JP5600431B2 - 障害物の超音波検知デバイス - Google Patents
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Description
支持基板、
超音波を受信して振動する複数の撓み振動部を含む強誘電性単結晶板、
支持基板および強誘電性単結晶板の裏面側に接合されており、支持基板と強誘電性単結晶板との間に複数の空隙を形成する脚部、
強誘電性単結晶板の裏面側に形成されている複数の第一の電極であって、撓み振動部にそれぞれ設けられている第一の電極、および
強誘電性単結晶板の表面側に形成されている複数の第二の電極であって、第一の電極に対応して撓み振動部にそれぞれ形成されている第二の電極
を備えており、前記強誘電性単結晶板が前記表面側の上部と前記裏面側の下部とに分かれており、前記上部の分極方向と前記下部の分極方向とが反対であり、各空隙上にそれぞれ撓み振動部が形成されており、障害物からの反射された超音波による各撓み振動部の各撓み振動によって各第一の電極と各第二の電極との間に励起される各電気信号に基づいて障害物までの距離と角度とを得ることを特徴とする。
(1) 圧電単結晶材料を脚部8を介して支持基板に接着する。次いで、圧電単結晶材料を薄肉化することで下部2bを得る。次いで、分極方向が反対の別の圧電単結晶材料を下部2bに接合し、薄肉化することで、上部2aを形成する。
(2) 単一の圧電単結晶材料を薄肉化した後、熱処理による分極反転処理によって上部2aと下部2bを得る。
(デバイスの製造)
図1〜図3に示したような形態の超音波センサアレイデバイスを製造した。
ただし、本実施例では、圧電単結晶板2および支持基板9をニオブ酸リチウム単結晶によって形成し、第一の電極および第二の電極をアルミニウムによって形成し、脚部8を二酸化ケイ素によって形成した。
障害物として、所定直径のコンクリート製球体を設け、これを以下の実験条件に基づく位置に設置した。実験に用いた障害物設置条件を下表に示す。
・ 障害物がある場合に、障害物があるという判断をできたか否か
・ 障害物が無い場合に、障害物が無いという判断をできたか否か
実験1の実施例のデバイスを用い、各アレイ駆動条件に基づく放射角度設定値と実際の放射角度の関係を評価した。この結果を図4に示す。放射角度設定値と実際の放射角度とは、よく対応しており、正常な動作が行われていた。
1 障害物検知デバイス 2 強誘電性単結晶板 2a 上層 2b 下層 3A、3B、3C 撓み振動部 4A、4B、4C 第二の電極 7A、7B、7C 第一の電極 8 脚部 9 支持基板 10A、10C、10C 空隙 20 空隙
Claims (3)
- 障害物から反射される超音波によって障害物を検知するデバイスであって、
支持基板、
前記超音波を受信して振動する複数の撓み振動部を含む強誘電性単結晶板、
前記支持基板および前記強誘電性単結晶板の裏面側に接合されており、前記支持基板と前記強誘電性単結晶板との間に複数の空隙を形成する脚部、
前記強誘電性単結晶板の前記裏面側に形成されている複数の第一の電極であって、前記撓み振動部にそれぞれ設けられている第一の電極、および
前記強誘電性単結晶板の表面側に形成されている複数の第二の電極であって、前記第一の電極に対応して前記撓み振動部にそれぞれ形成されている第二の電極
を備えており、前記強誘電性単結晶板が前記表面側の上部と前記裏面側の下部とに分かれており、前記上部の分極方向と前記下部の分極方向とが反対であり、前記各空隙上にそれぞれ前記撓み振動部が形成されており、前記障害物から反射された超音波による前記各撓み振動部の各撓み振動によって前記各第一の電極と前記各第二の電極との間に励起される各電気信号に基づいて前記障害物までの距離と角度とを得ることを特徴とする、障害物の超音波検知デバイス。 - 前記強誘電性単結晶板と前記支持基板とが同種の材質からなることを特徴とする、請求項1記載のデバイス。
- 前記強誘電性単結晶板の厚さが10μm以下であることを特徴とする、請求項1または2記載のデバイス。
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