JP2002143766A - 超音波振動子駆動回路 - Google Patents
超音波振動子駆動回路Info
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- JP2002143766A JP2002143766A JP2000325844A JP2000325844A JP2002143766A JP 2002143766 A JP2002143766 A JP 2002143766A JP 2000325844 A JP2000325844 A JP 2000325844A JP 2000325844 A JP2000325844 A JP 2000325844A JP 2002143766 A JP2002143766 A JP 2002143766A
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 第１電圧ＶＨからそれより低い第２電圧ＶＬ
に切り換えて超音波振動子Ｅを駆動する際の待機時間を
簡単な構成で短縮する。 【解決手段】 第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ切り換
えられた直後の所定時間τは、第２電圧ＶＬに合わせた
第２電流Ｉｌではなく、それより大きい放電電流Ｉｈを
流すようにトランジスタＴｒを制御する。 【効果】 第１電圧からそれより低い第２電圧に切り換
えて超音波振動子を駆動する際の待機時間を短縮するこ
とが出来る。よって、リアルタイム性（フレームレー
ト）を向上できる。また、特別な放電回路の要らない簡
単な構成になり、コストを低減できる。
に切り換えて超音波振動子Ｅを駆動する際の待機時間を
簡単な構成で短縮する。 【解決手段】 第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ切り換
えられた直後の所定時間τは、第２電圧ＶＬに合わせた
第２電流Ｉｌではなく、それより大きい放電電流Ｉｈを
流すようにトランジスタＴｒを制御する。 【効果】 第１電圧からそれより低い第２電圧に切り換
えて超音波振動子を駆動する際の待機時間を短縮するこ
とが出来る。よって、リアルタイム性（フレームレー
ト）を向上できる。また、特別な放電回路の要らない簡
単な構成になり、コストを低減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動子駆動
回路に関し、さらに詳しくは、第１電圧からそれより低
い第２電圧に切り換えて超音波振動子を駆動する際の待
機時間を簡単な構成で短縮することが出来る超音波振動
子駆動回路に関する。
回路に関し、さらに詳しくは、第１電圧からそれより低
い第２電圧に切り換えて超音波振動子を駆動する際の待
機時間を簡単な構成で短縮することが出来る超音波振動
子駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の超音波振動子駆動回路
の一例である。この超音波振動子駆動回路６０は、第１
電圧ＶＨとそれより低い第２電圧ＶＬとを電圧切換信号
ＶＳに応じて切り換えて供給する電源切換スイッチＳｗ
と、その電源切換スイッチＳｗと接地の間に介設された
電源側トランジスタＴｒ１および接地側トランジスタＴ
ｒ２と、前記電源側トランジスタＴｒ１の電源切換スイ
ッチＳｗ側と接地の間に介設されたコンデンサＣ１と、
そのコンデンサＣ１と前記電源切換スイッチＳｗの間に
介在するインダクタンスＬ（高周波カット用フィルタの
インダクタンス等）と、前記コンデンサＣ１と接地の間
に介設された放電用トランジスタＴｒ０および放電抵抗
器Ｒと、前記電圧切換信号ＶＳに応じて前記トランジス
タＴｒ０を制御する放電制御回路６２と、送波パルス信
号ＳＰに応じて前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を制御
するゲート制御回路６１とを具備してなり、前記電源側
トランジスタＴｒ１と接地側トランジスタＴｒ２の間か
ら結合コンデンサＣｃを介して超音波振動子Ｅをパルス
駆動する。
の一例である。この超音波振動子駆動回路６０は、第１
電圧ＶＨとそれより低い第２電圧ＶＬとを電圧切換信号
ＶＳに応じて切り換えて供給する電源切換スイッチＳｗ
と、その電源切換スイッチＳｗと接地の間に介設された
電源側トランジスタＴｒ１および接地側トランジスタＴ
ｒ２と、前記電源側トランジスタＴｒ１の電源切換スイ
ッチＳｗ側と接地の間に介設されたコンデンサＣ１と、
そのコンデンサＣ１と前記電源切換スイッチＳｗの間に
介在するインダクタンスＬ（高周波カット用フィルタの
インダクタンス等）と、前記コンデンサＣ１と接地の間
に介設された放電用トランジスタＴｒ０および放電抵抗
器Ｒと、前記電圧切換信号ＶＳに応じて前記トランジス
タＴｒ０を制御する放電制御回路６２と、送波パルス信
号ＳＰに応じて前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を制御
するゲート制御回路６１とを具備してなり、前記電源側
トランジスタＴｒ１と接地側トランジスタＴｒ２の間か
ら結合コンデンサＣｃを介して超音波振動子Ｅをパルス
駆動する。
【０００３】前記第１電圧ＶＨおよび第２電圧ＶＬは、
図示せぬ電源回路から供給される。また、前記電圧切換
信号ＶＳおよび送波パルス信号ＳＰは、図示せぬ制御回
路から入力される。
図示せぬ電源回路から供給される。また、前記電圧切換
信号ＶＳおよび送波パルス信号ＳＰは、図示せぬ制御回
路から入力される。
【０００４】図１１は、前記ゲート制御回路６１の動作
を示すフロー図である。ステップＳ２１では、図１１に
示すように、送波パルス信号ＳＰが入力されない非駆動
時は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１を
“Ｖoff”にして電源側トランジスタＴｒ１を遮断さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖon”にして接地側トランジスタＴｒ２を導通させ
る。そして、送波パルス信号ＳＰが入力されたパルス駆
動時は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１
を“Ｖon”にして電源側トランジスタＴｒ１を導通さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖoff”にして接地側トランジスタＴｒ２を遮断させ
る。これにより、電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選
択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＨの駆動パルスで超
音波振動子Ｅが駆動され、電圧切換信号ＶＳが第２電圧
ＶＬを選択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＬの駆動パ
ルスで超音波振動子Ｅが駆動される。
を示すフロー図である。ステップＳ２１では、図１１に
示すように、送波パルス信号ＳＰが入力されない非駆動
時は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１を
“Ｖoff”にして電源側トランジスタＴｒ１を遮断さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖon”にして接地側トランジスタＴｒ２を導通させ
る。そして、送波パルス信号ＳＰが入力されたパルス駆
動時は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１
を“Ｖon”にして電源側トランジスタＴｒ１を導通さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖoff”にして接地側トランジスタＴｒ２を遮断させ
る。これにより、電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選
択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＨの駆動パルスで超
音波振動子Ｅが駆動され、電圧切換信号ＶＳが第２電圧
ＶＬを選択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＬの駆動パ
ルスで超音波振動子Ｅが駆動される。
【０００５】ステップＳ２２では、電圧切換信号ＶＳが
第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ選択を切り換えた時以
外は前記ステップＳ２１に戻り、切り換えたときはステ
ップＳ６３へ進む。
第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ選択を切り換えた時以
外は前記ステップＳ２１に戻り、切り換えたときはステ
ップＳ６３へ進む。
【０００６】ステップＳ６３では、図１２に示すよう
に、放電用トランジスタＴｒ０のゲート電圧Ｖｔ０を
“Ｖon”にして放電用トランジスタＴｒ０を導通させ
る。これにより、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が、
トランジスタＴｒ０および放電抵抗器Ｒを介して放電さ
れる（インダクタンスＬがあるため、電源切換スイッチ
Ｓｗ側へは実質的に放電しない）。そして、コンデンサ
Ｃ１の電圧が第２電圧ＶＬまで低下すると、ゲート電圧
Ｖｔ０を“Ｖoff”にする。そして、前記ステップＳ２
１に戻る。
に、放電用トランジスタＴｒ０のゲート電圧Ｖｔ０を
“Ｖon”にして放電用トランジスタＴｒ０を導通させ
る。これにより、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が、
トランジスタＴｒ０および放電抵抗器Ｒを介して放電さ
れる（インダクタンスＬがあるため、電源切換スイッチ
Ｓｗ側へは実質的に放電しない）。そして、コンデンサ
Ｃ１の電圧が第２電圧ＶＬまで低下すると、ゲート電圧
Ｖｔ０を“Ｖoff”にする。そして、前記ステップＳ２
１に戻る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波振動子駆
動回路６０では、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を放
電するための特別な放電回路（６２，Ｔｒ０，Ｒ）があ
るため放電時間τを短縮でき、待機時間が短くて済む
が、構成が複雑になる問題点がある。そこで、本発明の
目的は、簡単な構成により、第１電圧からそれより低い
第２電圧に切り換えて超音波振動子を駆動する際の待機
時間を短縮することが出来る超音波振動子駆動回路を提
供することにある。
動回路６０では、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を放
電するための特別な放電回路（６２，Ｔｒ０，Ｒ）があ
るため放電時間τを短縮でき、待機時間が短くて済む
が、構成が複雑になる問題点がある。そこで、本発明の
目的は、簡単な構成により、第１電圧からそれより低い
第２電圧に切り換えて超音波振動子を駆動する際の待機
時間を短縮することが出来る超音波振動子駆動回路を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、第１電圧とそれより低い第２電圧とを切り換えて供
給しうる電源手段と、その電源手段に第１端を接続され
た抵抗器と、その抵抗器の第１端側と接地の間に介設さ
れたコンデンサと、前記抵抗器の第２端と接地の間に介
設されたトランジスタと、非駆動時は電流を流さず第１
電圧が供給されている駆動時は第１電流をパルス状に流
し第２電圧が供給されている駆動時は前記第１電流より
小さい第２電流をパルス状に流すように前記トランジス
タを制御する制御手段とを具備し、前記抵抗器の第２端
から超音波振動子をパルス駆動する超音波振動子駆動回
路であって、前記制御手段は、第１電圧から第２電圧へ
切り換えられた直後の所定時間は前記第２電流より大き
い放電電流を流すように前記トランジスタを制御するこ
とを特徴とする超音波振動子駆動回路を提供する。上記
第１の観点による超音波振動子駆動回路では、第１電圧
から第２電圧へ切り換えられた直後の所定時間は、第２
電圧に合わせた第２電流ではなく、それより大きい放電
電流を流すようにトランジスタを制御する。このため、
放電時間を短縮でき、待機時間が短くて済む。また、特
別な放電回路が必要なく、構成が簡単で済む。
は、第１電圧とそれより低い第２電圧とを切り換えて供
給しうる電源手段と、その電源手段に第１端を接続され
た抵抗器と、その抵抗器の第１端側と接地の間に介設さ
れたコンデンサと、前記抵抗器の第２端と接地の間に介
設されたトランジスタと、非駆動時は電流を流さず第１
電圧が供給されている駆動時は第１電流をパルス状に流
し第２電圧が供給されている駆動時は前記第１電流より
小さい第２電流をパルス状に流すように前記トランジス
タを制御する制御手段とを具備し、前記抵抗器の第２端
から超音波振動子をパルス駆動する超音波振動子駆動回
路であって、前記制御手段は、第１電圧から第２電圧へ
切り換えられた直後の所定時間は前記第２電流より大き
い放電電流を流すように前記トランジスタを制御するこ
とを特徴とする超音波振動子駆動回路を提供する。上記
第１の観点による超音波振動子駆動回路では、第１電圧
から第２電圧へ切り換えられた直後の所定時間は、第２
電圧に合わせた第２電流ではなく、それより大きい放電
電流を流すようにトランジスタを制御する。このため、
放電時間を短縮でき、待機時間が短くて済む。また、特
別な放電回路が必要なく、構成が簡単で済む。
【０００９】第２の観点では、本発明は、第１電圧とそ
れより低い第２電圧とを切り換えて供給しうる電源手段
と、その電源手段と接地の間に直列に介設された電源側
トランジスタおよび接地側トランジスタと、前記電源側
トランジスタの電源手段側と接地の間に介設されたコン
デンサと、非駆動時は前記電源側トランジスタをオフと
し前記接地側トランジスタをオンにしているが駆動時は
前記電源側トランジスタをパルス状にオンとし前記接地
側トランジスタをパルス状にオフにするように前記トラ
ンジスタを制御する制御手段とを具備し、前記電源側ト
ランジスタと接地側トランジスタの間から超音波振動子
をパルス駆動する超音波振動子駆動回路であって、前記
制御手段は、第１電圧から第２電圧へ切り換えられた直
後の所定時間は前記電源側トランジスタおよび接地側ト
ランジスタに放電電流を流すように前記トランジスタを
制御することを特徴とする超音波振動子駆動回路を提供
する。上記第２の観点による超音波振動子駆動回路で
は、第１電圧から第２電圧へ切り換えられた直後の所定
時間は、電源側トランジスタおよび接地側トランジスタ
の両方を導通させて放電電流を流す。このため、特別な
放電回路が必要なく、構成が簡単で済む。また、放電電
流を大きくできるため、放電時間を短縮でき、待機時間
を短縮できる。
れより低い第２電圧とを切り換えて供給しうる電源手段
と、その電源手段と接地の間に直列に介設された電源側
トランジスタおよび接地側トランジスタと、前記電源側
トランジスタの電源手段側と接地の間に介設されたコン
デンサと、非駆動時は前記電源側トランジスタをオフと
し前記接地側トランジスタをオンにしているが駆動時は
前記電源側トランジスタをパルス状にオンとし前記接地
側トランジスタをパルス状にオフにするように前記トラ
ンジスタを制御する制御手段とを具備し、前記電源側ト
ランジスタと接地側トランジスタの間から超音波振動子
をパルス駆動する超音波振動子駆動回路であって、前記
制御手段は、第１電圧から第２電圧へ切り換えられた直
後の所定時間は前記電源側トランジスタおよび接地側ト
ランジスタに放電電流を流すように前記トランジスタを
制御することを特徴とする超音波振動子駆動回路を提供
する。上記第２の観点による超音波振動子駆動回路で
は、第１電圧から第２電圧へ切り換えられた直後の所定
時間は、電源側トランジスタおよび接地側トランジスタ
の両方を導通させて放電電流を流す。このため、特別な
放電回路が必要なく、構成が簡単で済む。また、放電電
流を大きくできるため、放電時間を短縮でき、待機時間
を短縮できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態により
本発明を詳細に説明する。なお、これにより本発明が限
定されるものではない。
本発明を詳細に説明する。なお、これにより本発明が限
定されるものではない。
【００１１】−第１の実施形態− 図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波振動子駆
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路１０
は、第１電圧ＶＨとそれより低い第２電圧ＶＬとを電圧
切換信号ＶＳに応じて切り換えて供給する電源切換スイ
ッチＳｗと、その電源切換スイッチＳｗに第１端を接続
された抵抗器Ｒ１と、その抵抗器Ｒ１の第１端側と接地
の間に介設されたコンデンサＣ１と、そのコンデンサＣ
１と前記電源切換スイッチＳｗの間に介在するインダク
タンスＬ（高周波カット用フィルタのインダクタンス
等）および逆流防止用ダイオードＤ１と、前記抵抗器Ｒ
１の第２端と接地の間に介設されたトランジスタＴｒお
よび抵抗器Ｒ２と、前記電圧切換信号ＶＳおよび送波パ
ルス信号ＳＰに応じて前記トランジスタＴｒを制御する
ゲート制御回路１とを具備してなり、前記抵抗器Ｒ１の
第２端から結合コンデンサＣｃを介して超音波振動子Ｅ
をパルス駆動する。
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路１０
は、第１電圧ＶＨとそれより低い第２電圧ＶＬとを電圧
切換信号ＶＳに応じて切り換えて供給する電源切換スイ
ッチＳｗと、その電源切換スイッチＳｗに第１端を接続
された抵抗器Ｒ１と、その抵抗器Ｒ１の第１端側と接地
の間に介設されたコンデンサＣ１と、そのコンデンサＣ
１と前記電源切換スイッチＳｗの間に介在するインダク
タンスＬ（高周波カット用フィルタのインダクタンス
等）および逆流防止用ダイオードＤ１と、前記抵抗器Ｒ
１の第２端と接地の間に介設されたトランジスタＴｒお
よび抵抗器Ｒ２と、前記電圧切換信号ＶＳおよび送波パ
ルス信号ＳＰに応じて前記トランジスタＴｒを制御する
ゲート制御回路１とを具備してなり、前記抵抗器Ｒ１の
第２端から結合コンデンサＣｃを介して超音波振動子Ｅ
をパルス駆動する。
【００１２】前記第１電圧ＶＨおよび第２電圧ＶＬは、
図示せぬ電源回路から供給される。また、前記電圧切換
信号ＶＳおよび送波パルス信号ＳＰは、図示せぬ制御回
路から入力される。
図示せぬ電源回路から供給される。また、前記電圧切換
信号ＶＳおよび送波パルス信号ＳＰは、図示せぬ制御回
路から入力される。
【００１３】図２は、前記ゲート制御回路１の動作を示
すフロー図である。ステップＳ１では、図３に示すよう
に、送波パルス信号ＳＰが入力されない非駆動時は、ゲ
ート電圧Ｖｔを“０”にし、トランジスタＴｒにドレイ
ン電流Ｉｏを流さない。そして、送波パルス信号ＳＰが
入力され且つ電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選択し
ている時は、ゲート電圧Ｖｔを“ｖｈ”にし、トランジ
スタＴｒに比較的大きな第１ドレイン電流Ｉｈを流す。
これにより、パルス高さＶｏ＝Ｒ１・Ｉｈの駆動パルス
で超音波振動子Ｅが駆動される。一方、送波パルス信号
ＳＰが入力され且つ電圧切換信号ＶＳが第２電圧ＶＬを
選択している時は、ゲート電圧Ｖｔを“ｖｌ”にし、ト
ランジスタＴｒに比較的小さな第２ドレイン電流Ｉｌを
流す。これにより、パルス高さＶｏ＝Ｒ１・Ｉｌの駆動
パルスで超音波振動子Ｅが駆動される。
すフロー図である。ステップＳ１では、図３に示すよう
に、送波パルス信号ＳＰが入力されない非駆動時は、ゲ
ート電圧Ｖｔを“０”にし、トランジスタＴｒにドレイ
ン電流Ｉｏを流さない。そして、送波パルス信号ＳＰが
入力され且つ電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選択し
ている時は、ゲート電圧Ｖｔを“ｖｈ”にし、トランジ
スタＴｒに比較的大きな第１ドレイン電流Ｉｈを流す。
これにより、パルス高さＶｏ＝Ｒ１・Ｉｈの駆動パルス
で超音波振動子Ｅが駆動される。一方、送波パルス信号
ＳＰが入力され且つ電圧切換信号ＶＳが第２電圧ＶＬを
選択している時は、ゲート電圧Ｖｔを“ｖｌ”にし、ト
ランジスタＴｒに比較的小さな第２ドレイン電流Ｉｌを
流す。これにより、パルス高さＶｏ＝Ｒ１・Ｉｌの駆動
パルスで超音波振動子Ｅが駆動される。
【００１４】ステップＳ２では、電圧切換信号ＶＳが第
１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ選択を切り換えた時以外
は前記ステップＳ１に戻り、切り換えたときはステップ
Ｓ３へ進む。
１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ選択を切り換えた時以外
は前記ステップＳ１に戻り、切り換えたときはステップ
Ｓ３へ進む。
【００１５】ステップＳ３では、図３に示すように、電
圧切換信号ＶＳが第２電圧ＶＬを選択しているにもかか
わらず、ゲート電圧Ｖｔを“ｖｘ”にする。ここで、
“ｖｘ”は、電圧切換信号ＶＳが第２電圧ＶＬを選択し
ている時のゲート電圧ｖｌよりも高い電圧であり、好ま
しくは電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選択している
時のゲート電圧ｖｈ以上の電圧であり、トランジスタＴ
ｒが完全に導通する“Ｖon”としてもよい。これによ
り、トランジスタＴｒにドレイン電流Ｉｘが流れ、コン
デンサＣ１に蓄積された電荷がトランジスタＴｒを介し
て放電される（インダクタンスＬや逆流防止用ダイオー
ドＤ１があるため、電源切換スイッチＳｗ側へは放電し
ない）。そして、コンデンサＣ１の電圧が略第２電圧Ｖ
Ｌまで低下しうる規定時間τまでゲート電圧Ｖｔを“ｖ
ｘ”に維持する。ステップＳ４では、規定時間τだけ待
機し、規定時間τが経過したら前記ステップＳ１に戻
る。
圧切換信号ＶＳが第２電圧ＶＬを選択しているにもかか
わらず、ゲート電圧Ｖｔを“ｖｘ”にする。ここで、
“ｖｘ”は、電圧切換信号ＶＳが第２電圧ＶＬを選択し
ている時のゲート電圧ｖｌよりも高い電圧であり、好ま
しくは電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選択している
時のゲート電圧ｖｈ以上の電圧であり、トランジスタＴ
ｒが完全に導通する“Ｖon”としてもよい。これによ
り、トランジスタＴｒにドレイン電流Ｉｘが流れ、コン
デンサＣ１に蓄積された電荷がトランジスタＴｒを介し
て放電される（インダクタンスＬや逆流防止用ダイオー
ドＤ１があるため、電源切換スイッチＳｗ側へは放電し
ない）。そして、コンデンサＣ１の電圧が略第２電圧Ｖ
Ｌまで低下しうる規定時間τまでゲート電圧Ｖｔを“ｖ
ｘ”に維持する。ステップＳ４では、規定時間τだけ待
機し、規定時間τが経過したら前記ステップＳ１に戻
る。
【００１６】以上の超音波振動子駆動回路１０によれ
ば、第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ切り換えられた直
後の所定時間τは、第２電圧ＶＬに合わせた第２電流Ｉ
ｌではなく、それより大きい放電電流Ｉｘを流すように
トランジスタＴｒを制御するから、放電時間を短縮で
き、待機時間τが短くて済む。また、特別な放電回路が
必要なく、構成が簡単で済む。
ば、第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ切り換えられた直
後の所定時間τは、第２電圧ＶＬに合わせた第２電流Ｉ
ｌではなく、それより大きい放電電流Ｉｘを流すように
トランジスタＴｒを制御するから、放電時間を短縮で
き、待機時間τが短くて済む。また、特別な放電回路が
必要なく、構成が簡単で済む。
【００１７】−第２の実施形態− 図４は、本発明の第２の実施形態に係る超音波振動子駆
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路２０
は、第１電圧ＶＨとそれより低い第２電圧ＶＬとを電圧
切換信号ＶＳに応じて切り換えて供給する電源切換スイ
ッチＳｗと、その電源切換スイッチＳｗと接地の間に介
設された電源側トランジスタＴｒ１および接地側トラン
ジスタＴｒ２と、それら電源側トランジスタＴｒ１およ
び接地側トランジスタＴｒ２の間に介設された電源側抵
抗器ｒ１および接地側抵抗器ｒ２と、前記電源側トラン
ジスタＴｒ１の電源切換スイッチＳｗ側と接地の間に介
設されたコンデンサＣ１と、そのコンデンサＣ１と前記
電源切換スイッチＳｗの間に介在するインダクタンスＬ
（高周波カット用フィルタのインダクタンス等）および
逆流防止用ダイオードＤ１と、前記電圧切換信号ＶＳお
よび送波パルス信号ＳＰに応じて前記トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２を制御するゲート制御回路２１とを具備して
なり、前記電源側抵抗器ｒ１と接地側抵抗器ｒ２の間か
ら超音波振動子Ｅをパルス駆動する。
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路２０
は、第１電圧ＶＨとそれより低い第２電圧ＶＬとを電圧
切換信号ＶＳに応じて切り換えて供給する電源切換スイ
ッチＳｗと、その電源切換スイッチＳｗと接地の間に介
設された電源側トランジスタＴｒ１および接地側トラン
ジスタＴｒ２と、それら電源側トランジスタＴｒ１およ
び接地側トランジスタＴｒ２の間に介設された電源側抵
抗器ｒ１および接地側抵抗器ｒ２と、前記電源側トラン
ジスタＴｒ１の電源切換スイッチＳｗ側と接地の間に介
設されたコンデンサＣ１と、そのコンデンサＣ１と前記
電源切換スイッチＳｗの間に介在するインダクタンスＬ
（高周波カット用フィルタのインダクタンス等）および
逆流防止用ダイオードＤ１と、前記電圧切換信号ＶＳお
よび送波パルス信号ＳＰに応じて前記トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２を制御するゲート制御回路２１とを具備して
なり、前記電源側抵抗器ｒ１と接地側抵抗器ｒ２の間か
ら超音波振動子Ｅをパルス駆動する。
【００１８】前記第１電圧ＶＨおよび第２電圧ＶＬは、
図示せぬ電源回路から供給される。また、前記電圧切換
信号ＶＳおよび送波パルス信号ＳＰは、図示せぬ制御回
路から入力される。
図示せぬ電源回路から供給される。また、前記電圧切換
信号ＶＳおよび送波パルス信号ＳＰは、図示せぬ制御回
路から入力される。
【００１９】前記電源側抵抗器ｒ１および接地側抵抗器
ｒ２は、通常、超音波振動子Ｅのインピーダンスに比べ
て低抵抗であり、例えば両方とも１０Ωである。
ｒ２は、通常、超音波振動子Ｅのインピーダンスに比べ
て低抵抗であり、例えば両方とも１０Ωである。
【００２０】図５は、前記ゲート制御回路２１の動作を
示すフロー図である。ステップＳ２１では、図６に示す
ように、送波パルス信号ＳＰが入力されない非駆動時
は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１を
“Ｖoff”にして電源側トランジスタＴｒ１を遮断さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖon”にして接地側トランジスタＴｒ２を導通させ
る。そして、送波パルス信号ＳＰが入力されたパルス駆
動時は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１
を“Ｖon”にして電源側トランジスタＴｒ１を導通さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖoff”にして接地側トランジスタＴｒ２を遮断させ
る。これにより、電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選
択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＨの駆動パルスで超
音波振動子Ｅが駆動され、電圧切換信号ＶＳが第２電圧
ＶＬを選択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＬの駆動パ
ルスで超音波振動子Ｅが駆動される。
示すフロー図である。ステップＳ２１では、図６に示す
ように、送波パルス信号ＳＰが入力されない非駆動時
は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１を
“Ｖoff”にして電源側トランジスタＴｒ１を遮断さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖon”にして接地側トランジスタＴｒ２を導通させ
る。そして、送波パルス信号ＳＰが入力されたパルス駆
動時は、電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１
を“Ｖon”にして電源側トランジスタＴｒ１を導通さ
せ、接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を
“Ｖoff”にして接地側トランジスタＴｒ２を遮断させ
る。これにより、電圧切換信号ＶＳが第１電圧ＶＨを選
択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＨの駆動パルスで超
音波振動子Ｅが駆動され、電圧切換信号ＶＳが第２電圧
ＶＬを選択している時はパルス高さＶｏ＝ＶＬの駆動パ
ルスで超音波振動子Ｅが駆動される。
【００２１】ステップＳ２２では、電圧切換信号ＶＳが
第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ選択を切り換えた時以
外は前記ステップＳ２１に戻り、切り換えたときはステ
ップＳ２３へ進む。
第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ選択を切り換えた時以
外は前記ステップＳ２１に戻り、切り換えたときはステ
ップＳ２３へ進む。
【００２２】ステップＳ２３では、図６に示すように、
電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１を“Ｖo
n”にして電源側トランジスタＴｒ１を導通させると共
に接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を“Ｖ
on”にして接地側トランジスタＴｒ２を導通させる。こ
れにより、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が、電源側
トランジスタＴｒ１，電源側抵抗器ｒ１，接地側抵抗器
ｒ２および接地側トランジスタＴｒ２を介して放電され
る（インダクタンスＬや逆流防止用ダイオードＤ１があ
るため、電源切換スイッチＳｗ側へは放電しない）。そ
して、コンデンサＣ１の電圧が略第２電圧ＶＬまで低下
しうる規定時間τまでゲート電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２を“Ｖ
on”に維持する。ステップＳ２４では、規定時間τだけ
待機し、規定時間τが経過したら前記ステップＳ２１に
戻る。
電源側トランジスタＴｒ１のゲート電圧Ｖｔ１を“Ｖo
n”にして電源側トランジスタＴｒ１を導通させると共
に接地側トランジスタＴｒ２のゲート電圧Ｖｔ２を“Ｖ
on”にして接地側トランジスタＴｒ２を導通させる。こ
れにより、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が、電源側
トランジスタＴｒ１，電源側抵抗器ｒ１，接地側抵抗器
ｒ２および接地側トランジスタＴｒ２を介して放電され
る（インダクタンスＬや逆流防止用ダイオードＤ１があ
るため、電源切換スイッチＳｗ側へは放電しない）。そ
して、コンデンサＣ１の電圧が略第２電圧ＶＬまで低下
しうる規定時間τまでゲート電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２を“Ｖ
on”に維持する。ステップＳ２４では、規定時間τだけ
待機し、規定時間τが経過したら前記ステップＳ２１に
戻る。
【００２３】以上の超音波振動子駆動回路２０によれ
ば、第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ切り換えられた直
後の所定時間τは、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を介し
て必要十分な放電電流を流すようにトランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２を制御するから、放電時間を短縮でき、待機
時間τが短くて済む。また、特別な放電回路が必要な
く、構成が簡単で済む。
ば、第１電圧ＶＨから第２電圧ＶＬへ切り換えられた直
後の所定時間τは、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を介し
て必要十分な放電電流を流すようにトランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２を制御するから、放電時間を短縮でき、待機
時間τが短くて済む。また、特別な放電回路が必要な
く、構成が簡単で済む。
【００２４】−第３の実施形態− 図７は、本発明の第３の実施形態に係る超音波振動子駆
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路１
０’は、前記第１の実施形態に係る超音波振動子駆動回
路１０と等価な構成である。すなわち、トランジスタＴ
ｒ’および電流制御回路Ｉ’が、前記第１の実施形態に
係る超音波振動子駆動回路１０におけるトランジスタＴ
ｒ，抵抗Ｒ２およびゲート制御回路１と等価な働きを行
う。
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路１
０’は、前記第１の実施形態に係る超音波振動子駆動回
路１０と等価な構成である。すなわち、トランジスタＴ
ｒ’および電流制御回路Ｉ’が、前記第１の実施形態に
係る超音波振動子駆動回路１０におけるトランジスタＴ
ｒ，抵抗Ｒ２およびゲート制御回路１と等価な働きを行
う。
【００２５】−第４の実施形態− 図８は、本発明の第４の実施形態に係る超音波振動子駆
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路２
０’は、前記第２の実施形態に係る超音波振動子駆動回
路２０における抵抗ｒ１，ｒ２に並列にコンデンサＣ
ａ，Ｃｂを接続した構成である。これらコンデンサＣ
ａ，Ｃｂは、抵抗ｒ１，ｒ２との時定数が送波パルス幅
より十分長くなるように且つコンデンサＣ１に比べて十
分小さい容量に選んである。前記コンデンサＣａ，Ｃｂ
により、送波時の抵抗ｒ１，ｒ２での損失を減らすこと
が出来る。一方、コンデンサＣ１を放電する時は、抵抗
ｒ１，ｒ２が有効になり、コンデンサＣａ，Ｃｂは支障
にならない。
動回路の構成図である。この超音波振動子駆動回路２
０’は、前記第２の実施形態に係る超音波振動子駆動回
路２０における抵抗ｒ１，ｒ２に並列にコンデンサＣ
ａ，Ｃｂを接続した構成である。これらコンデンサＣ
ａ，Ｃｂは、抵抗ｒ１，ｒ２との時定数が送波パルス幅
より十分長くなるように且つコンデンサＣ１に比べて十
分小さい容量に選んである。前記コンデンサＣａ，Ｃｂ
により、送波時の抵抗ｒ１，ｒ２での損失を減らすこと
が出来る。一方、コンデンサＣ１を放電する時は、抵抗
ｒ１，ｒ２が有効になり、コンデンサＣａ，Ｃｂは支障
にならない。
【００２６】なお、図９に示すように、前記電源切換ス
イッチＳｗの代わりに、オープン端子を経由して切り換
わる構成のスイッチＳｗを用い、第１電圧ＶＨから第２
電圧ＶＬへと電圧を切り換える時、規定時間τだけオー
プン端子で待機してから第２電圧ＶＬへと切り換えるよ
うし、逆流防止用ダイオードＤ１を省略してもよい。
イッチＳｗの代わりに、オープン端子を経由して切り換
わる構成のスイッチＳｗを用い、第１電圧ＶＨから第２
電圧ＶＬへと電圧を切り換える時、規定時間τだけオー
プン端子で待機してから第２電圧ＶＬへと切り換えるよ
うし、逆流防止用ダイオードＤ１を省略してもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明の超音波振動子駆動回路によれ
ば、第１電圧からそれより低い第２電圧に切り換えて超
音波振動子を駆動する際の待機時間を短縮することが出
来る。よって、リアルタイム性（フレームレート）を向
上できる。また、特別な放電回路の要らない簡単な構成
になり、コストを低減できる。
ば、第１電圧からそれより低い第２電圧に切り換えて超
音波振動子を駆動する際の待機時間を短縮することが出
来る。よって、リアルタイム性（フレームレート）を向
上できる。また、特別な放電回路の要らない簡単な構成
になり、コストを低減できる。
【図１】第１の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
の制御動作を示すフロー図である。
の制御動作を示すフロー図である。
【図３】第１の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
の各部の波形図である。
の各部の波形図である。
【図４】第２の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図５】第２の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
の制御動作を示すフロー図である。
の制御動作を示すフロー図である。
【図６】第２の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
の各部の波形図である。
の各部の波形図である。
【図７】第３の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図８】第４の実施形態にかかる超音波振動子駆動回路
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図９】電源切換スイッチの変形例の説明図である。
【図１０】従来の超音波振動子駆動回路の一例を示す構
成図である。
成図である。
【図１１】従来の超音波振動子駆動回路の一例の制御動
作を示すフロー図である。
作を示すフロー図である。
【図１２】従来の超音波振動子駆動回路の一例における
各部の波形図である。
各部の波形図である。
１ ゲート制御回路 １０ 超音波振動子駆動回路 ２０ 超音波振動子駆動回路 ２１ ゲート制御回路 Ｃ１ コンデンサ Ｃｃ 結合コンデンサ Ｄ１ 逆流防止用ダイオード Ｅ 超音波振動子 Ｉｈ ドレイン電流 Ｌ インダクタンス Ｒ１ 抵抗器 Ｒ２ 抵抗器 ｒ１ 電源側抵抗器 ｒ２ 接地側抵抗器 ＳＰ 送波パルス信号 Ｓｗ 電源切換スイッチ Ｔｒ トランジスタ Ｔｒ１ 電源側トランジスタ Ｔｒ２ 接地側トランジスタ ＶＨ 第１電圧 ＶＬ 第２電圧 ＶＳ 電圧切換信号 Ｖｏ パルス高さ Ｖｔ ゲート電圧 Ｖｔ１ ゲート電圧 Ｖｔ２ ゲート電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 洋一 東京都日野市旭ケ丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 2G047 GB00 GB11 4C301 EE10 EE15 HH02 5D107 AA12 AA20 CD03 5J079 BA22 BA42 BA44 EA02 FA05 FA11 FA14 FA26 GA04 GA14 5J083 AA02 AC30 BA01 CC02
Claims (2)
- 【請求項１】 第１電圧とそれより低い第２電圧とを切
り換えて供給しうる電源手段と、その電源手段に第１端
を接続された抵抗器と、その抵抗器の第１端側と接地の
間に介設されたコンデンサと、前記抵抗器の第２端と接
地の間に介設されたトランジスタと、非駆動時は電流を
流さず第１電圧が供給されている駆動時は第１電流をパ
ルス状に流し第２電圧が供給されている駆動時は前記第
１電流より小さい第２電流をパルス状に流すように前記
トランジスタを制御する制御手段とを具備し、前記抵抗
器の第２端から超音波振動子をパルス駆動する超音波振
動子駆動回路であって、前記制御手段は、第１電圧から
第２電圧へ切り換えられた直後の所定時間は前記第２電
流より大きい放電電流を流すように前記トランジスタを
制御することを特徴とする超音波振動子駆動回路。 - 【請求項２】 第１電圧とそれより低い第２電圧とを切
り換えて供給しうる電源手段と、その電源手段と接地の
間に直列に介設された電源側トランジスタおよび接地側
トランジスタと、前記電源側トランジスタの電源手段側
と接地の間に介設されたコンデンサと、非駆動時は前記
電源側トランジスタをオフとし前記接地側トランジスタ
をオンにしているが駆動時は前記電源側トランジスタを
パルス状にオンとし前記接地側トランジスタをパルス状
にオフにするように前記トランジスタを制御する制御手
段とを具備し、前記電源側トランジスタと接地側トラン
ジスタの間から超音波振動子をパルス駆動する超音波振
動子駆動回路であって、前記制御手段は、第１電圧から
第２電圧へ切り換えられた直後の所定時間は前記電源側
トランジスタおよび接地側トランジスタに放電電流を流
すように前記トランジスタを制御することを特徴とする
超音波振動子駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325844A JP4343416B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 超音波振動子駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325844A JP4343416B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 超音波振動子駆動回路 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002143766A true JP2002143766A (ja) | 2002-05-21 |
| JP2002143766A5 JP2002143766A5 (ja) | 2008-07-31 |
| JP4343416B2 JP4343416B2 (ja) | 2009-10-14 |
Family
ID=18803143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000325844A Expired - Fee Related JP4343416B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 超音波振動子駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4343416B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010022760A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 超音波撮像装置 |
| JP2014028027A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Toshiba Corp | 超音波診断装置、スイッチング制御プログラムおよびスイッチング制御方法 |
| JP2017106751A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社デンソー | 物体検知装置、物体検知システム |
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|---|---|---|---|---|
| JP4615142B2 (ja) * | 2001-04-25 | 2011-01-19 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 超音波振動子駆動回路および超音波診断装置 |
-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000325844A patent/JP4343416B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2017106751A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社デンソー | 物体検知装置、物体検知システム |
| WO2017098971A1 (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社デンソー | 物体検知装置及び物体検知システム |
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| JP4343416B2 (ja) | 2009-10-14 |
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