光接收電路、用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光接收電路、用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備和系統(tǒng)。本發(fā)明的實施例的光接收電路包括被配置為接收光脈沖信號的光檢測器和連接到光檢測器的負載。一個電路包括光檢測器和負載的電阻分量。此電路被配置為輸出非脈沖信號。
【專利說明】光接收電路、用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及光接收電路、使用光接收電路的用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備和使用該驅(qū)動設(shè)備的系統(tǒng)。具體地，本公開涉及在光通信線路的接收側(cè)的光接收電路、使用光接收電路的用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備和使用驅(qū)動設(shè)備的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,諸如機械手(manipulator)之類的醫(yī)療機器人設(shè)備已被積極地研究。一個典型示例是使用核磁共振成像(MRI)裝置的醫(yī)療系統(tǒng)，并且該醫(yī)療系統(tǒng)使得用戶能夠控制機械手的機器人臂的位置并且在觀看MR圖像的同時執(zhí)行準確的活體檢查和治療。MRI是用于為受體(樣本)的要被測量的部位提供靜磁場和由特定的射頻磁場生成的電磁波、通過向受體內(nèi)部施加由該提供引起的核磁共振現(xiàn)象來創(chuàng)建圖像、并且獲得關(guān)于樣本的信息的醫(yī)療系統(tǒng)。
[0003]因為MRI使用高的磁場，所以不可以使用包括鐵磁體作為機器人臂的電源的電磁電動機。因而，振動型致動器(典型代表是超聲馬達)適合于電源。由用于振動型致動器的控制器生成的射頻噪聲也對MR圖像有影響，因而必須顯著地抑制或阻止來自于控制器的噪聲。
[0004]日本專利公開N0.2000-184759描述根據(jù)振動型致動器的驅(qū)動波形的脈沖寬度生成的諧波量的變化并且還示出了由變換器將脈沖信號的電壓升壓的電路布置。像在這種情況下一樣，振動型致動器通常由偽正弦波驅(qū)動，在偽正弦波中，通過利用電感器元件或其它元件使脈沖電壓的波形成圓形。因為基于脈沖電壓生成波形，所以偽正弦波的波形除了具有低階基波之外，還疊加了具有基波頻率的整倍數(shù)的頻率的諧波。
[0005]新能源工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織(NEDO)的“Basic Contract Accomplishment Reportof Research and Development of Miniature Surgical Robotic System AchievingFuture Medical Treatment”公開了這樣一種配置,其中用于振動型致動器的控制器和驅(qū)動電路被布置在磁屏蔽室之外并且利用雙屏蔽電纜連接到磁屏蔽室內(nèi)部的振動型致動器。此配置還包括在電纜經(jīng)過墻壁的部分中的線路濾波器，并且可以防止噪聲進入磁屏蔽室。為了減小由振動型致動器中流動的電流引起的電磁噪聲，振動型致動器被放置在鋁盒中以經(jīng)受電磁屏蔽。
[0006]在日本專利公開N0.2000-184759中所示的已知的驅(qū)動電路可以使用由變換器的次級側(cè)上的電感器和振動型致動器的阻尼電容形成的濾波器特性在一定程度上平滑驅(qū)動波形。也就是說，可以在一定程度上抑制諧波分量。但是，因為最后一個輸出級也由開關(guān)電路制成，所以緊接在從電路輸出之后的波形原則上包含許多疊加的諧波分量。因而，當在放置MRI裝置的磁屏蔽室中激活振動型致動器時，發(fā)生在MR圖像中混入噪聲的問題。此外，因為這樣的驅(qū)動電路具有不平坦的頻率響應特性，所以波形也通過由振動型致動器的振幅的變化引起的阻抗的變化而極大地改變。因此，噪聲的頻率特性可以根據(jù)驅(qū)動條件而變化。
[0007]在上述NEDO的報告中描述的配置中，到振動型致動器的電纜是雙屏蔽的，并且線路濾波器被布置在到磁屏蔽室內(nèi)部的連接端口中。但是，因為振動型致動器電連接到驅(qū)動電路和控制器，所以難以完全地阻止射頻噪聲。因而，當在MRI裝置附近驅(qū)動振動型致動器時，在MR圖像中可能混入噪聲。當振動型致動器的布線長度長時，取決于布線的負載容量可能增大，并且功耗可能增大。抑制來自于被配置為生成用于振動型致動器的驅(qū)動波形信號的單元的電磁噪聲的一種方法可以是將驅(qū)動波形信號轉(zhuǎn)換成光脈沖信號并且發(fā)送它的方法。具體地，當布置MRI裝置的磁屏蔽室內(nèi)部的振動型致動器被驅(qū)動時，一個可能有效的方式可以是不使用開關(guān)電路而是在將光脈沖信號轉(zhuǎn)換為電信號之后在驅(qū)動電路的輸出級中使用線性放大器。但是，在這種情況下，如果振動型致動器的數(shù)目和電路通道的數(shù)目增大，則必須進一步包括具有足夠用于發(fā)送驅(qū)動脈沖信號的寬范圍的高速光電轉(zhuǎn)換電路和用于將脈沖信號轉(zhuǎn)換成非脈沖信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器或濾波器電路。因此，出現(xiàn)驅(qū)動設(shè)備傾向于具有大尺寸并且昂貴的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實施例提供一種被配置為接收光脈沖信號并且能夠減小諧波分量的低成本的光接收電路。
[0009]本發(fā)明的實施例的光接收電路包括被配置為接收光脈沖信號的光檢測器和連接到光檢測器的負載。包括光檢測器和負載的電阻分量的電路輸出非脈沖信號。
[0010]本發(fā)明的進一步的特征通過參考附圖對示范性實施例的以下描述將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是示出了根據(jù)第一實施例的系統(tǒng)概要的圖。
[0012]圖2是示出了根據(jù)第一實施例的振動型致動器的配置的圖。
[0013]圖3是示出了根據(jù)第一實施例的驅(qū)動電路的概要的圖。
[0014]圖4A是示出了根據(jù)第一實施例的光接收電路的概要的圖，圖4B是示意地示出了光電轉(zhuǎn)換元件的特性的圖。
[0015]圖5是示出了第一實施例中的每個部分的操作波形的概要的圖。
[0016]圖6是示出了根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)概要的圖。
【具體實施方式】
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例的光接收電路可以具體地用在用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備(驅(qū)動電路)中。光接收電路也可以不僅被用作用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備，而且被用作用于照明裝置和其它裝置的驅(qū)動設(shè)備。包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的光接收電路的驅(qū)動設(shè)備可被用在包括MRI裝置和其它裝置的系統(tǒng)中。MRI裝置利用射頻(RF)脈沖照射樣本，并且使用高靈敏度接收線圈(RF線圈)接收樣本響應于照射生成的電磁波。然后MRI裝置基于來自于接收線圈的接收信號獲得磁共振(MR)圖像作為關(guān)于樣本的信息。根據(jù)本發(fā)明的實施例的振動型致動器和用于其的驅(qū)動設(shè)備不局限于應用到上述醫(yī)療系統(tǒng)。二者也可應用到用于測量與電磁波和磁力有關(guān)的物理量(例如，磁通量密度“特斯拉[T] ”、磁場強度“A/m”和電場強度“V/m”)的裝置或系統(tǒng)。
[0018]下面參考附圖描述本發(fā)明的實施例。在下面的實施例中，描述在MRI裝置內(nèi)部使用的用于振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備包括本發(fā)明的光接收電路的示例。下面的實施例不限制與權(quán)利要求書的范圍有關(guān)的本發(fā)明，并且不是在實施例中描述的特性的所有組合都是本發(fā)明的解決方案所必需的。
[0019]〈第一實施例〉
[0020]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的醫(yī)療系統(tǒng)的配置的圖。此系統(tǒng)執(zhí)行功能磁共振成像(fMRI)。fMRI是使用MRI裝置使由大腦和脊柱活動引起的血流的變化可視化的技術(shù)。此系統(tǒng)通過使用振動型致動器移動機器人臂基于時序改變接觸刺激并且測量大腦內(nèi)部的對應的血流的變化。除了接觸刺激以外,諸如視覺刺激和聽覺刺激之類的各種類型的刺激作為用在該系統(tǒng)中的刺激被研究。具體地，當機器人臂或另一個工具被移動到MRI裝置內(nèi)部時，由驅(qū)動源產(chǎn)生的電磁噪聲減小并且通過磁屏蔽使得構(gòu)件消磁。
[0021](MRI裝置的基本配置)
[0022]首先，參考圖1將包括MRI裝置的系統(tǒng)的配置描述為根據(jù)本實施例的醫(yī)療系統(tǒng)?？蓱帽景l(fā)明的實施例的系統(tǒng)至少包括布置在磁屏蔽室I內(nèi)部的測量單元和布置在磁屏蔽室I外部的控制器8。
[0023]MRI裝置具體地對稱為拉莫(Larmor)頻率的頻率附近的電磁噪聲敏感，該頻率根據(jù)特定于裝置的磁場強度來確定。拉莫頻率是受體6的大腦內(nèi)部的原子核的磁偶極矩的回旋頻率。對于MRI裝置一般臨床使用的0.2T到3T的磁場強度，拉莫頻率的范圍為從8.5MHz到128MHz。因而，必須顯著地減小在磁屏蔽室中操作的設(shè)備中的該范圍的頻率的電磁噪聲的發(fā)生。但是，因為使用中央處理單元(CPU)或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的控制器8通常利用大約IOMHz到50MHz的外部時鐘進行操作，所以由該時鐘信號產(chǎn)生的電磁噪聲主要重疊在包括諧波時的拉莫頻率的范圍。由于此，被配置為測量出現(xiàn)在大腦內(nèi)部的弱磁場的變化的測量單元被布置在阻止外部噪聲的影響的磁屏蔽室I的內(nèi)部。
[0024]MRI裝置的測量單元至少包括用于產(chǎn)生靜磁場的超導磁體2、用于產(chǎn)生梯度磁場以識別三維位置的梯度線圈3、用于利用電磁波照射受體6并且接收電磁波的RF線圈4、和用于受體6的工作臺5。RF線圈4對應于接收部分。超導磁體2和梯度線圈3 二者在實際中為圓柱形的，并且二者示出在圖1中以使得它們的半部分被去除。RF線圈4專用于測量大腦內(nèi)部的MR成像，并且被構(gòu)造為管狀形式，以便覆蓋躺在工作臺5上的受體6的頭部。MRI裝置的測量單元產(chǎn)生各種序列的梯度磁場并且根據(jù)來自于布置在磁屏蔽室I外部的控制部分(沒有示出)的控制信號發(fā)射電磁波。外部控制部分(沒有示出)使用來自于RF線圈4的接收信號獲得關(guān)于大腦內(nèi)部的各個種類的信息。用于控制電磁波的此控制部分可以包括在控制器8中。
[0025]機器人臂7被固定在測量單元中的工作臺5上。機器人臂7可以在基體的兩個關(guān)節(jié)和樞軸的三個自由度內(nèi)移動，并且可以使得在臂的端部處的接觸球通過任何按壓力與受體6的任何位置按壓接觸并且可以為受體6提供時序的刺激。機器人臂7的關(guān)節(jié)和樞軸基體的每一個裝備有圖2所示的振動型致動器、轉(zhuǎn)動傳感器和力傳感器(二者都沒有示出)。轉(zhuǎn)動傳感器和力傳感器的每一個的信號被轉(zhuǎn)換為光脈沖信號，并且它通過光纖9被發(fā)送到布置在磁屏蔽室I外部的控制器8。機器人臂7的關(guān)節(jié)的每一個裝備有振動型致動器，并且振動型致動器是用于直接驅(qū)動關(guān)節(jié)的機構(gòu)。因而，整體剛性是高的，并且機器人臂7的操作可以為受體6提供寬的頻率范圍內(nèi)的各種刺激。包括振動型致動器的機器人臂7的主結(jié)構(gòu)由非磁性材料制成，并且它被設(shè)計為最小化與由超導磁體2產(chǎn)生的靜磁場的干擾。
[0026]在實際測量中，首先，要求受體6用他的或她的手抓住機器人臂7的端部并且盡可能不移動他的或她的手臂。然后，在由機器人臂7產(chǎn)生力的同時基于時序改變力的大小、其方向模式和其它元素，并且測量受體6的大腦內(nèi)部的血流的變化。對于這樣的測量，因為必須連續(xù)地施加力，所以驅(qū)動機器人臂7持續(xù)。
[0027]控制器8根據(jù)用于為受體6提供刺激的時序信號與預設(shè)路線和預設(shè)按壓力之間的比較結(jié)果以及來自于轉(zhuǎn)動傳感器和力傳感器的信息，輸出用于驅(qū)動振動型致動器的驅(qū)動信號(驅(qū)動波形)。驅(qū)動信號是其中作為波形數(shù)據(jù)的正弦波被脈寬調(diào)制的脈沖信號。此脈寬調(diào)制信號在控制器8內(nèi)部被轉(zhuǎn)換為光脈沖信號,并且光脈沖信號通過光纖10被發(fā)送到磁屏蔽室I中。光纖10對應于光發(fā)送單元。也就是說，在圖1中，控制器8包括被配置為生成驅(qū)動波形的波形生成單元和被配置為將驅(qū)動波形轉(zhuǎn)換成光脈沖信號的光發(fā)送電路。
[0028]光接收器11將從控制器8輸出的光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電信號。光接收器11對應于光接收電路。從光接收器11輸出的電信號是非脈沖信號。具體地，脈寬調(diào)制信號的諧波分量被去除，并且輸出結(jié)果的正弦信號。
[0029]線性放大器12線性地放大從光接收器11輸出的正弦信號并且將它施加到振動型致動器。線性放大器12對應于線性放大單元。因為使用線性放大器12，所以在本實施例中包含在驅(qū)動電壓中的諧波分量小于在使用開關(guān)放大器時的諧波分量。因為線性放大器的輸出阻抗低，所以即使振動型致動器的阻抗特性改變，施加于振動型致動器的驅(qū)動電壓的波形的變化也小。在本實施例中，光接收器11和線性放大器12構(gòu)成驅(qū)動電路。下面參考圖3描述驅(qū)動電路的細節(jié)。
[0030](振動型致動器的配置)
[0031]下面描述可應用于本發(fā)明的實施例的振動型致動器的配置。圖2是示出了振動型致動器的示例配置的圖。在本實施例中的振動型致動器包括振動器和從動構(gòu)件。
[0032]振動器包括彈性構(gòu)件14和壓電構(gòu)件15。壓電構(gòu)件15是壓電元件(電能到機械能轉(zhuǎn)換元件)。彈性構(gòu)件14具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)在一個表面上具有梳齒形狀。壓電構(gòu)件15附接于彈性構(gòu)件14的另一個表面。彈性構(gòu)件14的梳齒形狀的突出部的上表面附接于摩擦構(gòu)件16。從動構(gòu)件是轉(zhuǎn)子17。轉(zhuǎn)子17具有盤形結(jié)構(gòu)，通過按壓單元(沒有示出)按壓該盤形結(jié)構(gòu)以便與彈性構(gòu)件14接觸，在轉(zhuǎn)子17和彈性構(gòu)件14之間布置摩擦構(gòu)件16。
[0033]當交流電壓(驅(qū)動電壓)施加于振動型致動器中的壓電構(gòu)件15時，在彈性構(gòu)件14中發(fā)生振動。具體地，在彈性構(gòu)件14中出現(xiàn)沿著環(huán)的周邊行進的行進振蕩波。此振動在轉(zhuǎn)子17和摩擦構(gòu)件16之間產(chǎn)生摩擦力，并且摩擦力使得轉(zhuǎn)子17相對于彈性構(gòu)件14旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸18固定在轉(zhuǎn)子17的中心上，并且連同轉(zhuǎn)子17 —起旋轉(zhuǎn)。在本實施例中，振動型致動器被布置在由圖1中的圓圈指示的兩個關(guān)節(jié)的每一個上，并且工作臺5和機器人臂7的基體之間的連接使能兩個關(guān)節(jié)的每一個的旋轉(zhuǎn)和整個部分的樞軸運動。
[0034](用于振動型致動器的驅(qū)動電路的基本配置)
[0035]接下來參考圖3詳細地描述根據(jù)本實施例的作為用于驅(qū)動振動型致動器的設(shè)備的驅(qū)動電路。圖3是示出了根據(jù)本實施例的驅(qū)動電路的圖。在本實施例中用于振動型致動器的驅(qū)動電路包括光接收器11和線性放大器12a和12b。在下面的描述中，當不必要區(qū)分線性放大器12a和12b時，它們被表示為線性放大器12。線性放大器12包括A類或AB類放大器，并輸出具有小的諧波失真的波形。
[0036]如上所述，在本實施例中，由上述光發(fā)送電路將脈沖信號Pa和Pb (參見圖5)轉(zhuǎn)換為光脈沖信號，在脈沖信號Pa和Pb的每一個中，正弦波被脈寬調(diào)制。光接收器11通過光纖10接收光脈沖信號，并且將光脈沖信號的每一個轉(zhuǎn)換成電信號(非脈沖信號)。在典型的電路配置中，具有足夠用于脈沖信號的寬范圍特性的光接收器11的輸出被輸入到低通濾波器電路中，并且脈寬調(diào)制信號的載波被去除。相反，在本實施例中，光接收器11也具有濾波器特性。具體地，光接收器11通過其低通濾波器功能去除脈寬調(diào)制信號的載波，并輸出具有不同相位的兩個正弦信號Sa和Sb。
[0037]線性放大器12a和12b的每一個是具有電容器的帶限的反相線性放大器。當光接收器11的濾波器階數(shù)低并且上述載波分量留在正弦信號Sa和Sb中時，載波分量進一步通過線性放大器12a和12b的頻率特性衰減，然后驅(qū)動電壓被施加于壓電構(gòu)件15a和15b。如果光接收器11的濾波器特性預先充分地限于一頻率范圍，則線性放大器12a和12b可以不具有使用電容器限制頻率范圍的配置，這與本實施例不同。線性放大器12不局限于從光接收器11輸出的非脈沖信號被直接輸入到線性放大器12中的配置。另一個電路可以被布置在線性放大器12和光接收器11之間。也就是說，線性放大器12可以接收基于從光接收器11輸出的非脈沖信號的信號。
[0038](光接收電路的配置)
[0039]下面詳細描述根據(jù)本實施例的作為光接收電路的光接收器11的配置。在典型的光接收電路的配置中，具有足夠用于脈沖信號的寬范圍特性的光接收器11的輸出被輸入到低通濾波器電路中，并且脈寬調(diào)制信號中的載波被去除。相反，在本實施例中的光接收器11也具有低通濾波器特性。圖4A是示出了光接收器11中的內(nèi)電路的僅僅一個通道的圖。圖4B是示意地示出了光電轉(zhuǎn)換元件100的負載電阻-響應速度特性的圖。
[0040]圖4A所示的電路包括光電轉(zhuǎn)換元件100和負載電阻101(電阻元件)，負載電阻101作為連接到光電轉(zhuǎn)換元件的負載。光電轉(zhuǎn)換元件100對應于光檢測器。當通過光纖10輸入的信號進入包括光敏晶體管的光電轉(zhuǎn)換元件100時，電流從集電極側(cè)流到發(fā)射極側(cè)。此電流通過負載電阻101轉(zhuǎn)換為電壓，并且電壓作為輸出信號Sa和Sb輸出。負載電阻101對應于光電轉(zhuǎn)換元件100的負載。這里，如作為雙對數(shù)曲線圖的圖4B所示，通常光電轉(zhuǎn)換元件100的響應速度隨著負載電阻101的值的增大而減小(響應時間長度增大)。也就是說，光電轉(zhuǎn)換元件100具有頻帶隨著負載的電阻值的增大而減小的特性。
[0041]如上所述，在典型的光接收電路中，增大光電轉(zhuǎn)換元件100的性能，以使得它的頻帶盡可能寬，并且選擇負載電阻101的常數(shù)(電阻值)以使得它不與此性能干擾。相反，本發(fā)明的實施例將此特性轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。也就是說，選擇負載的電阻值以使得輸出信號的頻帶受限。這使得包括光電轉(zhuǎn)換元件100和負載電阻101的電阻分量的電路能夠輸出非脈沖信號。也就是說，此電路充當對于脈寬調(diào)制信號的低通濾波器。
[0042]具體地，在本實施例中，包括光電轉(zhuǎn)換元件100和負載電阻101的電阻分量的電路被配置為使得作為脈沖信號Pa和Pb的每一個的調(diào)制信號的正弦波的至少基波分量作為非脈沖信號被輸出。也就是說，此電路輸出與由光電轉(zhuǎn)換元件100接收到的光脈沖信號中的調(diào)制信號的至少基波分量對應的電信號。更具體地，包括光電轉(zhuǎn)換元件100和負載電阻101的電阻分量的電路用作對于脈寬調(diào)制的載波頻率的濾波器。[0043]圖5示意地示出了在圖3所示的每個部分中的操作波形的失真。在從光接收器11輸出的正弦波Sa和Sb中，除了正弦波的基波分量之外，還存在作為載波的分量并且不能通過光接收電路從脈沖信號Pa和Pb中去除的剩余信號。也就是說，調(diào)制信號中的至少基波分量從光接收器11輸出。包含在正弦信號Sa和Sb的每一個中的載波分量通過線性放大器12的低通濾波器特性被進一步衰減，如交流電壓Va和Vb所指示的。因此，施加于壓電構(gòu)件15的驅(qū)動電壓基本上不包含載波分量。
[0044]在本實施例中，電阻元件被用作光接收電路中的負載。在本發(fā)明的實施例中的負載不局限于電阻元件。負載的示例可以包括被配置為將從光電轉(zhuǎn)換元件100輸出的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號的電路，諸如使用晶體管的有源負載。
[0045]為了使得本實施例中的低噪聲的電路的優(yōu)勢更有效，電池也可以被用作磁屏蔽室I內(nèi)部的電路的電源。此情況可以在電路布置方面有用，因為理論上可以阻止通過電源線的共模噪聲混合。
[0046]此外，可以是有用的是，如果驅(qū)動電路包括多個光接收電路，多個光接收電路當中的一個或多個光接收電路被封裝為光接收模塊。可以是有用的是多個光接收電路被放置在與光接收模塊相同的封裝中。將光接收電路封裝為模塊增大了在并行布置許多相同的電路時的可用性。
[0047]在本實施例中，從控制器8中的波形生成單元輸出的脈沖信號具有其中正弦波被脈寬調(diào)制的波形。脈沖信號可以具有通過其它脈沖調(diào)制方案獲得的波形。例如，甚至對于使用脈沖密度調(diào)制(PDM)(以Λ Σ調(diào)制為典型代表)或脈沖幅度調(diào)制(PAM)產(chǎn)生的波形，當使用光接收電路的濾波器特性去除諸如它的載波之類的它的諧波分量時，也可獲得至少原始的正弦波。
[0048]如上所述，因為根據(jù)本實施例的光接收電路將光電轉(zhuǎn)換元件100的負載電阻-響應頻帶特性轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢并且用作對于脈沖信號的低通濾波器電路，所以可以減小它的諧波分量。在振動型致動器的數(shù)目和電路通道的數(shù)目增大時出現(xiàn)的問題也可以被解決。具體地，不必要進一步包括具有足夠用于脈沖信號的發(fā)送的寬范圍的高速光電轉(zhuǎn)換電路、用于將脈沖信號轉(zhuǎn)換成非脈沖信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和濾波器電路。因此，可以避免電路尺寸的增大。因而，可以使裝置小型化并且還可以抑制成本的增加。
[0049]<第二實施例>
[0050]接下來參考圖6描述本發(fā)明的第二實施例。除了被配置為生成驅(qū)動波形的波形生成單元的內(nèi)在配置以外，本實施例中的部分基本上與第一實施例中的相同，并且省略其詳細描述。
[0051]圖6是示出了根據(jù)本實施例的系統(tǒng)配置的概要的圖。在本實施例中的波形生成單元至少包括正弦波生成單元21、線性度補償器23、數(shù)據(jù)存儲單元22和脈寬調(diào)制器24。正弦波生成單元21根據(jù)來自于命令單元(沒有示出)的頻率命令生成正弦信號。數(shù)據(jù)存儲單元22存儲用于校正光接收器11的非線性度以確保線性度的線性度補償數(shù)據(jù)，線性度補償數(shù)據(jù)預先通過測量獲得。
[0052]這里，描述使用線性度補償數(shù)據(jù)的原因。光電轉(zhuǎn)換元件100的特征變化，并且脈寬調(diào)制信號的脈沖寬度不同于它的理想狀態(tài)，即線性度可能減小(也就是說，特征可以是非線性的)。具體地，非線性度指示，在將光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電信號時，光脈沖寬度和非脈沖電信號的振幅值不是成比例的(線性的)。此時，要被施加于壓電構(gòu)件15的正弦信號處于失真狀態(tài)。為了使得正弦信號在接近于它的理想狀態(tài)時施加于壓電構(gòu)件15，必須根據(jù)情況校正脈寬調(diào)制信號的脈沖寬度。為此，測量用于每一個光電轉(zhuǎn)換元件100的線性度補償數(shù)據(jù)并且將它存儲到數(shù)據(jù)存儲單元22中使得能夠確保實際使用中令人滿意的線性度。為了確保更令人滿意的線性度，可以是有用的是對于每一個光電轉(zhuǎn)換元件100單獨地測量補償數(shù)據(jù)。
[0053]線性度補償器23基于從數(shù)據(jù)存儲單元22讀取的線性度補償數(shù)據(jù)校正從正弦波生成單元21輸入的正弦信號。使得校正后的正弦信號通過脈寬調(diào)制器24成為脈沖信號Pa、/Pa、Pb和/Pb。這些脈沖信號的每一個通過光發(fā)送電路25轉(zhuǎn)換為光脈沖信號作為驅(qū)動波形。光學信號輸出到光纖10。作為光接收電路的光接收器11和其后的部分具有與第一實施例基本上相同的配置，并且省略其描述。
[0054]如上所述，在本實施例中，包括被配置為使用預先準備的與每個光電轉(zhuǎn)換元件對應的線性度補償數(shù)據(jù)來校正正弦信號的線性度補償器使得能夠使用具有良好線性度的光接收電路利用正弦波驅(qū)動振動型致動器。
[0055]根據(jù)本發(fā)明，被配置為接收光學信號并且能夠減小諧波分量的光接收電路可以通過將光檢測器的負載電阻-響應頻帶特性轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢來提供。
[0056]雖然已經(jīng)參考示范性實施例描述了本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明不局限于公開的示范性實施例。以下權(quán)利要求書的范圍與最寬的解釋一致以便涵蓋所有這樣的修改、等效結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種光接收電路，包括: 光檢測器，被配置為接收光脈沖信號；和 負載，連接到該光檢測器， 其中包括該光檢測器和該負載的電阻分量的電路輸出非脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收電路，其中所述包括光檢測器和負載的電阻分量的電路用作低通濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光接收電路，其中所述包括光檢測器和電阻分量的電路被配置為輸出與該光脈沖信號中的調(diào)制信號的至少基波分量對應的電信號作為該非脈沖信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收電路，其中該負載的電阻值是所述包括光檢測器和電阻分量的電路能夠輸出非脈沖信號時的電阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收電路，其中該負載是電阻元件。
6.一種光接收模塊，包括多個根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收電路，其中所述多個光接收電路中的一個或多個被封裝。
7.一種用于驅(qū)動布置在磁屏蔽室內(nèi)部的振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備，所述驅(qū)動設(shè)備包括: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收電路，其被配置為接收用于驅(qū)動振動型致動器的驅(qū)動波形作為光脈沖信號；和 線性放大器，其被配置為接收基于從光接收電路輸出的非脈沖信號的信號并輸出要被施加于振動型致動器的驅(qū)動電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動設(shè)備，其中所述驅(qū)動波形是其中正弦波被脈沖調(diào)制的脈沖信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的驅(qū)動設(shè)備，其中該線性放大器具有濾波器特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動設(shè)備，其中該光接收電路和線性放大器被配置為輸出至少包含該正弦波的基波分量的信號。
11.一種系統(tǒng),包括: 振動型致動器和根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于該振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備； 波形生成單元，其被配置為生成其中波形數(shù)據(jù)被脈沖調(diào)制的脈沖信號作為該驅(qū)動波形；和 光發(fā)送電路，其被配置為將該驅(qū)動波形轉(zhuǎn)換成光脈沖信號， 其中該波形生成單元包括補償器，所述補償器被配置為校正波形數(shù)據(jù)以用于補償由該光接收電路執(zhí)行的光電轉(zhuǎn)換中的線性度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括接收部分，其被配置為利用電磁波照射樣本并且從該樣本接收電磁波， 其中該振動型致動器、用于該振動型致動器的驅(qū)動設(shè)備和該接收部分被布置在磁屏蔽室內(nèi)部，以及 該波形生成單元和光發(fā)送電路被布置在該磁屏蔽室外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括磁共振成像(MRI)裝置，其被配置為使用來自于接收部分的接收信號獲得關(guān)于該樣本的信息。
【文檔編號】H02N2/14GK103516438SQ201310234158
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】巖佐剛志 申請人:佳能株式會社