JP2023055329A - Ultrasonic sensor control unit, and ultrasonic sensor - Google Patents

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Abstract

To provide an ultrasonic sensor control unit that can detect an optimal frequency of an ultrasonic sensor device and adjust a characteristic frequency.SOLUTION: An ultrasonic sensor control unit 100 controls an ultrasonic sensor device that transmits and receives ultrasonic waves by using vibration of a vibration film, and the ultrasonic sensor control unit 100 comprises an acquisition unit 111, a determination unit 112, and a drive control unit 113. The acquisition unit 111 acquires, from the ultrasonic sensor device, vibration information indicating a magnitude of the vibration made by the vibration film. The determination unit 112 determines maximum vibration information in which the vibration film makes the maximum vibration on the basis of, the vibration information. The drive control unit 113 controls a driving element included in the ultrasonic sensor device on the basis of, a result of determination made by the determination unit 112 so that the number of vibration made by the vibration film becomes a frequency corresponding to the maximum vibration information determined by the determination unit 112.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波センサ制御装置、及び超音波センサに関する。 The present invention relates to an ultrasonic sensor control device and an ultrasonic sensor.

従来、超音波を発生させて、対象物から反射波が返ってくるまでの時間を計測することにより、対象物までの距離を測定する超音波センサが知られている。この超音波センサは、周囲の環境の変化や、超音波を送受信する圧電素子の特性ばらつき等の影響により、圧電素子の固有振動周波数（固有振動数）が変化する場合がある。特許文献１には、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）の低下を抑制できる超音波センサが開示されている。この特許文献１に開示された超音波センサは、超音波センサが用いられる環境の外的変化に応じてバースト信号のバースト波周波数を調整する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic sensor is known that measures the distance to an object by measuring the time it takes for an ultrasonic wave to be generated and the reflected wave to return from the object. In this ultrasonic sensor, the natural vibration frequency (natural frequency) of the piezoelectric element may change due to changes in the surrounding environment, variation in characteristics of the piezoelectric element that transmits and receives ultrasonic waves, and the like. Patent Literature 1 discloses an ultrasonic sensor capable of suppressing a decrease in S/N ratio (signal-to-noise ratio). The ultrasonic sensor disclosed in Patent Document 1 adjusts the burst wave frequency of the burst signal in accordance with external changes in the environment in which the ultrasonic sensor is used.

特開２０１６－１２５９８７号公報JP 2016-125987 A

超音波を送受信する圧電素子の固有振動周波数の変化の要因は、外的変化以外にも、製造ばらつきや材料ばらつきなど様々な要因が存在する。また、近年の半導体の微細化技術の発展に伴い、超音波センサに用いられる圧電素子が、薄膜で構成されたマイクロマシン構造によって実現される場合がある。このような状況において、外的変化のみならず、センサに内在する様々な要因による固有振動周波数の変化に対応できる超音波センサが期待されている。 In addition to external changes, there are various factors such as manufacturing variations and material variations that cause changes in the natural vibration frequency of piezoelectric elements that transmit and receive ultrasonic waves. In addition, with the recent development of semiconductor miniaturization technology, there are cases where piezoelectric elements used in ultrasonic sensors are realized by a micromachine structure composed of a thin film. Under these circumstances, an ultrasonic sensor is expected that can respond not only to external changes but also to changes in natural vibration frequency due to various factors inherent in the sensor.

本発明は、上記のような事情を鑑み、超音波センサデバイスの最適な周波数を検出し、固有振動数を調整することが可能な超音波センサ制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic sensor control apparatus capable of detecting the optimum frequency of an ultrasonic sensor device and adjusting the natural frequency of the ultrasonic sensor device.

上述の課題を解決するため、本実施形態の一態様に係る超音波センサ制御装置は、振動膜の振動によって超音波を送受信する超音波センサデバイスに対して制御する超音波センサ制御装置であって、超音波センサデバイスから、振動膜における振動の大きさを示す振動情報を取得する取得部と、振動情報に基づいて、振動膜の振動が最も大きい最大振動情報を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて、振動膜の振動数が、判定部で判定された最大振動情報に対応する周波数になるように、超音波センサデバイスに備えられた駆動素子を制御する駆動制御部と、を備える。 In order to solve the above-described problems, an ultrasonic sensor control apparatus according to one aspect of the present embodiment is an ultrasonic sensor control apparatus that controls an ultrasonic sensor device that transmits and receives ultrasonic waves by vibrating a vibrating membrane. an acquisition unit for acquiring vibration information indicating the magnitude of vibration in the vibrating membrane from the ultrasonic sensor device; a determination unit for determining maximum vibration information indicating the largest vibration of the vibrating membrane based on the vibration information; a drive control unit that controls a drive element provided in the ultrasonic sensor device so that the vibration frequency of the vibrating membrane becomes a frequency corresponding to the maximum vibration information determined by the determination unit based on the determination result of; Prepare.

本実施形態の他の一態様に係る超音波センサは、振動膜の振動によって超音波を送受信する超音波センサデバイスと、超音波センサ制御装置とを備える超音波センサであって、超音波センサデバイスは、振動膜における振動の大きさを示す振動情報をセンシングするフィードバックデバイスと、超音波を送信する駆動素子と、を有し、超音波センサ制御装置は、フィードバックデバイスから振動情報を取得する取得部と、振動情報に基づいて、振動膜の振動が最も大きい最大振動情報を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づいて、振動膜の振動数が、判定部で判定された最大振動情報に対応する周波数になるように、超音波センサデバイスに備えられた駆動素子を制御する駆動制御部と、を有する。 An ultrasonic sensor according to another aspect of the present embodiment includes an ultrasonic sensor device that transmits and receives ultrasonic waves by vibration of a vibrating membrane, and an ultrasonic sensor control device, wherein the ultrasonic sensor device has a feedback device that senses vibration information indicating the magnitude of vibration in the vibrating membrane, and a drive element that transmits ultrasonic waves, and the ultrasonic sensor control device includes an acquisition unit that acquires vibration information from the feedback device. a determination unit that determines maximum vibration information in which vibration of the vibrating membrane is the largest based on the vibration information; and maximum vibration information determined by the determination unit based on the determination result of the determination unit. and a drive control unit for controlling a drive element provided in the ultrasonic sensor device so as to obtain a frequency corresponding to .

本発明によれば、超音波センサデバイスの最適な周波数を検出し、固有振動数を調整することが可能な超音波センサ制御装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic sensor control apparatus capable of detecting the optimum frequency of an ultrasonic sensor device and adjusting the natural frequency.

図１は、第１の実施形態に係る超音波センサの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic sensor according to the first embodiment. 図２Ａは、第１の実施形態に係る超音波センサデバイスの構成の一例を示す上面図である。2A is a top view showing an example of the configuration of the ultrasonic sensor device according to the first embodiment; FIG. 図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ－ＩＩＢ断面における超音波センサデバイスの断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view of the ultrasonic sensor device taken along line IIB-IIB in FIG. 2A. 図３は、第１の実施形態に係る記憶部に格納された、フィードバック情報、周波数情報、及び電圧情報の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of feedback information, frequency information, and voltage information stored in a storage unit according to the first embodiment; FIG. 図４Ａは、第１の実施形態に係る超音波センサデバイスに対する周波数と振動数の関係を説明するための図である。FIG. 4A is a diagram for explaining the relationship between frequency and vibration frequency for the ultrasonic sensor device according to the first embodiment; 図４Ｂは、第１の実施形態に係る超音波センサデバイスに対する電圧と振動数の関係を説明するための図である。4B is a diagram for explaining the relationship between voltage and frequency for the ultrasonic sensor device according to the first embodiment; FIG. 図５は、第１の実施形態に係る超音波センサ制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of processing of the ultrasonic sensor control device according to the first embodiment; 図６は、第２の実施形態に係る記憶部に格納された、フィードバック情報、周波数情報、及び電圧情報の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of feedback information, frequency information, and voltage information stored in a storage unit according to the second embodiment; FIG. 図７は、第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of processing of the ultrasonic sensor control device according to the second embodiment.

次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Next, this embodiment will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings described below, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness of each component and the planar dimensions, etc., differs from the actual one. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined with reference to the following description. In addition, it goes without saying that there are portions with different dimensional relationships and ratios between the drawings.

また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments shown below are examples of apparatuses and methods for embodying technical ideas, and do not specify the material, shape, structure, arrangement, etc. of each component. Various modifications can be made to this embodiment within the scope of the claims.

具体的な本実施形態の一態様は、以下の通りである。 One specific aspect of this embodiment is as follows.

＜１＞振動膜の振動によって超音波を送受信する超音波センサデバイスに対して制御する超音波センサ制御装置であって、超音波センサデバイスから、前記振動膜における振動の大きさを示す振動情報を取得する取得部と、前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい最大振動情報を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記振動膜の振動数が、前記判定部で判定された前記最大振動情報に対応する周波数になるように、前記超音波センサデバイスに備えられた駆動素子を制御する駆動制御部と、を備える、超音波センサ制御装置。 <1> An ultrasonic sensor control device that controls an ultrasonic sensor device that transmits and receives ultrasonic waves by vibrating a vibrating membrane, wherein vibration information indicating the magnitude of vibration in the vibrating membrane is received from the ultrasonic sensor device. an acquisition unit that acquires, a determination unit that determines maximum vibration information in which the vibration of the diaphragm is the largest based on the vibration information, and a vibration frequency of the diaphragm based on the determination result of the determination unit. and a drive control unit that controls a drive element provided in the ultrasonic sensor device so that the frequency corresponds to the maximum vibration information determined by the determination unit.

＜２＞前記駆動制御部は、前記駆動素子に印加する駆動波の周波数を変更し、前記判定部は、前記振動膜の振動が最も大きい前記最大振動情報に対応する前記駆動波の周波数を固有振動数として判定し、判定結果を記憶部に格納する、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。 <2> The drive control section changes the frequency of the drive wave applied to the drive element, and the determination section sets the frequency of the drive wave corresponding to the maximum vibration information in which the vibration of the vibrating membrane is the largest. The ultrasonic sensor control device according to <1>, which determines as a vibration frequency and stores the determination result in a storage unit.

＜３＞前記超音波センサデバイスが有する素子であって、前記振動膜の固有振動数を制御する制御素子へ印加する制御電圧を制御する電圧制御部をさらに備え、前記駆動制御部は、前記制御素子を制御して、前記駆動素子に印加する駆動波の周波数を変更し、前記取得部は、前記制御素子への所定の電圧が印加された状態で前記振動情報を取得し、前記判定部は、前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい場合の周波数を固有振動数として判定し、判定結果を記憶部に格納する、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。 <3> An element included in the ultrasonic sensor device, further comprising a voltage control unit for controlling a control voltage applied to a control element that controls the natural frequency of the vibrating membrane, wherein the drive control unit performs the control The device is controlled to change the frequency of the drive wave applied to the drive device, the acquisition unit acquires the vibration information while a predetermined voltage is applied to the control device, and the determination unit 2. The ultrasonic sensor control device according to <1>, wherein the frequency at which the vibration of the vibrating membrane is the largest is determined as the natural frequency based on the vibration information, and the determination result is stored in a storage unit.

＜４＞前記超音波センサデバイスが有する素子であって、前記振動膜の固有振動数を制御する制御素子へ印加する制御電圧を制御する電圧制御部をさらに備え、前記電圧制御部は、前記制御素子を制御して、前記制御素子へ印加する電圧を変更し、前記取得部は、前記駆動制御部が所定の周波数の駆動波を前記駆動素子に印加した状態で、前記振動情報を取得し、前記判定部は、前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい場合の前記電圧を前記制御電圧として判定し、判定結果を記憶部に格納する、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。 <4> An element included in the ultrasonic sensor device, further comprising a voltage control unit for controlling a control voltage applied to a control element that controls the natural frequency of the vibrating membrane, wherein the voltage control unit performs the control controlling an element to change the voltage applied to the control element, the acquisition unit acquiring the vibration information in a state in which the drive control unit applies a drive wave of a predetermined frequency to the drive element; The ultrasonic sensor according to <1>, wherein the determination unit determines the voltage when the vibration of the vibrating membrane is greatest based on the vibration information as the control voltage, and stores the determination result in a storage unit. Control device.

＜５＞前記電圧制御部は、前記記憶部に格納された前記制御電圧に基づいて、前記制御素子を制御する、＜３＞又は＜４＞に記載の超音波センサ制御装置。 <5> The ultrasonic sensor control device according to <3> or <4>, wherein the voltage control section controls the control element based on the control voltage stored in the storage section.

＜６＞振動膜の振動によって超音波を送受信する超音波センサデバイスと、超音波センサ制御装置とを備える超音波センサであって、前記超音波センサデバイスは、前記振動膜における振動の大きさを示す振動情報をセンシングするフィードバックデバイスと、超音波を送信する駆動素子と、を有し、前記超音波センサ制御装置は、前記フィードバックデバイスから前記振動情報を取得する取得部と、前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい最大振動情報を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記振動膜の振動数が、前記判定部で判定された前記最大振動情報に対応する周波数になるように、前記超音波センサデバイスに備えられた前記駆動素子を制御する駆動制御部と、を有する、超音波センサ。 <6> An ultrasonic sensor comprising an ultrasonic sensor device for transmitting and receiving ultrasonic waves by vibration of a vibrating membrane, and an ultrasonic sensor control device, wherein the ultrasonic sensor device measures the magnitude of vibration in the vibrating membrane. and a driving element for transmitting ultrasonic waves. The ultrasonic sensor control device includes an acquisition unit for acquiring the vibration information from the feedback device, and a determining unit that determines maximum vibration information in which vibration of the vibrating membrane is largest; and a drive control section for controlling the drive element provided in the ultrasonic sensor device so as to obtain a corresponding frequency.

（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態に係る超音波センサ１０の構成を説明する。第１の実施形態に係る超音波センサ１０は、超音波センサ制御装置１００と、超音波センサデバイス２００と、を含んで構成される。超音波センサ１０は、超音波センサデバイス２００を介して超音波を送信し、さらに超音波センサデバイス２００を介して超音波を受信することが可能なセンサである。 (First embodiment)
The configuration of an ultrasonic sensor 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. An ultrasonic sensor 10 according to the first embodiment includes an ultrasonic sensor control device 100 and an ultrasonic sensor device 200 . The ultrasonic sensor 10 is a sensor capable of transmitting ultrasonic waves via the ultrasonic sensor device 200 and receiving ultrasonic waves via the ultrasonic sensor device 200 .

超音波センサ１０は、例えば、超音波を送信させて、対象物から反射波が返ってくるまでの時間ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を計測することにより対象物までの距離を測定することが可能な測距システム等に用いられる。超音波センサ制御装置１００の詳細については後述する。 The ultrasonic sensor 10 can measure the distance to an object by, for example, transmitting an ultrasonic wave and measuring the time TOF (Time Of Flight) until the reflected wave returns from the object. It is used for ranging systems and the like. Details of the ultrasonic sensor control device 100 will be described later.

図２Ａ及び図２Ｂに超音波センサ１０に用いられる超音波センサデバイス２００の構成の一例を示す。本実施形態における超音波センサデバイス２００は、超音波を送受信することが可能な駆動素子２２０を備える超音波センサデバイスであり、例えば圧電効果を用いたトランスデューサによって構成される。本実施形態において駆動素子２２０は、圧電素子であり、超音波の送信及び受信を切り替えて行うことができる。 2A and 2B show an example of the configuration of an ultrasonic sensor device 200 used in the ultrasonic sensor 10. FIG. The ultrasonic sensor device 200 in this embodiment is an ultrasonic sensor device that includes a driving element 220 capable of transmitting and receiving ultrasonic waves, and is composed of, for example, a transducer using a piezoelectric effect. In this embodiment, the driving element 220 is a piezoelectric element, and can switch between transmission and reception of ultrasonic waves.

圧電素子は、圧電素子を形成する圧電膜の膜厚等の出来上がりのサイズ、圧電膜の結晶特性、微小欠陥等を含む出来栄え、温度などの環境要因、又は経年劣化などにより特性変動がある。本実施形態における超音波センサ制御装置１００は、このような特性変動によって変化した超音波センサデバイス２００に対して、現環境や状態における固有振動数を求める、又は所定の固有振動数を得るための条件を求めることを可能とするものである。なお、所定の固有振動数を得るための条件とは、例えば、制御電圧の値が該当する。なお、本実施形態において、最適な固有振動数とは、超音波センサデバイス２００に対するセンシングにおいて検出された固有振動数のうち、振動レベル（振幅）が最も高い固有振動数である。また、最適な固有振動数は、最大振動情報に相当する。 Piezoelectric elements undergo characteristic fluctuations due to the finished size such as the film thickness of the piezoelectric film forming the piezoelectric element, the crystal characteristics of the piezoelectric film, the workmanship including minute defects, environmental factors such as temperature, aging deterioration, and the like. The ultrasonic sensor control apparatus 100 according to the present embodiment obtains the natural frequency in the current environment or state for the ultrasonic sensor device 200 that has changed due to such characteristic fluctuations, or determines the natural frequency for obtaining a predetermined natural frequency. It makes it possible to ask for conditions. The condition for obtaining the predetermined natural frequency corresponds to, for example, the value of the control voltage. In the present embodiment, the optimum natural frequency is the natural frequency with the highest vibration level (amplitude) among the natural frequencies detected in the sensing of the ultrasonic sensor device 200 . Also, the optimum natural frequency corresponds to the maximum vibration information.

本実施形態において、超音波センサデバイス２００は、フィードバックデバイス２１０、駆動素子２２０、及び、制御素子２３０を備える。以降、まず駆動素子２２０について説明する。 In this embodiment, the ultrasonic sensor device 200 comprises a feedback device 210 , a drive element 220 and a control element 230 . Hereinafter, the driving element 220 will be described first.

超音波の送信時において、トランスデューサは、駆動素子２２０に駆動波の駆動電圧を印加し、駆動素子２２０を振動させ、駆動素子２２０に接する振動膜２４０が振動することで送信超音波が発生する。また、超音波の受信時においては、振動膜２４０の振動に基づいて、駆動素子２２０が振動し、この駆動素子２２０の振動により生じる電気信号をセンシングすることで所定の周波数の受信超音波の受信を検知する。 When transmitting ultrasonic waves, the transducer applies a driving voltage of a driving wave to the driving element 220, vibrates the driving element 220, and vibrates the vibrating membrane 240 in contact with the driving element 220, thereby generating transmitted ultrasonic waves. When receiving ultrasonic waves, the drive element 220 vibrates based on the vibration of the vibrating membrane 240, and the electric signal generated by the vibration of the drive element 220 is sensed to receive the received ultrasonic waves of a predetermined frequency. to detect.

図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ－ＩＩＢ断面における超音波センサデバイス２００の断面図である。 FIG. 2B is a cross-sectional view of the ultrasonic sensor device 200 along the IIB-IIB cross section of FIG. 2A.

図２Ｂに示すように駆動素子２２０は、上部電極２２０ａと、下部電極２２０ｂと、圧電膜２２０ｃと、を含む振動体として構成される。すなわち、駆動素子２２０は、圧電膜２２０ｃを上部電極２２０ａ及び下部電極２２０ｂで上下方向から挟む形で積層された形態で構成される。また、振動膜２４０は、下部電極２２０ｂと接しているものとする。すなわち、本実施形態において、駆動素子２２０は、上部電極２２０ａ、圧電膜２２０ｃ、下部電極２２０ｂ、及び振動膜２４０の順に積層された形態で構成されるものとする。 As shown in FIG. 2B, the driving element 220 is configured as a vibrating body including an upper electrode 220a, a lower electrode 220b, and a piezoelectric film 220c. In other words, the driving element 220 is formed in a layered manner in which the piezoelectric film 220c is vertically sandwiched between the upper electrode 220a and the lower electrode 220b. It is also assumed that the vibration film 240 is in contact with the lower electrode 220b. That is, in the present embodiment, the driving element 220 is configured by laminating the upper electrode 220a, the piezoelectric film 220c, the lower electrode 220b, and the vibrating film 240 in this order.

上部電極２２０ａ及び下部電極２２０ｂは、例えば、プラチナ、モリブデン、イリジウム、又はチタンなどの導電性を有する金属の薄膜を用いて形成されている。上部電極２２０ａは、上述の通り、圧電膜２２０ｃの上側に位置し、上部電極２２０ａに駆動電圧を印加するための回路パターンである電極パッド（図示なし）と接続されている。同様に、下部電極２２０ｂは、圧電膜２２０ｃの下側に位置し、下部電極２２０ｂに駆動電圧を印加するための回路パターンである電極パッド（図示なし）と配線を介して電気的に接続されている。 The upper electrode 220a and the lower electrode 220b are formed using a conductive metal thin film such as platinum, molybdenum, iridium, or titanium. As described above, the upper electrode 220a is positioned above the piezoelectric film 220c and is connected to an electrode pad (not shown) that is a circuit pattern for applying a drive voltage to the upper electrode 220a. Similarly, the lower electrode 220b is positioned below the piezoelectric film 220c and is electrically connected via wiring to an electrode pad (not shown), which is a circuit pattern for applying a driving voltage to the lower electrode 220b. there is

圧電膜２２０ｃは、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって構成されている。圧電膜２２０ｃは、チタン酸ジルコン酸鉛以外にも、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）などを用いることができる。 The piezoelectric film 220c is made of, for example, lead zirconate titanate (PZT). The piezoelectric film 220c can be made of aluminum nitride (AlN), zinc oxide (ZnO), lead titanate (PbTiO 3 ), or the like, in addition to lead zirconate titanate.

振動膜２４０は、薄膜から構成されており、膜厚方向、すなわち振動膜に対する法線方向に変位可能なように構成されている。 The vibrating membrane 240 is composed of a thin film and is configured to be displaceable in the film thickness direction, that is, in the direction normal to the vibrating membrane.

超音波の送信時においては、上部電極２２０ａ及び下部電極２２０ｂには、超音波センサ制御装置１００から送られる駆動波の駆動電圧が印加される。上部電極２２０ａ及び下部電極２２０ｂに送られてきた駆動波の駆動電圧に応じて、駆動素子２２０及び振動膜２４０が振動し、送信超音波が発生する。 During transmission of ultrasonic waves, the drive voltage of the drive wave sent from the ultrasonic sensor control device 100 is applied to the upper electrode 220a and the lower electrode 220b. The driving element 220 and the vibrating membrane 240 vibrate according to the driving voltage of the driving waves sent to the upper electrode 220a and the lower electrode 220b, and transmit ultrasonic waves are generated.

超音波の受信時においては、振動膜２４０に所定の周波数の超音波が到達することで、駆動素子２２０の上部電極２２０ａ及び下部電極２２０ｂの間に電位差が生じることで所定の電圧が発生し、この電圧を検知することで超音波を受信することが可能となる。発生した電圧は、駆動素子２２０の電極パッドを介して、超音波センサ制御装置１００に送られる。 When receiving ultrasonic waves, when ultrasonic waves of a predetermined frequency reach the vibrating membrane 240, a potential difference is generated between the upper electrode 220a and the lower electrode 220b of the driving element 220, thereby generating a predetermined voltage. Ultrasonic waves can be received by detecting this voltage. The generated voltage is sent to the ultrasonic sensor control device 100 via the electrode pads of the drive element 220 .

本実施形態において、この超音波の受信時の電極の間には正圧電効果によって信号（電気信号）が生じ、超音波センサ制御装置１００は、その信号を取り出す。つまり、電極を、当該電気信号をセンシングするための振動センサとして使用する。一般的に振動センサにおいて感度が最も高い受信周波数は、センシングデバイスとなる振動体の固有振動数である。当該システムは、外部からの入力に対して、振動センサである振動体自らの固有振動数を調整することによって、もっとも感度の高い、より快適な状態にすることができる。 In this embodiment, a signal (electrical signal) is generated by the positive piezoelectric effect between the electrodes when receiving the ultrasonic wave, and the ultrasonic sensor control device 100 extracts the signal. That is, the electrodes are used as vibration sensors for sensing the electrical signal. Generally, the reception frequency at which the vibration sensor has the highest sensitivity is the natural frequency of the vibrating body that serves as the sensing device. By adjusting the natural frequency of the vibrating body itself, which is a vibration sensor, the system can be made more sensitive and more comfortable to the input from the outside.

また、超音波センサデバイス２００は、駆動素子２２０から送信される送信超音波の送信周波数、及び受信可能な超音波の受信周波数を調整することができる制御素子２３０を備える。 The ultrasonic sensor device 200 also includes a control element 230 that can adjust the transmission frequency of the transmission ultrasonic waves transmitted from the drive element 220 and the reception frequency of the receivable ultrasonic waves.

制御素子２３０は、超音波センサ制御装置１００から送られる所定の電圧を印加することにより、振動膜２４０を変形させ、送信超音波の送信周波数、及び受信超音波の受信周波数を設定する。制御素子２３０は、図２Ｂに示すように、駆動素子２２０と同様に、上部電極２３０ａ、圧電膜２３０ｃ、下部電極２３０ｂ、及び振動膜２４０の順に積層された形態で構成されるものとする。 The control element 230 deforms the vibrating membrane 240 by applying a predetermined voltage sent from the ultrasonic sensor control device 100, and sets the transmission frequency of transmission ultrasonic waves and the reception frequency of reception ultrasonic waves. As shown in FIG. 2B, the control element 230 is configured in a form in which an upper electrode 230a, a piezoelectric film 230c, a lower electrode 230b, and a vibrating film 240 are stacked in this order, similarly to the driving element 220. As shown in FIG.

制御素子２３０に所定の電圧を印加することで、駆動素子２２０、及び振動膜２４０を備える振動体の実効的な大きさや硬さなどの物理特性を変化させることができる。これにより、超音波センサ制御装置１００は、振動体の固有振動数を変化させることができる By applying a predetermined voltage to the control element 230, it is possible to change the physical properties such as the effective size and hardness of the vibrating body including the driving element 220 and the vibrating membrane 240. FIG. Thereby, the ultrasonic sensor control device 100 can change the natural frequency of the vibrating body.

（超音波センサ制御装置１００の機能及び構成）
図１に戻り、超音波センサ制御装置１００について説明する。超音波センサ制御装置１００は、制御部１１０と、記憶部１２０とを備える。この超音波センサ制御装置１００は、ＣＰＵ（中央処理装置、制御部１１０）、メモリ（記憶部１２０）、及び入出力部（図示なし）等を備える汎用のマイクロコンピュータとして構成してもよい。この場合、マイクロコンピュータには、超音波センサ制御装置１００として機能させるためのコンピュータプログラムがインストールされていてもよい。コンピュータプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータは、超音波センサ制御装置１００が備える複数の情報処理回路として機能する。なお、本実施形態では、ソフトウェアによって超音波センサ制御装置１００が備える複数の情報処理回路を実現する例を示すが、もちろん、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。制御部１１０の詳細については後述する。 (Functions and Configuration of Ultrasonic Sensor Control Device 100)
Returning to FIG. 1, the ultrasonic sensor control device 100 will be described. The ultrasonic sensor control device 100 includes a control section 110 and a storage section 120 . The ultrasonic sensor control device 100 may be configured as a general-purpose microcomputer including a CPU (central processing unit, control unit 110), a memory (storage unit 120), an input/output unit (not shown), and the like. In this case, a computer program for functioning as the ultrasonic sensor control device 100 may be installed in the microcomputer. By executing the computer program, the microcomputer functions as a plurality of information processing circuits included in the ultrasonic sensor control device 100 . In this embodiment, an example of realizing a plurality of information processing circuits included in the ultrasonic sensor control device 100 by software will be described. It is also possible to configure an information processing circuit by using Also, a plurality of information processing circuits may be configured by individual hardware. Details of the control unit 110 will be described later.

記憶部１２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク等で構成される。また、記憶部１２０は、ＦＢ情報ＤＢ１２１（ＦＢ：フィードバック）、周波数情報ＤＢ１２２、及び電圧情報ＤＢ１２３を備える。ＦＢ情報ＤＢ１２１は、「ＦＢ情報（以下、フィードバック情報）」をデータとして格納する。周波数情報ＤＢ１２２は、「周波数情報」をデータとして格納する。また、電圧情報ＤＢ１２３は、「電圧情報」をデータとして格納する。また記憶部１２０は、判定結果に関する情報を格納する。 The storage unit 120 includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk, and the like. The storage unit 120 also includes an FB information DB 121 (FB: feedback), a frequency information DB 122 and a voltage information DB 123 . The FB information DB 121 stores "FB information (hereinafter referred to as feedback information)" as data. The frequency information DB 122 stores "frequency information" as data. Also, the voltage information DB 123 stores "voltage information" as data. The storage unit 120 also stores information about determination results.

これらの各種データを格納する記憶部１２０は、一つのストレージデバイスの中に物理的又は論理的に分けて設けられた領域として構成されていてもよい。あるいは、物理的に異なる複数のストレージデバイスに各データの記憶部１２０を設ける構成としてもよい。 The storage unit 120 that stores these various data may be configured as areas physically or logically provided in one storage device. Alternatively, a configuration may be adopted in which the storage units 120 for each data are provided in a plurality of physically different storage devices.

ＦＢ情報ＤＢ１２１に格納された「フィードバック情報」には、図３に示すように、「フィードバック番号」と、「振動情報」とをデータとして格納される。「フィードバック番号」は、超音波センサデバイス２００の固有振動数を確認する場合において、超音波センサデバイス２００のフィードバックデバイス２１０から送られてくるフィードバック情報に対応づけられる番号である。すなわち、「フィードバック番号」の順番に、フィードバックデバイス２１０からフィードバック情報が、超音波センサ制御装置１００に送られ、記憶部１２０のＦＢ情報ＤＢ１２１に格納される。 In the "feedback information" stored in the FB information DB 121, as shown in FIG. 3, "feedback number" and "vibration information" are stored as data. A “feedback number” is a number associated with feedback information sent from the feedback device 210 of the ultrasonic sensor device 200 when confirming the natural frequency of the ultrasonic sensor device 200 . That is, the feedback information is sent from the feedback device 210 to the ultrasonic sensor control device 100 in order of the “feedback numbers” and stored in the FB information DB 121 of the storage unit 120 .

また、「フィードバック情報」の「振動情報」には、フィードバックデバイス２１０でセンシングされた振動膜２４０の振動レベル（振幅）が格納される。なお、「振動情報」に格納される値は、振動レベルに応じてランク分けした値が格納されてもよい。例えば、図３に示すように、振動レベルに応じて、振動レベルが所定の基準値よりも多い場合をランクＡ、振動レベルが所定の基準値と同程度の場合をランクＢ、振動レベルが基準値よりも少ない場合をランクＣとし、そのランク情報を格納する構成としてもよい。この場合、所定の基準値は、あらかじめ定められたデフォルトの固有振動数における振動レベル（振幅）を用いてもよい。また、所定の基準値は、固有振動数の検査の前に設定されている値であってもよい。すなわち、本実施形態に係る超音波センサ制御装置１００は、対象となる所定の基準値に対して、固有振動数の検査を行うものとする。また、「振動情報」に格納されるデータは実際の振動レベルの数値であってもよい。すなわち「振動情報」は、フィードバックデバイス２１０でセンシングされた振動膜２４０における振動の強弱を示す情報に相当する。 The “vibration information” of the “feedback information” stores the vibration level (amplitude) of the vibrating membrane 240 sensed by the feedback device 210 . Note that the values stored in the “vibration information” may be ranked according to the vibration level. For example, as shown in FIG. 3, according to the vibration level, if the vibration level is greater than a predetermined reference value, rank A, if the vibration level is about the same as the predetermined reference value, rank B, and the vibration level is the standard. A configuration may be adopted in which the case where the number is less than the value is set as rank C, and the rank information is stored. In this case, the predetermined reference value may be a vibration level (amplitude) at a predetermined default natural frequency. Also, the predetermined reference value may be a value set before the inspection of the natural frequency. That is, the ultrasonic sensor control device 100 according to the present embodiment is assumed to inspect the natural frequency with respect to a predetermined target reference value. Further, the data stored in the "vibration information" may be numerical values of actual vibration levels. That is, the “vibration information” corresponds to information indicating strength of vibration in vibrating membrane 240 sensed by feedback device 210 .

記憶部１２０に記憶された「周波数情報」には、フィードバックデバイス２１０から取得されるフィードバック情報に対応する周波数が格納される。この周波数は、駆動素子２２０に対して印加される駆動波の周波数である。すなわち、「フィードバック情報」のフィードバック番号に対応する振動情報は、対応する「周波数情報」に格納された周波数において取得されたデータである。なお、第１の実施形態においては、「周波数情報」に格納された周波数は、例えば、周波数を４０ｋＨｚから１ｋＨｚずつ増加させたものである。 The “frequency information” stored in the storage unit 120 stores the frequency corresponding to the feedback information acquired from the feedback device 210 . This frequency is the frequency of the driving wave applied to the driving element 220 . That is, the vibration information corresponding to the feedback number of the "feedback information" is data acquired at the frequency stored in the corresponding "frequency information". In the first embodiment, the frequencies stored in the "frequency information" are, for example, frequencies increased by 1 kHz from 40 kHz.

記憶部１２０に記憶された「電圧情報」には、フィードバックデバイス２１０から取得されるフィードバック情報に対応する電圧（制御電圧）が格納される。この電圧は、制御素子２３０に印加される制御電圧である。すなわち、「フィードバック情報」のフィードバック番号に対応する振動情報は、対応する「電圧情報」に格納された電圧において取得されたデータである。なお、第１の実施形態においては、「電圧情報」に格納された周波数は、３Ｖで一定となる値である。 The “voltage information” stored in the storage unit 120 stores the voltage (control voltage) corresponding to the feedback information acquired from the feedback device 210 . This voltage is the control voltage applied to the control element 230 . That is, the vibration information corresponding to the feedback number of the "feedback information" is data acquired at the voltage stored in the corresponding "voltage information". In the first embodiment, the frequency stored in the "voltage information" is a constant value of 3V.

また、記憶部１２０に記憶される情報には、後述の判定部１１２で判定された結果が「判定結果」として格納される。この「判定結果」は、フィードバック番号に対応付けて格納される。また、「判定結果」は、「フィードバック情報」、「周波数情報」、及び／又は「電圧情報」と対応付けて、それぞれＦＢ情報ＤＢ１２１、周波数情報ＤＢ１２２、及び／又は電圧情報ＤＢ１２３に格納されてもよい。 Further, in the information stored in the storage unit 120, the results determined by the determination unit 112, which will be described later, are stored as "determination results". This "judgment result" is stored in association with the feedback number. Also, the "determination result" may be associated with the "feedback information", "frequency information", and/or "voltage information" and stored in the FB information DB 121, the frequency information DB 122, and/or the voltage information DB 123, respectively. good.

図４Ａ及び図４Ｂは、周波数情報及び電圧情報に対応する振動レベルを模式的にグラフで示した図である。図４Ａは、周波数を増加させることで、振動レベルが増加し、ある周波数の値を境に振動レベルが減少する傾向が示されている。図４Ａは、駆動素子２２０に印加する周波数に対し、ある特定の周波数で振動レベルが高くなる傾向が示されている。 4A and 4B are graphs schematically showing vibration levels corresponding to frequency information and voltage information. FIG. 4A shows a tendency that the vibration level increases as the frequency increases, and the vibration level decreases after reaching a certain frequency value. FIG. 4A shows the tendency of the vibration level to increase at a certain frequency with respect to the frequency applied to the drive element 220. FIG.

また、図４Ｂは、電圧を増加させることで振動レベルが増加し、ある電圧の値を境に振動レベルが減少する傾向が示されている。上述の通り、制御素子２３０に所定の電圧を印加することで、駆動素子２２０、及び振動膜２４０を備える振動体の実効的な大きさや硬さなどの物理特性を変化させることができる。これにより、超音波センサ制御装置１００は、振動体の固有振動数を変化させることができる。図４Ｂは、振動体の電圧に対する傾向を示したものである。 Moreover, FIG. 4B shows a tendency that the vibration level increases as the voltage is increased, and the vibration level decreases at a certain voltage value. As described above, by applying a predetermined voltage to the control element 230, the physical properties such as the effective size and hardness of the vibrating body including the driving element 220 and the vibrating membrane 240 can be changed. Thereby, the ultrasonic sensor control device 100 can change the natural frequency of the vibrator. FIG. 4B shows the trend with respect to the voltage of the oscillator.

次に、図１に示す超音波センサ制御装置１００の制御部１１０が備える各機能について説明する。制御部１１０は、取得部１１１、判定部１１２、駆動制御部１１３、及び電圧制御部１１４を機能として備える。 Next, each function provided in the control unit 110 of the ultrasonic sensor control device 100 shown in FIG. 1 will be described. The control unit 110 includes an acquisition unit 111, a determination unit 112, a drive control unit 113, and a voltage control unit 114 as functions.

取得部１１１は、フィードバックデバイス２１０でセンシングされたフィードバック情報を取得し、ＦＢ情報ＤＢ１２１に格納する。フィードバック情報は、「フィードバック番号」と、振動膜２４０の振動レベルを示す「振動情報」と、が含まれる。「振動情報」は、フィードバックデバイス２１０でセンシングされた振動膜２４０における振動の強弱を示す情報に相当する。 The acquisition unit 111 acquires feedback information sensed by the feedback device 210 and stores it in the FB information DB 121 . The feedback information includes a “feedback number” and “vibration information” indicating the vibration level of vibrating membrane 240 . “Vibration information” corresponds to information indicating strength of vibration in vibrating membrane 240 sensed by feedback device 210 .

判定部１１２は、ＦＢ情報ＤＢ１２１に格納された「振動情報」に基づいて、振動レベルの判定を行い、「振動情報」に格納された振動レベルが一番大きいフィードバックに対して、「判定結果」に結果を格納する。図３に示す例においては、ランクＡのフィードバック番号が「００３」のフィードバックに対して、「判定結果」に「○」が格納されている例を示す。すなわち、判定部１１２における判定は、「振動情報」に基づいて、振動が最も大きい「振動情報」を選択し、決定するものである。なお、振動が最も大きい「振動情報」は、最大振動情報に相当する。 The determination unit 112 determines the vibration level based on the "vibration information" stored in the FB information DB 121, and outputs the "determination result" to the feedback having the highest vibration level stored in the "vibration information". store the result in . The example shown in FIG. 3 shows an example in which "o" is stored in the "judgment result" for the feedback with the feedback number "003" of rank A. In FIG. That is, the determination by the determination unit 112 is to select and determine the "vibration information" with the largest vibration based on the "vibration information". The "vibration information" with the largest vibration corresponds to the maximum vibration information.

駆動制御部１１３は、周波数情報ＤＢ１２２に格納された周波数の駆動波を駆動素子２２０に印加する。また、第１の実施形態においては、判定部１１２の判定結果に基づいて、振動膜２４０の振動レベルを最大とするために、判定部１１２で判定された振動情報に対応する周波数になるように、駆動素子２２０を制御する。 The drive control unit 113 applies a drive wave having a frequency stored in the frequency information DB 122 to the drive element 220 . Further, in the first embodiment, in order to maximize the vibration level of the vibrating membrane 240 based on the determination result of the determination unit 112, the frequency corresponding to the vibration information determined by the determination unit 112 is obtained. , controls the drive element 220 .

電圧制御部１１４は、電圧情報ＤＢ１２３に格納された電圧を制御電圧として制御素子２３０に印加する。 The voltage control unit 114 applies the voltage stored in the voltage information DB 123 to the control element 230 as a control voltage.

（超音波センサ制御装置１００の処理フローの概略）
次に、図５に示すフローチャートを用いて超音波センサ制御装置１００における処理（超音波センサ制御方法）の流れを示す。図５のフローチャートに示す超音波センサ制御装置１００の一連の動作は、超音波センサ制御装置１００が起動されると開始され、発信超音波の発信により処理を終了する。また、図５に示すフローチャートは、電源オフや処理終了の割り込みによっても処理は終了する。また、以下のフローチャートの説明において、上述の超音波センサ制御装置１００の説明で記載した内容と同じ内容については、省略又は簡略化して説明する。 (Overview of processing flow of ultrasonic sensor control device 100)
Next, the flow of processing (ultrasonic sensor control method) in the ultrasonic sensor control device 100 will be described using the flowchart shown in FIG. A series of operations of the ultrasonic sensor control device 100 shown in the flowchart of FIG. 5 is started when the ultrasonic sensor control device 100 is activated, and the processing ends when the transmission ultrasonic wave is transmitted. In addition, in the flowchart shown in FIG. 5, the processing is terminated by power off or an interruption of processing termination. In addition, in the explanation of the flowchart below, the same contents as those described in the above explanation of the ultrasonic sensor control device 100 will be omitted or simplified.

ステップＳ５０１において、駆動制御部１１３は、駆動素子２２０に印加する駆動波の周波数に初期値を設定する。ここで、駆動波の周波数に設定する初期値は、例えば、図３の「フィードバック番号」が「００１」に対応する「周波数情報」に示すように、４０ｋＨｚが設定される。 In step S<b>501 , the drive control unit 113 sets an initial value for the frequency of the drive wave applied to the drive element 220 . Here, the initial value to be set for the frequency of the drive wave is set to 40 kHz, for example, as shown in the "frequency information" corresponding to "001" as the "feedback number" in FIG.

ステップＳ５０２において、駆動制御部１１３は、駆動素子２２０に駆動波を印加する。これにより、超音波センサデバイス２００の振動膜２４０が振動する。 In step S<b>502 , the drive control section 113 applies a drive wave to the drive element 220 . This vibrates the vibrating membrane 240 of the ultrasonic sensor device 200 .

ステップＳ５０３において、取得部１１１は、フィードバックデバイス２１０からフィードバック情報である振動情報を取得し、記憶部１２０のＦＢ情報ＤＢ１２１に格納する。 In step S<b>503 , the acquisition unit 111 acquires vibration information, which is feedback information, from the feedback device 210 and stores it in the FB information DB 121 of the storage unit 120 .

ステップＳ５０４において、制御部１１０は、所定の周波数に対する振動情報の取得が終了したか否かを判定する。ここで所定の周波数とは、固有振動数の検査（センシング）において、あらかじめ設定された検査対象（センシング対象）となる周波数である。 In step S504, control unit 110 determines whether acquisition of vibration information for a predetermined frequency has ended. Here, the predetermined frequency is a frequency set in advance as an inspection target (sensing target) in the inspection (sensing) of the natural frequency.

ステップＳ５０４において、制御部１１０は、所定の周波数に対する振動情報の取得が終了したと判定した場合（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ５０５に進む。一方で、ステップＳ５０４において、制御部１１０は、所定の周波数に対する振動情報の取得が終了していないと判定した場合（ステップＳ５０４：ＮＯ）には、処理はステップＳ５０７に進む。 If control unit 110 determines in step S504 that acquisition of vibration information for the predetermined frequency has ended (step S504: YES), the process proceeds to step S505. On the other hand, when control unit 110 determines in step S504 that acquisition of vibration information for the predetermined frequency has not ended (step S504: NO), the process proceeds to step S507.

ステップＳ５０５において、判定部１１２は、ＦＢ情報ＤＢ１２１に格納された振動情報が一番大きい周波数を固有振動数として登録する。 In step S505, the determination unit 112 registers the frequency with the largest vibration information stored in the FB information DB 121 as the natural frequency.

ステップＳ５０６において、駆動制御部１１３は、駆動素子２２０に印加する駆動波の周波数を調整する。具体的には、駆動制御部１１３は、記憶部１２０に格納されたステップＳ５０４の判定結果に基づいて、振動情報のうち、一番振動レベルの大きい場合の、周波数を駆動素子２２０に与える周波数として設定する。 In step S<b>506 , the drive control unit 113 adjusts the frequency of the drive wave applied to the drive element 220 . Specifically, based on the determination result of step S504 stored in the storage unit 120, the drive control unit 113 selects the frequency corresponding to the highest vibration level among the vibration information as the frequency to be given to the drive element 220. set.

ステップＳ５０７において、駆動制御部１１３は、駆動素子２２０に印加する駆動波の周波数を変更する。具体的には、あらかじめ定められた検査内容に従って、駆動波の周波数を変更する。第１の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００においては、駆動制御部１１３は、駆動波の周波数を１ｋＨｚずつ増加させる。すなわち、ステップＳ５０７においては、駆動制御部１１３は、駆動波の周波数の値を１ｋＨｚ増加させる。その後、処理はステップＳ５０２に戻る。 In step S<b>507 , the drive control section 113 changes the frequency of the drive wave applied to the drive element 220 . Specifically, the frequency of the drive wave is changed in accordance with predetermined inspection details. In the ultrasonic sensor control device 100 according to the first embodiment, the drive control section 113 increases the frequency of the drive wave by 1 kHz. That is, in step S507, the drive control unit 113 increases the value of the frequency of the drive wave by 1 kHz. After that, the process returns to step S502.

なお、図５に示すフローチャートにおいては、ステップＳ５０４において、所定の周波数に対する振動情報の取得が完了後、ステップＳ５０５にて振動情報の大きさを判定する例を示した。最大の振動レベルが得られる周波数を判定する処理は上述の方法に限定されない。例えば、取得した振動情報（振動レベル）がピークを越えて下降しだしたと判定したら、より詳細な周波数ステップで再び駆動周波数を逆行させる処理を用いてもよい。さらに、以降、ピークが超えたら逆行させる処理を繰り返し行うことで、より正確な振動情報を取得することが可能となる。 Note that the flowchart shown in FIG. 5 shows an example in which the magnitude of vibration information is determined in step S505 after acquisition of vibration information for a predetermined frequency is completed in step S504. The process of determining the frequency at which the maximum vibration level is obtained is not limited to the method described above. For example, if it is determined that the acquired vibration information (vibration level) has exceeded the peak and started to descend, a process of reversing the drive frequency again in more detailed frequency steps may be used. Further, by repeating the process of reversing when the peak is exceeded, more accurate vibration information can be obtained.

上述の通り、第１の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００は、振動膜の振動によって超音波を送受信する超音波センサデバイスに対して制御する超音波センサ制御装置であって、取得部１１１と、判定部１１２と、駆動制御部１１３とを備える。取得部１１１は、超音波センサデバイス２００から、振動膜２４０における振動の大きさを示す振動情報を取得する。判定部１１２は、振動情報に基づいて、振動膜２４０の振動が最も大きい最大振動情報を判定する。駆動制御部１１３は、判定部１１２の判定結果に基づいて、振動膜２４０の振動レベルが、判定部１１２で判定された最大振動情報に対応する周波数になるように、超音波センサデバイス２００に備えられた駆動素子２２０を制御する。 As described above, the ultrasonic sensor control apparatus 100 according to the first embodiment is an ultrasonic sensor control apparatus that controls an ultrasonic sensor device that transmits and receives ultrasonic waves by vibration of a vibrating membrane. , a determination unit 112 , and a drive control unit 113 . The acquisition unit 111 acquires vibration information indicating the magnitude of vibration in the vibrating membrane 240 from the ultrasonic sensor device 200 . Based on the vibration information, the determining unit 112 determines the maximum vibration information indicating the maximum vibration of the vibrating membrane 240 . The drive control unit 113 prepares the ultrasonic sensor device 200 so that the vibration level of the vibrating membrane 240 becomes a frequency corresponding to the maximum vibration information determined by the determination unit 112 based on the determination result of the determination unit 112. and controls the driven element 220 .

これにより、超音波センサ制御装置１００は、超音波センサデバイス２００の最適な周波数を検出し、駆動波の周波数を調整することが可能となる。なお、本実施形態において、最適な駆動波の周波数とは、超音波センサデバイス２００に対するセンシングにおいて検出された振動情報のうち、振動レベルが最も高い駆動波の周波数である。 Thereby, the ultrasonic sensor control apparatus 100 can detect the optimum frequency of the ultrasonic sensor device 200 and adjust the frequency of the drive wave. In the present embodiment, the optimum drive wave frequency is the frequency of the drive wave with the highest vibration level among the vibration information detected in the sensing of the ultrasonic sensor device 200 .

また、駆動制御部１１３は、駆動素子２２０に印加する駆動波の周波数を変更し、判定部１１２は、振動膜２４０の振動が最も大きい最大振動情報に対応する駆動波の周波数を、固有振動数として判定し、判定結果を記憶部１２０に格納する。 Further, the drive control unit 113 changes the frequency of the drive wave applied to the drive element 220, and the determination unit 112 sets the frequency of the drive wave corresponding to the maximum vibration information in which the vibration of the vibration film 240 is the largest to the natural frequency. and stores the determination result in the storage unit 120 .

これにより、超音波センサ制御装置１００は、複数の駆動波の周波数に対して、より適切な固有振動数を設定することが可能となる。 As a result, the ultrasonic sensor control device 100 can set more appropriate natural frequencies for the frequencies of the driving waves.

また、超音波センサ制御装置１００は、超音波センサデバイス２００が有する素子であって、振動膜２４０の固有振動数を制御する制御素子２３０へ印加する制御電圧を制御する電圧制御部１１４を備える。駆動制御部１１３は、駆動素子２２０を制御して、駆動素子２２０に印加する駆動波の周波数を変更し、取得部１１１は、制御素子２３０への所定の電圧が印加された状態で振動情報を取得する。さらに、判定部１１２は、振動情報に基づいて、振動膜２４０の振動が最も大きい場合の周波数を固有振動数として判定し、判定結果を記憶部１２０に格納する。 The ultrasonic sensor control apparatus 100 also includes a voltage control section 114 that controls the control voltage applied to the control element 230 that is included in the ultrasonic sensor device 200 and that controls the natural frequency of the vibrating membrane 240 . The drive control unit 113 controls the drive element 220 to change the frequency of the drive wave applied to the drive element 220, and the acquisition unit 111 acquires vibration information while a predetermined voltage is applied to the control element 230. get. Furthermore, based on the vibration information, determination unit 112 determines the frequency at which vibration of vibrating membrane 240 is the largest as the natural frequency, and stores the determination result in storage unit 120 .

これにより、超音波センサ制御装置１００は、所定の電圧を印加することにより、振動膜２４０を変形させ、送信超音波の送信周波数、及び受信超音波の受信周波数を設定することが可能な制御素子２３０に制御電圧を印加する。超音波センサ制御装置１００は、制御素子２３０に制御電圧を印加し、駆動波の周波数を変更し、振動情報を取得する。よって、超音波センサ制御装置１００は、超音波センサデバイス２００に対し、より適切な、駆動波の周波数、及び制御電圧を印加することが可能となり、超音波センサデバイス２００の状況に応じて、より適切な固有振動数を設定することが可能となる。 Accordingly, the ultrasonic sensor control device 100 is a control element capable of deforming the vibrating membrane 240 and setting the transmission frequency of transmission ultrasonic waves and the reception frequency of reception ultrasonic waves by applying a predetermined voltage. A control voltage is applied to 230 . The ultrasonic sensor control device 100 applies a control voltage to the control element 230, changes the frequency of the drive wave, and acquires vibration information. Therefore, the ultrasonic sensor control apparatus 100 can apply a more appropriate driving wave frequency and control voltage to the ultrasonic sensor device 200, and can more It is possible to set an appropriate natural frequency.

（第２の実施形態）
以上の通り、具体的な実施形態を一つ説明したが、上述した実施形態は例示であって実施形態を限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、駆動素子２２０に印加する周波数の値を変更させてフィードバック情報として取得する振動情報に基づいて、最適な固有振動数を検出する形態を例示した。ここではさらに、制御素子２３０に印加する制御電圧の値を変更させて振動情報を取得する第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００について、第１の実施形態と異なる構成について説明する。 (Second embodiment)
As described above, one specific embodiment has been described, but the above-described embodiment is an example and does not limit the embodiment. For example, in the above-described embodiment, the optimal natural frequency is detected based on vibration information acquired as feedback information by changing the value of the frequency applied to the drive element 220 . Here, the configuration of the ultrasonic sensor control device 100 according to the second embodiment, which acquires vibration information by changing the value of the control voltage applied to the control element 230, will be further described with respect to the configuration different from that of the first embodiment.

図６は、第２の実施形態のおける記憶部１２０のＦＢ情報ＤＢ１２１、周波数情報ＤＢ１２２、及び電圧情報ＤＢ１２３に格納された各情報の例を示す。図６に示すように、第２の実施形態においては、駆動素子２２０に印加する駆動波の周波数は一定であり、制御素子２３０に印加する制御電圧を変更し、各制御電圧におけるフィードバック情報としての振動情報を取得する。すなわち駆動制御部１１３が所定の周波数の駆動波を駆動素子２２０に印加した状態で、複数の制御電圧に対する振動情報を取得する。図６に示す例においては、周波数情報の値は、４０ｋＨｚで固定されている。また、図６の例においては、制御電圧は、０Ｖから順に１Ｖずつ増加させる例が示されている。 FIG. 6 shows examples of information stored in the FB information DB 121, the frequency information DB 122, and the voltage information DB 123 of the storage unit 120 according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, the frequency of the drive wave applied to the drive element 220 is constant, the control voltage applied to the control element 230 is changed, and the feedback information for each control voltage is Get vibration information. That is, while the drive control unit 113 is applying a drive wave of a predetermined frequency to the drive element 220, vibration information is obtained for a plurality of control voltages. In the example shown in FIG. 6, the frequency information value is fixed at 40 kHz. Also, in the example of FIG. 6, the control voltage is increased by 1V in order from 0V.

（超音波センサ制御装置１００の処理フローの概略）
次に、図７に示すフローチャートを用いて第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００における処理（超音波センサ制御方法）の流れを示す。図７のフローチャートに示す超音波センサ制御装置１００の一連の動作は、超音波センサ制御装置１００が起動されると開始され、発信超音波の発信により処理を終了する。また、図７に示すフローチャートは、電源オフや処理終了の割り込みによっても処理は終了する。また、以下のフローチャートの説明において、上述の超音波センサ制御装置１００の説明で記載した内容と同じ内容については、省略又は簡略化して説明する。 (Overview of processing flow of ultrasonic sensor control device 100)
Next, the flow of processing (ultrasonic sensor control method) in the ultrasonic sensor control device 100 according to the second embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. A series of operations of the ultrasonic sensor control device 100 shown in the flowchart of FIG. 7 is started when the ultrasonic sensor control device 100 is activated, and the processing ends when an ultrasonic wave is transmitted. In addition, in the flowchart shown in FIG. 7, the processing is also terminated by turning off the power or interrupting the end of the processing. In addition, in the explanation of the flowchart below, the same contents as those described in the above explanation of the ultrasonic sensor control device 100 will be omitted or simplified.

ステップＳ７０１において、電圧制御部１１４は、制御素子２３０に印加する制御電圧に初期値を設定する。ここで、制御電圧に設定する初期値は、例えば、図６の「フィードバック番号」が「００１」に対応する「電圧情報」に示されるように０Ｖが設定される。 In step S<b>701 , the voltage control section 114 sets an initial value for the control voltage to be applied to the control element 230 . Here, the initial value to be set for the control voltage is set to 0 V, for example, as shown in the "voltage information" corresponding to "001" for the "feedback number" in FIG.

ステップＳ７０２において、駆動制御部１１３は、駆動素子２２０に駆動波を印加する。これにより、超音波センサデバイス２００の振動膜２４０が振動する。 In step S<b>702 , the drive control section 113 applies a drive wave to the drive element 220 . This vibrates the vibrating membrane 240 of the ultrasonic sensor device 200 .

ステップＳ７０３において、取得部１１１は、フィードバックデバイス２１０からフィードバック情報である振動情報を取得し、記憶部１２０のＦＢ情報ＤＢ１２１に格納する。 In step S<b>703 , the acquisition unit 111 acquires vibration information, which is feedback information, from the feedback device 210 and stores it in the FB information DB 121 of the storage unit 120 .

ステップＳ７０４において、制御部１１０は、所定の制御電圧に対する振動情報の取得が終了したか否かを判定する。ここで所定の制御電圧とは、固有振動数の検査（センシング）において、あらかじめ設定された検査対象（センシング対象）となる制御電圧である。 In step S704, control unit 110 determines whether acquisition of vibration information for a predetermined control voltage has ended. Here, the predetermined control voltage is a control voltage to be a preset inspection target (sensing target) in the inspection (sensing) of the natural frequency.

ステップＳ７０４において、制御部１１０は、所定の制御電圧に対する振動情報の取得が終了したと判定した場合（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ７０５に進む。一方で、ステップＳ７０４において、制御部１１０は、所定の制御電圧に対する振動情報の取得が終了していないと判定した場合（ステップＳ７０４：ＮＯ）には、処理はステップＳ７０７に進む。 In step S704, when the control unit 110 determines that acquisition of the vibration information for the predetermined control voltage is completed (step S704: YES), the process proceeds to step S705. On the other hand, when control unit 110 determines in step S704 that acquisition of vibration information for the predetermined control voltage has not ended (step S704: NO), the process proceeds to step S707.

ステップＳ７０５において、判定部１１２は、ＦＢ情報ＤＢ１２１に格納された振動情報が一番大きい周波数を固有振動数として登録する。 In step S705, the determination unit 112 registers the frequency with the largest vibration information stored in the FB information DB 121 as the natural frequency.

ステップＳ７０６において、電圧制御部１１４は、制御素子２３０に印加する制御電圧の値を調整する。具体的には、電圧制御部１１４は、記憶部１２０に格納されたステップＳ７０５の判定結果に基づいて、振動情報のうち、一番振動レベルの大きい場合の制御電圧を制御素子２３０に与える制御電圧として設定する。 In step S<b>706 , voltage control section 114 adjusts the value of the control voltage applied to control element 230 . Specifically, based on the determination result of step S705 stored in the storage unit 120, the voltage control unit 114 applies the control voltage corresponding to the highest vibration level among the vibration information to the control element 230. set as

ステップＳ７０７において、電圧制御部１１４は、制御素子２３０に印加する制御電圧の値を変更する。具体的には、あらかじめ定められた検査内容に従って、制御電圧の値を変更する。第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００においては、電圧制御部１１４は、制御電圧を１Ｖずつ増加させる。すなわち、ステップＳ５０７においては、電圧制御部１１４は、制御電圧の値を１Ｖ増加する。その後、処理はステップＳ７０２に戻る。 In step S<b>707 , voltage control section 114 changes the value of the control voltage applied to control element 230 . Specifically, the value of the control voltage is changed according to predetermined inspection contents. In the ultrasonic sensor control device 100 according to the second embodiment, the voltage control section 114 increases the control voltage by 1V. That is, in step S507, voltage control section 114 increases the value of the control voltage by 1V. After that, the process returns to step S702.

なお、図７に示すフローチャートにおいては、ステップＳ７０４において、所定の制御電圧に対する振動情報の取得が完了後、ステップＳ７０５にて振動情報の大きさを判定する例を示した。最大の振動レベルが得られる制御電圧を判定する処理は上述の方法に限定されない。例えば、取得した振動情報（振動レベル）がピークを越えて下降しだしたと判定したら、より詳細な電圧ステップで再び制御電圧の値を逆行させる処理を用いてもよい。さらに、以降、ピークが超えたら逆行させる処理を繰り返し行うことで、より正確な振動情報を取得することが可能となる。 Note that the flowchart shown in FIG. 7 shows an example in which the magnitude of vibration information is determined in step S705 after acquisition of vibration information for a predetermined control voltage is completed in step S704. The process of determining the control voltage that provides the maximum vibration level is not limited to the above method. For example, if it is determined that the acquired vibration information (vibration level) has exceeded the peak and started to drop, a process of reversing the value of the control voltage in more detailed voltage steps may be used. Further, by repeating the process of reversing when the peak is exceeded, more accurate vibration information can be obtained.

上述の通り、第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００は、超音波センサデバイス２００が有する素子であって、振動膜２４０の固有振動数を制御する制御素子２３０へ印加する制御電圧を制御する電圧制御部１１４を備える。また、電圧制御部１１４は、前記制御素子を制御して、制御素子２３０へ印加する電圧を変更する。さらに、取得部１１１は、駆動制御部１１３が所定の周波数の駆動波を駆動素子２２０に印加した状態で、振動情報を取得する。判定部１１２は、振動情報に基づいて、振動膜２４０の振動が最も大きい場合の電圧を制御電圧として判定し、判定結果を記憶部１２０に格納する。 As described above, the ultrasonic sensor control apparatus 100 according to the second embodiment controls the control voltage applied to the control element 230, which is an element included in the ultrasonic sensor device 200 and controls the natural frequency of the vibrating membrane 240. A voltage control unit 114 for controlling is provided. Also, the voltage control section 114 controls the control element to change the voltage applied to the control element 230 . Furthermore, the acquisition unit 111 acquires vibration information while the drive control unit 113 applies a drive wave of a predetermined frequency to the drive element 220 . Based on the vibration information, the determination unit 112 determines the voltage when the vibration of the vibrating membrane 240 is the largest as the control voltage, and stores the determination result in the storage unit 120 .

これにより、所定の電圧を印加することにより、振動膜２４０を変形させ、送信超音波の送信周波数、及び受信超音波の受信周波数を設定することが可能な制御素子２３０を細かく制御することが可能となる。よって、第２の実施形態に係る超音波センサデバイス２００を、目的の周波数で駆動するための最適な制御電圧を検出することが可能となる。 Accordingly, by applying a predetermined voltage, the vibrating membrane 240 can be deformed, and the control element 230 capable of setting the transmission frequency of transmission ultrasonic waves and the reception frequency of reception ultrasonic waves can be finely controlled. becomes. Therefore, it is possible to detect the optimum control voltage for driving the ultrasonic sensor device 200 according to the second embodiment at the target frequency.

また、第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００の電圧制御部１１４は、記憶部１２０に格納された制御電圧に基づいて、制御素子２３０を制御する。これにより、第２の実施形態に係る超音波は、超音波センサデバイス２００の最適な周波数を検出し、より適切に固有振動数を調整することが可能となる。 Also, the voltage control section 114 of the ultrasonic sensor control device 100 according to the second embodiment controls the control element 230 based on the control voltage stored in the storage section 120 . As a result, the ultrasonic wave according to the second embodiment can detect the optimum frequency of the ultrasonic sensor device 200 and adjust the natural frequency more appropriately.

（他の実施形態）
なお、上述の実施形態は、実施する形態の一例である。このため、本実施形態は、上述の実施形態に限定されることはなく、これ以外の形態であっても、本実施形態に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは言うまでもない。 (Other embodiments)
In addition, the above-mentioned embodiment is an example of the form to carry out. Therefore, the present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and other forms may be used depending on the design etc. as long as they do not deviate from the technical idea according to the present embodiment. It goes without saying that various modifications are possible.

上述の第１の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００は、駆動素子２２０に印加させる駆動波の周波数を変更して、フィードバックデバイス２１０でセンシングされた振動情報に基づいて、振動膜２４０の最適な駆動周波数である固有振動数を判定する形態を示した。また、第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００は、制御素子２３０に印加させる制御電圧を変更して、フィードバックデバイス２１０でセンシングされた振動情報に基づいて、振動膜２４０の最適な駆動周波数である固有振動数を判定する形態を示した。これらの形態は、実施形態の構成を限定するものではない。例えば、駆動素子２２０に印加させる駆動波の周波数を変更し、かつ制御素子２３０に印加させる制御電圧を変更して、フィードバックデバイス２１０でセンシングされた振動情報に基づいて、振動膜２４０の最適な駆動条件を判定する構成としてもよい。これにより、駆動波の周波数と、制御電圧のより適切な組み合わせを抽出することができ、目的とする固有振動数と、その駆動条件を調整することが可能となる。 The ultrasonic sensor control device 100 according to the first embodiment described above changes the frequency of the drive wave to be applied to the drive element 220, and optimizes the vibrating membrane 240 based on the vibration information sensed by the feedback device 210. A form for determining the natural frequency, which is a natural driving frequency, has been shown. Further, the ultrasonic sensor control device 100 according to the second embodiment changes the control voltage to be applied to the control element 230 to optimally drive the vibrating membrane 240 based on the vibration information sensed by the feedback device 210. A form for determining the natural frequency, which is the frequency, has been shown. These forms do not limit the configuration of the embodiment. For example, by changing the frequency of the drive wave applied to the drive element 220 and changing the control voltage applied to the control element 230, the vibrating membrane 240 can be optimally driven based on the vibration information sensed by the feedback device 210. A configuration for judging a condition may be adopted. This makes it possible to extract a more appropriate combination of the frequency of the driving wave and the control voltage, and to adjust the target natural frequency and its driving conditions.

また、上述した超音波センサ制御装置１００における処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム（超音波センサ制御プログラム）、及びそのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、本実施形態の範囲に含まれる。ここで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体の種類は任意である。また、上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。 In addition, a computer program (ultrasonic sensor control program) that causes a computer to execute the processing in the ultrasonic sensor control device 100 described above, and a computer-readable recording medium recording the program are included in the scope of the present embodiment. . Here, any type of computer-readable recording medium may be used. The computer program is not limited to being recorded on the recording medium, and may be transmitted via an electric communication line, a wireless or wired communication line, a network represented by the Internet, or the like.

１０ 超音波センサ
１００ 超音波センサ制御装置
１１０ 制御部
１１１ 取得部
１１２ 判定部
１１３ 駆動制御部
１１４ 電圧制御部
１２０ 記憶部
１２１ ＦＢ情報ＤＢ
１２２ 周波数情報ＤＢ
１２３ 電圧情報ＤＢ
１１１ 取得部
１１２ 判定部
１１３ 駆動制御部
１１４ 電圧制御部
１２０ 記憶部
２００ 超音波センサデバイス
２１０ フィードバックデバイス
２２０ 駆動素子
２３０ 制御素子
２２０ａ、２３０ａ 上部電極
２２０ｂ、２３０ｂ 下部電極
２２０ｃ、２３０ｃ 圧電膜
２４０ 振動膜 10 Ultrasonic sensor 100 Ultrasonic sensor control device 110 Control unit 111 Acquisition unit 112 Determination unit 113 Drive control unit 114 Voltage control unit 120 Storage unit 121 FB information DB
122 frequency information DB
123 voltage information DB
111 acquisition unit 112 determination unit 113 drive control unit 114 voltage control unit 120 storage unit 200 ultrasonic sensor device 210 feedback device 220 drive element 230 control elements 220a, 230a upper electrodes 220b, 230b lower electrodes 220c, 230c piezoelectric film 240 vibration film

Claims (6)

振動膜の振動によって超音波を送受信する超音波センサデバイスに対して制御する超音波センサ制御装置であって、
前記超音波センサデバイスから、前記振動膜における振動の大きさを示す振動情報を取得する取得部と、
前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい最大振動情報を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記振動膜の振動数が、前記判定部で判定された前記最大振動情報に対応する周波数になるように、前記超音波センサデバイスに備えられた駆動素子を制御する駆動制御部と、を備える、
超音波センサ制御装置。 An ultrasonic sensor control device for controlling an ultrasonic sensor device that transmits and receives ultrasonic waves by vibrating a vibrating membrane,
an acquisition unit that acquires vibration information indicating the magnitude of vibration in the vibrating membrane from the ultrasonic sensor device;
a determination unit that determines maximum vibration information in which the vibration of the vibrating membrane is the largest based on the vibration information;
Based on the determination result of the determining unit, the driving element provided in the ultrasonic sensor device is adjusted so that the vibration frequency of the vibrating membrane becomes the frequency corresponding to the maximum vibration information determined by the determining unit. A drive control unit that controls
Ultrasonic sensor controller. 前記駆動制御部は、前記駆動素子に印加する駆動波の周波数を変更し、
前記判定部は、前記振動膜の振動が最も大きい前記最大振動情報に対応する前記駆動波の周波数を固有振動数として判定し、判定結果を記憶部に格納する、
請求項１に記載の超音波センサ制御装置。 The drive control unit changes the frequency of the drive wave applied to the drive element,
The determination unit determines the frequency of the drive wave corresponding to the maximum vibration information in which the vibration of the vibrating membrane is the largest as a natural frequency, and stores the determination result in a storage unit.
The ultrasonic sensor control device according to claim 1. 前記超音波センサデバイスが有する素子であって、前記振動膜の固有振動数を制御する制御素子へ印加する制御電圧を制御する電圧制御部をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記駆動素子を制御して、前記駆動素子に印加する駆動波の周波数を変更し、
前記取得部は、前記制御素子への所定の電圧が印加された状態で前記振動情報を取得し、
前記判定部は、前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい場合の周波数を固有振動数として判定し、判定結果を記憶部に格納する、
請求項１に記載の超音波センサ制御装置。 further comprising a voltage control unit that controls a control voltage applied to a control element included in the ultrasonic sensor device that controls the natural frequency of the vibrating membrane,
The drive control unit controls the drive element to change the frequency of the drive wave applied to the drive element,
The acquisition unit acquires the vibration information while a predetermined voltage is applied to the control element,
Based on the vibration information, the determination unit determines a frequency at which the vibration of the vibrating membrane is the largest as a natural frequency, and stores the determination result in a storage unit.
The ultrasonic sensor control device according to claim 1. 前記超音波センサデバイスが有する素子であって、前記振動膜の固有振動数を制御する制御素子へ印加する制御電圧を制御する電圧制御部をさらに備え、
前記電圧制御部は、前記制御素子を制御して、前記制御素子へ印加する電圧を変更し、
前記取得部は、前記駆動制御部が所定の周波数の駆動波を前記駆動素子に印加した状態で、前記振動情報を取得し、
前記判定部は、前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい場合の前記電圧を前記制御電圧として判定し、判定結果を記憶部に格納する、
請求項１に記載の超音波センサ制御装置。 further comprising a voltage control unit that controls a control voltage applied to a control element included in the ultrasonic sensor device that controls the natural frequency of the vibrating membrane,
The voltage control unit controls the control element to change the voltage applied to the control element,
The acquisition unit acquires the vibration information in a state in which the drive control unit applies a drive wave of a predetermined frequency to the drive element,
Based on the vibration information, the determination unit determines the voltage when the vibration of the vibrating membrane is the largest as the control voltage, and stores the determination result in a storage unit.
The ultrasonic sensor control device according to claim 1. 前記電圧制御部は、前記記憶部に格納された前記制御電圧に基づいて、前記制御素子を制御する、
請求項３又は４に記載の超音波センサ制御装置。 The voltage control unit controls the control element based on the control voltage stored in the storage unit.
The ultrasonic sensor control device according to claim 3 or 4. 振動膜の振動によって超音波を送受信する超音波センサデバイスと、超音波センサ制御装置とを備える超音波センサであって、
前記超音波センサデバイスは、
前記振動膜における振動の大きさを示す振動情報をセンシングするフィードバックデバイスと、
超音波を送信する駆動素子と、を有し、
前記超音波センサ制御装置は、
前記フィードバックデバイスから前記振動情報を取得する取得部と、
前記振動情報に基づいて、前記振動膜の振動が最も大きい最大振動情報を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記振動膜の振動数が、前記判定部で判定された前記最大振動情報に対応する周波数になるように、前記超音波センサデバイスに備えられた前記駆動素子を制御する駆動制御部と、を有する、
超音波センサ。 An ultrasonic sensor comprising an ultrasonic sensor device for transmitting and receiving ultrasonic waves by vibration of a vibrating membrane, and an ultrasonic sensor control device,
The ultrasonic sensor device is
a feedback device that senses vibration information indicating the magnitude of vibration in the vibrating membrane;
a drive element that transmits ultrasonic waves;
The ultrasonic sensor control device includes:
an acquisition unit that acquires the vibration information from the feedback device;
a determination unit that determines maximum vibration information in which the vibration of the vibrating membrane is the largest based on the vibration information;
The drive element provided in the ultrasonic sensor device so that the vibration frequency of the vibrating membrane becomes a frequency corresponding to the maximum vibration information determined by the determination unit based on the determination result of the determination unit. and a drive control unit that controls
ultrasonic sensor.
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