよりも小さい場合にローレベルのパルス信号をＡＮＤ回路２３６Ｃに出力する。また、コンパレータ２３６Ｂは、接続点Ｐ１３から入力した検出信号ＳＤ１を基準電圧ＶＲＥＦと比較し、基準電圧ＶＲＥＦよりも大きい場合にハイレベルのパルス信号を、また、基準電圧ＶＲＥＦよりも小さい場合にローレベルのパルス信号をＡＮＤ回路２３６Ｄに出力する。
【００８０】
ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、その入力端子が、正転／逆転切換回路２２０と電気的に接続されるとともに、コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂの各出力端子と接続される。そして、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号ＰＬに応じて、コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂから出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２に基づくパルス信号の入力を遮断、接続する２つの入力状態を切り換える。具体的に、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、正転／逆転切換回路２２０から出力されるハイレベルの信号を入力することにより、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２と同位相のパルス信号を出力する。また、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、正転／逆転切換回路２２０から出力されるローレベルの信号を入力することにより、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を遮断する。
ＯＲ回路２３６Ｅは、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄから出力される検出信号ＳＤ１と同位相のパルス信号および検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号のいずれかを位相差検出回路２３２に出力する。
【００８１】
[２−２．圧電アクチュエータＡの駆動方法]
次に、第２実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明する。なお、第２実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動方法は、第１実施形態と同様に実施でき、以下では、駆動装置２００の動作が異なる部分について詳述する。
ステップＳ１およびＳ２において、正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００を正回転する旨の信号を入力すると、ドライバ制御手段２１２および入力切換手段２３６のＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄにハイレベルの信号ＰＬを出力する。この後、ステップＳ３Ａにおいて、ＡＮＤ回路２３６Ｃは、出力されたハイレベルの信号ＰＬを入力し、コンパレータ２３６Ａを介して入力する検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を出力可能な状態となる。一方、ＡＮＤ回路２３６Ｃは、出力されたハイレベルの信号ＰＬを反転させ、ローレベルの信号ＰＬを入力するので、コンパレータ２３６Ｂを介して入力するパルス信号を出力することが不可能な状態となる。このため、ＯＲ回路２３６Ｅは、検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を出力可能な状態となる。したがって、ステップＳ３Ａにおいて、検出制御手段２３０は、入力切換手段２３６を介して検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を入力可能な状態となる。
【００８２】
そして、ステップＳ７Ａにおいて、ドライバ回路２１１２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分がハイインピーダンス状態となった時に、検出制御手段２３０は、入力切換手段２３６を介して検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を入力する。
なお、ステップＳ３ＢおよびＳ７Ｂについては、上述したステップＳ３ＡおよびＳ７Ａに対して、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号ＰＬがローレベルの信号ＰＬとなり、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄの出力信号が検出信号ＳＤ２からＳＤ１に切り換わることだけが異なる。
【００８３】
[２−３．第２実施形態の効果]
上述した、第２実施形態によれば、前記（１）〜（４）、（６）〜（９）と略同様の効果の他、以下のような効果がある。
（１０）検出制御手段２３０の入力切換手段２３６は、２つのコンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂ、２つのＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄ、およびＯＲ回路２３６Ｅを具備する。ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６ＤおよびＯＲ回路２３６Ｅは、正転／逆転切換回路２２０から所定の信号ＰＬを入力することで、コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂを介した検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を切り換え、所定の検出信号を入力し、その他の検出信号の入力を遮断する。このことにより、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態の切り換えを複数のゲート回路で実現できるので、駆動装置２００の小型化を図れる。また、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態の切り換えをアナログスイッチにて実施する構成と比較して、特性を向上でき、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の切り換えを円滑に実施できる。
【００８４】
[３．実施形態の変形]
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
例えば、前記各実施形態では、ドライバ回路２１１として、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂが直列に接続された構成を説明したが、これに限らない。例えば、ドライバ回路２１１として、ＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタが直列に接続された構成としてもよい。このような構成によれば、ドライバ回路２１１が、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂが直列に接続された構成に比較して、小さなチップサイズで大きな出力電流を得ることができる。
【００８５】
前記各実施形態では、電極Ｔ１〜Ｔ５は、駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する電極Ｔ１〜Ｔ４、および、駆動用電極として機能する電極Ｔ５とする構成を説明したが、これに限らない。例えば、これら電極Ｔ１〜Ｔ５を駆動用電極として機能する構成としてもよい。すなわち、本発明では、ロータ１００の正回転／逆回転を切り換えることができる構成とすればよく、検出制御手段２３０を省略する構成としてもよい。また、電極Ｔ１〜Ｔ５とは別に、振動検出用電極を設け、この振動検出用電極から出力される検出信号を検出制御手段が検出し、この検出した検出信号に基づいて電極Ｔ１〜Ｔ５に供給する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ３の駆動周波数を調整する構成を採用してもよい。さらに、電極Ｔ１〜Ｔ５のうち、駆動用電極として機能するＴ５を省略する構成としてもよい。さらにまた、電極の配置、電極の数は、前述した実施形態に限らず、その他の電極の配置構成、および電極の数量にて構成してもよい。
【００８６】
前記各実施形態では、検出制御手段２３０は、出力信号Ｓｄｒの位相と検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の位相との位相差を検出し、この位相差が基準位相差に近づくように、駆動周波数を調整させる制御を実施していたが、これに限らない。例えば、検出制御手段２３０が遅延回路を具備した構成とし、検出した位相差と従前に検出された位相差とを比較回路２３４にて比較させ、この比較情報に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。また、基準位相差を、例えば、位相差に対する周波数特性の変化に対応して変更できる構成を採用してもよい。
【００８７】
前記各実施形態では、検出制御手段２３０は、出力信号Ｓｄｒの位相と検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の位相との位相差を検出していたが、これに限らない。例えば、電極Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれから検出信号を検出可能な構成とし、各検出信号間の位相差を検出し、この位相差に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。検出信号の検出は、以下のような構成にて実施できる。
すなわち、ドライバ回路２１１１，２１１２を、電極Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに対応させて４つのドライバ回路で構成する。また、４つのドライバ回路の各トランジスタの接続部分と入力切換手段２３１、または入力切換手段２３６とを接続する。そして、電極Ｔ１，Ｔ３に駆動電圧信号が供給されている際に、電極Ｔ２およびＴ４から入力切換手段２３１または入力切換手段２３６を介してそれぞれ検出信号を検出する。また、電極Ｔ２，Ｔ４に駆動電圧信号が供給されている際に、電極Ｔ１，Ｔ３から入力切換手段２３１または入力切換手段２３６を介してそれぞれ検出信号を検出する。
【００８８】
前記各実施形態では、検出制御手段２３０は、出力信号Ｓｄｒの位相と検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の位相との位相差を検出し、この位相差に基づいて駆動電圧信号の駆動周波数を調整させていたが、これに限らない。例えば、検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の周波数、または振幅に基づいて駆動電圧信号の駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。
【００８９】
前記各実施形態では、補強板３２は、振動体１０を補強する構成の他、電極としての機能を有し、駆動信号供給手段２１０から駆動電圧信号Ｏ４を供給されていたが、駆動信号供給手段２１０のドライバ回路２１１４を省略し、補強板３２を常にグランドレベルに固定する構成を採用してもよい。このような構成では、ドライバ回路２１１の数を減らすことにより、駆動装置２００の小型化を図れる。
前記各実施形態では、ドライバ回路２１１１，２１１２は、第１電極である電極Ｔ１，Ｔ３、第２電極である電極Ｔ２，Ｔ４に対応して設けられていたが、これに限らない。例えば、電極Ｔ１〜Ｔ４に対応して４つのドライバ回路を設ける構成を採用してもよい。
【００９０】
前記各実施形態では、圧電アクチュエータＡ、およびこの圧電アクチュエータＡを駆動する駆動装置２００を時計に具備した構成を説明したが、これに限らず、例えば、以下に示す非接触型ＩＣカードに具備した構成、その他の電子機器に具備した構成を採用してもよい。
図１５は、非接触型ＩＣカードの外観を示す斜視図である。カード４００は、決済機能を有する非接触型ＩＣカードである。
このカード４００は、略箱状の筐体４１０にて外郭が形成され、この筐体４１０の上面略中央部には、該カード４００の長手方向に沿って、内部の後述する残金表示カウンタ４２０を露出する窓部４１０Ａが形成されている。このため、この窓部４１０Ａが情報表示領域となり、この窓部４１０Ａから後述する残金表示カウンタ４２０による所定の情報を観察できる。また、この筐体４１０の上面には、窓部４１０Ａの長手方向に沿って、後述する残金表示カウンタ４２０による表示を補う付帯情報が記載されている。
【００９１】
図１６は、カード４００の内部構成の一例を示す図である。
カード４００は、図１６に示すように、符号表示板としての残金表示カウンタ４２０と、圧電アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と、駆動装置２００とを備えている。そして、これら残金表示カウンタ４２０および圧電アクチュエータは、駆動装置２００により駆動される。
残金表示カウンタ４２０は、例えば、決済終了後の残金に関する情報を表示する。この残金表示カウンタ４２０は、決済終了後の残金のうち、上位４桁を表示し、カード４００の筐体４１０に記載された付帯情報とともに決済終了後の残金を表示する。この残金表示カウンタ４２０は、第１桁表示部４２１と、第２桁表示部４２２と、第３桁表示部４２３と、第４桁表示部４２４とを備えている。
【００９２】
図１７は、カード４００の断面を示す図である。具体的には、図１６のＸVII−ＸVII線における断面図である。
第１桁表示部４２１は、図１６または図１７に示すように、略円盤状に形成され、略中心位置に回転軸４２１Ａを有している。そして、この回転軸４２１Ａが筐体４１０の下面と固定され、第１桁表示部４２１は回転自在に設置されている。この第１桁表示部４２１の上面外周側には、時計回りに０〜９の数字が略等間隔で記載され、上位４桁中の最小桁を表示する。すなわち、第１桁表示部４２１は、回転することで、上面外周側に記載された０〜９の数字が切り替わり、所定の数字が窓部４１０Ａから露出する。
【００９３】
第２桁表示部４２２は、図１６または図１７に示すように、略リング状に形成され、該第２桁表示部４２２の下面に凹部４２２Ａが形成されている。筐体４１０の下面には、略リング状のレール４１０Ｂが形成され、第２桁表示部４２２の凹部４２２Ａと係合する。このため、第２表示部２２は、筐体４１０のレール４１０Ｂに沿って、回転可能となっている。また、この第２桁表示部４２２の上面には、時計回りに０〜９の数字が略等間隔で記載され、上位４桁中の第２桁を表示する。すなわち、第２桁表示部４２２は、回転することで、上面に記載された０〜９の数字が切り替わり、所定の数字が窓部４１０Ａから露出する。
第３桁表示部４２３は、上位４桁中の第３桁を表示する。この第３桁表示部４２３の構造は、第１桁表示部４２１の構造と略同様であり、説明を省略する。
第４桁表示部４２４は、上位４桁中の最大桁を表示する。この第４桁表示部４２４の構造は、第２桁表示部４２２の構造と略同様であり、説明を省略する。
【００９４】
そして、駆動装置２００は、前記各実施形態で説明した圧電アクチュエータＡの駆動方法と略同様の方法により、圧電アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を駆動する。また、適宜、圧電アクチュエータＡ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４の当接部の回転方向を切り換えることで、第１桁表示部４２１、第２桁表示部４２２、第３桁表示部４２３、第４桁表示部４２４の回転方向を切り換える。
なお、この場合において、圧電アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、駆動装置２００により同期して駆動されるように設定されており、駆動装置２００は、図示しないＩＣカードチップにより決済金額に相当する駆動制御信号が入力されることにより駆動されている。
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、当接部の駆動方向の変更を電気的な制御にて実施し、小型化および消費電流の低減を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】前記各実施形態における圧電アクチュエータが組み込まれた腕時計のカレンダ表示機構の構成を示す平面図。
【図２】前記各実施形態における時計の断面図。
【図３】前記各実施形態におけるカレンダ表示機構の詳細な構成を示す断面図。
【図４】前記各実施形態における圧電アクチュエータの詳細な構成を示す平面図。
【図５】図４における圧電アクチュエータのＶ-Ｖ線断面図。
【図６】前記各実施形態における振動体に設けられた電極の配置位置の一例を示す図。
【図７】前記各実施形態における圧電素子の分極状態の一例を示す図。
【図８】前記各実施形態における圧電素子の分極状態の一例を示す図。
【図９】前記各実施形態における振動体に発生する屈曲振動を示す図。
【図１０】前記各実施形態における振動体の振動による当接部の運動状態を示す図。
【図１１】第１実施形態における圧電アクチュエータの駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１２】前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動方法を説明するためのフローチャート。
【図１３】前記実施形態における駆動装置の動作を示すタイミングチャート。
【図１４】第２実施形態における圧電アクチュエータの駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１５】前記実施形態の変形例を示す図。
【図１６】前記実施形態の変形例を示す図。
【図１７】前記実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
１０・・・振動体、３０，３１・・・圧電素子、３６・・・当接部、１００・・・ロータ（被駆動体）、２００・・・駆動装置、２１１，２１１１，２１１２，２１１３，２１１４・・・ドライバ回路、２１１Ａ・・・ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（Ｐチャネルトランジスタ）、２１１Ｂ・・・ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（Ｎチャネルトランジスタ）、２１２・・・ドライバ制御手段、２２０・・・正転／逆転切換回路（制御状態切換手段）、２３０・・・検出制御手段、２３１，２３６・・・入力切換手段、２３１Ａ，２３１Ｂ・・・アナログスイッチ、２３６Ｃ，２３６Ｄ・・・ＡＮＤ回路（ゲート回路）、２３６Ｅ・・・ＯＲ回路（ゲート回路）、Ａ・・・圧電アクチュエータ、Ｔ１〜Ｔ５・・・電極、ＳＤ１，ＳＤ２・・・検出信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を有する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置、時計、および電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
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としては、圧電素子を有する振動体を主要構成要素とするものであり、例えば、この振動体を、一端に被駆動体と当接する当接部を有する板状の補強板と、この補強板の両面に貼設された圧電素子と、これら圧電素子の上面に設けられた複数の電極とで構成したものがある。
そして、複数の電極に所定の交流電圧を印加し、振動体をその長手方向に伸縮させる縦振動で励振させるとともに、この縦振動の振動方向と直交する方向に揺動する屈曲振動を誘発させる駆動回路を備えた圧電アクチュエータの駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような駆動装置による駆動制御により、圧電アクチュエータは、振動体の当接部が楕円軌道を描くように回転する。そして、この当接部の回転運動により、被駆動体が所定方向に駆動される。ここで、この駆動装置は、スイッチを備え、複数の電極に所定の交流電圧を印加する際、スイッチを切り換えることで、複数の電極のいずれか一方に印加する状態、および、複数の電極のいずれか他方に印加する状態を切り換えている。そして、このようにスイッチを切り換えることで、当接部の回転方向を変更し、すなわち、被駆動体の駆動方向を変更している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６８９５３号公報（図１２、図１３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のスイッチを例えば、機械式のスイッチで構成した場合には、電気的な制御を実施することができない、という問題がある。
また、上記のスイッチを例えば、リレースイッチ等の電気機械式のスイッチで構成した場合には、スイッチ自体のサイズが大きくなり、駆動装置の小型化を図り難い。また、リレースイッチを駆動する電力が比較的大きくなり、消費電流も増加してしまう、という問題がある。
さらに、上記のスイッチを例えば、アナログスイッチにて構成した場合には、アナログスイッチを構成するトランジスタ等の素子を駆動回路と同程度の大きさにする必要があり、駆動装置の小型化を図り難い、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、このような問題点に鑑みて、被駆動体の駆動方向の変更を電気的な制御にて実施し、小型化および消費電流の低減を図れる圧電アクチュエータの駆動装置、時計、および電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記振動体は、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板を備え、前記複数の電極は、前記被駆動体をそれぞれ異なる方向に駆動させるように前記当接部を振動させる第１電極および第２電極を有し、前記第１電極、前記第２電極、および前記補強板に対応して設けられ、ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタが直列に接続された複数のドライバ回路と、前記複数のドライバ回路を制御し、前記トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極と前記補強板とに供給させて前記振動体を振動させ、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動させるドライバ制御手段と、前記ドライバ制御手段の制御状態を切り換える制御状態切換手段と、前記駆動信号の駆動周波数を調整させる検出制御手段とを具備し、前記ドライバ制御手段は、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を正回転させる正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記Ｐチャネルトランジスタおよび前記Ｎチャネルトランジスタを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に前記Ｐチャネルトランジスタおよび前記ＮチャネルトランジスタをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力し、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を逆回転させる逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に前記第２の制御信号を出力し、前記補強板に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相は、前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相に対して逆位相に設定され、前記検出制御手段は、前記振動体の振動により前記第２の制御信号が出力された前記ドライバ回路に対応する前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極から出力される検出信号を検出し、この検出した検出信号に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、複数の電極としては、第１電極および第２電極の以外に、その他の電極を有する構成を採用してもよい。
また、第１電極および第２電極としては、例えば、それぞれ１つの電極で構成されていてもよく、それぞれ複数の電極で構成されていてもよい。
さらに、第１電極および第２電極が、それぞれ複数の電極で構成されている場合、ドライバ回路としては、例えば、第１電極および第２電極を構成する複数の電極に１対１で対応するように設けられる構成を採用してもよく、複数の電極で構成される第１電極および第２電極にそれぞれ対応するように設けられる構成を採用してもよい。
さらにまた、複数の電極として、第１電極および第２電極以外に、その他の電極を有する場合に、該その他の電極に対応するようにドライバ回路を設けてもよい。
また、検出制御手段による駆動周波数の調整制御としては、例えば、検出した検出信号の周波数、振幅、または位相等に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用できる。
【０００８】
本発明では、ドライバ回路は、ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタが直列に接続され、該接続部分が第１電極、第２電極および補強板と接続される。ドライバ制御手段は、複数のドライバ回路を制御し、トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を第１電極および第２電極のいずれかと補強板とに供給させて振動体を振動させることで、被駆動体を所定方向に駆動させる。このドライバ制御手段は、制御状態切換手段から正転信号を入力した場合に、第１電極および第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と補強板に対応するドライバ回路と第１の制御信号を出力するとともに、第１電極および第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に第２の制御信号を出力する。一方、ドライバ制御手段は、制御状態切換手段から逆転信号を入力した場合に、第１電極および第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と補強板に対応するドライバ回路とに第１の制御信号を出力するとともに、第１電極および第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に第２の制御信号を出力する。このことにより、被駆動体の駆動方向の切り換えを電気的な制御にて実施できる。また、このような構成により、被駆動体の駆動方向の切り換えをリレースイッチ等の電気機械式のスイッチ、または、アナログスイッチ等にて実施する構成と比較して、駆動装置の小型化および消費電流の低減を図れる。特に、ドライバ回路およびドライバ制御手段をＩＣ（Integrated Circuit）化した場合にさらに駆動装置の小型化を図れる。さらに、ドライバ回路をＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタにて構成しているので、ドライバ回路を例えばＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタにて構成する場合に比較して、消費電流を低減できる。
ところで、駆動装置では、所定の駆動周波数を有する駆動信号を振動体の電極に供給する際、所定の周波数にて発振する周波数発振回路等が用いられる。ここで、この周波数発振回路等の回路特性により、発振周波数に変動幅が生じた場合には、ドライバ制御手段がドライバ回路を制御し、振動体の電極に設計上の最適な駆動周波数を有する駆動信号を常時印加することは困難である。また、圧電アクチュエータにおける設計上の最適な駆動周波数が、温度等の外乱により変動した場合にも、振動体の電極に最適な駆動周波数を有する駆動信号を常時印加することが困難となる。このため、被駆動体を高効率で駆動させることが難しい。
本発明では、駆動装置は、検出制御手段を具備した構成である。このことにより、駆動装置の回路特性等により供給する駆動信号の駆動周波数に変動が生じた場合、または圧電アクチュエータの温度特性による設計上の最適な駆動周波数に変動が生じた場合であっても、検出制御手段による制御により、振動体の電極に常時最適な駆動周波数を有する駆動信号を供給することが可能となる。したがって、被駆動体を高効率で駆動させることができる。
また、検出制御手段としては、ドライバ回路が接続される第１電極および第２電極から出力される検出信号を検出する構成とする。このことにより、第１電極および第２電極を駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成とすることができ、駆動用電極および振動検出用電極をそれぞれ有する構成と比較して、圧電アクチュエータの構成を簡素化できる。
【０００９】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記振動体は、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板を備え、前記複数の電極は、前記被駆動体をそれぞれ異なる方向に駆動させるように前記当接部を振動させる第１電極および第２電極を有し、前記第１電極、前記第２電極、および前記補強板に対応して設けられ、ＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタが直列に接続された複数のドライバ回路と、前記複数のドライバ回路を制御し、前記トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極と前記補強板とに供給させて前記振動体を振動させ、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動させるドライバ制御手段と、前記ドライバ制御手段の制御状態を切り換える制御状態切換手段と、前記駆動信号の駆動周波数を調整させる検出制御手段とを具備し、前記ドライバ制御手段は、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を正回転させる正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記ＰＮＰ型トランジスタおよび前記ＮＰＮ型トランジスタを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に前記ＰＮＰ型トランジスタおよび前記ＮＰＮ型トランジスタをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力し、前記制御状態切換手段から前記被駆動体を逆回転させる逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に前記第２の制御信号を出力し、前記補強板に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相は、前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相に対して逆位相に設定され、前記検出制御手段は、前記振動体の振動により前記第２の制御信号が出力された前記ドライバ回路に対応する前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極から出力される検出信号を検出し、この検出した検出信号に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする。
本発明では、前述のドライバ回路として、ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタを、ＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタで構成したものであり、前述の駆動装置と同様の作用・効果を享受できる。
また、ドライバ回路をＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタにて構成しているので、ドライバ回路を例えばＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタにて構成する場合に比較して、小さなチップサイズで大きな出力電流を得ることができる。
【００１２】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記検出制御手段は、前記駆動信号および前記検出信号間の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることが好ましい。
ここで、検出制御手段による駆動周波数の調整制御としては、例えば、検出した位相差と予め設定された設計上の最適な駆動周波数に相当する基準位相差とを比較し、検出した位相差が基準位相差に近づくように駆動周波数を調整させる構成を採用できる。また、例えば、検出した位相差と従前に検出された位相差とを比較し、この比較情報に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。
本発明では、検出制御手段は、駆動信号および検出信号間の位相差に基づいて、駆動信号の駆動周波数を調整させる。このことにより、信号間の位相差に基づいて、簡単な処理で駆動周波数の調整制御を実施できる。
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、前記検出制御手段は、前記第１電極または前記第２電極を構成する複数の電極から出力される複数の検出信号を検出し、この検出した複数の検出信号間の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることが好ましい。
本発明では、検出制御手段は、複数の検出信号を検出し、これら検出信号間の位相差に基づいて、駆動信号の駆動周波数を調整させる。このことにより、信号間の位相差に基づいて、簡単な処理で駆動周波数の調整制御を実施できる。また、駆動信号および検出信号間の位相差に基づく駆動周波数の調整に比較して、駆動周波数の最適な調整制御が実施可能となる。
【００１４】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記検出制御手段は、前記トランジスタの接続部分と接続された入力切換手段を具備し、前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応する前記ドライバ回路から供給される前記駆動信号の入力を遮断するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方から出力される検出信号を入力し、前記制御状態切換手段から前記逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応する前記ドライバ回路から供給される前記駆動信号の入力を遮断するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方から出力される検出信号を入力することが好ましい。
本発明では、検出制御手段は、入力切換手段を具備し、この入力切換手段は、制御状態切換手段から所定の信号を入力することにより、例えば、以下に示すように、検出信号の入力状態および駆動信号の遮断状態を切り換える。
【００１５】
すなわち、入力切換手段は、制御状態切換手段からの正転信号に応じてドライバ制御手段がドライバ回路を制御し、第１電極に対応するドライバ回路から第１電極に駆動信号が供給されている際は、第１電極に対応するドライバ回路から供給される駆動信号の入力を遮断するとともに、第２電極から出力される検出信号を入力する。また、入力切換手段は、制御状態切換手段からの逆転信号に応じてドライバ制御手段がドライバ回路を制御し、第２電極に対応するドライバ回路から第２電極に駆動信号が供給されている際は、第２電極に対応するドライバ回路から供給される駆動信号の入力を遮断するとともに、第１電極から出力される検出信号を入力する。このことにより、入力切換手段は、制御状態切換手段から所定の信号が出力されることでドライバ制御手段の制御状態が切り換えられた際に、第２の制御信号を入力して２つのトランジスタがＯＦＦ状態となるドライバ回路と接続する電極から常に検出信号を入力できる。また、複数の電極を駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成とした場合であっても、入力切換手段によりドライバ制御手段の制御状態の切り換えに応じて駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態を容易に切り換えることができ、駆動信号と検出信号との干渉を回避して検出信号を良好に入力できる。
【００１６】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号または前記逆転信号を入力することにより、前記駆動信号の入力の遮断状態および前記検出信号の入力状態を切り換える複数のアナログスイッチを具備していることが好ましい。
ここで、検出制御手段にて信号間の位相差を検出する際には、入力する検出信号（アナログ信号）をパルス信号に変換する必要がある。このため、検出制御手段としては、例えば、入力する複数のアナログ信号をパルス信号に変換する複数のコンパレータ等を具備する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、検出制御手段において、該検出制御手段を構成するコンパレータの数が多くなり、駆動装置の小型化を図ることが困難である。
本発明では、検出制御手段の入力切換手段は、複数のアナログスイッチを具備し、これらアナログスイッチは、制御状態切換手段から所定の信号を入力することで、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態を切り換え、所定の駆動信号の入力を遮断するとともに、所定の検出信号を入力する。このことにより、例えば、複数のアナログスイッチの出力端子と接続する１つのコンパレータ等にて、所定の検出信号をパルス信号に変換できる。したがって、検出制御手段としては、複数の検出信号をそれぞれパルス信号に変換する複数のコンパレータ等を具備した構成と比較して、１つのみのコンパレータ等を具備した構成で実現でき、駆動装置の小型化を図れる。
【００１７】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号または前記逆転信号を入力することにより、前記駆動信号の入力の遮断状態および前記検出信号の入力状態を切り換える複数のゲート回路を具備していることが好ましい。
本発明では、検出制御手段の入力切換手段は、複数のゲート回路を具備し、これらゲート回路は、制御状態切換手段から所定の信号を入力することで、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態を切り換え、所定の駆動信号の入力を遮断するとともに、所定の検出信号を入力する。このことにより、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態の切り換えを複数のゲート回路で実現するため、駆動装置の小型化を図れる。また、駆動信号の入力の遮断状態および検出信号の入力状態の切り換えを複数のアナログスイッチにて実施する構成と比較して、特性を向上でき、検出信号の切り換えを円滑に実施できる。
【００１８】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、前記複数のドライバ回路は、前記第１電極および前記第２電極を構成する複数の電極に対応して設けられていることが好ましい。
本発明では、複数のドライバ回路は、第１電極および第２電極を構成する複数の電極に１対１で対応するように設けられている。このことにより、ドライバ制御手段およびドライバ回路により、当接部の振動を確実に実施させ、被駆動体を所定方向に確実に駆動させることができる。
【００１９】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、前記複数のドライバ回路は、複数の電極で構成される前記第１電極および前記第２電極に対応して設けられていることが好ましい。
本発明では、複数の電極で構成される第１電極および第２電極のそれぞれは、同一のドライバ回路におけるトランジスタの接続部分と接続されている。このことにより、複数の電極で構成される第１電極および第２電極が、圧電素子上で離隔配置している場合でも、同一のドライバ回路を介して駆動信号を供給できる。したがって、駆動信号が供給される複数の電極に１対１で対応させるようにドライバ回路を設ける構成と比較して、ドライバ回路の数を減らすことができ、駆動装置の回路構成を簡素化できる。また、ドライバ回路と電極との配線を容易に実施できる。
また、駆動装置が検出制御手段を具備し、さらに、この検出制御手段が、ドライバ回路におけるトランジスタの接続部分と接続されている場合も同様に、検出制御手段を構成する入力切換手段において、複数の電極に１対１で対応させるように、アナログスイッチ、またはゲート回路等を設ける構成と比較して、これらアナログスイッチ、またはゲート回路等の数を減らすことができ、駆動装置の回路構成を簡素化できる。また、入力切換手段と電極との配線を容易に実施できる。
【００２０】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記複数のドライバ回路間における前記トランジスタのサイズ比は、前記複数のドライバ回路に対応する前記複数の電極間の面積比と同一に設定されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、複数の電極において、振動体の駆動効率を考慮して電極間の面積に差を持たせた場合に、これら電極間の面積比に複数のドライバ回路間におけるトランジスタのサイズ比を対応させることで、振動体の駆動効率を最適化できる。また、複数のドライバ回路間におけるトランジスタのサイズ比を、複数のドライバ回路に対応する複数の電極間の面積比と同一に設定することで、トランジスタからのリーク電流等を低減し、振動体の駆動効率を最適化できる最小限の消費電流で振動体を駆動できる。
【００２１】
本発明の時計は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子と、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、時計は、前述の圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備しているので、前述の駆動装置と同様の作用・効果を享受できる。また、時計は、圧電アクチュエータおよび駆動装置により、小型化および消費電流の低減を図りつつ、該時計内部の被駆動体としてのカレンダ表示機構の駆動方向の切り換えを容易に実施できる。
【００２２】
本発明の電子機器は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子と、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを備えていることを特徴とする。 本発明によれば、電子機器は、前述の圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備しているので、前述の駆動装置と同様の作用・効果を享受できる。また、電子機器は、圧電アクチュエータおよび駆動装置により、小型化および消費電流の低減を図りつつ、該電子機器の内部または外部の被駆動体の駆動方向の切り換えを容易に実施できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
[１．第１実施形態]
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
[１−１．全体構成]
図１は、本実施形態における圧電アクチュエータＡが組み込まれた腕時計のカレンダ表示機構の構成を示す平面図である。
図１に示すように、カレンダ表示機構の主要部は、圧電アクチュエータＡと、この圧電アクチュエータＡによって回転駆動される被駆動体としてのロータ１００と、ロータ１００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５０とから大略構成されている。減速輪列は、日回し中間車４０と日回し車６０とを備えている。圧電アクチュエータＡは、扁平な短冊状の振動体１０を有しており、この振動体１０は、その先端部がロータ１００の外周面と当接するように配置されている。
【００２４】
図２は、図１に示す時計の断面図である。
図２において、網目部分に、圧電アクチュエータＡを備えたカレンダ表示機構が組み込まれている。このカレンダ表示機構の上方には、円盤状の文字板７０が設けられている。この文字板７０の外周部の一部には日付を表示するための窓部７１が設けられており、窓部７１から日車５０の日付を覗けるようになっている。また、文字板７０の下方には、針７２を駆動するムーブメント７３および図示しない駆動回路が設けられている。
【００２５】
図３は、図１におけるカレンダ表示機構の詳細な構成を示す断面図である。
時計は、図３に示すように、第１の底板である地板１０３と、この地板１０３と段違いに配置された第２の底板１０４とを有している。地板１０３には、カレンダ表示機構のロータ１００を軸支するためのシャフト１０１が起立している。ロータ１００は、その下面に図示しない軸受を有しており、シャフト１０１の先端部が同軸受内に収容されている。したがって、ロータ１００は、このシャフト１０１を回転軸として回動できる。ロータ１００の上部には、ロータ１００と同軸をなし、ロータ１００とともに回転する歯車１００Ｃが設けられている。
【００２６】
底板１０４には、日回し中間車４０を軸支するためのシャフト４１が起立している。日回し中間車４０の下面には図示しない軸受が設けられており、シャフト４１の先端部が同軸受内に収容されている。日回し中間車４０は、大径部４Ｂと小径部４Ａとから構成されている。小径部４Ａは、大径部４Ｂ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４Ｃが形成されている。この小径部４Ａは、大径部４Ｂに対し、同心をなすように固着されている。大径部４Ｂには、ロータ１００の上部の歯車１００Ｃが噛合している。したがって、大径部４Ｂと小径部４Ａとからなる日回し中間車４０は、ロータ１００の回転に連動し、シャフト４１を回転軸として回転する。
【００２７】
日車５０は、図１に示すように、リング状の形状をしており、その内周面に内歯車５Ａが形成されている。日回し車６０は、五歯の歯車を有しており、内歯車５Ａに噛合している。また、図３に示すように、日回し車６０の中心には、シャフト６１が設けられており、これは、底板１０４に形成された貫通孔６２に遊挿されている。貫通孔６２は、日車５０の周回方向に沿って長く形成されている。
板バネ６３は、その一端が底板１０４に固定され、他端はシャフト６１を図１の右上方向に弾圧している。そして、板バネ６３は、シャフト６１および日回し車６０を付勢する。この板バネ６３の付勢作用によって日車５０の揺動も防止される。
【００２８】
板バネ６４は、一端が底板１０４にねじ止めされており、その他端には略Ｖ字状に折り曲げられた先端部６４Ａが形成されている。また、接触子６５は、日回し中間車４０が回転し、先端部６４Ａが切欠部４Ｃに入り込んだときに板バネ６４と接触するように配置されている。板バネ６４には、所定の電圧が印加されており、接触子６５に接触すると、その電圧が接触子６５にも印加される。したがって、接触子６５の電圧を検出することによって、日送り状態を検出できる。なお、内歯車５Ａに噛合する手動駆動車を設け、ユーザが図示しない竜頭に対して所定の操作を行うと、日車５０を駆動するようにしてもよい。
【００２９】
以上の構成において、圧電アクチュエータＡの振動体１０は、後述の駆動装置から駆動電圧が印加されることにより、その板面を含む平面内において振動する。ロータ１００は、この振動体１０に生じる振動によってその外周面が叩かれ、図１中矢印で示すように、時計回りに回転駆動される。このロータ１００の回転は、日回し中間車４０を介して日回し車６０に伝達され、この日回し車６０が日車５０を時計回り方向に回転させる。
【００３０】
ここで、振動体１０からロータ１００、ロータ１００から減速輪列、減速輪列から日車５０への力の伝達は、いずれも振動体１０の板面に平行な方向の力の伝達である。このため、従来のステップモータのようにコイルやロータを厚さ方向に積み重ねるのではなく、同一平面内に振動体１０およびロータ１００を配置し、カレンダ表示機構を薄型化できる。そして、カレンダ表示機構を薄型にできるため、網目部分（図２）の厚さＤを薄くして、時計全体を薄型にできる。
また、本実施形態によれば、網目部分（図２）にカレンダ表示機構を収めることができるため、カレンダ表示機構のある時計と、カレンダ表示機構のない時計との間でムーブメント７３を共通化でき、生産性を高めることができる。
昨今、発電機能を備えた腕時計が種々提案されているが、このような腕時計においては、発電機構と運針駆動用のモータ機構といった少なくとも２つの大きな構成要素を搭載しなくてはならず、時計全体の小型化が困難である。しかし、モータの代わりに、本実施形態における圧電アクチュエータＡを用いれば、運針駆動機構を薄型化でき、時計全体を小型化することもできる。
【００３１】
[１−２．圧電アクチュエータの詳細]
図４は、圧電アクチュエータＡの詳細な構成を示す平面図である。また、図５は、圧電アクチュエータＡのＶ-Ｖ線断面図である。
振動体１０は、図４に示すように、二長辺と二短辺とにより囲まれた長方形状の板である。また、振動体１０は、図５に示すように、２枚の長方形かつ板状の圧電素子３０，３１の間に、これらの圧電素子３０，３１と略同形状であり、かつ圧電素子３０，３１よりも肉厚の薄いステンレス鋼等の補強板３２を挟んだ積層構造を有している。
このように圧電素子３０，３１の間に補強板３２を配置することにより、振動体１０の過振幅や落下等による外部からの衝撃力に起因する振動体１０の損傷を低減し、耐久性を向上させることができる。また、補強板３２として圧電素子３０，３１よりも肉厚の薄いものを用いることにより、圧電素子３０，３１の振動を極力妨げないようにすることができる。
【００３２】
圧電素子３０，３１としては、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ（商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
振動体１０は、図４に示すように、一短辺の幅方向略中央部分に当接部３６を有している。この当接部３６は、図５における補強板３２を切断成形する等の方法により得られたものであり、緩やかな曲面を持った先端部分を圧電素子３０，３１から突出させている。振動体１０は、この当接部３６の先端をロータ１００の外周面に当接させる姿勢を保っている。振動体１０にこのような姿勢を維持させるために、支持部材１１とバネ部材３００とが圧電アクチュエータＡに設けられている。
【００３３】
好ましい態様において、支持部材１１は、補強板３２の切断成形等の方法により補強板３２と一体形成されたものである。この支持部材１１は、図示の通り、Ｌ字状の部材であり、振動体１０の一長辺の略中央から垂直に突出した垂直部と、この垂直部の先端から長辺に対して平行にロータ１００側に向けて延びた水平部とからなる。ここで、水平部の両端のうち、垂直部とは反対側の端部３８には、図１および図３における地板１０３から突出したピン３９が貫通している。支持部材１１およびこれに固定された振動体１０は、このピン３９を回転軸として回転可能である。
【００３４】
支持部材１１の水平部の略中央の部位１１Ａには、バネ部材３００の一端部３００Ａが係合されている。バネ部材３００は、その略中央部分を地板１０３（図１、図３）から突出したピン３００Ｂが貫通している。バネ部材３００は、このピン３００Ｂを回転軸として回動可能である。また、バネ部材３００における端部３００Ａとは反対側の他端部３００Ｃは、地板１０３に係合している。本実施形態においては、この端部３００Ｃの位置を変えることにより当接部３６をロータ１００の外周面に押し当てる圧力が調整される。
【００３５】
具体的には、端部３００Ｃをピン３００Ｂを中心として、図４中時計回りに変位させれば、バネ部材３００の一端部３００Ａが支持部材１１の部位１１Ａを上方側に押圧する力が増加し、他端部３００Ｃを反時計回りに変位させればその押圧力が減少する。ここで、支持部材１１を上方側に押圧する力が増加すると、支持部材１１は、ピン３９を中心として、図４中反時計回りに回動しようとする力が増大するため、当接部３６がロータ１００を押圧する力が増大する。一方、支持部材１１を上方側に押圧する力が減少すると、支持部材１１は時計回りに回動しようとする力が減少するため、当接部３６がロータ１００を押圧する力が減少する。このように、当接部３６がロータ１００に付与する押圧力を調整することにより、圧電アクチュエータＡの駆動特性の調整等が可能となる。
【００３６】
また、本実施形態においては、このようにしてロータ１００の外周面に押し当てられる当接部３６が曲面形状を有している。このため、ロータ１００と振動体１０の位置関係が、寸法ばらつき等によりばらついた場合であっても、曲面であるロータ１００の外周面と曲面形状の当接部３６との接触状態にさほど変化しない。したがって、ロータ１００と当接部３６との接触を安定した状態に維持できる。また、本実施形態においては、ロータ１００と接触する当接部３６に対してのみ研磨等の作業を行えばよいので、ロータ１００との接触部の管理が容易である。当接部３６としては、導体または非導体のものを用いることができるが、非導体から形成するようにすれば、一般的に金属から形成されるロータ１００と接触しても圧電素子３０，３１が短絡しないようにすることができる。
【００３７】
[１−３．振動体に設けられた電極の構成]
図６は、振動体１０に設けられた電極の配置位置の一例を示す図である。
図６に示す例では、圧電素子３０には、電極Ｔ１〜Ｔ４が、長方形をなす圧電素子３０の表面の４つの角隅部分に各々配置され、電極Ｔ５が、電極Ｔ１，Ｔ２および電極Ｔ３，Ｔ４の間に圧電素子３０の一長辺と略同一の長さ寸法で配置されている。図６では、図示を略したが、これらと同様な電極Ｔ１〜Ｔ５が、これらと対向するように、圧電素子３１の表面に配置されている。なお、本発明に係る第１電極は、電極Ｔ１，Ｔ３に相当し、第２電極は、電極Ｔ２，Ｔ４に相当する。
電極Ｔ１，Ｔ３は、圧電素子３０に配置された電極Ｔ１，Ｔ３と圧電素子３１に配置された電極Ｔ１，Ｔ３とが接続され、後述する駆動装置２００の制御により、この接続点Ｐ１３に駆動信号としての駆動電圧信号Ｏ１が供給されて駆動用電極として機能するとともに、この接続点Ｐ１３から振動体１０の振動を表す検出信号ＳＤ１を出力する振動検出用電極としても機能する。同様に、電極Ｔ２，Ｔ４は、圧電素子３０に配置された電極Ｔ２，Ｔ４と圧電素子３１に配置された電極Ｔ２，Ｔ４とが接続され、後述する駆動装置２００の制御により、この接続点Ｐ２４に駆動信号としての駆動電圧信号Ｏ２が供給されて駆動用電極として機能するとともに、この接続点Ｐ２４から振動体１０の振動を表す検出信号ＳＤ２を出力する振動検出用電極としても機能する。また、電極Ｔ５は、圧電素子３０に配置された電極Ｔ５と圧電素子３１に配置された電極Ｔ５とが接続され、後述する駆動装置２００からこの接続点Ｐ５に駆動信号としての駆動電圧信号Ｏ３が供給されて駆動用電極として機能する。これら電極Ｔ１〜Ｔ５の間には、空隙があり、電気的に絶縁されている。ここで、補強板３２は、振動体１０を補強する機能の他、電極としての機能も有し、後述する駆動装置２００から駆動電圧信号Ｏ３と逆位相の駆動電圧信号Ｏ４が供給される。
【００３８】
図７および図８は、圧電素子３０，３１の分極状態の一例を示す図である。
圧電素子３０，３１は、図７および図８に示すように、各々厚さ方向に分極している。本実施形態において、圧電素子３０，３１は、各々分極方向と一致する方向の電界を受けると長手方向に延び、分極方向と逆の方向の電界を受けると長手方向に縮む性質を有している。したがって、図７および図８に示すように、２枚の圧電素子の分極方向の組み合わせが異なっている場合には、各圧電素子の駆動の方法も異なったものとなる。
これら圧電素子３０，３１は、上述したように、所定の駆動電圧が印加されることにより、伸縮運動を実施する。この伸縮運動は、印加する駆動電圧の駆動周波数により異なる。そして、圧電素子３０，３１は、設計上の最適な駆動周波数を有する駆動電圧が印加されることにより、設計上、最適な伸縮運動を実施する。本実施形態では、圧電素子３０，３１における最適な駆動周波数は、温度により所定の変動幅を有するものとする。
【００３９】
図７に示す例では、圧電素子３０，３１は、相互に逆方向に分極している。この場合、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に、電圧＋Ｖと電圧−Ｖとが交互に生じるように、これら電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５および補強板３２に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４を印加する。ここで、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と補強板３２との間に電圧＋Ｖが生じたときには、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向とは逆方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に縮む。これに対し、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と補強板３２との間に電圧−Ｖが生じたときには、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向と同一方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に延びる。このような次第であるから、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が与えられることにより、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の振動体１０は伸縮運動し、該振動体１０に縦振動が発生する。
【００４０】
図８に示す例では、圧電素子３０，３１は、同一方向に分極している。この場合、圧電素子３０側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧＋Ｖを生じさせ、圧電素子３１側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧−Ｖを生じさせる第１フェーズと、圧電素子３０側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧−Ｖを生じさせ、圧電素子３１側の電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と、補強板３２との間に電圧＋Ｖを生じさせる第２フェーズとを、所定周波数で交互に繰り返す。ここで、第１フェーズにおいては、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向とは逆方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に縮む。これに対し、第２フェーズにおいては、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向と同一方向の電界が与えられるので、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１は、長手方向に延びる。したがって、このような所定周波数の駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が与えられることにより、振動体１０は伸縮運動し、該振動体１０に縦振動が発生する。
【００４１】
図７および図８に示す例において、振動体１０に縦振動が発生する際、電極Ｔ５が形成された部分の伸縮運動に対する電極Ｔ１，Ｔ３が形成された部分の伸縮運動の大きさは、小さくなっている。このため、振動体１０には、幅方向に捻るモーメントが発生する。そして、このモーメントにより、振動体１０の幅方向に揺動する屈曲振動が誘発される。
【００４２】
図９は、振動体１０に発生する屈曲振動を示す図である。図１０は、振動体１０の振動による当接部３６の運動状態を示す図である。
この屈曲振動は、図９に示すように、振動体１０の板面を含む平面内において、振動体１０がその長手方向と直交する方向に振れるような運動である。このようにして、縦振動と屈曲振動とが振動体１０に発生すると、振動体１０の先端の当接部３６は、図１０（Ａ）に示すような楕円軌道を描いて運動する。ロータ１００は、この楕円軌道を描いて運動する当接部３６によって外周面が叩かれ、時計回りに回転（正回転）駆動される。
また、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５および補強板３２に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が与えられても、前述と同様に、振動体１０には、縦振動および屈曲振動が発生する。この際、振動体１０の先端の当接部３６は、図１０（Ｂ）に示すように、前述とは異なる方向の楕円軌道を描いて運動する。ロータ１００は、この楕円軌道を描いて運動する当接部３６によって外周面が叩かれ、反時計回りに回転（逆回転）駆動される。
【００４３】
[１−４．圧電アクチュエータＡの駆動装置の構成]
図１１は、第１実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動装置２００の構成を示すブロック図である。
駆動装置２００は、電極Ｔ１〜Ｔ５、および補強板３２に適宜、駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４を供給し、振動体１０を振動させてロータ１００を駆動する。ここで、駆動装置２００は、電極Ｔ１，Ｔ３、または電極Ｔ２，Ｔ４に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２を適宜、切り換えて供給し、振動体１０の当接部３６を正回転または逆回転させて回転方向を切り換える。そして、これによりロータ１００の駆動方向を切り換える。また、駆動装置２００は、ロータ１００を高効率で駆動するために、フィードバック制御を実施し、最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号を振動体１０に印加する。この駆動装置２００は、図１１に示すように、駆動信号供給手段２１０と、制御状態切換手段としての正転／逆転切換回路２２０と、検出制御手段２３０とを備えている。
【００４４】
駆動信号供給手段２１０は、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４を所定の電極Ｔ１〜Ｔ５および補強板３２に出力する。また、検出制御手段２３０から出力される信号に基づいて、駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４の駆動周波数を調整する。この駆動信号供給手段２１０は、図１１に示すように、ドライバ回路２１１と、ドライバ制御手段２１２と、可変周波数発振回路２１３とを備えている。
【００４５】
ドライバ回路２１１は、４つのドライバ回路２１１１，２１１２，２１１３，２１１４で構成され、これらドライバ回路２１１は、ＰチャネルトランジスタとしてのＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ａのドレインと、ＮチャネルトランジスタとしてのＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂのドレインとが接続されたものである。そして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ａのソースが高電位側電源Ｖｄｄと接続され、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂのソースが低電位側電源Ｖｓｓと接続されている。また、トランジスタ２１１Ａおよび２１１Ｂの接続部分が電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３、電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４、電極Ｔ５、および補強板３２と接続されている。
ここで、ドライバ回路２１１３，２１１４は、図１１に示すように、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの各ゲートが電気的に接続され、ドライバ制御手段２１２から同一の制御信号を入力する構成となっている。
また、各ドライバ回路２１１１，２１１２，２１１３のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズ比は、対応する電極Ｔ１，Ｔ３、電極Ｔ２，Ｔ４、電極Ｔ５の面積比と同一となるように設定されている。すなわち、ドライバ回路２１１１，２１１２間のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズは同一に設定されている。また、ドライバ回路２１１３のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズは、ドライバ回路２１１１，２１１２のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズに対して、電極Ｔ１〜Ｔ４のいずれかに対する電極Ｔ５の面積比率だけ大きく設定されている。
【００４６】
ドライバ制御手段２１２は、可変周波数発振回路２１３から出力される出力信号Ｓｄｒを増幅するとともに、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、ドライバ回路２１１を制御し、該ドライバ回路２１１のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号を電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３または電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４のいずれかの接続点、電極Ｔ５、および補強板３２に供給させる。そして、ドライバ制御手段２１２は、振動体１０の振動により当接部３６を所定方向に回転させる。すなわち、ロータ１００を所定方向に回転させる。このドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１を制御する際、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のいずれか一方、ドライバ回路２１１３、およびドライバ回路２１１４に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のうちのいずれか他方に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力する。そして、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、第１の制御信号および第２の制御信号を切り換えてドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２に供給し、ロータ１００の回転方向を切り換える。
可変周波数発振回路２１３は、検出制御手段２３０から出力される周波数制御電圧信号ＳＶＣに応じた周波数で発振し、信号Ｓｄｒをドライバ制御手段２１２に出力する回路である。本実施形態では、可変周波数発振回路２１３の発振周波数は、例えば、温度等により所定の周波数変動幅を有するものとする。
【００４７】
正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の正回転または逆回転を実施する旨の信号を入力することにより、ドライバ制御手段２１２に所定の信号ＰＬを出力し、ドライバ制御手段２１２によるドライバ回路２１１の制御状態を切り換える。具体的に、この正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の正回転を実施する旨の信号を入力することにより、ハイレベルの信号をドライバ制御手段２１２に出力する。そして、ドライバ制御手段２１２は、第１の制御信号をドライバ回路２１１１，２１１３，２１１４に出力するとともに、第２の制御信号をドライバ回路２１１２に出力する。また、この正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の逆回転を実施する旨の信号を入力することにより、ローレベルの信号をドライバ制御手段２１２に出力する。そして、ドライバ制御手段２１２は、第１の制御信号をドライバ回路２１１２，２１１３，２１１４に出力するとともに、第２の制御信号をドライバ回路２１１１に出力する。
【００４８】
検出制御手段２３０は、電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３、および電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４と電気的に接続され、これら接続点Ｐ１３，Ｐ２４から出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を適宜、検出する。そして、この検出制御手段２３０は、圧電素子３０，３１の温度特性による設計上の最適駆動周波数の変動、および可変周波数発振回路２１３における周波数変動に対応するために、駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３から出力される出力信号Ｓｄｒと、検出信号ＳＤ１またはＳＤ２とに基づいて、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号の駆動周波数を調整する。具体的に、出力信号Ｓｄｒと検出信号ＳＤ１またはＳＤ２との位相差が、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数に依存することが知られている。そこで、この検出制御手段２３０は、予め最適な駆動周波数に相当する基準位相差を設定しておき、出力信号Ｓｄｒと検出信号ＳＤ１またはＳＤ２との位相差が基準位相差に近づくようにフィードバック制御を実施する。この検出制御手段２３０は、図１１に示すように、入力切換手段２３１と、位相差検出回路２３２と、定電圧回路２３３と、比較回路２３４と、電圧調整回路２３５とを備えている。
【００４９】
入力切換手段２３１は、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２のいずれかの入力を遮断するとともに、検出信号ＳＤ１、ＳＤ２のいずれかを入力する。そして、入力切換手段２３１は、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力の遮断状態および検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を切り換える。この入力切換手段２３１は、図１１に示すように、２つのアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂと、ＮＯＴ回路２３１Ｃと、コンパレータ２３１Ｄとを備えている。
アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０と電気的に接続されるとともに、電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４および電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３とそれぞれ接続される。そして、アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、接続点Ｐ２４，Ｐ１３のいずれか一方から供給される駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力を遮断するとともに、接続点Ｐ２４，Ｐ１３のいずれか他方から出力される検出信号ＳＤ２，ＳＤ１を入力する。具体的に、アナログスイッチ２３１Ａは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がハイレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力可能な状態となる。一方、アナログスイッチ２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がハイレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力を遮断する状態となる。また、アナログスイッチ２３１Ａは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がローレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力を遮断する状態となる。一方、アナログスイッチ２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号がローレベルの信号であるときに、アナログ信号の入力可能な状態となる。
【００５０】
ＮＯＴ回路２３１Ｃは、入力端子が正転／逆転切換回路２２０と接続され、出力端子がアナログスイッチ２３１Ｂに接続されている。そして、このＮＯＴ回路２３１Ｃは、正転／逆転切換回路２２０からハイレベルの信号を入力した場合には、ローレベルの信号としてアナログスイッチ２３１Ｂに出力し、正転／逆転切換回路２２０からローレベルの信号を入力した場合には、ハイレベルの信号としてアナログスイッチ２３１Ｂに出力する。
すなわち、正転／逆転切換回路２２０からハイレベルの信号が出力された場合には、アナログスイッチ２３１Ａは、検出信号ＳＤ２を入力可能な状態となり、アナログスイッチ２３１Ｂは、駆動電圧信号Ｏ１の入力を遮断する状態となる。また、正転／逆転切換回路２２０からローレベルの信号が出力された場合には、アナログスイッチ２３１Ａは、駆動電圧信号Ｏ２の入力を遮断する状態となり、アナログスイッチ２３１Ｂは、検出信号ＳＤ１を入力可能な状態となる。
コンパレータ２３１Ｄは、アナログスイッチ２３１Ａまたは２３１Ｂを介して入力した検出信号ＳＤ２またはＳＤ１を基準電圧ＶＲＥＦと比較し、基準電圧ＶＲＥＦよりも大きい部分がハイレベル、小さい部分がローレベルとなる矩形波として位相差検出回路２３２に出力する。
【００５１】
位相差検出回路２３２は、入力切換手段２３１から出力される検出信号ＳＤ１またはＳＤ２の位相と、駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３から出力される出力信号Ｓｄｒの位相との位相差を検出する。すなわち、位相差検出回路２３２は、検出信号の位相と駆動電圧信号の位相との位相差を検出している。そして、この位相差検出回路２３２は、平均位相差に相当する電圧値を有する位相差信号ＳＰＤを比較回路２３４に出力する。
定電圧回路２３３は、予め求めた検出信号ＳＤ１またはＳＤ２の位相と、出力信号Ｓｄｒの位相との最適な位相差に相当する電圧値を有する基準位相差信号ＳＲＥＦを比較回路２３４に出力する。
【００５２】
比較回路２３４は、定電圧回路２３３から出力される基準位相差信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出回路２３２から出力される位相差信号ＳＰＤの電圧値とを比較して、電圧調整回路２３５に比較結果信号ＳＣＴを出力する。この比較回路２３４は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が基準位相差信号ＳＲＥＦ以上である場合に、比較結果信号ＳＣＴとしてハイレベルの信号ＳＣＴＨを電圧調整回路２３５に出力する。また、この比較回路２３４は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が基準位相差信号ＳＲＥＦより小さい場合に、比較結果信号ＳＣＴとしてローレベルの信号ＳＣＴＬを電圧調整回路２３５に出力する。
【００５３】
電圧調整回路２３５は、比較回路２３４から出力される比較結果信号ＳＣＴに応じて、駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３に出力される周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧値単位で変化させる回路である。すなわち、この電圧調整回路２３５は、比較回路２３４から出力されるハイレベルの信号ＳＣＴＨを入力した場合、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧だけ上昇させる。また、この電圧調整回路２３５は、比較回路２３４から出力されるローレベルの信号ＳＣＴＬを入力した場合、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧だけ下降させる。また、電圧調整回路２３５は、初期値を記憶しており、圧電アクチュエータＡの駆動開始時には、この初期値を電圧値とする周波数制御電圧信号ＳＶＣを可変周波数発振回路２１３に出力する。
【００５４】
[１−５．圧電アクチュエータＡの駆動方法]
図１２は、圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明するためのフローチャートである。図１３は、駆動装置２００の動作を示すタイミングチャートである。
以下に、図１２および図１３を参照して、上述した駆動装置２００による圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明する。
電圧調整回路２３５は、圧電アクチュエータＡを駆動する旨の信号を入力すると、予め設定された初期値の周波数制御電圧信号ＳＶＣを駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１３に出力する。そして、可変周波数発振回路２１３は、この周波数制御電圧信号ＳＶＣを入力することで、初期値に対応した駆動周波数の出力信号Ｓｄｒをドライバ制御手段２１２に出力する。
また、正転／逆転切換回路２２０は、圧電アクチュエータＡを駆動してロータ１００を正回転または逆回転する旨の信号を入力すると、駆動信号供給手段２１０のドライバ制御手段２１２および検出制御手段２３０の入力切換手段２３１に所定の信号ＰＬを出力する（ステップＳ１）。
そして、ドライバ制御手段２１２および検出制御手段２３０は、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬがロータ１００を正回転させる旨の信号であるか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、ロータ１００を正回転させる旨のハイレベルの信号ＰＬであるのか、または、ロータ１００を逆回転させる旨のローレベルの信号ＰＬであるのかを判定する。
【００５５】
検出制御手段２３０は、ステップＳ２において、「Ｙｅｓ」と判定した場合、すなわち、ハイレベルの信号ＰＬを入力した場合には、アナログスイッチ２３１Ａを介して検出信号ＳＤ２を入力可能な状態となる（ステップＳ３Ａ）。また、検出制御手段２３０は、アナログスイッチ２３１Ｂを介したアナログ信号の入力を遮断する状態となる。
ドライバ制御手段２１２は、ステップＳ２において、「Ｙｅｓ」と判定した場合、すなわち、ハイレベルの信号ＰＬを入力した場合には、可変周波数発振回路２１３からの出力信号Ｓｄｒに応じた駆動周波数を有する第１の制御信号をドライバ回路２１１１，２１１３，２１１４に出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１２に対して、第２の制御信号を出力する（ステップＳ４Ａ）。具体的に、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１，２１１３に対して、図１３に示すように、これらドライバ回路２１１１，２１１３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ３を出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１４に対して、図１３に示すように、ドライバ回路２１１１，２１１３に出力する信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ３とは逆位相の信号Ｐ４を出力する。さらに、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１２に対して、図１３に示すように、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする信号Ｐ２，Ｎ２を出力する。
【００５６】
ステップＳ４Ａにおいて、ドライバ制御手段２１２が信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３，Ｐ４をドライバ回路２１１に出力することで、ドライバ回路２１１１，２１１３におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３が出力される。また、ドライバ回路２１１４におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、補強板３２に駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３とは逆位相の駆動電圧信号Ｏ４が出力される（ステップＳ５Ａ）。
【００５７】
ステップＳ５Ａにおいて、ドライバ回路２１１から駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が出力されることで、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５と補強板３２との間に＋Ｖ，−Ｖの電位差が生じ、電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１が伸縮運動して振動体１０が振動し、当接部３６が所定方向での楕円軌道を描く運動を開始する。そして、当接部３６の回転により、ロータ１００が正回転（図１０（Ａ））で駆動する（ステップＳ６Ａ）。
【００５８】
この際、ドライバ回路２１１２において、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂは共にＯＦＦ状態であり、これらＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分は、ハイインピーダンス状態となる。そして、振動体１０の振動により、電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４から検出信号ＳＤ２が出力され、検出制御手段２３０に入力される（ステップＳ７Ａ）。
【００５９】
そして、検出制御手段２３０に入力された検出信号は、入力切換手段２３１のコンパレータ２３１Ｄにより矩形波として位相差検出回路２３２に出力される。この後、位相差検出回路２３２は、可変周波数発振回路２１３からドライバ制御手段２１２に出力される出力信号Ｓｄｒと検出信号（ＳＤ２）との位相差を検出して位相差信号ＳＰＤを生成し、該位相差信号ＳＰＤを比較回路２３４に出力する（ステップＳ８）。
【００６０】
比較回路２３４は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が定電圧回路２３３から出力される基準位相差信号ＳＲＥＦの比較電圧値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。すなわち、比較回路２３４は、検出した位相差が基準位相差以上であるか否かを判定する。
ここで、比較回路２３４は、「Ｙｅｓ」と判定した場合、すなわち、検出した位相差が基準位相差以上であると判定した場合には、ハイレベルの比較結果信号ＳＣＴＨを電圧調整回路２３５に出力する（ステップＳ１０Ａ）。一方、比較回路２３４は、「Ｎｏ」と判定した場合、すなわち、検出した位相差が基準位相差に満たないと判定した場合には、ローレベルの比較結果信号ＳＣＴＬを電圧調整回路２３５に出力する（ステップＳ１０Ｂ）。
【００６１】
電圧調整回路２３５は、ステップＳ１０Ａ，Ｓ１０Ｂにより出力された比較結果信号ＳＣＴＨ，ＳＣＴＬに応じて、可変周波数発振回路２１３に出力する周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を変更する。そして、可変周波数発振回路２１３は、電圧値が変更された周波数制御電圧信号ＳＶＣに応じて発振する周波数を変更し、振動体１０に供給される駆動電圧信号の駆動周波数が変更される（ステップＳ１１）。具体的に、電圧調整回路２３５は、ステップＳ１０Ａにより比較結果信号ＳＣＴＨを入力すると、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧値だけ増加させる。この周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値の増加により、振動体１０に供給される駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が増加する。また、電圧調整回路２３５は、ステップＳ１０Ｂにより比較結果信号ＳＣＴＬを入力すると、周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値を所定電圧減少させる。この周波数制御電圧信号ＳＶＣの電圧値の減少により、振動体１０に供給される駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が減少する。
【００６２】
ステップＳ１１の後、再度、ステップＳ１に移行し、ステップＳ１，Ｓ２，３Ａ〜Ｓ７Ａ，Ｓ８〜Ｓ１１を繰り返し実施することで、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が調整され、検出される検出信号ＳＤ２と出力信号Ｓｄｒとの位相差が基準位相差近傍に位置付けられ、振動体１０に設計上の最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ３，Ｏ４が供給される。そして、当接部３６は、ロータ１００を正回転で高効率に駆動させる最適な形状を有する楕円軌道を描いて運動する。
【００６３】
ここで、ステップＳ１，Ｓ２，３Ａ〜Ｓ７Ａ，Ｓ８〜Ｓ１１を繰り返し実施している際に、ステップＳ１において、正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００の逆回転を実施する旨の信号を入力すると、ドライバ制御手段２１２および検出制御手段２３０の入力切換手段２３１にローレベルの信号ＰＬを出力する。
そして、検出制御手段２３０は、ステップＳ２において、「Ｎｏ」と判定し、アナログスイッチ２３１Ｂを介して検出信号ＳＤ１を入力可能な状態に切り換える（ステップＳ３Ｂ）。また、検出制御手段２３０は、アナログスイッチ２３１Ａを介したアナログ信号の入力を遮断する状態に切り換える。
ドライバ制御手段２１２は、ステップＳ２において、「Ｎｏ」と判定し、可変周波数発振回路２１３からの出力信号Ｓｄｒに応じた駆動周波数を有する第１の制御信号をドライバ回路２１１２，２１１３，２１１４に出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１に対して、第２の制御信号を出力する（ステップＳ４Ｂ）。すなわち、ドライバ制御手段２１２は、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬ（ハイレベル・ローレベル）に応じて、ドライバ回路２１１１，２１１２に出力する制御信号（第１・第２）を切り換え、ドライバ回路２１１３，２１１４には、常時、第１の制御信号を出力する。具体的に、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１２，２１１３に対して、図１３に示すように、これらＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする信号Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３を出力する。また、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１４に対して、図１３に示すように、ドライバ回路２１１２，２１１３に出力する信号Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３とは逆位相の信号Ｐ４を出力する。さらに、ドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１に対して、図１３に示すように、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする信号Ｐ１，Ｎ１を出力する。
【００６４】
ステップＳ４Ｂにおいて、ドライバ制御手段２１２が信号Ｐ１，Ｎ１，Ｐ２，Ｎ２，Ｐ３，Ｐ４をドライバ回路２１１に出力することで、ドライバ回路２１１２，２１１３におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５に所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３が出力される。また、ドライバ回路２１１４におけるＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分から、補強板３２に駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３とは逆位相の駆動電圧信号Ｏ４が出力される（ステップＳ５Ｂ）。
【００６５】
ステップＳ４Ｂにおいて、ドライバ回路２１１から駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が出力されることで、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５と補強板３２との間に＋Ｖ，−Ｖの電位差が生じ、電極Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５が形成された部分の圧電素子３０，３１が伸縮運動して振動体１０が振動し、当接部３６が所定方向と逆方向の楕円軌道を描く運動を開始する。そして、当接部３６の回転により、ロータ１００が逆回転（図１０（Ｂ））で駆動する（ステップＳ６Ｂ）。
【００６６】
この際、ドライバ回路２１１１において、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂは共にＯＦＦ状態であり、これらＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分は、ハイインピーダンス状態となる。そして、振動体１０の振動により、電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３から検出信号ＳＤ１が出力され、検出制御手段２３０に入力される（ステップＳ７Ｂ）。
【００６７】
このステップＳ７Ｂの後は、ロータ１００を正回転で駆動させる際と同様に、ステップＳ８にて位相差が検出され、ステップＳ９およびＳ１０Ａ，１０Ｂにて検出された位相差と基準位相差とが比較され、ステップＳ１１にて駆動周波数が調整される。
そして、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３Ｂ〜Ｓ７Ｂ，Ｓ８〜Ｓ１１を繰り返し実施することで、駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４の駆動周波数が調整され、検出される検出信号ＳＤ１と出力信号Ｓｄｒとの位相差が基準位相差近傍に位置付けられ、振動体１０に設計上の最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が供給される。そして、当接部３６は、ロータ１００を逆回転で高効率に駆動させる最適な形状を有する逆回転の楕円軌道を描いて運動する。
【００６８】
なお、上述した駆動装置２００による制御にて、圧電アクチュエータＡが駆動されることにより、ロータ１００が回転し、これに伴って日回し中間車４０（図１）が回転する。そして、日回し中間車４０が回転する過程において、板バネ６４と接触子６５とが接触する。駆動装置２００は、この接触状態を検出することで、日車５０が１歯分（１日分の日付範囲に相当する）だけ回動したことを検出する。そして、駆動装置２００は、日車５０の回動を検出しつつ、上述した圧電アクチュエータＡの駆動を適宜、停止する。
【００６９】
[１−６．第１実施形態の効果]
上述した第１実施形態では、以下のような効果がある。
（１）駆動装置２００は、ドライバ回路２１１、ドライバ制御手段２１２、および正転／逆転切換回路２２０を具備した構成である。ドライバ回路２１１は、４つのドライバ回路２１１１，２１１２，２１１３，２１１４から構成され、それぞれＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂが直列に接続されて構成されている。ドライバ制御手段２１２は、これらドライバ回路２１１を制御し、該ドライバ回路２１１のトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ４を電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３または電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４のいずれかの接続点、電極Ｔ５、および補強板３２に供給させる。そして、ドライバ制御手段２１２は、振動体１０の振動により当接部３６を所定方向で回転させ、ロータ１００を所定方向に駆動させる。このドライバ制御手段２１２は、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のいずれか一方、ドライバ回路２１１３、およびドライバ回路２１１４に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、ドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２のうちのいずれか他方に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＢをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力して、当接部３６の回転により、ロータ１００を所定方向に駆動させる。ここで、ドライバ制御手段２１２は、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号に応じて、第１の制御信号および第２の制御信号を切り換えてドライバ回路２１１１およびドライバ回路２１１２に供給し、ロータ１００の駆動方向を切り換える。このことにより、ロータ１００の駆動方向の切り換えを電気的な制御にて容易に実施できる。また、このような構成により、ロータ１００の駆動方向の切り換えをリレースイッチ等の電気機械式のスイッチ、または、アナログスイッチ等にて実施する構成と比較して、駆動装置２００の小型化および消費電流の低減を図れる。特に、ドライバ回路２１１およびドライバ制御手段２１２をＩＣ化することで、これらサイズを小さくでき、駆動装置２００のさらなる小型化を図れる。また、ドライバ回路２１１を、Ｐチャネルトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルトランジスタ２１１Ｂにて構成しているので、ドライバ回路２１１を例えばＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタにて構成する場合に比較して、消費電流を低減できる。
【００７０】
（２）駆動装置２００は、検出制御手段２３０を具備した構成である。このことにより、検出制御手段２３０がフィードバック制御を実施することで、圧電素子３０，３１の温度特性による設計上の最適駆動周波数の変動、および駆動装置２００の可変周波数発振回路２１３における周波数変動に対応でき、振動体１０の電極Ｔ１〜Ｔ５に常時最適な駆動周波数を有する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ３を供給できる。したがって、ロータ１００を高効率で駆動させることができる。
【００７１】
（３）検出制御手段２３０は、ドライバ回路２１１が接続される電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３および電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４と接続され、これら電極Ｔ１〜Ｔ４から出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を検出する。このことにより、電極Ｔ１〜Ｔ４は、駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成となり、駆動用電極および振動検出用電極をそれぞれ有する構成と比較して、圧電アクチュエータＡの構成を簡素化できる。
【００７２】
（４）検出制御手段２３０は、入力切換手段２３１を具備する構成であるので、正転／逆転切換回路２２０から所定の信号ＰＬが出力されることでドライバ制御手段２１２の制御状態が切り換えられた際に、第１の制御信号を入力するドライバ回路２１１１，２１１２のいずれかと接続する接続点Ｐ１３，Ｐ２４から供給される駆動電圧信号の入力を遮断できるとともに、第２の制御信号を入力して２つのトランジスタ２１１Ａ，２１１ＢがＯＦＦ状態となるドライバ回路２１１１，２１１２のいずれかと接続する接続点Ｐ１３，Ｐ２４から検出信号を入力できる。また、電極Ｔ１〜Ｔ４を駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する構成としても、入力切換手段２３１によりドライバ制御手段２１２の制御状態の切り換えに応じて駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力の遮断状態および検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を容易に切り換えることができ、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２と検出信号ＳＤ１，ＳＤ２とが干渉することを回避して検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を良好に検出できる。
【００７３】
（５）検出制御手段２３０の入力切換手段２３１は、２つのアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂ、ＮＯＴ回路２３１Ｃ、およびコンパレータ２３１Ｄを具備する。アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０から所定の信号ＰＬを入力することで、駆動電圧信号Ｏ１，Ｏ２の入力の遮断状態および検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を切り換え、所定の駆動電圧信号の入力を遮断し、所定の検出信号を入力する。そして、コンパレータ２３１Ｄは、アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂから出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２をパルス信号として出力する。このことにより、２つのアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂの出力端子と接続する１つのコンパレータ２３１Ｄにて、所定の検出信号をパルス信号に変換できる。したがって、入力切換手段２３１としては、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２をそれぞれパルス信号に変換する二つのコンパレータを具備した構成と比較して、１つのみのコンパレータ２３１Ｄを具備した構成で実現でき、駆動装置２００の小型化を図れる。
【００７４】
（６）電極Ｔ１〜Ｔ４のうち、電極Ｔ１，Ｔ３は、接続点Ｐ１３にて接続され、電極Ｔ２，Ｔ４は、接続点Ｐ２４にて接続される。そして、接続点Ｐ１３は、ドライバ回路２１１１におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分と接続され、接続点Ｐ２４は、ドライバ回路２１１２におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂの接続部分と接続される。このことにより、ドライバ回路２１１１またはドライバ回路２１１２を介して、電極Ｔ１，Ｔ４または電極Ｔ２，Ｔ３に同一のタイミングで駆動電圧信号Ｏ１またはＯ２を供給できる。したがって、電極Ｔ１〜Ｔ４に応じてドライバを設ける構成と比較して、ドライバ回路２１１の数を減らすことができ、駆動装置２００の回路構成を簡素化できる。また、ドライバ回路２１１と電極Ｔ１〜Ｔ４との配線を容易に実施できる。
【００７５】
（７）また、接続点Ｐ１３は、検出制御手段２３０を構成する入力切換手段２３１のアナログスイッチ２３１Ａと接続され、接続点Ｐ２４は、アナログスイッチ２３１Ｂと接続される。このことにより、アナログスイッチ２３１Ｂまたは２３１Ａを介して、電極Ｔ１，Ｔ４または電極Ｔ２，Ｔ３から同一のタイミングで検出信号ＳＤ１またはＳＤ２を検出できる。したがって、電極Ｔ１〜Ｔ４に応じてアナログスイッチを４つ設ける構成と比較して、入力切換手段２３１のアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂを２つで構成でき、駆動装置２００の回路構成を簡素化できる。また、入力切換手段２３１と電極Ｔ１〜Ｔ４との配線を容易に実施できる。
【００７６】
（８）電極Ｔ１〜Ｔ５は、振動体１０の駆動効率を考慮して電極間の面積に差を持たせている。そして、これら電極Ｔ１〜Ｔ５間の面積比にドライバ回路２１１間におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズ比を対応させているので、振動体１０の駆動効率を最適化できる。また、ドライバ回路２１１間におけるトランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂのサイズ比を、ドライバ回路２１１に対応する電極間の面積比と同一に設定しているので、トランジスタ２１１Ａ，２１１Ｂからのリーク電流等を低減し、振動体１０の駆動効率を最適化できる最小限の消費電流で振動体１０を駆動できる。
【００７７】
（９）補強板３２は、振動体１０を補強する機能の他、電極としての機能を有する。そして、駆動信号供給手段２１０は、駆動電圧信号Ｏ３と逆位相の駆動電圧信号Ｏ４を補強板３２に供給する。このことにより、補強板３２をグランドレベルにして、振動体１０を振動させる構成に比較して、圧電素子３０，３１に略２倍の電圧値を有する駆動電圧信号を印加でき、振動体１０の駆動効率を最適化できる。
【００７８】
[２．第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第１実施形態では、検出制御手段２３０の入力切換手段２３１は、アナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂを具備し、これらアナログスイッチ２３１Ａ，２３１Ｂは、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬに応じて、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力を適宜、遮断、接続する２つの入力状態を切り換える。
これに対して第２実施形態では、検出制御手段２３０の入力切換手段は、複数のゲート回路を具備し、これらゲート回路が、正転／逆転切換回路２２０からの信号ＰＬに応じて、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を適宜、遮断、接続する２つの入力状態を切り換える。
その他の構成に関しては、第１実施形態と同様の構成である。
【００７９】
[２−１．圧電アクチュエータＡの駆動装置の構成]
図１４は、第２実施形態における駆動装置２００の構成を示すブロック図である。
第２実施形態における入力切換手段２３６は、図１４に示すように、２つのコンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂと、ゲート回路としての２つのＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６ＤおよびＯＲ回路２３６Ｅとを備えている。
コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂは、各入力端子が電極Ｔ２，Ｔ４の接続点Ｐ２４または電極Ｔ１，Ｔ３の接続点Ｐ１３とそれぞれ接続され、各出力端子がＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄの入力端子にそれぞれ接続される。そして、コンパレータ２３６Ａは、接続点Ｐ２４から入力した検出信号ＳＤ２を基準電圧ＶＲＥＦと比較し、基準電圧ＶＲＥＦよりも大きい場合にハイレベルのパルス信号を、また、基準電圧ＶＲＥＦよりも小さい場合にローレベルのパルス信号をＡＮＤ回路２３６Ｃに出力する。また、コンパレータ２３６Ｂは、接続点Ｐ１３から入力した検出信号ＳＤ１を基準電圧ＶＲＥＦと比較し、基準電圧ＶＲＥＦよりも大きい場合にハイレベルのパルス信号を、また、基準電圧ＶＲＥＦよりも小さい場合にローレベルのパルス信号をＡＮＤ回路２３６Ｄに出力する。
【００８０】
ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、その入力端子が、正転／逆転切換回路２２０と電気的に接続されるとともに、コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂの各出力端子と接続される。そして、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号ＰＬに応じて、コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂから出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２に基づくパルス信号の入力を遮断、接続する２つの入力状態を切り換える。具体的に、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、正転／逆転切換回路２２０から出力されるハイレベルの信号を入力することにより、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２と同位相のパルス信号を出力する。また、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄは、正転／逆転切換回路２２０から出力されるローレベルの信号を入力することにより、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を遮断する。
ＯＲ回路２３６Ｅは、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄから出力される検出信号ＳＤ１と同位相のパルス信号および検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号のいずれかを位相差検出回路２３２に出力する。
【００８１】
[２−２．圧電アクチュエータＡの駆動方法]
次に、第２実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明する。なお、第２実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動方法は、第１実施形態と同様に実施でき、以下では、駆動装置２００の動作が異なる部分について詳述する。
ステップＳ１およびＳ２において、正転／逆転切換回路２２０は、ロータ１００を正回転する旨の信号を入力すると、ドライバ制御手段２１２および入力切換手段２３６のＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄにハイレベルの信号ＰＬを出力する。この後、ステップＳ３Ａにおいて、ＡＮＤ回路２３６Ｃは、出力されたハイレベルの信号ＰＬを入力し、コンパレータ２３６Ａを介して入力する検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を出力可能な状態となる。一方、ＡＮＤ回路２３６Ｃは、出力されたハイレベルの信号ＰＬを反転させ、ローレベルの信号ＰＬを入力するので、コンパレータ２３６Ｂを介して入力するパルス信号を出力することが不可能な状態となる。このため、ＯＲ回路２３６Ｅは、検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を出力可能な状態となる。したがって、ステップＳ３Ａにおいて、検出制御手段２３０は、入力切換手段２３６を介して検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を入力可能な状態となる。
【００８２】
そして、ステップＳ７Ａにおいて、ドライバ回路２１１２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂの接続部分がハイインピーダンス状態となった時に、検出制御手段２３０は、入力切換手段２３６を介して検出信号ＳＤ２と同位相のパルス信号を入力する。
なお、ステップＳ３ＢおよびＳ７Ｂについては、上述したステップＳ３ＡおよびＳ７Ａに対して、正転／逆転切換回路２２０から出力される信号ＰＬがローレベルの信号ＰＬとなり、ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄの出力信号が検出信号ＳＤ２からＳＤ１に切り換わることだけが異なる。
【００８３】
[２−３．第２実施形態の効果]
上述した、第２実施形態によれば、前記（１）〜（４）、（６）〜（９）と略同様の効果の他、以下のような効果がある。
（１０）検出制御手段２３０の入力切換手段２３６は、２つのコンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂ、２つのＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６Ｄ、およびＯＲ回路２３６Ｅを具備する。ＡＮＤ回路２３６Ｃ，２３６ＤおよびＯＲ回路２３６Ｅは、正転／逆転切換回路２２０から所定の信号ＰＬを入力することで、コンパレータ２３６Ａ，２３６Ｂを介した検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態を切り換え、所定の検出信号を入力し、その他の検出信号の入力を遮断する。このことにより、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態の切り換えを複数のゲート回路で実現できるので、駆動装置２００の小型化を図れる。また、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の入力状態の切り換えをアナログスイッチにて実施する構成と比較して、特性を向上でき、検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の切り換えを円滑に実施できる。
【００８４】
[３．実施形態の変形]
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
例えば、前記各実施形態では、ドライバ回路２１１として、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂが直列に接続された構成を説明したが、これに限らない。例えば、ドライバ回路２１１として、ＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタが直列に接続された構成としてもよい。このような構成によれば、ドライバ回路２１１が、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２１１ＡおよびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１Ｂが直列に接続された構成に比較して、小さなチップサイズで大きな出力電流を得ることができる。
【００８５】
前記各実施形態では、電極Ｔ１〜Ｔ５は、駆動用電極および振動検出用電極の双方の機能を有する電極Ｔ１〜Ｔ４、および、駆動用電極として機能する電極Ｔ５とする構成を説明したが、これに限らない。例えば、これら電極Ｔ１〜Ｔ５を駆動用電極として機能する構成としてもよい。すなわち、本発明では、ロータ１００の正回転／逆回転を切り換えることができる構成とすればよく、検出制御手段２３０を省略する構成としてもよい。また、電極Ｔ１〜Ｔ５とは別に、振動検出用電極を設け、この振動検出用電極から出力される検出信号を検出制御手段が検出し、この検出した検出信号に基づいて電極Ｔ１〜Ｔ５に供給する駆動電圧信号Ｏ１〜Ｏ３の駆動周波数を調整する構成を採用してもよい。さらに、電極Ｔ１〜Ｔ５のうち、駆動用電極として機能するＴ５を省略する構成としてもよい。さらにまた、電極の配置、電極の数は、前述した実施形態に限らず、その他の電極の配置構成、および電極の数量にて構成してもよい。
【００８６】
前記各実施形態では、検出制御手段２３０は、出力信号Ｓｄｒの位相と検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の位相との位相差を検出し、この位相差が基準位相差に近づくように、駆動周波数を調整させる制御を実施していたが、これに限らない。例えば、検出制御手段２３０が遅延回路を具備した構成とし、検出した位相差と従前に検出された位相差とを比較回路２３４にて比較させ、この比較情報に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。また、基準位相差を、例えば、位相差に対する周波数特性の変化に対応して変更できる構成を採用してもよい。
【００８７】
前記各実施形態では、検出制御手段２３０は、出力信号Ｓｄｒの位相と検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の位相との位相差を検出していたが、これに限らない。例えば、電極Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれから検出信号を検出可能な構成とし、各検出信号間の位相差を検出し、この位相差に基づいて駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。検出信号の検出は、以下のような構成にて実施できる。
すなわち、ドライバ回路２１１１，２１１２を、電極Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに対応させて４つのドライバ回路で構成する。また、４つのドライバ回路の各トランジスタの接続部分と入力切換手段２３１、または入力切換手段２３６とを接続する。そして、電極Ｔ１，Ｔ３に駆動電圧信号が供給されている際に、電極Ｔ２およびＴ４から入力切換手段２３１または入力切換手段２３６を介してそれぞれ検出信号を検出する。また、電極Ｔ２，Ｔ４に駆動電圧信号が供給されている際に、電極Ｔ１，Ｔ３から入力切換手段２３１または入力切換手段２３６を介してそれぞれ検出信号を検出する。
【００８８】
前記各実施形態では、検出制御手段２３０は、出力信号Ｓｄｒの位相と検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の位相との位相差を検出し、この位相差に基づいて駆動電圧信号の駆動周波数を調整させていたが、これに限らない。例えば、検出信号ＳＤ１または検出信号ＳＤ２の周波数、または振幅に基づいて駆動電圧信号の駆動周波数を調整させる構成を採用してもよい。
【００８９】
前記各実施形態では、補強板３２は、振動体１０を補強する構成の他、電極としての機能を有し、駆動信号供給手段２１０から駆動電圧信号Ｏ４を供給されていたが、駆動信号供給手段２１０のドライバ回路２１１４を省略し、補強板３２を常にグランドレベルに固定する構成を採用してもよい。このような構成では、ドライバ回路２１１の数を減らすことにより、駆動装置２００の小型化を図れる。
前記各実施形態では、ドライバ回路２１１１，２１１２は、第１電極である電極Ｔ１，Ｔ３、第２電極である電極Ｔ２，Ｔ４に対応して設けられていたが、これに限らない。例えば、電極Ｔ１〜Ｔ４に対応して４つのドライバ回路を設ける構成を採用してもよい。
【００９０】
前記各実施形態では、圧電アクチュエータＡ、およびこの圧電アクチュエータＡを駆動する駆動装置２００を時計に具備した構成を説明したが、これに限らず、例えば、以下に示す非接触型ＩＣカードに具備した構成、その他の電子機器に具備した構成を採用してもよい。
図１５は、非接触型ＩＣカードの外観を示す斜視図である。カード４００は、決済機能を有する非接触型ＩＣカードである。
このカード４００は、略箱状の筐体４１０にて外郭が形成され、この筐体４１０の上面略中央部には、該カード４００の長手方向に沿って、内部の後述する残金表示カウンタ４２０を露出する窓部４１０Ａが形成されている。このため、この窓部４１０Ａが情報表示領域となり、この窓部４１０Ａから後述する残金表示カウンタ４２０による所定の情報を観察できる。また、この筐体４１０の上面には、窓部４１０Ａの長手方向に沿って、後述する残金表示カウンタ４２０による表示を補う付帯情報が記載されている。
【００９１】
図１６は、カード４００の内部構成の一例を示す図である。
カード４００は、図１６に示すように、符号表示板としての残金表示カウンタ４２０と、圧電アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と、駆動装置２００とを備えている。そして、これら残金表示カウンタ４２０および圧電アクチュエータは、駆動装置２００により駆動される。
残金表示カウンタ４２０は、例えば、決済終了後の残金に関する情報を表示する。この残金表示カウンタ４２０は、決済終了後の残金のうち、上位４桁を表示し、カード４００の筐体４１０に記載された付帯情報とともに決済終了後の残金を表示する。この残金表示カウンタ４２０は、第１桁表示部４２１と、第２桁表示部４２２と、第３桁表示部４２３と、第４桁表示部４２４とを備えている。
【００９２】
図１７は、カード４００の断面を示す図である。具体的には、図１６のＸVII−ＸVII線における断面図である。
第１桁表示部４２１は、図１６または図１７に示すように、略円盤状に形成され、略中心位置に回転軸４２１Ａを有している。そして、この回転軸４２１Ａが筐体４１０の下面と固定され、第１桁表示部４２１は回転自在に設置されている。この第１桁表示部４２１の上面外周側には、時計回りに０〜９の数字が略等間隔で記載され、上位４桁中の最小桁を表示する。すなわち、第１桁表示部４２１は、回転することで、上面外周側に記載された０〜９の数字が切り替わり、所定の数字が窓部４１０Ａから露出する。
【００９３】
第２桁表示部４２２は、図１６または図１７に示すように、略リング状に形成され、該第２桁表示部４２２の下面に凹部４２２Ａが形成されている。筐体４１０の下面には、略リング状のレール４１０Ｂが形成され、第２桁表示部４２２の凹部４２２Ａと係合する。このため、第２表示部２２は、筐体４１０のレール４１０Ｂに沿って、回転可能となっている。また、この第２桁表示部４２２の上面には、時計回りに０〜９の数字が略等間隔で記載され、上位４桁中の第２桁を表示する。すなわち、第２桁表示部４２２は、回転することで、上面に記載された０〜９の数字が切り替わり、所定の数字が窓部４１０Ａから露出する。
第３桁表示部４２３は、上位４桁中の第３桁を表示する。この第３桁表示部４２３の構造は、第１桁表示部４２１の構造と略同様であり、説明を省略する。
第４桁表示部４２４は、上位４桁中の最大桁を表示する。この第４桁表示部４２４の構造は、第２桁表示部４２２の構造と略同様であり、説明を省略する。
【００９４】
そして、駆動装置２００は、前記各実施形態で説明した圧電アクチュエータＡの駆動方法と略同様の方法により、圧電アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を駆動する。また、適宜、圧電アクチュエータＡ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４の当接部の回転方向を切り換えることで、第１桁表示部４２１、第２桁表示部４２２、第３桁表示部４２３、第４桁表示部４２４の回転方向を切り換える。
なお、この場合において、圧電アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、駆動装置２００により同期して駆動されるように設定されており、駆動装置２００は、図示しないＩＣカードチップにより決済金額に相当する駆動制御信号が入力されることにより駆動されている。
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、当接部の駆動方向の変更を電気的な制御にて実施し、小型化および消費電流の低減を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】前記各実施形態における圧電アクチュエータが組み込まれた腕時計のカレンダ表示機構の構成を示す平面図。
【図２】前記各実施形態における時計の断面図。
【図３】前記各実施形態におけるカレンダ表示機構の詳細な構成を示す断面図。
【図４】前記各実施形態における圧電アクチュエータの詳細な構成を示す平面図。
【図５】図４における圧電アクチュエータのＶ-Ｖ線断面図。
【図６】前記各実施形態における振動体に設けられた電極の配置位置の一例を示す図。
【図７】前記各実施形態における圧電素子の分極状態の一例を示す図。
【図８】前記各実施形態における圧電素子の分極状態の一例を示す図。
【図９】前記各実施形態における振動体に発生する屈曲振動を示す図。
【図１０】前記各実施形態における振動体の振動による当接部の運動状態を示す図。
【図１１】第１実施形態における圧電アクチュエータの駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１２】前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動方法を説明するためのフローチャート。
【図１３】前記実施形態における駆動装置の動作を示すタイミングチャート。
【図１４】第２実施形態における圧電アクチュエータの駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１５】前記実施形態の変形例を示す図。
【図１６】前記実施形態の変形例を示す図。
【図１７】前記実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
１０・・・振動体、３０，３１・・・圧電素子、３６・・・当接部、１００・・・ロータ（被駆動体）、２００・・・駆動装置、２１１，２１１１，２１１２，２１１３，２１１４・・・ドライバ回路、２１１Ａ・・・ＰチャネルＭＯＳトランジスタ（Ｐチャネルトランジスタ）、２１１Ｂ・・・ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（Ｎチャネルトランジスタ）、２１２・・・ドライバ制御手段、２２０・・・正転／逆転切換回路（制御状態切換手段）、２３０・・・検出制御手段、２３１，２３６・・・入力切換手段、２３１Ａ，２３１Ｂ・・・アナログスイッチ、２３６Ｃ，２３６Ｄ・・・ＡＮＤ回路（ゲート回路）、２３６Ｅ・・・ＯＲ回路（ゲート回路）、Ａ・・・圧電アクチュエータ、Ｔ１〜Ｔ５・・・電極、ＳＤ１，ＳＤ２・・・検出信号。
Claims (12)
- 被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、
前記振動体は、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板を備え、
前記複数の電極は、前記被駆動体をそれぞれ異なる方向に駆動させるように前記当接部を振動させる第１電極および第２電極を有し、
前記第１電極、前記第２電極、および前記補強板に対応して設けられ、ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタが直列に接続された複数のドライバ回路と、
前記複数のドライバ回路を制御し、前記トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極と前記補強板とに供給させて前記振動体を振動させ、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動させるドライバ制御手段と、
前記ドライバ制御手段の制御状態を切り換える制御状態切換手段と、
前記駆動信号の駆動周波数を調整させる検出制御手段とを具備し、
前記ドライバ制御手段は、
前記制御状態切換手段から前記被駆動体を正回転させる正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記Ｐチャネルトランジスタおよび前記Ｎチャネルトランジスタを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に前記Ｐチャネルトランジスタおよび前記ＮチャネルトランジスタをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力し、
前記制御状態切換手段から前記被駆動体を逆回転させる逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に前記第２の制御信号を出力し、
前記補強板に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相は、前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相に対して逆位相に設定され、
前記検出制御手段は、前記振動体の振動により前記第２の制御信号が出力された前記ドライバ回路に対応する前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極から出力される検出信号を検出し、この検出した検出信号に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、
前記振動体は、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板を備え、
前記複数の電極は、前記被駆動体をそれぞれ異なる方向に駆動させるように前記当接部を振動させる第１電極および第２電極を有し、
前記第１電極、前記第２電極、および前記補強板に対応して設けられ、ＰＮＰ型トランジスタおよびＮＰＮ型トランジスタが直列に接続された複数のドライバ回路と、
前記複数のドライバ回路を制御し、前記トランジスタの接続部分を介して所定の駆動周波数を有する駆動信号を前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極と前記補強板とに供給させて前記振動体を振動させ、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動させるドライバ制御手段と、
前記ドライバ制御手段の制御状態を切り換える制御状態切換手段と、
前記駆動信号の駆動周波数を調整させる検出制御手段とを具備し、
前記ドライバ制御手段は、
前記制御状態切換手段から前記被駆動体を正回転させる正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記ＰＮＰ型トランジスタおよび前記ＮＰＮ型トランジスタを交互にＯＮ状態にする第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路に前記ＰＮＰ型トランジスタおよび前記ＮＰＮ型トランジスタをＯＦＦ状態にする第２の制御信号を出力し、
前記制御状態切換手段から前記被駆動体を逆回転させる逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応するドライバ回路と前記補強板に対応するドライバ回路とに前記第１の制御信号を出力するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応するドライバ回路に前記第２の制御信号を出力し、
前記補強板に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相は、前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極に対応するドライバ回路に出力される前記第１の制御信号の位相に対して逆位相に設定され、
前記検出制御手段は、前記振動体の振動により前記第２の制御信号が出力された前記ドライバ回路に対応する前記第１電極および前記第２電極のいずれかの電極から出力される検出信号を検出し、この検出した検出信号に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記検出制御手段は、前記駆動信号および前記検出信号間の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、
前記検出制御手段は、前記第１電極または前記第２電極を構成する複数の電極から出力される複数の検出信号を検出し、この検出した複数の検出信号間の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を調整させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記検出制御手段は、前記トランジスタの接続部分と接続された入力切換手段を具備し、
前記入力切換手段は、
前記制御状態切換手段から前記正転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方に対応する前記ドライバ回路から供給される前記駆動信号の入力を遮断するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方から出力される検出信号を入力し、
前記制御状態切換手段から前記逆転信号を入力した場合に、前記第１電極および前記第２電極のいずれか他方に対応する前記ドライバ回路から供給される前記駆動信号の入力を遮断するとともに、前記第１電極および前記第２電極のいずれか一方から出力される検出信号を入力することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項５に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号または前記逆転信号を入力することにより、前記駆動信号の入力の遮断状態および前記検出信号の入力状態を切り換える複数のアナログスイッチを具備していることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項５に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記入力切換手段は、前記制御状態切換手段から前記正転信号または前記逆転信号を入力することにより、前記駆動信号の入力の遮断状態および前記検出信号の入力状態を切り換える複数のゲート回路を具備していることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、
前記複数のドライバ回路は、前記第１電極および前記第２電極を構成する複数の電極に対応して設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記第１電極および前記第２電極は、複数の電極で構成され、
前記複数のドライバ回路は、複数の電極で構成される前記第１電極および前記第２電極に対応して設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 請求項１から請求項９のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記複数のドライバ回路間における前記トランジスタのサイズ比は、前記複数のドライバ回路に対応する前記複数の電極間の面積比と同一に設定されていることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。 - 被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子と、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、請求項１から請求１０のいずれかに記載の駆動装置とを備えていることを特徴とする時計。
- 被駆動体に当接する当接部と、複数の電極が設けられた圧電素子と、前記複数の電極との間に前記圧電素子が位置するように前記圧電素子に取り付けられた補強板とを有し、前記複数の電極に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより振動し、前記当接部の振動により前記被駆動体を所定方向に駆動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の駆動装置とを備えていることを特徴とする電子機器。
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