(57)【要約】【課題】  超音波センサの残響振動時間を短縮して、近距離の物体までも確実に検知できる超音波センサの駆動回路を得る。【解決手段】  超音波振動子を断続的に駆動して超音波を送信し、その超音波の物体からの反射波信号に基づいて物体を検出する超音波センサの駆動回路において、一次巻線１ａおよび二次巻線１ｂを有し、二次巻線１ｂの両端に超音波振動子４が接続されたプッシュプル型のトランス１と、このトランス１の一次巻線１ａの各端にそれぞれ接続され、送信用駆動パルスが印加される電界効果トランジスタ２，３とを備え、超音波振動子４とトランス１による電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定にする。【選択図】        図１
2005083935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子を断続的に駆動して超音波を送信し、その超音波の物体からの反射波信号に基づいて該物体を検出する超音波センサの駆動回路において、
一次巻線および二次巻線を有し、上記二次巻線の両端に上記超音波振動子が接続されたプッシュプル型のトランスと、
上記トランスの一次巻線の各端にそれぞれ接続され、送信用駆動パルスが印加される第１および第２のスイッチング素子とを備え、
上記超音波振動子と上記トランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定したことを特徴とする超音波センサの駆動回路。
【請求項２】
超音波振動子と並列にコンデンサを接続し、上記超音波振動子とトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定したことを特徴とする請求項１記載の超音波センサの駆動回路。
【請求項３】
超音波振動子と直列にコイルを接続し、上記超音波振動子とトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定したことを特徴とする請求項１記載の超音波センサの駆動回路。
【請求項４】
トランスの１次巻線の一端および第１のスイッチング素子の接続点と、上記トランスの１次巻線の他端および第２のスイッチング素子の接続点との間にコンデンサを接続し、超音波振動子と上記トランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定したことを特徴とする請求項１記載の超音波センサの駆動回路。
【請求項５】
超音波振動子を断続的に駆動して超音波を送信し、その超音波の物体からの反射波信号に基づいて該物体を検出する超音波センサの駆動回路において、
一次巻線、二次巻線および三次巻線を有し、上記二次巻線の両端に上記超音波振動子が接続されたプッシュプル型のトランスと、
上記トランスの一次巻線および三次巻線の各一端にそれぞれ接続され、送信用駆動パルスが印加される第１および第２のスイッチング素子と、
上記一次巻線および三次巻線の各他端間に設けられたコンデンサと、
上記コンデンサの各端と電源端子との間にそれぞれ接続され、電源供給用駆動パルスが印加される第３および第４のスイッチング素子とを備え、
上記超音波振動子と上記トランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定すると共に、上記コンデンサを、超音波の送信時は非活性状態にし、停止時には活性状態にするようにしたことを特徴とする超音波センサの駆動回路。
【請求項６】
コンデンサとして、超音波振動子の容量の温度特性を補正するコンデンサを用いたことを特徴とする請求項２、請求項４および請求項５のうちのいずれか１項記載の超音波センサの駆動回路。
【請求項７】
コンデンサとして、超音波振動子の容量の温度特性と、トランスの自己インダクタンスの温度特性とを合わせて補正するコンデンサを用いたことを特徴とする請求項２、請求項４および請求項５のうちのいずれか１項記載の超音波センサの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波振動子を断続的に駆動して超音波を送信し、その超音波の物体からの反射波信号に基づいて、該物体を検知する超音波センサの駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波センサは、超音波振動子を所定時間駆動し、その後超音波振動子を受信用素子として使用して反射波信号によって物体の有無や物体までの距離を検出するようにしている。しかしながら、超音波振動子の駆動直後は超音波振動子の振動が徐々に低下するいわゆる残響を生じるため、残響時間中に反射波が得られる近距離の物体を検出することが困難である。
そこで、従来は、超音波振動子の端子間を短絡することによって、送信直後の超音波センサの振動（残響振動）を速やかに減衰させる物体検知用の超音波センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２１８９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の従来例のように、超音波振動子の端子間を短絡すれば、ある程度は速やかに残響振動を減衰することができる。
しかしながら、残響振動の振動源は、超音波を空中に送信する時に振動させた超音波振動子の表面の機械的な振動が送信停止後に残っているものであり、機械的振動エネルギーが、電気的エネルギーに効率よく変換されなければ、電気的に超音波振動子の端子間を短絡した時の減衰効果は低く、機械的振動がある程度続く結果となる。
【０００５】
因みに、超音波振動子の振動面に、その振動を観測する小さな振動観測用の（ピックアップ）センサを取り付け、超音波振動子の端子間を短絡して振動が減衰する効果を、振動観測用センサの出力波形で観測すれば、超音波センサの端子間を短絡しても、ある程度の減衰効果しかない様子が観測できる。
また、この残響振動が存在するタイミングで、超音波振動子の端子間を一瞬短絡し、開放した時の超音波センサ両端に発生する電圧波形は、当然、短絡時に電圧の発生は無いが、開放と同時に、もとの残響振動による電圧波形に近いレベルに復活した電圧波形が観測できる。上記は、いずれも、機械的な振動の一部は、超音波センサを電気的に短絡しても、残っていることを示すものである。
【０００６】
従って、従来の超音波振動子の端子間を短絡して残響振動を減衰する方法では、超音波センサの残響振動の中に、受信超音波による検出振動が紛れてしまうので、特に近距離の物体まで検知することができないという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、超音波センサの残響振動時間を短縮して、近距離の物体までも確実に検知できる超音波センサの駆動回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る超音波センサの駆動回路は、超音波振動子を断続的に駆動して超音波を送信し、その超音波の物体からの反射波信号に基づいて該物体を検出する超音波センサの駆動回路において、一次巻線および二次巻線を有し、二次巻線の両端に超音波振動子が接続されたプッシュプル型のトランスと、このトランスの一次巻線の各端にそれぞれ接続され、送信用駆動パルスが印加される第１および第２のスイッチング素子とを備え、超音波振動子とトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、超音波振動子とトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定したので、超音波センサの残響振動時間が短縮されて、従来、超音波センサの残響振動の中に受信超音波による検出振動が紛れてしまうような近距離の物体を検出できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態は、超音波振動子の機械的振動エネルギーを、電気的エネルギーに変換してその電気エネルギーを短絡によって減衰させる方法を発展させ、超音波センサの機械的な固有振動数と、振動発生用の圧電素子を含む電気回路の電気的な共振振動数を一致させることで、機械的振動エネルギーを電気的振動エネルギーに効率よく変換したうえで、電気的および機械的に振動を短時間で減衰させるものである。なお、機械的な固有振動数に対応する、電気回路の共振周波数を決定する要素として、圧電素子即ち超音波振動子の容量と電力供給用（駆動用）トランスの自己インダクタンスがある。
【００１１】
以下、この発明の実施の形態１を、図１および図２を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
図１において、駆動用プッシュプル型のトランス１は一次巻線１ａと二次巻線１ｂを有し、一次巻線１ａの一端は第１のスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）２のドレイン−ソースを介して接地され、その他端は第２のスイッチング素子としてのＦＥＴ３のドレイン−ソースを介して接地され、その中点が電源端子＋Ｂに接続される。また、トランス１の二次巻線１ｂの両端には超音波振動子４が接続される。ＦＥＴ２，３のゲートには外部より送信用駆動パルスが印加されるようになされている。
【００１２】
ここで、超音波振動子４の容量とトランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスは、実質的に共振回路を構成し、超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数を生成するようになされている。つまり、超音波振動子４とトランス１による電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定されている。例えば、超音波センサの機械的な固有振動数が２０ＫＨｚのセンサにおいて、超音波振動子４の容量を２０００ｐＦとすれば、トランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスは、３２ｍＨとなる。
【００１３】
次に、本実施の形態の動作について、説明する。
所定のタイミングで駆動パルスがＦＥＴ２，３のゲートに印加されると、ＦＥＴ２，３が交互にオンし、トランス１の一次巻線１ａおよび二次巻線１ｂを介して所定の駆動電圧が超音波振動子４に供給され、超音波振動子４が所定のタイミングで駆動されて振動し、超音波センサより超音波が送信される。そして、上述の如く、超音波振動子４の容量とトランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスは、超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数を生成するように設定されているので、超音波センサの機械的な振動エネルギーが、電気的なエネルギーに変換されやすく、超音波の送信を停止した後での減衰が早く、短時間で振動が停止できる。
【００１４】
図２は、図１において、超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数を生成するように、超音波振動子４の容量とトランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスを設定した場合の、残響振動の変位状態を表したものである。
図において、図２（ａ）のＷ１は、トランス１の一次側駆動波形、つまり、ＦＥＴ２，３のゲートに印加される駆動パルスの波形、図２のＷ２は、上述の如く超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数を生成するように、超音波振動子４の容量とトランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスを設定した場合の超音波振動子４の表面の振動波形、図２（ｃ）のＷ３は、超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数の生成を考慮することなく、超音波振動子４の容量とトランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスを任意に設定した場合の超音波振動子４の表面の振動波形である。
【００１５】
この図２からも理解されるように、超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数を生成するように、超音波振動子４の容量とトランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスを設定した振動波形Ｗ２の場合は、そのように設定されてない波形Ｗ３の場合より、その残響振動時間が短縮されていることが分かる。
【００１６】
以上説明したように、この実施の形態１によれば、超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数を、超音波振動子４の容量とトランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスで生成するようにしたので、超音波センサの機械的な振動エネルギーが電気的なエネルギーに変換されやすく、超音波の送信を停止した後での減衰が早く、短時間で振動が停止でき、超音波センサの残響振動時間が短縮されて、超音波センサの残響振動の中に受信超音波による検出振動が紛れてしまうような近距離の物体を検出できる。
【００１７】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１において、超音波センサの機械的な固有振動数に対応する電気回路の共振周波数を決定する要素として、圧電素子即ち超音波振動子の容量と電力供給用トランスの自己インダクタンスがあるが、一方の圧電素子の容量は、本来の超音波振動子としての特性を確保することを優先させるため任意の値にすることは困難である。他方のトランスの自己インダクタンスは任意に調整が可能ではあるが、共振に必要なインダクタンスを得るためには、コイルの巻回数を多くして対応せざるを得ないが、巻回数が多くなれば、コイルの巻枠が大きくなり、同時にコアのサイズが拡大するため、小型の装置には適切ではない。
また、小型のトランスで、巻回数を多くするためにはコイルに使用する線材を細くせざるを得ず、コイルの細線化により、充分な通電電流が得られない。また、細線化により機械的な弱さから、信頼性を悪化させ、トランスの自己インダクタンスを任意に設定することも困難である。
【００１８】
そこで、本実施の形態では、電気的な共振振動数を決定する超音波振動子とトランスが両者ともに自由度が無いため、同回路の電気的な共振振動数を適当な値にするための対策として、さらに容量を増すべく、コンデンサを超音波振動子に並列に追加するものである。
【００１９】
以下、この発明の実施の形態２を、図３を参照して説明する。
図３は、この発明の実施の形態２による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
図３において、駆動用プッシュプル型のトランス１が一次巻線１ａと二次巻線１ｂを有し、一次巻線１ａの一端がＦＥＴ２のドレイン−ソースを介して接地され、その他端がＦＥＴ３のドレイン−ソースを介して接地され、その中点が電源端子＋Ｂに接続され、また、二次巻線１ｂの両端に超音波振動子４が接続されるのは、上記実施の形態１と同様である。
【００２０】
本実施の形態では、さらに、トランス１の二次巻線１ｂの両端、つまり、超音波振動子４と並列に共振用コンデンサ５を接続する。このように、超音波振動子４に並列にコンデンサ５を追加して超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数が得られるように容量を増大すれば、それだけトランス１の二次側の自己インダクタンスを小さくできるので、トランス１の形状を小型とすることができる。例えば、超音波センサの機械的な固有振動数が２０ＫＨｚのセンサにおいて、超音波振動子４の容量を２０００ｐＦ、追加した並列のコンデンサ５の容量を０．０１μＦとすれば、トランス２次側の自己インダクタンスは５ｍＨとなり、トランス１の小型化が可能になる。
なお、図３の動作は、図１の動作と実質的に同じであるので、その説明を省略する。
【００２１】
この実施の形態２によれば、超音波振動子４とトランス１による電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために、超音波振動子４と並列にコンデンサ５を追加して容量を増大したので、上記実施の形態１と同様残響振動時間を短縮して超音波センサの残響振動の中に受信超音波による検出振動が紛れてしまうような近距離の物体を検出できると共に、さらに、トランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスを小さくして、トランス１の形状の小型化、低廉化が図れる。
【００２２】
実施の形態３．
本実施の形態では、上記実施の形態２と同様の理由から、電気的な共振振動数を決定する超音波振動子とトランスは両者ともに自由度が無いため、同回路の電気的な共振振動数を適当な値にするための対策として、さらにインダクタンスを増すべく、直列のコイルを追加するものである。
【００２３】
以下、この発明の実施の形態３を、図４を参照して説明する。
図４は、この発明の実施の形態３による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
図４において、駆動用プッシュプル型のトランス１が一次巻線１ａと二次巻線１ｂを有し、一次巻線１ａの一端がＦＥＴ２のドレイン−ソースを介して接地され、その他端がＦＥＴ３のドレイン−ソースを介して接地され、その中点が電源端子＋Ｂに接続され、また、二次巻線１ｂの両端に超音波振動子４が接続されるのは、上記実施の形態１と同様である。
【００２４】
本実施の形態では、さらに、トランス１の二次巻線１ｂと超音波振動子４との間に共振用コイル６を接続する。このように、トランス１の二次巻線１ｂと超音波振動子４との間に直列にコイル６を追加してトランス１の二次側のインダクタンスを超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数が得られるように増大すれば、それだけトランス１の二次側の自己インダクタンスを小さくできるので、トランス１の形状を小型とすることができる。
なお、図４の動作は、図１の動作と実質的に同じであるので、その説明を省略する。
【００２５】
この実施の形態３によれば、超音波振動子４とトランス１による電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために、超音波振動子４と直列にコイル６を追加してトランス１の二次側のインダクタンスを実質的に増大したので、上記実施の形態１と同様残響振動時間を短縮して超音波センサの残響振動の中に受信超音波による検出振動が紛れてしまうような近距離の物体を検出できると共に、さらに、トランス１の二次巻線１ｂの自己インダクタンスを小さくして、トランス１の形状の小型化、低廉化が図れる。
【００２６】
実施の形態４．
本実施の形態でも、上記実施の形態２と同様の理由から、電気的な共振振動数を決定する超音波振動子とトランスは両者ともに自由度が無いため、同回路の電気的な共振振動数を適当な値にするための対策として、さらに容量を増すべく、コンデンサを追加するが、このコンデンサの追加をトランスの一次側に行うものである。
【００２７】
以下、この発明の実施の形態４を、図５を参照して説明する。
図５は、この発明の実施の形態４による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
図５において、駆動用プッシュプル型のトランス１が一次巻線１ａと二次巻線１ｂを有し、一次巻線１ａの一端がＦＥＴ２のドレイン−ソースを介して接地され、その他端がＦＥＴ３のドレイン−ソースを介して接地され、その中点が電源端子＋Ｂに接続され、また、二次巻線１ｂの両端に超音波振動子４が接続されるのは、上記実施の形態１と同様である。
【００２８】
本実施の形態では、さらに、トランス１の一次巻線１ａと並列に、つまり、ＦＥＴ２のドレインとＦＥＴ３のドレインの間に、共振用コンデンサ７を接続する。このように、トランス１の一次側にコンデンサ７を追加して容量を超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数が得られるように増大すれば、それだけトランス１の自己インダクタンスを小さくできるので、トランス１の形状を小型とすることができる。
なお、図５の動作は、図１の動作と実質的に同じであるので、その説明を省略する。
【００２９】
この実施の形態４によれば、超音波振動子４とトランス１による電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために、超音波振動子４と並列にコンデンサ７をトランス１の二次側に追加して容量を増大したので、上記実施の形態１と同様残響振動時間を短縮して超音波センサの残響振動の中に受信超音波による検出振動が紛れてしまうような近距離の物体を検出できると共に、さらに、トランス１の自己インダクタンスを小さくして、トランス１の形状の小型化、低廉化が図れる。
【００３０】
実施の形態５．
上述の超音波センサの残響振動を早く減衰するための方法は、超音波を送信する時のエネルギーを貯めこむために、超音波を出そうと電気エネルギーを注入してから、充分な強度の超音波を発するまでに遅れを生じ、超音波を送信／受信する装置としては、扱い難い挙動を招く虞がある。
そこで、本実施の形態では、上記挙動に対応し、超音波の送信時には、すばやく大きな超音波を発しながら、停止時には、短時間で残響振動を減衰させ、適切な超音波センサの駆動ができるようにする。
【００３１】
以下、この発明の実施の形態５を、図６を参照して説明する。
図６は、この発明の実施の形態５による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
図６において、駆動用プッシュプル型のトランス１Ａは一次巻線１ａ、二次巻線１ｂおよび三次巻線１ｃを有し、一次巻線１ａの一端は共振用コンデンサ８、三次巻線１ｃおよびＦＥＴ２のドレイン−ソースを介して接地され、その他端はＦＥＴ３のドレイン−ソースを介して接地される。また、電源端子＋Ｂとコンデンサ８の一端および一次巻線１ａの一端の接続点との間には第３のスイッチング素子としての電源供給用ＦＥＴ９が接続され、同じく電源端子＋Ｂとコンデンサ８の他端および三次巻線１ｃの一端の接続点との間には第４のスイッチング素子としての電源供給用ＦＥＴ１０が接続される。このコンデンサ８は、上述の如く、超音波振動子４とトランス１による電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一にするために追加されるものである。
【００３２】
ここで、送信特性の悪化を防ぐために、コンデンサ８は超音波を送信する時はＦＥＴ９，１０がオンし、その両端を短絡されて非活性状態とされ、停止時にはＦＥＴ９，１０がオフし、その両端を開放されて活性状態とされる。また、トランス１Ａの二次巻線１ｂの両端には超音波振動子４が接続される。ＦＥＴ２，３のゲートには外部より、図７（ｃ）および（ｄ）に示すような送信用駆動パルスが印加され、また、ＦＥＴ９，１０のゲートには外部より、図７（ａ）および（ｂ）に示すような電源用駆動パルスが印加されるようになされている。
【００３３】
また、本実施の形態では、トランス１の一次巻線１ａと三次巻線１ｃの間に、共振用コンデンサ８を接続することで、容量を超音波センサの機械的な固有振動数と同じ電気的な共振振動数が得られるように増大し、トランス１の自己インダクタンスを小さくして、トランス１の形状を小型とすることができる。
【００３４】
次に、動作について、図７の信号波形を参照して説明する。
先ず、コンデンサ８は超音波を送信する時には，駆動側から見れば実質的にコンデンサ負荷に他ならず、トランス１からは少なからぬ電流が流れ込む。従って、本来の超音波振動子４を駆動するための電流が減少してしまい、超音波の振動が緩慢に大きくなるため、送信特性が悪化してしまう。そこで、本実施の形態では、このコンデンサ８に流れる電流を排除するために．超音波送信時には、コンデンサ８の端子間を短絡して非活性状態とし、つまり、コンデンサ８を利用しない状態とし、送信エネルギーが超音波センサに伝わりやすくし、停止時にはコンデンサ８を活性状態にして、つまり、コンデンサ８を利用する状態にして、残響振動を短縮する。
【００３５】
即ち、超音波送信時には、図７（ａ）および（ｂ）に示すようなハイレベルの電源用駆動パルスがＦＥＴ９，１０のゲートに印加され、ＦＥＴ９，１０がオンしてコンデンサ８の端子間が短絡されてコンデンサ８が非活性状態になり、このコンデンサ８には超音波振動子４を駆動するための電流が流れ込むことがないので、送信エネルギーが超音波センサに伝わりやすくなる。
【００３６】
そして、このとき、ＦＥＴ２，３のゲートには、図７（ｃ）および（ｄ）に示すようなハイレベル、ローレベルを短い周期で繰り返す送信用駆動パルスがＦＥＴ２，３のゲートに印加され、ＦＥＴ２，３がオン，オフを繰り返して、トランス１の一次巻線１ａ，三次巻線１ｃおよび二次巻線１ｂを介して所定の駆動電圧が超音波振動子４に供給されて、超音波センサより超音波が送信される。
【００３７】
一方、超音波停止時には、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、ハイレベルの電源用駆動パルスがローレベルになってＦＥＴ９，１０のゲートに印加され、これによりＦＥＴ９，１０がオフし、コンデンサ８が開放されてコンデンサ８が活性状態になり、このとき、ＦＥＴ２，３のゲートには、図７（ｃ）および（ｄ）に示すような一定のハイレベルの送信用駆動パルスがＦＥＴ２，３のゲートに印加され、ＦＥＴ２，３がオン状態を持続し、この結果、超音波の送信を停止した後での減衰が早く、短時間で振動が停止され、残響振動時間が短くなる。
【００３８】
この実施の形態５によれば、超音波振動子４とトランス１による電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために、超音波振動子４と並列にコンデンサ８をトランス１の一次側に追加して容量を増大し、送信停止時にコンデンサ８を活性化することで、上記実施の形態１と同様残響振動時間を短縮して超音波センサの残響振動の中に受信超音波による検出振動が紛れてしまうような近距離の物体を検出できると共に、トランス１の自己インダクタンスを小さくして、トランス１の形状の小型化、低廉化が図れ、さらに、コンデンサ８に流れる電流を排除するために、超音波送信時には、コンデンサ８の端子間を短絡して非活性化し、送信エネルギーが超音波センサに伝わりやすくして送信特性の悪化を防ぎ、超音波センサの信頼性を向上できる。
【００３９】
実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６による超音波センサの駆動回路を説明するためのもので、図８（ａ）は超音波センサの容量の温度特性を示す図、図８（ｂ）は補正用コンデンサの容量の温度特性を示す図である。
本実施の形態は、上述の超音波振動子と駆動用プッシュプル型のトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために追加したコンデンサに、超音波振動子の容量の温度特性を補正するコンデンサを使用するものである。
【００４０】
通常、超音波振動子の容量温度特性は、図８（ａ）に示すように、低温時に容量が減少する正特性であり、温度が低下すれば、電気的共振振動数が高周波側にずれる。
そこで、この容量の変動を、図８（ｂ）に示す、逆特性である負特性のコンデンサを並列に接続し補正すれば、温度によって電気的な共振振動数のずれない安定した回路の構成が可能になる。
例えば、上述した図３のコンデンサ５、図５のコンデンサ７、および図６のコンデンサ８として、超音波振動子４の容量の温度特性を補正するために、逆特性である負特性のコンデンサを用いればよい。
【００４１】
以上説明したように、この実施の形態６によれば、超音波振動子と駆動用プッシュプル型のトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために追加したコンデンサに、超音波振動子の容量の温度特性を補正するコンデンサを用いるので、上記実施の形態２、４および５と同様の効果が得られると共に、更に、温度によって電気的な共振振動数のずれない安定した回路の構成が可能になり、温度特性の優れた超音波センサの駆動回路を得ることができる。
【００４２】
実施の形態７．
図９は、この発明の実施の形態７による超音波センサの駆動回路を説明するためのもので、トランスの自己インダクタンスの温度特性を示す図である。
本実施の形態は、上述の超音波振動子と駆動用プッシュプル型のトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために追加したコンデンサに、超音波振動子の容量の温度特性と、トランスの自己インダクタンスの温度特性を、合わせて補正する温度特性のコンデンサを使用するものである。
【００４３】
通常、超音波センサを駆動するトランス１の自己インダクタンスの温度特性は、図９に示すように、低温時にインダクタンスが減少する正特性であり，温度が変化すれば、電気的共振振動数が高周波側にずれる。
そこで、この自己インダクタンスの変動を、図８（ｂ）に示す、逆特性である負特性のコンデンサを並列に接続し、超音波振動子と合わせて補正すれば、温度による電気的な共振振動数のずれがさらに少ない安定した回路の構成が可能になる。
【００４４】
例えば、上述した図３のコンデンサ５、図５のコンデンサ７、および図６のコンデンサ８として、超音波振動子４の容量の温度特性およびトランス１の自己インダクタンスの温度特性を合わせて補正するために、逆特性である負特性のコンデンサを用いればよい。
【００４５】
以上説明したように、この実施の形態７によれば、超音波振動子と駆動用プッシュプル型のトランスによる電気的な共振振動数を、超音波センサの機械的な固有振動数と同一となるように設定するために追加したコンデンサに、超音波振動子の容量の温度特性およびトランスの自己インダクタンスの温度特性を合わせて補正するコンデンサを用いるので、上記実施の形態２、４および５と同様の効果が得られると共に、更に、温度によって電気的な共振振動数のずれがより少ない安定した回路の構成が可能になり、温度特性のより優れた超音波センサの駆動回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施の形態１による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による超音波センサの駆動回路の概略動作を説明するための特性図である。
【図３】この発明の実施の形態２による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５による超音波センサの駆動回路を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態５による超音波センサの駆動回路の概略動作を説明するための信号波形図である。
【図８】この発明の実施の形態６による超音波センサの駆動回路を説明するための温度特性図である。
【図９】この発明の実施の形態７による超音波センサの駆動回路を説明するための温度特性図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ  トランス、１ａ  トランスの一次巻線、１ｂ  トランスの二次巻線、１ｃ  トランスの三次巻線、２，３，９，１０  電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、４  超音波振動子、５，７，８  共振用コンデンサ、６  共振用コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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