JPWO2019065182A1 - 超音波センサ - Google Patents
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Abstract
Description
外部の部材に固定される固定枠と、
前記固定枠内に配置され、可撓性を有する第1の基板と前記第1の基板上に薄膜形成された第1の圧電素子とで構成され、前記第1の圧電素子の伸縮により撓んで超音波を発生する超音波発振部と、
前記第1の基板と前記固定枠との間を接続し可撓性を有する第2の基板と、前記第2の基板上に薄膜形成された第2の圧電素子とで構成され、前記第2の圧電素子の伸縮により撓んで前記固定枠に対して前記超音波発振部を揺動させるアクチュエータ部と、
を備え、
前記固定枠、前記第1の基板及び前記第2の基板が同一の基板で構成されている。
こととしてもよい。
前記超音波発振部を、一軸方向に揺動させる、
こととしてもよい。
前記超音波発振部における第1の方向の両側にそれぞれ配置された線状の一対の部材であり、
前記一対の部材のそれぞれについて、
前記第2の基板が前記固定枠の内辺から前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って延びる部分を有し、その部分に前記第2の方向に沿って伸縮する前記第2の圧電素子が薄膜形成され、前記一対の部材が、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記超音波発振部を揺動させる、
こととしてもよい。
前記アクチュエータ部が接続された前記固定枠の内辺から前記第2の方向に関する前記超音波発振部の外縁の中点までの距離よりも長い、
こととしてもよい。
前記アクチュエータ部は、
前記超音波発振部を中心として第1の方向の両側に配置され、前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びる一対の部材で構成され、
前記一対の部材のそれぞれについて、
前記第2の基板は、前記固定枠の内縁から前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びており、前記第2の圧電素子は、前記第2の基板が延びた方向に沿って伸縮し、
前記一対の部材は、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記超音波発振部を揺動させる、
こととしてもよい。
前記超音波発振部を中心として2回回転対称に配置されている、
こととしてもよい。
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の方向に直交する第2の方向に位置する第1の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の位置の逆側に位置する第2の位置で、前記超音波発振部と接続し、
前記一対の部材のうちの他方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第2の方向に位置する第3の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第3の位置の逆側に位置する第4の位置で、前記超音波発振部と接続する、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
前記超音波発振部を、二軸方向に揺動させる、
こととしてもよい。
前記第2の基板の一部で構成される可動枠と、
前記固定枠と前記可動枠とを接続し、前記固定枠に対して前記可動枠を第1の回転軸まわりに揺動させる第1のアクチュエータと、
前記可動枠と前記超音波発振部とを接続し、前記可動枠に対して前記超音波発振部を前記第1の回転軸とは異なる第2の回転軸まわりに揺動させる第2のアクチュエータと、
を備える、
こととしてもよい。
前記可動枠における第1の方向の両側にそれぞれ配置された線状の一対の部材で構成され、その一対の部材それぞれについて、前記第2の基板が前記固定枠の内辺から前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って延びる部分を有し、その部分に前記第2の方向に沿って伸縮する前記第2の圧電素子が薄膜形成され、前記第1のアクチュエータを構成する一対の部材が、前記第2の圧電素子の伸縮により前記第2の基板が変形して前記第1の回転軸まわりに前記可動枠を揺動させ、
前記第2のアクチュエータは、
前記超音波発振部における第2の方向の両側にそれぞれ配置された線状の一対の部材で構成され、その一対の部材それぞれについて、前記第2の基板が前記可動枠の内辺から前記第1の方向に沿って延びる部分を有し、その部分に前記第1の方向に沿って伸縮する前記第2の圧電素子が薄膜形成され、前記第2のアクチュエータを構成する一対の部材が、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記第2の回転軸まわりに前記超音波発振部を揺動させる、
こととしてもよい。
前記第1のアクチュエータが接続された前記固定枠の内辺から前記第2の方向に関する前記可動枠の外縁の中点までの距離よりも長い、
こととしてもよい。
前記第2のアクチュエータが接続された前記可動枠の内辺から前記第1の方向に関する前記超音波発振部の外縁の中点までの距離よりも長い、
こととしてもよい。
前記第1のアクチュエータは、前記超音波発振部を中心として第1の方向の両側に配置され、前記可動枠の外縁に沿って円弧状に延びる一対の部材で構成され、前記一対の部材のそれぞれについて、前記第2の基板は、前記固定枠の内縁から前記可動枠の外縁に沿って円弧状に延びており、前記第2の圧電素子は、前記第2の基板が延びた方向に沿って伸縮し、前記第1のアクチュエータを構成する前記一対の部材は、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記第1の回転軸まわりに前記可動枠を揺動させ、
前記第2のアクチュエータは、前記超音波発振部を中心として前記第1の方向に直交する第2の方向の両側に配置され、前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びる一対の部材で構成され、前記一対の部材のそれぞれについて、前記第2の基板は、前記可動枠の内縁から前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びており、前記第2の圧電素子は、前記第2の基板が延びた方向に沿って伸縮し、前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材は、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記第2の回転軸まわりに前記超音波発振部を揺動させる、
こととしてもよい。
前記超音波発振部を中心として2回回転対称に配置されており、
前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材は、
前記超音波発振部を中心として2回回転対称に配置されている、
こととしてもよい。
前記超音波発振部の中心から見て前記第2の方向に位置する第1の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の位置の逆側に位置する第2の位置で、前記可動枠と接続し、
前記第1のアクチュエータを構成する前記一対の部材のうちの他方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第2の方向に位置する第3の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第3の位置の逆側に位置する第4の位置で、前記可動枠と接続し、
前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材のうちの一方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の方向に位置する第5の位置で、前記可動枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て、前記第5の位置の逆側に位置する第6の位置で、前記超音波発振部と接続し、
前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材のうちの他方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の方向に位置する第7の位置で、前記可動枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第7の位置の逆側に位置する第8の位置で、前記超音波発振部と接続する、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
こととしてもよい。
まず、本発明の実施の形態1について図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
次に、本発明の実施の形態3について図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明の実施の形態4について図面を参照して詳細に説明する。
Claims (19)
- 外部の部材に固定される固定枠と、
前記固定枠内に配置され、可撓性を有する第1の基板と前記第1の基板上に薄膜形成された第1の圧電素子とで構成され、前記第1の圧電素子の伸縮により撓んで超音波を発生する超音波発振部と、
前記第1の基板と前記固定枠との間を接続し可撓性を有する第2の基板と、前記第2の基板上に薄膜形成された第2の圧電素子とで構成され、前記第2の圧電素子の伸縮により撓んで前記固定枠に対して前記超音波発振部を揺動させるアクチュエータ部と、
を備え、
前記固定枠、前記第1の基板及び前記第2の基板が同一の基板で構成されている、
超音波センサ。 - 前記固定枠と、前記超音波発振部と、前記アクチュエータ部と、が同一平面上に配置されている、
請求項1に記載の超音波センサ。 - 前記アクチュエータ部は、
前記超音波発振部を、一軸方向に揺動させる、
請求項1又は2に記載の超音波センサ。 - 前記アクチュエータ部は、
前記超音波発振部における第1の方向の両側にそれぞれ配置された線状の一対の部材であり、
前記一対の部材のそれぞれについて、
前記第2の基板が前記固定枠の内辺から前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って延びる部分を有し、その部分に前記第2の方向に沿って伸縮する前記第2の圧電素子が薄膜形成され、前記一対の部材が、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記超音波発振部を揺動させる、
請求項3に記載の超音波センサ。 - 前記一対の部材それぞれの前記第2の方向に沿って延びた部分の長さは、
前記アクチュエータ部が接続された前記固定枠の内辺から前記第2の方向に関する前記超音波発振部の外縁の中点までの距離よりも長い、
請求項4に記載の超音波センサ。 - 前記超音波発振部は円板状に形成され、
前記アクチュエータ部は、
前記超音波発振部を中心として第1の方向の両側に配置され、前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びる一対の部材で構成され、
前記一対の部材のそれぞれについて、
前記第2の基板は、前記固定枠の内縁から前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びており、前記第2の圧電素子は、前記第2の基板が延びた方向に沿って伸縮し、
前記一対の部材は、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記超音波発振部を揺動させる、
請求項3に記載の超音波センサ。 - 前記一対の部材のそれぞれは、
前記超音波発振部を中心として2回回転対称に配置されている、
請求項6に記載の超音波センサ。 - 前記一対の部材のうちの一方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の方向に直交する第2の方向に位置する第1の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の位置の逆側に位置する第2の位置で、前記超音波発振部と接続し、
前記一対の部材のうちの他方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第2の方向に位置する第3の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第3の位置の逆側に位置する第4の位置で、前記超音波発振部と接続する、
請求項7に記載の超音波センサ。 - 前記一対の部材における一方の部材と他方の部材とは、その延びた方向両端で互いに対向するように配置されており、対向する外辺が、前記超音波発振部の中心を通り前記第2の方向に延びる直線と交差している、
請求項8に記載の超音波センサ。 - 前記アクチュエータ部は、
前記超音波発振部を、二軸方向に揺動させる、
請求項1又は2に記載の超音波センサ。 - 前記アクチュエータ部は、
前記第2の基板の一部で構成される可動枠と、
前記固定枠と前記可動枠とを接続し、前記固定枠に対して前記可動枠を第1の回転軸まわりに揺動させる第1のアクチュエータと、
前記可動枠と前記超音波発振部とを接続し、前記可動枠に対して前記超音波発振部を前記第1の回転軸とは異なる第2の回転軸まわりに揺動させる第2のアクチュエータと、
を備える、
請求項10に記載の超音波センサ。 - 前記第1のアクチュエータは、
前記可動枠における第1の方向の両側にそれぞれ配置された線状の一対の部材で構成され、その一対の部材それぞれについて、前記第2の基板が前記固定枠の内辺から前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って延びる部分を有し、その部分に前記第2の方向に沿って伸縮する前記第2の圧電素子が薄膜形成され、前記第1のアクチュエータを構成する一対の部材が、前記第2の圧電素子の伸縮により前記第2の基板が変形して前記第1の回転軸まわりに前記可動枠を揺動させ、
前記第2のアクチュエータは、
前記超音波発振部における第2の方向の両側にそれぞれ配置された線状の一対の部材で構成され、その一対の部材それぞれについて、前記第2の基板が前記可動枠の内辺から前記第1の方向に沿って延びる部分を有し、その部分に前記第1の方向に沿って伸縮する前記第2の圧電素子が薄膜形成され、前記第2のアクチュエータを構成する一対の部材が、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記第2の回転軸まわりに前記超音波発振部を揺動させる、
請求項11に記載の超音波センサ。 - 前記第1のアクチュエータの前記第2の方向に沿って延びた部分の長さは、
前記第1のアクチュエータが接続された前記固定枠の内辺から前記第2の方向に関する前記可動枠の外縁の中点までの距離よりも長い、
請求項12に記載の超音波センサ。 - 前記第2のアクチュエータの前記第1の方向に沿って延びた部分の長さは、
前記第2のアクチュエータが接続された前記可動枠の内辺から前記第1の方向に関する前記超音波発振部の外縁の中点までの距離よりも長い、
請求項12又は13に記載の超音波センサ。 - 前記超音波発振部が円板状に形成され、前記可動枠は前記超音波発振部と同心の円環状に形成され、
前記第1のアクチュエータは、前記超音波発振部を中心として第1の方向の両側に配置され、前記可動枠の外縁に沿って円弧状に延びる一対の部材で構成され、前記一対の部材のそれぞれについて、前記第2の基板は、前記固定枠の内縁から前記可動枠の外縁に沿って円弧状に延びており、前記第2の圧電素子は、前記第2の基板が延びた方向に沿って伸縮し、前記第1のアクチュエータを構成する前記一対の部材は、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記第1の回転軸まわりに前記可動枠を揺動させ、
前記第2のアクチュエータは、前記超音波発振部を中心として前記第1の方向に直交する第2の方向の両側に配置され、前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びる一対の部材で構成され、前記一対の部材のそれぞれについて、前記第2の基板は、前記可動枠の内縁から前記超音波発振部の外縁に沿って円弧状に延びており、前記第2の圧電素子は、前記第2の基板が延びた方向に沿って伸縮し、前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材は、前記第2の圧電素子の伸縮により変形して前記第2の回転軸まわりに前記超音波発振部を揺動させる、
請求項11に記載の超音波センサ。 - 前記第1のアクチュエータを構成する前記一対の部材は、
前記超音波発振部を中心として2回回転対称に配置されており、
前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材は、
前記超音波発振部を中心として2回回転対称に配置されている、
請求項15に記載の超音波センサ。 - 前記第1のアクチュエータを構成する前記一対の部材のうちの一方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第2の方向に位置する第1の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の位置の逆側に位置する第2の位置で、前記可動枠と接続し、
前記第1のアクチュエータを構成する前記一対の部材のうちの他方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第2の方向に位置する第3の位置で、前記固定枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第3の位置の逆側に位置する第4の位置で、前記可動枠と接続し、
前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材のうちの一方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の方向に位置する第5の位置で、前記可動枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て、前記第5の位置の逆側に位置する第6の位置で、前記超音波発振部と接続し、
前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材のうちの他方の部材は、
前記超音波発振部の中心から見て前記第1の方向に位置する第7の位置で、前記可動枠と接続し、
前記超音波発振部の中心から見て前記第7の位置の逆側に位置する第8の位置で、前記超音波発振部と接続する、
請求項16に記載の超音波センサ。 - 前記第1のアクチュエータを構成する前記一対の部材における一方の部材と他方の部材とは、その延びた方向両端で互いに対向するように配置されており、対向する外辺が、前記超音波発振部の中心から見て前記第2の方向に延びる直線と交差している、
請求項17に記載の超音波センサ。 - 前記第2のアクチュエータを構成する前記一対の部材における一方の部材と他方の部材とは、その延びた方向両端で互いに対向するように配置されており、対向する外辺が、前記超音波発振部の中心から見て前記第1の方向に延びる直線と交差している、
請求項17又は18に記載の超音波センサ。
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