(57)【要約】【課題】外部から加わる圧力の微細な変動の検出が可能な検出回路、検出方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、トランスデューサに駆動信号を間欠的に供給して振動させて電圧信号を出力させ、駆動信号が供給されていない期間にトランスデューサから出力される電圧信号の減衰の度合いを検出し、この電気信号の減衰の度合いに基づき外部から供給されるトランスデューサ与えられた圧力の変化を検出する。【選択図】図２
2009186187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠的に供給される駆動信号により振動し、前記振動を電圧信号として出力するトランスデューサと接続された検出回路であって、
前記トランスデューサに前記駆動信号が供給されていないとき、前記トランスデューサから出力される電圧信号を検出し、
検出された前記電圧信号の減衰の程度を検出する検出回路。
【請求項２】
増幅回路と、フィルタ回路と、整流回路と、積分回路と、比較回路とを含み、
前記増幅回路は、
前記駆動信号が供給されていないとき動作する請求項１記載の検出回路。
【請求項３】
前記整流回路は、
前記駆動信号が供給されていないとき動作する請求項２記載の検出回路。
【請求項４】
前記駆動信号が供給されていない期間内に、所定の期間を設定するタイミング回路を有し、
前記タイミング回路により設定された期間に前記トランスデューサから出力される電圧信号を検出する請求項１乃至３の何れか一項に記載の検出回路。
【請求項５】
前記増幅回路は、
前記タイミング回路により設定された前記所定の期間に動作する請求項４記載の検出回路。
【請求項６】
前記整流回路は、
前記タイミング回路により設定された前記所定の期間に動作する請求項４又は５記載の検出回路。
【請求項７】
間欠的に供給される駆動信号により振動し、前記振動を電圧信号として出力するトランスデューサと接続された検出回路による検出方法であって、
前記トランスデューサに前記駆動信号が供給されていないとき、前記トランスデューサから出力される電圧信号を検出し、
検出された前記電圧信号の減衰の程度を検出する検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスデューサを用いた検出回路、検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動を電気信号に変換して出力するトランスデューサがある。トランスデューサの具体例としては、例えば、駆動信号により発生する振動を電気信号（電圧）に変換して出力する圧電素子等である。
【０００３】
これらのトランスデューサを用いれば、出力される電気信号の変動に基づきトランスデューサの振動の変化を検出することができる。例えばトランスデューサとして圧電素子を用いた場合では、圧電素子から出力される電圧信号の変化に基づき圧電素子の振動の変化を検出し、圧電素子に加えられる圧力の変化を検出することができる。特許文献１には、圧電素子に周波数を与えておき、圧電素子に圧力が加わった前後の周波数の変化を検出することが記載されている。
【特許文献１】特開２００７−１４９５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１記載の発明では、圧電素子に駆動信号を供給しつつ電気信号の変化を検出する。このため、駆動信号により出力される電気信号の影響により、圧力の変化による電気信号の変動レベルは小さくなる。よって外部から与えられる圧力の微細な変動の検出が困難である。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、外部から与えられる圧力の微細な変動の検出が可能な検出回路、検出方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如き構成を採用した。
【０００７】
本発明は、間欠的に供給される駆動信号により振動し、前記振動を電圧信号として出力するトランスデューサ（２００）と接続された検出回路（１００）であって、
前記トランスデューサ（２００）に前記駆動信号が供給されていないとき、前記トランスデューサから出力される電圧信号を検出し、
検出された前記電圧信号の減衰の度合いを検出する構成とした。
【０００８】
ま本発明の検出回路は、増幅回路（１１０）と、フィルタ回路（１２０）と、整流回路（１３０）と、積分回路（１４０）と、比較回路（１５０）とを含み、
前記増幅回路（１１０）は、前記駆動信号が供給されていないとき動作する構成としても良い。
【０００９】
また本発明の検出回路において、前記整流回路（１３０）は、前記駆動信号が供給されていないとき動作する構成としても良い。
【００１０】
また本発明の検出回路は、前記駆動信号が供給されていない期間（Ｔｂ）に、所定の期間（Ｔｃ）を設定するタイミング回路（１７０）を有し、
前記タイミング回路（１７０）により設定された期間に前記トランスデューサ（２００）から出力される電圧信号を検出する構成としても良い。
【００１１】
また本発明の検出回路において、前記増幅回路（１００）は、
前記タイミング回路（１７０）により設定された前記所定の期間（Ｔｃ）に動作する構成としても良い。
【００１２】
また本発明の検出回路において、前記整流回路（１３０）は、
前記タイミング回路（１７０）により設定された前記所定の期間（Ｔｃ）に動作する構成としても良い。
【００１３】
本発明は、間欠的に供給される駆動信号により振動し、前記振動を電圧信号として出力するトランスデューサと接続された検出回路（１００）による検出方法であって、
前記トランスデューサ（２００）に前記駆動信号が供給されていないとき、前記トランスデューサ（２００）から出力される電圧信号を検出し、
検出された前記電圧信号の減衰の程度を検出する方法とした。
【００１４】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部から加わる圧力の微細な変動の検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の検出回路は、トランスデューサに駆動信号が供給されていない期間にトランスデューサから出力される電気信号を検出し、この電気信号の減衰の度合いに基づき外部からトランスデューサへ供給される力の微細な変動を検出する。
【００１７】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。本発明の第一の実施形態では、トランスデューサに圧電素子を用いた場合を示す。図１は、本発明の第一の実施形態の検出回路１００を示す図である。
【００１８】
本実施形態の検出回路１００は、圧電素子２００と接続されている。また検出回路１００は、演算処理装置と記憶装置とを有するコンピュータ３００と接続されている。検出回路１００の出力信号は、コンピュータ３００に入力される。圧電素子２００には、圧電素子２００を振動させるための駆動信号を供給する駆動回路４００と接続されている。
【００１９】
本実施形態の検出回路１００はアンプ１１０、フィルタ１２０、整流回路１３０、積分回路１４０、コンパレータ１５０を有する。アンプ１１０の入力は、圧電素子２００と接続されており、圧電素子２００の振動により発生した電圧信号を検出して増幅する。アンプ１１０で増幅された電圧信号は、フィルタ１２０によりノイズを除去されて、整流回路１３０に入力される。整流回路１３０は、ノイズが除去された電圧信号を整流する。尚アンプ１１０と整流回路１３０には、駆動回路４００から出力されるパルス信号が供給され、圧電素子２００が駆動されるタイミングと同期してオン／オフされる。
【００２０】
整流された電圧信号は、積分回路１４０を介してコンパレータ１５０に入力される。コンパレータ１５０には、予め所定のしきい値電圧Ｖｔｈが設定されている。本実施形態での積分回路１４０の時定数は、積分回路１４０を構成するコンデンサＣの容量と抵抗Ｒの抵抗値により決定される。本実施形態では、コンデンサＣの容量を１μＦ、抵抗Ｒの抵抗値を１００ＫΩ程度とした。また本実施形態のコンパレータ１５０の出力信号は、積分回路１４０の出力信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さくなったときローレベル（以下、Ｌレベル）からハイレベル（以下、Ｈレベル）に反転するものとした。コンパレータ１５０の出力信号は、検出回路１００の出力信号としてコンピュータ３００へ供給される。
【００２１】
本実施形態の検出回路１００では、コンパレータ１５０の出力信号がＬレベルからＨレベルに反転したとき、圧電素子２００に対する圧力が変化したことを検出するものとした。
【００２２】
以下に、本実施形態の検出回路１００における圧電素子２００の振動の検出について説明する。
【００２３】
圧電素子２００は、駆動回路４００からパルス信号が供給されている期間は、圧電素子２００自身を振動させる。そして圧電素子２００は、駆動回路４００からパルス信号が供給されなくなると、圧電素子２００自身の振動を停止する。このとき圧電素子２００の振動には、残響（音源が発音を停止した後も音が響いて聞こえる現象）と同様の現象が生じる。
【００２４】
すなわち圧電素子２００において、圧電素子２００自身により発生させた振動が、圧電素子２００自身の振動を停止した後も残存する。残存する振動は、時間の経過と共に収束し、やがて停止する。よって圧電素子２００自身の振動により発生した電圧信号は、圧電素子２００自身の振動が停止した後に、減衰しながら収束に向かう。
【００２５】
本実施形態では、この電圧信号の減衰の度合いを検出することで、圧電素子２００に対する圧力の変化を検出することができる。具体的には、例えば圧電素子２００の振動が伝搬される金属板等が圧電素子２００と接着されている場合等に、金属板へ人の指や手による接触や押圧により圧力が与えられると、圧電素子２００の振動はこの圧力に対応して減衰する。本実施形態では、圧電素子２００与えられる圧力による振動の減衰を検出して、圧電素子２００に与えられる圧力の変化を検出する。
【００２６】
以下に、図２、図３を参照して本実施形態における圧電素子２００に与えられる圧力の変化の検出についてさらに説明する。始めに、図２を参照して圧電素子２００に与えられる圧力の変化がない場合の動作を説明する。図２は、第一の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化がないときの動作を説明する図である。
【００２７】
駆動回路４００は、所定間隔で間欠的にパルス信号を出力し、圧電素子２００を振動させる。また駆動回路４００から出力されるパルス信号は、アンプ１１０と整流回路１３０とをオン／オフさせる。図２（Ａ）は、図１に示す回路の点Ａ、点Ｂ、点Ｃの信号を示しており、図２（Ａ）に示す信号が駆動回路４００から出力されるパルス信号である。
【００２８】
圧電素子２００は、パルス信号が供給されると圧電素子２００自身を振動させて電圧信号を出力する。また圧電素子２００は、パルス信号が供給されないとき、圧電素子２００自身の振動により発生した電圧信号を減衰させた電圧信号を出力する。圧電素子２００から出力される電圧信号は、アンプ１１０へ入力される。図２（Ｂ）は、図１に示す回路の点Ｄの信号を示しており、アンプ１１０へ入力される信号である。
【００２９】
圧電素子２００から出力される電圧信号は、駆動電圧信号と減衰電圧信号とに分けられる。駆動電圧信号とは、圧電素子２００にパルス信号が供給されている期間Ｔａに圧電素子２００から出力される電圧信号である。また本実施形態において、減衰電圧信号とは、圧電素子２００にパルス信号が供給されていない期間Ｔｂに圧電素子２００から出力される電圧信号である。減衰電圧信号は、収束に向けて駆動電圧信号が減衰した信号である。
【００３０】
アンプ１１０は、駆動回路４００からパルス信号（Ｈレベルの信号）が供給されるとオフになる。そしてアンプ１１０は、駆動回路４００からＬレベルの信号が供給されているとき（パルス信号が供給されていないとき）オンとなり動作する。よってアンプ１１０は、減衰電圧信号のみを増幅して出力する。図２（Ｃ）は、図１の示す回路の点Ｅの信号を示しており、アンプ１１０から出力される信号である。本実施形態では、圧電素子２００から駆動電圧信号が出力される期間Ｔａはアンプ１１０をオフすることで、減衰電圧信号のみを取り出して増幅することができる。
【００３１】
アンプ１１０から出力された減衰電圧信号は、フィルタ１２０を介してノイズを除去されて、整流回路１３０で整流される。図２（Ｄ）は、図１の示す回路の点Ｆの信号を示しており、整流回路１３０から出力される信号である。整流された減衰電圧信号は、積分回路１４０で積分されて出力される。図２（Ｅ）は、図１の示す回路の点Ｇの信号を示しており、積分回路１４０から出力される信号である。
【００３２】
積分回路１４０により積分された減衰電圧信号は、コンパレータ１５０に入力される。ここで本実施形態では、減衰電圧信号は、コンパレータ１５０に設定されたしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さくならないため、コンパレータ１５０の出力は減衰電圧信号の出力が開始されてからは反転しない。よってコンパレータ１５０の出力信号はＬレベルを維持し、圧電素子２００に与えられる圧力の変化を検出しない。図２（Ｆ）は、図１に示す回路の点Ｈの信号を示しており、コンパレータ１５０から出力される信号である。
【００３３】
次に、図３を参照して圧電素子２００に与えられる圧力の変化がある場合の動作を説明する。図３は、第一の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化があるときの動作を説明する図である。
【００３４】
本実施形態において、圧電素子２００に与えられる圧力の変化があった場合、圧電素子２００の振動は変化する。具体的には圧電素子２００の振動は、圧力により抑えられて小さくなる。よって圧電素子２００から出力される電圧信号のレベルも低くなる。
【００３５】
図３（Ａ）は、図１に示す回路の点Ａ、点Ｂ、点Ｃの信号を示しており、駆動回路４００から出力されるパルス信号である。尚図３（Ａ）の信号は、図２（Ａ）と同様の信号である。
【００３６】
圧電素子２００は、パルス信号が供給されると圧電素子２００自身を振動させて電圧信号を出力する。圧電素子２００から出力される電圧信号は、アンプ１１０へ入力される。図３（Ｂ）は、図１に示す回路の点Ｄの信号を示しており、アンプ１１０へ入力される信号である。
【００３７】
ここでアンプ１１０に入力される駆動電圧信号のレベルＬｂは、図２（Ｂ）に示す駆動電圧信号のレベルＬａよりも低い。よって駆動電圧信号が減衰した信号である減衰電圧信号のレベルも、図２（Ｂ）に示す減衰電圧信号より低くなる。
【００３８】
アンプ１１０に入力された電圧信号は、図２で説明したように減衰電圧信号だけが増幅されて出力される。図３（Ｃ）は、図１に示す回路の点Ｅの信号を示しており、アンプ１１０から出力される信号である。アンプ１１０から出力された減衰電圧信号は、整流回路１３０で整流される。図３（Ｄ）は、図１に示す回路の点Ｆの信号を示しており、整流回路１３０から出力される信号である。
【００３９】
整流された減衰電圧信号は、積分回路１４０で積分される。図３（Ｅ）は、図１に示す回路の点Ｇの信号を示しており、積分回路１４０から出力される信号である。ここで積分された減衰電圧信号は、コンパレータ１５０に設定されたしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さくなる。よってコンパレータ１５０の出力信号は、減衰電圧信号の出力が開始された後にＬレベルからＨレベルへ反転する。本実施形態では、コンパレータ１５０から出力されるＨレベルの信号を、圧電素子２００に対する押圧の変化を検出する検出信号とした。
【００４０】
すなわち本実施形態では、圧電素子２００の振動が吸収されて圧電素子２００から出力される減衰電圧信号の減衰の度合いが大きくなり、減衰電圧信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さくなったとき、圧電素子２００に与えられる圧力の変化を検出する。
【００４１】
以上に説明したように、本実施形態では、圧電素子２００を駆動させるパルス信号が供給されていない期間において、圧電素子２００から出力される電圧信号を検出する。そして検出された電圧信号の減衰の度合いに基づき、圧電素子２００に与えられる圧力変化を検出する。よって本実施形態によれば、圧力の変化により変動した電圧信号が、パルス信号により発生された電圧信号と重畳されず、圧力の変化に対応した電圧信号の変動を検出することができる。したがって本実施形態によれば、外部から加わる圧力の微細な変化を検出することができる。
【００４２】
また本実施形態では、パルス信号が供給されているときに圧電素子２００から出力される電圧信号（駆動電圧信号）と、パルス信号が供給されていないときに圧電素子２００から出力される電圧信号（減衰電圧信号）とをそれぞれ別の用途に使用している。本実施形態の駆動電圧信号は、圧力の変化の検出するための基準の信号として使用される。また本実施形態の減衰電圧信号は、圧力の変化が反映された信号として使用される。本実施形態では、上記２つの信号を使い分けることにより、１つの圧電素子２００により電圧信号の微細な変化を検出することができる。
【００４３】
また本実施形態の検出回路１００では、積分回路１４０の後段に１つのコンパレータ１５０が設けられた構成としたが、コンパレータは積分回路１４０の後段に複数設けられていても良い。図４は、積分回路１４０の後段にコンパレータが複数設けられた検出回路１００Ａを示す図である。
【００４４】
図４に示す検出回路１００Ａでは、積分回路１４０の後段にコンパレータ１５０、コンパレータ１６０が接続されている。コンパレータ１６０には、コンパレータ１５０に設定されたしきい値電圧Ｖｔｈよりも低いしきい値電圧Ｖｔｈ１が設定されており、積分回路１４０の出力信号が入力される。コンパレータ１６０の出力信号は、コンピュータ３００へ供給される。
【００４５】
このように積分回路１４０の後段に複数のコンパレータを接続し、各コンパレータ毎に異なるしきい値電圧を設定すれば、減衰電圧信号の減衰の度合いを段階を設けて検出することができる。
【００４６】
例えば圧電素子２００に与えられる圧力が小さい場合と大きい場合では、圧力が大きい場合の方が、振動が小さく抑えられる。よって減衰電圧信号の減衰の度合いは大きくなり、減衰電圧信号のレベルも減衰に応じて低くなる。ここでコンパレータ１６０のしきい値電圧Ｖｔｈ１をコンパレータ１５０のしきい値電圧Ｖｔｈよりも低く設定すれば、圧電素子２００に与えられる圧力が小さい場合と大きい場合とを区別して検出することができる。
【００４７】
図５は、第一の実施形態におけるコンパレータ１５０、１６０の出力信号を示す図である。コンパレータ１５０の出力信号は、積分回路１４０の出力信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さくなったときにＬレベルからＨレベルへ反転する。コンパレータ１６０の出力信号は、積分回路１４０の出力信号がしきい値電圧Ｖｔｈ１よりも小さくなったときにＬレベルからＨレベルへ反転する。
【００４８】
このように複数のコンパレータを設ければ、コンピュータ３００において、コンパレータ１５０の出力信号が反転した場合、圧電素子２００に圧力が与えられたこと検出するように設定することができる。またコンピュータ３００において、コンパレータ１６０の出力信号が反転した場合、圧電素子２００により大きな圧力が与えられたことを検出するように設定することができる。具体的には例えば、圧電素子２００と接着された金属板等に、人の手や指等が接触しただけの場合と、手や指により押下された場合とのちがいを検出することができる。
【００４９】
尚本実施形態では、積分回路１４０のコンデンサＣの容量と抵抗Ｒの抵抗値及び積分回路１４０の後段に設けられるコンパレータの数は任意に設計することができる。
【００５０】
尚本実施形態の検出回路１００では、駆動回路４００から出力されるパルス信号がオフのとき、アンプ１１０と整流回路１３０とがオンとされる構成としたが、これに限定されない。検出回路１００では、パルス信号がオフのとき、アンプ１１０のみがオンされる構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また本実施形態では、圧電素子２００をトランスデューサとして用いたが、これに限定されない。本実施形態の検出回路１００は、間欠的に供給される駆動信号により振動し、振動を電圧信号として出力するものであれば良い。
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態では、検出回路１００の有する積分回路１４０の時定数を変更した点が第一の実施形態と相違する。よって以下の本実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で使用した符号と同様の符号を付与し、説明を省略する。
【００５２】
本実施形態では、積分回路１４０Ａの時定数を第一の実施形態の積分回路１４０の時定数の１／１００程度とした。本実施形態では、積分回路１４０ＡのコンデンサＣの容量を０．０１μＦ、抵抗Ｒの抵抗値を１ＫΩ程度とした。
【００５３】
以下に図６、図７を参照して、本実施形態における圧電素子２００に与えられる圧力の変化の検出についてさらに説明する。図６は、第二の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化がないときの動作を説明する図である。図７は、第二の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化があるときの動作を説明する図である。
【００５４】
図６では、図６（Ｅ）以外は第一の実施形態の図２と同様である。図６では、積分回路１４０Ａから出力される信号を示す図６（Ｅ）の波形のみが、第一の実施形態の図２（Ｅ）の波形と異なる。
【００５５】
本実施形態では、積分回路１４０Ａから出力される信号は、第一の実施形態の積分回路１４０から出力される信号と比べ、レベルの変動が大きい鋸波形となる。しかしながら本実施形態においても、圧電素子２００に与えられる圧力の変化がない場合には積分回路１４０Ａの出力信号は、しきい値電圧Ｖｔｈよりも小さくならない。よってコンパレータ１５０の出力信号はＬレベルを維持する。
【００５６】
図７も、図６と同様に、図７（Ｅ）以外は第一の実施形態の図３と同様である。図７では、積分回路１４０Ａから出力される信号を示す図７（Ｅ）の波形のみが、第一の実施形態の図３（Ｅ）の波形と異なる。
【００５７】
図７（Ｅ）に示す積分回路１４０Ａから出力される信号も、積分回路１４０から出力される信号と比べ、レベルの変動が大きい鋸波形となる。コンパレータ１５０の出力信号は、積分回路１４０Ａの出力信号がしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さくなったとき、ＬレベルからＨレベルに反転する。
【００５８】
本実施形態では、積分回路１４０Ａの出力信号が鋸波であることを利用して、コンパレータ１５０の出力信号の反転のタイミング（パルス幅）に基づき圧電素子２００に圧力が与えられている時間等を検出しても良い。この場合、コンパレータ１５０の出力信号が入力されるコンピュータ３００において、コンパレータ１５０の出力信号の反転のタイミングを検出し、圧力が与えられる時間を検出しても良い。
【００５９】
次に、本実施形態の積分回路１４０Ａの後段にコンパレータ１５０、１６０を設けた場合について説明する。図８は、第二の実施形態におけるコンパレータ１５０、１６０の出力信号を示す図である。
【００６０】
本実施形態では、積分回路１４０Ａの出力信号を鋸波としたため、コンパレータ１５０、１６０の出力信号の反転のタイミングにより圧電素子２００に異なる圧力が与えられたことと、それぞれの圧力が与えられ時間を検出することができる。例えば圧電素子２００が接着された金属板等に対して軽く接触されたこと及び接触時間、金属板等がより強い力で押下されたこと及び押下された時間等を検出することができる。
（第三の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態では、タイミング回路を有する点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の本実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で使用した符号と同様の符号を付与し、説明を省略する。
【００６１】
図９は、第三の実施形態の検出回路１００Ｂを示す図である。本実施形態の検出回路１００Ｂは、アンプ１１０の動作を制御するタイミング回路１７０を有する。タイミング回路１７０には、アンプ１１０を動作させる所定の期間が設定されている。本実施形態では、タイミング回路１７０に設定される所定の期間は、駆動回路４００から出力されるパルス信号がＬレベルの期間内に設定される。
【００６２】
よって本実施形態の検出回路１００Ｂでは、圧電素子２００にパルス信号が供給されていない期間内において、タイミング回路１７０により設定された所定の期間に出力される減衰電圧信号のみを検出することができる。本実施形態では、係る構成により、圧電素子２００から出力される全ての減衰電圧信号を検出せずに、検出回路１００Ｂの用途に合わせて必要とされる範囲の減衰電圧信号のみを検出することができる。
【００６３】
以下に、図１０、図１１を参照して本実施形態における圧電素子２００に与えられる圧力の変化の検出について説明する。始めに、図１０を参照して圧電素子２００に与えられる圧力の変化がない場合の動作を説明する。図１０は、第三の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化がないときの動作を説明する図である。図１１は、第三の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化があるときの動作を説明する図である。
【００６４】
図１０では、図１０（Ｃ）に示すタイミング回路１７０の出力信号が追加された点以外は第一の実施形態の図２と同様である。図１０（Ａ）は、図９に示す回路の点Ａの信号を示しており、駆動回路４００から出力されるパルス信号である。尚図１０（Ａ）の信号は、図２（Ａ）と同様の信号である。図１０（Ｂ）は、図９に示す回路の点Ｂの信号を示しており、アンプ１１０へ入力される信号である。図１０（Ｃ）は、図９に示す回路の点Ｃの信号を示しており、タイミング回路１７０から出力される信号である。図１０（Ｄ）は、図９に示す回路の点Ｄの信号を示しており、アンプ１１０から出力される信号である。
【００６５】
図１０（Ｅ）は、図９に示す回路の点Ｅの信号を示しており、整流回路１３０から出力される信号である。図１０（Ｆ）は、図９に示す回路の点Ｆの信号を示しており、積分回路１４０から出力される信号である。図１０（Ｇ）は、図９に示す回路の点Ｇの信号を示しており、コンパレータ１５０から出力される信号である。
【００６６】
図１１は、図１１（Ｃ）に示すタイミング回路１７０の出力信号が追加された点以外は第一の実施形態の図３と同様である。図１１（Ａ）は、図９に示す回路の点Ａの信号を示しており、駆動回路４００から出力されるパルス信号である。図１１（Ｂ）は、図９に示す回路の点Ｂの信号を示しており、アンプ１１０へ入力される信号である。図１１（Ｃ）は、図９に示す回路の点Ｃの信号を示しており、タイミング回路１７０から出力される信号である。図１１（Ｄ）は、図９に示す回路の点Ｄの信号を示しており、アンプ１１０から出力される信号である。
【００６７】
図１１（Ｅ）は、図９に示す回路の点Ｅの信号を示しており、整流回路１３０から出力される信号である。図１１（Ｆ）は、図９に示す回路の点Ｆの信号を示しており、積分回路１４０から出力される信号である。図１１（Ｇ）は、図９に示す回路の点Ｇの信号を示しており、コンパレータ１５０から出力される信号である。
【００６８】
本実施形態では、駆動回路４００から出力されるパルス信号がＬレベルの期間である期間Ｔｂ内にアンプ１１０を動作させるようにタイミング回路１７０を設定した。図１０の例では、タイミング回路１７０においてアンプ１１０を動作させる期間として期間Ｔｃが設定されている。
【００６９】
本実施形態のアンプ１１０は、Ｈレベルの信号が供給されるとオフとなり、Ｌレベルの信号が供給されるとオンとなり動作する。よって本実施形態のタイミング回路１７０は、期間Ｔｃの開始時Ｔ１においてＨレベルの信号を反転させてＬレベルの信号を出力する。そしてタイミング回路１７０は、出力信号を期間Ｔｃの間Ｌレベルに維持し、期間Ｔｃが経過した時点Ｔ２において出力信号をＬレベルからＨレベルに反転させる。アンプ１１０は、タイミング回路１７０の出力信号により、期間Ｔｃの間のみオンされて動作する。尚期間Ｔｃを決定するＴ１、Ｔ２は、予めタイミング回路１７０に設定されているものとした。
【００７０】
アンプ１１０から減衰電圧信号が出力された後の各回路による動作は、第一の実施形態で説明した通りである。また本実施形態では、タイミング回路１７０の出力信号はアンプ１１０にのみ供給される構成としたが、これに限定されない。本実施形態では、タイミング回路１７０の出力信号は、アンプ１１０と整流回路１３０とに供給されても良い。この場合整流回路１３０は、アンプ１１０と同期して動作する。
【００７１】
また本実施形態では、第一の実施形態で説明したように、積分回路１４０の後段に複数のコンパレータを設けても良い。本実施形態において積分回路１４０の後段に複数のコンパレータを設けた場合、第一の実施形態で説明した効果と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
また本実施形態では、第二の実施形態で説明したように、積分回路１４０の出力信号が鋸波となるようにコンデンサＣの容量と抵抗Ｒの抵抗値とを設計しても良い。この場合本実施形態においても、第二の実施形態で説明した効果と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第一の実施形態の検出回路１００を示す図である。
【図２】、第一の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化がないときの動作を説明する図である。
【図３】第一の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化があるときの動作を説明する図である。
【図４】積分回路１４０の後段にコンパレータが複数設けられた検出回路１００Ａを示す図である。
【図５】第一の実施形態におけるコンパレータ１５０、１６０の出力信号を示す図である。
【図６】第二の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化がないときの動作を説明する図である。
【図７】第二の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化があるときの動作を説明する図である。
【図８】第二の実施形態におけるコンパレータ１５０、１６０の出力信号を示す図である。
【図９】第三の実施形態の検出回路１００Ｂを示す図である。
【図１０】第三の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化がないときの動作を説明する図である。
【図１１】第三の実施形態において圧電素子２００に与えられる圧力の変化があるときの動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００、１００Ａ、１００Ｂ  検出回路
１１０  アンプ
１２０  フィルタ回路
１３０  整流回路
１４０  積分回路
１５０、１６０  コンパレータ
１７０  タイミング回路
２００  圧電素子
３００コンピュータ
４００  駆動回路
【図１】
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【図２】
2009186187.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009186187.tif 000006
【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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【図１０】
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【図１１】
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