本发明专利技术提供用于振动装置的驱动电路，该振动装置使用由机电能量转换元件产生的振动波来驱动对象。该驱动电路装配有电谐振电路，并能够减少给机电能量转换元件施加的交流电压的谐波成分。该电谐振电路包括转换元件的静电电容、与转换元件串联连接的多个电感器、以及在一端连接在该多个电感器之间并与转换元件并联连接的电容器。该电谐振电路具有包含第一频率和第二频率的至少两个谐振频率并满足关系f1＜fd＜f2，这里，f1是第一频率，f2是第二频率，并且fd是交流电压的频率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于振动装置的驱动电路。
技术介绍
近年来，在作为光学仪器的成像装置中，伴随光学传感器的分辨率的提高，在使用期间附着于光学系统的污物和其它外来粒子(foreign particle)已变得影响拍摄的图像。特别地，用于视频照相机和静物照相机的成像器件的分辨率已明显提高。因此，如果外部灰尘或在机械滑动表面上产生的内部磨损碎屑附着于置于成像器件附近的光学部分(诸如红外截止滤波器或光学低通滤波器)，那么，由于图像在成像器件的表面上不太模糊，因此，灰尘可能出现在拍摄的图像中。并且，复印机、传真机和其它类似 的光学仪器的成像部分通过在文档之上移动线传感器(line sensor)或移动靠近线传感器放置的文档来读取(扫描)平坦文档。在这种情况下，附着于线传感器的束入射部分的任何灰尘都可能出现在扫描的图像中。对于被设计为扫描并读取文档的传真机的读取器或在来自自动文档馈送器的传输期间读取文档的所谓的略读复印机(skim copier)的读取器，灰尘粒子可显现为在文档馈送方向上延伸(running)的连续线图像,从而大大损害图像质量。如果这种灰尘被手动擦掉，那么可以恢复图像质量，但是，对于在使用期间附着的灰尘，除在图像摄取之后进行检查以外，别无它法。外来粒子的图像将出现于其间摄取或扫描的图像中，从而需要基于软件的校正。并且,对于同时在纸介质上印出图像的复印机，需要大量的劳动来校正印出物。为了应对该问题，日本专利申请公开No. 2008-207170提出了这样的外来粒子去除装置其可通过在装配有光学部件的振动部件中激起行波而在希望的方向上移动外来粒子。图14A是示出在日本专利申请公开No. 2008-207170中公开的外来粒子去除装置的配置的示意图。在日本专利申请公开No. 2008-207170中提出的外来粒子去除装置装配有振动部件501。振动部件501被安装于成像器件503的入射侧。振动部件501包含作为弹性体的光学部件502、以及作为机电能量转换元件(electro-mechanical energy conversion element)的压电兀件 101a 和 IOlb0 压电兀件IOla和IOlb通过在一方向上偏移而被设置沿该方向布置振动部件501的面外弯曲振动的节线。给压电元件IOla和IOlb施加彼此频率等同但90°异相(out of phase)的交流电压。施加的交流电压的频率位于沿振动部件501的纵向而面外地变形的第m阶(m是自然数)振动模式的谐振频率与第(m+1)阶振动模式的谐振频率之间。在振动部件501上以相同的振幅并以相同的振动周期激起第m阶振动模式的振动和第(m+1)阶振动模式的振动，这里，第m阶振动具有谐振响应，第(m+1)阶振动具有90°时间相位差(相位相对于第m阶面外弯曲振动提前90° )。通过所述两个振动模式的振动的组合在振动部件501上产生合成振动(行波)。合成振动在希望的方向上移动振动部件501的表面上的外来粒子。图14B示出上述的外来粒子去除装置的控制装置。响应于来自成像装置的主单元(未示出)的驱动命令，控制器604向脉冲产生电路603a和603b发送作为用于交流电压信号的参数的相位信息、频率信息和脉冲宽度信息。从脉冲产生电路603输出的数字交流电压信号被输入到切换(switching)电路602a和602b,并且基于从电源电路605输出的电压而作为模拟交流电压Vi被输出。交流电压Vi被输入到驱动电路601a和601b，作为交流电压Vo被输出，并且分别被施加到安装于振动部件501中的压电元件IOla和101b。
技术实现思路
在上述的现有技术中，输入的交流电压Vi的电压振幅通过驱动电路601被升压到希望的电压，并经受从矩形形式到正弦波形的转换。然后，输出交流电压Vo。为了在振动部件501上激起理想的行波或驻波，希望交流电压Vo具有无谐波信号所导致的畸变的正弦波形并在使用的频带中变为恒定的电压。但是，在根据现有技术的外来粒子去除装置的驱动电路中，在给压电元件101施加的交流电压Vo中产生谐波信号。这些谐波信号影响在振动部件501上激起的振动，从而由于行波干扰导致外来粒子去除性能的劣化并由于振动振幅的增加导致光学部件502的损伤。并且，在使用的频带中，在振动部件501的谐振频率的附近，根据现有技术的外来粒子去除装置的驱动电路在给压电元件101施加的交流电压Vo中具有大的振幅变化，即，在交流电压Vo的频率特性中具有大的倾斜度。因此，如果振动部件501的谐振频率由于个体差异而变化或者在驱动期间改变，那么交流电压Vo大大波动。当交流电压变得比必要值高时，增大的电流可导致功耗的增加，并且在振动部件501上激起的增大的振动振幅可导致光学部件502的损伤。另一方面，当交流电压比需要的电压低时，在振动部件501上激起的面外弯曲振动不具有足够的振动振幅，从而导致外来粒子去除性能的劣化。图14C示出根据上述的现有技术的驱动电路601的配置。当电感器(inductor) 102如图14C所示的那样与压电元件101串联连接时,压电元件101的静电电容(electrostatic capacity)和电感器102形成LC串联谐振电路。交流电压Vi的电压振幅被LC串联谐振电路升压到希望的电压，并因此输出交流电压Vo。图15示出使用常规的驱动电路的情况下的交流电压Vo的电压振幅的频率特性。横轴代表频率(IlOkHz至140kHz)，纵轴代表电压振幅(50V至350V)。所述图代表电感器102的值从40 ii H变为90 ii H的情况下的特性。在图15中，f (m)是第m阶面外弯曲振动的谐振频率，f (m+1)是第(m+1)阶面外弯曲振动的谐振频率。给压电元件101施加的交流电压Vo的频率fd被设为f(m) < fd < f (m+1)。从图15可以看出，电感器102的电感值越大，则频率fd附近的电压振幅的波动越大。因此，常规上电压振幅的波动被设计为通过减小电感值而减小。但是，这对于交流电压提供低的升压率，并且增加谐波信号。图16示出使用常规驱动电路的情况下的交流电压Vo的电谐振对于电感值的频率变化。 横轴代表频率(120kHz至240kHz)，纵轴代表电压振幅(10V至1MV)。所述图代表电感器102的值从90 ii H变为40 ii H的情况下的特性。从图16可以看出，随着电感值减小，由于LC串联谐振导致的电谐振向高频率范围偏移。这增大图16所示的谐波频率范围中的电压振幅，从而增加输入的交流电压Vi的矩形波中包含的谐波成分。因此，在输出的交流电压Vo中，谐波重叠在驱动频率fd的基波上，从而导致输出波形的畸变。接下来将描述上述的谐波。图17示出在使用常规的驱动电路的情况下由交流电压Vo的傅立叶分析得到的基波和第3谐波(3rd harmonic wave)的电压振幅的测量数据。横轴代表交流电压Vi的脉冲占空比，纵轴代表交流电压Vo的电压振幅。从图17可以看出，当脉冲占空比为约50%和20%时，第3谐波的电压振幅具有峰值。第3谐波与基波的比率在脉冲占空比为50%时是31%，并且在脉冲占空比为20 %时是53%。当脉冲占空比小于20%时，第3谐波与基波的比率进一步增大。所述结果是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于通过振动部件的振动波来驱动对象的振动装置的驱动电路，所述振动部件包括弹性体和被供给交流电压的机电能量转换元件以用于产生所述振动波，其中，所述驱动电路包括：多个电感器，所述多个电感器与所述机电能量转换元件串联连接；以及电容器，所述电容器的一端连接在所述多个电感器之间，并且所述电容器与所述机电能量转换元件并联连接，其中，所述机电能量转换元件的静电电容、所述多个电感器和所述电容器形成电谐振电路，所述电谐振电路至少具有第一谐振频率f1和第二谐振频率f2，以及所述第一谐振频率f1和所述第二谐振频率f2以及所述交流电压的频率fd满足关系：f1＜fd＜f2。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：住冈润，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：
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