TOP > 国内特許検索 > 圧電振動子駆動回路

圧電振動子駆動回路 コモンズ

国内特許コード P160013042
整理番号 DP1623
掲載日 2016年6月9日
出願番号 特願2014-046522
公開番号 特開2015-171084
出願日 平成26年3月10日(2014.3.10)
公開日 平成27年9月28日(2015.9.28)
発明者
  • 眞野 功
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 圧電振動子駆動回路 コモンズ
発明の概要 【課題】圧電振動子の共振周波数の変動に応じて駆動信号の周波数を変えることができ、しかも安定した振幅のバースト波を生成できる圧電振動子駆動回路を提供する。
【解決手段】圧電振動子駆動回路1は、圧電振動子2の駆動信号を生成するパワーアンプ3と、前記駆動信号が印加された圧電振動子2に流れる電流を検出し、その検出信号をパワーアンプ3に正帰還させる正帰還回路4と、パワーアンプ3への正帰還の量を調節して駆動信号の振幅を制限するリミッタ回路5と、パワーアンプ3から出力されるバースト状駆動信号の時間幅を設定する出力オン/オフ回路6とを備えている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


超音波トランスデューサに用いられる圧電振動子は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)セラミック等の圧電効果を有する板状の材料の両面に電極を設けたもので、電極間に交流の電圧を印加することにより、圧電振動子を機械的に振動させて超音波を発生させる。



上述の超音波トランスデューサは、距離センサ、医用超音波装置、探知ソナー、車用バックセンサ、交通量調査センサ等として広く用いられている。例えば、超音波トランスデューサを距離センサとして用いた場合、圧電振動子からバースト状の超音波を放射し、対象物で反射した超音波を同一の圧電振動子、もしくは近接した箇所に設置した別の圧電振動子で受信し、送信から受信までの時間によって対象物までの距離を測定する。



ところで、超音波トランスデューサとして用いられる圧電振動子は、固有の周波数で共振させると、通常の電圧印加では得られない大変形を起こし、強力な超音波を放射する。このため、通常は、圧電振動子の製造過程において共振周波数を測定し、その共振周波数の交流電圧を発生する発信回路を圧電振動子に接続している(例えば特許文献1参照)。



しかし、圧電振動子は、長時間の使用による経年変化や周囲の温度変動に起因して共振周波数が変動するため、超音波トランスデューサから放射される超音波の強度にバラツキが生じ、安定した強度の超音波を放射できなくなる。



このような共振周波数の変動による超音波の強度のバラツキを防止するため、共振周波数を自動的に見出し、その周波数の駆動信号を発生させる圧電振動子の駆動回路が提案されている(特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明は、超音波トランスデューサに用いられる圧電振動子の駆動回路に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
圧電振動子の駆動信号を生成する第1のアンプと、
前記駆動信号が印加された圧電振動子に流れる電流を検出し、その検出信号を前記第1のアンプに正帰還させる正帰還回路と、
前記正帰還回路から前記第1のアンプへの正帰還の量を調節して前記駆動信号の振幅を制限するリミッタ回路と、
前記第1のアンプから出力されるバースト状駆動信号の時間幅を設定する出力オン/オフ回路と、を備えたことを特徴とする圧電振動子駆動回路。

【請求項2】
前記正帰還回路は、
前記検出信号の高周波成分を除去するローパスフィルタと、
当該ローパスフィルタの出力信号の前記第1のアンプへの正帰還の量を調節する抵抗とで構成される、請求項1に記載の圧電振動子駆動回路。

【請求項3】
前記リミッタ回路は、
前記第1のアンプから出力される駆動信号の振幅の閾値を設定するボリュームと、
当該ボリュームから出力された信号を反転増幅する第2のアンプと、
当該2のアンプの出力信号のうちプラスの信号が印加されたときに作動して、前記正帰還回路から前記第1のアンプへの正帰還の量を削減する第1のトランジスタと、
前記第2のアンプの出力信号のうちマイナスの信号が印加されたときに作動して、前記正帰還回路から前記第1のアンプへの正帰還の量を削減する第2のトランジスタとで構成される、請求項1または2に記載の圧電振動子駆動回路。

【請求項4】
前記出力オン/オフ回路は、
前記リミッタ回路の第1のトランジスタのベースに直流電圧を印加する第1のスイッチと、
前記リミッタ回路の第2のトランジスタのベースに直流電圧を印加する第2のスイッチと、で構成され、
前記第1のスイッチと第2のスイッチは連動して動作させる、請求項3に記載の圧電振動子駆動回路。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2014046522thum.jpg
出願権利状態 公開
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close