振動要素駆動回路および振動要素保護回路
【課題】簡単な構成によって振動要素を過度な励振から保護することのできる振動要素駆動回路および振動要素保護回路を実現する。
【解決手段】入力信号Ｓ０を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部１１０と、入力信号Ｓ０を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部１２０と、第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１と第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２とを加算する加算部１３０と、加算回路１３０の出力信号Ｓ３を電力増幅して駆動信号Ｓ４を生成する駆動部１４０とを備え、第１のフィルタ部１１０と第２のフィルタ部１２０とは、振動要素１５０の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成する。
【解決手段】入力信号Ｓ０を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部１１０と、入力信号Ｓ０を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部１２０と、第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１と第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２とを加算する加算部１３０と、加算回路１３０の出力信号Ｓ３を電力増幅して駆動信号Ｓ４を生成する駆動部１４０とを備え、第１のフィルタ部１１０と第２のフィルタ部１２０とは、振動要素１５０の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、撮像装置における特定要素の駆動部、人の皮膚に振動を与える美容器具、或いは、音響機器等における電気―機械変換部を構成する振動要素を駆動するための振動要素駆動回路およびこれらの振動要素を過度な励振から保護するための振動要素保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気―機械変換部を含む振動要素は、撮像装置、美容器具、或いは、音響機器等の種々の装置に組み込まれて、それらの装置における重要な可動部を構成している。
上述のような振動要素は、それぞれに固有の共振周波数が存在し、装置によっては共振現象を積極的に利用して電気―機械変換における変換効率の向上に寄与せしめている。
他方、電気―機械変換要素における共振現象は、場合によっては過度な励振を誘発して所望の特性を阻害し、更には、装置の故障や破壊を招来する危惧をも孕んでいる。
【０００３】
特に振動要素をその絶対定格付近まで出力させる用途の場合は上述のような危惧に繋がりやすい現象について十分考慮しておく必要がある。
小型のデジタルカメラ等に摘要されるワイパの駆動装置において上述のような危惧を回避するべく、電気―機械変換要素における機械的振動の振幅を検出して過度な励振を回避する技術も既に提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
或いはまた、人の皮膚に振動を与える美容器具のアプリケータヘッドにおける不要な寄生共振を抑制して負荷状態と無負荷状態との誤検出を防止するべく、中央に開口を有する特殊な形状のアプリケータヘッドを用いる技術も既に提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０４３９４号公報
【特許文献２】特許第４１６５５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、電気―機械変換要素における機械的振動の振幅を検出する手段を用いることを必須の要件とし、該手段による検出出力に基づいて過度な励振を回避するようにしている。従って、装置の複雑化が避けられないといった問題を惹起する。
また、特許文献２に開示の技術は、振動要素自体の構造を特殊なものとすることが必須であり、振動要素駆動回路側で寄生共振による悪影響を除こうとするものではない。
本発明は上述のような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によって振動要素を過度な励振から保護することのできる振動要素駆動回路および振動要素保護回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するべく、以下に列挙するような技術を提案する。
（１）機械的な振動要素を駆動する駆動信号を生成する振動要素駆動回路であって、
入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部と、
前記加算部の出力信号に基づき前記駆動信号を生成する駆動部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素駆動回路。
【０００８】
上記（１）の振動要素駆動回路では、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるため、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部との各出力は加算部において差動的に作用して、結果的に、前記振動要素の共振周波数付近の周波数成分の信号レベルを減衰させるノッチフィルタ特性を呈する。
【０００９】
（２）前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（３）前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（４）前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（５）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（６）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
【００１０】
（７）入力信号より生成される駆動信号によって駆動される機械的な振動要素が過度に励振されないように保護する振動要素保護回路であって、
前記入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素保護回路。
【００１１】
上記（７）の振動要素保護回路では、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるため、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部との各出力は加算部において差動的に作用して、結果的に、前記振動要素の共振周波数付近の周波数成分の信号レベルを減衰させるノッチフィルタ特性を呈する。
【００１２】
（８）前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（９）前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（１０）前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（１１）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（１２）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
【発明の効果】
【００１３】
振動要素の駆動を行うための回路以外の検出素子等の他の要素を必要としない簡単な構成によって振動要素を過度な励振から保護することのできる振動要素駆動回路および振動要素保護回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態である振動要素駆動回路および振動要素保護回路を表すブロック図である。
【図２】本発明の振動要素駆動回路によって駆動される振動要素の周波数−インピーダンス特性を表す図である。
【図３】図１の振動要素駆動回路および振動要素保護回路における各フィルタ部および加算部の周波数−位相特性を表す図である。
【図４】図１の振動要素駆動回路および振動要素保護回路における各フィルタ部および加算部の周波数−ゲイン特性を表す図である。
【図５】本発明の振動要素保護回路の第１実施例を表す図である。
【図６】本発明の振動要素保護回路の第２実施例を表す図である。
【図７】本発明の振動要素保護回路の第３実施例を表す図である。
【図８】本発明の振動要素保護回路の第４実施例を表す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態である振動要素保護回路を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態につき詳述することにより本発明を明らかにする。
（振動要素駆動回路および振動要素保護回路の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態である振動要素駆動回路および振動要素保護回路を表すブロック図である。
この振動要素駆動回路１０は、第１のフィルタ部１１０、第２のフィルタ部１２０、加算部１３０、および、駆動部１４０を備えている。
第１のフィルタ部１１０および第２のフィルタ部１２０は、共通の入力端子１０１から入力信号Ｓ０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１および第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２は、加算部１３０に入力され加算部１３０から出力信号Ｓ３を得る。
【００１６】
出力信号Ｓ３が駆動部１４０に入力され、駆動信号Ｓ４が生成される。ここで、駆動部１４０は出力信号Ｓ３を所定の増幅率により増幅してもよい。尚、加算部１３０の後段に出力信号Ｓ３を増幅する増幅部を別に設けてもよく、第１のフィルタ部１１０および第２のフィルタ部１２０のどちらか一方の後段にその出力信号を増幅する増幅部を設けてもよく、第１のフィルタ部１１０および第２のフィルタ部１２０の両方の後段に設けてもよい。
【００１７】
この駆動信号Ｓ４が振動要素１５０に供給されて該振動要素１５０が励振される。振動要素１５０としては、例えば、圧電アクチュエータ、医療検査用プローブ、モバイル機器用スピーカ等があげられる。
以上の振動要素駆動回路１０における第１のフィルタ部１１０、第２のフィルタ部１２０、および、加算部１３０によって振動要素保護回路１１が構成されている。
【００１８】
第１のフィルタ部１１０は、第２のフィルタ部１２０との相対において低域の周波数を通過させるフィルタ特性を有するように構成される。例えば、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタがあげられる。
第２のフィルタ部１２０は、第１のフィルタ部１１０との相対において高域の周波数を通過させるフィルタ特性を有するように構成される。例えば、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタがあげられる。
そして、第１のフィルタ部１１０と第２のフィルタ部１２０とは、振動要素１５０の共振周波数ｆ０付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されている。ここで、反対位相とは各出力信号の位相差が１８０度もしくはそれに近い位相差を有することを言う。
【００１９】
図２は、振動要素１５０の周波数−インピーダンス特性を定性的に表す図である。図２において横軸は周波数、縦軸は振動要素１５０の入力端におけるインピーダンスに対応している。
図示の周波数範囲における略中央域の周波数においてインピーダンスはピークを呈するが、この周波数付近が振動要素１５０の機械的な共振点（共振周波数ｆ０）に該当している。このような機械的な共振周波数ないしその近傍域では、何等の手立ても行わない場合には、振動要素１５０は過励振状態を呈し、劣化や故障を生じ、場合によっては破損するおそれがある。
【００２０】
図３は、図１の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）における各フィルタ部および加算部の周波数−位相特性を表す図である。
図３において、横軸が周波数に対応し、縦軸が位相に対応している。そして、図１の第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１が一点鎖線で、第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２が破線で表されている。
図示のように、比較的低域の領域、および、比較的高域の領域では、信号Ｓ１とＳ２とは、何れかが支配的であるため、両者の位相差は無視できる。
一方、共振周波数ｆ０の近傍領域では、信号Ｓ１とＳ２とは位相差が１８０度（即ち、反対位相）の状態を呈し、加算部１３０における加算は、実効的に差動的（減算）になる。これは、即ち、共振周波数ｆ０の近傍領域では信号Ｓ１とＳ２との和である信号Ｓ３が最も減衰することを意味し、従って、既述のような過度な励振が有効に回避される。
【００２１】
図４は、図１の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）における各フィルタ部および加算部の周波数−ゲイン特性を表す図である。
図４において、横軸が周波数に対応し、縦軸がゲインに対応している。そして、図１の第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１が一点鎖線で、第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２が破線で、加算部１３０の出力信号Ｓ３が実線で表されている。
【００２２】
図４から、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ１とＳ２との和である信号Ｓ３が減衰する特性が顕著であることが容易に理解される。
即ち、本発明の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）によれば、共振周波数ｆ０の近傍領域で振動要素１５０を励振するための駆動信号Ｓ３に関するゲインが極小となる特性が得られ、従って、共振周波数領域近傍での過度な励振が抑止される。
【００２３】
図３および図４の特性から理解されるとおり、本発明の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）によれば、共振周波数ｆ０の近傍領域で入力信号が減衰する特性を呈し、該特性は、共振周波数ｆ０の近傍領域の信号を減衰させるノッチフィルタ（バンドエリミネーションフィルタ）の特性と実効的に同様の特性であることが分かる。
換言すれば、本発明の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）によれば、極めて簡単な構成であるにも関わらず、入力信号に関する或る設計値の周波数域（上掲の例ではｆ０の近傍領域）の信号を減衰させ、それ以外の周波数域の信号を透過させる入出力特性が実現されている。
【００２４】
このようなノッチフィルタ特性を呈する振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）を振動要素としての例えば電気−機械−音響変換要素(ベル音を発生する小型発音体とスピーカとを一体化したトランスデューサ)等に適用した場合には、高品位な楽音を再現しつつ、共振周波数近傍領域における過励振でトランスデューサの劣化や故障を招来することのない理想的な楽音再生装置を実現することが可能になる。
（一つの実施の形態としての振動要素保護回路の実施例）
【実施例１】
【００２５】
図５は、本発明の振動要素保護回路の第１実施例を表す図である。図５（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図５（Ａ）の振動要素保護回路５１は、第１のフィルタ部５１０、第２のフィルタ部５２０、加算部５３０を備えている。
【００２６】
第１のフィルタ部５１０および第２のフィルタ部５２０は、共通の入力端子５０１から入力信号Ｓ５０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部５１０は１次のローパスフィルタであり、第２のフィルタ部５２０は２次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部５１０の出力信号Ｓ５１および第２のフィルタ部５２０の出力信号Ｓ５２は、加算部５３０に入力され加算部５３０の出力端である振動要素保護回路５１の出力端子５０２から出力信号Ｓ５３を得る。
出力信号Ｓ５３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００２７】
図５（Ｂ）および図５（Ｃ）において、信号Ｓ５１が一点鎖線で、信号Ｓ５２が破線で、信号Ｓ５３が実線で表されている。
図５（Ｂ）および図５（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ５１とＳ５２とが略１８０度の位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ５３が減衰する特性が顕著である。即ち、周波数ｆ０近傍で極めて急峻な減衰特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
【実施例２】
【００２８】
図６は、本発明の振動要素保護回路の第２実施例を表す図である。図６（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図６（Ａ）の振動要素保護回路６１は、第１のフィルタ部６１０、第２のフィルタ部６２０、加算部６３０を備えている。
【００２９】
第１のフィルタ部６１０および第２のフィルタ部６２０は、共通の入力端子６０１から入力信号Ｓ６０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部６１０は２次のバンドパスフィルタであり、第２のフィルタ部６２０は２次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部６１０の出力信号Ｓ６１および第２のフィルタ部６２０の出力信号Ｓ６２は、加算部６３０に入力され加算部６３０の出力端である振動要素保護回路６１の出力端子６０２から出力信号Ｓ６３を得る。
出力信号Ｓ６３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００３０】
図６（Ｂ）および図６（Ｃ）において、信号Ｓ６１が一点鎖線で、信号Ｓ６２が破線で、信号Ｓ６３が実線で表されている。
図６（Ｂ）および図６（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ６１とＳ６２とが１８０度に近い位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ６３が減衰する特性が顕著である。即ち、周波数ｆ０近傍で比較的急峻な減衰特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
【実施例３】
【００３１】
図７は、本発明の振動要素保護回路の第３実施例を表す図である。図７（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図７（Ａ）の振動要素保護回路７１は、第１のフィルタ部７１０、第２のフィルタ部７２０、加算部７３０を備えている。
【００３２】
第１のフィルタ部７１０および第２のフィルタ部７２０は、共通の入力端子７０１から入力信号Ｓ７０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部７１０は２次のローパスフィルタであり、第２のフィルタ部７２０は１次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部７１０の出力信号Ｓ７１および第２のフィルタ部７２０の出力信号Ｓ７２は、加算部７３０に入力され加算部７３０の出力端である振動要素保護回路７１の出力端子７０２から出力信号Ｓ７３を得る。
出力信号Ｓ７３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００３３】
図７（Ｂ）および図７（Ｃ）において、信号Ｓ７１が一点鎖線で、信号Ｓ７２が破線で、信号Ｓ７３が実線で表されている。
図７（Ｂ）および図７（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ７１とＳ７２とが略１８０度の位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ７３が減衰する特性が顕著である。即ち、図５の第１実施例におけると同様の、周波数ｆ０近傍で極めて急峻な減衰特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
【実施例４】
【００３４】
図８は、本発明の振動要素保護回路の第４実施例を表す図である。図８（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図８（Ｃ）は図８（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図８（Ａ）の振動要素保護回路８１は、第１のフィルタ部８１０、第２のフィルタ部８２０、加算部８３０を備えている。
【００３５】
第１のフィルタ部８１０および第２のフィルタ部８２０は、共通の入力端子８０１から入力信号Ｓ８０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部８１０は２次のローパスフィルタであり、第２のフィルタ部８２０は２次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部８１０の出力信号Ｓ８１および第２のフィルタ部８２０の出力信号Ｓ８２は、加算部８３０に入力され加算部８３０の出力端である振動要素保護回路８１の出力端子８０２から出力信号Ｓ８３を得る。
出力信号Ｓ８３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００３６】
図８（Ｂ）および図８（Ｃ）において、信号Ｓ８１が一点鎖線で、信号Ｓ８２が破線で、信号Ｓ８３が実線で表されている。
図８（Ｂ）および図８（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ８１とＳ８２とが１８０度からややずれるものの１８０度に近い位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ８３が減衰する特性を呈している。即ち、入力信号を周波数ｆ０近傍で相対的に多く減衰させる特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
図８の第４実施例では、第１のフィルタ部８１０および第２のフィルタ部８２０の双方が２次のフィルタであることから、双方のフィルタのＱを協調して調整することが比較的容易であり、従って、ノッチフィルタ特性の形を調整し易い。
【００３７】
上述した実施例においては、適用する振動要素の共振特性に対応するように、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部の次数や、各回路の抵抗値および容量値などの回路定数を選択し、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部のカットオフ周波数または中心周波数、Ｑ値を調整して、ノッチの形状（周波数、鋭さ、深さ）を決定することで、振動要素を過励振による劣化や故障から保護するという用途によく適合したノッチフィルタ特性を実現することができる。更に、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部の後段にその出力信号を増幅する増幅部を夫々設け各増幅率を変えることにより、低周波数領域および高周波数領域のゲインを低くまたは高くすることもできる。
また、上述した実施例では、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部は２次以下のフィルタで構成したが、３次以上のフィルタで構成しても良い。2次以上のフィルタで構成する場合、フィルタのＱ値も調整できるので、ノッチの鋭さを変更することもできる。
【００３８】
（他の実施の形態としての振動要素保護回路）
図９は、本発明の他の実施の形態である振動要素保護回路を表すブロック図である。
図９の振動要素保護回路９１は、第１のフィルタ部９１０、第２のフィルタ部９２０、加算部９３０を備えている。
第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０は、共通の入力端子９０１から入力信号Ｓ９０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部９１０はローパスフィルタまたはバンドパスフィルタであり、第２のフィルタ部９２０はハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタである。
【００３９】
第１のフィルタ部９１０の出力信号Ｓ９１および第２のフィルタ部９２０の出力信号Ｓ９２は、加算部９３０に入力され加算部９３０の出力端である振動要素保護回路９１の出力端子９０２から出力信号Ｓ９３を得る。
出力信号Ｓ９３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
以上において、図９の振動要素保護回路９１では、特に、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０のフィルタ特性を、適用する振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路９６０が備えられている。
【００４０】
第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０の各回路を構成する抵抗および容量の抵抗値および容量値は可変となっており、フィルタ特性調整回路９６０はそれら抵抗値および容量値を変えるための制御信号を生成する。
従って、フィルタ特性調整回路９６０によって、適用する振動要素の共振特性に対応するように、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０の各回路の抵抗値および容量値などの回路定数を変え、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０のカットオフ周波数または中心周波数、Ｑ値などを調整して、ノッチの形状（周波数、鋭さ、深さ）を変えることで、振動要素を過励振による劣化や故障から保護するという用途によく適合したノッチフィルタ特性を実現することができる。
【００４１】
また、振動要素の共振特性が経年変化等によって変化するようなことがあっても、この変化に対し適応的に第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０を追随させて、振動要素を十全に保護することが可能になる。
尚、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を調整するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…………………………………………………………振動要素駆動回路
１１、５１、６１、７１、８１、９１…………………振動要素保護回路
１０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１…入力端子
１１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０…第１のフィルタ部
１２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０…第２のフィルタ部
１３０、５３０、６３０、７３０、８３０、９３０…加算部
１４０………………………………………………………駆動部
１５０………………………………………………………振動要素
５０１、６０１、７０１、８０１、９０１……………出力端子
９６０………………………………………………………フィルタ特性調整回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、撮像装置における特定要素の駆動部、人の皮膚に振動を与える美容器具、或いは、音響機器等における電気―機械変換部を構成する振動要素を駆動するための振動要素駆動回路およびこれらの振動要素を過度な励振から保護するための振動要素保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気―機械変換部を含む振動要素は、撮像装置、美容器具、或いは、音響機器等の種々の装置に組み込まれて、それらの装置における重要な可動部を構成している。
上述のような振動要素は、それぞれに固有の共振周波数が存在し、装置によっては共振現象を積極的に利用して電気―機械変換における変換効率の向上に寄与せしめている。
他方、電気―機械変換要素における共振現象は、場合によっては過度な励振を誘発して所望の特性を阻害し、更には、装置の故障や破壊を招来する危惧をも孕んでいる。
【０００３】
特に振動要素をその絶対定格付近まで出力させる用途の場合は上述のような危惧に繋がりやすい現象について十分考慮しておく必要がある。
小型のデジタルカメラ等に摘要されるワイパの駆動装置において上述のような危惧を回避するべく、電気―機械変換要素における機械的振動の振幅を検出して過度な励振を回避する技術も既に提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
或いはまた、人の皮膚に振動を与える美容器具のアプリケータヘッドにおける不要な寄生共振を抑制して負荷状態と無負荷状態との誤検出を防止するべく、中央に開口を有する特殊な形状のアプリケータヘッドを用いる技術も既に提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０４３９４号公報
【特許文献２】特許第４１６５５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、電気―機械変換要素における機械的振動の振幅を検出する手段を用いることを必須の要件とし、該手段による検出出力に基づいて過度な励振を回避するようにしている。従って、装置の複雑化が避けられないといった問題を惹起する。
また、特許文献２に開示の技術は、振動要素自体の構造を特殊なものとすることが必須であり、振動要素駆動回路側で寄生共振による悪影響を除こうとするものではない。
本発明は上述のような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によって振動要素を過度な励振から保護することのできる振動要素駆動回路および振動要素保護回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するべく、以下に列挙するような技術を提案する。
（１）機械的な振動要素を駆動する駆動信号を生成する振動要素駆動回路であって、
入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部と、
前記加算部の出力信号に基づき前記駆動信号を生成する駆動部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素駆動回路。
【０００８】
上記（１）の振動要素駆動回路では、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるため、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部との各出力は加算部において差動的に作用して、結果的に、前記振動要素の共振周波数付近の周波数成分の信号レベルを減衰させるノッチフィルタ特性を呈する。
【０００９】
（２）前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（３）前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（４）前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（５）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
（６）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（１）の振動要素駆動回路。
【００１０】
（７）入力信号より生成される駆動信号によって駆動される機械的な振動要素が過度に励振されないように保護する振動要素保護回路であって、
前記入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素保護回路。
【００１１】
上記（７）の振動要素保護回路では、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるため、第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部との各出力は加算部において差動的に作用して、結果的に、前記振動要素の共振周波数付近の周波数成分の信号レベルを減衰させるノッチフィルタ特性を呈する。
【００１２】
（８）前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（９）前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（１０）前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（１１）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
（１２）前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする（７）の振動要素保護回路。
【発明の効果】
【００１３】
振動要素の駆動を行うための回路以外の検出素子等の他の要素を必要としない簡単な構成によって振動要素を過度な励振から保護することのできる振動要素駆動回路および振動要素保護回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態である振動要素駆動回路および振動要素保護回路を表すブロック図である。
【図２】本発明の振動要素駆動回路によって駆動される振動要素の周波数−インピーダンス特性を表す図である。
【図３】図１の振動要素駆動回路および振動要素保護回路における各フィルタ部および加算部の周波数−位相特性を表す図である。
【図４】図１の振動要素駆動回路および振動要素保護回路における各フィルタ部および加算部の周波数−ゲイン特性を表す図である。
【図５】本発明の振動要素保護回路の第１実施例を表す図である。
【図６】本発明の振動要素保護回路の第２実施例を表す図である。
【図７】本発明の振動要素保護回路の第３実施例を表す図である。
【図８】本発明の振動要素保護回路の第４実施例を表す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態である振動要素保護回路を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態につき詳述することにより本発明を明らかにする。
（振動要素駆動回路および振動要素保護回路の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態である振動要素駆動回路および振動要素保護回路を表すブロック図である。
この振動要素駆動回路１０は、第１のフィルタ部１１０、第２のフィルタ部１２０、加算部１３０、および、駆動部１４０を備えている。
第１のフィルタ部１１０および第２のフィルタ部１２０は、共通の入力端子１０１から入力信号Ｓ０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１および第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２は、加算部１３０に入力され加算部１３０から出力信号Ｓ３を得る。
【００１６】
出力信号Ｓ３が駆動部１４０に入力され、駆動信号Ｓ４が生成される。ここで、駆動部１４０は出力信号Ｓ３を所定の増幅率により増幅してもよい。尚、加算部１３０の後段に出力信号Ｓ３を増幅する増幅部を別に設けてもよく、第１のフィルタ部１１０および第２のフィルタ部１２０のどちらか一方の後段にその出力信号を増幅する増幅部を設けてもよく、第１のフィルタ部１１０および第２のフィルタ部１２０の両方の後段に設けてもよい。
【００１７】
この駆動信号Ｓ４が振動要素１５０に供給されて該振動要素１５０が励振される。振動要素１５０としては、例えば、圧電アクチュエータ、医療検査用プローブ、モバイル機器用スピーカ等があげられる。
以上の振動要素駆動回路１０における第１のフィルタ部１１０、第２のフィルタ部１２０、および、加算部１３０によって振動要素保護回路１１が構成されている。
【００１８】
第１のフィルタ部１１０は、第２のフィルタ部１２０との相対において低域の周波数を通過させるフィルタ特性を有するように構成される。例えば、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタがあげられる。
第２のフィルタ部１２０は、第１のフィルタ部１１０との相対において高域の周波数を通過させるフィルタ特性を有するように構成される。例えば、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタがあげられる。
そして、第１のフィルタ部１１０と第２のフィルタ部１２０とは、振動要素１５０の共振周波数ｆ０付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されている。ここで、反対位相とは各出力信号の位相差が１８０度もしくはそれに近い位相差を有することを言う。
【００１９】
図２は、振動要素１５０の周波数−インピーダンス特性を定性的に表す図である。図２において横軸は周波数、縦軸は振動要素１５０の入力端におけるインピーダンスに対応している。
図示の周波数範囲における略中央域の周波数においてインピーダンスはピークを呈するが、この周波数付近が振動要素１５０の機械的な共振点（共振周波数ｆ０）に該当している。このような機械的な共振周波数ないしその近傍域では、何等の手立ても行わない場合には、振動要素１５０は過励振状態を呈し、劣化や故障を生じ、場合によっては破損するおそれがある。
【００２０】
図３は、図１の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）における各フィルタ部および加算部の周波数−位相特性を表す図である。
図３において、横軸が周波数に対応し、縦軸が位相に対応している。そして、図１の第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１が一点鎖線で、第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２が破線で表されている。
図示のように、比較的低域の領域、および、比較的高域の領域では、信号Ｓ１とＳ２とは、何れかが支配的であるため、両者の位相差は無視できる。
一方、共振周波数ｆ０の近傍領域では、信号Ｓ１とＳ２とは位相差が１８０度（即ち、反対位相）の状態を呈し、加算部１３０における加算は、実効的に差動的（減算）になる。これは、即ち、共振周波数ｆ０の近傍領域では信号Ｓ１とＳ２との和である信号Ｓ３が最も減衰することを意味し、従って、既述のような過度な励振が有効に回避される。
【００２１】
図４は、図１の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）における各フィルタ部および加算部の周波数−ゲイン特性を表す図である。
図４において、横軸が周波数に対応し、縦軸がゲインに対応している。そして、図１の第１のフィルタ部１１０の出力信号Ｓ１が一点鎖線で、第２のフィルタ部１２０の出力信号Ｓ２が破線で、加算部１３０の出力信号Ｓ３が実線で表されている。
【００２２】
図４から、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ１とＳ２との和である信号Ｓ３が減衰する特性が顕著であることが容易に理解される。
即ち、本発明の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）によれば、共振周波数ｆ０の近傍領域で振動要素１５０を励振するための駆動信号Ｓ３に関するゲインが極小となる特性が得られ、従って、共振周波数領域近傍での過度な励振が抑止される。
【００２３】
図３および図４の特性から理解されるとおり、本発明の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）によれば、共振周波数ｆ０の近傍領域で入力信号が減衰する特性を呈し、該特性は、共振周波数ｆ０の近傍領域の信号を減衰させるノッチフィルタ（バンドエリミネーションフィルタ）の特性と実効的に同様の特性であることが分かる。
換言すれば、本発明の振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）によれば、極めて簡単な構成であるにも関わらず、入力信号に関する或る設計値の周波数域（上掲の例ではｆ０の近傍領域）の信号を減衰させ、それ以外の周波数域の信号を透過させる入出力特性が実現されている。
【００２４】
このようなノッチフィルタ特性を呈する振動要素駆動回路１０（振動要素保護回路１１）を振動要素としての例えば電気−機械−音響変換要素(ベル音を発生する小型発音体とスピーカとを一体化したトランスデューサ)等に適用した場合には、高品位な楽音を再現しつつ、共振周波数近傍領域における過励振でトランスデューサの劣化や故障を招来することのない理想的な楽音再生装置を実現することが可能になる。
（一つの実施の形態としての振動要素保護回路の実施例）
【実施例１】
【００２５】
図５は、本発明の振動要素保護回路の第１実施例を表す図である。図５（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図５（Ａ）の振動要素保護回路５１は、第１のフィルタ部５１０、第２のフィルタ部５２０、加算部５３０を備えている。
【００２６】
第１のフィルタ部５１０および第２のフィルタ部５２０は、共通の入力端子５０１から入力信号Ｓ５０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部５１０は１次のローパスフィルタであり、第２のフィルタ部５２０は２次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部５１０の出力信号Ｓ５１および第２のフィルタ部５２０の出力信号Ｓ５２は、加算部５３０に入力され加算部５３０の出力端である振動要素保護回路５１の出力端子５０２から出力信号Ｓ５３を得る。
出力信号Ｓ５３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００２７】
図５（Ｂ）および図５（Ｃ）において、信号Ｓ５１が一点鎖線で、信号Ｓ５２が破線で、信号Ｓ５３が実線で表されている。
図５（Ｂ）および図５（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ５１とＳ５２とが略１８０度の位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ５３が減衰する特性が顕著である。即ち、周波数ｆ０近傍で極めて急峻な減衰特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
【実施例２】
【００２８】
図６は、本発明の振動要素保護回路の第２実施例を表す図である。図６（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図６（Ａ）の振動要素保護回路６１は、第１のフィルタ部６１０、第２のフィルタ部６２０、加算部６３０を備えている。
【００２９】
第１のフィルタ部６１０および第２のフィルタ部６２０は、共通の入力端子６０１から入力信号Ｓ６０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部６１０は２次のバンドパスフィルタであり、第２のフィルタ部６２０は２次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部６１０の出力信号Ｓ６１および第２のフィルタ部６２０の出力信号Ｓ６２は、加算部６３０に入力され加算部６３０の出力端である振動要素保護回路６１の出力端子６０２から出力信号Ｓ６３を得る。
出力信号Ｓ６３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００３０】
図６（Ｂ）および図６（Ｃ）において、信号Ｓ６１が一点鎖線で、信号Ｓ６２が破線で、信号Ｓ６３が実線で表されている。
図６（Ｂ）および図６（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ６１とＳ６２とが１８０度に近い位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ６３が減衰する特性が顕著である。即ち、周波数ｆ０近傍で比較的急峻な減衰特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
【実施例３】
【００３１】
図７は、本発明の振動要素保護回路の第３実施例を表す図である。図７（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図７（Ａ）の振動要素保護回路７１は、第１のフィルタ部７１０、第２のフィルタ部７２０、加算部７３０を備えている。
【００３２】
第１のフィルタ部７１０および第２のフィルタ部７２０は、共通の入力端子７０１から入力信号Ｓ７０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部７１０は２次のローパスフィルタであり、第２のフィルタ部７２０は１次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部７１０の出力信号Ｓ７１および第２のフィルタ部７２０の出力信号Ｓ７２は、加算部７３０に入力され加算部７３０の出力端である振動要素保護回路７１の出力端子７０２から出力信号Ｓ７３を得る。
出力信号Ｓ７３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００３３】
図７（Ｂ）および図７（Ｃ）において、信号Ｓ７１が一点鎖線で、信号Ｓ７２が破線で、信号Ｓ７３が実線で表されている。
図７（Ｂ）および図７（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ７１とＳ７２とが略１８０度の位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ７３が減衰する特性が顕著である。即ち、図５の第１実施例におけると同様の、周波数ｆ０近傍で極めて急峻な減衰特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
【実施例４】
【００３４】
図８は、本発明の振動要素保護回路の第４実施例を表す図である。図８（Ａ）は第１の実施例を表す回路図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の回路に関する周波数−ゲイン特性を表す図、図８（Ｃ）は図８（Ａ）の回路に関する周波数−位相特性を表す図である。
図８（Ａ）の振動要素保護回路８１は、第１のフィルタ部８１０、第２のフィルタ部８２０、加算部８３０を備えている。
【００３５】
第１のフィルタ部８１０および第２のフィルタ部８２０は、共通の入力端子８０１から入力信号Ｓ８０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部８１０は２次のローパスフィルタであり、第２のフィルタ部８２０は２次のハイパスフィルタである。第１のフィルタ部８１０の出力信号Ｓ８１および第２のフィルタ部８２０の出力信号Ｓ８２は、加算部８３０に入力され加算部８３０の出力端である振動要素保護回路８１の出力端子８０２から出力信号Ｓ８３を得る。
出力信号Ｓ８３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
【００３６】
図８（Ｂ）および図８（Ｃ）において、信号Ｓ８１が一点鎖線で、信号Ｓ８２が破線で、信号Ｓ８３が実線で表されている。
図８（Ｂ）および図８（Ｃ）を容易に理解されるとおり、共振周波数ｆ０の近傍領域で信号Ｓ８１とＳ８２とが１８０度からややずれるものの１８０度に近い位相差がある、すなわち反対位相の関係にあり、周波数ｆ０近傍領域で両者の信号の和である信号Ｓ８３が減衰する特性を呈している。即ち、入力信号を周波数ｆ０近傍で相対的に多く減衰させる特性を有するノッチフィルタ特性が実現されていることが分かる。
図８の第４実施例では、第１のフィルタ部８１０および第２のフィルタ部８２０の双方が２次のフィルタであることから、双方のフィルタのＱを協調して調整することが比較的容易であり、従って、ノッチフィルタ特性の形を調整し易い。
【００３７】
上述した実施例においては、適用する振動要素の共振特性に対応するように、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部の次数や、各回路の抵抗値および容量値などの回路定数を選択し、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部のカットオフ周波数または中心周波数、Ｑ値を調整して、ノッチの形状（周波数、鋭さ、深さ）を決定することで、振動要素を過励振による劣化や故障から保護するという用途によく適合したノッチフィルタ特性を実現することができる。更に、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部の後段にその出力信号を増幅する増幅部を夫々設け各増幅率を変えることにより、低周波数領域および高周波数領域のゲインを低くまたは高くすることもできる。
また、上述した実施例では、第１のフィルタ部および第２のフィルタ部は２次以下のフィルタで構成したが、３次以上のフィルタで構成しても良い。2次以上のフィルタで構成する場合、フィルタのＱ値も調整できるので、ノッチの鋭さを変更することもできる。
【００３８】
（他の実施の形態としての振動要素保護回路）
図９は、本発明の他の実施の形態である振動要素保護回路を表すブロック図である。
図９の振動要素保護回路９１は、第１のフィルタ部９１０、第２のフィルタ部９２０、加算部９３０を備えている。
第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０は、共通の入力端子９０１から入力信号Ｓ９０がそれぞれ入力される。
第１のフィルタ部９１０はローパスフィルタまたはバンドパスフィルタであり、第２のフィルタ部９２０はハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタである。
【００３９】
第１のフィルタ部９１０の出力信号Ｓ９１および第２のフィルタ部９２０の出力信号Ｓ９２は、加算部９３０に入力され加算部９３０の出力端である振動要素保護回路９１の出力端子９０２から出力信号Ｓ９３を得る。
出力信号Ｓ９３を電力増幅した駆動信号によって振動要素が励振される。
以上において、図９の振動要素保護回路９１では、特に、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０のフィルタ特性を、適用する振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路９６０が備えられている。
【００４０】
第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０の各回路を構成する抵抗および容量の抵抗値および容量値は可変となっており、フィルタ特性調整回路９６０はそれら抵抗値および容量値を変えるための制御信号を生成する。
従って、フィルタ特性調整回路９６０によって、適用する振動要素の共振特性に対応するように、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０の各回路の抵抗値および容量値などの回路定数を変え、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０のカットオフ周波数または中心周波数、Ｑ値などを調整して、ノッチの形状（周波数、鋭さ、深さ）を変えることで、振動要素を過励振による劣化や故障から保護するという用途によく適合したノッチフィルタ特性を実現することができる。
【００４１】
また、振動要素の共振特性が経年変化等によって変化するようなことがあっても、この変化に対し適応的に第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０を追随させて、振動要素を十全に保護することが可能になる。
尚、第１のフィルタ部９１０および第２のフィルタ部９２０の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を調整するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…………………………………………………………振動要素駆動回路
１１、５１、６１、７１、８１、９１…………………振動要素保護回路
１０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１…入力端子
１１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０…第１のフィルタ部
１２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０…第２のフィルタ部
１３０、５３０、６３０、７３０、８３０、９３０…加算部
１４０………………………………………………………駆動部
１５０………………………………………………………振動要素
５０１、６０１、７０１、８０１、９０１……………出力端子
９６０………………………………………………………フィルタ特性調整回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的な振動要素を駆動する駆動信号を生成する振動要素駆動回路であって、
入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部と、
前記加算部の出力信号を電力増幅して前記駆動信号を生成する駆動部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素駆動回路。
【請求項２】
前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項３】
前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項４】
前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項５】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項６】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項７】
入力信号より生成される駆動信号によって駆動される機械的な振動要素が過度に励振されないように保護する振動要素保護回路であって、
前記入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素保護回路。
【請求項８】
前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項９】
前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項１０】
前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項１１】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項１２】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項１】
機械的な振動要素を駆動する駆動信号を生成する振動要素駆動回路であって、
入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部と、
前記加算部の出力信号を電力増幅して前記駆動信号を生成する駆動部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素駆動回路。
【請求項２】
前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項３】
前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項４】
前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項５】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項６】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１の振動要素駆動回路。
【請求項７】
入力信号より生成される駆動信号によって駆動される機械的な振動要素が過度に励振されないように保護する振動要素保護回路であって、
前記入力信号を受けその相対的に低い第１の周波数域の信号成分を出力する第１のフィルタ部と、
前記入力信号を受け前記第１の周波数域に比し相対的に高い第２の周波数域の信号成分を出力する第２のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部の出力信号と前記第２のフィルタ部の出力信号とを加算する加算部とを備え、
前記第１のフィルタ部と前記第２のフィルタ部とは、前記振動要素の共振周波数付近の周波数においてそれらの出力信号が相互に反対位相になるように構成されていることを特徴とする振動要素保護回路。
【請求項８】
前記第１のフィルタ部および前記第２のフィルタ部の少なくとも何れか一方のフィルタ特性を、前記振動要素の共振周波数の値に合わせて調整するフィルタ特性調整回路を備えたことを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項９】
前記第１のフィルタ部は１次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項１０】
前記第１のフィルタ部は２次バンドパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項１１】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は１次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【請求項１２】
前記第１のフィルタ部は２次ローパスフィルタであり、前記第２のフィルタ部は２次ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項７の振動要素保護回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４３０９９（Ｐ２０１１−１４３０９９Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６７９８（Ｐ２０１０−６７９８）
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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