JPH0739177A - 超音波アクチュエータおよび焦電型赤外線センサ - Google Patents
超音波アクチュエータおよび焦電型赤外線センサInfo
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- JPH0739177A JPH0739177A JP5179181A JP17918193A JPH0739177A JP H0739177 A JPH0739177 A JP H0739177A JP 5179181 A JP5179181 A JP 5179181A JP 17918193 A JP17918193 A JP 17918193A JP H0739177 A JPH0739177 A JP H0739177A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波アクチュエータの移動距離を拡大し、
焦電型赤外線センサの小型化と焦電型赤外線センサの感
度向上を図る。 【構成】 正四角柱状の弾性体１１の直交する２面に圧
電体１２ａ，１２ｂが接着されて振動体１０を構成す
る。圧電体１２ａ，１２ｂに位相差のある交流電界を印
加すると振動体１０は回転運動をする。移動体１５は振
動体１０に加圧接触され移動体支持軸１６により振動体
１０の長手方向に直交する方向にのみ移動可能に支持さ
れている。移動体１５の回転節１７にＬ字型の変位拡大
部材２１を軸支し、振動体保持部１３ｂに設けた支持溝
１９に移動体１５の基部側を係合し、テコの原理を利用
した変位拡大機構２０を構成する。変位拡大部材２１の
１つの辺である遮蔽板２２にスリット２３を形成し、ス
リット２３の往復移動により赤外線検出素子２４に対す
る赤外線２５の入射・遮断を繰り返す。
焦電型赤外線センサの小型化と焦電型赤外線センサの感
度向上を図る。 【構成】 正四角柱状の弾性体１１の直交する２面に圧
電体１２ａ，１２ｂが接着されて振動体１０を構成す
る。圧電体１２ａ，１２ｂに位相差のある交流電界を印
加すると振動体１０は回転運動をする。移動体１５は振
動体１０に加圧接触され移動体支持軸１６により振動体
１０の長手方向に直交する方向にのみ移動可能に支持さ
れている。移動体１５の回転節１７にＬ字型の変位拡大
部材２１を軸支し、振動体保持部１３ｂに設けた支持溝
１９に移動体１５の基部側を係合し、テコの原理を利用
した変位拡大機構２０を構成する。変位拡大部材２１の
１つの辺である遮蔽板２２にスリット２３を形成し、ス
リット２３の往復移動により赤外線検出素子２４に対す
る赤外線２５の入射・遮断を繰り返す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電体と弾性体からな
る振動体に弾性振動を励振することにより振動体上に加
圧接触して配置された移動体を駆動する超音波アクチュ
エータ、および、物体から放出される赤外線を断続させ
て赤外線検出素子に入射させ、物体の位置または温度を
検出する焦電型赤外線センサに関するものである。
る振動体に弾性振動を励振することにより振動体上に加
圧接触して配置された移動体を駆動する超音波アクチュ
エータ、および、物体から放出される赤外線を断続させ
て赤外線検出素子に入射させ、物体の位置または温度を
検出する焦電型赤外線センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、図面を用いて超音波アクチュエー
タの従来技術について説明する。
タの従来技術について説明する。
【０００３】図２は従来の超音波アクチュエータに用い
られている振動体を示す。棒状の振動体４０にたわみ振
動を励振させることで、振動体４０の表面に回転運動を
発生させている。同図において、４１は金属，セラミッ
クなどの弾性体、４２ａ，４２ｂはそれぞれ圧電セラミ
ックなどの圧電体である。圧電体４２ａ，４２ｂはそれ
ぞれの主面に電極が形成された後に厚さ方向に分極され
ており、電極間に電界を印加すると長さ方向に変形を起
こす。
られている振動体を示す。棒状の振動体４０にたわみ振
動を励振させることで、振動体４０の表面に回転運動を
発生させている。同図において、４１は金属，セラミッ
クなどの弾性体、４２ａ，４２ｂはそれぞれ圧電セラミ
ックなどの圧電体である。圧電体４２ａ，４２ｂはそれ
ぞれの主面に電極が形成された後に厚さ方向に分極され
ており、電極間に電界を印加すると長さ方向に変形を起
こす。
【０００４】図２（ａ）に示すように、互いに直角方向
に配置されるよう弾性体４１の２面に圧電体４２ａ，４
２ｂが接着されて振動体４０が構成されている。一方の
圧電体４２ａに電界を印加すると、圧電体４２ａは変形
を起こし、それに伴い弾性体４１が変形して図２（ｂ）
のように振動体４０の全体がたわんだ状態となる。図２
（ｂ）では圧電体４２ａが縮む方向にたわみを起こして
いるが、圧電体４２ａに印加する電界の向きを逆にする
ことで、圧電体４２ａを伸ばす方向で振動体４０をたわ
ませることができる。他方の圧電体４２ｂについても同
様の現象を起こすことができる。
に配置されるよう弾性体４１の２面に圧電体４２ａ，４
２ｂが接着されて振動体４０が構成されている。一方の
圧電体４２ａに電界を印加すると、圧電体４２ａは変形
を起こし、それに伴い弾性体４１が変形して図２（ｂ）
のように振動体４０の全体がたわんだ状態となる。図２
（ｂ）では圧電体４２ａが縮む方向にたわみを起こして
いるが、圧電体４２ａに印加する電界の向きを逆にする
ことで、圧電体４２ａを伸ばす方向で振動体４０をたわ
ませることができる。他方の圧電体４２ｂについても同
様の現象を起こすことができる。
【０００５】図２（ｃ）はこの振動体４０を長手方向か
ら見た正面図で、圧電体４２ａ，４２ｂのそれぞれに互
いに位相の９０度ずれた交流電界を加えると、振動体４
０の各面は振動体４０の振動振幅に応じた大きさの回転
運動を起こす。このとき、圧電体４２ａによるＹ方向の
振動ＶY と圧電体４２ｂによるＸ方向の振動ＶX とが合
成されて回転運動Ｒとなる。この回転運動は、圧電体４
２ａ，４２ｂに印加する交流電界の位相差に応じて回転
方向を変えることができる。交流電界の周波数を振動体
４０の共振周波数の近傍とすることで、たわみ振動の振
幅を大きくし、効率良く振動を発生させることができ
る。この回転運動を利用して超音波アクチュエータとし
ての駆動を行う。
ら見た正面図で、圧電体４２ａ，４２ｂのそれぞれに互
いに位相の９０度ずれた交流電界を加えると、振動体４
０の各面は振動体４０の振動振幅に応じた大きさの回転
運動を起こす。このとき、圧電体４２ａによるＹ方向の
振動ＶY と圧電体４２ｂによるＸ方向の振動ＶX とが合
成されて回転運動Ｒとなる。この回転運動は、圧電体４
２ａ，４２ｂに印加する交流電界の位相差に応じて回転
方向を変えることができる。交流電界の周波数を振動体
４０の共振周波数の近傍とすることで、たわみ振動の振
幅を大きくし、効率良く振動を発生させることができ
る。この回転運動を利用して超音波アクチュエータとし
ての駆動を行う。
【０００６】図３は図２に示したのと同様の振動体を用
いた超音波アクチュエータの従来例を示す斜視図であ
る。同図において、５０は棒状の振動体、５１は弾性
体、５２ａ，５２ｂは圧電体、５３ａ，５３ｂは振動体
保持部、５４は移動体、５５は移動体支持部、５６は電
界印加用配線（リード線）である。振動体５０は、弾性
体５１の側面および下面に振動励起のための圧電体５２
ａ，５２ｂ（５２ｂは図示されない）が接着されること
で構成されている。移動体５４はその基部が移動体支持
部５５によって支持された状態で配置されており、この
移動体支持部５５に太い下向きの矢印で示す押圧力を加
えることによって移動体５４は振動体５０の上面に対し
て加圧接触されている。移動体５４は、移動体支持部５
５により振動体５０の長手方向に直交する矢印方向にの
み移動できるように支持されている。
いた超音波アクチュエータの従来例を示す斜視図であ
る。同図において、５０は棒状の振動体、５１は弾性
体、５２ａ，５２ｂは圧電体、５３ａ，５３ｂは振動体
保持部、５４は移動体、５５は移動体支持部、５６は電
界印加用配線（リード線）である。振動体５０は、弾性
体５１の側面および下面に振動励起のための圧電体５２
ａ，５２ｂ（５２ｂは図示されない）が接着されること
で構成されている。移動体５４はその基部が移動体支持
部５５によって支持された状態で配置されており、この
移動体支持部５５に太い下向きの矢印で示す押圧力を加
えることによって移動体５４は振動体５０の上面に対し
て加圧接触されている。移動体５４は、移動体支持部５
５により振動体５０の長手方向に直交する矢印方向にの
み移動できるように支持されている。
【０００７】振動体５０は振動体保持部５３ａ，５３ｂ
によって保持されている。振動体５０における弾性体５
１および圧電体５２ａ，５２ｂには電界印加用配線５６
が取り付けられ、これによって振動体５０を構成する圧
電体５２ａ，５２ｂに電界を加えることで振動体５０に
たわみ振動を発生させ、振動体５０に回転運動を作り出
し、この回転運動により移動体５４を図中に矢印で示す
移動方向に往復運動させることができる。
によって保持されている。振動体５０における弾性体５
１および圧電体５２ａ，５２ｂには電界印加用配線５６
が取り付けられ、これによって振動体５０を構成する圧
電体５２ａ，５２ｂに電界を加えることで振動体５０に
たわみ振動を発生させ、振動体５０に回転運動を作り出
し、この回転運動により移動体５４を図中に矢印で示す
移動方向に往復運動させることができる。
【０００８】ところで、近年、焦電型赤外線センサは、
電子レンジにおける調理物の温度測定や、エアコンにお
ける人体の位置検出などの幅広い分野で利用され、今後
需要の大幅増が見込まれる。焦電型赤外線センサは、Ｌ
ｉＴａＯ3 単結晶等の焦電体による焦電効果を利用した
ものである。焦電体は自発分極を有しており、常に表面
電荷が発生するが、大気中における定常状態では大気中
の電荷と結びついて電気的に中性を保っている。これに
赤外線が入射すると焦電体の温度が変化し、これに伴い
表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化する。このとき
に表面に発生する電荷を検知し、赤外線入射量を測定す
るのが焦電型赤外線センサである。物体はその温度に応
じた赤外線を放射しており、このセンサを用いることに
より物体の位置や温度を検出できる。焦電効果は赤外線
の「入射量の変化」に起因するものであり、焦電型赤外
線センサとして物体の温度を検出する場合、赤外線入射
量を変化させる必要がある。もし変化させないと表面の
電荷が飽和してしまい検出できなくなる。赤外線入射量
を変化させる手段として用いられるのがチョッパであ
り、入射する赤外線を強制的に断続し検出物体の温度を
検出する。
電子レンジにおける調理物の温度測定や、エアコンにお
ける人体の位置検出などの幅広い分野で利用され、今後
需要の大幅増が見込まれる。焦電型赤外線センサは、Ｌ
ｉＴａＯ3 単結晶等の焦電体による焦電効果を利用した
ものである。焦電体は自発分極を有しており、常に表面
電荷が発生するが、大気中における定常状態では大気中
の電荷と結びついて電気的に中性を保っている。これに
赤外線が入射すると焦電体の温度が変化し、これに伴い
表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化する。このとき
に表面に発生する電荷を検知し、赤外線入射量を測定す
るのが焦電型赤外線センサである。物体はその温度に応
じた赤外線を放射しており、このセンサを用いることに
より物体の位置や温度を検出できる。焦電効果は赤外線
の「入射量の変化」に起因するものであり、焦電型赤外
線センサとして物体の温度を検出する場合、赤外線入射
量を変化させる必要がある。もし変化させないと表面の
電荷が飽和してしまい検出できなくなる。赤外線入射量
を変化させる手段として用いられるのがチョッパであ
り、入射する赤外線を強制的に断続し検出物体の温度を
検出する。
【０００９】図４は電磁モータ方式のチョッパを用いた
焦電型赤外線センサの従来例である。同図において、６
０は電磁モータ、６１は遮蔽板、６２は切欠き部、６３
は赤外線検出素子、６４は赤外線である。電磁モータ６
０の回転軸に、切欠き部６２を有する遮蔽板６１が取り
付けられており、電磁モータ６０が回転することによ
り、赤外線検出素子６３に入射する赤外線６４を遮蔽板
６１をもって断続するものである（先行例：特開平３−
２３１１２５号公報参照）。
焦電型赤外線センサの従来例である。同図において、６
０は電磁モータ、６１は遮蔽板、６２は切欠き部、６３
は赤外線検出素子、６４は赤外線である。電磁モータ６
０の回転軸に、切欠き部６２を有する遮蔽板６１が取り
付けられており、電磁モータ６０が回転することによ
り、赤外線検出素子６３に入射する赤外線６４を遮蔽板
６１をもって断続するものである（先行例：特開平３−
２３１１２５号公報参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来構
成の棒状の振動体のたわみ振動を利用した超音波アクチ
ュエータは、高トルクを有するものの、移動体支持部５
５が移動体５４に与える加圧力のために移動体５４が受
ける摩擦負荷が大きく、そのため移動体５４のスムーズ
な移動が阻害され、十分な移動距離を得ることができな
いといった問題点を有していた。
成の棒状の振動体のたわみ振動を利用した超音波アクチ
ュエータは、高トルクを有するものの、移動体支持部５
５が移動体５４に与える加圧力のために移動体５４が受
ける摩擦負荷が大きく、そのため移動体５４のスムーズ
な移動が阻害され、十分な移動距離を得ることができな
いといった問題点を有していた。
【００１１】電磁モータ等をチョッパに使用した焦電型
赤外線センサは、電磁モータ自体の構造が大型であるた
め、チョッパ部分の構造が大型となり、さらには回転体
全体の移動空間の確保が必要であり、焦電型赤外線セン
サ全体の小型化の妨げとなっていた。また、焦電型赤外
線センサは赤外線入射による赤外線検出素子の温度上昇
を検出するセンサであり、より多くの赤外線を入射させ
ることにより赤外線検出素子の温度上昇を高めることが
でき、センサとしての感度を向上できる。しかしなが
ら、従来のチョッパでは、遮蔽板開閉の際の速度が遅い
ために遮蔽板の開口率が下がり、赤外線検出素子の温度
上昇を妨げていた。また、非回転時において遮蔽板のふ
らつきを防止するために所定の電流を流しておく必要が
あり、電力消費が大きいという問題もあった。
赤外線センサは、電磁モータ自体の構造が大型であるた
め、チョッパ部分の構造が大型となり、さらには回転体
全体の移動空間の確保が必要であり、焦電型赤外線セン
サ全体の小型化の妨げとなっていた。また、焦電型赤外
線センサは赤外線入射による赤外線検出素子の温度上昇
を検出するセンサであり、より多くの赤外線を入射させ
ることにより赤外線検出素子の温度上昇を高めることが
でき、センサとしての感度を向上できる。しかしなが
ら、従来のチョッパでは、遮蔽板開閉の際の速度が遅い
ために遮蔽板の開口率が下がり、赤外線検出素子の温度
上昇を妨げていた。また、非回転時において遮蔽板のふ
らつきを防止するために所定の電流を流しておく必要が
あり、電力消費が大きいという問題もあった。
【００１２】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、移動距離の有効活用が図られた超音波アクチュエ
ータを提供すること、ならびに、チョッパ部分が小型で
全体がより小型化され感度も向上された焦電型赤外線セ
ンサを提供することを目的とする。
ので、移動距離の有効活用が図られた超音波アクチュエ
ータを提供すること、ならびに、チョッパ部分が小型で
全体がより小型化され感度も向上された焦電型赤外線セ
ンサを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１の
超音波アクチュエータは、圧電体と弾性体からなる振動
体に弾性振動を励振することにより前記振動体上に加圧
接触して配置された移動体を駆動する超音波アクチュエ
ータにおいて、振動体として棒状の振動体を採用し、弾
性振動としてたわみ振動を採用し、前記移動体と当接す
ることで直線もしくは回転運動が可能な状態に支持され
テコの原理によりこの移動体の変位を拡大する機構を有
することを特徴とするものである。
超音波アクチュエータは、圧電体と弾性体からなる振動
体に弾性振動を励振することにより前記振動体上に加圧
接触して配置された移動体を駆動する超音波アクチュエ
ータにおいて、振動体として棒状の振動体を採用し、弾
性振動としてたわみ振動を採用し、前記移動体と当接す
ることで直線もしくは回転運動が可能な状態に支持され
テコの原理によりこの移動体の変位を拡大する機構を有
することを特徴とするものである。
【００１４】また、本発明に係る請求項２の超音波アク
チュエータは、上記請求項１の構成を前提として、移動
体と別の固定された部材とのうちどちらか一方に回転節
を設け他方に支持溝を設け、前記回転節および支持溝に
よって支持される変位拡大部材を有することを特徴とす
るものである。
チュエータは、上記請求項１の構成を前提として、移動
体と別の固定された部材とのうちどちらか一方に回転節
を設け他方に支持溝を設け、前記回転節および支持溝に
よって支持される変位拡大部材を有することを特徴とす
るものである。
【００１５】さらに、本発明に係る請求項３の超音波ア
クチュエータは、上記請求項１の構成を前提として、移
動体と振動体を保持している部材とのうちどちらか一方
に回転節を設け他方に支持溝を設け、前記回転節および
支持溝によって支持される変位拡大部材を有することを
特徴とするものである。
クチュエータは、上記請求項１の構成を前提として、移
動体と振動体を保持している部材とのうちどちらか一方
に回転節を設け他方に支持溝を設け、前記回転節および
支持溝によって支持される変位拡大部材を有することを
特徴とするものである。
【００１６】そして、本発明に係る請求項４の焦電型赤
外線センサは、検出対象である赤外線を断続させて赤外
線検出素子に入射させることにより赤外線を検出する焦
電型赤外線センサにおいて、前記赤外線検出素子に対し
て赤外線を入射・遮断するチョッパ手段が上記請求項１
ないし請求項３のいずれかの超音波アクチュエータを有
することを特徴とするものである。
外線センサは、検出対象である赤外線を断続させて赤外
線検出素子に入射させることにより赤外線を検出する焦
電型赤外線センサにおいて、前記赤外線検出素子に対し
て赤外線を入射・遮断するチョッパ手段が上記請求項１
ないし請求項３のいずれかの超音波アクチュエータを有
することを特徴とするものである。
【００１７】
【作用】請求項１または請求項２または請求項３の超音
波アクチュエータによれば、これまで移動距離の小さか
った超音波アクチュエータの移動距離を単純な機構で拡
大することができる。
波アクチュエータによれば、これまで移動距離の小さか
った超音波アクチュエータの移動距離を単純な機構で拡
大することができる。
【００１８】請求項４の焦電型赤外線センサによれば、
素子部に対して非常に体積的に大きかったチョッパ部の
小型化を実現することができ、焦電型赤外線センサ自体
の小型化に寄与し、より小さなスペースでの焦電型赤外
線センサの使用を可能とする。また、超音波アクチュエ
ータの高速応答特性を利用して、効率の良い遮蔽板開閉
が行え、焦電型赤外線センサの感度の向上を実現でき
る。
素子部に対して非常に体積的に大きかったチョッパ部の
小型化を実現することができ、焦電型赤外線センサ自体
の小型化に寄与し、より小さなスペースでの焦電型赤外
線センサの使用を可能とする。また、超音波アクチュエ
ータの高速応答特性を利用して、効率の良い遮蔽板開閉
が行え、焦電型赤外線センサの感度の向上を実現でき
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例であって、焦電型
赤外線センサのチョッパの駆動機構として超音波アクチ
ュエータを用いた一例を示す斜視図である。図１におい
て、１０は振動体、１１は弾性体、１２ａ，１２ｂは圧
電体（１２ｂは図示せず）、１３ａ，１３ｂは振動体保
持部、１４は電界印加用配線、１５は移動体、１６は移
動体支持軸、１７は回転節、１８は突起、１９は支持
溝、２０は変位拡大機構、２１は変位拡大部材、２２は
遮蔽板、２３はスリット、２４は赤外線検出素子、２５
は赤外線である。弾性体１１は正四角柱形状をなしてお
り、金属やセラミックで作られている。弾性体１１の互
いに直交する２つの面に、厚み方向に分極された圧電体
１２ａ，１２ｂが接着されて、振動体１０を構成してい
る。弾性体１１と圧電体１２ａ，１２ｂには電界印加用
配線１４が接続されている。また、振動体１０は振動体
保持部１３ａ，１３ｂにより固定保持されている。
赤外線センサのチョッパの駆動機構として超音波アクチ
ュエータを用いた一例を示す斜視図である。図１におい
て、１０は振動体、１１は弾性体、１２ａ，１２ｂは圧
電体（１２ｂは図示せず）、１３ａ，１３ｂは振動体保
持部、１４は電界印加用配線、１５は移動体、１６は移
動体支持軸、１７は回転節、１８は突起、１９は支持
溝、２０は変位拡大機構、２１は変位拡大部材、２２は
遮蔽板、２３はスリット、２４は赤外線検出素子、２５
は赤外線である。弾性体１１は正四角柱形状をなしてお
り、金属やセラミックで作られている。弾性体１１の互
いに直交する２つの面に、厚み方向に分極された圧電体
１２ａ，１２ｂが接着されて、振動体１０を構成してい
る。弾性体１１と圧電体１２ａ，１２ｂには電界印加用
配線１４が接続されている。また、振動体１０は振動体
保持部１３ａ，１３ｂにより固定保持されている。
【００２１】移動体１５は、振動体１０の一平面部上の
一端部に加圧接触されて配置されており、移動体支持軸
１６により振動体１０の長手方向と直交する方向にのみ
往復移動できるように支持されている。移動体１５は回
転節１７を有し、回転節１７によってＬ字型の変位拡大
部材２１の一端部が回転自在に取り付けられている。
一端部に加圧接触されて配置されており、移動体支持軸
１６により振動体１０の長手方向と直交する方向にのみ
往復移動できるように支持されている。移動体１５は回
転節１７を有し、回転節１７によってＬ字型の変位拡大
部材２１の一端部が回転自在に取り付けられている。
【００２２】一方の振動体保持部１３ｂの上面には一対
の突起１８がハの字状をなす状態で一体的に立ち上げら
れ、一対の突起１８の間に変位拡大部材２１の中央部側
に向けて適当な広がりをもったテーパー状の支持溝１９
が形成され、この支持溝１９に変位拡大部材２１の一辺
の基部側が係合されている。変位拡大部材２１のＬ字の
２辺が交差する部分２１ａから支持溝１９までの距離
は、支持溝１９から回転節１７までの距離よりも十分に
長くなっている。以上の構造をもってテコの原理を利用
した変位拡大機構２０が構成されている。Ｌ字型の変位
拡大部材２１の一辺が遮蔽板２２となっており、その遮
蔽板２２の端部にスリット２３が形成され、スリット２
３の直下位置に赤外線検出素子２４が配置されている。
遮蔽板２２の往復移動に伴うスリット２３の往復移動に
より、スリット２３を介しての赤外線検出素子２４に対
する赤外線２５の入射と遮断とを交互に繰り返すように
なっている。
の突起１８がハの字状をなす状態で一体的に立ち上げら
れ、一対の突起１８の間に変位拡大部材２１の中央部側
に向けて適当な広がりをもったテーパー状の支持溝１９
が形成され、この支持溝１９に変位拡大部材２１の一辺
の基部側が係合されている。変位拡大部材２１のＬ字の
２辺が交差する部分２１ａから支持溝１９までの距離
は、支持溝１９から回転節１７までの距離よりも十分に
長くなっている。以上の構造をもってテコの原理を利用
した変位拡大機構２０が構成されている。Ｌ字型の変位
拡大部材２１の一辺が遮蔽板２２となっており、その遮
蔽板２２の端部にスリット２３が形成され、スリット２
３の直下位置に赤外線検出素子２４が配置されている。
遮蔽板２２の往復移動に伴うスリット２３の往復移動に
より、スリット２３を介しての赤外線検出素子２４に対
する赤外線２５の入射と遮断とを交互に繰り返すように
なっている。
【００２３】電界印加用配線１４から振動体１０に対し
て交流電界を印加すると、振動体１０のたわみ振動の発
生に伴い振動体１０の表面に回転運動が現出し、移動体
１５はその回転運動により移動し、回転運動の方向を順
次変えることで移動体１５は往復運動する。このとき、
変位拡大部材２１および遮蔽板２２には、回転節１７を
力点とし振動体保持部１３ｂの支持溝１９を支点とした
テコの原理が働き、Ｌ字型の変位拡大部材２１の２辺の
交差部分２１ａおよび遮蔽板２２のスリット２３は、移
動体１５の移動距離よりも拡大されて往復運動を行う。
赤外線検出素子２４に入射する赤外線２５は遮蔽板２
２，スリット２３の動きに応じて断続され、赤外線検出
素子２４における連続した赤外線検知を可能とする。
て交流電界を印加すると、振動体１０のたわみ振動の発
生に伴い振動体１０の表面に回転運動が現出し、移動体
１５はその回転運動により移動し、回転運動の方向を順
次変えることで移動体１５は往復運動する。このとき、
変位拡大部材２１および遮蔽板２２には、回転節１７を
力点とし振動体保持部１３ｂの支持溝１９を支点とした
テコの原理が働き、Ｌ字型の変位拡大部材２１の２辺の
交差部分２１ａおよび遮蔽板２２のスリット２３は、移
動体１５の移動距離よりも拡大されて往復運動を行う。
赤外線検出素子２４に入射する赤外線２５は遮蔽板２
２，スリット２３の動きに応じて断続され、赤外線検出
素子２４における連続した赤外線検知を可能とする。
【００２４】以上のように超音波アクチュエータに変位
拡大機構２０を設けることで、必要に応じた移動距離を
得ることができ、様々な応用を可能とする。なお、ここ
では、移動体１５を振動体１０の端部に置き、振動体保
持部１３ｂに支持溝１９を設けて変位拡大機構２０を構
成したが、このほかにも、移動体１５を振動体１０の中
心寄りに置いて、上記とは逆にその移動体１５に支持溝
１９を設ける一方、振動体保持部１３ｂに回転節１７を
設けてもよいし、振動体保持部１３ｂ以外の別の部材を
用いて変位拡大機構２０を形成した場合も、テコの原理
を用いた変位拡大機構２０という点では同じで、同様の
効果が容易に得られることはいうまでもない。
拡大機構２０を設けることで、必要に応じた移動距離を
得ることができ、様々な応用を可能とする。なお、ここ
では、移動体１５を振動体１０の端部に置き、振動体保
持部１３ｂに支持溝１９を設けて変位拡大機構２０を構
成したが、このほかにも、移動体１５を振動体１０の中
心寄りに置いて、上記とは逆にその移動体１５に支持溝
１９を設ける一方、振動体保持部１３ｂに回転節１７を
設けてもよいし、振動体保持部１３ｂ以外の別の部材を
用いて変位拡大機構２０を形成した場合も、テコの原理
を用いた変位拡大機構２０という点では同じで、同様の
効果が容易に得られることはいうまでもない。
【００２５】超音波アクチュエータは高トルクを有し高
速応答特性をもつので、遮蔽板２２の開閉を効率良く行
い、１回の開閉で赤外線検出素子２４に入射する赤外線
２５の量をより多くし、赤外線検出素子２４の温度変化
を大きくして、焦電型赤外線センサの感度を向上するこ
とができる。さらに、開閉できる範囲が変位拡大機構２
０によって大きくなっているので、より多素子のセンサ
を実現できる。
速応答特性をもつので、遮蔽板２２の開閉を効率良く行
い、１回の開閉で赤外線検出素子２４に入射する赤外線
２５の量をより多くし、赤外線検出素子２４の温度変化
を大きくして、焦電型赤外線センサの感度を向上するこ
とができる。さらに、開閉できる範囲が変位拡大機構２
０によって大きくなっているので、より多素子のセンサ
を実現できる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明に係る請求項１また
は請求項２または請求項３の超音波アクチュエータによ
れば、振動体のたわみ振動を利用した超音波アクチュエ
ータにおいて変位拡大機構を設けることにより、複雑な
機構を使用することなく、移動距離（変位）の拡大が図
れより大きな距離の高速度運動を得ることができる。
は請求項２または請求項３の超音波アクチュエータによ
れば、振動体のたわみ振動を利用した超音波アクチュエ
ータにおいて変位拡大機構を設けることにより、複雑な
機構を使用することなく、移動距離（変位）の拡大が図
れより大きな距離の高速度運動を得ることができる。
【００２７】また、本発明に係る請求項４の焦電型赤外
線センサによれば、体積比トルクの大きな超音波アクチ
ュエータ（超音波モータ）をチョッパ部の駆動力源とし
て用いることにより、チョッパ部の小型化が図れ、焦電
型赤外線センサ自体の小型化に寄与することができる。
また、非通電時でも摩擦による保持トルクを有するので
低消費電力を可能とし、多大な電流を必要としないこと
で温度センサとして不可避な発熱の影響の少ないチョッ
パを実現できる。さらに、超音波アクチュエータは他の
アクチュエータと比較して高トルクを有するので高速応
答性をもち、遮蔽板開閉の際の赤外線入射の損失を少な
くでき、焦電型赤外線センサとしての感度を向上でき
る。また、直線的な動きをもつ超音波アクチュエータを
チョッパの駆動源として用いた場合、移動距離もほぼ素
子の大きさの分のみでよく、構造のみならず移動空間も
含めて必要スペースを十分に小さいものにすることがで
きる。
線センサによれば、体積比トルクの大きな超音波アクチ
ュエータ（超音波モータ）をチョッパ部の駆動力源とし
て用いることにより、チョッパ部の小型化が図れ、焦電
型赤外線センサ自体の小型化に寄与することができる。
また、非通電時でも摩擦による保持トルクを有するので
低消費電力を可能とし、多大な電流を必要としないこと
で温度センサとして不可避な発熱の影響の少ないチョッ
パを実現できる。さらに、超音波アクチュエータは他の
アクチュエータと比較して高トルクを有するので高速応
答性をもち、遮蔽板開閉の際の赤外線入射の損失を少な
くでき、焦電型赤外線センサとしての感度を向上でき
る。また、直線的な動きをもつ超音波アクチュエータを
チョッパの駆動源として用いた場合、移動距離もほぼ素
子の大きさの分のみでよく、構造のみならず移動空間も
含めて必要スペースを十分に小さいものにすることがで
きる。
【図１】本発明の一実施例における超音波アクチュエー
タを焦電型赤外線センサのチョッパとして用いた場合の
構成を示す斜視図である。
タを焦電型赤外線センサのチョッパとして用いた場合の
構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）従来例の超音波アクチュエータにおける
振動体に電界を印加していない状態を示す斜視図であ
る。（ｂ）従来例の超音波アクチュエータにおける振動
体に電界を印加してたわん だ状態を示す斜視図である。 （ｃ）従来例の超音波アクチュエータにおける振動体の
たわみによる回転運動を示す正面図である。
振動体に電界を印加していない状態を示す斜視図であ
る。（ｂ）従来例の超音波アクチュエータにおける振動
体に電界を印加してたわん だ状態を示す斜視図である。 （ｃ）従来例の超音波アクチュエータにおける振動体の
たわみによる回転運動を示す正面図である。
【図３】従来のたわみ振動を利用した超音波アクチュエ
ータの構成を示す斜視図である。
ータの構成を示す斜視図である。
【図４】従来のチョッパ駆動源として電磁モータを使用
した場合の焦電型赤外線センサの構成を示す斜視図であ
る。
した場合の焦電型赤外線センサの構成を示す斜視図であ
る。
１０……振動体 １１……弾性体 １２ａ，１２ｂ……圧電体 １３ａ，１３ｂ……振動体保持部 １４……電界印加用配線 １５……移動体 １６……移動体支持軸 １７……回転節 １８……突起 １９……支持溝 ２０……変位拡大機構 ２１……変位拡大部材 ２２……遮蔽板 ２３……スリット ２４……赤外線検出素子 ２５……赤外線
フロントページの続き (72)発明者 川崎 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 圧電体と弾性体からなる振動体に弾性振
動を励振することにより前記振動体上に加圧接触して配
置された移動体を駆動する超音波アクチュエータにおい
て、振動体として棒状の振動体を採用し、弾性振動とし
てたわみ振動を採用し、前記移動体と当接することで直
線もしくは回転運動が可能な状態に支持されテコの原理
によりこの移動体の変位を拡大する機構を有することを
特徴とする超音波アクチュエータ。 - 【請求項２】 移動体と別の固定された部材とのうちど
ちらか一方に回転節を設け他方に支持溝を設け、前記回
転節および支持溝によって支持される変位拡大部材を有
することを特徴とする請求項１に記載の超音波アクチュ
エータ。 - 【請求項３】 移動体と振動体を保持している部材との
うちどちらか一方に回転節を設け他方に支持溝を設け、
前記回転節および支持溝によって支持される変位拡大部
材を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波ア
クチュエータ。 - 【請求項４】 検出対象である赤外線を断続させて赤外
線検出素子に入射させることにより赤外線を検出する焦
電型赤外線センサにおいて、前記赤外線検出素子に対し
て赤外線を入射・遮断するチョッパ手段が請求項１から
請求項３までのいずれか１項に記載された超音波アクチ
ュエータを有することを特徴とする焦電型赤外線セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179181A JPH0739177A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 超音波アクチュエータおよび焦電型赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179181A JPH0739177A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 超音波アクチュエータおよび焦電型赤外線センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739177A true JPH0739177A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16061359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5179181A Pending JPH0739177A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 超音波アクチュエータおよび焦電型赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739177A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7099093B2 (en) | 2004-03-04 | 2006-08-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Compact lens module |
| KR100691265B1 (ko) * | 2005-07-25 | 2007-03-12 | 삼성전기주식회사 | 렌즈 이송장치 |
| WO2011072094A2 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | New Scale Technologies | Lens actuator module |
| JP2019180175A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社フコク | リニア型アクチュエータ |
| JP2019180174A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社フコク | 圧電アクチュエータ |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP5179181A patent/JPH0739177A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7099093B2 (en) | 2004-03-04 | 2006-08-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Compact lens module |
| KR100691265B1 (ko) * | 2005-07-25 | 2007-03-12 | 삼성전기주식회사 | 렌즈 이송장치 |
| WO2011072094A2 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | New Scale Technologies | Lens actuator module |
| WO2011072094A3 (en) * | 2009-12-10 | 2011-10-06 | New Scale Technologies | Lens actuator module |
| US8279541B2 (en) | 2009-12-10 | 2012-10-02 | New Scale Technologies | Lens actuator module |
| JP2019180175A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社フコク | リニア型アクチュエータ |
| JP2019180174A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社フコク | 圧電アクチュエータ |
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