JP2023011473A - Ultrasonic phase control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波位相制御装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic phase control device.
複数の超音波振動子から出力される超音波を焦点に集束させ、且つ、各超音波振動子の振動の位相を変化させることで焦点を3次元空間内で変化させる超音波集束装置の技術が知られている(非特許文献1を参照)。 A technique for an ultrasonic focusing device that focuses ultrasonic waves output from a plurality of ultrasonic transducers onto a focal point and changes the focal point in a three-dimensional space by changing the phase of vibration of each ultrasonic transducer. known (see Non-Patent Document 1).
しかしながら、非特許文献1の技術では、超音波集束装置の制御にFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いるため、製作に専門知識が必要であり、且つ、製作の費用が高い。 However, the technique of Non-Patent
つまり、従来、超音波の位相を制御する装置(以下「超音波位相制御装置」という)は容易且つ安価に製作することができない。 In other words, conventionally, a device for controlling the phase of ultrasonic waves (hereinafter referred to as "ultrasonic phase control device") cannot be manufactured easily and inexpensively.
本発明の目的は、容易且つ安価に製作可能な超音波位相制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic phase control device that can be manufactured easily and inexpensively.
本発明の一態様は、
複数の超音波振動子を備え、
前記複数の超音波振動子を支持する位相制御板を備え、
前記位相制御板は、前記複数の超音波振動子を支持する支持面に階段形状を有する、
超音波位相制御装置である。One aspect of the present invention is
Equipped with multiple ultrasonic transducers,
A phase control plate that supports the plurality of ultrasonic transducers,
The phase control plate has a stepped shape on a support surface that supports the plurality of ultrasonic transducers,
It is an ultrasonic phase control device.
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the drawings for describing the embodiments, in principle, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
本実施形態において、各用語の定義は以下のとおりである。
・「放射方向」とは、超音波の伝搬方向である。
・「Z軸」とは、放射方向に沿った軸である。
・「X軸」とは、Z軸に直交する軸である。
・「Y軸」とは、X軸及びZ軸に直交する軸である。
・「超音波」とは、約20kHz以上の振動波、又は、人間にとっての非可聴な音波である。In this embodiment, each term is defined as follows.
- "Direction of radiation" is the direction of propagation of ultrasonic waves.
- "Z-axis" is the axis along the radial direction.
- "X-axis" is an axis perpendicular to the Z-axis.
- "Y-axis" is an axis perpendicular to the X-axis and the Z-axis.
- "Ultrasonic waves" are vibration waves of about 20 kHz or higher, or sound waves that are inaudible to humans.
(1)超音波位相制御装置の構成
超音波位相制御装置の構成を説明する。図1は、本実施形態の超音波位相制御装置の構成を示すブロック図である。(1) Configuration of Ultrasonic Phase Control Apparatus The configuration of the ultrasonic phase control apparatus will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic phase control device of this embodiment.
図1に示すように、超音波位相制御装置1は、コントローラ10と、超音波振動子アレイ20とを備える。 As shown in FIG. 1 , the ultrasonic
コントローラ10は、超音波振動子アレイ20を制御するための制御信号を生成するコンピュータである。 The
超音波振動子アレイ20は、コントローラ10によって生成された制御信号に応じて超音波を出力するように構成される。超音波振動子アレイ20は、複数の超音波振動子21を備える。 The
各超音波振動子21は、制御信号に応じて振動することにより、振動に応じた超音波を発生させる。 Each
(1-1)コントローラの構成
コントローラ10の構成を説明する。図2は、図1のコントローラの機能ブロック図である。(1-1) Configuration of Controller The configuration of the
図2に示すように、コントローラ10は、記憶装置11と、プロセッサ12と、入出力インタフェース13と、通信インタフェース14とを備える。 As shown in FIG. 2, the
記憶装置11は、プログラム及びデータを記憶するように構成される。記憶装置11は、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び、ストレージ(例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク)の組合せである。 Storage device 11 is configured to store programs and data. The storage device 11 is, for example, a combination of ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and storage (for example, flash memory or hard disk).
プログラムは、例えば、以下のプログラムを含む。
・超音波振動子を振動させるための制御プログラムPrograms include, for example, the following programs.
・Control program for vibrating the ultrasonic transducer
データは、例えば、以下のデータを含む。
・情報処理において参照されるデータベース
・情報処理を実行することによって得られるデータ(つまり、情報処理の実行結果)The data includes, for example, the following data.
・Databases referenced in information processing ・Data obtained by executing information processing (that is, execution results of information processing)
プロセッサ12は、記憶装置11に記憶されたプログラムを起動することによって、コントローラ10の機能を実現するように構成される。プロセッサ12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。 The
入出力インタフェース13は、コントローラ10に接続される入力デバイスからユーザの指示を取得し、かつ、コントローラ10に接続される出力デバイスに情報を出力するように構成される。
入力デバイスは、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、又は、それらの組合せである。
出力デバイスは、例えば、ディスプレイである。The input/output interface 13 is configured to acquire user instructions from an input device connected to the
Input devices are, for example, keyboards, pointing devices, touch panels, or combinations thereof.
An output device is, for example, a display.
通信インタフェース14は、コントローラ10と超音波振動子アレイ20との間の通信を制御するように構成される。 Communication interface 14 is configured to control communication between
(1-2)超音波振動子アレイの構成
超音波振動子アレイ20の構成を説明する。図3は、図1の超音波振動子アレイの拡大図である。図4は、図3の超音波振動子アレイを1点鎖線AAで切断したときの断面図である。
図3Aは、超音波振動子アレイの斜視図である。図3Bは、超音波振動子アレイをZ+方向から見た上面図である。(1-2) Configuration of Ultrasonic Transducer Array The configuration of the
FIG. 3A is a perspective view of an ultrasound transducer array. FIG. 3B is a top view of the ultrasonic transducer array viewed from the Z+ direction.
図3~図5に示すように、超音波振動子アレイ20は、接続部22と、固定部23と、位相制御板25と、を備える。 As shown in FIGS. 3 to 5, the
図3に示すように、位相制御板25は、複数の超音波振動子21を支持する支持面25aを有する。 As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、接続部22は、超音波振動子21と接続される。接続部22が支持面25aと接触することにより、超音波振動子21が位相制御板25によって支持される。 As shown in FIG. 4 , the connecting
図3Bに示すように、固定部23は、X軸及びY軸に沿って延在する。固定部23は、隣接する2つの超音波振動子21同士を接続する。これにより、隣接する2つの超音波振動子21の間隔が固定される。 As shown in FIG. 3B, the
(1-3)接続部の構成
接続部22の構成を説明する。図5は、図4の接続部(1点鎖線B)の拡大図である。(1-3) Configuration of Connection Portion The configuration of the
図5に示すように、接続部22は、第1支持部220と、一対の第2支持部221と、接点222と、一対の弾性部材223と、を備える。
固定部23は、Z方向について、超音波振動子21の底面(Z-側の面)の上方(Z+側)に位置する。As shown in FIG. 5 , the
The fixing
第1支持部220は、超音波振動子21のZ-側の面(以下「下面」という)を支持する。 The
各第2支持部221は、超音波振動子21の下面及び弾性部材223のZ-側の端部(以下「下端」という)を支持する。各第2支持部221は、第1支持部220に対して、X+側及びX-側に配置される。 Each
接点222は、第1支持部220の下端と支持面25aとの間に配置される。 The
各弾性部材223は、第2支持部221及び固定部23に接続される。各弾性部材223の下端は、第2支持部221に接続される。各弾性部材223のZ+側の端部(以下「上端」という)は、固定部23の下面に接続される。各弾性部材223の上端は、固定端である。つまり、固定部23は、各弾性部材223の固定端のZ軸上の位置を固定する。
各弾性部材223は、第2支持部221を介して、各超音波振動子21に対して、Z軸(つまり、放射方向)に沿った付勢力を加えるように構成される。付勢力は、支持面25aの形状に応じて決まる。これにより、支持面25aに形状に応じて超音波振動子21のZ軸上の位置が可変になる。
弾性部材223は、例えば、バネである。Each
Each
The
第1支持部220、第2支持部221、接点222、一対の弾性部材223、及び、固定部23は、導電性を有する。これにより、第1支持部220、第2支持部221、接点222、一対の弾性部材223、及び、固定部23は、各超音波振動子21に対して信号及び電力を共有する回路(以下「制御回路」という)を形成する。 The first supporting
(1-4)支持面の構成
支持面25aの構成を説明する。図6は、図3の支持面の拡大図である。(1-4) Configuration of Support Surface The configuration of the
図6に示すように、支持面25aは、階段形状(「ノコギリ刃形状」ともいう)25aaを有する。
階段形状25aaは、超音波の位相制御パターン(例えば、超音波振動子アレイ20に対する焦点の相対位置、又は、超音波ビームの直進方向)に応じて形成される。階段形状25aaは、位相制御パターンを入力値とするコンピュータシミュレーションによって計算される。
この階段形状25aaによって、各接点222のZ軸上の位置が決まる。各接点222のZ軸上の位置が決まると、各超音波振動子21a~21eのZ軸上の位置も決まる。つまり、超音波振動子21a~21eのZ軸上の位置は、支持面の形状(つまり、階段形状25aa)によって決まる。As shown in FIG. 6, the
The staircase shape 25aa is formed according to the phase control pattern of the ultrasonic wave (for example, the relative position of the focal point with respect to the
The position of each
支持面25aは、導電性材料で形成される。これにより、コントローラ10によって生成された制御信号及び電力が制御回路を介して、複数の超音波振動子21a~21eに供給される。導電性材料は、例えば、以下の少なくとも1つである。
・導電性テープ
・導電性塗料
・金属(例えば、アルミホイル)
・導電性フィラメントThe
・Conductive tape ・Conductive paint ・Metal (e.g. aluminum foil)
・Conductive filament
支持面25aの内部には、複数の信号線251が配置される。各信号線251は、コントローラ10によって生成された制御信号を超音波振動子21に供給するように構成される。 A plurality of
(2)位相制御例
本実施形態の位相制御例を説明する。図7は、図3の位相制御板の移動前の様子の説明図である。図8は、図7の位相制御板の移動前の図6の支持面の部分拡大図である。図9は、図7の位相制御板の移動後の図6の支持面の部分拡大図である。(2) Phase Control Example A phase control example of the present embodiment will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram of the phase control plate shown in FIG. 3 before it is moved. 8 is a partial enlarged view of the support surface of FIG. 6 before movement of the phase control plate of FIG. 7; FIG. 9 is a partial enlarged view of the support surface of FIG. 6 after movement of the phase control plate of FIG. 7;
位相制御板25は、手動又は制御(一例として、プロセッサ12による制御)によって、X方向に移動可能である。
図7に示すように、位相制御板25をX+方向に移動させると、各接続部22(不図示)は、支持面25aの形状に沿った付勢力を各超音波振動子21に加える。これにより、各超音波振動子21のZ軸上の位置が変位する。The
As shown in FIG. 7, when the
図9に示すように、例えば、各超音波振動子21のZ軸上の位置は以下のとおり変位する。
・超音波振動子21aの位置は、変位しない。
・超音波振動子21bの位置は、Z-方向に変位する。
・超音波振動子21cの位置は、Z-方向に変位する。As shown in FIG. 9, for example, the position of each
- The position of the
• The position of the
• The position of the
この場合、各超音波振動子21から放射される超音波は、空間上の焦点で集束する集束超音波である。焦点の位置は、各超音波の位相(つまり、支持面25aの形状)によって決まる。 In this case, the ultrasonic waves emitted from each
位相制御例をスピーカに適用した場合には、焦点でのみ可聴な音を再生することができる。
位相制御例を触覚提示装置に適用した場合には、焦点に触覚を提示することができる。If the phase control example is applied to a loudspeaker, it can reproduce audible sound only at the focal point.
When the phase control example is applied to a tactile sense presentation device, a tactile sense can be presented to the focal point.
(3)本実施形態の小括
本実施形態によれば、位相制御板25の支持面25aが、階段形状を有する。したがって、位相制御板25と複数の超音波振動子21の相対位置を変えるだけで、複数の超音波振動子21のZ方向についての位置が変位する。複数の超音波振動子21から放射される超音波の位相は、当該位置によって決まる。したがって、当該相対位置を変えるだけで、超音波の位相が制御可能になる。これにより、超音波位相制御装置1を容易に製造することができる。(3) Summary of the present embodiment According to the present embodiment, the
(4)変形例
本実施形態の変形例を説明する。(4) Modification A modification of the present embodiment will be described.
(4-1)変形例1
変形例1を説明する。変形例1は、複数の超音波振動子21を移動させることにより、位相を制御する例である。(4-1)
(4-1-1)変形例1の位相制御例
変形例1の位相制御例を説明する。図10は、図3の複数の超音波振動子の移動の様子の説明図である。(4-1-1) Phase Control Example of Modification 1 A phase control example of
複数の超音波振動子21は、手動又は制御(一例として、プロセッサ12による制御)によって、X方向に移動可能である。図10に示すように、例えば、複数の超音波振動子21をX+方向に移動させると、各接続部22(不図示)は、支持面25aの形状に沿った付勢力を各超音波振動子21に加える。これにより、各超音波振動子21のZ軸上の位置が変位する。 The plurality of
(4-1-2)変形例1の小括
変形例1によれば、位相制御板25に代えて、複数の超音波振動子21を移動させることにより、本実施形態と同様の効果を得ることができる。(4-1-2) Summary of
(4-2)変形例2
変形例2を説明する。変形例2は、位相制御板25が交換可能に構成される例である。(4-2)
(4-2-1)変形例2の概要
変形例2の概要を説明する。図11は、変形例2の概要の説明図である。(4-2-1) Overview of
変形例2の位相制御板25は、複数の超音波振動子21に対して、着脱可能に構成される。
例えば、図11に示すように、位相制御板25-1を複数の超音波振動子21から取り外し、且つ、位相制御板25-2を複数の超音波振動子21に取り付け可能である。位相制御板25-1の支持面25aの形状は、位相制御板25-2の支持面25aの形状とは異なる。The
For example, as shown in FIG. 11, the phase control plate 25-1 can be removed from the plurality of
(4-2-2)変形例2の小括
変形例2によれば、位相制御板25-1が複数の超音波振動子21に取り付けられているときに位相制御板25-1を移動させた場合の超音波の位相と、位相制御板25-2が複数の超音波振動子21に取り付けられているときに位相制御板25-2を移動させた場合の位相とが異なる。これにより、位相制御板25を交換するだけで、所望の位相を有する超音波を放射させることができる。(4-2-2) Summary of
(4-3)変形例3
変形例3を説明する。変形例3は、支持面25aが、支持面25aの特定の位置で互いに隣接する2つの超音波振動子21から放射される超音波が逆位相を有するように、支持面25aの導電性の配置パターンにより制御回路を設計する例である。(4-3) Modification 3
Modification 3 will be described. Variant 3 is an electrically conductive arrangement of the
(4-3-1)変形例3の支持面の構成
変形例3の支持面25aの構成を説明する。図12は、変形例3の支持面の拡大図である。(4-3-1) Configuration of Support Surface of Modification 3 The configuration of the
図12に示すように、支持面25aは、凹凸を有する。
この凹凸は、超音波の位相制御パターンに応じて形成される。凹凸の形状は、位相制御パターンを入力値とするコンピュータシミュレーションによって計算される。
この凹凸によって、各接点222のZ軸上の位置が決まる。各接点222のZ軸上の位置が決まると、各超音波振動子21a~21eのZ軸上の位置も決まる。つまり、超音波振動子21a~21eのZ軸上の位置は、支持面25aの形状(つまり、凹凸)によって決まる。As shown in FIG. 12, the
The unevenness is formed according to the phase control pattern of ultrasonic waves. The shape of the unevenness is calculated by computer simulation using the phase control pattern as an input value.
The unevenness determines the position of each
支持面25aの内部には、複数の信号線(例えば、第1信号線251及び第2信号線252)が配置される。各第1信号線251及び各第2信号線252は、コントローラ10によって生成された制御信号を超音波振動子21に供給するように構成される。 A plurality of signal lines (for example, a
第1信号線251は、第1制御信号を超音波振動子21に供給する。第1制御信号は、第1位相で超音波振動子21を振動させるための信号である。
第1信号線251には、超音波振動子21a、21c、及び、21eが接続される。A
The
第2信号線252は、第2制御信号を超音波振動子21に供給する。第2制御信号は、第1位相とは異なる第2位相で超音波振動子21を振動させるための信号である。
第2信号線252には、超音波振動子21b及び21dが接続される。A
The
(4-3-2)変形例3の位相制御例
変形例3の位相制御例を説明する。図13は、図12の位相制御板の移動後の支持面の拡大図である。(4-3-2) Phase Control Example of
位相制御板25は、手動又は制御(一例として、プロセッサ12による制御)によって、X方向に移動可能である。
図7に示すように、位相制御板25をX+方向に移動させると、各接続部22(不図示)は、支持面25aの凹凸に沿った付勢力を各超音波振動子21に加える。これにより、各超音波振動子21のZ軸上の位置が変位する。The
As shown in FIG. 7, when the
図13に示すように、例えば、各超音波振動子21のZ軸上の位置は以下のとおり変位する。
・超音波振動子21aの位置は、Z-方向に変位する。
・超音波振動子21bの位置は、Z+方向に変位する。
・超音波振動子21cの位置は、変位しない。
・超音波振動子21dの位置は、Z-方向に変位する。
・超音波振動子21eの位置は、Z+方向に変位する。As shown in FIG. 13, for example, the position of each
• The position of the
- The position of the
- The position of the
• The position of the
- The position of the
第1信号線251には、超音波振動子21b及び21dが接続される。つまり、超音波振動子21b及び21dが接続される信号線は、位相制御板25の移動によって、第2信号線252から第1信号線251に変わる。
第2信号線252には、超音波振動子21a、21c、及び、21eが接続される。つまり、超音波振動子21a、21c、及び、21eが接続される信号線は、位相制御板25の移動によって、第1信号線251から第2信号線252に変わる。The
The
この場合、各超音波振動子21から放射される超音波は、空間上の焦点で集束する集束超音波である。焦点の位置は、各超音波の位相(つまり、支持面25aの凹凸)によって決まる。 In this case, the ultrasonic waves emitted from each
(4-3-3)変形例3の小括
変形例3によれば、位相制御板25を移動させることにより、各超音波振動子21に接続される信号線(つまり、各超音波振動子21に供給される制御信号)を変化させ、且つ、各超音波振動子21のZ方向の位置を変位させる。各超音波振動子21から放射される位相は、各超音波振動子21に供給される制御信号は、各超音波振動子21に接続される信号線、及び、凹凸によって決まる。これにより、階段形状と比べて、位相制御板25の凹部と凸部の差を最小化することができる。その結果、階段形状(図6)と比べて、超音波振動子アレイ20のZ方向のサイズ及び超音波振動子21のZ軸上の移動幅を低減することができる。(4-3-3) Summary of Modification 3 According to Modification 3, by moving the
(4-4)変形例4
変形例4を説明する。変形例4は、接続部22の構成に関する変形例である。(4-4)
(4-4-1)変形例4の接続部の構成
変形例4の接続部22の構成を説明する。図14は、変形例4の接続部(1点鎖線B)の拡大図である。(4-4-1) Configuration of Connection Portion of
図14に示すように、接続部22は、第1支持部220と、接点222と、弾性部材223と、を備える。第2支持部221(図5)は省略される。
固定部23は、Z方向について、超音波振動子21の底面(Z-側の面)の下方(Z-側)に位置する。As shown in FIG. 14 , the
The fixing
第1支持部220、及び、接点222は、図5と同様である。 The
弾性部材223は、超音波振動子21及び固定部23に接続される。弾性部材223の下端は、固定部23に接続される。弾性部材223の上端は、超音波振動子21の下面に接続される。弾性部材223の下端は、固定端である。つまり、固定部23は、各弾性部材223の固定端のZ軸上の位置を固定する。
弾性部材223は、超音波振動子21に対して、Z軸(つまり、放射方向)に沿った付勢力を加えるように構成される。付勢力は、支持面25aの形状に応じて決まる。これにより、支持面25aに形状に応じて超音波振動子21のZ軸上の位置が可変になる。
弾性部材223は、例えば、バネである。The
The
The
(4-4-2)変形例4の小括
変形例4によれば、一対の第2支持部221を省略した場合であっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。(4-4-2) Summary of
(4-5)変形例5
変形例5を説明する。変形例5は、位相制御板25をXY方向に移動可能に構成する代わりに、回転可能に構成する例である。(4-5) Modification 5
Modification 5 will be described. Modification 5 is an example in which the
(4-5-1)変形例5の位相制御板の構成
変形例5の位相制御板の構成を説明する。図15は、変形例5の位相制御板をZ+方向から見た図である。(4-5-1) Configuration of Phase Control Plate of Modification 5 The configuration of the phase control plate of Modification 5 will be described. FIG. 15 is a view of the phase control plate of Modification 5 as seen from the Z+ direction.
図15に示すように、支持面25aは、同心円状に形成された凹部25ab及び凸部25acを備える。
位相制御板25は、回転軸Xを基準として、XY平面において回転可能に構成される。XY平面について、回転軸Xは、同心円の中心Cとは異なる。つまり、回転軸XのX座標及びY座標の少なくとも1つは、中心CのX座標及びY座標の少なくとも1つとは異なる。As shown in FIG. 15, the
The
各超音波振動子21は、凹部25ab又は凸部acに位置する。 Each
(4-5-2)変形例5の小括
変形例5によれば、位相制御板25が回転軸Xを基準として回転すると、凹部25abに位置していた超音波振動子21は、凸部25acに移動し、且つ、凸部25acに位置していた超音波振動子21は、凹部25abに移動する。その結果、各超音波振動子21のZ方向の位置及び各超音波振動子21に供給される制御信号が変化する。つまり、位相制御板25を回転させるだけで、位相を制御することができる。これにより、位相の制御を容易に継続させることができる。(4-5-2) Summary of Modification 5 According to Modification 5, when the
(5)その他の変形例
その他の変形例を説明する。(5) Other Modifications Other modifications will be described.
上述の説明では、位相制御板25又は複数の超音波振動子21をX方向に移動させる例を示したが、本実施形態の範囲はこれに限られない。本実施形態は、以下の何れかの例にも適用可能である。
・位相制御板25又は複数の超音波振動子21をY方向に移動させる例
・位相制御板25又は複数の超音波振動子21をX方向及びY方向に移動させる例In the above description, an example of moving the
・Example of moving the
上述の説明では、位相制御板25又は複数の超音波振動子21を移動可能に構成する例を示したが、本実施形態の範囲はこれに限られない。本実施形態は、位相制御板25及び超音波振動子21の両方を移動可能に構成する例にも適用可能である。 In the above description, an example is shown in which the
上述の説明では、集束超音波を放射させるための凹凸を有する支持面25aの例を示したが、本実施形態の範囲はこれに限られない。本実施形態は、超音波ビームを放射させるための凹凸を有する支持面25aにも適用可能である。 In the above description, an example of the
上述の説明では、位相制御板25が矩形形状である例を示したが、本実施形態は、これに限られない。本実施形態は、位相制御板25が矩形以外の形状(例えば、円形状)である例にも適用可能である。 Although the above description shows an example in which the
上述の説明では、第1支持部220、第2支持部221、接点222、一対の弾性部材223、及び、固定部23が制御回路を形成する例を示したが、本実施形態は、これに限られない。本実施形態は、第2支持部221、一対の弾性部材223、及び、固定部23が制御回路を形成する例にも適用可能である。この場合、支持面25a、第1支持部220、及び、接点222に導電性は不要である。 In the above description, an example in which the
上述の説明では、超音波の位相制御の例を示したが、本実施形態は、これに限られない。本実施形態は、可聴音波の位相を制御する例(つまり、音波位相制御装置)にも適用可能である。 In the above description, an example of phase control of ultrasonic waves has been shown, but the present embodiment is not limited to this. This embodiment can also be applied to an example of controlling the phase of an audible sound wave (that is, a sound wave phase control device).
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments. Also, the above embodiments can be modified and modified in various ways without departing from the gist of the present invention. Also, the above embodiments and modifications can be combined.
1 :超音波位相制御装置
10 :コントローラ
11 :記憶装置
12 :プロセッサ
13 :入出力インタフェース
14 :通信インタフェース
20 :超音波振動子アレイ
21 :超音波振動子
22 :接続部
23 :固定部
25 :位相制御板
25a :支持面
251 :第1信号線
252 :第2信号線
220 :第1支持部
221 :第2支持部
222 :接点
223 :弾性部材Reference Signs List 1: ultrasonic phase control device 10: controller 11: storage device 12: processor 13: input/output interface 14: communication interface 20: ultrasonic transducer array 21: ultrasonic transducer 22: connecting section 23: fixed section 25:
Claims (13)
前記複数の超音波振動子を支持する位相制御板を備え、
前記位相制御板は、前記複数の超音波振動子を支持する支持面に階段形状を有する、
超音波位相制御装置。Equipped with multiple ultrasonic transducers,
A phase control plate that supports the plurality of ultrasonic transducers,
The phase control plate has a stepped shape on a support surface that supports the plurality of ultrasonic transducers,
Ultrasonic phase controller.
前記複数の超音波振動子を支持する位相制御板を備え、
前記位相制御板は、前記複数の超音波振動子を支持する支持面に凹凸を有する、
超音波位相制御装置。Equipped with multiple ultrasonic transducers,
A phase control plate that supports the plurality of ultrasonic transducers,
The phase control plate has unevenness on a support surface that supports the plurality of ultrasonic transducers,
Ultrasonic phase controller.
前記第1信号線は、第1位相で前記超音波振動子を振動させるための制御信号を前記超音波振動子に供給し、
前記支持面の凸部に接続された第2信号線を備え、
前記第2信号線は、前記第1位相とは異なる第2位相で前記超音波振動子を振動させるための制御信号を前記超音波振動子に供給する、
請求項2に記載の超音波位相制御装置。a first signal line connected to the recess of the support surface;
the first signal line supplies a control signal to the ultrasonic transducer for vibrating the ultrasonic transducer in a first phase;
comprising a second signal line connected to the convex portion of the support surface;
the second signal line supplies a control signal to the ultrasonic transducer for vibrating the ultrasonic transducer at a second phase different from the first phase;
The ultrasonic phase control device according to claim 2.
前記位相制御板は、前記超音波振動子の放射方向に対して直交する平面について、前記同心円上の中心とは異なる位置にある回転軸を基準として回転可能に構成される、
請求項2又は請求項3の何れかに記載の超音波位相制御装置。The unevenness is formed concentrically,
The phase control plate is configured to be rotatable with respect to a plane orthogonal to the radiation direction of the ultrasonic transducer with respect to a rotation axis located at a position different from the center of the concentric circle.
4. The ultrasonic phase control device according to claim 2 or 3.
請求項1~請求項3の何れかに記載の超音波位相制御装置。the shape of the support surface is formed according to a phase control pattern of ultrasonic waves emitted from the plurality of ultrasonic transducers;
The ultrasonic phase control device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~請求項5の何れかに記載の超音波位相制御装置。the position of the ultrasonic transducer along the direction of emission of the ultrasonic waves is determined by the shape of the support surface;
The ultrasonic phase control device according to any one of claims 1 to 5.
前記固定部に一端が固定された弾性部材を備え、
前記弾性部材は、前記支持面の形状に応じて前記放射方向に沿った付勢力を前記超音波振動子に加える、
請求項1~請求項6の何れかに記載の超音波位相制御装置。A fixing part extending in a direction perpendicular to the direction of radiation of ultrasonic waves,
An elastic member having one end fixed to the fixing portion,
the elastic member applies an urging force along the radial direction to the ultrasonic transducer according to the shape of the support surface;
The ultrasonic phase control device according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載の超音波位相制御装置。The elastic member is configured to displace the positions of the plurality of ultrasonic transducers in the radial direction according to the shape of the support surface.
The ultrasonic phase control device according to claim 7.
請求項7又は請求項8に記載の超音波位相制御装置。The fixing part is positioned above the bottom surface of the ultrasonic transducer with respect to the radiation direction of the ultrasonic waves.
The ultrasonic phase control device according to claim 7 or 8.
請求項7又は請求項8に記載の超音波位相制御装置。The fixing part is positioned below the bottom surface of the ultrasonic transducer with respect to the radiation direction of the ultrasonic waves.
The ultrasonic phase control device according to claim 7 or 8.
請求項1~請求項10の何れかに記載の超音波位相制御装置。The phase control plate is movable along a direction perpendicular to the ultrasonic wave radiation direction of the plurality of ultrasonic transducers.
The ultrasonic phase control device according to any one of claims 1 to 10.
請求項1~請求項11の何れかに記載の超音波位相制御装置。The plurality of ultrasonic transducers are movable along a direction orthogonal to the direction of emission of ultrasonic waves from the plurality of ultrasonic transducers.
The ultrasonic phase control device according to any one of claims 1 to 11.
請求項1~請求項12の何れかに記載の超音波位相制御装置。The phase control plate is configured to be detachable from the plurality of ultrasonic transducers,
The ultrasonic phase control device according to any one of claims 1 to 12.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021134425A JP2023011473A (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Ultrasonic phase control device |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP2021134425A Pending JP2023011473A (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Ultrasonic phase control device |
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Country | Link |
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2021
- 2021-07-12 JP JP2021134425A patent/JP2023011473A/en active Pending
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