JPH07231682A

JPH07231682A - 超音波モータの駆動回路

Info

Publication number: JPH07231682A
Application number: JP6020952A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Furukoshi; 洋行古越
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-08-29
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JP3165315B2; US5545954A

Abstract

(57)【要約】【目的】超音波モータに可聴音が発生した際に検出信
号が所定レベルを越えている期間が非常に短い場合にも
可聴音を顕著に発生させることなく駆動する。【構成】センサ電極26から出力された検出信号はダイ
オード32で整流され抵抗34,36 で分圧された後に信号Ｖ
_Bとしてオペアンプ38に入力される。コンデンサ42は信
号Ｖ_Bの電圧レベルが両端の電圧よりも高ければ充電さ
れ低ければ抵抗44を介して徐々に放電される。このコン
デンサ42の両端の電圧はオペアンプ48を介して信号Ｖ_C
として積分回路に入力される。信号Ｖ_Cは検出信号の波
形が乱れれば検出信号の所定レベルを越えている期間が
非常に短くても電圧レベルが高くなる。積分回路では信
号Ｖ_Cの電圧レベルが基準電圧Ｖ_Sよりも高ければＶＣ
Ｏ56の発振周波数を高くするので、検出信号の波形が乱
れた場合は所定レベルを越えている期間が非常に短くて
も確実に駆動信号の周波数が上昇される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波モータの駆動回路
に係り、特に、超音波モータに所定周波数の駆動信号を
供給すると共に、駆動信号の周波数を制御して超音波モ
ータを駆動する超音波モータの駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より超音波振動を駆動力とする超音
波モータが知られている。超音波モータの一種である進
行波型の超音波モータは、駆動回路から各々所定周波数
でかつ位相が90°異なる２相の駆動信号が圧電体に供給
されることにより駆動される。この駆動信号によって発
生する圧電体の機械振動により、圧電体に貼付された弾
性体に、振動の腹及び節が弾性体に沿って円環状に移動
する超音波振動（進行波）が励起され、前記弾性体に加
圧接触されたロータ及び駆動軸が回転される。

【０００３】圧電体に発生する機械振動の振幅は、駆動
信号の周波数が共振周波数のときに最大となるが、共振
周波数を含む可聴音発生帯域（図１６参照）では弾性体
に可聴域の異常振動が発生し、ロータの回転速度及び超
音波モータの効率が低下する。このため、超音波モータ
の駆動は、まず可聴音発生帯域よりも充分高い周波数の
駆動信号を供給した後に、駆動信号の周波数を可聴音発
生帯域よりも若干高い駆動周波数帯域内まで徐々に低下
させ、前記周波数を駆動周波数帯域内に維持させて駆動
する。しかし、超音波モータの可聴音発生帯域及び駆動
周波数帯域は、超音波モータの周囲温度、超音波モータ
に加わる負荷の大きさに応じて変動するので、駆動信号
の周波数も周囲温度や負荷等に応じて変化させる必要が
ある。

【０００４】駆動信号の周波数制御の一例として、特開
昭 62-203575号公報には、弾性体の機械振動を検出する
圧電素子から出力された交流の検出信号を、ダイオード
によって半波整流した後に抵抗とコンデンサにより積分
し、積分した信号のレベルが前記共振周波数で得られる
所定レベルよりも低い所定値となるように周波数を制御
する技術が記載されている。また、特開平3-159583号公
報には、圧電素子から出力された検出信号の波形の乱れ
を監視し、波形が乱れていない場合には駆動信号の周波
数を低下させ、波形が乱れた場合には駆動信号の周波数
が可聴音発生帯域に入ったと判断して周波数を上昇させ
る技術が開示されている。

【０００５】しかし、特開昭 62-203575号公報の周波数
制御では、駆動信号の周波数が可聴音発生帯域となり波
形に乱れが生じても、検出信号を積分した信号のレベル
が所定レベルよりも低ければ周波数を低下させるので、
駆動信号の周波数が可聴音発生帯域に入って超音波モー
タから可聴音を顕著に発生させることがあった。また超
音波モータの中には駆動信号の周波数が可聴音発生帯域
となっても検出信号に波形乱れが生じないものがある
が、特開平3-159583号公報の周波数制御を前記のような
超音波モータの駆動に適用すると、駆動信号の周波数が
可聴音発生帯域となっても検出信号に波形乱れが生じな
いので、駆動信号の周波数を可聴音発生帯域、更には共
振周波数を越えて低下させてしまう。このため、可聴音
発生帯域で検出信号に波形乱れの生じない超音波モータ
を駆動することができなかった。

【０００６】一方、本願出願人は既に特願平4-330215号
（未公知）において、上記問題を解決した超音波モータ
の駆動回路を提案している。この駆動回路では、検出信
号のレベルを予め設定された所定レベルと比較し、検出
信号のレベルが所定レベルを越えていれば越えている期
間だけ駆動信号の周波数を高くし、検出信号のレベルが
所定レベル以下であれば所定レベル以下である期間だけ
駆動信号の周波数を低くするようにしている。この所定
レベル及び各期間における周波数の変化量は、例えば駆
動信号の周波数を最適駆動周波数とした場合に、検出信
号のレベルが所定レベルを越えている期間における周波
数を高くする変化量と、検出信号のレベルが所定レベル
以下である期間における周波数を低くする変化量とが等
しくなるように設定することができる。

【０００７】これにより、例えば図１７に示すように、
駆動信号の周波数が最適駆動周波数の場合（図１７
（Ａ）参照）には、検出信号Ｖ_Aを整流した信号Ｖ_Bの
レベルが所定レベルＶ_Sを越えている期間における周波
数制御信号Ｖ_fのレベルを低く（これにより駆動信号の
周波数は上昇）する変化量と、信号Ｖ_Bのレベルが所定
レベルＶ_S以下である期間における周波数制御信号Ｖ_f
のレベルを高く（これにより周波数は低下）する変化量
とが等しくなり、この周波数制御信号Ｖ_fにより駆動信
号の周波数は全体としては現在の値をほぼ維持するよう
に制御される。

【０００８】また、駆動信号の周波数が可聴音発生帯域
に入った場合には検出信号Ｖ_Aの波形に乱れが生じ、所
定レベルＶ_Sを大きく越える大きな振幅と、所定レベル
Ｖ_Sに達しない小さな振幅と、が混在することになり、
全体的には最適駆動周波数で駆動している場合と比較し
て、前記大きな振幅により所定レベルを越えている期間
が長くなる。従って、図１７（Ｂ）に示すように周波数
制御信号Ｖ_fのレベルは全体的に見て徐々に低下され、
駆動信号の周波数は全体としては高くなるように変更さ
れる。

【０００９】更に、可聴音発生帯域で検出信号の波形乱
れが生じない超音波モータを駆動する場合には、駆動信
号の周波数が可聴音発生帯域に入ると、検出信号Ｖ_Aの
波形は乱れないものの振幅が大きくなる（図示省略）。
これにより、検出信号のレベルが所定レベルＶ_Sを越え
ている期間が長くなるので、上記と同様に駆動信号の周
波数ｆは高くなるように変更される。これにより、可聴
音発生帯域で検出信号の波形乱れが生じない超音波モー
タであっても駆動することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動信
号の振幅、駆動信号の周波数、及び超音波モータに加わ
る負荷の大きさ等によっては、超音波モータに可聴音が
発生し検出信号の波形に乱れが生じているにも拘わら
ず、検出信号Ｖ_A（を整流した信号Ｖ_B）のレベルが所
定レベルＶ_Sを越えている期間が非常に短い場合がある
（図１７（Ｃ）参照）。また、超音波モータに大きな負
荷が加わることによってロータの回転速度が遅くなる
と、ステータの進行波の進行速度とロータの回転速度と
に大きな差が生じて摩擦が発生し、ステータに可聴域の
異常振動が生じて可聴音が発生するが、このとき検出信
号は波形乱れは生じるもののレベルは低く、所定レベル
以下の状態が継続することがある。

【００１１】上記のように検出信号の波形に乱れが生じ
た場合には、超音波モータに可聴音が顕著に発生するこ
とがないように、駆動信号の周波数を高くすることが求
められる。これに対し前述の特願平4-330215号では、検
出信号のレベルが所定レベルを越えていれば駆動信号の
周波数を高くするが、検出信号の振幅が小さく、検出信
号のレベルが所定レベルを越えている期間が短い、或い
は所定レベルを越えない状態が継続した場合には周波数
制御信号Ｖ_fのレベルを高く（図１７（Ｃ）参照）、す
なわち駆動信号の周波数を更に低くしてしまうので、超
音波モータに可聴音を顕著に発生させることがある、と
いう問題があった。

【００１２】また、上記問題を回避するために、超音波
モータに加わる負荷やロータの回転速度を各種のセンサ
によって検出し、検出結果に応じて検出信号のレベルを
補正したり、或いは前記所定レベルの大きさを補正する
ようにした場合には、超音波モータに各種のセンサを取
付ける必要があるので超音波モータが大型化すると共
に、超音波モータのコストが高くなるという問題が生ず
る。

【００１３】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、超音波モータに可聴音が発生する際の検出信号のレ
ベルが所定レベルを越えている期間が非常に短い、或い
は検出信号のレベルが所定レベル以下で継続する場合に
も、可聴音を顕著に発生させることなく超音波モータを
駆動することができる超音波モータの駆動回路を得るこ
とが目的である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、所定周波数の超音波モータ駆
動信号を出力する駆動信号出力手段と、前記超音波モー
タのステータの振動を検出し前記振動に応じた振幅の検
出信号を出力する検出手段と、検出信号のレベルが出力
信号のレベルを越えている場合には前記出力信号のレベ
ルを検出信号のレベルに一致させ、検出信号のレベルが
出力信号のレベル未満の場合には出力信号のレベルを所
定値以下の減少速度で減少させる信号出力手段と、前記
信号出力手段から出力された信号の平均的なレベルが基
準レベルを越えていれば前記駆動信号の周波数を高く
し、信号出力手段から出力された信号の平均的なレベル
が前記基準レベル未満であれば前記駆動信号の周波数を
低くする周波数制御手段と、を含んで構成している。

【００１５】また、周波数制御手段は、信号出力手段か
ら出力された信号のレベルが所定レベルを越えている期
間と、前記信号のレベルが前記所定レベル未満の期間
と、の割合に基づいて、信号出力手段から出力された信
号の平均的なレベルを判断することができる。

【００１６】請求項３記載の発明は、所定周波数の超音
波モータ駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、前記
超音波モータのステータの振動を検出し前記振動に応じ
た振幅の検出信号を出力する検出手段と、検出信号のレ
ベルが出力信号のレベルを越えている場合には前記出力
信号のレベルを検出信号のレベルに一致させ、検出信号
のレベルが出力信号のレベル未満の場合には出力信号の
レベルを所定値以下の減少速度で減少させる信号出力手
段と、前記信号出力手段から出力された信号のレベルの
変動幅が基準値を越えていれば前記駆動信号の周波数を
高くし、信号出力手段から出力された信号のレベルの変
動幅が前記基準値未満であれば前記駆動信号の周波数を
低くする周波数制御手段と、を含んで構成している。

【００１７】また、周波数制御手段は、信号出力手段か
ら出力された信号から直流分を除去し該直流分を除去し
た信号を該信号のレベルのピーク付近で平滑化した信号
のレベルに基づいて、信号出力手段から出力された信号
のレベルの変動幅を判断することができる。

【００１８】また、周波数制御手段は、信号出力手段か
ら出力された信号から直流分を除去した信号のレベルが
所定レベルを越えている期間と、前記直流分を除去した
信号のレベルが前記所定レベル未満の期間と、の割合に
基づいて、信号出力手段から出力された信号のレベルの
変動幅を判断することができる。

【００１９】

【作用】請求項１記載の発明では、検出手段により超音
波モータのステータの振動が検出され、振動に応じた振
幅の検出信号が出力される。また、信号出力手段では、
検出信号のレベルが出力信号のレベルを越えている場合
には出力信号のレベルを検出信号のレベルに一致させ、
検出信号のレベルが出力信号のレベル未満の場合には出
力信号のレベルを所定値以下の減少速度で減少させる。
上記により、検出信号のレベルが図１（Ａ）乃至（Ｄ）
に各々破線で示すように変化したとすると、信号出力手
段からは図１（Ａ）乃至（Ｄ）に各々実線で示す波形の
信号が出力されることになる。

【００２０】図１（Ｂ）は駆動信号の周波数が超音波モ
ータの最適駆動周波数で、かつ検出信号に波形の乱れが
なく振幅が一定の場合を表している。このとき、信号出
力手段から出力される信号は、前記一定の振幅のピーク
に近いレベルで推移し、かつ検出信号Ｖ_Aの振幅が正の
ピークとなる各周期において検出信号のレベルが信号出
力手段から出力される信号のレベルを越えるので、出力
信号のレベルの変動幅は比較的小さい。このときの出力
信号の平均的なレベルをＶ₀、レベルの変動幅をｄ₀と
し、他の場合と比較する。

【００２１】図１（Ａ）には駆動信号の周波数が駆動周
波数帯域よりも高く、かつ検出信号に波形の乱れがない
場合を示す。この場合の検出信号は、図１（Ｂ）と比較
して周波数が高くかつ振幅が小さい。従って、信号出力
手段から出力される信号は、図１（Ｂ）と比較して平均
的なレベルＶ₁が低く（Ｖ₁＜Ｖ₀）、レベルの変動幅
ｄ₁も小さい（ｄ₁＜ｄ₀）。また、図示は省略する
が、駆動信号の周波数が図１（Ｂ）のときの周波数より
も低くなると、図１（Ｂ）の場合よりも検出信号の振幅
が大きくなるので、信号出力手段から出力される信号の
平均的なレベルはＶ₀よりも高くなり、変動幅について
もｄ₀より大きくなる。

【００２２】一方、図１（Ｃ）及び（Ｄ）には超音波モ
ータに可聴音が発生している等により検出信号に波形の
乱れ（振幅のばらつき）が生じた場合を示す。この場合
の出力信号のレベルは特開昭 62-203575号公報のように
検出信号のレベルの平均値付近で推移するものではな
く、検出信号の大小の振幅のうち大きな振幅のピークに
近いレベルで推移する。このため、出力信号の平均的な
レベルＶ₂、Ｖ₃はＶ₀よりも高くなる。また、検出信
号の振幅が小さいときには検出信号のレベルが出力信号
のレベルを越えないので、出力信号のレベルは継続して
減少される。従って出力信号のレベルの変動幅ｄ₂、ｄ
₃についてもｄ₀よりも大きくなる。

【００２３】従って、駆動信号の周波数を低くする必要
の有る状況（図１（Ａ）の場合）では、駆動信号の周波
数を変化させる必要の無い状況（図１（Ｂ）の場合）と
比較して、信号出力手段から出力される信号の平均的な
レベルが低くかつ変動幅が小さい。また、駆動信号の周
波数を高くする必要の有る状況（図１（Ｃ）、（Ｄ）及
び前述のように駆動信号の周波数が図１（Ｂ）より低い
場合）では、駆動信号の周波数を変化させる必要の無い
状況と比較して、信号出力手段から出力される信号の平
均的なレベルが高く、かつ変動幅が大きくなる。

【００２４】上記に基づき、請求項１の発明の周波数制
御手段では、信号出力手段から出力された信号の平均的
なレベルが基準レベルを越えていれば駆動信号の周波数
を高くし、信号出力手段から出力された信号の平均的な
レベルが基準レベル未満であれば前記駆動信号の周波数
を低くする。この基準レベルとしては、駆動信号の周波
数が超音波モータの最適駆動周波数のときに信号出力手
段から出力される信号の平均的なレベル（例えば図１の
Ｖ₀）を用いることができる。これにより、駆動信号の
周波数を低くする必要の有る状況になると、信号出力手
段から出力された信号の平均的なレベルに基づいて駆動
信号の周波数が低くされ、駆動信号の周波数を高くする
必要の有る状況になると、信号出力手段から出力された
信号の平均的なレベルに基づいて駆動信号の周波数が高
くされることになる。

【００２５】特に図１（Ｄ）に示す検出信号の波形は、
振幅が大きいときのパルスの幅Ｄが狭く、特願平4-3302
15号に記載された周波数制御では、検出信号のレベルが
所定レベルを越えている期間が非常に短いので超音波モ
ータの駆動信号の周波数を低下させ、可聴音を顕著に発
生させてしまう。しかし、このときに信号出力手段から
出力される信号の平均的なレベルＶ₃は、例えばＶ₀を
基準レベルとすると該基準レベルよりも高いので、本発
明では駆動信号の周波数が上昇するように制御すること
ができる。従って、超音波モータに可聴音が発生する際
の検出信号のレベルが所定レベルを越えている期間が非
常に短い場合にも、可聴音を顕著に発生させることなく
超音波モータを駆動することができる。

【００２６】また、請求項１の発明における信号の平均
的なレベルとしては、一例として前記信号のレベルの平
均値を用いることができる。また、請求項２に記載した
ように、信号出力手段から出力された信号のレベルが所
定レベルを越えている期間と、前記出力された信号のレ
ベルが所定レベル未満の期間と、の割合に基づいて、前
記信号の平均的なレベルを判断するすることも可能であ
る。図１（Ａ）及び（Ｂ）からも明らかなように、検出
信号に波形の乱れが生じていない場合にも、信号出力手
段から出力される信号のレベルはある変動幅で変動す
る。

【００２７】これを考慮すると、例えば前記所定レベル
を基準レベルＶ₀又はその付近の値に設定すれば、図１
（Ｂ）の場合には前記割合が一定の値となるが、出力信
号の平均的なレベルが前記Ｖ₀から変化すれば前記割合
も変化することになる。具体的には、出力信号のレベル
が所定レベル未満の期間の割合が高い場合には、該出力
信号の平均的なレベルは基準レベルＶ₀よりも低いと判
断できる。また出力信号のレベルが所定レベルを越えて
いる期間の割合が高い場合には、該出力信号の平均的な
レベルは基準レベルよりも高いと判断できる。このよう
に、請求項１の発明において、信号出力手段から出力さ
れた信号のレベルの平均値を該信号の平均的なレベルと
することなく、上記のように間接的に信号の平均的なレ
ベルを判断して駆動信号の周波数を制御することも可能
である。

【００２８】請求項３記載の発明では、前述のように駆
動信号の周波数を低くする必要の有る状況では駆動信号
の周波数を変化させる必要の無い状況と比較して信号出
力手段から出力される信号の変動幅が小さく、駆動信号
の周波数を高くする必要の有る状況では駆動信号の周波
数を変化させる必要の無い状況と比較して信号出力手段
から出力される信号の変動幅が大きくなるという事実に
基づいて、周波数制御手段において、信号出力手段から
出力された信号のレベルの変動幅が基準値を越えていれ
ば駆動信号の周波数を高くし、信号出力手段から出力さ
れた信号のレベルの変動幅が前記基準値未満であれば駆
動信号の周波数を低くする。

【００２９】この基準値としては、駆動信号の周波数が
超音波モータの最適駆動周波数のときに信号出力手段か
ら出力される信号の変動幅（例えば図１のｄ₀）を用い
ることができる。これにより、駆動信号の周波数を低く
する必要の有る状況になると、信号出力手段から出力さ
れた信号の変動幅に基づいて駆動信号の周波数が低くさ
れ、駆動信号の周波数を高くする必要の有る状況になる
と、信号出力手段から出力された信号の変動幅に基づい
て駆動信号の周波数が高くされる。

【００３０】特に超音波モータに大きな負荷が加わるこ
とによってロータの回転速度が遅くなると、検出信号に
波形の乱れは生じるものの振幅が全体的に小さくなる
（図１（Ｄ）の波形において振幅を圧縮したような波
形）ことがある。特願平4-330215号に記載された周波数
制御では、上記のような検出信号が入力された場合に、
検出信号のレベルが所定レベル以下の状態で継続するこ
とにより超音波モータの駆動信号の周波数を低下させ、
可聴音を顕著に発生させてしまう。また、請求項１の発
明に記載した周波数制御においても、信号出力手段から
出力される信号の平均的なレベルが低くなるので、駆動
信号の周波数を高くすることができない。

【００３１】しかし、このときに信号出力手段から出力
される信号の変動幅ｄ₃は、例えばｄ₀を基準値とする
と該基準値よりも大きいので、本請求項３の発明では駆
動信号の周波数が高くなるように制御することができ
る。従って、超音波モータに可聴音が発生する際の検出
信号のレベルが所定レベル以下の状態で継続する場合で
あっても、可聴音を顕著に発生させることなく超音波モ
ータを駆動することができる。

【００３２】なお、請求項３の発明における信号のレベ
ルの変動幅は、例えば信号出力手段から出力された信号
のレベルの最大値及び最小値を検出し、検出された最大
値及び最小値の差分を前記信号のレベルの変動幅として
求めることができる。また、信号出力手段から出力され
た信号のレベルの変動幅の平均値、又は平均値に略等し
い値を、前記信号のレベルの変動幅として求めるように
してもよい。

【００３３】更に、請求項４に記載したように、信号出
力手段から出力された信号から直流分を除去しかつ該直
流分を除去した信号を該信号のレベルのピーク付近で平
滑化した信号のレベルに基づいて、信号のレベルの変動
幅を判断することができる。このようにして得た信号の
レベルは直流分の除去及び平滑化を行う前の信号の変動
幅にほぼ対応するので、上記信号のレベルに基づいて、
信号出力手段から出力された信号のレベルの変動幅を判
断することができる。

【００３４】また、請求項３の発明における信号のレベ
ルの変動幅は、例えば請求項５に記載したように、先に
説明した請求項２の原理と同じ原理に基づいて、信号出
力手段から出力された信号から直流分を除去した信号の
レベルが所定レベルを越えている期間と、前記直流分を
除去した信号のレベルが所定レベル未満の期間と、の割
合に基づいて、前記信号のレベルの変動幅を判断するこ
とも可能である。

【００３５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３６】〔第１実施例〕図２には本実施例に係る進
行波型の超音波モータ１０が示されている。超音波モー
タ１０は銅合金等から構成される円環状の弾性体１２を
備え、この弾性体１２に圧電体１４が貼付されてステー
タが形成されている。圧電体１４は電気信号を機械振動
に変換する圧電材料から成り、多数の電極により円環状
に分割、配列されて構成されている。

【００３７】一方、駆動軸１６に取付けられたロータ１
８はアルミ合金等から成るロータリングに円環状のスラ
イダ２２が接着されて形成されており、スプリング２４
によってスライダ２２が前記弾性体１２に加圧接触され
ている。また、圧電体１４にはセンサ電極２６（図３参
照）が設けられている。図３に示すように、センサ電極
２６は超音波モータ駆動回路３０の入力端３０Ａに接続
されており、圧電体１４の振動に応じた振幅、周期の交
流信号を駆動回路３０へ出力する。

【００３８】駆動回路３０の入力端３０Ａはダイオード
３２のアノードに接続されている。ダイオード３２のカ
ソードは抵抗３４の一端に接続されており、抵抗３４の
他端には、一端が接地された抵抗３６の他端及びオペア
ンプ３８の非反転入力端に接続されている。オペアンプ
３８の出力端はダイオード４０のアノードに接続されて
いる。ダイオード４０のカソードには、一端が接地され
たコンデンサ４２の他端、一端が接地された抵抗４４の
他端及びオペアンプ４６の非反転入力端が接続されてい
る。オペアンプ４６の出力端には抵抗４８の一端が接続
されている。

【００３９】またオペアンプ４６の出力端は、オペアン
プ４６の反転入力端及びオペアンプ３８の反転入力端に
各々接続されている。このオペアンプ３８、ダイオード
４０、コンデンサ４２、抵抗４４及びオペアンプ４６か
ら構成される回路は本発明の信号出力手段を構成してい
る。

【００４０】また、抵抗４８の他端はオペアンプ５０の
反転入力端に接続されている。オペアンプ５０の非反転
入力端は可変抵抗器５２を介して電源に接続されてお
り、基準電圧Ｖ_Sが印加されている。オペアンプ５０の
反転入力端にはコンデンサ５４の一端が接続されてお
り、コンデンサ５４の他端はオペアンプ５０の出力端に
接続されている。また、オペアンプ５０の出力端は電圧
制御発振回路（ＶＣＯ）５６の制御信号入力端に接続さ
れている。なお、抵抗４８、オペアンプ５０、コンデン
サ５４及びＶＣＯ５６は本発明の周波数制御手段を構成
している。ＶＣＯ５６は、制御信号入力端を介して入力
された周波数制御信号Ｖ_f（図４参照）の電圧レベルに
応じた周波数で発振すると共に、前記入力された信号電
圧レベルが高くなるに従って発振周波数を低下させる。

【００４１】ＶＣＯ５６の出力端は２個に分岐されてお
り、一方は増幅器５８の入力端に、他方は入力された信
号の位相を90°変更して出力する移相器６０を介して増
幅器６２の入力端に接続されている。従って、増幅器５
８、６２には周波数及び振幅が同じで位相が90°異なる
信号が入力される。増幅器５８の出力端は駆動回路３０
の出力端３０Ｂを介して超音波モータ１０の圧電体１４
に接続されており、増幅器６２の出力端は駆動回路３０
の出力端３０Ｃを介して超音波モータ１０の圧電体１４
に接続されている。

【００４２】次に本第１実施例の作用を説明する。駆動
回路３０のＶＣＯ５６は制御信号入力端を介して入力さ
れた周波数制御信号Ｖ_fの電圧レベルに応じた周波数の
信号を出力する。ＶＣＯ５６から出力された信号は２個
に分岐され、一方が移相器６０によって位相が90°変更
され、各々増幅器５８、６２で増幅されることによって
ｓｉｎ波及びｃｏｓ波の２相の駆動信号が生成され、こ
の駆動信号が超音波モータ１０の圧電体１４に供給され
る。これにより圧電体１４に超音波振動が発生し、弾性
体１２に進行波が励起されて駆動軸及びロータ１８が回
転される。

【００４３】一方、図４に示すように圧電体１４のセン
サ電極２６からは圧電体１４の振動に応じた振幅、周期
の交流の検出信号Ｖ_Aが出力され、入力端３０Ａを介し
て駆動回路３０に入力される。駆動回路３０に入力され
た検出信号Ｖ_Aはダイオード３２によって半波整流さ
れ、抵抗３４、３６によって分圧されて信号Ｖ_Bとして
オペアンプ３８に入力される。信号Ｖ_Bの電圧レベルが
正弦波状に変化すると、この信号Ｖ_Bの電圧レベルの変
化に応じてオペアンプ３８の出力端の極性がプラスとな
り、コンデンサ４２はダイオード４０を介して流れる電
流により極めて小さな時定数で充電される。コンデンサ
４２の充電電圧は信号Ｖ_Bの電圧レベルの上昇に伴って
上昇し、正弦波状の変化のピークにおいて最大となる。

【００４４】また、信号Ｖ_Bの電圧レベルが正弦波状の
変化のピークを過ぎて低下し始めるとコンデンサ４２の
充電は停止し、ダイオード４０に逆バイアスが加わるの
で、コンデンサ４２に蓄積された電荷は抵抗４４を介し
て徐々に放電される。この放電時の時定数τは、コンデ
ンサ４２の静電容量をＣ１、抵抗４４の電気抵抗をＲ１
とすると、 τ＝Ｃ１×Ｒ１ …（１）である。オペアンプ４６はオペアンプ３８と共に電圧フ
ォロワとして作動するので、オペアンプ４６から出力さ
れる信号Ｖ_Cの電圧レベルはコンデンサ４２の両端の電
圧に等しい。従って、コンデンサ４２が放電していると
きの信号Ｖ_Cの電圧レベルは、

【００４５】

【数１】

【００４６】上記（２）式のように変化し、図４に示す
ように徐々に低下する。オペアンプ４６から出力された
信号Ｖ_Cは抵抗４８を介してオペアンプ５０に入力され
る。抵抗４８、オペアンプ５０及びコンデンサ５４は積
分回路であり、オペアンプ５０から出力される周波数制
御信号Ｖ_fの電圧レベルは、コンデンサ５４の静電容量
をＣ２、抵抗４８の電気抵抗をＲ２とすると、

【００４７】

【数２】

【００４８】上記（３）式のようになる。従って、信号
Ｖ_fの電圧レベルの変化は、信号Ｖ _Cの平均的な電圧レ
ベル（正確には信号Ｖ_Cを平滑化した信号の電圧レベ
ル）と基準電圧Ｖ_Sとを比較した結果に相当し、入力さ
れた信号Ｖ_Cの電圧レベルが基準電圧Ｖ_Sを越えている
場合には信号Ｖ_fの電圧レベルは徐々に低下し、信号Ｖ
_Cの電圧レベルが基準電圧Ｖ_Sに等しい場合は信号Ｖ_f
の電圧レベルは変化せず、信号Ｖ_Cの電圧レベルが基準
電圧Ｖ_S未満の場合には信号Ｖ_fの電圧レベルは徐々に
上昇する。この周波数制御信号Ｖ_fがＶＣＯ５６に入力
されることにより、周波数制御信号Ｖ_fの電圧レベルの
変化に応じてＶＣＯ５６の発振周波数（すなわち駆動信
号の周波数）が変化される。

【００４９】上記により、超音波モータ駆動信号の周波
数が、超音波モータ１０の駆動周波数帯域よりも高い
（例えば図１６に示す「駆動開始時の周波数」）場合に
は、センサ電極２６から出力される検出信号Ｖ_Aの振幅
が小さく、オペアンプ４６から出力される信号Ｖ_Cの電
圧レベルが基準電圧Ｖ_Sを越えることはないので、周波
数制御信号Ｖ_fは単調増加する。これにより、ＶＣＯ５
６の発振周波数（駆動信号の周波数）は徐々に低下され
る。

【００５０】また、駆動信号の周波数が超音波モータ１
０の最適駆動周波数付近の値になると、検出信号Ｖ
_Aは、図４（Ａ）にも示すように振幅が適度かつ一定の
大きさとなり、信号Ｖ_Cは前記一定の振幅のピークに近
い電圧レベルで推移し、かつ電圧レベルが適度に変動し
ているので、信号Ｖ_Cの平均的な電圧レベルが基準電圧
Ｖ _Sにほぼ等しくなる。これに伴い、周波数制御信号Ｖ
_fはほぼ一定の電圧レベルで推移するので、駆動信号の
周波数も最適駆動周波数付近で維持されることになる。

【００５１】また、周囲温度が変化したり、超音波モー
タ１０に加わる負荷の大きさが変化することにより超音
波モータ１０の最適駆動周波数が変化し、検出信号Ｖ_A
に波形の乱れ等が生じることはないものの、検出信号Ｖ
_Aの振幅の大きさが変化した場合には、信号Ｖ_Cの平均
的な電圧レベルと基準電圧Ｖ_Sとの差が所定値以上とな
るので、信号Ｖ_Cの平均的な電圧レベルが基準電圧Ｖ_S
に一致するように、すなわち駆動信号の周波数が前記変
化した超音波モータ１０の最適駆動周波数に追従して変
化（上昇又は低下）するように制御される。

【００５２】一方、駆動信号の周波数が超音波モータ１
０の可聴音発生帯域に入ると、検出信号Ｖ_Aは一例とし
て図４（Ｂ）に示すように波形が乱れ、各周期における
振幅の大きさにばらつきが生ずる。また、駆動信号の振
幅、駆動信号の周波数、及び超音波モータ１０に加わっ
ている負荷の大きさ等によっては、図４（Ｃ）に示すよ
うに検出信号Ｖ_Aの振幅が大きなときのパルス幅Ｄが小
さくなることもある。特に図４（Ｃ）に示す検出信号Ｖ
_Aの波形は、従来の周波数制御では検出信号Ｖ _Aのレベ
ルが所定レベルを越えている期間が非常に短いので、超
音波モータの駆動信号の周波数を低下させ、可聴音を顕
著に発生させてしまう。

【００５３】しかしながら、上記のように検出信号Ｖ_A
に波形の乱れが生ずると、信号Ｖ_Cの電圧レベルは検出
信号Ｖ_Aの大小の振幅のうち大きな振幅のピークに近い
レベルで推移する。従って、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示
す場合には何れも信号Ｖ_Cの電圧レベルが常に基準電圧
Ｖ_Sを越えた状態で継続することになり、周波数制御信
号Ｖ_fは何れもレベルが徐々に低下するように制御され
る。これに伴い、駆動信号の周波数は徐々に上昇するよ
うに、すなわち可聴音発生帯域から駆動周波数帯域に戻
るように制御されるので、超音波モータ１０から可聴音
が顕著に発生することが防止される。

【００５４】なお、検出信号Ｖ_Aに波形の乱れが生じた
場合に、図４に示す波形の信号Ｖ_Cを得るためには、信
号Ｖ_Bに小さな振幅が生じたときの信号Ｖ_Cの電圧レベ
ルを信号Ｖ_Bの電圧レベルよりも高くする必要がある。
これは、前記（１）式によって定まる時定数τの値を大
きくし、コンデンサ４２の放電時のコンデンサ充電電圧
の低下速度、すなわち信号出力手段から出力される信号
（Ｖ_C）の電圧レベルの減少速度を所定値以下とするこ
とで実現できる。

【００５５】また、本発明に係る信号出力手段は、図３
に示した構成に限定されるものではなく、図５に示すよ
うに構成してもよい。図５に示す駆動回路６６では、図
３に示した信号出力手段から、電圧フォロワとしてのオ
ペアンプ４６が省略されており、オペアンプ３８、ダイ
オード４０、コンデンサ４２及び抵抗４４のみによって
信号出力手段が構成されている。信号出力手段をこのよ
うに構成すると信号Ｖ _Cの電圧レベルの安定度は若干低
下するものの、信号Ｖ_Cの電圧レベルは図３の場合と同
様に変化するので、図３に示した例と同様に駆動信号を
制御することができると共に、オペアンプ４６を省略す
ることができるのでコストを低減できるという効果が得
られる。

【００５６】更に、信号出力手段は図６に示すように構
成することも可能である。図６に示す駆動回路６８で
は、図５に示した信号出力手段から更にオペアンプ３８
等も省略されており、ダイオード３２のカソードには、
一端が接地されたコンデンサ４２の他端及び抵抗３４の
一端が接続されている。抵抗３４の他端には、一端が接
地された抵抗３６の他端が接続されており、更に、抵抗
４８、オペアンプ５０及びコンデンサ５４から成る積分
回路の入力端としての抵抗４８の一端が接続されてい
る。

【００５７】駆動回路６８では、ダイオード３２が駆動
回路３０におけるダイオード３２の機能とダイオード４
０の機能とを兼ね備えており、ダイオード３２、コンデ
ンサ４２、抵抗３４、３６によって本発明の信号出力手
段が構成される。コンデンサ４２が放電する際の時定数
τは、コンデンサ４２の静電容量をＣ１、抵抗３４、３
６の電気抵抗を各々Ｒ１、Ｒ２とすると、 τ＝Ｃ１×（Ｒ１＋Ｒ２）となり、積分回路に図４に示したような信号Ｖ_Cが入力
されることになる。駆動回路６８の信号出力手段は、前
述の駆動回路６６の信号出力手段と比較しても信号Ｖ_C
の電圧レベルの安定度は低いが、オペアンプ３８等を省
略することができるので、更にコストを低減できるとい
う効果が得られる。

【００５８】また、上述した駆動回路の周波数制御手段
は、何れも実質的に信号出力手段から出力された信号の
平均的なレベルが基準レベルを越えていれば駆動信号の
周波数を高くし、前記信号の平均的なレベルが基準レベ
ル未満であれば駆動信号の周波数を低くするものである
が、請求項１の発明に係る周波数制御手段はこれに限定
されるものではなく、周波数制御手段を図７に示すよう
に構成することも可能である。

【００５９】図７に示す駆動回路１３０では、図３に示
した信号出力手段と周波数制御手段との間に、抵抗１３
２、コンデンサ１３４及びオペアンプ１３６から成る平
均値検出回路が設けられている。抵抗１３２の一端はオ
ペアンプ１３６の出力端に接続されており、抵抗１３２
の他端には、一端が接地されたコンデンサ１３４の他
端、オペアンプ１３６の非反転入力端が接続されてい
る。オペアンプ１３６の反転入力端はオペアンプ１３６
の出力端に接続されており、オペアンプ１３６の出力端
は抵抗４８の一端に接続されている。

【００６０】抵抗１３２及びコンデンサ１３４は積分回
路（第１の積分回路と称する）を構成しており、信号Ｖ
_Cの電圧レベルは該第１の積分回路によって平均化され
る。また、オペアンプ１３６は電圧フォロワとして作動
し、オペアンプ１３６から出力される信号の電圧レベル
はコンデンサ１３４の両端の電圧に等しく、信号Ｖ_Cの
平均値に略等しい電圧レベルの信号が出力される。従っ
て、上記の平均値検出回路を設けることにより構成は若
干複雑となるが、信号Ｖ_Cの電圧レベルが平均化されて
抵抗４８、コンデンサ５４及びオペアンプ５０から成る
積分回路（第２の積分回路と称する）に入力されること
になるので、第２の積分回路が備えている、信号を平滑
化する作用との相乗効果により、信号Ｖ_Cの平均値に非
常に近い値と基準電圧Ｖ_Sとの比較結果に応じて駆動信
号の周波数が制御されることになる。

【００６１】このように、請求項１の発明に係る周波数
制御手段は、信号出力手段から出力された信号のレベル
の平均値を検出する検出手段と、検出手段によって検出
された平均値が基準レベルを越えていれば駆動信号の周
波数を高くし、前記平均値が基準レベル未満であれば駆
動信号の周波数を低くする制御手段と、により構成する
ことも可能である。

【００６２】〔第２実施例〕次に本発明の第２実施例に
ついて説明する。なお、本第２実施例では駆動回路以外
の構成は第１実施例と同じであるので説明を省略し、以
下、本第２実施例に係る駆動回路について、駆動回路３
０と異なる部分のみ説明する。図８に示すように、本第
２実施例に係る駆動回路１３７では、信号出力手段の一
部を構成するオペアンプ４６の出力端にコンパレータ１
０４の反転入力端が接続されている。コンパレータ１０
４の非反転入力端は可変抵抗器１０６を介して電源に接
続されており、可変抵抗器１０６を介して基準電圧Ｖ_S
が印加される。

【００６３】コンパレータ１０４の出力端は、一端が電
源に接続された抵抗１０８の他端、抵抗１１０の一端及
びダイオード１１２のアノードが各々接続されている。
抵抗１１０の他端はダイオード１１４のカソードに接続
されている。ダイオード１１４のアノード及びダイオー
ド１１２のカソードはＶＣＯ５６の制御信号入力端に接
続されている。またダイオード１１４のアノード及びダ
イオード１１２のカソードとＶＣＯ５６の制御信号入力
端との間には、一端が接地されたコンデンサ１１６の他
端が接続されている。

【００６４】次に本第２実施例の作用を説明する。オペ
アンプ４６から出力された信号Ｖ_Cは、コンパレータ１
０４に入力される。本第２実施例では請求項２にも記載
したように、信号出力手段から出力された信号のレベル
が所定レベルを越えている期間と、前記信号のレベルが
所定レベル未満の期間と、の割合に基づいて、信号出力
手段から出力された信号の平均的なレベルを判断してい
る。

【００６５】すなわち、コンパレータ１０４は反転入力
端に入力された信号Ｖ_Cの電圧レベルを、非反転入力端
に入力されている基準電圧Ｖ_Sと比較する。信号Ｖ_Cの
電圧レベルが基準電圧Ｖ_Sよりも低い場合には、コンパ
レータ１０４からはハイレベルの信号が出力される。コ
ンパレータ１０４からの出力信号がハイレベルの場合に
は、ダイオード１１２を介してコンデンサ１１６に電流
が流れ、コンデンサ１１６は徐々に充電される。従っ
て、コンデンサ１１６の両端の電圧（周波数制御信号Ｖ
_fの電圧レベル）は徐々に高くなり、これに伴いＶＣＯ
５６の発振周波数は徐々に低下される。なお、このとき
のコンデンサ１１６の充電速度は抵抗１０８の電気抵抗
に依存し、抵抗１０８の電気抵抗が低い場合には充電速
度が速く、電気抵抗が低い場合には充電速度が遅くな
る。

【００６６】また、コンパレータ１０４の反転入力端に
入力された信号Ｖ_Cの電圧レベルが基準電圧Ｖ_Sよりも
高い場合には、コンパレータ１０４からの出力信号がロ
ーレベルとなる。これによりコンデンサ１１６に蓄積さ
れた電荷がダイオード１１４、抵抗１１０を通って放電
され、コンデンサ１１６の両端の電圧（周波数制御信号
の電圧レベル）が低下される。このときのコンデンサ１
１６の放電速度は抵抗１１０の電気抵抗に依存し、抵抗
１１０の電気抵抗が低い場合には放電速度が速くなり、
電気抵抗が高い場合には放電速度が遅くなる。

【００６７】本第２実施例では駆動信号の周波数が最適
駆動周波数付近の値のときに、信号Ｖ_Cの電圧レベルが
基準電圧Ｖ_Sを越えている期間における周波数制御信号
Ｖ_fの電圧レベルの低下量と、信号Ｖ_Cの電圧レベルが
基準電圧Ｖ_S未満の期間における周波数制御信号Ｖ_fの
電圧レベルの上昇量と、が等しくなり、周波数制御信号
Ｖ_fがほぼ一定の電圧レベルで推移するように、抵抗１
０８、１１０の電気抵抗値が定められている。

【００６８】上記により、請求項２にも記載したよう
に、信号出力手段から出力された信号Ｖ_Cの電圧レベル
が基準電圧Ｖ_Sを越えている期間の割合が、駆動信号の
周波数が超音波モータの最適駆動周波数のときと比較し
て高い（すなわち信号Ｖ_Cの平均的な電圧レベルが高
い）場合には、周波数制御信号の電圧レベルが徐々に低
くされて超音波モータの駆動信号の周波数が徐々に高く
される。また、信号Ｖ_Cの電圧レベルが基準電圧Ｖ_S未
満の期間の割合が、駆動信号の周波数が超音波モータの
最適駆動周波数のときと比較して高い（すなわち信号Ｖ
_Cの平均的な電圧レベルが低い）場合には、周波数制御
信号の電圧レベルが徐々に高くされて超音波モータの駆
動信号の周波数が徐々に低くされることになる。

【００６９】従って、駆動信号の周波数は最適駆動周波
数付近で維持され、超音波モータに可聴音が発生する際
の検出信号のレベルが所定レベルを越えている期間が非
常に短い場合にも、可聴音を顕著に発生させることなく
超音波モータを駆動することができる。このように、請
求項１の発明に係る周波数制御手段は、請求項２にも記
載したように、信号出力手段から出力された信号のレベ
ルが所定レベルを越えている期間と、前記信号のレベル
が前記所定レベル未満の期間と、の割合が所定値を越え
ていれば駆動信号の周波数を高くし、前記割合が前記所
定値未満であれば駆動信号の周波数を低くするように構
成することもできる。

【００７０】なお、コンパレータ１０４に代えてオペア
ンプを用いる場合には、抵抗１０８を前記オペアンプの
出力端とダイオード１１２のアノードとの間に接続すれ
ば、上述の駆動回路１３７と同様に動作させることも可
能である。

【００７１】〔第３実施例〕次に本発明の第３実施例を
説明する。なお、第１実施例及び第２実施例と同一の部
分には同一の符号を付し、説明を省略する。図９には本
第３実施例に係る駆動回路８０が示されている。超音波
モータ１０のセンサ電極２６に接続され検出信号Ｖ_Aが
入力される駆動回路８０の入力端８０Ａには、一端が接
地されたコンデンサ８２の他端、及び一端が接地された
抵抗８４の他端が接続されている。なお、コンデンサ８
２及び抵抗８４は、検出信号Ｖ_Aに重畳するノイズを除
去するためのものであり、両方を省略しても、又は何れ
か一方のみ設けてもよい。また、入力端８０Ａは信号変
換回路８６（図１０参照）の入力端８６Ａに接続されて
いる。

【００７２】図１０に示すように、信号変換回路８６の
入力端８６Ａにはダイオード８８のアノードが接続され
ている。ダイオード８８のカソードには、一端が接地さ
れたコンデンサ９０の他端、一端が接地された抵抗９２
の他端、及びコンデンサ９４の一端が接続されている。
コンデンサ９４の他端には、一端が接地された抵抗９６
の他端が接続されており、更に信号変換回路８６の出力
端８６Ｂが接続されている。信号変換回路８６の出力端
８６Ｂは、図９に示すように抵抗９８の一端に接続され
ている。

【００７３】抵抗９８の他端には、一端が接地された抵
抗１００の他端、アノードが接地されたダイオード１０
２のカソードが接続されている。更に抵抗９８の他端
は、コンパレータ１０４の反転入力端に接続されてい
る。なお、ダイオード１０２はコンパレータ１０４の反
転入力端にマイナスの電圧が印加されることを防止し、
コンパレータ１０４を保護するために設けられている。
コンパレータ１０４の非反転入力端は可変抵抗器１０６
を介して電源に接続されており、可変抵抗器１０６を介
して基準電圧Ｖ_Sが印加される。また、コンパレータ１
０４の出力端は、第２実施例の駆動回路１３７と同様の
回路を介してＶＣＯ５６の制御信号入力端に接続されて
いる。

【００７４】次に本第３実施例の作用を説明する。超音
波モータ１０が駆動されると、センサ電極２６から出力
された検出信号Ｖ_Aが入力端８０Ａを介して駆動回路８
０に入力される。検出信号Ｖ_Aはコンデンサ８２、抵抗
８４によって雑音等が除去された後に信号変換回路８６
に入力される。信号変換回路８６のダイオード８８、コ
ンデンサ９０及び抵抗９２は、前述の駆動回路６８（図
６参照）のダイオード３２、コンデンサ４２及び抵抗３
４と同様に本発明の信号出力手段として作用する。

【００７５】従って、検出信号Ｖ_Aはダイオード８８に
より、図１１の信号Ｖ_Cの線図に想像線で示すように半
波整流され、その電圧レベルがコンデンサ９０の充電電
圧よりも高い場合にはコンデンサ９０は極めて小さな時
定数で充電される。また、半波整流された信号の電圧レ
ベルが正弦波状の変化のピークを過ぎて低下し始めると
コンデンサ９０の充電は停止し、コンデンサ９０に蓄積
された電荷は抵抗９２を介して徐々に放電される。これ
により、コンデンサ９０の両端の電圧は、図１１に信号
Ｖ_Cとして示すように変化することになる。

【００７６】一方、コンデンサ９４及び抵抗９６は微分
回路であり、本発明の周波数制御手段の一部を構成して
いる。この微分回路は時定数が比較的大きな値となるよ
うに設定されているので、図１１に信号Ｖ_Dとして示す
ように信号Ｖ_Cの直流分が除去され、信号Ｖ_Cの変動分
が抽出された信号が出力される。このように、信号出力
手段から出力された信号のレベルの変動幅は、一例とし
て前記信号の直流分を除去することにより抽出すること
ができる。信号変換回路８６から出力された信号Ｖ
_Dは、抵抗９８、１００によって分圧され、ダイオード
１０２によってマイナス分がカットされてコンパレータ
１０４に入力される。

【００７７】本第３実施例では請求項５にも記載したよ
うに、信号Ｖ_Cから直流分を除去した信号Ｖ_Dの電圧レ
ベルが基準電圧Ｖ_Sを越えている期間と、信号Ｖ_Dの電
圧レベルが基準電圧Ｖ_S未満の期間と、の割合に基づい
て、信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅を判断しており、コ
ンパレータ１０４は反転入力端に入力された信号Ｖ_Dの
電圧レベルを、非反転入力端に入力されている基準電圧
Ｖ_Sと比較する。

【００７８】信号Ｖ_Dの電圧レベルが基準電圧Ｖ_Sより
も低い場合には、コンパレータ１０４からはハイレベル
の信号が出力され、第２実施例と同様にダイオード１１
２を介してコンデンサ１１６に電流が流れ、コンデンサ
１１６は徐々に充電される。従って、コンデンサ１１６
の両端の電圧（周波数制御信号Ｖ_fの電圧レベル）は徐
々に高くなり、これに伴いＶＣＯ５６の発振周波数は徐
々に低下される。また信号Ｖ_Dの電圧レベルが基準電圧
Ｖ_Sよりも高い場合には、コンパレータ１０４からの出
力信号がローレベルとなり、第２実施例と同様にコンデ
ンサ１１６に蓄積された電荷が放電され、コンデンサ１
１６の両端の電圧（周波数制御信号の電圧レベル）が低
下される。

【００７９】上記により、駆動信号の周波数が超音波モ
ータ１０の駆動周波数帯域よりも高い場合には、センサ
電極２６から出力される検出信号Ｖ_Aの振幅が小さいの
で、信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅、すなわち信号変換
回路８６から出力される信号Ｖ_Dの振幅も小さい。従っ
て、コンパレータ１０４から出力される信号は常にハイ
レベルとなるので、周波数制御信号Ｖ_fの電圧レベルは
単調増加され、ＶＣＯ５６の発振周波数（駆動信号の周
波数）は徐々に低下される。また、駆動信号の周波数が
超音波モータ１０の最適駆動周波数付近の値になると、
検出信号Ｖ_Aは、図１１（Ａ）にも示すように振幅が適
度かつ一定の大きさとなり、コンパレータ１０４に入力
される信号Ｖ_Dの振幅もピーク付近においては基準電圧
Ｖ_Sを越えることになる。これにより、コンパレータ１
０４から出力される信号はハイレベルの期間とローレベ
ルの期間とが一定の割合で交互に現れることになる。

【００８０】本第３実施例では駆動信号の周波数が最適
駆動周波数付近の値のときに、信号Ｖ_Dの電圧レベルが
基準電圧Ｖ_Sを越えている期間における周波数制御信号
Ｖ_fの電圧レベルの低下量と、信号Ｖ_Dの電圧レベルが
基準電圧Ｖ_S未満の期間における周波数制御信号Ｖ_fの
電圧レベルの上昇量と、が等しくなり、周波数制御信号
Ｖ_fがほぼ一定の電圧レベルで推移するように、抵抗１
０８、１１０の電気抵抗値が定められている。これによ
り、駆動信号の周波数も最適駆動周波数付近で維持され
ることになる。

【００８１】また、周囲温度が変化したり、超音波モー
タ１０に加わる負荷の大きさが変化することにより超音
波モータ１０の最適駆動周波数が変化し、検出信号Ｖ_A
に波形の乱れ等が生じることはないものの、検出信号Ｖ
_Aの振幅の大きさが変化した場合には、信号Ｖ_Cの電圧
レベルの変動幅、すなわち信号Ｖ_Dの振幅が変化するの
で、コンパレータ１０４からの出力信号がハイレベルに
なっている期間とローレベルになっている期間との割合
が変化し、変化した割合に応じて周波数制御信号Ｖ_fの
電圧レベルが変化され、駆動信号の周波数が前記変化し
た超音波モータ１０の最適駆動周波数に追従して変化
（上昇又は低下）するように制御される。

【００８２】一方、駆動信号の周波数が超音波モータ１
０の可聴音発生帯域に入ると、検出信号Ｖ_Aは一例とし
て図１１（Ｂ）に示すように波形が乱れ、各周期におけ
る振幅の大きさにばらつきが生ずる。また、超音波モー
タに大きな負荷が加わることによってロータの回転速度
が遅くなると、ステータの進行波の進行速度とロータの
回転速度とに大きな差が生じて摩擦が発生し、ステータ
に可聴域の異常振動が生じて可聴音が発生するが、この
とき検出信号は図１１（Ｃ）に示すように波形乱れは生
じるものの全体的に振幅が小さくなることもある。特に
図１１（Ｃ）に示す検出信号Ｖ_Aの波形は、従来の周波
数制御では検出信号Ｖ_Aのレベルが所定レベルを越えな
い状態で継続するので、超音波モータの駆動信号の周波
数を低下させ、可聴音を顕著に発生させてしまう。

【００８３】しかしながら、上記のように検出信号Ｖ_A
に波形の乱れが生ずると、信号Ｖ_Cは、第１実施例でも
説明したように検出信号Ｖ_Aを半波整流した信号の大小
の振幅のうち大きな振幅のピークに近い電圧レベルで推
移すると共に、検出信号Ｖ_Aを半波整流した信号の振幅
が小さいときにはコンデンサ９０が充電されないので、
信号Ｖ_Cのレベルは継続して減少される。従って信号Ｖ
_Cの電圧レベルの変動幅は大きく、すなわち信号Ｖ_Dの
振幅が大きくなる。

【００８４】従って、図１１（Ｂ）及び（Ｃ）に示す場
合には、何れもコンパレータ１０４から出力される信号
がローレベルとなっている期間の割合が、駆動信号の周
波数が最適駆動周波数である場合と比較して高くなり、
周波数制御信号Ｖ_fのレベルは徐々に低下するように制
御される。これに伴い、駆動信号の周波数は徐々に上昇
するように、すなわち可聴音発生帯域から駆動周波数帯
域に戻るように制御されるので、超音波モータ１０から
可聴音が顕著に発生することが防止される。

【００８５】このように、本第３実施例では信号出力手
段から出力された信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅が基準
値を越えている場合には、信号Ｖ_Dの電圧レベルが基準
電圧Ｖ_Sを越えている期間の占める割合が高くなること
によって駆動信号の周波数を上昇させ、信号出力手段か
ら出力された信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅が基準値未
満の場合には信号Ｖ_Dの電圧レベルが基準電圧Ｖ_S未満
の期間の占める割合が高くなることによって駆動信号の
周波数を低下させるので、超音波モータに可聴音が発生
する際の検出信号のレベルが所定レベル以下で継続する
場合にも、可聴音を顕著に発生させることなく超音波モ
ータを駆動することができる。

【００８６】このように、請求項３の発明に係る周波数
制御手段は、信号出力手段から出力された信号の直流分
を除去する除去手段と、前記除去手段によって直流分が
除去された信号のレベルが所定レベルを越えている期間
と、前記直流分を除去した信号のレベルが前記所定レベ
ル未満の期間と、の割合が所定値を越えていれば駆動信
号の周波数を高くし、前記割合が前記所定値未満であれ
ば駆動信号の周波数を低くする制御手段と、で構成する
ことができる。

【００８７】〔第４実施例〕次に本発明の第４実施例に
ついて説明する。なお、第３実施例と同一の部分には同
一の符号を付し、説明を省略する。図１２には本第４実
施例に係る駆動回路１２０が示されている。駆動回路１
２０では、ダイオード１０２のカソードにオペアンプ１
２２の非反転入力端が接続されている。オペアンプ１２
２の出力端はダイオード１２４のアノードが接続されて
おり、ダイオード１２４のカソードは、一端が接地され
たコンデンサ１２６の他端、一端が接地された抵抗１２
８の他端、抵抗４８の一端及びオペアンプ１２２の反転
入力端が接続されている。第１実施例と同様に、抵抗４
８はオペアンプ５０、可変抵抗器５２、コンデンサ５４
と共に積分回路を構成している。

【００８８】次に本第４実施例の作用を説明する。オペ
アンプ１２２には前記と同様に、信号変換回路８６から
出力され抵抗９８、１００によって分圧され、ダイオー
ド１０２によってマイナス分がカットされた信号Ｖ_Dが
入力される。オペアンプ１２２、ダイオード１２４、コ
ンデンサ１２６及び抵抗１２８は、駆動回路６６（図５
参照）の信号出力手段と同じ構成であり、前記信号Ｖ_D
の電圧レベルがコンデンサ１２６の両端の電圧を越えて
いればコンデンサ１２６が充電され、コンデンサ１２６
の両端の電圧よりも低い場合には、コンデンサ１２６へ
の充電が停止され抵抗１２８を介して徐々に放電され
る。

【００８９】これにより、上記オペアンプ１２２、ダイ
オード１２４、コンデンサ１２６及び抵抗１２８から成
る回路から出力される信号Ｖ_Eは、信号Ｖ_Cの変動幅に
応じた振幅の信号Ｖ_Dを、信号Ｖ_Dの電圧レベルのピー
ク付近で平滑化した電圧レベルとなり、信号Ｖ_Cの電圧
レベルの変動幅に対応した電圧レベルとなる。本第４実
施例では請求項４にも記載したように、信号Ｖ_Cから直
流分を除去し更に平滑化した信号Ｖ_Eのレベルに基づい
て信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅を判断しており、抵抗
４８、オペアンプ５０、可変抵抗器５２及びコンデンサ
５４から成る積分回路では、上記信号Ｖ_Eの電圧レベル
と基準電圧Ｖ_Sとが比較され、第１実施例と同様に比較
結果に応じて周波数制御信号Ｖ_fの電圧レベルが変更さ
れる。

【００９０】従って、第３実施例と同様に、信号出力手
段から出力された信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅が基準
値を越えていれば駆動信号の周波数が高くなり、信号出
力手段から出力された信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅が
基準値未満であれば駆動信号の周波数が低くなるよう
に、周波数制御信号Ｖ_fの電圧レベルが制御されること
になるので、超音波モータに可聴音が発生する際の検出
信号のレベルが所定レベル以下で継続する場合にも、可
聴音を顕著に発生させることなく超音波モータを駆動す
ることができる。

【００９１】このように、請求項３の発明に係る周波数
制御手段は、信号出力手段から出力された信号から直流
分を除去する除去手段と、除去手段によって直流分が除
去された信号を該信号のレベルのピーク付近で平滑化す
る平滑化手段と、平滑化手段によって平滑化された信号
の平均的なレベルが基準値を越えていれば駆動信号の周
波数を高くし、前記平滑化された信号の平均的なレベル
が基準値未満であれば駆動信号の周波数を低くする制御
手段と、で構成することもできる。

【００９２】なお、第３実施例及び第４実施例では信号
出力手段としてダイオード８８、コンデンサ９０、抵抗
９２から成る回路を例に説明したが、これに限定される
ものではなく、例えば駆動回路６６（図５参照）のよう
にオペアンプ３８を追加したり、駆動回路３０（図３参
照）のように更にオペアンプ４６を追加して信号出力手
段を構成することも可能である。

【００９３】次に請求項３の発明に係る駆動回路の構成
の他の例について説明する。まず、図１３に示す駆動回
路１３８について、図１２の駆動回路１２０と異なる部
分についてのみ説明する。駆動回路１３８では、駆動回
路１２０からダイオード１２４が省略されており、オペ
アンプ１２２の出力端と反転入力端とが直接接続されて
いる。また、オペアンプ１２２の出力端には、図７の駆
動回路１３０と同様に、抵抗１３２、コンデンサ１３４
及びオペアンプ１３６から成る平均値検出回路が接続さ
れている。この平均値検出回路の出力端には、積分回路
を構成する抵抗４８の一端が接続されている。

【００９４】オペアンプ１２２は電圧フォロワとして作
動するので、オペアンプ１２２から出力される信号の電
圧レベルは、信号Ｖ_Dを分圧し、半波整流した信号の電
圧レベルに一致する。この信号は平均値検出回路で平均
化されて抵抗４８、オペアンプ５０、可変抵抗器５２及
びコンデンサ５４から成る積分回路に入力される。従っ
て、積分回路に入力された信号の電圧レベルは、信号出
力手段から出力された信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅の
平均値に略対応しており、積分回路では、上記信号の電
圧レベルと基準電圧Ｖ_Sとを比較し、第１実施例と同様
に比較結果に応じて周波数制御信号Ｖ_fの電圧レベルを
変更する。

【００９５】従って、第３、第４実施例と同様に、信号
出力手段から出力された信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅
の平均値が基準値を越えていれば駆動信号の周波数が高
くなり、信号出力手段から出力された信号Ｖ_Cの電圧レ
ベルの変動幅の平均値が基準値未満であれば駆動信号の
周波数が低くなるように、周波数制御信号Ｖ_fの電圧レ
ベルが制御されることになり、超音波モータに可聴音が
発生する際の検出信号のレベルが所定レベル以下で継続
する場合にも、可聴音を顕著に発生させることなく超音
波モータを駆動することができる。

【００９６】このように、請求項３の発明に係る周波数
制御手段は、信号出力手段から出力された信号の直流分
を除去する除去手段と、除去手段によって直流分が除去
された信号を整流する整流手段と、整流手段によって整
流された信号の平均値を検出する平均値検出手段と、平
均値検出手段によって検出された平均値が基準値を越え
ていれば駆動信号の周波数を高くし、前記平均値が基準
値未満であれば駆動信号の周波数を低くする制御手段
と、で構成することもできる。

【００９７】次に図１４に示す駆動回路１４０について
説明する。駆動回路１４０では、先に説明した駆動回路
１３８と比較して、電圧フォロワとして作動するオペア
ンプ１２２が省略されており、更に抵抗１３２、コンデ
ンサ１３４及びオペアンプ１３６から成る平均値検出回
路が省略されており、ダイオード１０２のカソードが積
分回路の一部を構成する抵抗４８の一端に接続されてい
る。

【００９８】上記構成の駆動回路１４０では、信号Ｖ_D
を分圧し半波整流した信号が積分回路に入力される。従
って、信号Ｖ_fの電圧レベルの変化は、信号Ｖ_Dを分圧
し半波整流した信号の平均的な電圧レベル（正確には前
記信号を平滑化した信号の電圧レベル）と基準電圧Ｖ_S
とを比較した結果に相当し、信号出力手段から出力され
た信号の変動幅の平均的な大きさに応じて駆動信号の周
波数が制御される。

【００９９】駆動回路１４０では電圧フォロワが省略さ
れているので、駆動回路１３８と比較して積分回路に入
力される信号の安定度が低く、また平均値検出回路が省
略されているので、信号Ｖ_Cの変動幅の平均値に応じて
駆動信号の周波数を制御するものではなく、信号Ｖ_Cの
変動幅に対する駆動信号の周波数の制御の精度は若干劣
る可能性があるが、駆動回路の構成を簡易にすることが
できるので、コストを低減することができる。

【０１００】このように、請求項３の発明に係る周波数
制御手段は、信号出力手段から出力された信号の直流分
を除去する除去手段と、除去手段によって直流分が除去
された信号を整流する整流手段と、整流手段によって整
流された信号の平均的なレベルが基準値を越えていれば
駆動信号の周波数を高くし、前記平均的なレベルが基準
値未満であれば駆動信号の周波数を低くする制御手段
と、により構成することもできる。

【０１０１】次に図１５に示す駆動回路１４２について
説明する。駆動回路１４２では、図５に示した駆動回路
６６の抵抗４４と抵抗４８との間に変動幅検出回路が設
けられている。すなわち、ダイオード４０のカソードは
２個に分岐されており、分岐された一方はオペアンプ１
４４の非反転入力端に、他方はオペアンプ１５６の非反
転入力端に各々接続されている。オペアンプ１４４の出
力端はダイオード１４６のアノードに接続されている。
ダイオード１４６のカソードは、一端が接地されたコン
デンサ１４８の他端、一端が接地された抵抗１５０の他
端、及びオペアンプ１５２の非反転入力端に接続されて
いる。オペアンプ１５２の出力端はオペアンプ１４４、
１５２の反転入力端に各々接続されており、更に抵抗１
５４の一端に接続されている。抵抗１５４の他端は、一
端が接地された抵抗１７０の他端、及びオペアンプ１６
８の非反転入力端に接続されている。

【０１０２】一方、オペアンプ１５６の出力端はダイオ
ード１５８のカソードに接続されている。ダイオード１
５８のアノードは、一端が定電圧電源に接続されたコン
デンサ１６０の他端、同じく一端が定電圧電源に接続さ
れた抵抗１６２の他端、及びオペアンプ１６４の非反転
入力端に接続されている。オペアンプ１６４の出力端は
オペアンプ１５６、１６４の反転入力端に各々接続され
ており、更に抵抗１６６の一端に接続されている。抵抗
１６６の他端はオペアンプ１６８の反転入力端に接続さ
れており、オペアンプ１６８の反転入力端は抵抗１７２
を介してオペアンプ１６８の出力端に接続されている。
オペアンプ１６８の出力端は抵抗４８の一端に接続され
ている。なお、抵抗１５４と抵抗１６６、抵抗１７０と
抵抗１７２の電気抵抗は各々等しくされている。

【０１０３】駆動回路１４２では、図５に示す駆動回路
６６と同様に、オペアンプ３８、ダイオード４０、コン
デンサ４２及び抵抗４４によって信号出力手段が構成さ
れており、この信号出力手段から出力された信号Ｖ
_Cは、変動幅検出回路のオペアンプ１４４、１５６に各
々入力される。

【０１０４】オペアンプ１４４、ダイオード１４６、コ
ンデンサ１４８、抵抗１５０及びオペアンプ１５２から
成る回路（以下、最大値検出回路と称する）は、図３に
示す駆動回路３０の信号出力手段に相当する回路と同じ
構成であり、信号Ｖ_Cの電圧レベルがコンデンサ１４８
の両端の電圧よりも高い場合には極めて小さな時定数で
コンデンサ１４８を充電し、信号Ｖ_Cの電圧レベルがコ
ンデンサ１４８の両端の電圧よりも低い場合には抵抗１
５０を介して徐々に放電する。オペアンプ１５２から出
力される信号の電圧レベルはコンデンサ１４８の両端の
電圧に一致するので、最大値検出回路からは信号Ｖ_Cの
電圧レベルの最大値に相当する電圧レベルの信号Ｖ_max
が出力される。

【０１０５】一方、オペアンプ１５６、ダイオード１５
８、コンデンサ１６０、抵抗１６２及びオペアンプ１６
４から成る回路（以下、最小値検出回路と称する）は、
最大値検出回路と比較してダイオード１５８の向きが逆
で、かつコンデンサ１６０及び抵抗１６２が定電圧電源
に接続されているので、一端が定電圧電源に接続された
コンデンサ１６０の他端側の電位が信号Ｖ_Cの電圧レベ
ルよりも高い場合には、極めて小さな時定数で前記コン
デンサ１６０の他端側の電位を低下させ、前記他端側の
電位が信号Ｖ_Cの電圧レベルよりも低い場合には、抵抗
１６２によって前記他端側の電位を徐々に上昇させる。
オペアンプ１６４から出力される信号の電圧レベルはコ
ンデンサ１６０の前記他端側の電位に一致するので、最
小値検出回路からは信号Ｖ_Cの電圧レベルの最小値に相
当する電圧レベルの信号Ｖ_minが出力される。

【０１０６】最大値検出回路及び最小値検出回路から出
力された信号は抵抗１５４、１６６を介してオペアンプ
１６８に入力される。前述のように、抵抗１５４と抵抗
１６６、抵抗１７０と抵抗１７２の電気抵抗が各々等し
くされているので、オペアンプ１６８は減算回路として
動作し、抵抗１５４、１６６の電気抵抗をＲ₁、抵抗１
７０、１７２の電気抵抗をＲ₂とすると、オペアンプ１
６８から出力される信号の電圧レベルＶ_widは、

【０１０７】

【数３】

【０１０８】となり、信号Ｖ_Cの電圧レベルの最大値と
最小値との差、すなわち信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅
に対応する電圧レベルの信号が出力される。この信号が
抵抗４８、コンデンサ５４及びオペアンプ５０から成る
積分回路に入力され、変動幅の基準値（図１に示すｄ₀
に相当）と比較されることにより、信号Ｖ_Cの変動幅の
大きさに応じて駆動信号の周波数が変更されることにな
る。駆動回路１４２は第３及び第４実施例で説明した駆
動回路と比較して構成が複雑ではあるが、信号出力手段
から出力された信号Ｖ_Cの電圧レベルの変動幅を正確に
求めることができ、この変動幅に応じて駆動信号の周波
数を精度良く制御することができる。

【０１０９】このように、請求項３の発明に係る周波数
制御手段は、信号出力手段から出力された信号のレベル
の最大値を検出する最大値検出手段と、信号出力手段か
ら出力された信号のレベルの最小値を検出する最小値検
出手段と、検出された最小値と最大値との差を演算する
演算手段と、演算された差が基準値を越えていれば駆動
信号の周波数を高くし、前記差が基準値未満であれば駆
動信号の周波数を低くする制御手段と、により構成する
こともできる。

【０１１０】なお、駆動回路１４２において、オペアン
プ３８、ダイオード４０、コンデンサ４２及び抵抗４４
から成る信号出力手段に相当する回路は、図３に示した
駆動回路３０の信号出力手段に相当する部分の回路や、
図６に示した駆動回路６８の信号出力手段に相当する部
分の回路に置き換えることも可能である。

【０１１１】また、上記では本発明に係る超音波モータ
の駆動回路をアナログ回路で構成した場合を例に説明し
たが、上述の各駆動回路の一部をマイクロコンピュータ
又はディジタル回路で置き換え、上記で説明した各駆動
回路の動作の一部をマイクロコンピュータ又はディジタ
ル回路で行わせるようにしてもよいことは言うまでもな
い。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、信号出力手段を、検出信号のレベルが出力信号のレ
ベルを越えている場合には出力信号のレベルを検出信号
のレベルに一致させ、検出信号のレベルが出力信号のレ
ベル未満の場合には出力信号のレベルを所定値以下の減
少速度で減少させるように構成し、信号出力手段から出
力された信号の平均的なレベルが基準レベルを越えてい
れば駆動信号の周波数を高くし、信号出力手段から出力
された信号の平均的なレベルが前記基準レベル未満であ
れば駆動信号の周波数を低くするようにしたので、超音
波モータに可聴音が発生する際の検出信号のレベルが所
定レベルを越えている期間が非常に短い場合にも、可聴
音を顕著に発生させることなく超音波モータを駆動する
ことができる、という優れた効果が得られる。

【０１１３】請求項３記載の発明は、信号出力手段を、
検出信号のレベルが出力信号のレベルを越えている場合
には出力信号のレベルを検出信号のレベルに一致させ、
検出信号のレベルが出力信号のレベル未満の場合には出
力信号のレベルを所定値以下の減少速度で減少させるよ
うに構成し、信号出力手段から出力された信号のレベル
の変動幅が基準値を越えていれば駆動信号の周波数を高
くし、信号出力手段から出力された信号のレベルの変動
幅が基準値未満であれば駆動信号の周波数を低くするよ
うにしたので、超音波モータに可聴音が発生する際の検
出信号のレベルが所定レベル以下で継続する場合にも、
可聴音を顕著に発生させることなく超音波モータを駆動
することができる、という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を説明するための、（Ａ）は検出
信号の波形の乱れが無く駆動信号の周波数が駆動周波数
帯域よりも高い場合、（Ｂ）は波形の乱れが無く周波数
が最適駆動周波数の場合、（Ｃ）は波形の乱れが有り振
幅が大きいパルスのパルス幅Ｄが広い場合、（Ｄ）は波
形の乱れが有り前記パルス幅Ｄが狭い場合における信号
出力手段からの出力信号の波形を示す波形図である。

【図２】本実施例に係る超音波モータの概略構成を示す
斜視図である。

【図３】第１実施例に係る超音波モータの駆動回路を示
す回路図である。

【図４】第１実施例の作用として、（Ａ）は検出信号に
波形乱れが無い場合、（Ｂ）は検出信号に波形乱れが有
る場合、（Ｃ）は検出信号に波形乱れがありかつ振幅大
のパルスのパルス幅Ｄが狭い場合の各信号の波形を示す
波形図である。

【図５】信号出力手段の他の構成を示す超音波モータ駆
動回路を示す回路図である。

【図６】信号出力手段の他の構成を示す超音波モータ駆
動回路を示す回路図である。

【図７】周波数制御手段の他の構成を示す超音波モータ
駆動回路の回路図である。

【図８】第２実施例に係る超音波モータ駆動回路の回路
図である。

【図９】第３実施例に係る超音波モータ駆動回路を示す
回路図である。

【図１０】第３実施例に係る信号変換回路を示す回路図
である。

【図１１】第３実施例の作用として、（Ａ）は検出信号
に波形乱れが無い場合、（Ｂ）は検出信号に波形乱れが
有る場合、（Ｃ）は検出信号に波形乱れがありかつ振幅
が全体的に小さい場合の各信号の波形を示す波形図であ
る。

【図１２】第４実施例に係る超音波モータ駆動回路を示
す回路図である。

【図１３】超音波モータ駆動回路の構成の他の例を示す
回路図である。

【図１４】超音波モータ駆動回路の構成の他の例を示す
回路図である。

【図１５】超音波モータ駆動回路の構成の他の例を示す
回路図である。

【図１６】駆動信号の周波数の変化に伴う超音波モータ
のインピーダンスの変化、共振周波数、可聴音発生帯
域、駆動周波数帯域等を示す線図である。

【図１７】従来の問題点として、従来の周波数制御にお
ける（Ａ）は検出信号に波形乱れが無い場合、（Ｂ）は
検出信号に波形乱れが有る場合、（Ｃ）は検出信号に波
形乱れがありかつ従来の所定レベルを越えている期間が
短い場合の各信号の波形を示す波形図である。

【符号の説明】

１０超音波モータ２６センサ電極３０駆動回路６６駆動回路６８駆動回路８０駆動回路１２０駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定周波数の超音波モータ駆動信号を出
力する駆動信号出力手段と、前記超音波モータのステータの振動を検出し前記振動に
応じた振幅の検出信号を出力する検出手段と、検出信号のレベルが出力信号のレベルを越えている場合
には前記出力信号のレベルを検出信号のレベルに一致さ
せ、検出信号のレベルが出力信号のレベル未満の場合に
は出力信号のレベルを所定値以下の減少速度で減少させ
る信号出力手段と、前記信号出力手段から出力された信号の平均的なレベル
が基準レベルを越えていれば前記駆動信号の周波数を高
くし、信号出力手段から出力された信号の平均的なレベ
ルが前記基準レベル未満であれば前記駆動信号の周波数
を低くする周波数制御手段と、を含む超音波モータの駆動回路。
【請求項２】前記周波数制御手段は、前記信号出力手
段から出力された信号のレベルが所定レベルを越えてい
る期間と、前記信号のレベルが前記所定レベル未満の期
間と、の割合に基づいて、前記信号出力手段から出力さ
れた信号の平均的なレベルを判断する、ことを特徴とする請求項１記載の超音波モータの駆動回
路。
【請求項３】所定周波数の超音波モータ駆動信号を出
力する駆動信号出力手段と、前記超音波モータのステータの振動を検出し前記振動に
応じた振幅の検出信号を出力する検出手段と、検出信号のレベルが出力信号のレベルを越えている場合
には前記出力信号のレベルを検出信号のレベルに一致さ
せ、検出信号のレベルが出力信号のレベル未満の場合に
は出力信号のレベルを所定値以下の減少速度で減少させ
る信号出力手段と、前記信号出力手段から出力された信号のレベルの変動幅
が基準値を越えていれば前記駆動信号の周波数を高く
し、信号出力手段から出力された信号のレベルの変動幅
が前記基準値未満であれば前記駆動信号の周波数を低く
する周波数制御手段と、を含む超音波モータの駆動回路。
【請求項４】前記周波数制御手段は、前記信号出力手
段から出力された信号から直流分を除去し該直流分を除
去した信号を該信号のレベルのピーク付近で平滑化した
信号のレベルに基づいて、前記信号出力手段から出力さ
れた信号のレベルの変動幅を判断する、ことを特徴とする請求項３記載の超音波モータの駆動回
路。
【請求項５】前記周波数制御手段は、前記信号出力手
段から出力された信号から直流分を除去した信号のレベ
ルが所定レベルを越えている期間と、前記直流分を除去
した信号のレベルが前記所定レベル未満の期間と、の割
合に基づいて、前記信号出力手段から出力された信号の
レベルの変動幅を判断する、ことを特徴とする請求項３記載の超音波モータの駆動回
路。