压电元件在从电能向机械能的变换效率、或应答性方面具有优越 性。因此，近年来，开发出利用压电元件的压电效应的各种压电致动 器。该压电致动器被应用于压电蜂鸣器、打印机的喷墨头或超声波马 达等领域中。另外，最近，研究了将压电致动器适用于手表等日历显 示机构等强烈要求小型化的用途中。
此前的手表日历显示机构一般通过走针用齿轮系向太阳轮等间歇 地传递电磁式步进马达的旋转驱动力，并运行驱动太阳轮来构成。这 里，因为手表是将表带绕在手腕上来携带，所以期望薄型化以便于携 带。因此，日历显示机构也必需薄型化。
另外，从提高表的生产效率方面也要求薄型的日历显示机构。首 先，表有具备日历显示机构的表和不具备日历显示机构的表。若能在 这两种表之间通用走针的机械系统(所谓的机件)，则可提高表整体 的生产效率。例如，可采用如下生产形态：汇总生产这两种表的机件 后分别组装到两种表中，在其中一种表中组装日历显示机构。为了采 用这种生产形态，必需将日历显示机构配置在机件上、即文字板侧。 因此，必需构成可配置在文字板侧的薄型日历显示机构。
如上所述，虽然以前就强烈期望日历显示机构的薄型化，但因为 用于日历显示机构中的步进马达沿与显示面垂直的方向配置所谓线周 或转动体等部件来构成，所以在减薄其厚度上有限。因此，使用步进 马达的现有日历显示机构不适用于必要薄型化的手表。
另外，在使用电磁式步进马达作为驱动源的情况下，难以构成可 配置在文字板侧的薄型日历显示机构。因此，在生成具有日历显示机 构的表和不具有日历显示机构的表时，由于日历显示机构的有无而必 要分别设计制造走针的机构系统。
在这种背景下，期望适用于构成薄型日历显示机构的步进马达以 外的致动器。另外，完成了作为该致动器的上述压电致动器的研究。
但是，将该压电致动器适用于表的日历显示机构中时存在几个问 题。
首先，压电元件位移由于提供的驱动信号的电压值微小，所以通 常为亚微米程度。因此，压电元件中发生的位移由任何放大机构放大 后被传递到驱动对象。但是，在使用放大机构的情况下，由于自身动 作而消耗能量，存在效率低下的问题。另外，在使用放大机构的情况 下，存在装置尺寸变大的问题。另外，在存在放大机构的情况下，还 存在难以向驱动对象传递稳定驱动力的问题。
由于用电池来驱动手表等小型便携设备，所以必须将消耗功率或 驱动信号电压值抑制得低。在将压电致动器组装在这种便携设备中 时，要求致动器的能量效率高，驱动信号的电压值低。
因此，作为高效率、且可搭载在小型设备上的致动器，提议通过 向由薄板矩形的压电元件等构成的振动板上施加驱动信号，使压电元 件沿长度方向伸缩，激励纵向振动，并由该纵向振动机械地感应弯曲 振动的压电致动器。
在这种压电致动器中，通过在振动板中产生纵向振动和弯曲振 动，使压电致动器中与驱动对象接触的部位沿椭圆轨道移动。该压电 致动器为小型薄型结构，并且可高效率驱动。
但是，在该压电致动器中，虽然由压电元件产生的纵向振动通过 控制驱动信号的电压值而较易控制，但是难以容易并正确控制对应于 振动板的机械特性而感应的弯曲振动。因此，难以高效稳定驱动这种 压电致动器。
发明的公开
本发明的目的在于提供一种可高效稳定驱动压电致动器的驱动电 路。
为了达到该目的，本发明提供一种压电致动器的驱动电路，以振 动板为主要构成要素，振动板由压电元件构成，通过提供交流信号而 在第一振动模式下振动，同时，在振动方向与其不同的第二振动模式 下振动，其特征在于：具备：驱动器，向上述振动板施加作为交流信 号的驱动电压信号；和频率控制部，从上述振动板中检测表示第一振 动模式下振动的电信号和表示第二振动模式下振动的电信号，并进行 最佳化这些电信号相位差用的上述驱动电压信号的频率控制。这是本 发明提供的压电致动器的驱动电路的第1形态(基本形态)。
根据该发明，通过最佳化相位差的控制，总是以高的效率来驱动 压电致动器。
在最佳形态中，上述频率控制部是频率控制上述驱动电压信号以 使上述相位差基本为最大值的电路。这是本发明提供的压电致动器的 驱动电路的第2形态。
此时的上述频率控制部例如具备：相位差检测电路，检测表示上 述第一振动模式下振动的电信号与表示第二振动模式下振动的电信号 的相位差；求出上述相位差检测电路检测出的相位差的时间微分的电 路；和在上述时间微分为正的情况下使上述驱动电压信号频率上升， 在负的情况下使上述驱动电压信号频率下降的电路。这是本发明提供 的压电致动器的驱动电路的第3形态。
在最佳形态中，驱动电路具备向上述驱动器提供输出信号的电压 控制振荡器，上述频率控制部通过增减提供给上述电压控制振荡器的 频率控制电压，进行上述驱动电压信号的频率控制。这是本发明提供 的压电致动器的驱动电路的第4形态。
另外，在最佳形态中，上述频率控制部具备存储器；和将频率控 制上述驱动电压信号以使上述相位差变为最大值时的上述频率控制电 压的电压值存储在上述存储器中的单元，上述频率控制部在开始上述 频率控制电压增减引起的上述驱动电压信号的频率控制时，根据上述 存储器中存储的电压值，决定上述频率控制电压的初始值。这是本发 明提供的压电致动器的驱动电路的第5形态。
在另一最佳形态中，上述频率控制部频率控制上述驱动电压信 号，使上述相位差变为基准相位差。这是本发明提供的压电致动器的 驱动电路的第6形态。
此时的上述频率控制部例如具备相位差检测电路，检测表示上述 第一振动模式下振动的电信号与第二振动模式下振动的电信号的相位 差；比较电路，比较由上述相位差检测电路检测的相位差与上述基准 相位差；和频率调整电路，对应于上述比较电路的比较结果来增减上 述驱动电压信号的频率。这是本发明提供的压电致动器的驱动电路的 第7形态。
在最佳形态中，上述频率控制部还具备向上述驱动器提供输出信 号的电压控制振荡器，上述频率调整电路由电压调整电路构成，该电 压调整电路基于上述比较电路的比较结果来增减提供给上述电压控制 振荡器的频率控制电压。这是本发明提供的压电致动器的驱动电路的 第8形态。
另外，在最佳形态中，上述频率控制部具备驱动正常否判断单元， 判断上述压电致动器的驱动成功或失败；和初始基准相位差调整单 元，在上述压电致动器的驱动失败的情况下，降低上述基准相位差， 直到成功，在成功的情况下，使上述基准相位差上升。这是本发明提 供的压电致动器的驱动电路的第9形态。
上述初始基准相位差调整单元在上述压电致动器的驱动成功时的 基准相位差连续规定次数一致的情况下，可在一定期间内省略使上述 基准相位差上升的处理。这是本发明提供的压电致动器的驱动电路的 第10形态。
在最佳形态中，上述频率控制部具备测定上述驱动电压信号频率 的频率计数器，上述驱动正常否判断单元通过上述频率计数器的频率 测定结果是否在适当范围内，判断上述压电致动器的驱动是成功还是 失败。这是本发明提供的压电致动器的驱动电路的第11形态。
在最佳形态中，上述频率控制部具备在每次驱动上述压电致动器 时，求出上述振动板得到的表示上述第一振动模式下振动的电信号与 表示第二振动模式下振动的电信号的相位差从上次驱动时的变化量的 单元；和对应于上述相位差变化量来增减上述基准相位差的单元。这 是本发明提供的压电致动器的驱动电路的第12形态。
另外，本发明提供一种压电致动器的驱动电路的控制方法，该驱 动电路具备：驱动器，向压电致动器的振动板施加作为交流信号的驱 动电压信号；电压控制振荡器，向上述驱动器输出对应于频率控制电 压的频率的驱动电压信号；和相位差检测电路，从上述振动板接收表 示第一振动模式下振动的电信号和表示振动方向与上述第一振动模式 不同的第二振动模式下振动的电信号，检测这些电信号的相位差，其 特征在于：具备根据上述相位差检测电路检测的相位差来最佳化上述 电压控制振荡器的振荡频率的频率控制过程。
在最佳形态中，上述频率控制过程具备在上述相位差的时间变化 在规定范围内之前，若上述相位差检测电路检测的相位差的时间微分 为正，则增加上述电压控制振荡器的振荡频率，若为负则减少的过程。
在另一最佳形态中，上述频率控制过程具备在上述相位差大于基 准相位差之前，增加上述电压控制振荡器的振荡频率的过程。
在该形态中，也可设置判断上述压电致动器的驱动是成功还是失 败，根据判断结果来修正上述基准相位差的过程。
本发明除所谓制造并销售具备上述驱动电路的装置的形态外，也 可通过所谓经电通信线路将执行上述控制方法用的程序散发给用户， 或将存储这种程序的计算机可读取存储媒体散发给用户的形态下实 施。
另外，从其它方面看，本发明提供一种压电致动器，其特征在于： 具备：振动板，以压电元件为主要构成要素，通过提供驱动电压信号 而在第一振动模式及振动方向与其不同的第二振动模式下振动；第一 振动检测电极，配置在应检测上述第一振动模式下振动的上述振动板 的面上；和第二振动检测电极，配置在应检测上述第二振动模式下振 动的上述振动板的面上。
在最佳形态中，上述第一振动模式是纵向振动模式，上述第二振 动模式是弯曲振动模式。
在最佳形态中，上述压电致动器具备接触部，作为与驱动机构的 转动体接触的部件，通过上述振动板生成的上述纵向振动模式下的振 动和上述弯曲振动模式下的振动，描绘椭圆轨道来运动，旋转驱动上 述转动体。
另外，从其它方面看，本发明提供一种便携型电子设备，具备压 电致动器和驱动电路，上述压电致动器以振动板为主要构成要素，该 振动板由压电元件构成，通过提供交流信号而在第一振动模式下振 动，同时，在振动方向与其不同的第二振动模式下振动，上述驱动电 路具备：驱动器，向上述振动板施加作为交流信号的驱动电压信号； 和频率控制部，从上述振动板中检测表示第一振动模式下振动的电信 号和表示第二振动模式下振动的电信号，并进行最佳化这些电信号相 位差用的上述驱动电压信号的频率控制。
在该便携型电子设备中，采用上述12个形态中的第1形态作为驱 动电路，但也可采用第2-第12形态。
在最佳形态中，上述便携型电子设备是具备由上述压电致动器旋 转驱动的转动体、和与上述转动体联动并显示时间关联信息的显示机 构的手表。
另外，在另一最佳形态中，上述便携型电子设备是非接触IC卡。
附图的简要说明
图1是表示组装了根据本发明实施例1的压电致动器的手表日历 显示机构主要部分结构的平面图。
图2是表示该手表示意结构的截面图。
图3是表示该日历显示机构主要部分的截面图。
图4是表示该压电致动器的详细结构的截面图。
图5是表示该压电致动器的振动板结构的截面图。
图6是表示形成于该压电致动器的压电元件表面上的电极实例的 图。
图7和图8是表示该压电元件的极化状态的图。
图9是表示振动板中产生的弯曲振动的图。
图10是表示振动板前端的接触部中产生的椭圆运动的图。
图11-图14是表示振动板的各振动检测电极得到的检测信号对驱 动频率变化的图。
图15和图16表示振动板中的振动检测电极配置实例的图。
图17是表示根据本发明实施例1的压电致动器的驱动电路结构的 框图。
图18是示例该实施例中的接触部的轨道相对驱动频率变化的图。
图19是示例该实施例中变化提供给振动板的驱动电压信号频率的 情况下，纵向振动和弯曲振动的各检测信号相位差变化与转动体旋转 速度变化的图。
图20是表示图17中的φ-V变换电路结构的框图。
图21和图22是表示该φ-V变换电路各部波形的图。
图23是表示该驱动电路动作的流程图。
图24是表示本发明实施例2中的驱动电路结构的框图。
图25是表示该驱动电路动作的流程图。
图26和图27是说明压电致动器特性对周围温度变化的图。
图28是表示本发明实施例3中的驱动电路结构的框图。
图29是表示该驱动电路动作例的图。
图30是表示本发明实施例4中的驱动电路结构的框图。
图31是表示该驱动电路动作的流程图。
图32和图33是表示该驱动电路动作例的图。
图34是表示非接触IC卡的外观的图。
图35是表示该卡的余额显示计数器结构的图。
图36是表示该卡的上位位数显示部结构的侧面图。
图37是表示该卡的下位位数显示部结构的正面图。
图38是表示该卡的下位位数显示部结构的侧面图。
图39和图40是表示驱动电路变形例的框图。
实施发明的最佳形态
下面，参照附图来说明本发明的最佳实施例。
1、实施例1
1、1整体结构
图1是表示组装了根据本发明实施例1的压电致动器A的手表日 历显示机构结构的平面图。
如图1所示，日历显示机构的主要部分基本上由如下部件构成： 根据本实施例的压电致动器A；由该压电致动器A旋转驱动的转动体 100；减速并传递转动体100的旋转的减速齿轮系；和由经减速齿轮系 传递的驱动力旋转的太阳轮50。减速齿轮系具备太阳旋转中间轮40 和太阳旋转轮60。压电致动器A具有扁平的短册状振动板10。该振动 板10配置成其前端部与转动体100的外周面接触。
图2是图1所示手表的截面图。在该图中，在网眼部分中组装具 有压电致动器A的日历显示机构。在该日历显示机构上方设置圆盘状 的文字板70。在该文字板70的部分外周部设置显示日期用的窗部71， 从窗部71可观察太阳轮50的日期。另外，在文字板70的下方设置驱 动针72的机件73和驱动电路(未图示)。
图3是表示图1中的日历显示机构的详细结构的截面图。如图3 所示，表具有作为第一底板的基板103和与该基板103高度不同地设 置的第二底板103’。在基板103中竖起枢轴日历显示机构的转动体 100用的轴101。转动体100在其下面具有轴承(未图示)，轴101的 前端部容纳在该轴承内。因此，转动体100可以该轴101作为旋转轴 进行旋转。在转动体100的上部设置与转动体100同轴并与转动体100 一起旋转的齿轮100c。
在底板103’中竖起枢轴太阳旋转中间轮40用的轴41。在太阳旋 转中间轮40的下面设置轴承(未图示)，轴41的前端部容纳在该轴 承内。太阳旋转中间轮40由大径部41b和小径部41a构成。小径部4a 是直径比大径部4b小一些的圆筒形，在其外周面上形成基本正方形状 的切口部4c。小径部4a相对大径部4b同心地固定。转动体100上部 的齿轮100c与大径部4b啮合。因此，由大径部4b和小径部4a构成 的太阳旋转中间轮40与转动体100的旋转联动，以轴41为旋转轴进 行旋转。
太阳轮50为图1所示的环形形状，在其内周面中形成内齿轮5a。 太阳旋转轮60具有五齿齿轮，与内齿轮5a啮合。另外，如图3所示， 在太阳旋转轮60的中心设置轴61，该轴间隙插在形成于底板103’中 的贯通孔62中。沿太阳轮50的旋转方向长地形成贯通孔62。
板簧63的一端固定在底板103’上，另一端沿图1的右上方弹压 轴61。另外，板簧63赋势轴61和太阳旋转轮60。通过该板簧63的 赋势作用可防止太阳轮50摇动。
板簧64的一端拧入底板103’，另一端形成基本弯曲成V字形的 前端部64a。另外，触头65配置成在太阳旋转中间轮40旋转且前端部 64a进入切口4c时与板簧64接触。向板簧64施加规定电压，一旦接 触触头65，则也向触头65施加该电压。因此，通过检测触头65的电 压，可检测日进给状态。另外，也可设置与内齿轮5a啮合的手动驱动 轮，若用户对表柄(未图示)进行规定操作，则可驱动太阳轮50。
在上述结构中，压电致动器A的振动板10通过从驱动电路施加驱 动电压，在包含其板面的平面内振动。转动体100通过该振动板10中 产生的振动叩击其外周面，如图中箭头所示，被顺时针旋转驱动。转 动体100的旋转经太阳旋转中间轮40传递到太阳旋转轮60，太阳旋转 轮60沿顺时针方向旋转太阳轮50。
这里，从振动板10到转动体100、从转动体100到减速齿轮系、 从减速齿轮系到太阳轮50的力的传递都是平行于振动板10板面的方 向的力的传递。因此，不会象现有的步进马达那样在厚度方向上积累 线周或转动体，所以可在同一平面内配置振动板10和转动体100，薄 型化日历显示机构。另外，因为可薄型化日历显示机构，所以网眼部 分的厚度D变薄，表整体可变薄。
另外，根据本实施例，因为日历显示机构可容纳在图2中的网眼 部分中，所以在有日历显示机构的表和没有日历显示机构的表之间可 通用机件73，可提高生产性。
以前虽提议了各种具有发电功能的手表，但在这种手表中必需搭 载发电机构和走针驱动用马达机构等至少两个大的结构要素，所以难 以小型化表整体。但是，若代之以根据本实施例的压电致动器A，则可 薄型化走针驱动机构，可小型化表整体。
1、2根据本实施例的A的细节
图4是表示压电致动器A的详细结构的平面图。另外，图5是压 电致动器A中的振动板10的I-I’线截面图。如图4所示，振动板10 为由两长边和两短边围成的长方形状。另外，如图5所示，振动板10 具有在两个长方形并且为板状的压电元件30和31之间夹持与这些压 电元件30和31基本相同形状、并且壁厚比压电元件30和31薄的不 锈钢等加强板32的层叠结构。
因此，通过在压电元件30、31之间配置加强板32，可降低振动板 10的过振幅或下落等来自外部的冲击力引起的振动板10的损坏，可提 高寿命。另外，通过使用壁厚比压电元件30、31薄的板来作为加强板 23，可尽量不妨碍压电元件30、31的振动。
可使用钛酸锆酸铅(PZT(商标))、水晶、铌酸锂、钛酸锂、钛 酸铅、偏铌酸铅、聚氟化亚乙烯基、锌铌酸铅、钪铌酸铅等各种物质 来作为压电元件30、31。这里，锌铌酸铅的组成式为[ Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3]1-X(PbTiO3)X](其中，X因组成而不同，X＝0.09左右)， 钪铌酸铅的组成式为[{Pb((Sc1/2-Nb1/2)1-XtiX)O3}(其中，X 因组成而不同，X＝0.09左右)。
如图4所示，振动板10在其一长边与一短边相交的一顶点处具有 接触部36。该接触部36可由切断成形图5中的加强板32等方法得到， 具有平缓曲面的前端部分从压电元件30和31突出。振动板10保持使 接触部36的前端接触转动体100的外周面，其长边与转动体100的半 径成约135度角度的姿势。为了在振动板10中维持这种姿势，在压电 致动器A中设置支撑部件11和弹簧部件300。
在最佳实施例中，支撑部件11通过加强板32的切断成形等方法 与加强板32一体形成。如图所示，支撑部件11为L字形的部分，由 从振动板10一长边的基本中央垂直突出的垂直部、和从该垂直部前端 平行长边向转动体100侧延伸的水平部构成。这里，在水平部两端中 与垂直部相对侧的端部38中贯通从图1和图3中基板103突出的销 39。支撑部件11和固定在其中的振动板10可以该销39为旋转轴进行 旋转。
在支撑部件11水平部基本中央部位11a中耦合弹簧部件300的一 端部300a。从基板103(参照图1和图3)突出的销300b贯通弹簧部 件300的基本中央部分。弹簧部件300可以销300b为旋转轴进行旋 转。另外，与弹簧部件300的端部300a相对侧的另一端部耦合在基板 103上。在本实施例中，通过改变该端部300c的位置，将接触部36 压接在转动体100的外周面上，调整压力。
具体而言，若以销300b为中心沿图中顺时针位移端部300c，则 弹簧部件300的一端部300a将支撑部件11的部位11a压向上方侧的 力增加，若沿逆时针位移另一端部300c，则该压力减少。这里，若将 支撑部件11压向上方侧的力增加，则因为支撑部件11以销39为中心 沿图中逆时针转动使用的力增大，所以接触部365压转动体100的力 增大。另一方面，若将支撑部件11压向上方侧的力减少，则支撑部件 11顺时针转动的力减少，故接触部36压转动体100的力减少。因此， 通过调整接触部36施加到转动体100的压力，可调整压电致动器A的 驱动特性等。
另外，在本实施例中，压接到转动体100外周面上的接触部36具 有曲面形状。因此，转动体100与振动板10的位置关系即使在因尺寸 差异而参差不齐时，作为曲面的转动体100的外周面与曲面形状的接 触部36的接触状态不怎么变化。因此，可将转动体100与接触部36 的接触维持在稳定状态。另外，在本实施例中，若仅对与转动体100 接触的接触部36进行研磨等作业，则容易管理与转动体100的接触 部。虽然可使用导体或非导体来作为接触部36，但若由非导体形成， 则即使与一般由金属形成的转动体100接触，压电元件30、31也不会 短路。
1、3设置在振动板中的电极和驱动电路的结构
下面，参照图6来说明设置在振动板10中的驱动电极和振动检测 电极。在图6所示实例中，长方形状的振动检测电极T1、T2、T3和T4 分别配置在长方形的压电元件30表面的四角各位置处。在图6中，虽 然省略图示，但与这些电极相对地在压电元件31表面上配置与这些电 极一样的振动检测电极T1、T2、T3和T4。这里，连接配置在压电元 件30中的振动检测电极T1和配置在压电元件31中的振动检测电极 T1，从连接点得到表示振动板10振动的检测信号SD1。同样，连接配 置在压电元件30中的振动检测电极T2和配置在压电元件31中的振动 检测电极T2，从连接点得到表示振动板10振动的检测信号SD2。其它 振动检测电极T3、T4也一样。在压电元件30表面中未由振动检测电 极T1-T4覆盖的区域中配置驱动电极33。这里，在驱动电极33与振 动检测电极T1-T4之间有空隙，两者电绝缘。在压电元件31的表面中 也设置同样的驱动电极33。
压电元件30和31分别在厚度方向上极化。图7和图8分别表示 压电元件30和31的极化状态的一实例。在本实施例中，压电元件30 和31分别具有若受到与极化方向一致方向的电场则沿长度方向延伸、 若受到与极化方向相反方向电场则沿长度方向收缩的性质。因此，如 图7和图8所示，在两个压电元件的极化方向组合不同的情况下，各 压电元件的驱动方法也不同。
在图7所示实例中，压电元件30和31彼此反方向极化。此时， 如图6所示，加强板32接地，同时，连接压电元件30侧的驱动电极 33和压电元件31侧的驱动电极33，在连接点与地线之间，施加交互 重复电压+V和电压-V的规定频率的驱动电压信号SDR。这里，当在两 个驱动电极33的连接点与地线之间施加电压+V时，因为对压电元件 30和31提供与各自极化方向反向的电场，所以压电元件30和31沿长 度方向收缩。相反，当在两个驱动电极33的连接点与地线之间施加电 压-V时，因为对压电元件30和31提供与各自极化方向同向的电场， 所以压电元件30和31沿长度方向延伸。按照这种顺序，通过提供规 定频率的驱动电压信号SDR，振动板10可沿其长度方向进行伸缩运 动。将该伸缩运动称为纵向振动或第一振动模式下的振动。
在图8所示实例中，压电元件30和31同向极化。此时，加强板 32接地，以规定频率交互重复第一状态和第二状态，第一状态是在压 电元件30侧的驱动电极33与地线之间施加电压+V，同时在压电元件 31侧的驱动电极33和地线之间施加电压-V，第二状态是在压电元件 30侧的驱动电极33与地线之间施加电压-V，同时在压电元件31侧的 驱动电极33和地线之间施加电压+V。这里，在第一状态下，因为对压 电元件30和31提供与各自的极化方向反向的电场，所以压电元件30 和31沿长度方向收缩。相反，在第二状态下，因为对压电元件30和 31提供与各自的极化方向同向的电场，所以压电元件30和31沿长度 方向延伸。因此，通过提供这种规定频率的驱动电压，在振动板10中 产生纵向振动。
总之，振动板10以通过其中心且指向长度方向的直线为对称轴基 本线对称，但因为包含接触部36等非对称要素，所以不是完全对称形。 因此，若振动板10中产生纵向振动，则滞后于该纵向振动，产生振动 板10在与其长度方向垂直的方向上振动的力矩。由于该力矩，在振动 板10中产生弯曲振动。如图9所示，该弯曲振动在包含振动板10板 面的平面内为振动板10沿与其长度方向垂直的方向振动的运动。因 此，若在振动板10中产生纵向振动和弯曲振动，则振动板10前端的 接触部36描绘图10所示的椭圆轨道进行运动。转动体100通过描绘 该椭圆轨道运动的接触部36叩击外周面，被旋转驱动。
纵向振动的振幅与弯曲振动的振幅因振动板10板面上的位置而不 同。产生所谓板面上某位置处纵向振动显著，其它位置处弯曲振动显 著的现象。另外，振动体10具有对纵向振动的共振特性和对弯曲振动 的共振特性。这里，对纵向振动的共振特性和对弯曲振动的共振特性 由振动板10的形状、材料来决定，但后者的共振频率比前者的共振频 率高一些。
在本实施例中，在振动板10中的压电元件30和31的多个部位配 置振动检测电极对，由这些电极对来检测纵向振动和弯曲振动。图11- 图14表示振动板10上不连接负荷状态下使提供给驱动电极33的驱动 电压信号SDR频率变化时的各振动检测电极T1-T4的检测信号的电压 振幅。
图6中，振动检测电极T1和T3被设置在振动板10中纵向振动显 著的位置。因此，如图11和图13所示，从这些电极得到的检测信号 的振幅电压在关于振动板10纵向振动的共振频带fr(大约 283.5[kHz])附近极大。另一方面，振动检测电极T2和T4被设置在 振动板10中弯曲振动显著的位置。因此，如图12和图14所示，从这 些电极得到的检测信号的振幅电压在关于振动板10弯曲振动的共振频 带fr2(大约287.5[kHz])附近极大。以上的趋势对于在振动板10 上连接负荷的状态下也一样。
振动检测电极的配置方法除图6所示外还作其它考虑。图15和图 16表示其实例。在图15所示实例中，仅设置图6中的振动检测电极 T1和T2。另外，在图16所示实例中，仅设置图6中的振动检测电极 T1和T4。
图17是表示本实施例中向振动板10的驱动电极33提供驱动信号 SDR的驱动电路200结构的框图。该驱动电路200为了维持振动板10 中产生的纵向振动与弯曲振动的相位差基本为最大值而具有控制驱动 电压信号SDR频率的功能。为了有效地向转动体100传递振动板10的 运动能量而进行这种频率控制。下面详细描述这点。
图18示例振动板10的接触部36描绘的轨道。说明该图中的x轴 和z轴，如上面的图10所示，z轴为振动板10长度方向的轴，x轴为 在包含振动板10板面的平面内与z轴垂直的轴。在图18中，Ra表示 驱动电压信号SDR的频率与纵向振动的共振频率fr一致时的接触部36 的轨道，Rd表示驱动电压信号SDR的频率与弯曲振动的共振频率fr2 一致时的接触部36的轨道。另外，Rb和Rc表示驱动电压信号SDR的 频率为fr和fr2的中间频率fb、fc(fb＜fc)时接触部36的轨道。
振动板10中产生的弯曲振动由于是由纵向振动引起的，所以弯曲 振动的相位比纵向振动的相位滞后。接触部36的轨道不是直线轨道， 而如图18所示为具有鼓起的椭圆轨道，这是因为在纵向振动与弯曲振 动之间存在相位差。纵向振动与弯曲振动的相位差取决于驱动电压信 号SDR的频率。另外，若相位差对应于频率变化时，认为在接触部36 描绘的椭圆轨道的形状中产生变化，在提供给转动体100的旋转驱动 力中产生变化。
另外，如图18所示，驱动电压信号的频率离开纵向振动的共振频 率fr后靠近弯曲振动的共振频率fr2，椭圆轨道的长径方向逐渐离开 z轴，倾向平行于x轴的方向。因此，通过驱动电压信号SDR的频率变 化，若接触部36的椭圆轨道方向变化，则认为提供给转动体100的旋 转驱动力大小也随之变化。
本发明者根据以上考虑，详细调查了驱动电压信号SDR频率与转 动体100旋转的关系。图19表示结果得到的振动板10的频率特性。 横轴表示提供给振动板10的驱动电极的驱动信号频率，左侧第一纵轴 表示相位差，右侧第二纵轴表示接触部36驱动的转动体100的旋转速 度。曲线θ1表示提供给驱动电极33的驱动电压信号SDR的相位与振 动检测电极T1得到的检测信号SD1相位的相位差。曲线θ2表示提供 给驱动电极33的驱动电压信号SDR的相位与振动检测电极T2得到的 检测信号SD2相位的相位差。曲线φ表示θ2-θ1、即振动检测电极T1 得到的检测信号SD2的相位与振动检测电极T2得到的检测信号SD2的 相位的相位差。该相位差相当于纵向振动的相位与弯曲振动的相位的 相位差。另外，曲线V表示转动体100的旋转速度。
根据图19可知，在提供给振动板10的驱动电压信号SDR的频率 在287kHz附近时，检测信号SD1与检测信号SD2的相位差、即纵向振 动与弯曲振动的相位差最大，并且此时转动体100的旋转速度V最大。
鉴于这种振动板10的特性设计图17所示的驱动电路200，为了将 检测信号SD1和SD2的相位差维持在基本最大值，频率控制驱动电压 信号SDR。
驱动电路200具备驱动器201、φ-V变换电路202、延迟电路203、 比较电路204、电压调整电路205和VCO(电压控制振荡器)206。
驱动器201是放大VCO206的输出信号Sdr并向振动板10的驱动 电极33施加驱动电压信号SDR的电路。另外，在初始状态下，驱动器 201输出具有规定初始频率的驱动电压信号SDR。输出具有该初始频率 的驱动电压信号SDR的目的在于在振动板10的振动初始设定、即初始 状态下以初始频率使振动板10振动。除上述外，该初始设定也可通过 例如向驱动器201输入具有初始频率的信号或向VCO206提供用于在初 始频率下振荡的频率控制电压的方法来进行。
若通过提供驱动电压信号SDR而在振动板10中产生振动，则从振 动板10的振动检测电极T1和T2输出检测信号SD1和SD2。φ-V变换 电路202是输出对应于该检测信号SD1和SD2相位差的信号的电路， 如图20所示，具备相位差检测部202A和平均电压变换部202B。图21 和图22表示该φ-V变换电路202各部的波形。相位差检测部202A生 成相当于检测信号SD1和SD2的相位差的脉冲宽度的相位差信号SDD。 平均电压变换部202B平均化该相位差信号SDD，并输出与检测信号SD1 和SD2的相位差成正比的电平相位差信号SPD。在图21所示实例中， 检测信号SD1和SD2的相位差小。因此，输出具有小的脉冲宽度Δθ1 的相位差信号SDD，输出具有小的电压值Vav1的相位差信号SPD。另 一方面，在图22所示实例中，检测信号SD1和SD2的相位差大。因此， 输出具有小的脉冲宽度Δθ2的相位差信号SDD，输出具有大的电压值 Vav2的相位差信号SPD。
相位差信号SPD被提供给比较电路204的同时，由延迟电路203 延迟规定时间后，作为信号DSPD提供给比较电路204。
比较电路204是如下电路：求出信号SPD与信号DSPD的差，判断 信号SD1和SD2的相位差的时间微分系数为正还是为负，根据判断结 果，将电压增减指令信号SCT提供给电压调整电路205。
电压调整电路205根据从比较电路204提供的电压增减指令信号 SCT，增减提供给VCO206的频率控制电压SVC。VCO206在对应于该频 率控制电压SVC的频率下振荡，向驱动器201输出信号Sdr。
在上述说明的驱动电路200中，当通过增加VCO206的振荡频率来 增加检测信号SD1和SD2的相位差时，由比较电路204进行提高VCO206 的振荡频率的控制。另外，当通过增加VCO206的振荡频率来减少检测 信号SD1和SD2的相位差时，由比较电路204进行降低VCO206的振荡 频率的控制。进行这种控制的结果，VCO206在维持检测信号SD1和SD2 的相位差基本为最大值的频率下振荡。
1、4本实施例的动作
图23是表示本实施例中的驱动电路200动作的流程图。下面，沿 该流程图来说明本实施例的动作。当用应使太阳轮50旋转一天的时刻 来取代日期时，从未图示的控制电路向驱动电路200提供动作开始指 示，在规定时间内始终向驱动器201提供初始驱动信号。在向驱动器 201提供初始驱动信号期间，初始驱动信号的频率随时间经过缓慢上 升。初始驱动信号的频率可变范围设定为比振动板10的纵向振动和弯 曲振动的相位差最大的频率低很多的频率范围。驱动器201放大如此 提供的初始驱动信号，并作为驱动电压信号SDR提供给振动板10。结 果，振动板10开始振动，其频率缓慢增加。
经过规定时间后，停止提供初始驱动信号，驱动电路200根据图 21所示流程动作。首先，通过振动板100的振动从振动检测电极T1 和T2输出检测信号SD1和SD2时，将它们输入φ-V变换电路202(步 骤S1)。φ-V变换电路202检测该检测信号SD1和SD2的相位差φ， 输出具有相当于平均相位差的电压值Vφ的平均相位差电压信号SPD (步骤S2)。延迟电路203一旦接收该平均相位差电压信号SPD(步 骤S3)，则将从该时刻到时间tp前从φ-V变换电路202接收的平均 相位差电压信号SPD作为信号DSPD输出(步骤S4)。比较电路203 一旦接收信号SPD和信号SDPD(步骤S5)，则判断信号SPD的电压值 Vφ是否比信号DSPD的电压值Vφtp大。
这里，例如设检测信号SD1和SD2的相位差φ是图19所示的φk， 将具有对应于φk的电压值Vφ的信号SPD提供给比较电路204。另外， 设在时间tp前的时刻，检测信号SD1和SD2的相位差φ为比φk小的 φj，向比较电路204提供具有对应于此的电压值Vφtp的信号DSPD。 此时，由于Vφ＞Vφtp，所以步骤S6的判断结果为是。此时，比较电 路204将高电平电压增减指令信号SCT发送给电压调整电路205(步 骤S7)，电压调整电路205提高提供给VCO206的频率控制电压SVC (步骤S8、S11)。从而，一旦频率控制电压SVC提高，则VCO206的 振荡频率也上升(步骤S12、S13)。
在维持所谓相位差φ由于驱动电压信号SDR的频率增加而增加的 倾向期间，重复与上述一样的动作。因此，逐渐增加驱动电压信号SDR， 与之对应，检测信号SD1和SD2的相位差φ也逐渐增加(参照图19的 箭头P)。
如图19所示，虽然相位差φ在某个频率(在图19中为287kHz附 近的频率)最大，但通过上述动作，驱动信号电压SDR可超过该频率。 此时进行如下动作。
首先，例如设在某时刻检测信号SD1和SD2的相位差φ为图19所 示的φn，将具有对应于φn的电压值Vφ的信号SPD提供给比较电路 204。另外，设在时间tp前的时刻，检测信号SD1和SD2的相位差φ 为比φn大的φm，将具有对应于φm的电压值Vφtp的信号DSPD提供 给比较电路204。此时，因为Vφ＜Vφtp，所以步骤S6的判断结果为N。 在此情况下，比较电路204向电压调整电路205发送低电平的电压增 减指令信号SCT(步骤S9)，电压调整电路205将提供给VCO206的频 率控制电压SVC变低(步骤S10、S11)。因此，若频率控制电压SVC 变低，则VCO206的振荡频率降低(步骤S12、S13)。结果，如图19 中箭头Q所示，再增加暂时减少的相位差φ。
反复以上控制的结果，驱动电压信号SDR的频率被维持在检测信 号SD1和SD2的相位差φ、即振动板10的纵向振动和弯曲振动的相位 差基本为最大时的频率，转动体100以最高速的旋转速度旋转。另外， 由图1所示日历显示机构来传递该转动体100的旋转驱动，太阳轮50 仅旋转相当于1天的角度。控制电路一旦从触头的电压变化中检测到 太阳轮50仅旋转了相当于一天的角度，则向驱动电路200发送驱动停 止的指令。从而驱动电路200结束输出驱动电压信号SDR。
2、实施例2
本实施与上述实施例1仅在驱动电路的结构上不同，所以参照与 实施例1相同的附图来说明其它部分。
图24是表示本实施例中的驱动电路200A的结构的框图。该驱动 电路200A不具有实施例1的驱动电路200具有的延迟电路203。取代 为驱动电路200A具有定电压电路210。该定电压电路210向比较电路 204A输出基准电压SREF。这里，基准电压SREF是从振动板10得到的 检测信号SD1和SD2的相位差φ为基准相位差φd时与φ-V变换电路 202输出电压大小相等的电压。另外，基准相位差φd是比来自振动板 10的检测信号SD1和SD2的相位差φ最大值低一些的相位差。比较电 路204A在φ-V变换电路202输出的电压SPD比基准电压SREF小时， 发送指令增加频率控制电压SVC的电压增减指令信号，增加VCO206的 振荡频率。另外，比较电路204A在电压SPD比基准电压SREF小时， 发送指令减少频率控制电压SVC的电压增减指令信号，减少VCO206的 振荡频率。
图25是表示本实施例中的驱动电路200A动作的流程图。下面， 根据该流程来说明本实施例的动作。若向φ-V变换电路202输入来自 振动板10的检测信号SD1和SD2(步骤S21)，则φ-V变换电路202 检测该检测信号SD1和SD2的相位差φ，输出具有相当于平均相位差 的电压值Vφ的平均相位差电压信号SPD(步骤S22)。另一方面，定 电压电路210不断输出基准电压Vφd(步骤S23)。比较电路204一 旦接收平均相位差电压信号SPD和基准电压Vφd(步骤S24)，则判 断信号SPD的电压值Vφd是否小于基准电压Vφd(步骤S25)。
这里，在振动板10开始振动之初，驱动电压信号SDR的频率低， 检测信号SD1和SD2的相位差也小。因此，步骤S25的判断结果为是。 此时，比较电路204向电压调整电路205发送高电平的电压增减指令 信号SCT(步骤S26)，电压调整电路205提高提供给VCO206的频率 控制电路SVC(步骤S27、S30)。从而若频率控制电压SVC变高，则 VCO206的振荡频率上升(步骤S31、S32)。
在检测信号SD1和SD2的相位差φ比基准相位差φd小、信号SPD 的电压值Vφ比基准电压Vφd小的情况下，反复以上操作。结果， VCO206的振荡频率缓慢提高，检测信号SD1和SD2的相位差φ增加。 另外，一旦相位差φ超过基准相位差φd、信号SPD的电压值Vφ超过 基准电压Vφd，则步骤S25的判断结果为否。
此时，比较电路204向电压调整电路205发送低电平的电压增减 指令信号SCT(步骤S28)，电压调整电路205降低提供给VCO206的 频率控制电路SVC(步骤S29、S30)。从而若频率控制电压SVC下降， 则VCO206的振荡频率降低(步骤S31、S32)。
反复以上控制的结果，驱动电压信号SDR的频率被维持在检测信 号SD1和SD2的相位差φ、即振动板10的纵向振动和弯曲振动的相位 差为基准相位差φd时的频率，转动体100以适当的旋转速度旋转。另 外，由图1所示日历显示机构来传递该转动体100的旋转驱动，太阳 轮50仅旋转相当于1天的角度。控制电路一旦从触头65的电压变化 中检测到太阳轮50仅旋转了相当于一天的角度，则向驱动电路200发 送驱动停止的指令。从而驱动电路200结束输出驱动电压信号SDR。
3、实施例3
在上述实施例2中，频率控制电压信号SDR，使从振动板10得到 的检测信号SD1和SD2的相位差为基准相位差φd。为了通过频率控制 来有效驱动转动体100，有必要在不超过从振动板10得到的检测信号 SD1和SD2的相位差最大值的范围内尽可能高地设定基准相位差φd。 但是，检测信号SD1和SD2相位差的相位差最大值既因各个压电致动 器不同，也因负荷或温度而不同。图26表示温度为25度时的检测信 号SD1和SD2相位差与驱动效率的频率特性，图27表示温度为60度 时的同样的频率特性。这里，在设基准相位差φd为60度时，在温度 为60度时可求出变为这种相位差的驱动电压信号SDR的频率。但是， 在温度为25度时，不能求出检测信号SD1和SD2的相位差为基准相位 差φd的驱动电压信号SDR的频率。
本发明的实施例3可解决该问题。图28是表示本实施例中的驱动 电路200B的结构的框图。该驱动电路200B构成为对上述实施例2(图 24)的驱动电路200A追加频率计数器211、控制部212、由备用电池 的RAM等非易失性存储器213。
这里，频率计数器211是测定驱动电压信号SDR频率的电路。非 易失性存储器213起到存储基准相位差φd的作用。当将根据本实施例 的压电致动器组装在手表中时，在非易失性存储器213中存储足够大 的基准相位差。例如，最初在非易失性存储器213中存储检测信号SD1 和SD2的相位差取最大值或比最大值还大的值。之后，以每次驱动转 动体100时由控制部212更新该非易失性存储器213内的基准相位 差。控制部212在驱动转动体100时决定基准相位差φd，指定定电压 电路210对应于基准相位差φd的基准电压SREF的输出。当决定基准 相位差φd时，参照非易失性存储器213中存储的基准相位差。另外， 控制部212进行最佳化非易失性存储器213内的基准相位差的控制。
图29以连续三次驱动转动体100的情况为例，表示驱动电路200B 的动作。
在第一次驱动转动体100时，在非易失性存储器213中存储φd7 作为基准相位差。因此，控制部212设比φd7大规定量的φd8为基准 相位差φd，指示定电压电路210与之对应的基准电压SREF的输出。 若由定电压电路210输出对应于相位差φd8的基准电压SREF，则开始 增加驱动电压信号SDR的频率。这里，起初随着驱动电压信号SDR的 频率增加，检测信号SD1和SD2的相位差φ也增加。但是，在相位差 达到最大值后，随着驱动电压信号SDR的频率增加，检测信号SD1和 SD2的相位差φ减少。另外，相位差φ未达到基准相位差φd8，驱动电 压信号SDR的频率就达到上限频率。
控制部212根据频率计数器211的测定结果检测驱动电压信号SDR 的频率达到上限频率。此时，控制部212不视为驱动转动体210失败， 指示定电压电路210停止基准电压SREF。接着，控制部212将基准相 位差φd8减少规定量后设为φd7，指示定电压电路210与之对应的基 准电压SREF的输出，使驱动电路200B动作。在图示的实例中，该驱 动也以失败结束。另外，虽然将基准相位差作为φd6，由驱动电路200B 试行驱动转动体100，但也以失败结束。另外，若控制部212将基准相 位差作为比φd6还小规定量的φd5来使驱动电路200B动作，则在驱 动电压SDR的频率达到频率f1时，检测信号SD1和SD2的相位差φ变 为基准相位差φd5。结果，驱动电压信号SDR的频率维持在该频率f1， 以最佳效率驱动转动体100。控制部212一旦检测到转动体100的驱 动正常结束，则将基准相位差φd5存储在非易失性存储器213中。
之后进行的第二次转动体驱动时的动作例如下。
控制部212设比非易失性存储器213中存储的φd5大规定量的φ d6为基准相位差φd，由驱动电路200B试行驱动转动体100，但以失 败结束。因此，控制部212将基准相位差从φd6降到φd5，使驱动电 路200B动作。φd5是使第一次转动体驱动成功的基准相位差。但是， 在第二次转动体驱动时，从振动板10得到的检测信号SD1和SD2的相 位差φd整体变低，使用基准相位差φd5的转动体100的驱动也失败。 因此，控制部212将基准相位差作为比φd5还小规定量的φd4，使驱 动电路200B动作。此时，当驱动电压信号SDR的频率达到频率f2时， 检测信号SD1和SD2的相位差φ变为准相位差从φd4。结果，以最佳 效率驱动转动体100。控制部212一旦检测到转动体100的驱动正常 结束，则将基准相位差φd4存储在非易失性存储器213中。
之后进行的第三次转动体驱动时的动作例如下。
控制部212设比非易失性存储器213中存储的φd4大规定量的φ d5为基准相位差φd，由驱动电路200B试行驱动转动体100。上次在 基准相位差为φd5时转动体驱动以失败结束。但在第三次转动体驱动 时，从振动板10得到的检测信号SD1和SD2的相位差φd整体变高， 使用基准相位差φd5的转动体100的驱动成功。控制部212一旦检测 到转动体100的驱动正常结束，则将基准相位差φd5存储在非易失性 存储器213中。
另外，在图示实例中，即使基准相位差φd还大规定量为φd6，转 动体100的驱动也成功。但是，在第三次转动体驱动中，不使用该基 准相位差φd6来驱动转动体100。这是因为通过使用基准相位差φd5 的驱动太阳轮就已旋转，达到了驱动的目的。在第四次的转动体驱动 中，若振动板10的特性中有变化，则在该时刻以基准相位差φd6驱动 转动体，将基准相位差φd6存储在非易失性存储器213中。
如上所述，根据本实施例，即使在压电致动器的特性变化的情况 下，也可跟随该变化，效率极高地驱动转动体100。
4、实施例4
图30是表示本发明实施例4中的压电致动器驱动电路200C结构 的框图。图30中，VCO206、驱动器201、φ-V变换电路202与上述实 施例1中的驱动电路200(图17)的一样，所以省略说明。
A/D变换器214是根据来自控制部212的指令，将从φ-V变换电 路202输出的相位差信号SPD变换为数字值的电路。运算部215是根 据来自控制部212的指令，运算提供给VCO206的频率控制电压SVC的 数字值DF的电路。非易失性存储器213A是存储转动体100驱动时的 相位差信号SPD的数字值和频率控制用数字值DF用的存储器。控制部 212A是控制上述各部的装置。该控制部212A具有如下功能：在使驱 动电路200C动作并驱动转动体100时，由运算部215运算认为可比现 在改善压电致动器驱动效率的频率控制用数字值DF的最佳值，更新数 字值DF。
图31是表示该数字值DF的更新动作的流程图。控制部212A在每 次驱动转动体时执行该流程。首先，控制部212A经运算部215将非易 失性存储器213中存储的数字值DF原样发送给D/A变换器216，输出 与之对应的频率控制电压SVC(步骤S31)。一旦从D/A变换器218输 出该频率控制电压SVC，则VCO206在与之对应的频率下振荡，并将具 有同一频率的驱动电压信号SDR提供给振动板10。从而振动板10振 动，驱动转动体100。其间，φ-V变换电路202检测从振动板10得到 的检测信号SD1和SD2的相位差φ，输出相位差信号SPD。
利用驱动该转动体的期间，控制部212A准备下次驱动，进行更新 DF和SPD的处理。首先，控制部212A指示A/D变换器214该相位差 信号SPD的A/D变换(步骤S32)。
接着，控制部212A通过以下顺序更新非易失性存储器213内的数 字值DF。首先，从这次得到的相位差信号SPD的数字值(假设为SDPN) 中减去非易失性存储器213内的数字值(假设为SPD0)，求出差ΔP。 接着，使用运算部215，通过下式求出新的数字值DFN，将其作为新的 DF存储在非易失性存储器213中(步骤S33)。
DFN＝DF0+α·ΔP
其中，α为经实验或模拟后最佳化的常数。
之后，控制部212A将这次得到的相位差信号SPD的数字值存储在 非易失性存储器213中(步骤S34)。
在每次驱动压电致动器时进行以上动作，最佳化振动板10的驱动 频率。
图32和图33分别表示最佳化频率控制电压的数字值DF的动作 例。
首先，在图32所示动作例中，在驱动压电致动器时从振动板10 得到的相位差信号SPD比上次驱动时增加|ΔP|。若持续这种状况，则 可期待通过进一步增加驱动电压信号SDR的频率来增加相位差φ。因 此，准备下次驱动，频率控制电压的数字值DF增加|α·ΔP|。
相反，在图33所示动作例中，在驱动压电致动器时从振动板10 得到的相位差信号SPD比上次驱动时减少|ΔP|。在这种状况下，若原 样保持驱动电压信号SDR的频率，则相位差φ迅速下降。因此，准备 下次驱动，频率控制电压的数字值DF减少|α·ΔP|。
在本实施例中，也可得到所谓可跟随压电致动器特性变化来以极 高效率驱动转动体100的效果。
5、根据本发明的压电致动器的其它用途
根据本发明的压电致动器的用途不仅是已说明的手表的日历显示 机构。该压电致动器此外也可适用于各种用途中。下面举例。
5、1其它用途(之一)
图34是表示非接触IC卡的外观的斜视图。在非接触型IC卡400 的表面侧设置显示余额的余额显示计数器401。余额显示计数器401 显示四位数余额，如图35所示，具备显示上位2位数的显示部402和 显示下位2位数的显示部403。
图36是表示上位位数显示部402的结构的侧面图。上位位数显示 部402经转动体100A连接在压电致动器A1上，由转动体100A的驱动 力驱动。上位位数显示部402的主要部分具备：驱动传动装置402A， 具有进给棘轮402A，若转动体100A旋转1/n周，则旋转1周；第一 上位位数显示轮402B，在驱动传动装置402A旋转一周时旋转一刻度； 第二上位位数显示轮402C，在第一上位位数显示轮402B旋转一周时 旋转一刻度；和固定部件402D，在第一上位位数显示轮402B未旋转 时固定第一上位位数显示轮402B。另外，第二上位位数显示轮402B 中也设置固定第二上位位数显示轮402C的未图示的固定部件。
若转动体100A旋转1/n周，则驱动传动装置402A旋转一周。另 外，进给棘轮402A与第一上位位数显示轮402B的进给传动部402B啮 合，第一上位位数显示轮402B旋转一刻度。
另外，使转动体100A旋转1/n为一动作例，不限于此。另外，驱 动传动装置402A旋转一周、使第一上位位数显示轮402B旋转一刻度 为一动作例，不限于此。
并且，第一上位位数显示轮402B旋转，若旋转一周，则第一上位 位数显示轮402B中设置的进给销402B使进给传动装置402B2旋转， 使进给传动装置402B啮合的第二上位位数显示轮402C的进给传动装 置402C旋转，使第二上位位数显示轮402C旋转一刻度。
下位位数显示部403经转动体100B连接在压电致动器A2上，由 转动体100B的驱动力驱动。下位位数显示部403的主要部分具备：驱 动传动装置403A，具有进给棘轮403A1，若转动体100A旋转1/n周， 则旋转1周；第一下位位数显示轮403B，在驱动传动装置403A旋转 一周时旋转一刻度；和第二下位位数显示轮403C，在第一下位位数显 示轮403B旋转一周时旋转一刻度。
图37表示下位位数显示部403的正面图，图38表示侧面图。
第一下位位数显示轮403B具有与驱动传动装置403A的进给棘轮 403A1啮合的进给传动装置部403B1，在驱动传动装置403A旋转一周 时旋转一刻度。
另外，在第一下位位数显示轮403B设置进给销403B2，每当第一 下位位数显示轮403B旋转一周，使进给传动装置403B旋转，使第二 下位位数显示轮403C旋转一刻度。
此时，第一下位位数显示轮403B的固定部件403D在非旋转时与 进给传动装置403B1啮合，固定第一下位位数显示轮403B。另外，第 二下位位数显示轮403C的固定部件403E在第二下位位数显示轮403C 非旋转时与进给传动装置403F啮合，固定第二下位位数显示轮403C。
此时，致动器A1和致动器A2设定成由驱动电路200B同步驱动， 通过由未图示的IC卡芯片输入相当于支付金额的驱动控制信号来驱动 驱动电路200B。
即使对以上薄形的非接触IC卡也可机械地进行余额显示，因为驱 动时以外不必电源就可显示，所以在用低消耗功率进行显示的同时， 即使在没有电源的情况下，也可保持之前的显示。
5、2其它用途(之二)
根据本发明的压电致动器及其驱动电路适用于以应于任何触发器 来使被驱动物旋转一定角度的用途。在上述各实施例中，在作为关于 时间的信息显示机械一例的日历显示机构中适用本发明，若摘要时， 则在上述各实施例中，在日进给应变为时刻时，驱动电路驱动压电致 动器，通过该压电致动器，驱动手表的日历显示机构，使太阳轮旋转 一天。此外，手表还具备关于时间信息的显示机构，认为压电致动器 适用于这种显示机构。显示秒的秒针驱动机构为一例。在将本发明适 用于秒针驱动机构的情况下，在上述各实施例中，构成秒针驱动系， 使与由压电致动器旋转驱动的转动体联动。如此构成时，每次由表电 路计时一秒，则由驱动电路驱动压电致动器。进行该压电致动器的驱 动，直到压电致动器的驱动力经转动体传递到秒针驱动机构，秒针旋 转一秒。
6、各实施例的变形例
6、1变形例1
在上述实施例1中，为了将驱动电压信号SDR的频率收敛为从振 动板10得到的检测信号SD1和SD2的相位差变为最大的频率，求出该 相位差的时间微分，当时间微分为正时，提高驱动电压信号SDR的频 率，为负时，降低频率。其中，为了使检测信号SD1和SD2的相位差 迅速达到最大值，提高由振动板10、φ-V变换电路202、延迟电路203、 比较电路204、电压调整电路205、VCO206和驱动器201构成的闭环 (参照图17)的增益是有效的。但是，若该闭环增益过高，则闭环对 相位差的细小增减应答过剩，捕捉到相位差不是最大值的极大值的频 率后，停止扫描驱动电压信号SDR的频率。本变形例为了解决该问题， 在闭环内的适当位置插入可调整滤波系数的环滤波器。根据本变形 例，通过调整环滤波器的滤波系数，可调整闭环增益，使检测信号SD1 和SD2的相位差迅速达到真的最大值。
6、2变形例2
在上述实施例1中，若驱动电压信号SDR的频率初始值低，则使 驱动电压信号SDR的频率达到检测信号SD1和SD2的相位差变为最大 时的频率所需时间长。因此，在本变形例中，在转动体100驱动时， 在将驱动电压信号SDR的频率收敛为检测信号SD1和SD2的相位差变 为最大时的频率的情况下，将该时刻的频率控制电压SVC变换为数字 值后存储在存储器中。之后在驱动转动体100时，将存储在该存储器 中的数字值变换为模拟电压，将比其低规定值的频率控制电压SVC提 供给VCO206，开始驱动电压信号SDR的频率控制。从而，可缩短使驱 动电压信号SDR的频率达到检测信号SD1和SD2的相位差变为最大时 的频率所需时间。
6、3变形例3
上述各实施例中的压电致动器分别设置检测纵向振动用的电极和 检测弯曲振动的电极，所以可分别求出纵向振动和横向振动。图39求 出利用这点的变形例。
图39所示驱动电路200D是在上述实施例1的驱动电路(参照图 17)中追加增益控制电路251。
为了适当驱动转动体100，纵向振动和弯曲振动有必要分别具有足 以克服转动体100的表面粗糙度的充分振幅。
因此，在本变形例中，增益控制电路205在从振动板10得到的纵 向振动检测信号SD1和弯曲振动检测信号SD2中小的一方的大小在阈 值以下的情况下，增加驱动器201的增益，变大驱动电压信号SDR。通 过这种使用检测信号SD1和SD2两者的自动增益控制，接触部36可稳 定驱动转动体100。
另外，该变形例不仅适用于上述实施例1，不用说，也可适用于实 施例2-4中的驱动电路。
6、4变形例4
图40所示变形例也与上述变形例1一样，利用所谓可分别求出纵 向振动和横向振动的优点。图40所示驱动电路200E向上述实施例1 中的驱动电路(参照图17)追加故障判断电路252。
在构成振动板10的压电元件中产生破裂等且振动板10故障时， 检测信号SD1或SD2一方的振幅变小。故障判断电路252在识别这种 现象的情况下，向手表控制部发送表示该意思的信号，显示故障。
根据本变形例，可得到在必需修理压电致动器的情况下将该意思 迅速传递给用户的效果。
另外，该变形例不仅适用于上述实施例1，不用说，也可适用于实 施例2-4中的驱动电路。
6、5变形例5
在上述实施例3中，在设定某基准相位差后使驱动电路动作，成 功驱动压电致动器的情况下，在下次驱动时，将基准相位差增加规定 量后使驱动电路动作，尝试驱动压电致动器。因此，在压电致动器不 随时间变化的情况下，每次驱动压电致动器时，重复进行在第一次驱 动电路动作下驱动失败，由第二次驱动电路动作驱动成功。在将本实 施例适用于可以较短的时间间隔驱动压电致动器的装置中的情况下， 这种现象不好。本变形例可改善这点。
在本变形例中，驱动电路200B的控制部212在每次进行压电致动 器的驱动时，将驱动成功时的基准相位差存储在非易失性存储器213 中。控制部212在应驱动压电致动器时，读取非易失性存储器213中 存储的过去一定个数的基准相位差，判断这些基准相位差是否相同。 在判断结果为是的情况下，控制部212不视为压电致动器的特性随时 间稳定，在从该时刻开始的一定时间内，省略使基准相位差的初始值 从上次驱动时的基准相位差开始增加的处理。在经过一定时间后，再 开始使基准相位差的初始值从上次驱动时的基准相位差开始增加的处 理。
6、6变形例6
在上述实施例2-4中，在检测信号SD1和SD2的相位差φ相对驱 动电压信号SDR的频率增加而增加的区域(描绘正斜率的区域)内， 控制驱动电压信号SDR的频率，以得到尽可能大的相位差φ。但是， 本发明的实施例不限于此。即，在检测信号SD1和SD2的相位差φ相 对驱动电压信号SDR的频率增加而减少的区域(描绘负斜率的区域) 内，也可控制驱动电压信号SDR的频率，以得到尽可能大的相位差φ。
6、7变形例7
对上述实施例1-3考虑通过软件控制部分驱动电路的变形例。此 时的软件控制实例例举如下。
实施例1(图17)的变形例
在该变形例中，将φ-V变换电路202、VCO206和驱动器201以外 的结构要素置换为CPU和存储器。存储器用于数据存储和程序存储。 另外，在φ-V变换电路202的后级配置A/D变换器，在VCO206的前 级配置D/A变换器。
在该变换例中，CPU在提供压电致动器的驱动指令时，根据存储器 中存储的例行程序，执行以下处理。
S31：在规定时间内一直增加提供给D/A变换器的数字值，将 VCO206的振荡频率提高到初始值。
S32：从A/D变换器取得相位差φ，求出其时间微分。
S33：若时间微分为正，则增加提供给D/A变换器的数字值，若为 负则减少。
S34：在相位差φ从上次的变化在规定的误差范围内时，结束处 理，在不在的情况下，返回步骤S32。
实施例2(图24)的变形例
在该变形例中，将φ-V变换电路202、VCO206和驱动器201以外 的结构要素置换为CPU和存储器。存储器用于数据存储和程序存储。 另外，在φ-V变换电路202的后级配置A/D变换器，在VCO206的前 级配置D/A变换器。
在该变换例中，CPU在提供压电致动器的驱动指令时，根据存储器 中存储的例行程序，执行以下处理。
S41：向D/A变换器提供对应于频率控制电压SVC初始值的数字 值。
S42：从A/D变换器取得相位差φ，在相位差比基准相位差小时， 增加提供给D/A变换器的数字值，在大的情况下减少该数字值。
S43：在相位差φ在以基准相位差为中心的规定误差范围内时，结 束处理，在不在的情况下，返回步骤S42。
实施例3(图28)的变形例
在该变形例中，将频率计数器211、φ-V变换电路202、VCO206 和驱动器201以外的结构要素置换为CPU和存储器。存储器用于数据 存储和程序存储。将基准相位差作为数据存储在存储器中。另外，在 φ-V变换电路202的后级配置A/D变换器，在VCO206的前级配置D/A 变换器。
在该变换例中，CPU在提供压电致动器的驱动指令时，根据存储器 中存储的例行程序，执行以下处理。
S51：将失败计数值初始设定为0，从存储器中读取基准相位差， 使其增加规定量。
S52：初始设定提供给D/A变换器的数字值。
S53：判断相位差φ是否超过基准相位差，在判断结果为是的情况 下，跳到步骤S56。
S54：将提供给D/A变换器的数字值增加规定量。
S55：判断从频率计数器211输出的驱动电压信号SDR的频率是否 小于规定值，在判断结果为是的情况下，将提供给D/A变换器的数字 值增加规定量(S55A)，返回步骤S53，在否的情况下，在使失败计 数值增加1的同时，使基准相位差减少规定量(S55B)，返回步骤S52。
S56：在失败计数值为0的情况下，使基准相位差增加规定量 (S56A)，返回步骤S52，在不是的情况下，将基准相位差存储在存 储器中(步骤S56)，结束处理。
在经电通信线路将以上说明的各例行程序分发给用户，或将这种 例行程序存储在计算机可读存储媒体中并分发给用户的形态来实施本 发明。用户可将如此接收到的期望例行程序写入驱动电路的存储器 中。
6、7变形例7
在以上说明中，说明手表或非接触IC卡为便携设备的情况，但只 要是必需驱动系统、尤其是旋转驱动系统的便携电子设备等任何便携 设备中都可适用本发明。
6、8变形例8
在上述各实施例中，将沿压电致动器长度方向振动的纵向振动模 式用作第一振动模式，将对第一振动模式对应的弯曲振动模式用作第 二振动模式，但不限于此。
具体而言，也可将将作为沿压电致动器长度方向振动的纵向振动 模式的第一纵向振动模式用作第一振动模式，将沿与第一振动模式垂 直方向振动的第二纵向振动模式用作第二振动模式。
另外，也可将上述第二纵向振动模式用作第一振动模式，使用对 应于第二纵向振动模式的弯曲振动模式。
在这些情况下，都可由实验来求出振动检测电极的位置。
6、9变形例9
作为压电致动器的电源，除电池(一次电池和二次电池)外，也 可使用太阳能电池、具有热发电机、机械式发电机和蓄电装置(电容 或二次电池)的发电机构内置型电源来构成。