JP3762814B2 - 焦電型赤外線センサ用の圧電チョッパの駆動方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体から放出される赤外線を非接触で検知する焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法と構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、焦電型赤外線センサは、電子レンジにおける調理物の温度測定や、エアコンの温度自動調節における人体の位置検出などの幅広い分野で利用されている。焦電型赤外線センサは、ＬｉＴａＯ3 単結晶等の焦電体による焦電効果を利用したものである。
【０００３】
上記の焦電体は自発分極を有しており常に表面電荷を発生しているが、大気中における定常状態では大気中の電荷と結びついて電気的に中性を保っている。この焦電体に赤外線が入射すると焦電体の温度が変化し、これにともない表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化する。この表面電極に発生する電荷量の変化を検知して、赤外線入射量を測定するのが焦電型赤外線センサである。
【０００４】
物体はその温度に応じた赤外線を放射しており、このセンサを用いることにより、物体の温度や位置を測定することができる。焦電効果は赤外線の入射量の変化に起因するものであり、焦電型赤外線センサとして物体の温度を検出する場合には赤外線入射量を変化させる必要がある。この手段として用いられるのがチョッパであり、入射する赤外線を強制的に断続して検出物体の温度を検出する。従来のチョッパとしては、電磁モータ及び圧電アクチュエータ等を利用したチョッパが主に用いられていた。
【０００５】
このチョッパとして用いられる圧電アクチュエータは、金属等の弾性薄板に圧電セラミックを接着して貼合わせ、素子（以下、バイモルフ型素子と呼ぶ）を構成して片端を保持固定し、圧電セラミックに電圧を印加した時のひずみにより屈曲運動を発生させるようにしている。
【０００６】
図２３は、バイモルフ型の圧電アクチュエータをチョッパとして用いた焦電型赤外線センサの構成を示す斜視図である。図２３において、１０は弾性シム材、１１は圧電セラミック、１２は遮蔽板、１３は台座、１４は固定具、１５は焦電型赤外線センサ素子を有する赤外線検出部、１６は対象物から放射された赤外線である。
【０００７】
弾性シム材１０の一面には、圧電セラミック１１が接着され、バイモルフ型素子よりなる駆動部１０ａが構成されている。圧電セラミック１１は表面に電極が形成され、また厚さ方向に分極処理が施されている。
【０００８】
駆動部１０ａの先端には変位拡大部としての振幅拡大部１０ｂが弾性シム材１０のみで形成されている。また、駆動部１０ａは台座１３と固定具１４とにより、弾性シム材１０の一部分が挟み込まれることにより保持されている。振幅拡大部１０ｂの自由端の先端部分には遮蔽部材である遮蔽板１２が取り付けられている。遮蔽板１２の近傍には赤外線検出部１５が遮蔽板１２に接触しないように配置されている。
【０００９】
弾性シム材１０と圧電セラミック１１の間に電界が印加されると、駆動部１０ａは片端固定の屈曲運動を発生し、その先端に結合された振幅拡大部１０ｂをも励振する。そして、先端に取り付けられた遮蔽板１２は電界の印加方向の変化に応じて往復運動を行う。この遮蔽板１２の往復運動により赤外線検出部１５に入射する赤外線１６が断続される。
【００１０】
図２４に示すように、上記構成では、駆動部１０ａと振幅拡大部１０ｂの２つの共振周波数を近接させている。そのため、駆動部１０ａの共振特性と振幅拡大部１０ｂの共振特性が影響し合って、駆動周波数変化に鈍感な変位の安定領域を作り出すことが可能となり、駆動周波数ー変位特性が安定な優れたチョッパを実現することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の焦電型赤外線センサ用の圧電チョッパは、２つの基本次共振周波数の間の周波数を駆動周波数に設定している。そのため、起動時において、駆動信号を急激に印加する事により、駆動周波数に含まれる他の周波数成分が、それぞれの共振周波数での振動をも励振させてしまう。
【００１２】
これにより、圧電チョッパには見かけ上、駆動周波数による駆動での駆動周波数の振動と、それぞれの共振周波数の差のビート周波数の振動が励振され、図２５に示すような駆動周波数にビート成分が重畳される状態（以下、暴走現象と呼ぶ）に陥る。その結果、圧電チョッパが安定状態になるまで、チョッパとして使用できなくなり、センサの高速測温機能の実現や、安定状態になるまでの消費電力が損失となり低消費電力化の大きな妨げとなっていた。
【００１３】
本発明は、従来のこのような課題を考慮し、圧電チョッパの起動特性を改善し、赤外線センサの高速測温機能の向上と低消費電力化が可能な焦電型赤外線センサ用の圧電チョッパの駆動方法及び圧電チョッパを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、弾性体と圧電体よりなる駆動部及び弾性体のみよりなる変位拡大部を持つ片持ち梁構造のバイモルフ素子と、そのバイモルフ素子を保持する保持具と、変位拡大部の先端部に設けられ、赤外線を入射／遮断するための遮蔽部材とを備えた圧電チョッパの駆動方法であって、圧電チョッパの起動時に、駆動信号の電圧レベルを、変位拡大部の先端部の動きの変動と逆になるように変化させて駆動信号を印加する焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法である。
【００１５】
請求項５の本発明は、弾性体と圧電体よりなる駆動部及び弾性体のみよりなる変位拡大部を持つ片持ち梁構造のバイモルフ素子と、そのバイモルフ素子を保持する保持具と、変位拡大部の先端部に設けられ、赤外線を入射／遮断するための遮蔽部材とを備えた圧電チョッパの駆動方法であって、圧電チョッパの起動時に、駆動信号の駆動周波数を時間の経過と共に、駆動部の共振周波数近傍、あるいは変位拡大部の共振周波数の近傍から所定の駆動周波数へ移動させながら駆動信号を印加する焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に関連する発明の第１の構成例の圧電チョッパ駆動回路のブロック図である。図１において、２１は発振回路、２２は整形回路、２３はアンプ、２４はバイモルフ型素子、２５はＣＰＵを有する演算回路である。
【００２０】
発振回路２１で作られた駆動周波数の小信号は、整形回路２２でデューティ比を５０：５０に整えられる。そして、アンプ２３で増幅されバイモルフ型素子２４に印加される。ところで、アンプ２３には演算装置２５が付加されており、アンプ２３の昇圧比を制御している。
【００２１】
そこで、演算装置２５により、素子への印加電圧を一次関数的に変化させて出力する。そのときの出力結果の一例が図２に示されている。
【００２２】
これにより、起動時の高調波成分を削減し、従来問題となっていた起動時の暴走現象（図２２参照）を、図３に示すように改善する事が可能となった。
【００２３】
なお、本構成例では、バイモルフ素子２４の印加電圧を一次関数的に起動時から増加させる事例について述べたが、印加電圧の変化の方法はこれに限定されるものではなく、例えば、所定の関数として２次関数などのべき乗関数的、あるいは指数関数的、対数関数的などの変化の仕方で起動時から増加させても同様の効果がある。
図４は、本発明に関連する発明の第２の構成例の圧電チョッパ駆動回路のブロック図である。尚、図１に示した第１の構成例と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００２４】
この第２の構成例が前述の第１の構成例と異なる点は、演算装置２５を外して、アンプ２３の出力側に抵抗２６と容量素子２７が接続されている点である。
【００２５】
具体的には、起動時の素子への印加信号の高調波成分除去をこの抵抗２６と容量素子２７よりなるローパスフィルタによって行っている。
【００２６】
以上の構成により、第１の構成例と同様の効果に加えて、演算装置に代えて２素子を追加するだけで同様の効果が得られるため、低コスト化の効果も同時に得られる。
【００２７】
なお、本構成例では、アンプ２３の出力側にローパスフィルタを接続する構成としたが、これに代えて、アンプ２３の入力側にローパスフィルタを接続する構成としても同様の効果が得られる。
〔第１の実施の形態〕図５は、本発明にかかる第１の実施の形態の圧電チョッパ駆動回路のブロック図である。尚、図１に示した第１の構成例と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００２８】
この第１の実施の形態と第１の構成例とは、素子への印加電圧の制御精度の点が異なっている。
【００２９】
具体的には、図５の回路ブロック図は上述の第１の構成例と同一であるが、本実施の形態では、演算装置２５が制御する印加電圧パターンは、予めチェックされている起動時の素子変位挙動パターンに対応したものであり、これは演算装置２５に記憶させて使用する。
【００３０】
実際に、演算装置２５に記憶させる信号の決定方法について説明する。
【００３１】
まず、素子を未制御で駆動し、未制御時の起動特性を得る。そのときの起動特性の一例を図６に示す。
【００３２】
次に、この起動特性を基にして、起動時に圧電チョッパの変位特性が一定になるような図７に示す印加信号を作成する。
【００３３】
そして、その印加信号（図７参照）を演算装置２５の記憶部（図示省略）に記憶させ、バイモルフ型素子２４の起動時に、整形回路２２の信号を記憶したパターンと同じ信号になるように制御して増幅し、その駆動信号を素子に印加する事により優れた起動特性を確保することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、素子を１素子づつチェックして、起動時の変位挙動パターンを得る場合について述べたが、これに限らず、例えば、製造ロット毎、同じタイプ毎などをグループとして、そのグループの代表的な素子の変位挙動パターンを得て、それで代表させてもよい。
〔第２の実施の形態〕図８は、本発明にかかる第２の実施の形態の圧電チョッパ駆動回路のブロック図である。尚、図５に示した第１の実施の形態と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００３５】
前述の第１の実施の形態では、演算装置に予め素子の振動挙動を記憶させ、それを基に印加電圧を制御していたのに対して、この第２の実施の形態では、駆動時に素子の振動挙動を検出し、その検出結果に基づいて印加電圧の制御を行っている。
【００３６】
具体的には、図８に示すように、バイモルフ型素子２４と同じ電気容量の容量素子２７を並列に接続し、バイモルフ型素子２４と容量素子２７とを抵抗３０で接続し、更に抵抗３０の両端部を抵抗２８，２９により接地する。この構成において、抵抗３０の両端の電圧、あるいは抵抗３０を流れる電流を検出して、これを基に制御回路３１によってアンプ２３の昇圧比を制御している。
【００３７】
通常、素子の振動挙動と圧電セラミックのひずみ量は一定の関係を維持している。また、圧電セラミックのひずみ量と圧電セラミックの電極に印加される電荷量（圧電セラミックを流れる電流）とは比例の関係がある。従って、素子の振動挙動と圧電セラミックを流れる電流には一定の関係が存在する。
【００３８】
ところが、圧電セラミックを流れる電流は機械腕電流と呼ばれる圧電セラミックのひずみに寄与する電流と電気腕電流と呼ばれる圧電セラミックの容量素子部分を流れる電流に二分され、正確に素子振動を把握するには機械腕電流の検出が必要となる。
【００３９】
そこで、本実施の形態の構成では、バイモルフ型素子２４と同じ電気容量の容量素子２７を並列に接続する事により、容量素子２７側に電気腕電流を流す。また、バイモルフ型素子２４側には機械腕電流＋電気腕電流が流れているため、抵抗３０には機械腕電流が流れる構成になってる。そして、この機械腕電流の変化を抵抗３０によって電圧変化に変換し、制御回路３１に入力している。
【００４０】
以上の構成により、新たに振動を検出するセンサを追加する事なしに、素子の振動状態を検出し、印加電圧を高精度で制御する事により、チョッパの起動特性を改善することが可能である。
〔第３の実施の形態〕図９は、本発明の第３の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。尚、図５に示した第１の実施の形態と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００４１】
第１の実施の形態では、演算装置に予め素子の振動挙動を記憶させ、それを基に印加電圧を制御していたのに対して、この第３の実施の形態では、駆動時に素子の振動挙動を検出し、印加電圧の制御を行っている。
【００４２】
具体的には、バイモルフ型素子２４の表面電極の一部にセンサ電極４０を設け、そのセンサ電極４０に発生する電荷を基に素子への印加電圧を制御している。
【００４３】
通常、素子の振動挙動と圧電セラミックのひずみ量は一定の関係を維持している。また、圧電セラミックのひずみ量と圧電セラミック表面電極（センサ電極）に発生する電荷は比例関係をもつ。従って、素子の振動挙動と圧電セラミックのセンサ電極４０に発生する電荷は一定の関係を維持している。
【００４４】
そこで、本実施の形態の構成では、バイモルフ型素子２４の表面電極の一部にセンサ電極４０を形成し、その電極に発生する電荷（電圧）を制御回路３１に入力し、それを基にアンプ２３の昇圧比を制御している
以上の構成により、新たに振動を検出するセンサを追加する事なしに、素子の振動状態を検出し、印加電圧を高精度で制御する事により、チョッパの起動特性を改善することが可能ある。
【００４５】
また、図１０は、同圧電チョッパのセンサ電極の第一の例を示す図である。
【００４６】
具体的には、駆動部に貼り付けた圧電セラミック１１の表面側の電極を幅方向に３つの部分（中央部を全体の１／３以下とし、２つの両端部を等面積にした）に分割し、中央部の電極をセンサ用電極４０、両端部の電極を駆動用電極４１とする。
【００４７】
圧電セラミックは、電荷が印加されるとひずみを発生する。この効果を利用し、チョッパを駆動しているのが、駆動用電極４１である。ところが、同時に逆の効果も起こる。つまり、ひずみが圧電セラミックに付加されれば、表面電極に電荷を発生する。この現象を利用したのがセンサ電極４０であり、振動の状態を検出する事が可能である。
【００４８】
センサ用電極４０を必要最小限の面積でバランスよく配置することにより、センサ電極４０が駆動の負荷に必要以上になるのを防ぎ、素子にねじり振動を励振してしまうことを防止している。
【００４９】
同様に、図１１は、同圧電チョッパのセンサ電極の第二の例を示す図である。図１０とは、センサ用電極４０と駆動用電極４１の位置が異なっている。
【００５０】
具体的には、駆動部に貼り付けた圧電セラミック１１の表面側の電極を幅方向に３つの部分（中央部を全体の１／２以上とし、２つの両端部を等面積にした）に分割し、中央部の電極を駆動用電極４１、両端部の電極をセンサ用電極４０とする。
【００５１】
図１０と同様の効果に加え、センサ用電極４０を駆動用電極４１の両脇に設けることにより、耐湿性向上のために通常必要な圧電セラミックの電極の後退をセンサ用電極４０で代用することができ、駆動面積を大きくすることができる。
【００５２】
なお、センサ用電極４０を長さ方向に分割しても問題は無く、分割数も３分割にこだわる必要はない。
〔第４の実施の形態〕図１２は、本発明の第４の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。尚、図１に示した第１の構成例と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００５３】
第１の構成例では、素子への印加電圧のレベルを制御していたが、この第４の実施の形態では、素子への印加信号の周波数を制御している点が異なっている。
【００５４】
具体的には、発振回路２１に演算装置２５と２つ以上の発振器（ここでは３つ）からなる発振器群３２を追加し、演算装置２５で発振器を切り替えることにより、駆動信号の周波数を起動時に時間的に変化させている。
【００５５】
また、図１３に示すように、起動時の駆動周波数は振幅拡大部の共振より、わずかに駆動周波数側に寄った周波数に設定し、徐々に本来の駆動点周波数へ移行させるように演算装置２５を動作させる。これにより、起動時には振幅拡大部の共振振動のみが励振され、徐々に目標周波数の振動に移行して行くため、起動時の暴走現象を抑制することができる。図１４に本実施の形態による起動時の素子変位挙動結果の一例を示す。
【００５６】
以上の構成により、従来に比べて圧電チョッパの起動特性を著しく改善することが可能である。
【００５７】
なお、本実施の形態では、駆動周波数の移行を、振幅拡大部の共振よりわずかに駆動周波数側に寄った周波数から行ったが、駆動部の共振よりわずかに駆動周波数側に寄った周波数から移行しても同様の効果が得られる。
〔第５の実施の形態〕図１５は、本発明の第５の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。尚、図１２に示した第４の実施の形態と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００５８】
この第５の実施の形態が第４の実施の形態と異なる点は、演算装置及び発振器群に代えて周波数可変発振器３３を設けている点である。
【００５９】
具体的には、発振回路２１の発振器として、例えばＶＣＯなどの周波数可変発振器３３を使用している。この周波数可変発振器３３は外部より出力信号の周波数を制御できるため、第４の実施の形態と同様の動作を実現することができ、従って、第４の実施の形態と同様の効果が得られる。
図１６は、本発明に関連する発明の第３の構成例における圧電チョッパの構成の第一の例を示す図である。尚、図２３に示した従来例と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。ここで、バイモルフ素子は、圧電セラミック１１を有する駆動部１０ａ及び変位拡大部である振幅拡大部１０ｂを持つ片持ち梁構造であり、また、台座１３及び固定具１４が保持具を構成している。この第３の構成例は従来例とは、共振特性が異なっている。
【００６０】
具体的には、図１６のチョッパ構成において、駆動部１０ａの共振抵抗を振幅拡大部１０ｂの共振抵抗に比べ、２倍以上小さくするように素子寸法を決定することにより、駆動部１０ａと振幅拡大部１０ｂとの間の所定の駆動周波数での駆動においても、不要振動として従来励振されていた駆動部と振幅拡大部の共振振動が、駆動部の共振振動と非常に振幅の小さい振幅拡大部の共振振動となる。これにより、振幅拡大部の共振振動の影響は殆どなくなり、駆動周波数の振動と駆動部の共振振動の振動が起動時に励振される場合とほぼ同等の状態となる。
【００６１】
その結果、新たに制御回路を付加することなしに、図１９に示すように、従来の起動特性に比べて、より安定な起動特性を示す。尚、図１８に、本構成例の構成の共振特性の一例を示す。
【００６２】
また、本共振特性を実現するための別の構成の一例を図１７に示す。図１６との違いは、駆動部１０ａと振幅拡大部１０ｂの結合部である。
【００６３】
具体的には、結合部の幅を小さくして、結合部の曲げ剛性を弱くし、振幅拡大部１０ｂの基本モード振動を起こりにくくすることにより、振幅拡大部１０ｂの共振抵抗を大きくしている。
【００６４】
なお、結合部の幅を小さくせずに、スリットを形成したり、板厚を薄くしたりする事などにより、曲げ剛性を低下させ、同等の効果が得られる。
【００６５】
また、振幅拡大部１０ｂの自由端に取り付けた遮蔽板１２の質量を大きくすることにより、振幅拡大部１０ｂの基本モード振動を起こりにくくすることによっても同様の効果が得られる。
図２０は、本発明に関連する発明の第４の構成例における圧電チョッパ構成の第一の例を示す図である。尚、図１６に示した第３の構成例と同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００６６】
この第４の構成例は第３の構成例とは、共振特性が異なっている。
【００６７】
具体的には、図２０のチョッパ構成において、図２２に示すように、駆動部１０ａの共振抵抗を振幅拡大部１０ｂの共振抵抗に比べ、２倍以上大きくなるように素子寸法を決定することにより、駆動部１０ａと振幅拡大部１０ｂとの間の所定の駆動周波数での駆動においても、不要振動として従来励振されていた駆動部と振幅拡大部の共振振動が、振幅拡大部の共振振動と非常に振幅の小さい駆動部の共振振動となる。
【００６８】
これにより、駆動部の共振振動の影響は殆どなくなり、駆動周波数の振動と振幅拡大部の共振振動の振動が起動時に励振される場合とほぼ同等の状態となる。
【００６９】
以上の構成により、第３の構成例と同様の効果が得られるのと、同時に、駆動部１０ａの共振抵抗を大きくしたため、駆動時の駆動部１０ａの振動を小さく抑えることができ、圧電セラミックや接着層にかかるひずみを小さくすることができ、素子の信頼性を向上することができる。
【００７０】
また、本共振特性を実現するための別の構成の一例を図２１に示す。図１６との違いは、駆動部１０ａの圧電セラミック１１の端から固定具１４までの距離を長くしている。これにより、駆動部１０ａの基本モード振動を起こりにくくし、駆動部１０ａの共振抵抗を大きくしている。
【００７１】
なお、圧電セラミック１１の端から固定具１４までの距離を長くせずに、圧電セラミック１１の端から固定具１４までの間の弾性シム材１０上にスリットを形成したり、圧電セラミック１１の端から固定具１４までの間の板厚を薄くしたり、固定具１４や台座１３の少なくとも弾性シム材１０を挟む部分を、例えば、シリコン、天然ゴムなどのヤング率の小さい材料で構成する事などによっても基本モード振動を起こりにくくし、同等の効果が得られる。
【００７２】
また、振幅拡大部１０ｂと遮蔽板１２の質量を大きくすることにより、駆動部１０ａの基本モード振動を起こりにくくすることによっても同様の効果が得られる。
【００７３】
以上の構成により、圧電チョッパの起動特性を改善することができ、焦電型赤外線センサの高速測温機能の向上が可能となる。更に、圧電チョッパの起動後、すぐに安定状態になるので、従来のような起動時における消費電力損失がほとんどなく、低消費電力化による電池の長寿命化が可能になる。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように本発明は、圧電チョッパの起動時に、駆動信号の電圧レベルを、時間の経過とともに所定レベルまで変化させながら駆動信号を印加するので、赤外線センサの高速測温機能の向上と低消費電力化が可能になるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の構成例における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の構成例における圧電チョッパ駆動回路により、素子印加電圧を一次関数的に変化させた出力電圧の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の構成例における圧電チョッパ駆動回路により、圧電チョッパを駆動した結果の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の構成例における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図６】同第１の実施の形態における圧電チョッパの未制御時の駆動結果を示す図である。
【図７】同第１の実施の形態における圧電チョッパの印加信号の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】同第３の実施の形態における圧電チョッパのセンサ電極の第一の例を示す図である。
【図１１】同第３の実施の形態における圧電チョッパのセンサ電極の第二の例を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図１３】同第４の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の動作説明図である。
【図１４】同第４の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路により、圧電チョッパを駆動した結果の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態における圧電チョッパ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第３の構成例における圧電チョッパの構成の第一の例を示す図である。
【図１７】同第３の構成例における圧電チョッパ構成の第二の例を示す図である。
【図１８】同第３の構成例における圧電チョッパの共振特性の一例を示す図である。
【図１９】同第３の構成例における圧電チョッパを駆動した結果の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第４の構成例における圧電チョッパ構成の第一の例を示す図である。
【図２１】同第４の構成例における圧電チョッパ構成の第二の例を示す図である。
【図２２】同第４の構成例における圧電チョッパの共振特性の一例を示す図である。
【図２３】従来の圧電チョッパの構成の一例を示す図である。
【図２４】従来の圧電チョッパの駆動周波数と変位量の関係の一例を示す図である。
【図２５】従来の圧電チョッパを駆動した結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 弾性シム材
１０ａ 駆動部
１０ｂ 振幅拡大部
１１ 圧電セラミック
１２ 遮蔽板
１３ 台座
１４ 固定具
１５ 赤外線検出部
１６ 赤外線
２１ 発振回路
２２ 整形回路
２３ アンプ
２４ バイモルフ型素子
２５ 演算装置
２６，２８，２９，３０ 抵抗
２７ 容量素子
３１ 制御回路
３２ 発振器群
３３ 周波数可変発振器

Claims (7)

1. 弾性体と圧電体よりなる駆動部及び弾性体のみよりなる変位拡大部を持つ片持ち梁構造のバイモルフ素子と、そのバイモルフ素子を保持する保持具と、前記変位拡大部の先端部に設けられ、赤外線を入射／遮断するための遮蔽部材とを備えた圧電チョッパの駆動方法であって、前記圧電チョッパの起動時に、駆動信号の電圧レベルを、前記変位拡大部の先端部の動きの変動と逆になるように変化させて前記駆動信号を印加させることを特徴とする焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法。
2. 起動時に印加する前記駆動信号の電圧レベル変化は、予め求めた起動時の変化パターンに基づいて行うことを特徴とする請求項１の焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法。
3. 起動時に印加する前記駆動信号の電圧レベル変化は、前記バイモルフ素子に流れる電流変化を検出し、その検出した電流変化に応じて行うことを特徴とする請求項１の焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法。
4. 圧電体は、電圧変化を検出するためのセンサ用電極を有するものであって、前記起動の際に印加する駆動信号の電圧レベル変化は、前記センサ用電極により検出された電圧変化に基づいて行うことを特徴とする請求項１の焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法。
5. 弾性体と圧電体よりなる駆動部及び弾性体のみよりなる変位拡大部を持つ片持ち梁構造のバイモルフ素子と、そのバイモルフ素子を保持する保持具と、前記変位拡大部の先端部に設けられ、赤外線を入射／遮断するための遮蔽部材とを備えた圧電チョッパの駆動方法であって、前記圧電チョッパの起動時に、駆動信号の駆動周波数を時間の経過と共に、前記駆動部の共振周波数近傍、あるいは前記変位拡大部の共振周波数の近傍から所定の駆動周波数へ移動させながら前記駆動信号を印加することを特徴とする焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法。
6. 起動時に印加する前記駆動信号の前記駆動周波数の移動は、所定の関数に基づいて行うことを特徴とする請求項５記載の焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法。
7. 起動時に印加する前記駆動信号の前記駆動周波数の移動は、周波数可変型の発振器を用いて行うことを特徴とする請求項５記載の焦電型赤外線センサ用圧電チョッパの駆動方法。

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