JPS61501529A - 音の方向の探知 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 音の方向の探知 本発明は、音のくる方向の探知に係わる。

第２１１６３２２人号として公開された英国特許出願第８２３６２４０号（英国 特許出願第８２０２５５３号に基づく）は、媒質中での音の方向を探知する装置 であって、媒質から入射する音エネルに応答して帰み、自身の形状を動揺させる 円対称性全有する形状の薄いシェル構造体と、この構造体の形状の動揺を探知し 、それによって入射音の方向を指示する手段とを含む装置を開示しておシ、この ような装置は本文中では、”既に開示されている種　・類の”と指称する。

上記公開された出願に記載されているような動揺の音の方向との関連性は、本文 中に参考として含まれる１、上記公開された出願に記載され次形状の動揺の検出 手段は、ひずみ計その他のデバイス並びに構造体観察用のホログラフィ技術を含 む。

このような手段は満足すべきものではあるが、方向探知器の感度の改善が常にめ られることは明らかである。

本発明は、既に開示されている種類の装置であって、よシ高感度のものの提供を 目的とする。

本発明によれば、既に開示されている種類の装置であって、薄いシェル構造体の 動揺によってひずみ、その結果入射音の方向の指示を可能にするべく配置された 、ひずみに対して異方性の圧電応答性を有する圧電材料から成る膜を含む装置が 提供される。

好ましくは、上記膜は異方特性を有する、ＰＶｄＦあるいはＰＶＦ、としても知 られるポリ二７ノ化ビニリデンから成る。

膜は、圧電的に発生される信号を受信する電気的接続を実現するべく膜の両面に 被覆された導電層を有し得る。異方特性は、材料フィルムを製造中に延伸するこ とによって生じさせ得る。

ＰＶｄＦは日本の呉羽化学工業株式会社（Ｋｕｒｅｈａ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ ｎ　）　Ｍか、あるいは英国の７アルマー研究所（九脂ｒ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　 Ｉ圏ｔｉ−ｔｕｔｅ　）　ｇであり得る。膜の厚みは、特別の共振子設計に適合 するように選択され得る。

膜には、二枚以上の異方性圧電材料シートが用いられてもよい。複数のシートの 比較的高感度の軸線は互いに対しである角度をなし得、この角度は好ましくは４ ５°であるが、その他の角度も適用可能である。

各々膜を具備し念２個以上のシェルを用層ることも可能であシ、その際複数個の シェルは、各シェルの膜の比較的高感度の軸線同士がある角度をなすように配置 され、前記角度は好ましくは４５°であるが、その他の角度も適用され得る。

傾斜し合った複数本の比較的高感度の軸線を用いることによって、入射音の方向 を指示するシェルの振動方向が決定され得る。

本発明の具体例を、以下に説明する。

例えば上記公開された出願に記載されているような半球形かあるいはその他の形 状のシェルは、該シェルの開放端部あるいは開口を横切って取付けられた呉羽化 学工業株式会社によって市販用に製造されているＰＶｄＦのシートを具備し、こ のシートは、製造工程のもたらす結果として、互いに直交する複数方向での異方 性の圧電応答性を有する。材料の厚みは８０ｍシェル用には約９ミクロンである が、用いられる厚みは変更され得る。

上記シートの両面は、圧電的に発生される電圧信号を受信するように導電層で被 覆されている。シートはシェルに接着剤その他の適当手段によって取付けられ、 前記手段としてはアラルタ”イト（Ｒ，Ｔ−Ｍ、）のようなエポキシ樹脂が好ま しい。シートは、シェルが上記公開された出願に記載されているように入射音に 応答して動揺する時該シェルの振動によって引張られるかまたはひずむように比 較的高感度である異方性軸線の既知の向きに取付けられる。

膜は、シェルの動揺によって完全に弛緩することのないよう僅かに伸張した状態 で配置ぢれれば、その性能が向上する。膜はその一方の側に受ける圧力が他方の 側に受ける圧力より増大あるいは減少することによって湾曲し、もしくは１！″ −ム状となり”得る。シェル内部の流体圧力が周囲圧力より高まって、”ドーム 形成”を惹起するのが好ましｂ０膜の材料の異方特性によって、シェル周囲の動 揺の位置が決定され得る。

２個の材料片をそれらの異方性軸線が互いに対して既知の角度で傾斜するように 配置して用いることにより、入射音の方向は音の方向の変化を音の間隔の変化か ら区別することによって決定され得る。

最高感度の軸線同士のなす角度は４５°が好ましいが、他の角度も適用可能で、 それらの角度は特別の場合に有用であり得る。

上記２個の材料片は、別個のシェルに配置されても同一のシェルに配置されても よい。同一のシェルに配置される場合、膜はＰＶｄＦ層及び導電層の積層構造物 もしくはサンドインチ構造物となる。１枚の膜に３個以上のＰＶｄＦ層が用いら れることも可能である。

２個のシェルが用いられる場合、これらのシェルは共に同じ周波数に応答しなけ ればならない。その際前記周波数は、聞取られる乃至聞取ろうとされる音源の周 波数でなくともよい。音源は、本発明装置との関連で操作されるものであっても 、またそのような操作のための制御を受けないものであってもより。

更に音源は、別の周波数で７９ルス化され得る。シェルの、該シェル自体の特別 の周波数での応答によって膜から１個の出力、即ち狭帯域の指向性応答が得られ る。その上ＰＶｄＦフィルム自体ある範囲の周波数の音のデテクタとして機能し 、即ち広帯域の無指向性応答を行なう。上記二つの応答に由来する信号は、適当 な信号処理方法を用いて同時にかあるいは順繰ＣＫ調べることができる。

信号は導電層から１本以上の導線によって搬送され得、その際導線が複数本であ れば、１本が損傷したとしても前記搬送は保証される。

呉羽化学工業株式会社製である使用材料は、約９〜４０ミクロンの様々な厚みの ものが入手可能である。材料の厚みは、必要な性能との関連で選択される。膜中 の材料が厚いほど装置の応答の減衰と共振周波数及びＱの減少は大きくなる。恐 らく、厚めの膜は空気中での使用に比較的適しており、薄めの膜は液体中での使 用に比較的有効である。

シェル内の圧力は、装置を６調整する”べく周囲圧力から変更され得る。膜に予 め張力を掛け、もしくは膜を′″ｒｒ−ム状て”応答を最適化するように１シエ ル内の圧力は周囲圧力を僅かに上回シ得る。

シェルと異方性の応答性を有する膜とから成る本発明装置はひずみ計を取付けら れた種類の装置に比較して、より良い感度及び有用性を有する。本発明装置は、 上記公開された出願においてシェル及びひずみ計型の装置について述べられてい るのと同様にして用いられ得る。

国際調査報告 ｌ崗−帥−Ａ−−ｔｍＮ＆　ＰＣＴ／ＧＢ　８５１００１１８ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ 　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴ工０ＮＡｆ、５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　０ＮＴｈ ａ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｐａｔｅｎｔ　０ｆｆｉｃｅ　ｉｓ　ｉｎ　ｎｏ　ｗａ ｙ　１ｉａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅｓｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒｓ　ｗｈｉｃｈ　 ａｒｅ　ｍｅｒｅｌｙ　ｇｉｖａｎ　ｆｏｒ：　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓａ　ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｊ、ｏｎ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．媒質中での音の方向を探知する装置であつて、媒質から入射する音エネルギ に応答して撓み、自身の形状を動揺させる円対称性を有する形状の薄いシエル構 造体と、薄いシエル構造体の動揺によつてひずみ、その結果入射音の方向の指示 を可能にするべく配置された、ひずみに対する異方性の圧電応答性を有する圧電 材料から成る膜とを含む装置。
2. ２．膜が異方特性を有する、ＰＶｄＦあるいはＰＶＦ２としても知られるポリニ フツ化ビニリデンから成る請求の範囲１に記載の装置。
3. ３．膜が、圧電的に発生される信号を受信する電気的接続を実現するべく該膜の 両面に被覆された導電層を有する請求の範囲１に記載の装置。
4. ４．前記異方特性が材料フイルムを製造中に延伸することによつて生ずる特性で ある請求の範囲２に記載の装置。
5. ５．膜が２枚以上の異方性圧電材料シートから成る請求の範囲１に記載の装置。
6. ６．複数のシートの比較的高感度の軸線がある角度をなしている請求の範囲５に 記載の装置。
7. ７．前記角度が４５゜である請求の範囲６に記載の装置。
8. ８．各々膜を具備した２個以上のシエルを含む請求の範囲１に記載の装置。
9. ９．複数個のシエルが、各シエルのシートの比較的高感度の軸線がある角度をな すように配置されている請求の範囲８に記載の装置。
10. １０．角度が４５゜である請求の範囲９に記載の装置。
11. １１．膜が“ドーム”を構成する請求の範囲１に記載の装置。
12. １２．膜を隔てて圧力差が存在する請求の範囲１に記載の装置。