振動アクチュエータ駆動装置、レンズ鏡筒、カメラ
【課題】振動アクチュエータに対する入力電力の損失を低減し、効率的に電力を供給する振動アクチュエータ駆動装置を提供する。
【解決手段】振動アクチュエータ駆動装置（１００）は、電圧を印加される１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）と、電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に電圧を印加する２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）とを有するトランス部（３１Ａ、３１Ｂ）と、２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）と、電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）との間に流れる電流の通電状態を切り替えるスイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）と、１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）に流れる電流の方向に応じて、スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）により２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）に流れる電流の通電状態を切り替える制御部（２）とを具備する。
【解決手段】振動アクチュエータ駆動装置（１００）は、電圧を印加される１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）と、電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に電圧を印加する２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）とを有するトランス部（３１Ａ、３１Ｂ）と、２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）と、電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）との間に流れる電流の通電状態を切り替えるスイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）と、１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）に流れる電流の方向に応じて、スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）により２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）に流れる電流の通電状態を切り替える制御部（２）とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子の振動を利用した振動アクチュエータ駆動装置、レンズ鏡筒、カメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属等によって円形状に形成された弾性体の一方の平面に分極処理が施された圧電素子（電気機械エネルギー変換素子）を取り付けたものを振動子として有し、圧電素子に一定の電位差を有する交流電圧を印加することにより、弾性体の他方の平面に進行波を励起する構成を備える振動アクチュエータ、いわゆる超音波モータが知られている。
【０００３】
超音波モータにおける振動子の機械的な共振周波数（ｆｒ）と、超音波モータが安定して回転する最高回転数となる駆動周波数（ｆ１）と、超音波モータが回転を始める駆動周波数（ｆ０）との関係は、一般に、ｆｒ＜ｆ１＜ｆ０となる。
ところで、トランスを使用した超音波モータの駆動回路において、トランスの２次側巻線のインダクタンスＬと、超音波モータの振動子の静電容量Ｃとによる共振周波数（ｆｃ）は、１／（２π√（ＬＣ））であり、ｆｃ＝ｆ０となるようにインダクタンスＬと静電容量Ｃとを整合させることが望ましいが、超音波モータの特性によってはｆ０とｆ１との間の周波数帯域が広くなる場合がある。この場合、ｆｃ＝ｆ０とすると、駆動周波数をｆ０から低く変化させるとトランスと超音波モータの振動子との間で自由振動を起こし、超音波モータの駆動電圧波形が乱れて、入力電力が増大してしまうと共に、消費電力が増加してしまう。
前述の自由振動を抑制するために、トランスの２次側巻線にスイッチング素子を設けた超音波モータ制御装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５７１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１において示されている超音波モータ制御装置では、トランスの１次側巻線に印加する電流が正の半サイクルと負の半サイクルとが非対称であるために、トランスの２次側巻線より超音波モータに印加される電圧波形が、正の半サイクルと負の半サイクルとが非対称となり、負の半サイクルが超音波モータの駆動に関与しておらず、入力電力の損失が大きいという問題がある。
【０００６】
本発明は、振動アクチュエータに対する入力電力の損失を低減し、効率的に電力を供給する振動アクチュエータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記問題を解決するために、本発明は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）により振動を発生する振動子と、該振動子が発生する振動により駆動される相対運動部材と、電圧が印加される１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）と、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に電圧を印加する２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）とを有するトランス部（３１Ａ、３１Ｂ）と、前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）と、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）との間に流れる電流の通電状態を切り替えるスイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）と、前１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）に流れる電流の方向に応じて、前記スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）により前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）に流れる電流の通電状態を切り替える制御部（２）とを具備することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【０００８】
［２］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）は、前記スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）を介して接地され、前記スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）は、前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）から前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に向かって流れる電流の通電状態を切り替える第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）と、前記電気機械エネルギー変換素子から前記２次側インダクタに向かって流れる電流の通電状態を切り替える第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）と、を備えることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【０００９】
［３］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）は、ソースが前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）に接続され、ゲートが前記制御部（２）により電圧が印加されるＰ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）と、アノードが、前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）のソースに接続され、カソードが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）のドレインに接続された第１のダイオード（３５３Ａ、３５３Ｂ）とを有し、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）は、ソースが接地され、ドレインが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）のドレインに接続され、ゲートが前記制御部（２）により電圧が印加されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ（３６２Ａ、３６２Ｂ）と、アノードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（３６２Ａ、３６２Ｂ）のソースに接続され、カソードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（３６２Ａ、３６２Ｂ）のドレインに接続された第２のダイオード（３６３Ａ、３６３Ｂ）とを有することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１０】
［４］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）の一端に接続され、該一端を接地するか否かを切り替える第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）と、前記１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）の他端に接続され、該他端を接地するか否かを切り替える第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）とを備え、前記制御部（２）は、前記第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）と前記第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）とを交互にオン状態にすることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１１】
［５］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記制御部（２）は、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に印加する電圧の周期に応じて、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）、前記第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）及び前記第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）のオンとオフとを切り替える周期を設定することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１２】
［６］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）及び前記第２スイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）は、いずれか一方のみがオン状態となり、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）及び前記第２スイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）のオン状態とオフ状態との切り替え周期は、半周期の位相差があり、前記第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）は、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）がオフ状態になると共にオフ状態になり、前記第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）は、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）がオフ状態になると共にオフ状態になることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１３】
［７］また、本発明は、上記記載の発明において、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）は、第１の電極（４２Ａ）と、該第１の電極に対応して設けられた第１の接地電極（４３）と、第２の電極（４２Ｂ）と、該第２の電極に対応して設けられた第２の接地電極（４３）とを有し、前記第１の接地電極（４３）と、前記第２の接地電極（４３）とは、共通接続されて、接地されていることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１４】
［８］また、本発明は、上記記載の発明において、前記トランス部（３１Ａ、３１Ｂ）は、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）の前記第１の電極（４２Ａ）に電圧を印加する第１のトランス（３１Ａ）と、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）の前記第２の電極（４２Ｂ）に電圧を印加する第２のトランス（３１Ｂ）とを備え、前記第１のトランス（３１Ａ）と前記第２のトランス（３１Ｂ）とは、それぞれ前記１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）と前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）とを有することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１５】
［９］また、本発明は、上記記載の発明の振動アクチュエータ駆動装置（１００）を備えたレンズ鏡筒（１３）である。
【００１６】
［１０］また、本発明は、上記記載の発明の振動アクチュエータ駆動装置（１００）を備えたカメラ（１０）である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、振動アクチュエータの振動子に対する入力電力の損失を低減し、効率的に電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態による超音波モータ駆動装置の構成、及び、超音波モータ駆動装置と超音波モータとの間の接続を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態のゲートドライブ回路の構成を示す回路図である。
【図３】本実施形態の超音波モータ駆動装置が超音波モータを駆動する際のＡ相側の波形図である。
【図４】比較例における超音波モータ駆動装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】比較例において超音波モータ駆動装置が超音波モータの回転を始める周波数（ｆ０）で駆動するときのＡ相側の波形図である。
【図６】比較例において、超音波モータ駆動装置が超音波モータの回転速度が最高になる周波数（ｆ１）で駆動するときのＡ相側の波形図である。
【図７】本実施形態の超音波モータ駆動装置を備えたカメラシステムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態による超音波モータ駆動装置を図面を参照して説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態による超音波モータ駆動装置１００の構成、及び、超音波モータ駆動装置１００と超音波モータ４との間の接続を示す概略ブロック図である。
本実施形態において、超音波モータ４は、不図示の円環状の振動子と、不図示の相対移動部材（回転子、あるいは、移動子という。）を有し、相対移動部材が回転して回転出力が得られる。振動子は、不図示の円環状の弾性体と、当該弾性体に接合された圧電体４１Ａ、４１Ｂを有している。
【００２１】
圧電体４１Ａ、４１Ｂは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械エネルギー変換素子であり、例えば、圧電素子や電歪素子などが用いられる。圧電体４１Ａ、４１Ｂは、略円環状の部材であり、弾性体の円周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）の電気信号が入力される２つの部位に分かれている。圧電体４１Ａには、Ａ相の電気信号が入力され、圧電体４１Ｂには、Ｂ相の電気信号が入力される。圧電体４１Ａと圧電体４１Ｂとは、１／２波長ごとにそれぞれの分極が交互に並べられており、更に、圧電体４１Ａの分極と圧電体４１Ｂの分極とは、１／４波長の間隔が設けられている。圧電体４１Ａ、４１Ｂは、例えば、接着剤を用いて弾性体と接合されている。
また、圧電体４１Ａ、４１Ｂの一方の面には、それぞれの分極ごとに駆動電圧を印加できるように電極４２Ａ（第１の電極）と電極４２Ｂ（第２の電極）とが形成されている。また、圧電体４１Ａ、４１Ｂの他方の面には、共通の接地電極４３が形成され接地されている。
【００２２】
超音波モータ駆動装置１００は、直流電源回路１と、パルス生成回路２（制御回路）と、駆動回路３Ａ、３Ｂとを具備している。直流電源回路１は、駆動回路３Ａ、３Ｂに接続され、それぞれに正電位の直流電圧（Ｖｃｃ）を供給すると共に、負電位の直流電圧（−５Ｖ）を供給する。パルス生成回路２は、駆動回路３Ａ、３Ｂに接続され、外部から入力される周波数指示信号に応じて、超音波モータ４を駆動するためのパルス信号Ａ１〜Ａ４を入力された周波数指示信号に応じた周期を設定し、設定した周期に応じてパルス信号Ａ１〜Ａ４を駆動回路３Ａに出力する。また、パルス生成回路２は、設定した周期に応じてパルス信号Ｂ１〜Ｂ４を駆動回路３Ｂに出力する。
パルス生成回路２から駆動回路３Ａに出力されるパルス信号Ａ１〜Ａ４と、パルス生成回路２から駆動回路３Ｂに出力されるパルス信号Ｂ１〜Ｂ４とは、１／４周期（９０度）の位相差がある以外、同じ波形のパルス信号である。
【００２３】
駆動回路３Ａは、Ａ相用の駆動回路であり、駆動回路３Ｂは、Ｂ相用の駆動回路である。駆動回路３Ａ、３Ｂは、同じ構成を有しており、それぞれパルス生成回路２から入力されるパルス信号が９０度の位相差がある信号が入力される点を除いて、超音波モータ４に対する動作も同じである。以下、特に言及しない限り、駆動回路３Ａについてのみ説明し、駆動回路３Ｂについての説明を省略する。また、駆動回路３Ａに対しての構成については、全ての符号の末尾に「Ａ」を付し、駆動回路３Ｂに対しての構成については、全ての符号の末尾に「Ｂ」を付して、駆動回路３Ａと駆動回路３Ｂとの符号中の数字が一致する箇所がそれぞれ対応する箇所であることを示している。例えば、後述する駆動回路３Ａのスイッチング素子３２Ａと、駆動回路３Ｂのスイッチング素子３２Ｂとは、対応する構成であり、同一の構成を有している。
【００２４】
駆動回路３Ａは、トランス３１Ａ（第１のトランス）と、スイッチング素子３２Ａ（第３のスイッチング素子）と、スイッチング素子３３Ａ（第４のスイッチング素子）と、スイッチング部３４Ａと、ゲートドライブ回路３７Ａとを備えている。トランス３１Ａは、１次側インダクタ３１１Ａと２次側インダクタ３１４Ａとが対をなして構成され、１次側インダクタ３１１Ａが有するタップに直流電源回路１から正電位の電源電圧が印加される。１次側インダクタ３１１Ａは、タップから１次側インダクタ３１１Ａの一端との間に形成される巻線３１２Ａと、タップから１次側インダクタ３１１Ａの他端との間に形成される巻線３１３Ａとを含み構成されている。また、巻線３１２Ａは、スイッチング素子３２Ａを介して接地されている。巻線３１３Ａは、一端がスイッチング素子３３Ａを介して接地されている。
【００２５】
更に、２次側インダクタ３１４Ａは、一端が圧電体４１Ａの電極４２Ａと接続され、他端がスイッチング部３４Ａを介して接地されている。ここで、２次側インダクタ３１４Ａは、超音波モータ４の圧電体４１Ａと直列接続されることで、ＬＣ直列共振回路を構成する。なお、１次側インダクタ３１１Ａに設けるタップは、巻線３１２Ａ、３１３Ａそれぞれの巻き数が均等になるように中央に設けると、２次側インダクタ３１４Ａに誘導される励磁される電流が１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流の向きに対して、対称となるので圧電体４１Ａに安定した電圧を印可できるので好適である。
【００２６】
スイッチング素子３２Ａは、パルス生成回路２より出力されるパルス信号Ａ１に応じて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに含まれる巻線３１２Ａに電流を流すか否かを切り替える。また、スイッチング素子３２Ａは、抵抗３２１Ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effective Transistor）３２２Ａとを含み構成される。
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａは、ゲートに抵抗３２１Ａを介してパルス生成回路２よりパルス信号Ａ１が印加され、ドレインが、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの一端と接続され、ソースが接地されている。
【００２７】
スイッチング素子３３Ａは、パルス生成回路２より出力されるパルス信号Ａ２に応じて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに含まれる巻線３１３Ａに電流を流すか否かを切り替える。また、スイッチング素子３３Ａは、抵抗３３１Ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａとを含み構成される。
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａは、ゲートに抵抗３３１Ａを介してパルス生成回路２よりパルス信号Ａ２が印加され、ドレインが、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの他端と接続され、ソースが接地されている。
【００２８】
上述の構成により、パルス生成回路２が正電位の電流電圧レベル（以下、ハイ（Ｈｉｇｈ）レベルという。）のパルス信号Ａ１を出力すると、スイッチング素子３２ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａがオン状態となり、１次側インダクタ３１１Ａからスイッチング素子３２Ａの方向に電流Ｉａ１が流れる。また、パルス生成回路２がハイレベルのパルス信号Ａ２を出力すると、スイッチング素子３３ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａがオン状態となり、電流Ｉａ１と逆の方向である１次側インダクタ３１１Ａからスイッチング素子３３Ａの方向に電流Ｉａ２が流れる。すなわち、パルス生成回路２から出力されるパルス信号Ａ１、Ａ２によりトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに電流を流すか否かと、電流の流す方向とを制御することができる。
【００２９】
スイッチング部３４Ａは、スイッチング素子３５Ａ、３６Ａを含み構成され、スイッチング素子３５Ａとスイッチング素子３６Ａとが、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａの他端と接地との間に接続点Ｊ１Ａを介して直列に接続されている。また、スイッチング部３４Ａは、パルス生成回路２から印加されるパルス信号Ａ４と、ゲートドライブ回路３７Ａから印加されるパルス信号Ａ３１とに応じて、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流を通電するか遮断するかを切り替える。
スイッチング素子３５Ａは、抵抗３５１Ａと、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａと、ダイオード３５３Ａ（第１のダイオード）とを含み構成される。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａは、ゲートに抵抗３５１Ａを介してゲートドライブ回路３７Ａから出力されるパルス信号Ａ３１が抵抗３５１Ａを介して印加され、ドレインが２次側インダクタ３１４Ａの他端に接続され、ソースが接続点Ｊ１Ａに接続されている。ダイオード３５３Ａは、アノードがＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのドレインに接続され、カソードがＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのソースに接続されている。
【００３０】
スイッチング素子３６Ａは、抵抗３６１Ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａと、ダイオード３６３Ａ（第２のダイオード）とを含み構成されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａは、ゲートにパルス生成回路２から出力されるパルス信号Ａ４が抵抗３６１Ａを介して印加され、ドレインが接続点Ｊ１Ａに接続され、ソースが接地されている。ダイオード３６３Ａは、アノードがＮ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａのソースに接続され、カソードがＮ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａのドレインに接続されている。
【００３１】
次に、図２は、本実施形態のゲートドライブ回路３７Ａの構成を示す回路図である。ゲートドライブ回路３７Ａは、抵抗３７０Ａ、３７２Ａ、３７４Ａ、３７５Ａ、３７９Ａと、コンデンサ３７３Ａと、ｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａと、ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａ、３７８Ａとを含み構成される。
ｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａは、エミッタに抵抗３７０Ａを介してパルス生成回路２から出力されるパルス信号Ａ３が印加され、ベースが接地され、コレクタが抵抗３７４Ａを介してｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベースに接続されている。抵抗３７２Ａは、一端がｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａのコレクタに接続され、他端に負電位の直流電圧（−５Ｖ）が印加されている。コンデンサ３７３Ａは、抵抗３７４Ａと並列に接続されている。抵抗３７５Ａは、一端がｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベースに接続され、他端に負電位の直流電圧が印加されている。
ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａは、コレクタがダイオード３７７Ａのカソードと、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａのベースとに接続され、エミッタに負電位の直流電圧（−５Ｖ）が印加されている。ｐｎｐ型トランジスタ３７８Ａは、エミッタが図１に示すスイッチング素子３５ＡのＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートと、ダイオード３７７Ａのアノードとに接続され、コレクタが抵抗３７９Ａを介してベースと接続されると共に、接続点Ｊ１Ａに接続されている。
【００３２】
上述の構成により、ゲートドライブ回路３７Ａは、パルス生成回路２からハイレベルのパルス信号Ａ３が入力されると、ｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａ及び抵抗３７４Ａを通じてｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベース−エミッタ間に電流が流れてｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａがオン状態となる。このとき、ダイオード３７７Ａ及びｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａを通じてスイッチング素子３５ＡのＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートに負電位の直流電圧（−５）のパルス信号Ａ３１が出力され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａがオン状態となる。これにより、スイッチング素子３５Ａからトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに向かう電流Ｉａ４が流れる。
【００３３】
一方、ゲートドライブ回路３７Ａは、パルス生成回路２から接地電位レベル（以下、ロー（Ｌｏｗ）レベルという。）のパルス信号Ａ３が入力されると、ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベース−エミッタ間に電流が流れないので、ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａがオフ状態となる。ここで、スイッチング素子３５ＡのＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲート電位が負、例えば−５Ｖのとき、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａは、抵抗３７９Ａを通じてベース−エミッタ間に電流が流れて、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａがオン状態になる。
このとき、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａのコレクタからエミッタに向かって電流が流れ、すなわち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲート電位を接続点Ｊ１Ａと同電位にする方向に電流が流れ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートと、接続点Ｊ１Ａに接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのソースとが同電位となり、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａがオフ状態となる。これにより、スイッチング素子３５Ａからトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに向かう電流Ｉａ４が遮断される。
【００３４】
図１に戻って、スイッチング素子３６Ａは、パルス生成回路２がハイレベルのパルス信号Ａ４を出力すると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａがオン状態となり、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａからスイッチング素子３６Ａに向かう方向、すなわち、電流Ｉａ４と逆の方向の電流Ｉａ３が流れる。
一方、スイッチング素子３６Ａは、パルス生成回路２がローレベルのパルス信号Ａ４を出力すると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａがオフ状態となり、スイッチング素子３６Ａからトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに向かう方向の電流Ｉａ３を遮断する。
【００３５】
上述のように、パルス生成回路２は、出力するパルス信号Ａ３、Ａ４によりスイッチング部３４Ａに含まれるスイッチング素子３５Ａ、３６Ａのオンとオフとを切り替えて、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流を制御することができる。これにより、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと、超音波モータの振動子が有する圧電体４１Ａの静電容量ＣとによるＬＣ直列共振回路の共振周波数（ｆｃ＝１／（２π√（ＬＣ））による振動をスイッチング素子３５Ａ、３６Ａのオンとオフとを切り替えることにより制御することができる。
【００３６】
図３は、本実施形態の超音波モータ駆動装置１００が超音波モータ４を駆動する際のＡ相側の波形図である。図３において、横軸方向は時間を示し、縦軸方向はパルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１〜Ａ４のレベルと、圧電体４１Ａに印加する電圧Ｖｍａの電圧値と、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａの電流値とを示している。超音波モータ駆動装置１００は、スイッチング素子３５Ａ、３６Ａのオンとオフとを切り替えることにより、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの波形の乱れを抑制している。以下、超音波モータ駆動装置１００の動作を説明する前に、スイッチング素子３５Ａ、３６Ａを設けずにトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａの他端が直接接地されている場合の圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの乱れについて、比較例として図を用いて説明する。
【００３７】
＜比較例＞
まず、図４は、比較例における超音波モータ駆動装置１０１の構成を示す概略ブロック図である。超音波モータ駆動装置１００は、第１実施形態の図１に示した超音波モータ駆動装置１００に比べ、駆動回路５Ａ、５Ｂが異なる。駆動回路５Ａは、第１実施形態の駆動回路３Ａに比べ、スイッチング部３４Ａ及びゲートドライブ回路３７Ａを設けず、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａの他端が接地されている点が異なる。駆動回路５Ｂは、駆動回路５Ａと同様に、第１実施形態の駆動回路３Ｂに比べ、スイッチング部３４Ｂ及びゲートドライブ回路３７Ｂを設けず、トランス３１Ｂの２次側インダクタ３１４Ｂの他端が接地されている点が異なる。超音波モータ駆動装置１０１は、上述の相違点以外第１実施形態の超音波モータ駆動装置１００の構成と同じであるので、対応する箇所には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
次に、図５は、比較例において超音波モータ駆動装置１０１が超音波モータ４の回転を始める周波数（ｆ０）で駆動するときのＡ相側の波形図である。図５において、横軸方向は時間を示し、縦軸方向は、パルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１、Ａ２のレベルと、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの電圧値と、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａの電流値とを示している。なお、周波数ｆ０は、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと圧電体４１Ａの静電容量ＣとからなるＬＣ直列共振回路の共振周波数（ｆｃ）に近い周波数とする。
時刻ｔ１において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ１をハイレベルにすると、スイッチング素子３２ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａがオン状態になり、電流Ｉａ１が流れ始めて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａにエネルギーが蓄えられる。
時刻ｔ２において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ１をローレベルにすると、スイッチング素子３２ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａがオフ状態になり、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａに対してエネルギーを蓄えていた電流が遮断されて、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａに蓄えられていたエネルギーが急速に開放される。これにより、２次側インダクタ３１４Ａに電流Ｉａ３が流れると共に、圧電体４１Ａに対して電圧Ｖｍａが印加される。
【００３９】
次に、時刻ｔ３において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ２をハイレベルにすると、スイッチング素子３３ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａがオン状態になり、電流Ｉａ２が流れ始めて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１３Ａにエネルギーが蓄えられる。
時刻ｔ４において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ２をローレベルにすると、スイッチング素子３３ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａがオフ状態になり、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１３Ａに対してエネルギーを蓄えていた電流が遮断されて、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１３Ａに蓄えられていたエネルギーが急速に開放される。これにより、２次側インダクタ３１４Ａに、時刻ｔ２とは逆方向の電流Ｉａ４が流れると共に、圧電体４１Ａに対して電圧Ｖｍａが印加される。
以降、超音波モータ駆動装置１０１は、パルス生成回路２によりパルス信号Ａ１、Ａ２を周期的に変化させることにより上述の時刻ｔ１から時刻ｔ４までの動作を繰り返し行う。ここで、パルス信号Ａ１とパルス信号Ａ２との間には１８０度の位相差があり、スイッチング素子３２Ａ、３３Ａのオンとオフとを切り替えることにより、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａ、３１３Ａそれぞれに交互に逆方向の電流を流す動作、いわゆるプッシュプル駆動を行う。
【００４０】
次に、図６は、比較例において、超音波モータ駆動装置１０１が超音波モータ４の回転速度が最高になる周波数（ｆ１）で駆動するときのＡ相側の波形図である。図６において、横軸方向は時間を示し、縦軸方向は、パルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１、Ａ２のレベルと、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの電圧値と、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａの電流値とを示している。ここで、超音波モータ４の回転速度が最高になる周波数（ｆ１）、すなわち、圧電体４１Ａに印加する電圧が変はする周波数は、一般的に、超音波モータ４が回転を始める周波数（ｆ０）より低い周波数である。
超音波モータ駆動装置１０１は、パルス生成回路２により、上述の図５の場合の動作と同様に、時刻ｔ１〜ｔ４においてパルス信号Ａ１、Ａ２を変化させて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに電流を流すことにより、２次側インダクタ３１４Ａに電流を流して圧電体４１Ａに対して電圧Ｖｍａを印加する。
【００４１】
このとき、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａから印加する電圧の変化の周波数（ｆ１）と、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと圧電体４１Ａの静電容量Ｃとによる共振周波数（ｆｃ）とに差があり、共振周波数（ｆｃ）による自由振動が発生することにより、時刻ｔ１及び時刻ｔ３の直後に、圧電体４１Ａに印加する電圧Ｖｍａの波形に乱れが生じる。
電圧Ｖｍａの波形が乱れることにより、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａが増大して消費電力が多くなってしまう。また、圧電体４１Ａに印加する電圧が不安定になることから、圧電体４１Ａが発生する振動も不安定になり超音波モータ４の安定した駆動が困難になることがある。
【００４２】
図３に戻って、第１実施形態の超音波モータ駆動装置１００の動作の説明を行う。超音波モータ駆動装置１００のパルス生成回路２は、比較例の超音波モータ駆動装置１０１と同様に時刻ｔ１、ｔ２においてパルス信号Ａ１を変化させ、時刻ｔ３、ｔ４においてパルス信号Ａ２を変化させる。更に、本実施形態のパルス生成回路２は、時刻ｔ１より前の時刻ｔ１’においてパルス信号Ａ３をローレベルに変化させ、時刻ｔ２においてパルス信号Ａ３をハイレベルに変化させる。これにより、パルス生成回路２は、ゲートドライブ回路３７Ａを介してスイッチング素子３５Ａによりトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流Ｉａ３の通電と遮断とを切り替える。
また、パルス生成回路２は、時刻ｔ３より前の時刻ｔ３’においてパルス信号Ａ４をローレベルに変化させ、時刻ｔ４においてパルス信号Ａ４をハイレベルに変化させる。これにより、パルス生成回路２は、スイッチング素子３６Ａによりトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流Ｉａ４の通電と遮断とを切り替える。以降、パルス生成回路２は、時刻ｔ１’から時刻ｔ４までの動作を周期的に繰り返し行いトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａと２次側インダクタ３１４Ａとに流れる電流の通電と遮断とを切り替える制御を行う。
【００４３】
ここで、時刻ｔ１’、ｔ３’は、直流電源回路１に流れる電流Ｉａが負になる時刻である。また、パルス信号Ａ３をローレベルにする時刻ｔ１’から時刻ｔ２までの期間、及び、パルス信号Ａ４をローレベルにする時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間は、超音波モータ４の駆動周波数帯域が狭い場合には、可変にせずに、固定の期間としてもよい。一方、超音波モータ４の駆動周波数帯域が広い場合には、パルス生成回路２は、駆動周波数に応じてパルス信号Ａ３、Ａ４をローレベルにする期間を変化させる。
また、時刻ｔ１’は、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａが極大値となる直前であり、パルス信号Ａ２がハイレベルからローレベルに変化した後である。このとき、パルス生成回路２は、パルス信号Ａ３をローレベルに変化させて電流Ｉａ３を遮断することにより、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに蓄えられていたエネルギーによる圧電体４１Ａへの駆動電圧の印加が終わることによる圧電体４１Ａに蓄積された電荷が２次側インダクタ３１４Ａへの移動を抑制する。すなわち、パルス信号Ａ３によりスイッチング素子３５Ａのオンとオフとを切り替えて電流Ｉａ３を通電と遮断とを切り替えることにより、２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと、圧電体４１Ａの静電容量ＣとからなるＬＣ直列共振回路による自由振動を抑制する。
【００４４】
また、時刻ｔ３’は、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａが極小値となる直前であり、パルス信号Ａ１がハイレベルからローレベルに変化した後である。このとき、パルス生成回路２は、パルス信号Ａ４をローレベルに変化させて電流Ｉａ４を遮断することにより、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに蓄えられていたエネルギーによる圧電体４１Ａへの駆動電圧の印加が終わり、圧電体４１Ａに蓄積された電荷が２次側インダクタ３１４Ａへの移動を抑制する。すなわち、パルス信号Ａ４によりスイッチング素子３６Ａのオンとオフとを切り替えて電流Ｉａ４を通電と遮断とをことにより、２次側インダクタ３１４Ａと圧電体４１ＡとからなるＬＣ直列共振回路による自由振動を抑制する。
上述の動作により、超音波モータ駆動装置１００は、図６の比較例に示した電圧Ｖｍａの波形の乱れを抑制することができ、更に、圧電体４１Ａに印加する電圧が安定することにより、超音波モータ４を安定して駆動することが可能となる。
【００４５】
また、パルス生成回路２は、時刻ｔ２において、パルス信号Ａ３をローレベルからハイレベルに変化させると共に、パルス信号Ａ１をハイレベルからローレベルへ切り替えている。また、パルス生成回路２は、時刻ｔ４において、パルス信号Ａ４をローレベルからハイレベルに変化させると共に、パルス信号Ａ２をハイレベルからローレベルへ切り替えている。これは、パルス信号Ａ１、Ａ２をハイレベルからローレベルへ切り替えるタイミングにおいて、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａと圧電体４１ＡとからなるＬＣ直列共振回路を利用した駆動電圧の印加が行われるので、当該駆動電圧の印加を抑制する電流の遮断を行わないようにスイッチング素子３５Ａ、３６Ａをオン状態にするためである。
【００４６】
なお、本実施形態では、パルス生成回路２がパルス信号Ａ１、Ａ２をハイレベルからローレベルへの変更と、パルス信号Ａ３、Ａ４をローレベルからハイレベルへの変更を同時に行っているが、パルス信号Ａ１、Ａ２をハイレベルからローレベルへ変更する前に、パルス信号Ａ３、Ａ４をローレベルからハイレベルに変更するようにしてもよい。
また、本実施形態では、パルス信号Ａ１〜Ａ４と、パルス信号Ｂ１〜Ｂ４との間の位相差を９０度とし、圧電体４１Ａ、４１Ｂに印加する駆動電圧の位相差を９０度としたが、超音波モータ４が圧電体４１Ａ、４１Ｂに印加する駆動電圧の位相が９０度のとき最も大きい駆動力を発生するからであり、駆動対象に応じてパルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１〜Ａ４とパルス信号Ｂ１〜Ｂ４との位相差を変えてもよい。
【００４７】
超音波モータ駆動装置１００は、上述の構成及び動作により、以下の効果を奏する。
トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａにタップを設けて、直流電源回路１からタップに電圧を印加し、１次側インダクタ３１１Ａを構成する巻線３１２Ａ、３１３Ａそれぞれに流す電流を切り替えてプッシュプル駆動することにより、１次側インダクタ３１１Ａの一端のみ、あるいは、他端のみに電圧を印加して駆動する場合に比べ、効率的に圧電体４１Ａに電圧を印加して駆動することができる。また、Ｂ相についても同様である。
また、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流の向きに応じて、通電と遮断とを切り替えるスイッチング素子３５Ａ、３６Ａを含むスイッチング部３４Ａを設けたことにより、２次側インダクタ３１４Ａと圧電体４１ＡとからなるＬＣ直列共振回路による自由振動を抑制し、圧電体４１Ａに印加する電圧を安定させることにより超音波モータ４の駆動を安定させると共に、電流Ｉａの変化を安定させて消費電力の増加を抑制して、電力を効率的に利用することができる。また、超音波モータ駆動装置１００は、特許文献１に記載のものが1方向のみの自由振動を抑制するのに対して、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流の向きに係らず自由振動を抑制できるので、更に、圧電体４１Ａに印加する電圧を安定させることができ、自由振動が原因となる超音波モータ４の誤作動を防ぐことができる。また、Ｂ相についても同様である。
【００４８】
更に、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流の向きに応じて、通電と遮断とを切り替えるスイッチング素子３５Ａ、３６Ａを含むスイッチング部３４Ａを設けたことにより、圧電体４１Ａ、４１Ｂとの接地電極４３を共通にした場合においても、圧電体４１Ａ、４１Ｂそれぞれに印加される電圧を独立に変化させることができるので、超音波モータ４を構成する際に、圧電体４１Ａ、４１Ｂそれぞれの接地電極を別々に設ける場合に比べて、構成を単純にすることができ、超音波モータ４の小型化に対応することができる。
また、スイッチング素子３５ＡにＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａを用いたことにより、２次側インダクタ３１４Ａに接続されたドレインの電位に係らず、ソースの電位（スイッチング素子３６Ａのダイオード３６３Ａを介して接続された接地電位）に対して低い電圧をゲートドライブ回路３７Ａからゲートに印加することによりスイッチング素子３５Ａのオンとオフとの切り替えを行うことができる。このとき、ゲートドライブ回路３７ＡからＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートに印加する不電位の直流電圧（−５Ｖ）は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａをオン状態に切り替えることができればよく、電圧値に対して精度が要求されないので、チャージポンプ回路などにより容易に供給することができ、直流電源回路１を簡易に構成することができる。また、Ｂ相についても同様である。
【００４９】
次に、図７は、本実施形態の超音波モータ駆動装置１００を備えたカメラシステム１０の構成を示す概略図である。カメラシステム１０は、撮像素子１２を有するカメラボディ１１と、レンズ１４ａ〜１４ｄからなるレンズ群１４を有するレンズ鏡筒１３とを備えている。また、レンズ鏡筒１３は、レンズ１４ｃを保持するカム筒１５と、カム筒１５に接して備えられ、カム筒１５を移動させる超音波モータ４と、超音波モータ４を駆動する超音波モータ駆動装置１００とを有している。レンズ鏡筒１３は、超音波モータ駆動装置１００により駆動される超音波モータ４によりカム筒１５を光軸方向１６に移動することにより焦点調節を行う。
なお、カメラシステム１０において、レンズ鏡筒１３は、カメラボディ１１と着脱可能であってもよし、一体型として固定されていてもよい。また、レンズ鏡筒１３が超音波モータ駆動装置１００を備える構成を示したが、カメラボディ１１が超音波モータ駆動装置１００を備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１００…超音波モータ駆動装置
２…パルス生成回路
３１Ａ、３１Ｂ…トランス
３１１Ａ、３１１Ｂ…１次側インダクタ
３１４Ａ、３１４Ｂ…２次側インダクタ
３４Ａ、３４Ｂ…スイッチング部
３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ…スイッチング素子
３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ…スイッチング素子
３５２Ａ、３５２Ｂ…Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
３６２Ａ、３６２Ｂ…Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
３５３Ａ、３５３Ｂ、３６３Ａ、３６３Ｂ…ダイオード
４１Ａ、４１Ｂ…圧電体
４３…接地電極
１０…カメラシステム
１１…カメラボディ
１３…レンズ鏡筒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子の振動を利用した振動アクチュエータ駆動装置、レンズ鏡筒、カメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属等によって円形状に形成された弾性体の一方の平面に分極処理が施された圧電素子（電気機械エネルギー変換素子）を取り付けたものを振動子として有し、圧電素子に一定の電位差を有する交流電圧を印加することにより、弾性体の他方の平面に進行波を励起する構成を備える振動アクチュエータ、いわゆる超音波モータが知られている。
【０００３】
超音波モータにおける振動子の機械的な共振周波数（ｆｒ）と、超音波モータが安定して回転する最高回転数となる駆動周波数（ｆ１）と、超音波モータが回転を始める駆動周波数（ｆ０）との関係は、一般に、ｆｒ＜ｆ１＜ｆ０となる。
ところで、トランスを使用した超音波モータの駆動回路において、トランスの２次側巻線のインダクタンスＬと、超音波モータの振動子の静電容量Ｃとによる共振周波数（ｆｃ）は、１／（２π√（ＬＣ））であり、ｆｃ＝ｆ０となるようにインダクタンスＬと静電容量Ｃとを整合させることが望ましいが、超音波モータの特性によってはｆ０とｆ１との間の周波数帯域が広くなる場合がある。この場合、ｆｃ＝ｆ０とすると、駆動周波数をｆ０から低く変化させるとトランスと超音波モータの振動子との間で自由振動を起こし、超音波モータの駆動電圧波形が乱れて、入力電力が増大してしまうと共に、消費電力が増加してしまう。
前述の自由振動を抑制するために、トランスの２次側巻線にスイッチング素子を設けた超音波モータ制御装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５７１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１において示されている超音波モータ制御装置では、トランスの１次側巻線に印加する電流が正の半サイクルと負の半サイクルとが非対称であるために、トランスの２次側巻線より超音波モータに印加される電圧波形が、正の半サイクルと負の半サイクルとが非対称となり、負の半サイクルが超音波モータの駆動に関与しておらず、入力電力の損失が大きいという問題がある。
【０００６】
本発明は、振動アクチュエータに対する入力電力の損失を低減し、効率的に電力を供給する振動アクチュエータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記問題を解決するために、本発明は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）により振動を発生する振動子と、該振動子が発生する振動により駆動される相対運動部材と、電圧が印加される１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）と、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に電圧を印加する２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）とを有するトランス部（３１Ａ、３１Ｂ）と、前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）と、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）との間に流れる電流の通電状態を切り替えるスイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）と、前１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）に流れる電流の方向に応じて、前記スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）により前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）に流れる電流の通電状態を切り替える制御部（２）とを具備することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【０００８】
［２］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）は、前記スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）を介して接地され、前記スイッチング部（３４Ａ、３４Ｂ）は、前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）から前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に向かって流れる電流の通電状態を切り替える第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）と、前記電気機械エネルギー変換素子から前記２次側インダクタに向かって流れる電流の通電状態を切り替える第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）と、を備えることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【０００９】
［３］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）は、ソースが前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）に接続され、ゲートが前記制御部（２）により電圧が印加されるＰ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）と、アノードが、前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）のソースに接続され、カソードが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）のドレインに接続された第１のダイオード（３５３Ａ、３５３Ｂ）とを有し、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）は、ソースが接地され、ドレインが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（３５２Ａ、３５２Ｂ）のドレインに接続され、ゲートが前記制御部（２）により電圧が印加されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ（３６２Ａ、３６２Ｂ）と、アノードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（３６２Ａ、３６２Ｂ）のソースに接続され、カソードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（３６２Ａ、３６２Ｂ）のドレインに接続された第２のダイオード（３６３Ａ、３６３Ｂ）とを有することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１０】
［４］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）の一端に接続され、該一端を接地するか否かを切り替える第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）と、前記１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）の他端に接続され、該他端を接地するか否かを切り替える第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）とを備え、前記制御部（２）は、前記第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）と前記第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）とを交互にオン状態にすることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１１】
［５］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記制御部（２）は、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）に印加する電圧の周期に応じて、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）、前記第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）及び前記第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）のオンとオフとを切り替える周期を設定することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１２】
［６］また、本発明は、上記記載の発明であって、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）及び前記第２スイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）は、いずれか一方のみがオン状態となり、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）及び前記第２スイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）のオン状態とオフ状態との切り替え周期は、半周期の位相差があり、前記第３のスイッチング素子（３２Ａ、３２Ｂ）は、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第１のスイッチング素子（３５Ａ、３５Ｂ）がオフ状態になると共にオフ状態になり、前記第４のスイッチング素子（３３Ａ、３３Ｂ）は、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第２のスイッチング素子（３６Ａ、３６Ｂ）がオフ状態になると共にオフ状態になることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１３】
［７］また、本発明は、上記記載の発明において、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）は、第１の電極（４２Ａ）と、該第１の電極に対応して設けられた第１の接地電極（４３）と、第２の電極（４２Ｂ）と、該第２の電極に対応して設けられた第２の接地電極（４３）とを有し、前記第１の接地電極（４３）と、前記第２の接地電極（４３）とは、共通接続されて、接地されていることを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１４】
［８］また、本発明は、上記記載の発明において、前記トランス部（３１Ａ、３１Ｂ）は、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）の前記第１の電極（４２Ａ）に電圧を印加する第１のトランス（３１Ａ）と、前記電気機械エネルギー変換素子（４１Ａ、４１Ｂ）の前記第２の電極（４２Ｂ）に電圧を印加する第２のトランス（３１Ｂ）とを備え、前記第１のトランス（３１Ａ）と前記第２のトランス（３１Ｂ）とは、それぞれ前記１次側インダクタ（３１１Ａ、３１１Ｂ）と前記２次側インダクタ（３１４Ａ、３１４Ｂ）とを有することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置（１００）である。
【００１５】
［９］また、本発明は、上記記載の発明の振動アクチュエータ駆動装置（１００）を備えたレンズ鏡筒（１３）である。
【００１６】
［１０］また、本発明は、上記記載の発明の振動アクチュエータ駆動装置（１００）を備えたカメラ（１０）である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、振動アクチュエータの振動子に対する入力電力の損失を低減し、効率的に電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態による超音波モータ駆動装置の構成、及び、超音波モータ駆動装置と超音波モータとの間の接続を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態のゲートドライブ回路の構成を示す回路図である。
【図３】本実施形態の超音波モータ駆動装置が超音波モータを駆動する際のＡ相側の波形図である。
【図４】比較例における超音波モータ駆動装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】比較例において超音波モータ駆動装置が超音波モータの回転を始める周波数（ｆ０）で駆動するときのＡ相側の波形図である。
【図６】比較例において、超音波モータ駆動装置が超音波モータの回転速度が最高になる周波数（ｆ１）で駆動するときのＡ相側の波形図である。
【図７】本実施形態の超音波モータ駆動装置を備えたカメラシステムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態による超音波モータ駆動装置を図面を参照して説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態による超音波モータ駆動装置１００の構成、及び、超音波モータ駆動装置１００と超音波モータ４との間の接続を示す概略ブロック図である。
本実施形態において、超音波モータ４は、不図示の円環状の振動子と、不図示の相対移動部材（回転子、あるいは、移動子という。）を有し、相対移動部材が回転して回転出力が得られる。振動子は、不図示の円環状の弾性体と、当該弾性体に接合された圧電体４１Ａ、４１Ｂを有している。
【００２１】
圧電体４１Ａ、４１Ｂは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械エネルギー変換素子であり、例えば、圧電素子や電歪素子などが用いられる。圧電体４１Ａ、４１Ｂは、略円環状の部材であり、弾性体の円周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）の電気信号が入力される２つの部位に分かれている。圧電体４１Ａには、Ａ相の電気信号が入力され、圧電体４１Ｂには、Ｂ相の電気信号が入力される。圧電体４１Ａと圧電体４１Ｂとは、１／２波長ごとにそれぞれの分極が交互に並べられており、更に、圧電体４１Ａの分極と圧電体４１Ｂの分極とは、１／４波長の間隔が設けられている。圧電体４１Ａ、４１Ｂは、例えば、接着剤を用いて弾性体と接合されている。
また、圧電体４１Ａ、４１Ｂの一方の面には、それぞれの分極ごとに駆動電圧を印加できるように電極４２Ａ（第１の電極）と電極４２Ｂ（第２の電極）とが形成されている。また、圧電体４１Ａ、４１Ｂの他方の面には、共通の接地電極４３が形成され接地されている。
【００２２】
超音波モータ駆動装置１００は、直流電源回路１と、パルス生成回路２（制御回路）と、駆動回路３Ａ、３Ｂとを具備している。直流電源回路１は、駆動回路３Ａ、３Ｂに接続され、それぞれに正電位の直流電圧（Ｖｃｃ）を供給すると共に、負電位の直流電圧（−５Ｖ）を供給する。パルス生成回路２は、駆動回路３Ａ、３Ｂに接続され、外部から入力される周波数指示信号に応じて、超音波モータ４を駆動するためのパルス信号Ａ１〜Ａ４を入力された周波数指示信号に応じた周期を設定し、設定した周期に応じてパルス信号Ａ１〜Ａ４を駆動回路３Ａに出力する。また、パルス生成回路２は、設定した周期に応じてパルス信号Ｂ１〜Ｂ４を駆動回路３Ｂに出力する。
パルス生成回路２から駆動回路３Ａに出力されるパルス信号Ａ１〜Ａ４と、パルス生成回路２から駆動回路３Ｂに出力されるパルス信号Ｂ１〜Ｂ４とは、１／４周期（９０度）の位相差がある以外、同じ波形のパルス信号である。
【００２３】
駆動回路３Ａは、Ａ相用の駆動回路であり、駆動回路３Ｂは、Ｂ相用の駆動回路である。駆動回路３Ａ、３Ｂは、同じ構成を有しており、それぞれパルス生成回路２から入力されるパルス信号が９０度の位相差がある信号が入力される点を除いて、超音波モータ４に対する動作も同じである。以下、特に言及しない限り、駆動回路３Ａについてのみ説明し、駆動回路３Ｂについての説明を省略する。また、駆動回路３Ａに対しての構成については、全ての符号の末尾に「Ａ」を付し、駆動回路３Ｂに対しての構成については、全ての符号の末尾に「Ｂ」を付して、駆動回路３Ａと駆動回路３Ｂとの符号中の数字が一致する箇所がそれぞれ対応する箇所であることを示している。例えば、後述する駆動回路３Ａのスイッチング素子３２Ａと、駆動回路３Ｂのスイッチング素子３２Ｂとは、対応する構成であり、同一の構成を有している。
【００２４】
駆動回路３Ａは、トランス３１Ａ（第１のトランス）と、スイッチング素子３２Ａ（第３のスイッチング素子）と、スイッチング素子３３Ａ（第４のスイッチング素子）と、スイッチング部３４Ａと、ゲートドライブ回路３７Ａとを備えている。トランス３１Ａは、１次側インダクタ３１１Ａと２次側インダクタ３１４Ａとが対をなして構成され、１次側インダクタ３１１Ａが有するタップに直流電源回路１から正電位の電源電圧が印加される。１次側インダクタ３１１Ａは、タップから１次側インダクタ３１１Ａの一端との間に形成される巻線３１２Ａと、タップから１次側インダクタ３１１Ａの他端との間に形成される巻線３１３Ａとを含み構成されている。また、巻線３１２Ａは、スイッチング素子３２Ａを介して接地されている。巻線３１３Ａは、一端がスイッチング素子３３Ａを介して接地されている。
【００２５】
更に、２次側インダクタ３１４Ａは、一端が圧電体４１Ａの電極４２Ａと接続され、他端がスイッチング部３４Ａを介して接地されている。ここで、２次側インダクタ３１４Ａは、超音波モータ４の圧電体４１Ａと直列接続されることで、ＬＣ直列共振回路を構成する。なお、１次側インダクタ３１１Ａに設けるタップは、巻線３１２Ａ、３１３Ａそれぞれの巻き数が均等になるように中央に設けると、２次側インダクタ３１４Ａに誘導される励磁される電流が１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流の向きに対して、対称となるので圧電体４１Ａに安定した電圧を印可できるので好適である。
【００２６】
スイッチング素子３２Ａは、パルス生成回路２より出力されるパルス信号Ａ１に応じて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに含まれる巻線３１２Ａに電流を流すか否かを切り替える。また、スイッチング素子３２Ａは、抵抗３２１Ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effective Transistor）３２２Ａとを含み構成される。
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａは、ゲートに抵抗３２１Ａを介してパルス生成回路２よりパルス信号Ａ１が印加され、ドレインが、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの一端と接続され、ソースが接地されている。
【００２７】
スイッチング素子３３Ａは、パルス生成回路２より出力されるパルス信号Ａ２に応じて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに含まれる巻線３１３Ａに電流を流すか否かを切り替える。また、スイッチング素子３３Ａは、抵抗３３１Ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａとを含み構成される。
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａは、ゲートに抵抗３３１Ａを介してパルス生成回路２よりパルス信号Ａ２が印加され、ドレインが、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの他端と接続され、ソースが接地されている。
【００２８】
上述の構成により、パルス生成回路２が正電位の電流電圧レベル（以下、ハイ（Ｈｉｇｈ）レベルという。）のパルス信号Ａ１を出力すると、スイッチング素子３２ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａがオン状態となり、１次側インダクタ３１１Ａからスイッチング素子３２Ａの方向に電流Ｉａ１が流れる。また、パルス生成回路２がハイレベルのパルス信号Ａ２を出力すると、スイッチング素子３３ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａがオン状態となり、電流Ｉａ１と逆の方向である１次側インダクタ３１１Ａからスイッチング素子３３Ａの方向に電流Ｉａ２が流れる。すなわち、パルス生成回路２から出力されるパルス信号Ａ１、Ａ２によりトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに電流を流すか否かと、電流の流す方向とを制御することができる。
【００２９】
スイッチング部３４Ａは、スイッチング素子３５Ａ、３６Ａを含み構成され、スイッチング素子３５Ａとスイッチング素子３６Ａとが、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａの他端と接地との間に接続点Ｊ１Ａを介して直列に接続されている。また、スイッチング部３４Ａは、パルス生成回路２から印加されるパルス信号Ａ４と、ゲートドライブ回路３７Ａから印加されるパルス信号Ａ３１とに応じて、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流を通電するか遮断するかを切り替える。
スイッチング素子３５Ａは、抵抗３５１Ａと、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａと、ダイオード３５３Ａ（第１のダイオード）とを含み構成される。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａは、ゲートに抵抗３５１Ａを介してゲートドライブ回路３７Ａから出力されるパルス信号Ａ３１が抵抗３５１Ａを介して印加され、ドレインが２次側インダクタ３１４Ａの他端に接続され、ソースが接続点Ｊ１Ａに接続されている。ダイオード３５３Ａは、アノードがＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのドレインに接続され、カソードがＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのソースに接続されている。
【００３０】
スイッチング素子３６Ａは、抵抗３６１Ａと、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａと、ダイオード３６３Ａ（第２のダイオード）とを含み構成されている。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａは、ゲートにパルス生成回路２から出力されるパルス信号Ａ４が抵抗３６１Ａを介して印加され、ドレインが接続点Ｊ１Ａに接続され、ソースが接地されている。ダイオード３６３Ａは、アノードがＮ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａのソースに接続され、カソードがＮ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａのドレインに接続されている。
【００３１】
次に、図２は、本実施形態のゲートドライブ回路３７Ａの構成を示す回路図である。ゲートドライブ回路３７Ａは、抵抗３７０Ａ、３７２Ａ、３７４Ａ、３７５Ａ、３７９Ａと、コンデンサ３７３Ａと、ｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａと、ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａ、３７８Ａとを含み構成される。
ｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａは、エミッタに抵抗３７０Ａを介してパルス生成回路２から出力されるパルス信号Ａ３が印加され、ベースが接地され、コレクタが抵抗３７４Ａを介してｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベースに接続されている。抵抗３７２Ａは、一端がｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａのコレクタに接続され、他端に負電位の直流電圧（−５Ｖ）が印加されている。コンデンサ３７３Ａは、抵抗３７４Ａと並列に接続されている。抵抗３７５Ａは、一端がｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベースに接続され、他端に負電位の直流電圧が印加されている。
ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａは、コレクタがダイオード３７７Ａのカソードと、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａのベースとに接続され、エミッタに負電位の直流電圧（−５Ｖ）が印加されている。ｐｎｐ型トランジスタ３７８Ａは、エミッタが図１に示すスイッチング素子３５ＡのＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートと、ダイオード３７７Ａのアノードとに接続され、コレクタが抵抗３７９Ａを介してベースと接続されると共に、接続点Ｊ１Ａに接続されている。
【００３２】
上述の構成により、ゲートドライブ回路３７Ａは、パルス生成回路２からハイレベルのパルス信号Ａ３が入力されると、ｐｎｐ型トランジスタ３７１Ａ及び抵抗３７４Ａを通じてｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベース−エミッタ間に電流が流れてｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａがオン状態となる。このとき、ダイオード３７７Ａ及びｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａを通じてスイッチング素子３５ＡのＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートに負電位の直流電圧（−５）のパルス信号Ａ３１が出力され、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａがオン状態となる。これにより、スイッチング素子３５Ａからトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに向かう電流Ｉａ４が流れる。
【００３３】
一方、ゲートドライブ回路３７Ａは、パルス生成回路２から接地電位レベル（以下、ロー（Ｌｏｗ）レベルという。）のパルス信号Ａ３が入力されると、ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａのベース−エミッタ間に電流が流れないので、ｎｐｎ型トランジスタ３７６Ａがオフ状態となる。ここで、スイッチング素子３５ＡのＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲート電位が負、例えば−５Ｖのとき、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａは、抵抗３７９Ａを通じてベース−エミッタ間に電流が流れて、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａがオン状態になる。
このとき、ｎｐｎ型トランジスタ３７８Ａのコレクタからエミッタに向かって電流が流れ、すなわち、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲート電位を接続点Ｊ１Ａと同電位にする方向に電流が流れ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートと、接続点Ｊ１Ａに接続されたＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのソースとが同電位となり、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａがオフ状態となる。これにより、スイッチング素子３５Ａからトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに向かう電流Ｉａ４が遮断される。
【００３４】
図１に戻って、スイッチング素子３６Ａは、パルス生成回路２がハイレベルのパルス信号Ａ４を出力すると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａがオン状態となり、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａからスイッチング素子３６Ａに向かう方向、すなわち、電流Ｉａ４と逆の方向の電流Ｉａ３が流れる。
一方、スイッチング素子３６Ａは、パルス生成回路２がローレベルのパルス信号Ａ４を出力すると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ３６２Ａがオフ状態となり、スイッチング素子３６Ａからトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに向かう方向の電流Ｉａ３を遮断する。
【００３５】
上述のように、パルス生成回路２は、出力するパルス信号Ａ３、Ａ４によりスイッチング部３４Ａに含まれるスイッチング素子３５Ａ、３６Ａのオンとオフとを切り替えて、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流を制御することができる。これにより、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと、超音波モータの振動子が有する圧電体４１Ａの静電容量ＣとによるＬＣ直列共振回路の共振周波数（ｆｃ＝１／（２π√（ＬＣ））による振動をスイッチング素子３５Ａ、３６Ａのオンとオフとを切り替えることにより制御することができる。
【００３６】
図３は、本実施形態の超音波モータ駆動装置１００が超音波モータ４を駆動する際のＡ相側の波形図である。図３において、横軸方向は時間を示し、縦軸方向はパルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１〜Ａ４のレベルと、圧電体４１Ａに印加する電圧Ｖｍａの電圧値と、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａの電流値とを示している。超音波モータ駆動装置１００は、スイッチング素子３５Ａ、３６Ａのオンとオフとを切り替えることにより、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの波形の乱れを抑制している。以下、超音波モータ駆動装置１００の動作を説明する前に、スイッチング素子３５Ａ、３６Ａを設けずにトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａの他端が直接接地されている場合の圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの乱れについて、比較例として図を用いて説明する。
【００３７】
＜比較例＞
まず、図４は、比較例における超音波モータ駆動装置１０１の構成を示す概略ブロック図である。超音波モータ駆動装置１００は、第１実施形態の図１に示した超音波モータ駆動装置１００に比べ、駆動回路５Ａ、５Ｂが異なる。駆動回路５Ａは、第１実施形態の駆動回路３Ａに比べ、スイッチング部３４Ａ及びゲートドライブ回路３７Ａを設けず、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａの他端が接地されている点が異なる。駆動回路５Ｂは、駆動回路５Ａと同様に、第１実施形態の駆動回路３Ｂに比べ、スイッチング部３４Ｂ及びゲートドライブ回路３７Ｂを設けず、トランス３１Ｂの２次側インダクタ３１４Ｂの他端が接地されている点が異なる。超音波モータ駆動装置１０１は、上述の相違点以外第１実施形態の超音波モータ駆動装置１００の構成と同じであるので、対応する箇所には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
次に、図５は、比較例において超音波モータ駆動装置１０１が超音波モータ４の回転を始める周波数（ｆ０）で駆動するときのＡ相側の波形図である。図５において、横軸方向は時間を示し、縦軸方向は、パルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１、Ａ２のレベルと、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの電圧値と、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａの電流値とを示している。なお、周波数ｆ０は、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと圧電体４１Ａの静電容量ＣとからなるＬＣ直列共振回路の共振周波数（ｆｃ）に近い周波数とする。
時刻ｔ１において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ１をハイレベルにすると、スイッチング素子３２ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａがオン状態になり、電流Ｉａ１が流れ始めて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａにエネルギーが蓄えられる。
時刻ｔ２において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ１をローレベルにすると、スイッチング素子３２ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３２２Ａがオフ状態になり、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａに対してエネルギーを蓄えていた電流が遮断されて、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａに蓄えられていたエネルギーが急速に開放される。これにより、２次側インダクタ３１４Ａに電流Ｉａ３が流れると共に、圧電体４１Ａに対して電圧Ｖｍａが印加される。
【００３９】
次に、時刻ｔ３において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ２をハイレベルにすると、スイッチング素子３３ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａがオン状態になり、電流Ｉａ２が流れ始めて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１３Ａにエネルギーが蓄えられる。
時刻ｔ４において、パルス生成回路２がパルス信号Ａ２をローレベルにすると、スイッチング素子３３ＡのＮ型ＭＯＳＦＥＴ３３２Ａがオフ状態になり、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１３Ａに対してエネルギーを蓄えていた電流が遮断されて、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１３Ａに蓄えられていたエネルギーが急速に開放される。これにより、２次側インダクタ３１４Ａに、時刻ｔ２とは逆方向の電流Ｉａ４が流れると共に、圧電体４１Ａに対して電圧Ｖｍａが印加される。
以降、超音波モータ駆動装置１０１は、パルス生成回路２によりパルス信号Ａ１、Ａ２を周期的に変化させることにより上述の時刻ｔ１から時刻ｔ４までの動作を繰り返し行う。ここで、パルス信号Ａ１とパルス信号Ａ２との間には１８０度の位相差があり、スイッチング素子３２Ａ、３３Ａのオンとオフとを切り替えることにより、１次側インダクタ３１１Ａの巻線３１２Ａ、３１３Ａそれぞれに交互に逆方向の電流を流す動作、いわゆるプッシュプル駆動を行う。
【００４０】
次に、図６は、比較例において、超音波モータ駆動装置１０１が超音波モータ４の回転速度が最高になる周波数（ｆ１）で駆動するときのＡ相側の波形図である。図６において、横軸方向は時間を示し、縦軸方向は、パルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１、Ａ２のレベルと、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａの電圧値と、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａの電流値とを示している。ここで、超音波モータ４の回転速度が最高になる周波数（ｆ１）、すなわち、圧電体４１Ａに印加する電圧が変はする周波数は、一般的に、超音波モータ４が回転を始める周波数（ｆ０）より低い周波数である。
超音波モータ駆動装置１０１は、パルス生成回路２により、上述の図５の場合の動作と同様に、時刻ｔ１〜ｔ４においてパルス信号Ａ１、Ａ２を変化させて、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに電流を流すことにより、２次側インダクタ３１４Ａに電流を流して圧電体４１Ａに対して電圧Ｖｍａを印加する。
【００４１】
このとき、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａから印加する電圧の変化の周波数（ｆ１）と、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと圧電体４１Ａの静電容量Ｃとによる共振周波数（ｆｃ）とに差があり、共振周波数（ｆｃ）による自由振動が発生することにより、時刻ｔ１及び時刻ｔ３の直後に、圧電体４１Ａに印加する電圧Ｖｍａの波形に乱れが生じる。
電圧Ｖｍａの波形が乱れることにより、直流電源回路１からトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに流れる電流Ｉａが増大して消費電力が多くなってしまう。また、圧電体４１Ａに印加する電圧が不安定になることから、圧電体４１Ａが発生する振動も不安定になり超音波モータ４の安定した駆動が困難になることがある。
【００４２】
図３に戻って、第１実施形態の超音波モータ駆動装置１００の動作の説明を行う。超音波モータ駆動装置１００のパルス生成回路２は、比較例の超音波モータ駆動装置１０１と同様に時刻ｔ１、ｔ２においてパルス信号Ａ１を変化させ、時刻ｔ３、ｔ４においてパルス信号Ａ２を変化させる。更に、本実施形態のパルス生成回路２は、時刻ｔ１より前の時刻ｔ１’においてパルス信号Ａ３をローレベルに変化させ、時刻ｔ２においてパルス信号Ａ３をハイレベルに変化させる。これにより、パルス生成回路２は、ゲートドライブ回路３７Ａを介してスイッチング素子３５Ａによりトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流Ｉａ３の通電と遮断とを切り替える。
また、パルス生成回路２は、時刻ｔ３より前の時刻ｔ３’においてパルス信号Ａ４をローレベルに変化させ、時刻ｔ４においてパルス信号Ａ４をハイレベルに変化させる。これにより、パルス生成回路２は、スイッチング素子３６Ａによりトランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流Ｉａ４の通電と遮断とを切り替える。以降、パルス生成回路２は、時刻ｔ１’から時刻ｔ４までの動作を周期的に繰り返し行いトランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａと２次側インダクタ３１４Ａとに流れる電流の通電と遮断とを切り替える制御を行う。
【００４３】
ここで、時刻ｔ１’、ｔ３’は、直流電源回路１に流れる電流Ｉａが負になる時刻である。また、パルス信号Ａ３をローレベルにする時刻ｔ１’から時刻ｔ２までの期間、及び、パルス信号Ａ４をローレベルにする時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間は、超音波モータ４の駆動周波数帯域が狭い場合には、可変にせずに、固定の期間としてもよい。一方、超音波モータ４の駆動周波数帯域が広い場合には、パルス生成回路２は、駆動周波数に応じてパルス信号Ａ３、Ａ４をローレベルにする期間を変化させる。
また、時刻ｔ１’は、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａが極大値となる直前であり、パルス信号Ａ２がハイレベルからローレベルに変化した後である。このとき、パルス生成回路２は、パルス信号Ａ３をローレベルに変化させて電流Ｉａ３を遮断することにより、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに蓄えられていたエネルギーによる圧電体４１Ａへの駆動電圧の印加が終わることによる圧電体４１Ａに蓄積された電荷が２次側インダクタ３１４Ａへの移動を抑制する。すなわち、パルス信号Ａ３によりスイッチング素子３５Ａのオンとオフとを切り替えて電流Ｉａ３を通電と遮断とを切り替えることにより、２次側インダクタ３１４ＡのインダクタンスＬと、圧電体４１Ａの静電容量ＣとからなるＬＣ直列共振回路による自由振動を抑制する。
【００４４】
また、時刻ｔ３’は、圧電体４１Ａに印加される電圧Ｖｍａが極小値となる直前であり、パルス信号Ａ１がハイレベルからローレベルに変化した後である。このとき、パルス生成回路２は、パルス信号Ａ４をローレベルに変化させて電流Ｉａ４を遮断することにより、トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａに蓄えられていたエネルギーによる圧電体４１Ａへの駆動電圧の印加が終わり、圧電体４１Ａに蓄積された電荷が２次側インダクタ３１４Ａへの移動を抑制する。すなわち、パルス信号Ａ４によりスイッチング素子３６Ａのオンとオフとを切り替えて電流Ｉａ４を通電と遮断とをことにより、２次側インダクタ３１４Ａと圧電体４１ＡとからなるＬＣ直列共振回路による自由振動を抑制する。
上述の動作により、超音波モータ駆動装置１００は、図６の比較例に示した電圧Ｖｍａの波形の乱れを抑制することができ、更に、圧電体４１Ａに印加する電圧が安定することにより、超音波モータ４を安定して駆動することが可能となる。
【００４５】
また、パルス生成回路２は、時刻ｔ２において、パルス信号Ａ３をローレベルからハイレベルに変化させると共に、パルス信号Ａ１をハイレベルからローレベルへ切り替えている。また、パルス生成回路２は、時刻ｔ４において、パルス信号Ａ４をローレベルからハイレベルに変化させると共に、パルス信号Ａ２をハイレベルからローレベルへ切り替えている。これは、パルス信号Ａ１、Ａ２をハイレベルからローレベルへ切り替えるタイミングにおいて、トランス３１Ａの２次側インダクタ３１４Ａと圧電体４１ＡとからなるＬＣ直列共振回路を利用した駆動電圧の印加が行われるので、当該駆動電圧の印加を抑制する電流の遮断を行わないようにスイッチング素子３５Ａ、３６Ａをオン状態にするためである。
【００４６】
なお、本実施形態では、パルス生成回路２がパルス信号Ａ１、Ａ２をハイレベルからローレベルへの変更と、パルス信号Ａ３、Ａ４をローレベルからハイレベルへの変更を同時に行っているが、パルス信号Ａ１、Ａ２をハイレベルからローレベルへ変更する前に、パルス信号Ａ３、Ａ４をローレベルからハイレベルに変更するようにしてもよい。
また、本実施形態では、パルス信号Ａ１〜Ａ４と、パルス信号Ｂ１〜Ｂ４との間の位相差を９０度とし、圧電体４１Ａ、４１Ｂに印加する駆動電圧の位相差を９０度としたが、超音波モータ４が圧電体４１Ａ、４１Ｂに印加する駆動電圧の位相が９０度のとき最も大きい駆動力を発生するからであり、駆動対象に応じてパルス生成回路２が出力するパルス信号Ａ１〜Ａ４とパルス信号Ｂ１〜Ｂ４との位相差を変えてもよい。
【００４７】
超音波モータ駆動装置１００は、上述の構成及び動作により、以下の効果を奏する。
トランス３１Ａの１次側インダクタ３１１Ａにタップを設けて、直流電源回路１からタップに電圧を印加し、１次側インダクタ３１１Ａを構成する巻線３１２Ａ、３１３Ａそれぞれに流す電流を切り替えてプッシュプル駆動することにより、１次側インダクタ３１１Ａの一端のみ、あるいは、他端のみに電圧を印加して駆動する場合に比べ、効率的に圧電体４１Ａに電圧を印加して駆動することができる。また、Ｂ相についても同様である。
また、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流の向きに応じて、通電と遮断とを切り替えるスイッチング素子３５Ａ、３６Ａを含むスイッチング部３４Ａを設けたことにより、２次側インダクタ３１４Ａと圧電体４１ＡとからなるＬＣ直列共振回路による自由振動を抑制し、圧電体４１Ａに印加する電圧を安定させることにより超音波モータ４の駆動を安定させると共に、電流Ｉａの変化を安定させて消費電力の増加を抑制して、電力を効率的に利用することができる。また、超音波モータ駆動装置１００は、特許文献１に記載のものが1方向のみの自由振動を抑制するのに対して、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流の向きに係らず自由振動を抑制できるので、更に、圧電体４１Ａに印加する電圧を安定させることができ、自由振動が原因となる超音波モータ４の誤作動を防ぐことができる。また、Ｂ相についても同様である。
【００４８】
更に、２次側インダクタ３１４Ａに流れる電流の向きに応じて、通電と遮断とを切り替えるスイッチング素子３５Ａ、３６Ａを含むスイッチング部３４Ａを設けたことにより、圧電体４１Ａ、４１Ｂとの接地電極４３を共通にした場合においても、圧電体４１Ａ、４１Ｂそれぞれに印加される電圧を独立に変化させることができるので、超音波モータ４を構成する際に、圧電体４１Ａ、４１Ｂそれぞれの接地電極を別々に設ける場合に比べて、構成を単純にすることができ、超音波モータ４の小型化に対応することができる。
また、スイッチング素子３５ＡにＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａを用いたことにより、２次側インダクタ３１４Ａに接続されたドレインの電位に係らず、ソースの電位（スイッチング素子３６Ａのダイオード３６３Ａを介して接続された接地電位）に対して低い電圧をゲートドライブ回路３７Ａからゲートに印加することによりスイッチング素子３５Ａのオンとオフとの切り替えを行うことができる。このとき、ゲートドライブ回路３７ＡからＰ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａのゲートに印加する不電位の直流電圧（−５Ｖ）は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ３５２Ａをオン状態に切り替えることができればよく、電圧値に対して精度が要求されないので、チャージポンプ回路などにより容易に供給することができ、直流電源回路１を簡易に構成することができる。また、Ｂ相についても同様である。
【００４９】
次に、図７は、本実施形態の超音波モータ駆動装置１００を備えたカメラシステム１０の構成を示す概略図である。カメラシステム１０は、撮像素子１２を有するカメラボディ１１と、レンズ１４ａ〜１４ｄからなるレンズ群１４を有するレンズ鏡筒１３とを備えている。また、レンズ鏡筒１３は、レンズ１４ｃを保持するカム筒１５と、カム筒１５に接して備えられ、カム筒１５を移動させる超音波モータ４と、超音波モータ４を駆動する超音波モータ駆動装置１００とを有している。レンズ鏡筒１３は、超音波モータ駆動装置１００により駆動される超音波モータ４によりカム筒１５を光軸方向１６に移動することにより焦点調節を行う。
なお、カメラシステム１０において、レンズ鏡筒１３は、カメラボディ１１と着脱可能であってもよし、一体型として固定されていてもよい。また、レンズ鏡筒１３が超音波モータ駆動装置１００を備える構成を示したが、カメラボディ１１が超音波モータ駆動装置１００を備える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１００…超音波モータ駆動装置
２…パルス生成回路
３１Ａ、３１Ｂ…トランス
３１１Ａ、３１１Ｂ…１次側インダクタ
３１４Ａ、３１４Ｂ…２次側インダクタ
３４Ａ、３４Ｂ…スイッチング部
３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ…スイッチング素子
３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ…スイッチング素子
３５２Ａ、３５２Ｂ…Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
３６２Ａ、３６２Ｂ…Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
３５３Ａ、３５３Ｂ、３６３Ａ、３６３Ｂ…ダイオード
４１Ａ、４１Ｂ…圧電体
４３…接地電極
１０…カメラシステム
１１…カメラボディ
１３…レンズ鏡筒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械エネルギー変換素子により振動を発生する振動子と、
該振動子が発生する振動により駆動される相対運動部材と、
電圧が印加される１次側インダクタと、前記電気機械エネルギー変換素子に電圧を印加する２次側インダクタとを有するトランス部と、
前記２次側インダクタと前記電気機械エネルギー変換素子との間に流れる電流の通電状態を切り替えるスイッチング部と、
前記１次側インダクタに流れる電流の方向に応じて、前記スイッチング部により前記２次側インダクタに流れる電流の通電状態を切り替える制御部と
を具備することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記２次側インダクタは、前記スイッチング部を介して接地され、
前記スイッチング部は、
前記２次側インダクタから前記電気機械エネルギー変換素子に向かって流れる電流の通電状態を切り替える第１のスイッチング素子と、
前記電気機械エネルギー変換素子から前記２次側インダクタに向かって流れる電流の通電状態を切り替える第２のスイッチング素子と、
を備える
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記第１のスイッチング素子は、
ソースが前記２次側インダクタに接続され、ゲートが前記制御部により電圧が印加されるＰ型ＭＯＳＦＥＴと、
アノードが、前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続された第１のダイオードと
を有し、
前記第２のスイッチング素子は、
ソースが接地され、ドレインが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続され、ゲートが前記制御部により電圧が印加されるＮ型ＭＯＳＦＥＴと、
アノードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続された第２のダイオードと
を有する
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記１次側インダクタの一端に接続され、該一端を接地するか否かを切り替える第３のスイッチング素子と、
前記１次側インダクタの他端に接続され、該他端を接地するか否かを切り替える第４のスイッチング素子と
を備え、
前記制御部は、
前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを交互にオン状態にする
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記制御部は、前記電気機械エネルギー変換素子に印加する電圧の周期に応じて、前記第１のスイッチング素子、前記第２のスイッチング素子、前記第３のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子のオンとオフとを切り替える周期を設定する
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は、いずれか一方のみがオン状態となり、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン状態とオフ状態との切り替え周期は、半周期の位相差があり、
前記第３のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第１のスイッチング素子がオフ状態になると共にオフ状態になり、
前記第４のスイッチング素子は、前記第２のスイッチング素子がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第２のスイッチング素子がオフ状態になると共にオフ状態になる
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記電気機械エネルギー変換素子は、第１の電極と、該第１の電極に対応して設けられた第１の接地電極と、第２の電極と、該第２の電極に対応して設けられた第２の接地電極とを有し、
前記第１の接地電極と、前記第２の接地電極とは、共通接続されて、接地されている
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記トランス部は、前記電気機械エネルギー変換素子の前記第１の電極に電圧を印加する第１のトランスと、前記電気機械エネルギー変換素子の前記第２の電極に電圧を印加する第２のトランスとを備え、
前記第１のトランスと前記第２のトランスとは、それぞれ前記１次側インダクタと前記２次側インダクタとを有する
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ駆動装置を備えたレンズ鏡筒。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ駆動装置を備えたカメラ。
【請求項１】
電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械エネルギー変換素子により振動を発生する振動子と、
該振動子が発生する振動により駆動される相対運動部材と、
電圧が印加される１次側インダクタと、前記電気機械エネルギー変換素子に電圧を印加する２次側インダクタとを有するトランス部と、
前記２次側インダクタと前記電気機械エネルギー変換素子との間に流れる電流の通電状態を切り替えるスイッチング部と、
前記１次側インダクタに流れる電流の方向に応じて、前記スイッチング部により前記２次側インダクタに流れる電流の通電状態を切り替える制御部と
を具備することを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記２次側インダクタは、前記スイッチング部を介して接地され、
前記スイッチング部は、
前記２次側インダクタから前記電気機械エネルギー変換素子に向かって流れる電流の通電状態を切り替える第１のスイッチング素子と、
前記電気機械エネルギー変換素子から前記２次側インダクタに向かって流れる電流の通電状態を切り替える第２のスイッチング素子と、
を備える
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記第１のスイッチング素子は、
ソースが前記２次側インダクタに接続され、ゲートが前記制御部により電圧が印加されるＰ型ＭＯＳＦＥＴと、
アノードが、前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続された第１のダイオードと
を有し、
前記第２のスイッチング素子は、
ソースが接地され、ドレインが前記Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続され、ゲートが前記制御部により電圧が印加されるＮ型ＭＯＳＦＥＴと、
アノードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードが前記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続された第２のダイオードと
を有する
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記１次側インダクタの一端に接続され、該一端を接地するか否かを切り替える第３のスイッチング素子と、
前記１次側インダクタの他端に接続され、該他端を接地するか否かを切り替える第４のスイッチング素子と
を備え、
前記制御部は、
前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを交互にオン状態にする
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記制御部は、前記電気機械エネルギー変換素子に印加する電圧の周期に応じて、前記第１のスイッチング素子、前記第２のスイッチング素子、前記第３のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子のオンとオフとを切り替える周期を設定する
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は、いずれか一方のみがオン状態となり、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン状態とオフ状態との切り替え周期は、半周期の位相差があり、
前記第３のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第１のスイッチング素子がオフ状態になると共にオフ状態になり、
前記第４のスイッチング素子は、前記第２のスイッチング素子がオン状態になる前にオフ状態になり、前記第２のスイッチング素子がオフ状態になると共にオフ状態になる
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記電気機械エネルギー変換素子は、第１の電極と、該第１の電極に対応して設けられた第１の接地電極と、第２の電極と、該第２の電極に対応して設けられた第２の接地電極とを有し、
前記第１の接地電極と、前記第２の接地電極とは、共通接続されて、接地されている
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の振動アクチュエータ駆動装置であって、
前記トランス部は、前記電気機械エネルギー変換素子の前記第１の電極に電圧を印加する第１のトランスと、前記電気機械エネルギー変換素子の前記第２の電極に電圧を印加する第２のトランスとを備え、
前記第１のトランスと前記第２のトランスとは、それぞれ前記１次側インダクタと前記２次側インダクタとを有する
ことを特徴とする振動アクチュエータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ駆動装置を備えたレンズ鏡筒。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ駆動装置を備えたカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２００４５１（Ｐ２０１０−２００４５１Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４１１２５（Ｐ２００９−４１１２５）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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