JP2021025942A - 駆動装置および駆動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の符号により形成された符号列における前記符号の各々に対応した周波数信号である単位周波数信号を時系列に配列した基本信号に基づいて、前記超音波送信器を駆動する駆動信号を生成するように構成された、駆動信号生成部(34)を備え、
前記基本信号にて時系列的に隣接する2つの前記単位周波数信号のうちの先行するものを第一単位周波数信号とし且つ後行するものを第二単位周波数信号とし、さらに、前記送信周波数の目標値を目標周波数とした場合に、前記駆動信号生成部は、前記第一単位周波数信号と前記第二単位周波数信号とが、前記第一単位周波数信号に対応する前記目標周波数から前記第二単位周波数信号に対応する前記目標周波数に略同一の変化率で連続的に変化する連続切替状態とは異なる非連続切替状態で切替わる場合、前記第二単位周波数信号における、少なくとも、開始直後を含む切替部分の周波数を、前記第一単位周波数信号から前記第二単位周波数信号への周波数変化方向と同一方向に偏移させる。
請求項7に記載の、超音波送信器(2)を駆動する駆動方法は、
複数の符号により形成された符号列における前記符号の各々に対応した周波数信号である単位周波数信号を時系列に配列した基本信号に基づいて、前記超音波送信器を駆動する駆動信号を生成し、
前記基本信号にて時系列的に隣接する2つの前記単位周波数信号のうちの先行するものを第一単位周波数信号とし且つ後行するものを第二単位周波数信号とし、さらに、前記送信周波数の目標値を目標周波数とした場合に、前記駆動信号の生成にて、前記第一単位周波数信号と前記第二単位周波数信号とが、前記第一単位周波数信号に対応する前記目標周波数から前記第二単位周波数信号に対応する前記目標周波数に略同一の変化率で連続的に変化する連続切替状態とは異なる非連続切替状態で切替わる場合、前記第二単位周波数信号における、少なくとも、開始直後を含む切替部分の周波数を、前記第一単位周波数信号から前記第二単位周波数信号への周波数変化方向と同一方向に偏移させる。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例は、実施形態の説明の後にまとめて記載する。
以下、本実施形態の構成による動作の概要について、典型的な動作例、および、同構成により奏される効果とともに、各図面を参照しつつ説明する。
図2Aに示された例においては、符号の切り替えが行われる第一終了時刻te1すなわち第二開始時刻ts2にて、目標周波数は、上限周波数fHから共振周波数fCに不連続的に変化する。その後の目標周波数は、共振周波数fCにて一定である。これに対応して、基本信号にて、第二単位周波数信号U2は、第二開始時刻ts2から第二終了時刻te2まで周波数が共振周波数fCにて一定となるように設定される。第二開始時刻ts2から第二終了時刻te2までの時間間隔は、第一開始時刻ts1から第一終了時刻te1までの時間間隔と同一に設定される。
以上の、図2Aおよび図2Bを用いた動作概要説明においては、主として、符号列における先頭ビットと第二ビットとの切替について説明した。以下、3ビット以上の符号を有する符号列に対する具体的処理について説明する。
図3〜図5は、送信波を4ビットの符号列で符号化する例を示す。図3〜図5において、fTは目標周波数を示し、fDは駆動周波数を示す。図3〜図5にて下側に示された駆動周波数fDのタイムチャート上にて、偏移前すなわち補正前の単位基本信号が太い点線で示されている。また、横軸の時間tにおいて、t0は、先頭ビットの開始時刻を示し、図2Aにおける第一開始時刻ts1に対応する。t1は、先頭ビットの終了時刻且つ第二ビットの開始時刻を示す。同様に、t2は第二ビットの終了時刻且つ第三ビットの開始時刻を示し、t3は第三ビットの終了時刻且つ第四ビットの開始時刻を示し、t4は第四ビットの終了時刻を示す。
図6〜図8は、図3〜図5に示された例における駆動周波数波形を、図2Aおよび図2Bに示された例と同様の波形に変更したものである。なお、図6は図3に対応し、図7は図4に対応し、図8は図5に対応する。また、図6〜図8にて下側に示された駆動周波数fDのタイムチャート上にて、送信周波数fTの目標値に対応する波形が破線で示されている。
図9は、図3に示された例における周波数偏移態様を変更したものである。図9に示された例は、単位周波数信号のうち、切替部分以外の部分の周波数を偏移させない一方で、切替部分の周波数を偏移させる。
図10は、図4に示された例における周波数偏移態様を変更したものである。図4に示された例では、偏移後の周波数パターンが、時間経過とともに線形的に単調上昇する「アップチャープ」状となるように設定されている。これに対し、図10に示された例では、偏移後の周波数パターンが、時間的な周波数変化の無い固定周波数信号に設定される。
図11は、図9に示された例における周波数偏移態様を変更したものである。図11に示された例においては、周波数が偏移される切替部分の継続時間が、偏移後の周波数と共振周波数fCとの差が大きくなる程長く設定される。すなわち、駆動信号生成部34は、第二単位周波数信号U2における時刻t1−tm1間の部分にて、偏移後の周波数と共振周波数fCとの差が大きくなる程継続時間「tm1−t1」が長くなるように、切替部分の継続時間「tm1−t1」を設定する。共振周波数fCは、基本信号の周波数帯域fC〜fHにおける中心周波数に相当する。
図6〜図11に示されているように、駆動信号生成部34は、偏移後の周波数を、共振周波数fCとは異なる周波数に設定することが好適である。これにより、共振型の送受信器2における所望の送信周波数変化を可及的に短時間で実現することができ、以て1ビットあたりの信号長を可及的に短くすることが可能となる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態との相違点を主として説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。
2 送受信器
20A 送信部
20B 受信部
21 トランスデューサ
3 駆動装置
31 送信制御部
33 基本信号生成部
34 駆動信号生成部
4 判定装置
Claims (12)
- 送信周波数が超音波である超音波送信器(2)を駆動する駆動装置(3)であって、
複数の符号により形成された符号列における前記符号の各々に対応した周波数信号である単位周波数信号を時系列に配列した基本信号に基づいて、前記超音波送信器を駆動する駆動信号を生成するように構成された、駆動信号生成部(34)と、
前記駆動信号生成部から前記超音波送信器への前記駆動信号の出力を制御するように構成された、送信制御部(31)と、
を備え、
前記基本信号にて時系列的に隣接する2つの前記単位周波数信号のうちの先行するものを第一単位周波数信号とし且つ後行するものを第二単位周波数信号とし、さらに、前記送信周波数の目標値を目標周波数とした場合に、前記駆動信号生成部は、前記第一単位周波数信号と前記第二単位周波数信号とが、前記第一単位周波数信号に対応する前記目標周波数から前記第二単位周波数信号に対応する前記目標周波数に略同一の変化率で連続的に変化する連続切替状態とは異なる非連続切替状態で切替わる場合、前記第二単位周波数信号における、少なくとも、開始直後を含む切替部分の周波数を、前記第一単位周波数信号から前記第二単位周波数信号への周波数変化方向と同一方向に偏移させる、
駆動装置。 - 前記駆動信号生成部は、時間経過に伴い一定方向に周波数変化する前記第一単位周波数信号における周波数変化とは逆方向に、前記第二単位周波数信号の周波数を偏移させる、
請求項1に記載の駆動装置。 - 前記駆動信号生成部は、前記第二単位周波数信号における前記切替部分以外の部分の周波数を偏移させない一方で、前記切替部分の周波数を偏移させる、
請求項1または2に記載の駆動装置。 - 前記駆動信号生成部は、偏移後の周波数と前記基本信号の周波数帯域における中心周波数との差が大きくなる程前記切替部分の継続時間が長くなるように、前記継続時間を設定する、
請求項3に記載の駆動装置。 - 前記駆動信号生成部は、偏移後の周波数を、時間的な周波数変化の無い固定周波数に設定する、
請求項1〜4のいずれか1つに記載の駆動装置。 - 前記駆動信号生成部は、前記超音波送信器の動作温度に応じて、周波数偏移態様を設定する、
請求項1〜5のいずれか1つに記載の駆動装置。 - 送信周波数が超音波である超音波送信器(2)を駆動する駆動方法であって、
複数の符号により形成された符号列における前記符号の各々に対応した周波数信号である単位周波数信号を時系列に配列した基本信号に基づいて、前記超音波送信器を駆動する駆動信号を生成し、
前記基本信号にて時系列的に隣接する2つの前記単位周波数信号のうちの先行するものを第一単位周波数信号とし且つ後行するものを第二単位周波数信号とし、さらに、前記送信周波数の目標値を目標周波数とした場合に、前記駆動信号の生成にて、前記第一単位周波数信号と前記第二単位周波数信号とが、前記第一単位周波数信号に対応する前記目標周波数から前記第二単位周波数信号に対応する前記目標周波数に略同一の変化率で連続的に変化する連続切替状態とは異なる非連続切替状態で切替わる場合、前記第二単位周波数信号における、少なくとも、開始直後を含む切替部分の周波数を、前記第一単位周波数信号から前記第二単位周波数信号への周波数変化方向と同一方向に偏移させる、
駆動方法。 - 前記駆動信号の生成にて、時間経過に伴い一定方向に周波数変化する前記第一単位周波数信号における周波数変化とは逆方向に、前記第二単位周波数信号の周波数を偏移させる、
請求項7に記載の駆動方法。 - 前記駆動信号の生成にて、前記第二単位周波数信号における前記切替部分以外の部分の周波数を偏移させない一方で、前記切替部分の周波数を偏移させる、
請求項7または8に記載の駆動方法。 - 前記駆動信号の生成にて、偏移後の周波数と前記基本信号の周波数帯域における中心周波数との差が大きくなる程前記切替部分の継続時間が長くなるように、前記継続時間を設定する、
請求項9に記載の駆動方法。 - 前記駆動信号の生成にて、偏移後の周波数を、時間的な周波数変化の無い固定周波数に設定する、
請求項7〜10のいずれか1つに記載の駆動方法。 - 前記駆動信号の生成にて、前記超音波送信器の動作温度に応じて、周波数偏移態様を設定する、
請求項7〜11のいずれか1つに記載の駆動方法。
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