WO2021100438A1

WO2021100438A1 - 圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システム

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Publication number: WO2021100438A1
Application number: PCT/JP2020/040714
Authority: WO
Inventors: 安倍　浩信; 佐藤　正啓; 紘也竹中
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2021-05-27
Also published as: US20220393093A1; DE112020005701T5

Abstract

本発明は、圧電素子を最大振幅状態で振動させることができる圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムである。前記圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部と、前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部とを備えている。

Description

圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システム

　本開示は、圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムに関する。

　特許文献１には、圧電素子を駆動する圧電素子駆動回路が開示されている。この圧電素子駆動回路は、圧電素子の出力側の電圧を計測し、計測できた圧電素子の出力側の電圧計測値と目標電圧値との差分を求めて、その差分が小さくなるように、波形生成手段が圧電素子の入力側に供給する電圧をフィードバック制御する。

特開２０１８－７９４７０号公報

　従来の圧電素子駆動回路は、最適な駆動状態にフィードバック制御することが困難であるという問題を有している。

　本開示の目的は、最適な駆動状態にフィードバック制御することができる圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを提供することにある。

　本開示の一態様による圧電アクチュエータの駆動方法は、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得し、前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する。

　本開示の一態様による圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部と、前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部とを備える。

　本開示の一態様による圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子と、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部、及び前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部を有する圧電アクチュエータの駆動回路とを備える。

本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その１）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その２－１）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その２－２）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その２－３）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その２－４）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その３－１）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その３－２）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その３－３）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その３－４）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その４）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その５）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その６）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理を説明するための図（その７）である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの圧電素子の概略構成を示す図である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの圧電素子の変位を説明するための模式図である。本開示の第１実施形態によるアクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムにおける動作情報の取得期間を説明するための図である。本開示の第１実施形態によるアクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムにおけるフィードバック制御の具体例１を説明するための図である。本開示の第１実施形態によるアクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムにおけるフィードバック制御の具体例２を説明するための図である。本開示の第１実施形態の変形例１による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムに設けられた駆動電流抽出部の回路構成の一例を示す図である。本開示の第１実施形態の変形例２によるアクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムにおけるフィードバック制御を説明するための図である。本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の流れの一例を示すフローチャートである。本開示の第２実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの駆動対象である圧電ポンプの概略構成を示す図である。本開示の第２実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを説明するための図であって、圧電素子を駆動するための駆動電圧の電圧波形及び圧電ポンプの吐出圧及び空気の流量変化の波形の一例を模式的に示している。本開示の第３実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの駆動対象である圧電ポンプの概略構成を示す図である。本開示の第３実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを説明するための図であって、圧電素子を駆動するための駆動電圧の電圧波形及び圧電素子からの反射光量に基づく電圧の電圧波形の一例を模式的に示している。本開示の第４実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの駆動対象である位置決め機構の概略構成を示す図である。本開示の第４実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを説明するための図であって、位置決め機構の移動量に基づく電圧の電圧波形の一例を模式的に示している。本開示の第４実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを説明するための図であって、圧電素子を駆動するための駆動電圧の電圧波形及び位置決め機構の移動量に基づく微分電圧の電圧波形の一例を模式的に示している。

　以下、本開示を実施するための形態（実施形態）について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。

　圧電素子が駆動される駆動周期の一周期は、圧電素子が「変位していない状態（定常状態）→一方向への変位が最大の状態→定常状態→一方向とは逆方向への変位が最大の状態→定常状態」という一連の動作を行う期間である。圧電アクチュエータは、このような一連の動作を繰り返し実行する圧電素子を駆動源とするアクチュエータである。圧電素子の変位の最大値が大きいほど、圧電アクチュエータが設けられる機器の出力が大きくなる。すなわち、圧電素子が振動している際の最大振幅の値が大きいほど、圧電アクチュエータが設けられる機器の出力が大きくなる。このため、本開示に係る圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子の変位の最大値が目標値（例えば設計値）の状態で当該一連の動作を繰り返すように圧電アクチュエータに設けられた圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する。圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子の動作に関する動作情報に基づいて駆動パラメータをフィードバック制御するので、圧電素子を所望の値（例えば最大値）で変位させるための動作情報を取得する必要がある。

　そこで、本開示に係る圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での当該圧電素子の動作に関する動作情報を取得し、取得した動作情報に基づいて当該圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御するようになっている。

　このように、本開示に係る圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での当該圧電素子の動作に関する動作情報を取得することを基本原理としている。

〔第１実施形態〕
　本開示の第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの説明に当たって、圧電アクチュエータの駆動方法の基本原理について図１から図７を用いて説明する。

　図１は、圧電アクチュエータを有する圧電ポンプの吐出圧の周波数特性と、当該圧電アクチュエータに設けられた圧電素子を駆動するための駆動電圧に対する圧電素子に流れる駆動電流の位相差（以下、「駆動信号の位相差」と称する場合がある）の周波数特性とを示すグラフである。駆動電圧は、圧電素子を変位させるために圧電素子に印加される電圧である。駆動電流は、圧電素子の容量成分を充電する電流と、圧電素子の変位に基づく圧電効果とによって圧電素子に流れる電流である。図１中に示すグラフの横軸は、圧電ポンプに設けられた圧電素子を駆動するための駆動電圧の駆動周波数を表し、当該グラフの左側の縦軸は、圧電ポンプの吐出圧（圧電ポンプ吐出圧）［ａ．ｕ．］（任意単位）を表し、当該グラフの右側の縦軸は、圧電素子の駆動信号の位相差［°］を表している。位相差は、駆動電圧の位相に対して駆動電流の位相が進む場合を正とし、当該位相が遅れる場合を負としている。図１中に示す曲線「Ｐ」は、当該圧電ポンプ吐出圧の周波数特性の実測値を示している。図１中に示す曲線「ｐｈ」は、駆動信号の位相差の周波数特性の実測値を示している。

　図１に示すように、圧電ポンプ吐出圧は、出力を最大化せしめる周波数（以下、「出力最大周波数」と称する場合がある）を含む周波数特性Ｐを有している。図１では、周波数特性Ｐにおいて、出力最大周波数が「ｆｃ」で示されている。出力最大周波数ｆｃは、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子が最大の振幅で動作する周波数である。圧電ポンプは、圧電素子が最大の振幅で動作する場合に最大の出力が得られる。圧電素子の出力最大周波数ｆｃは、圧電ポンプ吐出圧が最大値となる例えば２４ｋＨｚである。圧電素子の駆動周波数が出力最大周波数ｆｃと同じ値の場合に、圧電素子の発生力が最大となり、圧電ポンプの吐出圧が最大値となる。圧電ポンプの出力は、吐出圧の最大値で最大となる。

　図１に示すように、駆動信号の位相差は、駆動周波数が低周波側及び高周波側で最大となり、駆動周波数が圧電素子の出力最大周波数ｆｃよりも高い第一周波数ｆ１（例えば２５ｋＨｚ）で最小となる周波数特性ｐｈを有している。駆動信号の位相差は、駆動周波数が圧電素子の出力最大周波数ｆｃよりも低い第二周波数ｆ２（例えば２０ｋＨｚ）を越えると、低周波側における最大値から第一周波数ｆ１での最小値まで単調に小さくなる。このため、圧電素子の出力最大周波数ｆｃは、第一周波数ｆ１と第二周波数ｆ２との間の周波数となる。圧電素子の駆動周波数が第一周波数ｆ１の場合に、圧電素子の駆動信号の位相差が例えば－１０°となる。このため、圧電素子の駆動信号において、圧電素子の駆動周波数が第一周波数ｆ１の場合に、圧電素子に流れる駆動電流の位相が圧電素子を駆動するための駆動電圧の位相よりも１０°遅れ、位相差の絶対値は最小になる。

　圧電ポンプなどの圧電アクチュエータを駆動源とする機器の技術分野では、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の駆動信号の位相差を最小値にする、すなわち駆動電流を最大にする周波数を与えることで当該機器の最大出力を得る、というのが従来の技術常識であった。しかしながら、本開示をする者らは、鋭意検討した結果、図１に示すように、機器（図１では圧電ポンプ）の出力が最大となる圧電素子の出力最大周波数ｆｃにおいて、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の駆動信号の位相差の絶対値が最小にならないことを見出した。図１に示す例では、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の駆動信号の位相差は、第一周波数ｆ１において－１０°となるのに対し、圧電ポンプの出力が最大となる駆動周波数（圧電素子の出力最大周波数ｆｃと同一の周波数）で位相差β（例えば－３０°）となる。

　ここで、容量性負荷に方形の交流電圧を駆動電圧として印加した場合の当該容量性負荷に流れる駆動電流の電流波形について図２Ａから図２Ｄ及び図３Ａから図３Ｄを用いて説明する。

　図２Ａから図２Ｄは、コンデンサＣ１及び抵抗素子Ｒ１によって構成される並列回路ＰＬＣを負荷とした場合の駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形を説明する図である。図２Ａは、負荷としての並列回路ＰＬＣの等価回路を示す図である。図２Ｂから図２Ｄは、図２Ａに示す並列回路ＰＬＣを駆動するための駆動電圧と、並列回路ＰＬＣに流れる駆動電流との位相差を変更した場合の当該駆動電流の電流波形を模式的に示す図である。図２Ｂは、当該位相差が最小となる場合の駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形を示し、図２Ｃは、並列回路ＰＬＣの共振周波数（図１に示す位相差βに相当）での駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形を示し、図２Ｄは、当該位相差が－８０°程度の場合の駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形を示している。なお、当該位相差は、駆動電圧の位相に対して駆動電流の位相が進んでいる場合を正とし、駆動電圧の位相に対して駆動電流の位相が進んでいる場合を負とする。

　図３Ａから図３Ｄは、圧電アクチュエータＰＺＡを負荷とした場合の圧電素子２１に流れる駆動電流Ｉｐｚの電流波形を説明する図である。図３Ａは、負荷としての圧電アクチュエータＰＺＡの動作状態を模式的に示す図である。図３Ｂから図３Ｄは、図３Ａに示す圧電アクチュエータＰＺＡを駆動するために印加する駆動電圧と、圧電アクチュエータＰＺＡに設けられた圧電素子ＰＺに流れる駆動電流Ｉｐｚとの位相差を変更した場合の駆動電流Ｉｐｚの電流波形を模式的に示す図である。図３Ｂは、当該位相差が最小となる場合の駆動電流Ｉｐｚの電流波形を示している。図３Ｃは、圧電アクチュエータＰＺＡに設けられた圧電素子ＰＺの出力最大周波数（図１に示す位相差βに相当）での駆動電流Ｉｐｚの電流波形を示している。図３Ｄは、当該位相差が－８０°程度での駆動電流Ｉｐｚの電流波形を示している。なお、当該位相差は、駆動電圧の位相に対して駆動電流の位相が進んでいる場合を正とし、駆動電圧の位相に対して駆動電流の位相が進んでいる場合を負とする。

　図２Ａに示すように、コンデンサＣ１は、印加される駆動電圧の周波数に応じてインピーダンスが変化する素子である。また、抵抗素子Ｒ１は、容量成分を有するため、コンデンサＣ１ほどではないが、印加される駆動電圧の周波数に応じてインピーダンスが変化する素子である。このため、並列回路ＰＬＣに印加される駆動電圧と、並列回路ＰＬＣに流れる駆動電流との位相差も周波数に応じて変化する。

　並列回路ＰＬＣの容量成分と並列回路ＰＬＣを駆動する駆動回路（不図示）の誘導性成分とによって共振回路が形成される。当該共振回路は、駆動電圧と駆動電流との位相差がゼロの場合に共振状態となる。駆動電圧の極性が切り替わる際に、コンデンサＣ１に充放電電流が流れる。並列回路ＰＬＣのインピーダンスは、駆動電圧の周波数が出力最大周波数ｆｃから離れるほど、コンデンサＣ１の容量性成分が支配的となる。このため、駆動電圧の極性が切り替わる際に並列回路ＰＬＣに流れる駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形は、容量成分が大きくなるほど大きい電流量の充放電電流が流れる（図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄ中に示す矢印Ｙｃ参照）。

　駆動電圧が一定となる電圧一定期間では、駆動電圧は直流の電圧と看做すことができるので、並列回路ＰＬＣを駆動する駆動回路（不図示）の誘導性成分は無視することができる。また、駆動電圧が一定となる電圧一定期間では、コンデンサＣ１には、駆動電流がほとんど流れない。このため、駆動電圧の電圧一定期間において、駆動電流のほとんどは、抵抗素子Ｒ１に流れてほぼ一定となる（図２Ｂから図２Ｄ中の矢印Ｙｒ参照）。駆動電圧の周波数が並列回路ＰＬＣの共振周波数と同じである場合、並列回路ＰＬＣのインピーダンスは、最も小さくなり、抵抗素子Ｒの抵抗値とほぼ同じ値になる。一方、出力最大周波数ｆｃから離れて並列回路ＰＬＣが容量性になるほど、並列回路ＰＬＣのインピーダンスは大きくなる。このため、駆動電圧の電圧一定期間における駆動電流は、駆動電圧の周波数が共振周波数と同じ場合に最も大きくなり（図２Ｂ参照）、駆動電圧の周波数が低いほど小さくなる（図２Ｃ及び図２Ｄ参照）。

　並列回路ＰＬＣの駆動電圧が負の電圧から正の電圧（又は正の電圧から負の電圧）に切り替わるタイミングから次に負の電圧から正の電圧（又は正の電圧から負の電圧）に切り替わるタイミングまでの期間を、並列回路ＰＬＣの駆動電圧の一周期とする。駆動電圧の一周期に対応して並列回路ＰＬＣに流れる駆動電流の電流量（すなわち駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形の積分値）が最大になるのは、図２Ｂから図２Ｄに示す駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形のうち、駆動電圧との位相差が最も大きい、図２Ｄに示す駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形となる場合である。

　ところで、圧電アクチュエータＰＺＡに設けられた圧電素子ＰＺは、容量成分及び抵抗成分の並列回路で表すことができる。このため、図３Ｂから図３Ｄに示すように、負荷として圧電アクチュエータＰＺＡが用いられている場合に圧電素子ＰＺに流れる駆動電流Ｉｐｚは、並列回路ＰＬＣに流れる駆動電流Ｉｐｌｃと同じ傾向の電流波形を有する。すなわち、圧電素子ＰＺには、圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧の極性が反転する際に相対的に大きな電流が流れる。

　図３Ａに示すように、圧電アクチュエータＰＺＡに設けられた圧電素子ＰＺは、駆動電圧が極性反転した後に一定となっても、駆動電圧が極性反転したことに伴って開始される機械的な変動を継続する。このため、図３Ｂから図３Ｄに示すように、圧電素子ＰＺは、抵抗素子Ｒ１と異なり、駆動電圧が一定となっても、機械的な変動による圧電効果によって電流値が変化する（図３Ｂから図３Ｄに示す矢印Ｙｒ参照）。また、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、圧電素子ＰＺの駆動電圧の電圧一定期間おける駆動電流の電流量（すなわち駆動電流の電流波形の積分値）は、圧電素子ＰＺに設けられた圧電素子の駆動電圧と駆動電流との位相差が最も小さくなる周波数よりも低い周波数の駆動電圧で圧電素子ＰＺが駆動された場合（図３Ｃ参照）に最大となる。

　ここで、並列回路ＰＬＣと同様に、圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧が負の電圧から正の電圧（又は正の電圧から負の電圧）に切り替わるタイミングから次に負の電圧から正の電圧（又は正の電圧から負の電圧）に切り替わるタイミングまでの期間を、圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧の一周期（すなわち駆動周期の一周期）とする。圧電素子ＰＺの駆動周期の一周期に対応して圧電素子ＰＺに流れる駆動電流の電流量（すなわち駆動電流Ｉｐｚの電流波形の積分値）が最大になるのは、図３Ｂから図３Ｄに示す駆動電流Ｉｐｚの電流波形のうち、駆動電圧との位相差が最も大きい、図３Ｄに示す駆動電流Ｉｐｚの電流波形となる場合である。

　圧電アクチュエータが設けられた機器は、圧電アクチュエータの機械的変動を利用して所定の出力を得る。したがって、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の発生力が最大となる場合に、圧電アクチュエータが設けられた機器は、最大の出力が得られる。図３Ｂから図３Ｄに示す駆動電流Ｉｐｚの電流波形は、圧電アクチュエータＰＺＡに設けられた圧電素子ＰＺの変位による圧電効果に基づく期間と、駆動電圧の極性反転に基づく期間と、に区別することができる。圧電素子ＰＺの変位による圧電効果に基づく期間は、駆動周期のうちの駆動電圧の電圧一定期間であり、駆動電圧の極性反転に基づく期間は、駆動周期のうちの残余の期間である。図２Ｂから図２Ｄ及び図３Ｂから図３Ｄを比較して明らかなように、圧電素子ＰＺに流れる駆動電流Ｉｐｚの電流波形と、並列回路ＰＬＣに流れる駆動電流Ｉｐｌｃの電流波形とは、駆動周期のうちの駆動電圧の電圧一定期間において異なっている。つまり、圧電素子ＰＺの駆動周期のうちの駆動電圧の電圧一定期間が圧電素子ＰＺの変位が反映された期間であり、圧電アクチュエータが設けられた機器の出力に寄与する期間である。したがって、圧電素子ＰＺの駆動周期のうちの駆動電圧の電圧一定期間に対応する駆動電流の電流量（すなわち駆動電流の電流波形の積分値）を取得する必要がある。

　圧電素子ＰＺの機械的変動の変位は、圧電素子ＰＺの駆動信号の位相差が最小の場合に最大とならない。このため、圧電素子ＰＺの駆動信号の位相差が最小の場合に、圧電アクチュエータＰＺＡの駆動電圧の電圧一定期間の駆動電流の電流量を取得しても、圧電素子ＰＺの機械的変動の変位が最大となる状態を検出できない。

　また、圧電素子ＰＺの機械的変動の変位は、圧電素子ＰＺの駆動電圧の一周期に対応する圧電素子ＰＺに流れる駆動電流の電流量が最大の場合に最大とならない。このため、圧電素子ＰＺの駆動電圧の一周期に対応する圧電素子ＰＺの駆動電流の最大電流量を取得しても、圧電素子ＰＺの機械的変動の変位が最大となる状態を検出できない。

　そこで、圧電素子の機械的変動の変位が最大となる状態を検出できる圧電素子の駆動電流の取得範囲について図４から図７を用いて説明する。図４は、圧電アクチュエータを有する圧電ポンプを駆動するための駆動電圧及び圧電ポンプに流れる駆動電流の実測波形を示す図である。図４中の「駆動電圧」は、圧電ポンプを駆動するために圧電アクチュエータに設けられた圧電素子に印加される駆動電圧を表し、図４中の「駆動電流」は、当該圧電素子に流れる駆動電流を表している。図４中に示す曲線「Ｉｒ」は、圧電ポンプ吐出圧が最大になる場合（すなわち当該圧電素子が最大の振幅で動作している場合）の当該圧電素子の駆動電流を表している。図４中に示す曲線「Ｉｎｒ」は、当該圧電素子の出力最大周波数よりも低い周波数で振動している場合の駆動電流を表している。図４中に示す破線の四角枠「ＥＰａ」は、駆動電流を取得する期間を表し、駆動周期の一周期の全区間に相当する。図４中に示す実線の四角枠「ＥＰｐ」は、駆動電流を取得する期間を表し、駆動周期の一周期のうちの一部の部分区間を表している。

　図５及び図６は、圧電ポンプに設けられた圧電アクチュエータに設けられた圧電素子を駆動するための駆動電圧の駆動周波数に対する圧電ポンプ吐出圧及び当該圧電素子に流れる駆動電流の電流量の関係を示す図である。図５は、図４中に示す全区間ＥＰａで駆動電流Ｉｒを取得した場合の当該関係を示す図であり、図６は、図４中に示す部分区間ＥＰｐで駆動電流Ｉｒを取得した場合の当該関係を示す図である。図５及び図６中に示すグラフの横軸は、駆動周波数を表している。図５及び図６中に示すグラフの左側の縦軸は、圧電ポンプ吐出圧［ａ．ｕ．］（任意単位）を表している。図５及び図６中に示すグラフの右側の縦軸は、駆動電流のＡＤＣ取得値［ａ．ｕ．］（任意単位）を表している。ＡＤＣ取得値は、駆動電流の電流量をアナログデジタル変換（ＡＤＣ）することによって得られた当該電流量を示すデジタル値である。図５及び図６中に示す■印を結ぶ曲線「Ｐ」は、圧電ポンプ吐出圧の周波数特性を示している。図５及び図６中に示す◇印を結ぶ曲線「Ｉｓ」は、駆動電流の周波数特性を示している。

　図４に示すように、圧電ポンプ吐出圧が最大の場合に圧電素子に流れる駆動電流Ｉｒは、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子が最大出力周波数よりも低い周波数で振動している場合に流れる駆動電流Ｉｎｒよりも、当該駆動電圧の一周期における電流量が少なくなる。しかしながら、図３を用いて説明したように、圧電素子が出力最大周波数よりも低い周波数で振動している場合、圧電素子に流れる駆動電流は容量性成分による電流である。このため、駆動電圧の一周期における圧電素子に流れる駆動電流の電流量が多くても、当該圧電素子の振動は、圧電ポンプの動作にほとんど寄与しない。そこで、本実施形態では、駆動電圧の一周期における圧電素子に流れる駆動電流の電流量が少なくなるものの、当該圧電素子の振動が圧電ポンプの動作に寄与する駆動電流Ｉｒが動作情報を取得するために用いられる。

　図５に示すように、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の駆動周期の一周期に相当する全区間ＥＰａで駆動電流Ｉｒを取得すると、圧電ポンプ吐出圧の周波数特性Ｐと、駆動電流Ｉｒの周波数特性Ｉｓとは、駆動周波数が２３．０ｋＨｚから２３．３ｋＨｚではほぼ同じ特性を有している。しかしながら、圧電ポンプ吐出圧の周波数特性Ｐと、駆動電流Ｉｒの周波数特性Ｉｓとは、駆動周波数が２３．３ｋＨｚよりも高くなると、異なる周波数特性を有している。具体的には、圧電ポンプ吐出圧の周波数特性Ｐは、駆動周波数が２３．５ｋＨｚから２３．６ｋＨｚ程度までは上昇し、駆動周波数が２３．６ｋＨｚよりも高くなると単調に減少する特性を有している。これに対し、駆動電流Ｉｒの周波数特性Ｉｓは、駆動周波数が２３．５ｋＨｚよりも高くなると単調に減少する特性を有している。このように、駆動電流Ｉｒが最大になる周波数と、圧電ポンプ吐出圧が最大になる周波数とが異なることから、駆動電流Ｉｒの周波数特性Ｉｓでは、圧電ポンプ吐出圧を最大にする周波数を取得することができない。

　一方、図６に示すように、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の駆動周期の一周期の一部に相当する部分区間ＥＰｐで駆動電流Ｉｒを取得すると、圧電ポンプ吐出圧の周波数特性Ｐと、駆動電流Ｉｒの周波数特性Ｉｓとは、駆動周波数が２３．３ｋＨｚよりも高くなると、ほぼ同じ周波数特性を有している。特に、圧電ポンプ吐出圧の周波数特性Ｐと、駆動電流Ｉｒの周波数特性Ｉｓとは、圧電ポンプ吐出圧が最大になる２３．８ｋＨｚ前後でほぼ同じ周波数特性を有している。

　したがって、圧電アクチュエータが設けられた機器（図４から図６では圧電ポンプ）の最大出力を得るためには、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の発生力が最大となる周波数を取得できる時の、駆動周期の一周期の一部に相当する部分区間の駆動電流の電流量（すなわち駆動電流の積分値）を取得すればよい。

　図７は、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の駆動パラメータをフィードバック制御するための動作情報を取得する範囲を説明する図であって、当該圧電素子を駆動するための駆動電圧の電圧波形及び当該圧電素子に流れる駆動電流の電流波形の一例を模式的に示している。

　図１を用いて説明したように、圧電素子を駆動アクチュエータとする圧電アクチュエータでは、圧電素子の振幅が最大になる時の駆動信号の位相差は最小値にならない。圧電アクチュエータは、駆動電圧の位相に対して駆動電流の位相が所定値だけ遅れた場合に圧電素子の振幅が最大の状態となる。本実施形態では、圧電素子の駆動パラメータをフィードバック制御するための動作情報を振幅が最大状態の圧電素子に流れる駆動電流から取得するために、圧電素子を駆動するための駆動電圧の位相に対して位相が遅れている駆動電流が用いられる。圧電素子の出力最大周波数（すなわち、圧電素子が最大振幅で動作する周波数）と、圧電素子に流れる駆動電流の位相との関係は、圧電素子が設けられた圧電アクチュエータを所定環境下で動作させた実測値から取得されてもよいし、シミュレーションによって取得されてもよい。

　本実施形態では、圧電素子の発生力の最大時から当該圧電素子が駆動される駆動周期が半周期となる時点までの期間が、当該駆動周期の一周期における一部の期間として設定可能な最長期間となっている。ここで、圧電素子が最大振幅の状態で動作している時は、圧電素子の発生力の最大時に相当する。圧電素子を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚが矩形状の電圧波形を有する交流電圧であり、圧電素子に流れる駆動電流Ｉｐｚが圧電素子の機械的振動に相当した正弦波状になるとする。また、圧電素子の発生力の最大時において駆動電流Ｉｐｚの位相が駆動電圧Ｖｐｚの位相に対してβ遅れているとする。

　駆動電圧Ｖｐｚの極性が反転する時点を位相の基準とすると、図７に示すように、動作情報を取得するための駆動電流Ｉｐｚは、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する時点から位相β遅れた時点で電流値がゼロとなる電流波形を有することになる。また、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する際に圧電素子に流れる駆動電流は、圧電素子の振動にほとんど起因しない電流（この電流の電流成分の電流波形は不図示）である。このため、圧電素子の動作に関する動作情報を取得するための動作情報取得期間（圧電素子が駆動される駆動周期の一周期の一部の期間の一例）ＡＰとして設定可能な最長期間は、位相βから位相π又は位相β＋πから位相２πまでとなる。

　図６を用いて説明したように、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子を駆動するための駆動電圧（すなわち圧電素子の駆動周期）の一周期における一部の期間での駆動電流の電流量（すなわち駆動電流の電流波形の積分値）の周波数特性は、圧電アクチュエータが設けられた圧電ポンプの吐出圧が最大となる周波数帯で圧電ポンプの吐出圧の周波数特性とほぼ一致する。圧電素子が最大振幅で動作する際に当該圧電素子に流れる駆動電流の位相が駆動電圧の位相に対してβだけ遅れており、当該駆動電圧と当該駆動電流との位相差がΔβであるとする。この場合、本実施形態では、駆動電圧に対して遅れ位相であって位相差Δβの駆動電流の一周期における一部の期間での電流量が圧電素子の動作情報として取得される。取得された動作情報に基づいて駆動パラメータをフィードバック制御することにより、圧電アクチュエータが用いられた機器が最大出力で動作させることができる。

　図７に示すように、本実施形態では、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の駆動周期の一周期ＤＰの一部の期間に相当する動作情報取得期間ＡＰは、圧電素子を駆動するための駆動電圧の一周期ＤＰのうちの位相βから位相πまでの期間又は位相π＋βから位相２πまでの期間を最長期間として設定可能である。動作情報取得期間ＡＰを位相π＋βから位相２πまでの期間で設定した場合、取得された動作情報の値の正負を反転する必要があり、圧電アクチュエータの駆動回路に備えられて動作情報を取得する動作情報取得部（詳細は後述）の回路構成が複雑化する。このため、本実施形態では、動作情報取得期間ＡＰは、位相βから位相πまでの期間で設定されている。動作情報取得期間ＡＰは、位相βから位相πの間の期間又は位相π＋βから位相２πの間の期間であれば、設定される長さに制限はないが、可能な限り長い期間に設定された方が動作情報の精度が向上する。

（圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システム）
　次に、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムについて図８から図１４を用いて説明する。図８は、圧電アクチュエータの駆動回路１０及び圧電アクチュエータの駆動システム１の概略構成を示す回路図である。図９Ａは、圧電アクチュエータの駆動システム１に備えられた圧電素子２１の概略構成を示す図である。図９Ａ中の上段には、駆動電圧の印加方向に見た圧電素子２１が図示され、図９Ａ中の下段は、駆動電圧の印加方向に直交する方向に見た圧電素子２１が図示されている。図９Ｂは、圧電素子２１の変位状態を模式的に示す図である。図１０は、圧電アクチュエータの駆動回路１０に設けられた動作情報取得部１２の動作を説明する図である。図１０中の上段には、駆動電流の電流波形が図示され、図１０中の下段には、動作情報取得部１２に設けられたアナログデジタル変換部１２２におけるサンプリングタイミングが模式的に図示されている。

　図８に示すように、圧電アクチュエータの駆動システム１は、圧電素子２１と、圧電アクチュエータの駆動回路１０とを備えている。圧電アクチュエータの駆動システム１は、圧電素子２１を有する圧電アクチュエータ２０を備えている。圧電アクチュエータの駆動システム１は、圧電アクチュエータ２０の機械的な変位動作を駆動源として不図示の機器（例えば圧電ポンなど）を駆動するように構成されている。

　圧電アクチュエータの駆動回路１０は、圧電素子２１が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子２１の動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部（取得部の一例）１２を備えている。また、圧電アクチュエータの駆動回路１０は、動作情報に基づいて圧電素子２１を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部１１を備えている。また、圧電アクチュエータの駆動回路１０は、圧電素子２１に印加される駆動電圧を生成するＨブリッジ回路１３と、Ｈブリッジ回路１３の入出力端子Ｔａと圧電素子２１の第一電極２１２との間に設けられた抵抗素子１４と、Ｈブリッジ回路１３の入出力端子Ｔｂと圧電素子２１の第二電極２１３との間に設けられた抵抗素子１５とを備えている。抵抗素子１４の一端子は、圧電素子２１の第一電極２１２に接続され、抵抗素子１４の他端子は、Ｈブリッジ回路１３の入出力端子Ｔａに接続されている。抵抗素子１５の一端子は、圧電素子２１の第二電極２１３に接続され、抵抗素子１５の他端子は、Ｈブリッジ回路１３の入出力端子Ｔｂに接続されている。

　動作情報取得部１２は、抵抗素子１４の両端の電圧が入力される差動増幅部１２１と、差動増幅部１２１から出力されるアナログの出力信号をデジタルの出力信号に変換するアナログデジタル変換部（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＡＤＣ）１２２とを有している。以下、アナログデジタル変換部を「ＡＤＣ」と略記する場合がある。

　制御部１１は、例えばマイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｕｎｉｔ：ＭＣＵ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）で構成されている。制御部１１は、動作情報を取得するための駆動電流の位相βを所定の記憶領域に記憶している。また、制御部１１は、圧電アクチュエータ２０が設けられた機器の出力が最大となる駆動電流の目標電流値を所定の記憶領域に記憶している。当該記憶領域に記憶された位相β及び駆動電流の目標電流値は、圧電アクチュエータ２０が設けられた機器（圧電ポンプの場合は吐出圧）を所定環境下で動作させた実測値から取得されてもよいし、シミュレーションによって取得されてもよい。

　制御部１１は、圧電素子２１に流れる駆動電流を取得するタイミングを制御するためのタイミング制御信号を動作情報取得部１２に出力して当該タイミングを制御するように構成されている。また、制御部１１は、動作情報取得部１２から入力される圧電素子２１の駆動電流の電流値と、記憶領域に記憶している駆動電流の目標電流値との比較結果に基づいてＨブリッジ回路１３を制御するための駆動パルス信号を生成するように構成されている。さらに、制御部１１は、生成した駆動パルス信号をＨブリッジ回路１３に出力するように構成されている。

　図８に示すように、Ｈブリッジ回路１３は、直列に接続されたトランジスタ１３１及びトランジスタ１３２と、直列に接続されたトランジスタ１３３及びトランジスタ１３４とを有している。トランジスタ１３１，１３２，１３３，１３４は、例えばＮ型の電界効果トランジスタで構成されている。トランジスタ１３１及びトランジスタ１３２と、トランジスタ１３３及びトランジスタ１３４とは、並列に接続されている。Ｈブリッジ回路１３は、トランジスタ１３１及びトランジスタ１３２並びにトランジスタ１３３及びトランジスタ１３４と並列に接続された直流電源１３５を有している。

　直流電源１３５の正極側端子は、トランジスタ１３１のドレイン及びトランジスタ１３３のドレインに接続されている。直流電源１３５の負極側端子は、トランジスタ１３２のソース及びトランジスタ１３４のソースに接続されている。トランジスタ１３１のソースは、トランジスタ１３２のドレインに接続され、トランジスタ１３３のソースはトランジスタ１３４のドレインに接続されている。

　トランジスタ１３１のゲート及びトランジスタ１３４のゲートは、制御部１１の一方の出力端子に接続されている。トランジスタ１３２のゲート及びトランジスタ１３３のゲートは、制御部１１の他方の出力端子に接続されている。これにより、トランジスタ１３１及びトランジスタ１３４は、制御部１１から入力される駆動パルス信号の信号レベルが高レベルの場合にオン状態（導通状態）となり、当該駆動パルス信号の信号レベルが低レベルの場合にオフ状態（非導通状態）となる。また、トランジスタ１３２及びトランジスタ１３３は、制御部１１から入力される駆動パルス信号の信号レベルが高レベルの場合にオン状態（導通状態）となり、当該駆動パルス信号の信号レベルが低レベルの場合にオフ状態（非導通状態）となる。

　トランジスタ１３１のソース及びトランジスタ１３２のドレインの接続部がＨブリッジ回路１３の入出力端子Ｔａとなる。トランジスタ１３３のソース及びトランジスタ１３４のドレインの接続部がＨブリッジ回路１３の入出力端子Ｔｂとなる。

　制御部１１は、信号レベルを反転させた駆動パルス信号を一方の出力端子及び他方の出力端子から出力するように構成されている。このため、トランジスタ１３１及びトランジスタ１３４がオン状態になる場合にトランジスタ１３２及びトランジスタ１３３がオフ状態となり、トランジスタ１３１及びトランジスタ１３４がオフ状態になる場合にトランジスタ１３２及びトランジスタ１３３がオン状態となる。その結果、Ｈブリッジ回路１３は、トランジスタ１３１及びトランジスタ１３４がオン状態になる場合に、直流電源１３５の出力電圧と同じ電圧値であって入出力端子Ｔａが正となり入出力端子Ｔｂが負となる電圧を出力する。これにより、Ｈブリッジ回路１３は、「入出力端子Ｔａ→抵抗素子１４→圧電素子２１→抵抗素子１５→入出力端子Ｔｂ」の方向に流れる駆動電流を出力できる。また、Ｈブリッジ回路１３は、トランジスタ１３２及びトランジスタ１３３がオン状態になる場合に、直流電源１３５の出力電圧と同じ電圧値であって入出力端子Ｔｂが正となり入出力端子Ｔａが負となる電圧を出力する。これにより、Ｈブリッジ回路１３は、「入出力端子Ｔｂ→抵抗素子１５→圧電素子２１→抵抗素子１４→入出力端子Ｔａ」の方向に流れる駆動電流を出力できる。

　図９Ａに示すように、圧電素子２１は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成された圧電体２１１と、圧電体２１１を挟んで配置された第一電極２１２及び第二電極２１３とを有している。圧電体２１１は、例えば薄板円柱形状を有している。第一電極２１２は、圧電体２１１の一平面に接触して設けられ、第二電極２１３は、当該一平面の裏面に接触して設けられている。第一電極２１２は、薄板円形状の金属板で形成されている。第二電極２１３は、圧電体２１１とほぼ同じ厚さであって一回り大きい薄板円柱形状を有している。第二電極２１３は、例えば第一電極２１２と同じ材料の金属で形成されている。第一電極２１２は、第一電極２１２の外周部の一部に接続された配線２１４を介して抵抗素子１４（図９Ａでは不図示、図８参照）に接続されている。第二電極２１３は、第二電極２１３の側壁の一部に接続された配線２１５を介して抵抗素子１５（図９Ａでは不図示、図８参照）に接続されている。これにより、Ｈブリッジ回路１３（図９Ａでは不図示、図８参照）から出力される駆動電圧は、圧電体２１１の厚さ方向に印加される。

　図９Ａに示すように、圧電素子２１は、第一電極２１２が設けられた一平面に電極端子２１６を有していてもよい。電極端子２１６は、圧電素子２１の変位に起因して生じる電圧を検出するための端子である。電極端子２１６には、配線２１７が接続され、配線２１７と対になる配線２１８が第二電極２１３の側壁の他の一部に接続される。電極端子２１６及び第二電極２１３は、配線２１７，２１８を介して動作情報取得部１２に接続される。これにより、圧電素子２１は、変位に起因して生じる電圧を動作情報取得部１２に出力することができる。

　電極端子２１６を用いる場合、動作情報取得部１２は、圧電素子２１の振動又は変位によって発生する振動電圧を動作情報として取得してもよい。また、電極端子２１６を用いる場合、動作情報取得部１２は、圧電素子２１に流れる駆動電流及び圧電素子２１の振動によって発生する振動電圧を同時又は切り替えて動作情報として取得してもよい。

　図９Ｂに示すように、圧電素子２１は、駆動電圧の印加方向に応じて中心位置ＣＰから電圧の印加方向に変位する。例えば、第一電極２１２の方が第二電極２１３よりも電圧が高くなるように駆動電圧が印加された場合は、圧電素子２１は、例えば振動変位ＶＤ１の方向に変位する。第一電極２１２の方が第二電極２１３よりも電圧が低くなるように駆動電圧が印加された場合は、圧電素子２１は、例えば振動変位ＶＤ２の方向に変位する。本実施形態では、圧電アクチュエータの駆動回路１０は、駆動パラメータをフィードバック制御して、圧電素子２１の振動変位ＶＤ１，ＶＤ２が最大となる駆動電圧を圧電素子２１に印加するように構成されている。しかしながら、圧電アクチュエータの駆動回路１０は、駆動パラメータをフィードバック制御して、振動変位ＶＤ１又は振動変位ＶＤ２の一方に圧電素子２１を変位させ、かつこの変位が最大となる駆動電圧を圧電素子２１に印加するように構成されていてもよい。

　図８に戻って、動作情報取得部１２に設けられた差動増幅部１２１は、抵抗素子１４の両端の電圧が入力されるように構成されている。差動増幅部１２１の一方の入力端子は抵抗素子１４及びＨブリッジ回路１３の間に接続されている。差動増幅部１２１の他方の入力端子は、抵抗素子１４及び圧電素子２１の間に接続されている。より具体的には、差動増幅部１２１の一方の入力端子は、抵抗素子１４の一端子及び圧電素子２１の第一電極２１２に接続されている。差動増幅部１２１の他方の入力端子は、抵抗素子１４の他端子及びＨブリッジ回路１３の入出力端子Ｔａに接続されている。

　差動増幅部１２１は、一方の入力端子に入力される電圧から他方の入力端子に入力される電圧を減算した電圧を増幅してＡＤＣ１２２に出力するように構成されている。また、差動増幅部１２１は、例えば単電源の増幅器で構成されており、負の電圧を出力しないようになっている。このため、差動増幅部１２１は、一方の入力端子に入力される電圧よりも他方の入力端子に入力される電圧の方が高い場合には、電圧値によらずゼロボルトの電圧を出力する。このため、差動増幅部１２１は、圧電素子２１からＨブリッジ回路１３に向かって電流が流れることによって抵抗素子１４の両端子間に生じる電圧降下を検出することができる。一方、差動増幅部１２１は、Ｈブリッジ回路１３から圧電素子２１に向かって電流が流れることによって抵抗素子１４の両端子間に生じる電圧降下を検出しない。このように、動作情報取得部１２は、抵抗素子１４の電圧降下によって、圧電素子２１に流れる駆動電流を動作情報として取得するようになっている。差動増幅部１２１は、Ｈブリッジ回路１３と圧電素子２１との間に流れる一方向の駆動電流を検出するだけで十分に目的を達成する。このため、差動増幅部１２１は、単電源の増幅器で構成されることによって回路構成の簡略化が図られている。

　図８に示すように、ＡＤＣ１２２の入力端子は、差動増幅部１２１の出力端子に接続されている。これにより、差動増幅部１２１が出力する電圧がＡＤＣ１２２に入力されることができる。ＡＤＣ１２２は、制御部１１から入力されるサンプリング制御信号に基づいて、差動増幅部１２１から入力されるアナログ信号の電圧をデジタル信号に変換して制御部１１に出力するように構成されている。

　圧電アクチュエータの駆動回路１０は、圧電素子２１を駆動するための駆動周期の一部の期間での動作情報を取得するようになっている。上述のとおり、圧電アクチュエータの駆動回路１０は、動作情報の取得を制御部１１が制御するように構成されている。このため、制御部１１には、圧電素子２１を駆動するための駆動周期の一部の期間として動作情報取得期間ＡＰと、圧電素子２１の駆動電流の位相βとが記憶されている。制御部１１は、Ｈブリッジ回路１３に設けられたトランジスタ１３２，１３３をオン状態とし、トランジスタ１３１，１３４をオフ状態とするための駆動パルス信号をＨブリッジ回路１３に出力した時点に対して位相βだけ遅れた時点から動作情報取得期間ＡＰが終了する時点までサンプリング制御信号をＡＤＣ１２２に出力する。

　図１０に示すように、ＡＤＣ１２２は、制御部１１からサンプリング制御信号が入力されるタイミングで、差動増幅部１２１から入力されるアナログ信号の電圧をサンプリングしてデジタル信号に変換する。図１０では理解を容易にするため、駆動電流Ｉｐｚの電流波形が図示されている。差動増幅部１２１から入力されるアナログ信号の電圧は、圧電素子２１に流れる駆動電流Ｉｐｚが抵抗素子１４を流れることによって抵抗素子１４の両端子に生じる電圧の差分に基づいている。このため、ＡＤＣ１２２がデジタル信号に変換するアナログ信号の電圧は、駆動電流Ｉｐｚに比例しているので、差動増幅部１２１からＡＤＣ１２２に入力される電圧は、駆動電流Ｉｐｚの増減に伴って増減する電圧波形を有する。

　また、差動増幅部１２１から入力されるアナログ信号の電圧は、駆動電流Ｉｐｚに基づいているので、圧電素子２１の動作に関する動作情報を含む電圧である。したがって、動作情報取得部１２は、差動増幅部１２１から入力されるアナログ信号の電圧をＡＤＣ１２２でアナログデジタル変換することにより、動作情報を離散的に取得するようになっている。

　制御部１１は、ＡＤＣ１２２から入力されるデジタル信号の動作情報から抽出した代表値に基づいて駆動パラメータをフィードバック制御するように構成されている。当該代表値は、離散的に取得した動作情報の平均値である。より具体的には、制御部１１は、動作情報取得期間ＡＰにＡＤＣ１２２から入力される全てのデジタル信号の値の平均値を算出して代表値として記憶する。制御部１１は、当該代表値と、予め記憶している目標値とを比較し、比較結果に基づいて駆動パラメータをフィードバック制御する。

　制御部１１は、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値と、予め記憶している目標値とを比較する。制御部１１は、代表値が目標値と同一又は所定の誤差範囲内である場合には、駆動パラメータを変更せずに現状のまま維持する。一方、制御部１１は、代表値が目標値よりも小さい場合には、圧電素子２１の発生力が最大ではない、すなわち圧電素子２１の変位が最大値ではないと判断して、圧電素子２１に流れる駆動電流が多くなるように駆動パラメータをフィードバック制御する。また、制御部１１は、代表値が目標値よりも大きい場合には、圧電素子２１の変位が最大値を超えていると判断して、圧電素子２１に流れる駆動電流が少なくなるように駆動パラメータをフィードバック制御する。圧電素子２１の変位が大きい程、圧電アクチュエータ２０を駆動源とする機器の出力は大きくなる。しかしながら、圧電素子２１が絶対最大定格の変位を超えて動作すると、圧電アクチュエータ２０が破損する可能性がある。このため、圧電アクチュエータの駆動回路１０は、動作情報の代表値が動作情報の目標値よりも大きい場合には、圧電素子２１に流れる駆動電流が少なくなるように駆動パラメータをフィードバック制御することによって圧電アクチュエータ２０の破損を防止することができる。

　ここで、圧電アクチュエータの駆動回路１０における圧電素子２１の駆動パラメータのフィードバック制御の具体例について図１１及び図１２を用いて説明する。図１１及び図１２は、当該フィードバック制御の具体例１及び２を説明する図であって、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの電圧波形を示している。

（具体例１）
　圧電アクチュエータの駆動回路１０におけるフィードバック制御の具体例１では、圧電素子２１を駆動するための駆動パラメータは、圧電素子２１を駆動するための駆動周波数である。より具体的には、制御部１１は、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値と、予め記憶している動作情報の目標値との比較結果に基づいて、当該駆動パラメータとして圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの周波数である駆動周波数をフィードバック制御する。

　図１１に示すように、例えば期間Ｔ１では、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値は、予め記憶している動作情報の目標値と同一又は所定の誤差範囲内であるとする。制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの周期が初期状態の周期ＤＰ１となるように駆動パルス信号をＨブリッジ回路１３に出力する。Ｈブリッジ回路１３は、制御部１１から入力される駆動パルス信号に基づいてトランジスタ１３１，１３２，１３３，１３４をオン／オフ制御するので、初期状態の駆動周波数の駆動電圧Ｖｐｚを圧電素子２１に印加できる。

　図１１に示すように、例えば期間Ｔ２では、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値は、予め記憶している動作情報の目標値よりも小さいとする。制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの周期が初期状態の周期ＤＰ１よりも、例えば長い周期ＤＰ２となるように駆動パルス信号をＨブリッジ回路１３に出力する。Ｈブリッジ回路１３は、制御部１１から入力される駆動パルス信号に基づいてトランジスタ１３１，１３２，１３３，１３４をオン／オフ制御するので、初期状態の駆動周波数よりも低周波の駆動周波数の駆動電圧Ｖｐｚを圧電素子２１に印加できる。

　圧電アクチュエータの駆動回路１０におけるフィードバック制御の具体例１では、換言すると、圧電素子２１を駆動するための駆動パラメータは、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚである。図１１に示すように、圧電アクチュエータの駆動回路１０におけるフィードバック制御の具体例１では、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの最大振幅を変化させずに駆動電圧Ｖｐｚの駆動周波数を変調して駆動パラメータをフィーバック制御するように構成されている。

（具体例２）
　圧電アクチュエータの駆動回路１０におけるフィードバック制御の具体例２では、圧電素子２１を駆動するための駆動パラメータは、圧電素子２１を駆動するための駆動パルス幅である。より具体的には、制御部１１は、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値と、予め記憶している動作情報の目標値との比較結果に基づいて、当該駆動パラメータとして圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚのパルス幅である駆動パルス幅をフィードバック制御する。

　図１２に示すように、例えば期間Ｔ１では、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値は、予め記憶している動作情報の目標値と同一又は所定の誤差範囲内であるとする。制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧を極性反転させる際に電圧値がゼロとなるインターバル期間ＩＰを設けるとともに駆動パルス幅ＰＷ１となるように、駆動パルス信号をＨブリッジ回路１３に出力する。Ｈブリッジ回路１３は、制御部１１から入力される駆動パルス信号に基づいてトランジスタ１３１，１３２，１３３，１３４をオン／オフ制御するので、初期状態の駆動パルス幅ＰＷ１の駆動電圧を圧電素子２１に印加できる。

　図１２に示すように、例えば期間Ｔ２では、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値は、予め記憶している動作情報の目標値よりも小さいとする。制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの一周期の長さを維持したままでインターバル期間ＩＰを設けずに駆動電圧Ｖｐｚが極性反転できる駆動パルス信号をＨブリッジ回路１３に出力する。Ｈブリッジ回路１３は、制御部１１から入力される駆動パルス信号に基づいてトランジスタ１３１，１３２，１３３，１３４をオン／オフ制御するので、初期状態の駆動パルス幅ＰＷ１よりも長い駆動パルス幅ＰＷ２の駆動電圧Ｖｐｚを圧電素子２１に印加できる。

　圧電アクチュエータの駆動回路１０におけるフィードバック制御の具体例２では、換言すると、圧電素子２１を駆動するための駆動パラメータは、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚである。図１２に示すように、圧電アクチュエータの駆動回路１０におけるフィードバック制御の具体例２では、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの最大振幅を変化させずに駆動電圧Ｖｐｚの駆動パルス幅を変調して駆動パラメータをフィーバック制御するように構成されている。

　ところで、従来技術において、圧電素子の最大振幅での状態を活用するアクチュエータでは、外乱や製造ばらつき等によって圧電素子の駆動周波数が出力最大周波数から外れてしまう場合がある。この場合、圧電素子の振動振幅が減衰するとともに、圧電素子に流れる駆動電流の電流波形にも変化が生じる。このため、従来の圧電アクチュエータの駆動回路では、駆動電流の値を取得し、取得した駆動電流の値に応じて駆動パラメータをフィードバック制御することによって安定動作が実現されている。

　従来の圧電アクチュエータの駆動回路では通常、オペアンプとコンデンサ等による電流検出回路を用いて、圧電素子の動作周期の一周期の全区間に渡って駆動電流を取得している。このため、圧電素子の駆動周波数が出力最大周波数からはずれ、圧電素子に流れる駆動電流が抵抗性成分から容量性成分に変化しても、取得した駆動電流の値に基づいて当該変化を捉えることができない。その結果、従来の圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子を最適な駆動状態にフィードバック制御することが困難であるという問題を有している。

　これに対し、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部と、動作情報に基づいて圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部とを備えている。このため、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子が最大振幅を発生させる(すなわち圧電素子の圧電効果による駆動電流の発生が最大)状態での時間領域に限定して、圧電素子の動作情報(例えば駆動電流の電流値)を取得することができる。これにより、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子が最大振幅状態及び非最大振幅状態のいずれの状態であるのかを高い精度で検出することができる。

　圧電素子の詳細な動作状態を取得してフィードバック制御を行い、圧電素子を最適な状態で駆動することで、圧電素子の振動量を常時最大にして効率的に動作する圧電アクチュエータを実現できる。さらに、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、矩形状の電圧波形を有する駆動電圧で圧電素子を駆動することにより、圧電素子をさらに効率よく駆動することが可能となる。

　また、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子と、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子の動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部、及び動作情報に基づいて圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部を有する圧電アクチュエータの駆動回路と備えている。このため、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動システムは、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路と同様の効果が得られる。

（変形例１）
　次に、本実施形態の変形例１による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムについて図８を参照しつつ図１３を用いて説明する。本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子の動作に関する動作情報を連続的に取得して蓄積する点に特徴を有している。

　本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、動作情報取得部の構成が異なる点を除いて、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路１０と同様の構成を有している。したがって、本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路の説明に当たって、図８に示す圧電アクチュエータの駆動回路１０に設けられた各構成要素の参照符号を用いることにする。

　図１３は、本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路に備えられた動作情報取得部（取得部の一例）に設けられた駆動電流抽出部１２３の概略構成を示す回路図である。
　図１３に示すように、駆動電流抽出部１２３は、差動増幅部１２１（図１３では不図示、図８参照）の出力端子に接続されたスイッチ素子１２５を有している。また、駆動電流抽出部１２３は、スイッチ素子１２５と制御部１１（図１３では不図示、図８参照）との間に配置された積分回路１２４を有している。

　スイッチ素子１２５の入力端子は、差動増幅部１２１の出力端子に接続され、スイッチ素子１２５の出力端子は、積分回路１２４の入力端子に接続されている。スイッチ素子１２５は、制御部１１から入力される制御信号によってオン状態（導通状態）とオフ状態（非導通状態）との切り替えが制御される。

　図１３に示すように、積分回路１２４は、例えばオペアンプで構成された増幅器１２４ａと、増幅器１２４ａの反転入力端子（－）に接続された抵抗素子１２４ｂと、増幅器１２４ａの反転入力端子（－）及び増幅器１２４ａの出力端子の間に接続されたコンデンサ１２４ｃとを有している。増幅器１２４ａの非反転入力端子（＋）は、グランドに接続されている。増幅器１２４ａの出力端子は、制御部１１の入力端子に接続されている。抵抗素子１２４ｂの一端子は、スイッチ素子１２５の出力端子に接続されている。抵抗素子１２４ｂの他端子は、増幅器１２４ａの反転入力端子（－）及びコンデンサ１２４ｃの一方の電極に接続されている。したがって、抵抗素子１２４ｂの一端子が積分回路１２４の入力端子となる。コンデンサ１２４ｃの他方の電極は、増幅器１２４ａの出力端子及び制御部１１の入力端子に接続されている。

　駆動電流抽出部１２３は、スイッチ素子１２５がオン状態の場合に、差動増幅部１２１から入力される電圧を積分した値に、抵抗素子１２４ｂの抵抗値及びコンデンサ１２４ｃの容量値を積算した値の逆数に比例した電圧を抽出することができる。このため、駆動電流抽出部１２３は、動作情報取得期間ＡＰにスイッチ素子１２５がオン状態に制御されることにより、圧電素子２１に流れる駆動電流をアナログの電圧として連続的に取得して蓄積できる。駆動電流抽出部１２３から出力されるアナログの電圧には、圧電素子の駆動に関する駆動情報が含まれている。このため、制御部１１は、駆動電流抽出部１２３から入力されるアナログの電圧と、予めアナログの電圧の値として記憶されている駆動情報の目標値との比較結果に基づいて、駆動パラメータをフィードバック制御するように構成されている。本変形例では、制御部１１におけるこれらの比較結果に基づいて、上述の具体例１や具体例２と同様の方法により、駆動パラメータをフィードバック制御することができる。

（変形例２）
　次に、本実施形態の変形例２による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムについて図８を参照しつつ図１４を用いて説明する。本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子を駆動するための駆動パラメータが圧電素子を駆動するための駆動電圧であり、当該駆動電圧の最大振幅を値の異なる少なくとも２つの電位に切り替えて当該駆動パラメータをフィードバック制御する点に特徴を有している。

　本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、Ｈブリッジ回路１３の構成が異なる点を除いて、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路１０と同様の構成を有している。したがって、本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路の説明に当たって、図８に示す圧電アクチュエータの駆動回路１０に設けられた各構成要素の参照符号を用いることにする。

　本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子を駆動するための駆動電圧の最大振幅を切り替えることができるように、Ｈブリッジ回路１３に電圧可変型の直流電源を有している。当該電圧可変型の直流電源は、２以上の電圧値の直流電圧を切り替えて出力できるようになっている。当該電圧可変型の直流電源は、制御部１１に制御されて、２以上の電圧値のうちのいずれか１つの電圧値の直流電圧を出力するように構成されている。

　図１４は、本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムでの圧電素子２１の駆動パラメータのフィードバック制御を説明する図であって、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの電圧波形を示している。

　図１４に示すように、例えば期間Ｔ１では、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値は、予め記憶している動作情報の目標値と同一又は所定の誤差範囲内であるとする。制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの周期が初期状態の周期となるように駆動パルス信号をＨブリッジ回路１３に出力する。さらに、制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの最大振幅の電圧値が初期状態の電圧値Ｖ１となるように制御信号をＨブリッジ回路１３に出力する。Ｈブリッジ回路１３は、制御部１１から入力される駆動パルス信号に基づいてトランジスタ１３１，１３２，１３３，１３４をオン／オフ制御するとともに、電圧可変型の直流電圧の出力電圧の電圧値を選択して出力する。これにより、Ｈブリッジ回路１３は、電圧の絶対値が電圧値Ｖ１である初期状態の駆動電圧Ｖｐｚを圧電素子２１に印加できる。

　図１４に示すように、例えば期間Ｔ２では、動作情報取得部１２から入力されるデジタル信号から得られる動作情報の代表値は、予め記憶している動作情報の目標値よりも小さいとする。制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚの周期を維持したままで、駆動電圧Ｖｐｚの最大振幅の電圧値が初期状態の電圧値Ｖ１よりも大きい電圧値Ｖ２とする制御信号をＨブリッジ回路１３に出力する。Ｈブリッジ回路１３は、制御部１１から入力される駆動パルス信号に基づいてトランジスタ１３１，１３２，１３３，１３４をオン／オフ制御するとともに、電圧可変型の直流電圧の出力電圧の電圧値Ｖ２を選択して出力する。これにより、Ｈブリッジ回路１３は、電圧の絶対値が電圧値Ｖ２である駆動電圧Ｖｐｚを圧電素子２１に印加できる。

　このように、本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子を駆動するための駆動電圧の最大振幅を値の異なる少なくとも２つの電位（本例では、電圧値Ｖ１及び電圧値Ｖ２）に切り替えて当該駆動パラメータをフィードバック制御する。本変形例では、駆動電圧の最大振幅の電位は、電圧値Ｖ１及び電圧値Ｖ２の２つであるが、３つ以上でももちろんよい。また、本変形例では、当該駆動電圧の最大振幅を切り替える際に、圧電素子２１を駆動するための駆動周波数や駆動電圧の駆動パルス幅が変更されないが、当該駆動周波数及び当該駆動パルス幅の少なくとも一方を変更してもよい。

　また、本変形例による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、上記変形例１による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムのように動作情報を連続的に取得する場合にも適用できる。

　以上説明したように、変形例１及び変形例２による圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部と、動作情報に基づいて圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部とを備えている。また、変形例１及び変形例２による圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子と、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子の動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部、及び動作情報に基づいて圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部を有する圧電アクチュエータの駆動回路と備えている。このため、変形例１及び変形例２による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、上記実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムと同様の効果が得られる。

（圧電アクチュエータの駆動方法）
　次に、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法について図８から図１４を参照しつつ図１５を用いて説明する。図１５は、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法の流れの一例を示すフローチャートである。図１５に示す処理は、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路１０に備えられた制御部１１（図８参照）によって制御される。

　図１５に示すように、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法では、圧電アクチュエータの駆動回路１０の電源が投入されるとまず、ステップＳ１１において動作情報取得処理が実行され、ステップＳ１２の処理に移行する。動作情報取得処理では、制御部１１は、圧電素子２１（図８参照）の動作に関する動作情報を取得するための動作情報取得期間（圧電素子が駆動される駆動周期の一周期の一部の期間の一例）ＡＰ（図１０参照）での圧電素子２１の動作に関する動作情報を取得する。制御部１１は、圧電アクチュエータの駆動回路１０の電源投入後最初の動作情報取得処理では、圧電素子２１を初期状態の駆動電圧で駆動して動作情報を取得する。制御部１１は、動作情報取得部１２（図８参照）を制御して、動作情報を取得する。上述のとおり、本実施形態では、制御部１１は、圧電素子２１に流れる駆動電流を動作情報として取得する。その際、制御部１１は、抵抗素子１４（図８参照）を用いて圧電素子２１に流れる駆動電流を電圧に変換して動作情報を取得する。

　上述のとおり、動作情報取得部１２は、動作情報を連続的に取得してもよいし（図１３参照）、離散的に取得してもよい（図８参照）。制御部１１は、動作情報取得部１２によって動作情報が離散的に取得された場合には、取得した動作情報から抽出した代表値（例えば平均値）に基づいて、駆動パラメータをフィードバック制御してもよい。

　ステップＳ１２において、フィードバック制御処理が実行され、ステップＳ１１の処理に戻る。ステップＳ１２では、制御部１１は、動作情報取得部１２で取得した動作情報に基づいて圧電素子２１を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する。上述のとおり、制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧、駆動周波数、駆動パルス幅などを駆動パラメータとすることができる（図１１及び図１２参照）。また、上述のとおり、制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧を駆動パラメータとする場合には、駆動電圧の最大振幅を変化させずに、駆動周波数を変調してもよいし、駆動パルス幅を変調してもよいし、駆動周波数及び駆動パルス幅の両方を変調して駆動パラメータをフィードバック制御してもよい。また、上述のとおり、制御部１１は、圧電素子２１を駆動するための駆動電圧を駆動パラメータとする場合には、駆動周波数を変更せずに、駆動電圧の最大振幅を値の異なる少なくとも２つの電位に切り替えて駆動パラメータをフィードバック制御してもよい。

　制御部１１は、圧電アクチュエータの駆動回路１０の電源投入中にステップＳ１１及びステップＳ１２を繰り返し実行する。これにより、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法は、圧電素子を最適な状態で駆動することで、圧電素子の振動量を常時最大にして効率的に圧電アクチュエータを動作することができる。

〔第２実施形態〕
　本開示の第２実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムについて図１６及び図１７を用いて説明する。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子に流れる駆動電流ではなく、圧電アクチュエータを有する機器（例えば圧電ポンプや圧電超音波素子など）の吐出圧及び吐出流量の少なくとも一方を動作情報として用いる点に特徴を有している。本実施形態では、圧電アクチュエータを有する機器として圧電ポンプを例にとって説明する。

　図１６は、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを説明する図であって、駆動対象の圧電ポンプの概略構成を示す模式図である。図１６では、理解を容易にするため、空気の流れが太矢印で図示されている。

　図１６に示すように、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電アクチュエータ４０に流入する空気の流量の変化を検出する流量変化検出部３１と、圧電アクチュエータ４０から吐出する空気の吐出圧を検出する吐出圧検出部３２とを有している。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、抵抗素子１４に代えて流量変化検出部３１及び吐出圧検出部３２を有している点を除いて、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路と同じ構成を有しているため、図示及び詳細な説明は省略する。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、流量変化検出部３１で検出される空気の流量変化及び吐出圧検出部３２で検出される吐出圧の少なくとも一方を、圧電素子４１の動作に関する動作情報として取得するように構成されている。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、流量変化検出部３１で検出される空気の流量変化及び吐出圧検出部３２で検出される吐出圧の少なくとも一方を例えばアナログの電圧に変換することにより、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムと同様のフィードバック制御を実行できるようになっている。

　図１６に示すように、圧電ポンプ３０は、圧電素子４１を駆動アクチュエータとする圧電アクチュエータ４０を有している。また、圧電ポンプ３０は、圧電アクチュエータ４０の排気口４１１及び吐出圧検出部３２を覆って圧電アクチュエータ４０に取り付けられた蓋部３３を有している。蓋部３３は、吐出圧に応じて変形できるようになっている。

　圧電アクチュエータ４０の本体部４１４は、内部空間が設けられた箱形状を有している。本体部４１４の内部空間のほぼ中央には、圧電素子４１が取り付けられている。圧電素子４１と本体部４１４の側壁の内面との間には、空気が流通可能な空間が設けられている。圧電素子４１は、上記第１実施形態における圧電素子２１と同じ構成を有している。図示は省略するが、圧電素子４１には、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路１０と同じ構成を有する圧電アクチュエータの駆動回路が接続されている。これにより、圧電素子４１は、交流の駆動電圧が印加されて振動することができる。

　圧電アクチュエータ４０の上流側には、吸入口４１３が形成されている。吸入口４１３を塞ぐようにして流量変化検出部３１が取り付けられている。また、圧電アクチュエータ４０の下流側には、圧電素子４１を挟んで排気口４１１が形成されている。排気口４１１の内部には、弁４１２が取り付けられている。

　圧電素子４１は、例えば矩形状の電圧波形を有する交流の駆動電圧が印加されると振動する。圧電素子４１が振動すると、流量変化検出部３１から圧電アクチュエータ４０の本体部４１４の内部空間に流入する空気は、圧縮膨張されながら排気口４１１に移動する。圧電素子４１が振動することにより、圧電アクチュエータ４０の本体部４１４の内部空間への空気の流入のし易さが変化する。流量変化検出部３１は、この空気の流入のし易さの変化に基づいて流量の変化を検出する。吐出圧検出部３２は、排気口４１１に取り付けられた弁４１２における空気の入出力の圧力差に基づいて吐出圧を検出する。

　図１７は、圧電素子４１を駆動するための駆動電圧の電圧波形及び圧電ポンプ３０の吐出圧及び空気の流量変化の波形の一例を模式的に示している。圧電ポンプ３０では、圧電素子４１に印加される駆動電圧に対して必ず所定の遅延をもって圧電アクチュエータ４０の本体部４１４の内部空間で空気の移動が発生する。このため、圧電ポンプ３０では、圧電アクチュエータ４０に流入する空気の流量の変化と、圧電アクチュエータ４０から排出される空気の吐出圧とが、圧電素子４１に印加される駆動電圧に対して所定の遅延を有する。

　すなわち、図１７に示すように、動作情報を取得するための吐出圧Ｐｄｐは、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する時点から時間ｄだけ遅れた時点で吐出圧がゼロとなる波形を有することになる。また、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する際に圧電アクチュエータ４０からの吐出圧は、有効な吐出圧の情報の取得にほとんど起因していない。このため、圧電素子４１の動作に関する動作情報を取得するための動作情報取得期間（圧電素子が駆動される駆動周期の一周期の一部の期間の一例）として設定可能な最長期間は、時間ｄから時間Ｔｔ１又は時間Ｔｔ１＋ｄから時間Ｔｔ２までとなる。時間Ｔｔ１は、駆動電圧の一周期ＤＰの半周期に相当するタイミングの時間であり、時間Ｔｔ２は、駆動電圧の一周期ＤＰに相当するタイミングの時間である。

　同様に、動作情報を取得するための流量変化Ｐｆｗは、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する時点から時間ｄだけ遅れた時点で流量変化がゼロとなる波形を有することになる。また、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する際に圧電アクチュエータ４０に流入する空気は、有効な流量変化の情報の取得にほとんど寄与しない。このため、圧電素子４１の動作に関する動作情報を取得するための動作情報取得期間（圧電素子が駆動される駆動周期の一周期の一部の期間の一例）として設定可能な最長期間は、時間ｄから時間Ｔｔ１又は時間Ｔｔ１＋ｄから時間Ｔｔ２までとなる。時間Ｔｔ１は、駆動電圧の一周期ＤＰの半周期に相当するタイミングの時間であり、時間Ｔｔ２は、駆動電圧の一周期ＤＰに相当するタイミングの時間である。

　動作情報として吐出圧を取得する場合又は流量変化を取得する場合のいずれも、動作情報取得部の回路構成の簡略化のため、時間ｄから時間Ｔｔ１の期間及び時間Ｔｔ１＋ｄから時間Ｔｔ２までの期間のうちのいずれか一方の期間において動作情報（すなわち吐出圧の情報又は流量変化の情報）が取得される。なお、図１７では、吐出圧Ｐｄｐにおける遅れ時間と流量変化Ｐｆｗにおける遅れ時間は、いずれも時間ｄとしたが、圧電ポンプ３０の構造などによって両者の遅れ時間は異なる場合もある。

　本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法は、動作情報が異なる点を除いて、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法（図１６参照）と同様であるため、説明は省略する。

　以上説明したように、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法は、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子の動作に関する動作情報を取得し、動作情報に基づいて圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する。また、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部と、動作情報に基づいて圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部とを備えている。さらに、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子と、圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での圧電素子の動作に関する動作情報を取得する動作情報取得部、及び動作情報に基づいて圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部を有する圧電アクチュエータの駆動回路と備えている。

　このため、本実施形態によるによる圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムと同様の効果が得られる。また、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、空気発生に有効な吐出圧や流量変化成分を抽出することによって、圧電素子の振動状態を高精度に制御できる。

〔第３実施形態〕
　本開示の第３実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムについて図１８及び図１９を用いて説明する。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子に流れる駆動電流ではなく、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の振動に基づく光反射量の変化を動作情報として用いる点に特徴を有している。本実施形態では、圧電アクチュエータを有する機器として圧電ポンプを例にとって説明する。

　図１８は、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを説明する図であって、駆動対象の圧電ポンプの概略構成を示す模式図である。図１８では、理解を容易にするため、空気の流れが太矢印で図示されている。

　図１８に示すように、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電アクチュエータ４０に設けられた圧電素子４１の振動に基づく光反射量の変化を検出する反射光量検出部５１を有している。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、抵抗素子１４に代えて反射光量検出部５１を有している点を除いて、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路と同じ構成を有しているため、図示及び詳細な説明は省略する。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、反射光量検出部５１で検出される反射光の光量の変化を、圧電素子４１の動作に関する動作情報として取得するように構成されている。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、反射光量検出部５１で検出される反射光の光量を例えばアナログの電圧に変換することにより、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムと同様のフィードバック制御を実行できるようになっている。

　図１８に示すように、反射光量検出部５１は、圧電素子４１に光を照射できるように配置された光源５１１と、圧電素子４１で反射した反射光を受光できるように配置された受光部５１２とを有している。光源５１１は、例えば発光ダイオードで構成されている。受光部５１２は、例えばフォトダイオードで構成されている。

　本実施形態における圧電ポンプ６０は、流量変化検出部３１と吐出圧検出部３２とを有していない点及び光入射出部４１５を有している点を除いて、上記第２実施形態における圧電ポンプ３０と同様の構成を有しているため、同様の作用・機能を奏する構成要素に同一の符号を付して説明は省略する。

　図１８に示すように、圧電アクチュエータ４０は、本体部４１４に形成された光入射出部４１５を有している。光入射出部４１５は、圧電素子４１に向かう光を透過できるように構成されている。光源５１１は、発光部（不図示）を光入射出部４１５に対向して配置されている。また、受光部５１２は、受光面（不図示）を光入射出部４１５に対向して配置されている。これにより、光源５１１は、光入射出部４１５を透して圧電素子４１に光を入射することができる。また、受光部５１２は、圧電素子４１で反射した光を光入射出部４１５を透して受光することができる。

　圧電素子４１は、表面を撓ませながら振動するが、振動による変位量に応じて表面の撓み具合が変化する。このため、圧電素子４１に入射する光の入射角が圧電素子４１の振動による変位量に応じて変化するので、圧電素子４１で反射する反射光の反射角も圧電素子４１の振動による変位量に応じて変化する。その結果、受光部５１２で受光される反射光の光量も圧電素子４１の振動による変位量に応じて変化する。このように、反射光量検出部５１は、反射光の光量に基づいて圧電素子４１の振動による変位量を検出できる。本実施形態では、受光部５１２は、例えば圧電素子４１の振動の変位量が最大となる場合に反射光の光量が最大となるように配置されている。

　図１９は、圧電素子４１を駆動するための駆動電圧の電圧波形及び圧電ポンプ６０の反射光量の波形の一例を模式的に示している。圧電ポンプ６０では、圧電素子４１は、圧電素子４１に印加される駆動電圧に対して必ず所定の遅延をもって振動する。このため、圧電ポンプ６０では、圧電素子４１での反射光も圧電素子４１に印加される駆動電圧に対して所定の遅延を有する。

　すなわち、図１９に示すように、動作情報を取得するための反射光量変化Ｒｌｑは、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する時点から時間ｄｒだけ遅れた時点で反射光量変化Ｒｌｑがゼロとなる波形を有することになる。また、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する際の圧電素子４１からの反射光量は、有効な反射光量変化の情報の取得にほとんど寄与しない。このため、圧電素子４１の動作に関する動作情報を取得するための動作情報取得期間（圧電素子が駆動される駆動周期の一周期の一部の期間の一例）ＡＰとして設定可能な最長期間は、時間ｄｒから時間Ｔｒ１又は時間Ｔｒ１＋ｄｒから時間Ｔｒ２までとなる。時間Ｔｒ１は、駆動電圧の一周期ＤＰの半周期に相当するタイミングの時間であり、時間Ｔｒ２は、駆動電圧の一周期ＤＰに相当するタイミングの時間である。本実施形態でも動作情報取得部の回路構成の簡略化のため、時間ｄｒから時間Ｔｒ１までの期間又は時間Ｔｒ１＋ｄｒから時間Ｔｒ２までの期間のうちのいずれか一方の期間において動作情報（すなわち反射光量変化の情報）が取得される。

　このため、本実施形態によるによる圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムと同様の効果が得られる。また、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、空気発生等に有効な圧電素子の変位変化成分を抽出することによって、圧電素子の振動状態を高精度に制御できる。

〔第４実施形態〕
　本開示の第４実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムについて図２０から図２２を用いて説明する。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電素子に流れる駆動電流ではなく、圧電アクチュエータに設けられた圧電素子の振動に基づいて移動するスライダの移動量の変化を動作情報として用いる点に特徴を有している。本実施形態では、圧電アクチュエータを有する機器として位置決め機構を例にとって説明する。

　図２０は、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムを説明する図であって、駆動対象の位置決め機構の概略構成を示す模式図である。

　図２０に示すように、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電アクチュエータ４２に設けられた圧電素子４３の振動に基づくスライダ８１１の移動量を検出する移動量検出部７１を有している。また、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、移動量検出部７１で検出された移動量に基づくアナログの電圧を微分する微分回路７２を有している。微分回路７２は、例えば差動増幅部１２１（図８参照）に代えて動作情報取得部１２（図８参照）に設けられている。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、抵抗素子１４に代えて移動量検出部７１を有し、差動増幅部１２１に代えて微分回路７２を有している点を除いて、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路と同じ構成を有しているため、図示及び詳細な説明は省略する。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、移動量検出部７１で検出される反射光の光量の変化を、圧電素子４３の動作に関する動作情報として取得するように構成されている。本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、移動量検出部７１で検出される反射光の光量を例えばアナログの電圧に変換することにより、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムと同様のフィードバック制御を実行できるようになっている。

　図２０に示すように、移動量検出部７１は、位置決め機構８０に設けられたスライダ８１１（詳細は後述）に光を照射できるように配置された光源７１１と、スライダ８１１で反射した反射光を受光できるように配置された受光部７１２とを有している。光源７１１は、例えば発光ダイオードで構成されている。受光部７１２は、例えばフォトダイオードで構成されている。なお、移動量検出部７１は、光源７１１及び受光部７１２ではなく、測距センサを有していてもよい。

　受光部７１２は、受光した反射光を光電変換し、アナログの電圧を微分回路７２に出力するように構成されている。微分回路７２は、受光部７１２から入力されるアナログの電圧を微分することにより、当該アナログの電圧の変化（すなわち反射光の光量の変化）を検出することができる。

　図２０に示すように、位置決め機構８０は、圧電素子４３を有する圧電アクチュエータ４２と、圧電アクチュエータ４２上に配置されたステータ８１２と、ステータ８１２上に配置されたスライダ８１１とを有している。位置決め機構８０は、圧電素子４３によってステータ８１２に超音波振動を発生させ、摩擦力を介してスライダ８１１を移動するようになっている。

　本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、圧電素子４３に非対称の駆動パルスを印加することで、スライダ８１１を一方向に移動させることができる。移動量検出部７１は、光源７１１から出射する光をスライダ８１１に入射するとともに、スライダ８１１から反射する反射光を受光部７１２で受光することができる。これにより、移動量検出部７１は、スライダ８１１の移動時の瞬時変化をとらえることができる。

　スライダ８１１は、例えば移動量検出部７１に近づく方向に移動する。このため、図２１に示すように、移動量検出部７１の受光部７１２で光電変換された電圧Ｖａｍの電圧値は、破線の矢印で示すように一方向に増加する。

　本実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、微分回路７２を有しているので、圧電素子４３を駆動するための駆動電圧の駆動パルスに準じた成分を抽出(微分する等)することができる。このため、図２２に示すように、微分回路７２から出力される微分電圧Ｖｄｍは、一方向の増加分（図２１参照）が除去されて反射光の光量の変化のみを抽出できる。

　図２２に示すように、動作情報を取得するための反射光を光電変換した電圧を微分回路７２で微分した微分電圧Ｖｄｍは、圧電素子４３を駆動するための駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する時点から時間ｄｄだけ遅れた時点でゼロとなる波形を有することになる。また、駆動電圧Ｖｐｚが極性反転する際にスライダ８１１の移動が不規則になる。このため、圧電素子４３の動作に関する動作情報を取得するための動作情報取得期間（圧電素子が駆動される駆動周期の一周期の一部の期間の一例）ＡＰとして設定可能な最長期間は、時間ｄｄから時間Ｔｄ１又は時間Ｔｄ１＋ｄｄから時間Ｔｄ２までとなる。時間Ｔｄ１は、駆動電圧の一周期ＤＰにおいて駆動電圧の極性が正から負に反転するタイミングの時間である。時間Ｔｄ２は、駆動電圧の一周期ＤＰにおいて駆動電圧の極性が負から正に反転するタイミングの時間である。

　このため、本実施形態によるによる圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、上記第１実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムと同様の効果が得られる。また、本実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムは、圧電アクチュエータの駆動力に有効な、移動対象のスライダの移動量の変位変化成分を抽出することによって、圧電素子の振動状態を高精度に制御できる。

　本開示は、上記第１実施形態から上記第４実施形態による圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムに限らず、種々の変形が可能である。

　上記第１実施形態から上記第４実施形態では、圧電素子を駆動するための駆動電圧は、矩形状の電圧波形を有しているが、本開示はこれに限られない。例えば、当該駆動電圧は、立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方で鈍った電圧波形や正弦波の電圧波形を有していてもよい。

　上記第１実施形態から上記第４実施形態では、離散的に取得した動作情報から抽出した代表値は、例えば動作情報を含むデジタル信号の値の平均値であるが、本開示はこれに限られない。例えば、離散的に取得した、圧電素子の動作に関する動作情報から抽出した代表値は、離散的に取得した当該動作情報の微分値であってもよい。当該微分値は、圧電素子に流れる駆動電流の変化速度に相当する。駆動電流の変化が大きくなった時点(すなわち駆動電流が加速した時点)を動作情報取得期間の開始時点とし、駆動電流の変化が飽和
する領域を動作情報取得期間の終了時点としてもよい。

　上記第１実施形態の変形例１において、制御部１１は、駆動電流抽出部１２３によって連続的に取得して蓄積した動作情報から抽出した微分値に基づいて駆動パラメータをフィーバック制御するように構成されていてもよい。すなわち、制御部１１は、当該微分値と、予めアナログの電圧の値として記憶されている駆動情報の目標値との比較結果に基づいて、駆動パラメータをフィーバック制御するように構成されていてもよい。

　上記第２実施形態による圧電アクチュエータの駆動回路は、流量変化検出部３１及び吐出圧検出部３２を有しているが、本開示はこれに限られない。圧電アクチュエータの駆動回路は、流量変化検出部３１及び吐出圧検出部３２のいずれか一方を有していてもよい。

　上記第１実施形態から上記第３実施形態では、動作情報取得期間の開始時点は、駆動電圧に対して位相βあるいは時間ｄ，ｄｒが遅れているが、本開示はこれに限られない。例えば、動作情報取得期間の開始時点は、駆動周期の一周期の１／４周期の時点であってもよい。この場合、予め位相βや時間ｄ，ｄｒを取得する必要がなくなるので、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの製造工程が簡略化されるので、圧電アクチュエータの駆動回路及び圧電アクチュエータの駆動システムの低コスト化を図ることができる。

　上記第１実施形態から上記第４実施形態では、駆動周期の一周期のうちの正極側又は負極側の一方の期間において動作情報を取得するように構成されているが、本開示はこれに限られない。例えば、駆動周期の一周期のうちの正極側又は負極側の両方の期間において動作情報を取得してもよい。この場合、正極側で取得された動作情報及び負極側で取得された動作情報のそれぞれから抽出した代表値（例えば平均値、最大値あるいは微分値など）に基づいて駆動パラメータが制御されてもよい。

　以上、実施形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。

　また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
　圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得し、
　前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する
　圧電アクチュエータの駆動方法。
（２）
　前記圧電素子の発生力の最大時から前記駆動周期の半周期の時点までの期間が前記一部の期間として設定可能な最長期間である
　上記（１）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（３）
　前記圧電素子に流れる駆動電流を前記動作情報として取得する
　上記（１）又は（２）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（４）
　前記圧電素子の振動又は変位によって発生する振動電圧を前記動作情報として取得する
　上記（１）又は（２）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（５）
　前記圧電素子に流れる駆動電流及び前記圧電素子の振動によって発生する振動電圧を同時又は切り替えて前記動作情報として取得する
　上記（１）又は（２）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（６）
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動周波数である
　上記（１）から（５）までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（７）
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動パルス幅である
　上記（１）から（５）までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（８）
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動電圧であり、
　前記駆動電圧の最大振幅を変化させずに前記駆動電圧の前記駆動周波数を変調して前記駆動パラメータをフィーバック制御する
　上記（６）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（９）
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動電圧であり、
　前記駆動電圧の最大振幅を変化させずに前記駆動電圧の前記駆動パルス幅を変調して前記駆動パラメータをフィーバック制御する
　上記（７）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（１０）
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動電圧であり、
　前記駆動電圧の最大振幅を値の異なる少なくとも２つの電位に切り替えて前記駆動パラメータをフィードバック制御する
　上記（１）から（７）までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（１１）
　前記動作情報を連続的に取得して蓄積する
　上記（１）から（１０）までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（１２）
　前記動作情報を離散的に取得する
　上記（１）から（１０）までのいずれか一項に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（１３）
　離散的に取得した前記動作情報から抽出した代表値に基づいて前記駆動パラメータをフィードバック制御する
　上記（１２）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（１４）
　前記代表値は、離散的に取得した前記動作情報の平均値又は微分値である
　上記（１３）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（１５）
　前記連続的に取得して蓄積した前記動作情報から抽出した微分値に基づいて前記駆動パラメータをフィーバック制御する
　上記（１１）に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（１６）
　圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部と、
　前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部と
　を備える圧電アクチュエータの駆動回路。
（１７）
　圧電素子と、
　圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部、及び前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部を有する圧電アクチュエータの駆動回路と
　を備える圧電アクチュエータの駆動システム。

　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、及び変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

１　圧電アクチュエータの駆動システム
１０　圧電アクチュエータの駆動回路
１１　制御部
１２　動作情報取得部
１３　Ｈブリッジ回路
１４，１５，１２４ｂ　抵抗素子
２０，４０，４２　圧電アクチュエータ
２１，４１，４３　圧電素子
３０，６０　圧電ポンプ
３１　流量変化検出部
３２　吐出圧検出部
３３　蓋部
５１　反射光量検出部
７１　移動量検出部
７２　微分回路
８０　位置決め機構
１２１　差動増幅部
１２２　アナログデジタル変換部
１２３　駆動電流抽出部
１２４　積分回路
１２４ａ　増幅器
１２４ｃ　コンデンサ
１２５　スイッチ素子
１３１，１３２，１３３，１３４　トランジスタ
１３５　直流電源
２１１　圧電体
２１２　第一電極
２１３　第二電極
２１４，２１５，２１７，２１８　配線
２１６　電極端子
４１１　排気口
４１２　弁
４１３　吸入口
４１４　本体部
４１５　光入射出部
５１１，７１１　光源
５１２，７１２　受光部
８１１　スライダ
８１２　ステータ

Claims

　圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得し、
　前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する
　圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記圧電素子の発生力の最大時から前記駆動周期の半周期の時点までの期間が前記一部の期間として設定可能な最長期間である
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記圧電素子に流れる駆動電流を前記動作情報として取得する
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記圧電素子の振動又は変位によって発生する振動電圧を前記動作情報として取得する
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記圧電素子に流れる駆動電流及び前記圧電素子の振動によって発生する振動電圧を同時又は切り替えて前記動作情報として取得する
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動周波数である
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動パルス幅である
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動電圧であり、
　前記駆動電圧の最大振幅を変化させずに前記駆動電圧の前記駆動周波数を変調して前記駆動パラメータをフィーバック制御する
　請求項６に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動電圧であり、
　前記駆動電圧の最大振幅を変化させずに前記駆動電圧の前記駆動パルス幅を変調して前記駆動パラメータをフィーバック制御する
　請求項７に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記駆動パラメータは、前記圧電素子を駆動するための駆動電圧であり、
　前記駆動電圧の最大振幅を値の異なる少なくとも２つの電位に切り替えて前記駆動パラメータをフィードバック制御する
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記動作情報を連続的に取得して蓄積する
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記動作情報を離散的に取得する
　請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　離散的に取得した前記動作情報から抽出した代表値に基づいて前記駆動パラメータをフィードバック制御する
　請求項１２に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記代表値は、離散的に取得した前記動作情報の平均値又は微分値である
　請求項１３に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　前記連続的に取得して蓄積した前記動作情報から抽出した微分値に基づいて前記駆動パラメータをフィーバック制御する
　請求項１１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
　圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部と、
　前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部と
　を備える圧電アクチュエータの駆動回路。
　圧電素子と、
　圧電素子が駆動される駆動周期の一周期における一部の期間での前記圧電素子の動作に関する動作情報を取得する取得部、及び前記動作情報に基づいて前記圧電素子を駆動するための駆動パラメータをフィードバック制御する制御部を有する圧電アクチュエータの駆動回路と
　を備える圧電アクチュエータの駆動システム。