JP2018077310A - Sensor module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサーモジュールに関する。 The present invention relates to a sensor module.
多孔質シートの両側に一対の電極を積層した圧電センサーが提案されている(特開2010−89495号公報、特開2010−89496号公報、特開昭61−148044号公報参照)。この圧電センサーは、通常前記多孔質シートをエレクトレット化して用いる。この圧電センサーは、前記多孔質シートが柔軟性を有しているため、この多孔質シートが音波や振動によって変形し圧電効果によって起電力を生じる。そのため、この圧電センサーは、音響機器等に取り付けられることで、音や振動を検出することが可能である。 Piezoelectric sensors in which a pair of electrodes are laminated on both sides of a porous sheet have been proposed (see JP 2010-89495 A, JP 2010-89496 A, and JP 61-148044 A). This piezoelectric sensor is normally used by electretizing the porous sheet. In this piezoelectric sensor, since the porous sheet has flexibility, the porous sheet is deformed by sound waves or vibrations to generate an electromotive force due to the piezoelectric effect. Therefore, this piezoelectric sensor can detect sound and vibration by being attached to an acoustic device or the like.
しかしながら、前記多孔質シートは、一般に分極処理を容易かつ確実に行う点等から数百μm以下程度の厚さに形成されており、剛性が低く、撓みやすい。そのため、前記圧電センサーは、通常振動面等の取付面に対して安定的に保持すべくこの取付面に全面的に貼着して用いられる。しかしながら、この圧電センサーを取付面に全面的に貼着すると、この取付面の振動の影響を受け易く、音を的確に検出し難いという不都合を有する。 However, the porous sheet is generally formed to a thickness of about several hundred μm or less from the viewpoint of easily and surely performing the polarization treatment, and has low rigidity and is easily bent. For this reason, the piezoelectric sensor is usually used by being adhered to the entire mounting surface so as to be stably held with respect to the mounting surface such as a vibration surface. However, if this piezoelectric sensor is entirely attached to the mounting surface, it is susceptible to the vibration of the mounting surface and it is difficult to detect sound accurately.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、音を容易かつ確実に検出することができるセンサーモジュールを提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The objective of this invention is providing the sensor module which can detect a sound easily and reliably.
前記課題を解決するためになされた本発明は、フィルム状の圧電センサーと、前記圧電センサーを湾曲状に支持する支持具とを備えたセンサーモジュールである。 The present invention made in order to solve the above-mentioned problems is a sensor module comprising a film-like piezoelectric sensor and a support that supports the piezoelectric sensor in a curved shape.
前記圧電センサーの湾曲部分の外周の平均曲率半径としては、10cm以上20cm以下が好ましい。 The average radius of curvature of the outer periphery of the curved portion of the piezoelectric sensor is preferably 10 cm or more and 20 cm or less.
前記支持具が、振動の伝達を低減する低剛性部を有し、前記圧電センサーがこの低剛性部に積層されているとよい。 The support may include a low-rigidity portion that reduces vibration transmission, and the piezoelectric sensor may be laminated on the low-rigidity portion.
前記圧電センサーが、圧電素子と、この圧電素子に積層され、この圧電素子よりも平面面積の大きい保護層とを有し、前記支持具が前記保護層における圧電素子の非積層部分を支持するとよい。 The piezoelectric sensor may include a piezoelectric element and a protective layer laminated on the piezoelectric element and having a larger planar area than the piezoelectric element, and the support may support a non-laminated portion of the piezoelectric element in the protective layer. .
前記圧電素子が複数の位置決め孔を有し、前記支持具がこの複数の位置決め孔に連結される複数のネジを有するとよい。 The piezoelectric element may have a plurality of positioning holes, and the support may have a plurality of screws connected to the plurality of positioning holes.
前記圧電センサーが平面視略矩形状であり、前記支持具が圧電センサーの長手方向の両端側を支持するとよい。 The piezoelectric sensor may have a substantially rectangular shape in plan view, and the support may support both ends of the piezoelectric sensor in the longitudinal direction.
本発明に係るセンサーモジュールは、例えば支持具の圧電センサーを支持する側と反対側の面を楽器の振動面に取り付けて用いられる。当該センサーモジュールは、圧電センサーが支持具によって湾曲状態に支持されるので、この圧電センサーの少なくとも一部は湾曲状態で空中に保持される。そのため、前記圧電センサーの空中に保持される部分は、振動面の振動の影響を受け難いので、音を的確に検出することができる。また、当該センサーモジュールは、前記圧電センサーが支持具によって湾曲状態で支持されるため、圧電センサーの姿勢が安定する。これにより、当該センサーモジュールは、検出信号のバラツキを抑えることができる。さらに、当該センサーモジュールは、振動面に取り付けて用いられることで、ノイズを小さくすることができる。従って、当該センサーモジュールは、音を容易かつ確実に検出することができる。 The sensor module according to the present invention is used, for example, by attaching the surface of the support opposite to the side supporting the piezoelectric sensor to the vibration surface of the musical instrument. In the sensor module, since the piezoelectric sensor is supported in a curved state by the support tool, at least a part of the piezoelectric sensor is held in the air in the curved state. For this reason, the portion of the piezoelectric sensor held in the air is not easily affected by the vibration of the vibration surface, so that sound can be accurately detected. In the sensor module, since the piezoelectric sensor is supported in a curved state by a support, the posture of the piezoelectric sensor is stabilized. As a result, the sensor module can suppress variations in detection signals. Furthermore, the sensor module can be used with being attached to the vibration surface, thereby reducing noise. Therefore, the sensor module can detect sound easily and reliably.
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[第一実施形態]
<センサーモジュール>
図1のセンサーモジュール1は、フィルム状の圧電センサー2と、圧電センサー2を湾曲状に支持する支持具3とを備える。支持具3は、圧電センサー2の少なくとも一部を湾曲状態で空中に保持する。支持具3は、圧電センサー2を両持ち状に支持している。
[First embodiment]
<Sensor module>
The
圧電センサー2は、図2に示すように、シート状の圧電素子4と、圧電素子4の両面に積層される一対の板状の電極5a,5bと、外部へ電気信号を出力するリード線が接続される端子(不図示)とを有する。圧電センサー2は可撓性を有する。圧電センサー2は平面視略矩形状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
圧電素子4は、平面視略矩形状に形成されている。圧電素子4は、対向する両端側の下面が支持具3によって支持されており、本実施形態においては長手方向の両端側の下面が支持具3によって支持されている。圧電素子4の平均厚さとしては、例えば30μm以上150μm以下とすることができる。圧電素子4の長手方向平均長さとしては、例えば20mm以上100mm以下とすることができる。圧電素子4の短手方向の平均長さとしては、例えば10mm以上80mm以下とすることができる。なお、「下」とは、当該センサーモジュール1を取付対象に取り付けた状態における取付対象側をいう。また、「上」とは、その反対側をいう。
The
一対の電極5a,5bは、圧電素子4の両面の略全面に積層されている。一対の電極5a,5bは、金属等の導電性を有する材料を主成分として形成される。なお、「主成分」とは、最も含有量の多い成分をいい、例えば含有量が50質量%以上の成分をいう。
The pair of
支持具3は板状に形成されている。支持具3は、平面視においてU字状の切欠きを有し、この切欠きを挟んで対向する帯状部分が圧電センサー2を下方から支持する一対の支持部6a,6bを構成している。一対の支持部6a,6bは、圧電センサー2を上面上に支持している。また、一対の支持部6a,6bは、前記切欠きの上側に圧電センサー2を湾曲状に支持している。支持具3は、一対の支持部6a,6bの対向方向に弓なりに湾曲するよう圧電センサー2を支持している。また、支持具3は、一対の支持部6a,6bの中間部分において圧電センサー2が最も上方に隆起するよう圧電センサー2を支持している。当該センサーモジュール1は、一対の支持部6a,6b間が切り欠かれているため、この切欠きを介して圧電センサー2が下方から入射される音を検出し易く、音の検出感度をより高めることができる。
The
支持具3の形成材料としては、圧電センサー2を十分安定的に支持可能である限り特に限定されるものではなく、例えば木材、金属、真鍮、合成樹脂、セラミック等が挙げられる。
The material for forming the
支持具3の平均厚さとしては、支持具3を楽器に取り付けた状態でこの楽器の持ち運びが困難とならない程度の軽量化を図ることができ、かつ外力で簡単に変形しない程度の剛性を保つことが可能な厚さである限り特に限定されるものではなく、例えば0.8mm以上2mm以下程度とすることができる。
The average thickness of the
一対の支持部6a,6bは互いに厚さが略等しい。一対の支持部6a,6bは、圧電センサー2の対向する両端側を直接支持している。一対の支持部6a,6bの上面と圧電センサー2の対向する両端側の下面とは接着剤によって接着されている。当該センサーモジュール1は、圧電センサー2が湾曲し過ぎると、一対の電極5a、5b等、圧電素子4に積層される部材の剛性が高くなり、圧電素子4への拘束力が上がるため、出力の周波数特性にピーク・ディップが発生し、音の検出精度が不十分となるおそれがある。この点、当該センサーモジュール1は、支持具3が圧電センサー2の長手方向の両端側を支持することで、圧電センサー2の湾曲形状を比較的緩やかに保ち易く、これにより圧電素子4による音の検出精度を高め易い。
The pair of
一対の支持部6a,6bは、対向する側面が平行に配設されている。圧電センサー2の湾曲軸は、一対の支持部6a,6bの対向する側面と平行である。一対の支持部6a,6bは、圧電センサー2の対向する両端側の下面を湾曲軸と平行な方向の両端に亘って支持している。一対の支持部6a,6bの対向方向と圧電センサー2の湾曲軸と垂直な側縁とは平行である。一対の支持部6a,6bは、圧電センサー2の湾曲軸と垂直な断面が同一に保たれるように圧電センサー2を支持している。つまり、圧電センサー2は、一対の支持部6a,6bの対向する側面と平行方向には湾曲していない。
The pair of
一対の支持部6a,6bの平均間隔としては、一対の電極5a、5b等、圧電素子4に積層される部材の剛性が高くなることに起因して圧電素子4への拘束力が高くなり過ぎることを防止しつつ、圧電センサー2を安定的に湾曲形状に保持することができる間隔である限り特に限定されるものではなく、例えば5mm以上10cm以下程度とすることができる。
The average distance between the pair of
圧電センサー2の湾曲部分の外周の平均曲率半径の下限としては、10cmが好ましく、12cmがより好ましい。一方、圧電センサー2の湾曲部分の外周の平均曲率半径の上限としては、20cmが好ましく、18cmがより好ましい。前記平均曲率半径が前記下限に満たないと、圧電素子4に指向性が生じ、音の検出精度が低下するおそれがある。逆に、前記平均曲率半径が前記上限を超えると、圧電センサー2の姿勢を安定的に保つことができないおそれがある。なお、「平均曲率半径」とは、湾曲方向に等間隔に抽出した任意の5点の曲率半径の平均値をいう。
The lower limit of the average radius of curvature of the outer periphery of the curved portion of the
支持具3に取り付けられた状態における圧電センサー2の一対の支持部6a,6b間の領域の湾曲軸と垂直方向(一対の支持部6a,6bの対向方向)の断面2次モーメントI1に対する支持具3に取り付けられていない状態における圧電センサー2の前記領域の前記と同一方向の断面2次モーメントI0の比(I0/I1)の下限としては、0.015が好ましく、0.03がより好ましい。一方、前記比(I0/I1)の上限としては、0.14が好ましく、0.11がより好ましい。前記比が前記下限に満たないと、圧電センサー2が湾曲され過ぎることで圧電素子4に指向性が生じ、音の検出精度が低下するおそれがある。逆に、前記比が前記上限を超えると、圧電センサー2の湾曲の程度が不十分となり、圧電センサー2の姿勢を安定的に保つことができないおそれがある。
Support for the secondary moment I 1 in the direction perpendicular to the bending axis of the region between the pair of
<弦楽器>
図3及び図4の弦楽器11は、響板12を有する中空状のボディ13と、響板12の外面側に設けられ複数の弦14を支持するブリッジ15と、ブリッジ15の外面に設けられるサドル16と、ボディ13に連結され、響板12の一端側から延出するネック17と、ネック17の一端側に設けられるヘッド18とを主として備える。複数の弦14は、ヘッド18に設けられる複数のペグ19に一端側が巻きつけられて係止され、かつ他端側がサドル16を介してブリッジ15に支持された上、複数のピン20に係止されている。また、響板12は、ネック17の他端とブリッジ15との間に響孔21を有する。
<Stringed instruments>
3 and 4 includes a
図4に示すように、響板12の内面には、複数の響棒22が付設されている。また、響板12の内面には、響板12を挟んでブリッジ15と対向する位置に配置されるプレート23と、響板12の強度を補強するための補強板24とが設けられている。さらに、響板12の内面には本発明に係る図1のセンサーモジュール1が取り付けられている。弦楽器11は、ボディ13の共鳴音を当該センサーモジュール1によって電気信号に変換して出力するエレクトリックアコースティックギターとして構成されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of sounding
当該センサーモジュール1は、支持具3の下面が響板12の内面と当接した状態で響板2の内面に取り付けられている。支持具3の響板12の内面への取付方法としては、特に限定されるものではなく、例えば公知の接着剤を用いて取り付けることができる。
The
<利点>
当該センサーモジュール1が備える圧電センサー2は、シート状の圧電素子4を有しており、この圧電素子4は湾曲前の状態において指向性を有していない。そのため、この圧電素子4は、湾曲前の状態においてどの方向から入射する音であるかによって感度が大きく変わらない。そのため、圧電素子4に対する音の入射を妨げる物ができるだけ存在しない状態でこの圧電素子4を安定的に保持することで圧電センサー2を高感度マイクとして用いることが可能である。しかしながら、圧電センサー2は剛性が低いため、安定的に空中に保持することは困難である。一方、本発明者らの知見によると、圧電素子4は、一定程度湾曲させた場合でも感度に大きな変化は生じない。当該センサーモジュール1は、このような知見に基づいてなされたものであり、圧電センサー2を支持具3によって湾曲状に支持することで、圧電素子4に音が十分に入射する状態で圧電センサー2を空中に安定的に保持することができ、これにより圧電センサー2を高感度マイクとして用いるものである。
<Advantages>
The
当該センサーモジュール1は、圧電センサー2が支持具3によって湾曲状に支持されており、詳細には湾曲状態で両持ち状に支持されるので、この圧電センサー2の少なくとも一部は湾曲状態で空中に保持される。そのため、圧電センサー2の空中に保持される部分は、振動面の振動の影響を受け難いので、音を的確に検出することができる。また、例えば圧電センサーが支持具に平膜状に支持されていると、圧電センサーに対するテンションが大きくなるため、圧電センサーの感度の低下や、周波数特性の悪化を招来するおそれや、圧電センサーに皺が生じることで感度にバラツキが生じるおそれがある。これに対し、当該センサーモジュール1は、圧電センサー2が支持具3によって湾曲状態で支持されるため、圧電センサー2に対するテンションがかかり難い。さらに、当該センサーモジュール1は、圧電センサー2が支持具3によって湾曲状態で支持されるため、圧電センサー2の姿勢が安定する。これにより、当該センサーモジュール1は、圧電センサー2の感度の低下を抑制すると共に、検出信号のバラツキを抑えることができる。さらに、当該センサーモジュール1は、振動面に取り付けて用いられることで、ノイズを小さくすることができる。従って、当該センサーモジュール1は、楽器との一体性を保ちつつ、音を容易かつ確実に検出することができる。
In the
当該弦楽器は、当該センサーモジュール1を備えるので、センサーモジュール1との一体性を保ちつつ、ボディ13の共鳴音を容易かつ確実に検出することができる。
Since the stringed instrument includes the
[第二実施形態]
<センサーモジュール>
図5のセンサーモジュール31は、図1のセンサーモジュール1に代えて図3の弦楽器11の響板12の内面に取り付け可能に構成されている。図5のセンサーモジュール31は、フィルム状の圧電センサー2と、圧電センサー2を湾曲状に支持する支持具33とを備える。支持具33は、圧電センサー2の少なくとも一部を湾曲状態で空中に保持する。支持具33は、圧電センサー2を両持ち状に支持している。当該センサーモジュール31は、支持具33が振動の伝達を低減する低剛性部34a,34bを有すること以外、図1のセンサーモジュール1と同様の構成を有する。そのため、以下では支持具33についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
<Sensor module>
The
支持具33は、図1の支持具3における一対の支持部6a,6bの上面に一対の低剛性部34a,34bが積層されている。また、圧電センサー2は、一対の低剛性部34a,34bに積層されている。つまり、当該センサーモジュール31は、図1のセンサーモジュール1の圧電センサー2と一対の支持部6a,6bとの間に一対の低剛性部34a,34bが配設されている。一対の支持部6a,6b、一対の低剛性部34a,34b及び圧電センサー2は公知の接着剤によって接着されている。一対の低剛性部34a,34bの対向する側面は平行に配設されている。また、一対の低剛性部34a,34bの対向する側面は、一対の支持部6a,6bの対向する側面と面一状に配設されている。
In the
一対の低剛性部34a,34bは、板状に形成されている。また、一対の低剛性部34a,34bは、互いに厚さが略等しい。一対の低剛性部34a,34bの具体的構成としては、振動の伝達を低減できる限り特に限定されるものではなく、例えばエラストマー又はゴム等の弾性材料を主成分とするシートや、多孔質樹脂シート、織布、不織布等が挙げられる。
The pair of low-
低剛性部34a,34bの平均厚さとしては、支持具33によって圧電センサー2を安定的に支持しつつ圧電センサー2対する振動の伝達を十分に低減できる厚さである限り特に限定されるものではなく、例えば1mm以上10mm以下とすることができる。
The average thickness of the low-
<利点>
当該センサーモジュール31は、支持具33が振動の伝達を低減する一対の低剛性部34a,34bを有し、圧電センサー2がこの一対の低剛性部34a,34bに積層されているので、支持具33から圧電センサー2に振動が伝達されることを抑制することができる。そのため、当該センサーモジュール31は、音をより的確に検出することができる。
<Advantages>
The
[第三実施形態]
<センサーモジュール>
図6及び図7のセンサーモジュール41は、図1及び図5のセンサーモジュール1,31に代えて図3の弦楽器11の響板12の内面に取り付け可能に構成されている。当該センサーモジュール41は、フィルム状の圧電センサー42と、圧電センサー42を湾曲状に支持する支持具3とを備える。支持具3は、圧電センサー42の少なくとも一部を湾曲状態で空中に保持する。支持具3は、圧電センサー42を両持ち状に支持している。
[Third embodiment]
<Sensor module>
The
圧電センサー42は、シート状の圧電素子4と、この圧電素子4の両面に積層される一対の板状の電極5a,5bと、この一対の電極5a,5bを介して圧電素子4に積層され、この圧電素子4よりも平面面積の大きい一対の保護層43a,43bと、外部へ電気信号を出力するリード線が接続される端子(不図示)とを有する。つまり、圧電センサー42は、図1のセンサーモジュール1の圧電センサー2を本体として、この本体の両面に一対の保護層43a,43bが積層されている。圧電センサー42は可撓性を有する。圧電素子4は、平面視で一対の保護層43a,43bの外縁内に含まれる領域に配設されている。圧電センサー42における圧電素子4及び一対の電極5a,5bは図1の圧電センサー2と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
The
一対の保護層43a,43bは、平面視略矩形状に形成されている。一対の保護層43a,43bは透明である。一対の保護層43a,43bの主成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル、フッ素系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリカーボネート、シリコーン樹脂等の合成樹脂が挙げられる。一対の保護層43a,43bは、例えば公知のラミネート法によって一対の電極5a,5bの外面に積層される。
The pair of
保護層43a,43bの平均厚さの下限としては、10μmが好ましく、50μmがより好ましい。一方、保護層43a,43bの平均厚さの上限としては、1mmが好ましく、500μmがより好ましい。保護層43a,43bの平均厚さが前記下限に満たないと、保護層43a,43bの剛性が不十分となり、圧電素子4を湾曲状に保ちがたくなるおそれがある。逆に、保護層43a,43bの平均厚さが前記上限を超えると、保護層43a,43bの剛性が高くなり過ぎて、圧電素子4が変形し難くなり、これにより圧電素子4によって音を検出し難くなるおそれがある。
As a minimum of average thickness of
保護層43a,43bの曲げ弾性率の下限としては、0.1MPaが好ましく、1MPaがより好ましい。一方、保護層43a,43bの曲げ弾性率の上限としては、100MPaが好ましく、10MPaがより好ましい。前記曲げ弾性率が前記下限に満たないと、圧電素子4を湾曲状に保ちがたくなるおそれがある。逆に、前記曲げ弾性率が前記上限を超えると、圧電素子4が変形し難くなり、これにより圧電素子4によって音を検出し難くなるおそれがある。なお、「保護層の弾性率」は、JIS−K7171:2008に準拠して測定される値をいう。
The lower limit of the flexural modulus of the
支持具3は、図1のセンサーモジュール1の支持具3と同様の構成を有する。一対の支持部6a,6bは、圧電センサー2を上面上に支持している。支持具3は、一対の保護層43a,43bにおける圧電素子4の非積層部分を支持する。具体的には、支持具3は、一対の支持部6a,6bによって、一対の保護層43a,43bの圧電素子4の対向する一対の側縁(本実施形態においては長手方向両端の一対の側縁)の外側に位置する部分を支持している。一対の支持部6a,6bの上面と保護層43bの下面とは接着剤によって接着されている。一対の支持部6a,6bは、前述の切欠きの上側に圧電センサー42を湾曲状に支持している。支持具3は、一対の支持部6a,6bの対向方向に弓なりに湾曲するよう圧電センサー42を支持している。また、支持具3は、一対の支持部6a,6bの中間部分において圧電センサー42が最も上方に隆起するよう圧電センサー42を支持している。一対の支持部6a,6bは、圧電センサー42の対向する両端側の下面を湾曲軸と平行な方向の両端に亘って支持している。圧電センサー42の湾曲軸は、一対の支持部6a,6bの対向する側面と平行である。また、一対の支持部6a,6bの対向方向と圧電素子4の湾曲軸と垂直な側縁とは平行である。一対の支持部6a,6bは、圧電センサー42の湾曲軸と垂直な断面が同一に保たれるように圧電センサー2を支持している。
The
なお、圧電センサー42の湾曲部分の外周の平均曲率半径、一対の支持部6a,6b間の平均間隔に対する圧電センサー42の湾曲部分の湾曲軸と垂直方向の長さの比、圧電センサー42の断面2次モーメントの比(I0/I1)としては、図1のセンサーモジュール1と同様とすることができる。
Note that the average radius of curvature of the outer periphery of the curved portion of the
<利点>
当該センサーモジュール41は、支持具3が一対の保護層43a,43bにおける圧電素子4の非積層部分を支持するので、振動面の振動が圧電素子4に伝達されることを抑制できる。従って、当該センサーモジュール41は、音をさらに的確に検出することができる。また、当該センサーモジュール41は、支持具3が一対の保護層43a,43bにおける圧電素子4の非積層部分を支持することによって、圧電素子4全体を空中に保持することができるので、圧電素子4によって音を効率的に検出することができる。
<Advantages>
In the
[第四実施形態]
<センサーモジュール>
図8及び図9のセンサーモジュール51は、図1、図5及び図6のセンサーモジュール1,31,41に代えて図3の弦楽器11の響板12の内面に取り付け可能に構成されている。当該センサーモジュール51は、フィルム状の圧電センサー52と、圧電センサー52を湾曲状に支持する支持具53とを備える。支持具53は、圧電センサー52の少なくとも一部を湾曲状態で空中に保持する。支持具53は、圧電センサー52を両持ち状に支持している。
[Fourth embodiment]
<Sensor module>
The
圧電センサー52は、シート状の圧電素子54と、この圧電素子54の両面に積層される一対の板状の電極55a,55bと、この一対の電極55a,55bを介して圧電素子54に積層され、この圧電素子54よりも平面面積の大きい一対の保護層56a,56bと、外部へ電気信号を出力するリード線が接続される端子(不図示)とを有する。圧電センサー52は可撓性を有する。圧電センサー52は、圧電素子54及び一対の電極55a,55bが、対向する一対の側縁の外側に突出する一対の凸部57a,57bを有しており、平面視でこの一対の凸部57a,57bと重なる部分に厚さ方向に貫通する一対の位置決め孔58a,58bを有している。圧電センサー52は、圧電素子54及び一対の電極55a,55bが一対の凸部57a,57bを有しており、圧電素子54、一対の電極55a,55b及び一対の保護層56a,56bが一対の位置決め孔58a,58bを有する以外は図1の圧電センサー2と同様に構成されている。
The
支持具53は、本体59と、一対のネジ60a,60bとを有する。本体59は板状に形成されている。本体59は、平面視においてU字状の切欠きを有し、この切欠きを挟んで対向する部分が圧電センサー52を下方から支持する一対の支持部61a,61bを構成している。本体59は、一対の支持部61a,61bに圧電センサー52が取り付けられた状態で一対の位置決め孔58a,58bと重なる部分に一対のネジ穴を有する以外は図1の支持具3と同様の構成を有する。
The
一対の支持部61a,61bは、前述切欠きの上側に圧電センサー52を湾曲状に支持している。支持具53は、一対の支持部61a,61bの対向方向に弓なりに湾曲するよう圧電センサー52を支持している。また、支持具53は、一対の支持部の中間部分において圧電センサー52が最も上方に隆起するよう圧電センサー52を支持している。圧電センサー52の湾曲軸は、一対の支持部61a,61bの対向する側面と平行である。また、一対の支持部61a,61bの対向方向と圧電素子4の湾曲軸と垂直な側縁とは平行である。一対の支持部61a,61bは、圧電センサー52の湾曲軸と垂直な断面が同一に保たれるように圧電センサー52を支持している。
The pair of
一対のネジ60a,60bは、一対の位置決め孔58a,58bに連結される。具体的には、一対のネジ60a,60bは、一対の位置決め孔58a,58bの上側から挿入された上、先端側が一対のネジ穴に固定されることで圧電センサー52を一対の支持部61a,61bに固定する。
The pair of
なお、圧電センサー52の湾曲部分の外周の平均曲率半径、一対の支持部61a,61b間の平均間隔に対する圧電センサー52の湾曲部分の湾曲軸と垂直方向の長さの比、圧電センサー52の断面2次モーメントの比(I0/I1)としては、図1のセンサーモジュール1と同様とすることができる。
Note that the average radius of curvature of the outer periphery of the curved portion of the
<利点>
当該センサーモジュール51は、圧電素子54が一対の位置決め孔58a,58bを有し、支持具53が一対の位置決め孔58a,58bに連結される一対のネジ60a,60bを有するので、圧電素子54の位置決めの際に用いた一対の位置決め孔58a,58bを用いて圧電センサー52を支持具53に容易かつ確実に取り付けることができる。また、当該センサーモジュール51は、圧電素子54の対向する一対の側縁の外側に突出する一対の凸部57a,57bに一対の位置決め孔58a,58bが形成されているので、一対の位置決め孔58a,58bを一対の支持部61a,61bと重なるように固定することで、一対の凸部57a,57b間に画定される圧電素子54の音検出領域の全域を一対の支持部61a,61bの対向方向に湾曲させつつ、空中に保持することができる。従って、当該センサーモジュール51は、音をさらに的確に検出することができる。
<Advantages>
In the
[その他の実施形態]
なお、本発明に係るセンサーモジュールは、前記態様の他、種々の変更、改変を施した態様で実施することができる。例えば当該センサーモジュールは、支持具が圧電センサーを片持ち状に支持してもよい。当該センサーモジュールは、支持具が圧電センサーを片持ち状又は両持ち状に支持し、この圧電センサーが支持具によって湾曲状に支持されることで、前述のように音を容易かつ確実に検出することができる。図10及び図11を参照して、支持具が圧電センサーを片持ち状に支持する構成について説明する。
[Other Embodiments]
In addition, the sensor module according to the present invention can be implemented in a mode in which various changes and modifications are made in addition to the above mode. For example, in the sensor module, the support may support the piezoelectric sensor in a cantilever manner. In the sensor module, the support tool supports the piezoelectric sensor in a cantilever shape or a double-support shape, and the piezoelectric sensor is supported in a curved shape by the support tool, so that the sound is easily and reliably detected as described above. be able to. With reference to FIG.10 and FIG.11, the structure in which a support tool supports a piezoelectric sensor in a cantilever shape is demonstrated.
図10及び図11のセンサーモジュール71は、フィルム状の圧電センサー2と、圧電センサー2を湾曲状に支持する支持具73とを備える。支持具73は、圧電センサー2の少なくとも一部を湾曲状態で空中に保持する。支持具73は、圧電センサー2を片持ち状に支持している。当該センサーモジュール71の圧電センサー2は、図1のセンサーモジュール1の圧電センサー2と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
10 and 11 includes a film-like
支持具73は板状に形成されている。支持具73は、平面視においてU字状の切欠きを有し、この切欠きを挟んで対向する部分が圧電センサー2を下方から支持する一対の支持部74a,74bを構成している。
The
一対の支持部74a,74bは、圧電センサー2の対向する両端側の下面を湾曲軸と平行な方向に支持している。一対の支持部74a,74bは、圧電センサー2の対向する両端側の下面の湾曲軸と平行方向における一方側のみを支持している。これにより、当該センサーモジュール71は、支持具73が圧電センサー2を片持ち状に支持している。
The pair of
一対の支持部74a,74bは、前述切欠きの上側に圧電センサー2を湾曲状に支持している。一対の支持部74a,74bは、対向する側面が平行に配設されている。支持具73は、一対の支持部74a,74bの対向方向に弓なりに湾曲するよう圧電センサー2を支持している。一対の支持部74a,74bの上面と圧電センサー2の対向する両端側の下面とは接着剤によって接着されている。支持具73は、一対の支持部74a,74bの中間部分において圧電センサー2が最も上方に隆起するよう圧電センサー2を支持している。圧電センサー2の湾曲軸は、一対の支持部74a,74bの対向する側面と平行である。また、一対の支持部74a,74bの対向方向と圧電センサー2の湾曲軸と垂直な側縁とは平行である。
The pair of
当該センサーモジュール71は、圧電センサー2が支持具73によって湾曲状体で片持ち状に支持されるので、音を容易かつ確実に検出することができる。
In the
本発明に係るセンサーモジュールは、前述の複数の実施形態の構成を組み合わせて用いることが可能である。例えば、前記第三実施形態、第四実施形態及びその他の実施形態における支持具が振動の伝達を低減する低剛性部を有していてもよい。また、前記第一実施形態、第二実地形態及びその他の実施形態において圧電素子が位置決め孔を有し、かつ支持具がこの位置決め孔に連結されるネジを有していてもよい。 The sensor module according to the present invention can be used by combining the configurations of the plurality of embodiments described above. For example, the support in the third embodiment, the fourth embodiment, and other embodiments may have a low-rigidity portion that reduces vibration transmission. In the first embodiment, the second actual form, and other embodiments, the piezoelectric element may have a positioning hole, and the support may have a screw connected to the positioning hole.
前記支持具の構成は、特に限定されるものではない。前記支持具は、例えば内部に開口を有し、この開口の両端縁によって圧電センサーの両端側を支持する板状部材であってもよい。また、前記支持具は、圧電センサーの両端側を支持する一対の棒状部材であってもよい。但し、圧電センサーの湾曲形状を不変に保てる点から、支持具は1つの部材から形成される方が好ましい。また、前記支持具は、一対の支持部の上面が対向方向に向けて隆起した傾斜面として構成されてもよい。かかる構成によれば、圧電センサーを弓なりに保持し易く、圧電センサーの湾曲形状を保ち易い。さらに、一対の支持部の対向面は必ずしも平行に配設されていなくてもよい。 The configuration of the support is not particularly limited. The support may be, for example, a plate-like member having openings inside and supporting both ends of the piezoelectric sensor by both ends of the openings. The support may be a pair of rod-like members that support both ends of the piezoelectric sensor. However, it is preferable that the support is formed from a single member because the curved shape of the piezoelectric sensor can be kept unchanged. Moreover, the said support tool may be comprised as an inclined surface where the upper surface of a pair of support part protruded toward the opposing direction. According to such a configuration, the piezoelectric sensor can be easily held like a bow, and the curved shape of the piezoelectric sensor can be easily maintained. Furthermore, the opposing surfaces of the pair of support portions are not necessarily arranged in parallel.
前記圧電センサーは、一対の支持部によって支持される一対の端縁の対向方向に加え、この一対の端縁と平行な方向においても湾曲していてもよい。但し、前記圧電センサーは、圧電素子に指向性が生じることを抑える点からは、一対の支持部によって支持される一対の端縁と平行な方向において湾曲形状が変化しないことが好ましい。 The piezoelectric sensor may be curved in a direction parallel to the pair of edges in addition to the opposing direction of the pair of edges supported by the pair of support portions. However, it is preferable that the piezoelectric sensor does not change its curved shape in a direction parallel to the pair of edges supported by the pair of support portions from the viewpoint of suppressing the directivity from being generated in the piezoelectric element.
前記保護層は、必ずしも圧電素子の両面に積層される必要はなく、圧電素子の片面にのみ積層されてもよい。また、前記保護層は、支持具に支持される部分が圧電素子の非積層部分である限り、圧電素子の全面に積層されていなくてもよい。 The protective layer is not necessarily laminated on both sides of the piezoelectric element, and may be laminated only on one side of the piezoelectric element. The protective layer may not be laminated on the entire surface of the piezoelectric element as long as the part supported by the support is a non-laminated part of the piezoelectric element.
前記圧電素子は、一対の位置決め孔のみを有する必要はなく、例えば圧電素子の対向する端縁側にそれぞれ複数の位置決め孔を有していてもよい。 The piezoelectric element need not have only a pair of positioning holes. For example, the piezoelectric element may have a plurality of positioning holes on opposite edge sides of the piezoelectric element.
前記圧電センサーの平面形状は特に限定されるものではない。また、前述の実施形態では、支持具が圧電センサーの長手方向の両端側を支持する構成について説明したが、前記圧電センサーが平面視矩形状である場合でも、前記支持具が圧電センサーの短手方向の両端側を支持してもよい。 The planar shape of the piezoelectric sensor is not particularly limited. Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the support tool supports both ends in the longitudinal direction of the piezoelectric sensor has been described. However, even when the piezoelectric sensor has a rectangular shape in plan view, the support tool is short of the piezoelectric sensor. You may support the both ends of a direction.
当該センサーモジュールは、必ずしもエレクトリックアコースティックギターに取り付けられる必要はない。当該センサーモジュールは、例えばクラシックギター、ヴァイオリン、チェロ、マンドリン、ピアノ等種々の弦楽器に取り付けられてもよく、打楽器等の弦楽器以外の楽器に取り付けられてもよい。また、当該センサーモジュールの取り付け箇所は、特に限定されるものではなく、楽器の任意の振動面に取付可能である。 The sensor module does not necessarily have to be attached to an electric acoustic guitar. The sensor module may be attached to various stringed instruments such as classical guitar, violin, cello, mandolin, and piano, or may be attached to instruments other than stringed instruments such as percussion instruments. Moreover, the attachment location of the sensor module is not particularly limited, and can be attached to an arbitrary vibration surface of the musical instrument.
以上説明したように、本発明に係るセンサーモジュールは、音を容易かつ確実に検出することができるので楽器用ピックアップとして適している。 As described above, the sensor module according to the present invention is suitable as a pickup for musical instruments because it can detect sound easily and reliably.
1,31,41,51,71 センサーモジュール
2,42,52 圧電センサー
3,33,53,73 支持具
4,54 圧電素子
5a,5b,55a,55b 電極
6a,6b,61a,61b,74a,74b 支持部
11 弦楽器
12 響板
13 ボディ
14 弦
15 ブリッジ
16 サドル
17 ネック
18 ヘッド
19 ペグ
20 ピン
21 響孔
22 響棒
23 プレート
24 補強板
34a,34b 低剛性部
43a,43b,56a,56b 保護層
57a,57b 凸部
58a,58b 位置決め孔
59 本体
60a,60b ネジ
1, 31, 41, 51, 71
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