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JP2018077310A - Sensor module - Google Patents

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JP2018077310A
JP2018077310A JP2016218221A JP2016218221A JP2018077310A JP 2018077310 A JP2018077310 A JP 2018077310A JP 2016218221 A JP2016218221 A JP 2016218221A JP 2016218221 A JP2016218221 A JP 2016218221A JP 2018077310 A JP2018077310 A JP 2018077310A
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JP
Japan
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support
sensor
piezoelectric
pair
piezoelectric sensor
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Pending
Application number
JP2016218221A
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Japanese (ja)
Inventor
石井 潤
Jun Ishii
潤 石井
加藤 忠晴
Tadaharu Kato
忠晴 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H3/00Instruments in which the tones are generated by electromechanical means
    • G10H3/12Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument
    • G10H3/14Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means
    • G10H3/18Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means using a string, e.g. electric guitar
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor module capable of easily and securely detecting a sound.SOLUTION: A sensor module according to the present invention comprises a film-like piezoelectric sensor and a support for supporting the piezoelectric sensor in a curved state. An average radius of curvature of an outer periphery of a curved part of the piezoelectric sensor is preferably 10 cm or more and 20 cm or less. It is preferable that the support has a low-rigidity part for reducing the transmission of vibration and the piezoelectric sensor is laminated on the low-rigidity part. It is preferable that the piezoelectric sensor has a piezoelectric element and a protective layer laminated on the piezoelectric element and having larger plane area than the piezoelectric element, and the support supports a non-laminated part of the piezoelectric element of the protective layer. Further, it is preferable that the piezoelectric element has a plurality of positioning holes, and the support has a plurality of screws to be coupled to the plurality of positioning holes.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

特開2010−89495号公報JP 2010-89495 A 特開2010−89496号公報JP 2010-89496 A 特開昭61−148044号公報JP-A-61-148044

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.

本発明の一実施形態に係るセンサーモジュールを示す模式的平面図である。1 is a schematic plan view showing a sensor module according to an embodiment of the present invention. 図1のセンサーモジュールのA−A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the sensor module of FIG. 1 taken along line AA. 図1のセンサーモジュールを備える弦楽器を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows a stringed instrument provided with the sensor module of FIG. 図3の弦楽器の響板の内面側を示す模式的平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing an inner surface side of a soundboard of the stringed instrument in FIG. 3. 図1のセンサーモジュールとは異なる実施形態に係るセンサーモジュールを示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the sensor module which concerns on embodiment different from the sensor module of FIG. 図1及び図5のセンサーモジュールとは異なる実施形態に係るセンサーモジュールを示す模式的平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing a sensor module according to an embodiment different from the sensor module of FIGS. 1 and 5. 図6のセンサーモジュールのB−B線断面図である。It is a BB sectional view of the sensor module of FIG. 図1、図5及び図6のセンサーモジュールとは異なる実施形態に係るセンサーモジュールを示す模式的平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a sensor module according to an embodiment different from the sensor module of FIGS. 1, 5, and 6. 図8のセンサーモジュールのC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of the sensor module of FIG. 図1、図5、図6及び図8のセンサーモジュールとは異なる実施形態に係るセンサーモジュールを示す模式的平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing a sensor module according to an embodiment different from the sensor module of FIGS. 1, 5, 6, and 8. 図10のセンサーモジュールのD−D線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line of the sensor module of FIG.

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 sensor module 1 of FIG. 1 includes a film-like piezoelectric sensor 2 and a support 3 that supports the piezoelectric sensor 2 in a curved shape. The support 3 holds at least a part of the piezoelectric sensor 2 in the air in a curved state. The support 3 supports the piezoelectric sensor 2 in a both-sided manner.

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 piezoelectric sensor 2 includes a sheet-like piezoelectric element 4, a pair of plate-like electrodes 5 a and 5 b laminated on both surfaces of the piezoelectric element 4, and a lead wire that outputs an electric signal to the outside. And a terminal (not shown) to be connected. The piezoelectric sensor 2 has flexibility. The piezoelectric sensor 2 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.

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 piezoelectric element 4 is formed in a substantially rectangular shape in plan view. The piezoelectric element 4 is supported by the support 3 on the lower surfaces on both ends facing each other. In the present embodiment, the lower surfaces on both ends in the longitudinal direction are supported on the support 3. The average thickness of the piezoelectric element 4 can be, for example, 30 μm or more and 150 μm or less. The average length in the longitudinal direction of the piezoelectric element 4 can be, for example, 20 mm or more and 100 mm or less. The average length of the piezoelectric elements 4 in the short direction can be, for example, 10 mm or more and 80 mm or less. “Lower” means the attachment target side in a state where the sensor module 1 is attached to the attachment target. “Upper” means the opposite side.

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 electrodes 5 a and 5 b are laminated on substantially the entire surface of both surfaces of the piezoelectric element 4. The pair of electrodes 5a and 5b is formed mainly of a conductive material such as metal. The “main component” refers to a component having the highest content, for example, a component having a content of 50% by mass or more.

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 support 3 is formed in a plate shape. The support 3 has a U-shaped notch in a plan view, and a band-shaped portion facing the notch constitutes a pair of support portions 6a and 6b that support the piezoelectric sensor 2 from below. The pair of support portions 6a and 6b support the piezoelectric sensor 2 on the upper surface. The pair of support portions 6a and 6b support the piezoelectric sensor 2 in a curved shape above the notches. The support 3 supports the piezoelectric sensor 2 so as to bend like a bow in a direction opposite to the pair of support portions 6a and 6b. Further, the support 3 supports the piezoelectric sensor 2 so that the piezoelectric sensor 2 protrudes upward most in the middle portion of the pair of support portions 6a and 6b. Since the sensor module 1 is notched between the pair of support portions 6a and 6b, the piezoelectric sensor 2 can easily detect sound incident from below through the notch, and the sound detection sensitivity is further increased. be able to.

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 support 3 is not particularly limited as long as the piezoelectric sensor 2 can be supported sufficiently stably. Examples thereof include wood, metal, brass, synthetic resin, and ceramic.

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 support tool 3 can be reduced in weight so that it is not difficult to carry the instrument when the support tool 3 is attached to the instrument, and the rigidity is maintained so that it cannot be easily deformed by an external force. The thickness is not particularly limited as long as the thickness can be adjusted, and can be, for example, about 0.8 mm to 2 mm.

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 support portions 6a and 6b have substantially the same thickness. The pair of support portions 6 a and 6 b directly support both opposing ends of the piezoelectric sensor 2. The upper surfaces of the pair of support portions 6a and 6b and the lower surfaces of the opposite ends of the piezoelectric sensor 2 are bonded with an adhesive. In the sensor module 1, if the piezoelectric sensor 2 is curved too much, the rigidity of the members stacked on the piezoelectric element 4, such as the pair of electrodes 5 a, 5 b, increases, and the binding force to the piezoelectric element 4 increases. A peak dip may occur in the frequency characteristics, and the sound detection accuracy may be insufficient. In this respect, the sensor module 1 supports the both ends of the piezoelectric sensor 2 in the longitudinal direction by the support 3 so that the curved shape of the piezoelectric sensor 2 can be maintained relatively gently. Easy to improve detection accuracy.

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 support portions 6a and 6b are arranged such that opposing side surfaces are parallel to each other. The bending axis of the piezoelectric sensor 2 is parallel to the opposing side surfaces of the pair of support portions 6a and 6b. The pair of support portions 6 a and 6 b support the lower surfaces of the opposite ends of the piezoelectric sensor 2 across both ends in a direction parallel to the curved axis. The facing direction of the pair of support portions 6a and 6b and the side edge perpendicular to the bending axis of the piezoelectric sensor 2 are parallel to each other. The pair of support portions 6a and 6b support the piezoelectric sensor 2 so that the cross section perpendicular to the bending axis of the piezoelectric sensor 2 is kept the same. That is, the piezoelectric sensor 2 is not curved in a direction parallel to the opposing side surfaces of the pair of support portions 6a and 6b.

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 support portions 6a and 6b is that the restraining force on the piezoelectric element 4 becomes too high due to the rigidity of the members stacked on the piezoelectric element 4 such as the pair of electrodes 5a and 5b. This is not particularly limited as long as it is an interval that can stably hold the piezoelectric sensor 2 in a curved shape, and can be, for example, about 5 mm to 10 cm.

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 piezoelectric sensor 2 is preferably 10 cm, and more preferably 12 cm. On the other hand, the upper limit of the average radius of curvature of the outer periphery of the curved portion of the piezoelectric sensor 2 is preferably 20 cm, and more preferably 18 cm. If the average radius of curvature is less than the lower limit, directivity occurs in the piezoelectric element 4 and the sound detection accuracy may be reduced. On the other hand, if the average radius of curvature exceeds the upper limit, the posture of the piezoelectric sensor 2 may not be stably maintained. The “average radius of curvature” refers to an average value of the curvature radii of arbitrary five points extracted at equal intervals in the bending direction.

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I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Iの比(I/I)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(I/I)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 support portions 6a and 6b of the piezoelectric sensor 2 in the state attached to the support 3 (opposite direction of the pair of support portions 6a and 6b). The lower limit of the ratio (I 0 / I 1 ) of the sectional second moment I 0 in the same direction as that of the region of the piezoelectric sensor 2 in a state where it is not attached to the tool 3 is preferably 0.015, and 0.03 Is more preferable. On the other hand, the upper limit of the ratio (I 0 / I 1 ) is preferably 0.14, and more preferably 0.11. If the ratio is less than the lower limit, the piezoelectric sensor 2 is excessively curved, thereby causing directivity in the piezoelectric element 4 and reducing the sound detection accuracy. Conversely, when the ratio exceeds the upper limit, the degree of bending of the piezoelectric sensor 2 becomes insufficient, and the posture of the piezoelectric sensor 2 may not be stably maintained.

<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 hollow body 13 having a soundboard 12, a bridge 15 provided on the outer surface side of the soundboard 12 and supporting a plurality of strings 14, and a saddle provided on the outer surface of the bridge 15. 16, a neck 17 connected to the body 13 and extending from one end side of the soundboard 12, and a head 18 provided on one end side of the neck 17 are mainly provided. The plurality of strings 14 are locked with a plurality of pegs 19 provided on the head 18 with one end wound around and locked to the plurality of pins 20 with the other end supported by the bridge 15 via the saddle 16. Has been. The sound board 12 has a sound hole 21 between the other end of the neck 17 and the bridge 15.

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 bars 22 are attached to the inner surface of the sounding board 12. In addition, on the inner surface of the soundboard 12, a plate 23 disposed at a position facing the bridge 15 with the soundboard 12 interposed therebetween, and a reinforcing plate 24 for reinforcing the strength of the soundboard 12 are provided. Furthermore, the sensor module 1 of FIG. 1 according to the present invention is attached to the inner surface of the soundboard 12. The stringed instrument 11 is configured as an electric acoustic guitar that converts the resonance sound of the body 13 into an electric signal by the sensor module 1 and outputs the electric signal.

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 sensor module 1 is attached to the inner surface of the soundboard 2 with the lower surface of the support 3 in contact with the inner surface of the soundboard 12. A method of attaching the support 3 to the inner surface of the soundboard 12 is not particularly limited, and for example, it can be attached using a known adhesive.

<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 piezoelectric sensor 2 included in the sensor module 1 includes a sheet-like piezoelectric element 4, and the piezoelectric element 4 does not have directivity in a state before bending. Therefore, the sensitivity of the piezoelectric element 4 does not change greatly depending on from which direction the sound is incident before the bending. Therefore, it is possible to use the piezoelectric sensor 2 as a high-sensitivity microphone by stably holding the piezoelectric element 4 in a state where there is as little as possible an object that prevents the sound from entering the piezoelectric element 4. However, since the piezoelectric sensor 2 has low rigidity, it is difficult to stably hold it in the air. On the other hand, according to the knowledge of the present inventors, the piezoelectric element 4 does not change greatly in sensitivity even when it is bent to a certain extent. The sensor module 1 is made on the basis of such knowledge, and the piezoelectric sensor 2 is supported in a curved shape by the support 3 so that sound is sufficiently incident on the piezoelectric element 4. Can be stably held in the air, whereby the piezoelectric sensor 2 is used as a high sensitivity microphone.

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 sensor module 1, the piezoelectric sensor 2 is supported in a curved shape by a support tool 3, and in detail, since the piezoelectric sensor 2 is supported in a curved state at both ends, at least a part of the piezoelectric sensor 2 is curved and in the air. Retained. Therefore, the portion held in the air of the piezoelectric sensor 2 is not easily affected by the vibration of the vibration surface, so that sound can be detected accurately. In addition, for example, if the piezoelectric sensor is supported on the support in a flat film shape, the tension on the piezoelectric sensor increases, which may cause a decrease in sensitivity of the piezoelectric sensor and a deterioration in frequency characteristics. This may cause variations in sensitivity. On the other hand, in the sensor module 1, since the piezoelectric sensor 2 is supported in a curved state by the support 3, it is difficult to apply tension to the piezoelectric sensor 2. Furthermore, in the sensor module 1, since the piezoelectric sensor 2 is supported in a curved state by the support 3, the posture of the piezoelectric sensor 2 is stabilized. Thereby, the sensor module 1 can suppress a decrease in sensitivity of the piezoelectric sensor 2 and can suppress variations in detection signals. Furthermore, the sensor module 1 can be used with being attached to the vibration surface, thereby reducing noise. Therefore, the sensor module 1 can easily and reliably detect the sound while maintaining the integrity with the musical instrument.

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 sensor module 1, the resonance sound of the body 13 can be detected easily and reliably while maintaining integrity with the sensor module 1.

[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 sensor module 31 in FIG. 5 is configured to be attachable to the inner surface of the soundboard 12 of the stringed instrument 11 in FIG. 3 instead of the sensor module 1 in FIG. The sensor module 31 of FIG. 5 includes a film-like piezoelectric sensor 2 and a support 33 that supports the piezoelectric sensor 2 in a curved shape. The support 33 holds at least a part of the piezoelectric sensor 2 in the air in a curved state. The support tool 33 supports the piezoelectric sensor 2 in a both-sided manner. The sensor module 31 has the same configuration as the sensor module 1 of FIG. 1 except that the support 33 has low-rigidity portions 34a and 34b that reduce vibration transmission. Therefore, only the support tool 33 will be described below.

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 support tool 33, a pair of low-rigidity parts 34a and 34b are laminated on the upper surfaces of the pair of support parts 6a and 6b in the support tool 3 of FIG. The piezoelectric sensor 2 is stacked on a pair of low rigidity portions 34a and 34b. That is, in the sensor module 31, a pair of low-rigidity portions 34a and 34b are disposed between the piezoelectric sensor 2 of the sensor module 1 of FIG. 1 and the pair of support portions 6a and 6b. The pair of support portions 6a and 6b, the pair of low-rigidity portions 34a and 34b, and the piezoelectric sensor 2 are bonded by a known adhesive. Opposing side surfaces of the pair of low-rigidity portions 34a and 34b are arranged in parallel. The opposing side surfaces of the pair of low-rigidity portions 34a and 34b are flush with the opposing side surfaces of the pair of support portions 6a and 6b.

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-rigidity portions 34a and 34b are formed in a plate shape. Further, the pair of low-rigidity parts 34a and 34b have substantially the same thickness. The specific configuration of the pair of low-rigidity portions 34a and 34b is not particularly limited as long as vibration transmission can be reduced. For example, a sheet mainly composed of an elastic material such as elastomer or rubber, or a porous resin sheet , Woven fabric, non-woven fabric and the like.

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-rigidity portions 34a and 34b is not particularly limited as long as the thickness can sufficiently reduce the transmission of vibration to the piezoelectric sensor 2 while stably supporting the piezoelectric sensor 2 by the support 33. For example, it can be 1 mm or more and 10 mm or less.

<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 sensor module 31 has a pair of low-rigidity parts 34a and 34b in which the support 33 reduces vibration transmission, and the piezoelectric sensor 2 is stacked on the pair of low-rigidity parts 34a and 34b. It is possible to suppress vibration from being transmitted from 33 to the piezoelectric sensor 2. Therefore, the sensor module 31 can detect sound more accurately.

[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 sensor module 41 shown in FIGS. 6 and 7 is configured to be attachable to the inner surface of the soundboard 12 of the stringed instrument 11 shown in FIG. 3 instead of the sensor modules 1 and 31 shown in FIGS. The sensor module 41 includes a film-like piezoelectric sensor 42 and a support 3 that supports the piezoelectric sensor 42 in a curved shape. The support 3 holds at least a part of the piezoelectric sensor 42 in the air in a curved state. The support 3 supports the piezoelectric sensor 42 in a both-sided manner.

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 piezoelectric sensor 42 is laminated on the piezoelectric element 4 via the sheet-like piezoelectric element 4, a pair of plate-like electrodes 5a and 5b laminated on both surfaces of the piezoelectric element 4, and the pair of electrodes 5a and 5b. The pair of protective layers 43a and 43b having a plane area larger than that of the piezoelectric element 4 and terminals (not shown) to which lead wires for outputting electric signals to the outside are connected. That is, the piezoelectric sensor 42 has the piezoelectric sensor 2 of the sensor module 1 of FIG. 1 as a main body, and a pair of protective layers 43a and 43b are laminated on both surfaces of the main body. The piezoelectric sensor 42 has flexibility. The piezoelectric element 4 is disposed in a region included in the outer edge of the pair of protective layers 43a and 43b in plan view. Since the piezoelectric element 4 and the pair of electrodes 5a and 5b in the piezoelectric sensor 42 are the same as those of the piezoelectric sensor 2 in FIG.

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 protective layers 43a and 43b are formed in a substantially rectangular shape in plan view. The pair of protective layers 43a and 43b are transparent. The main components of the pair of protective layers 43a and 43b include polyethylene, polypropylene, cyclic polyolefin, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride, Synthetic resins such as fluorine resin, polyamide, polyimide, acrylic resin, polycarbonate, and silicone resin can be used. The pair of protective layers 43a and 43b are laminated on the outer surfaces of the pair of electrodes 5a and 5b, for example, by a known laminating method.

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 protective layers 43a and 43b, 10 micrometers is preferred and 50 micrometers is more preferred. On the other hand, the upper limit of the average thickness of the protective layers 43a and 43b is preferably 1 mm, and more preferably 500 μm. If the average thickness of the protective layers 43a and 43b is less than the lower limit, the rigidity of the protective layers 43a and 43b becomes insufficient, and the piezoelectric element 4 may not be kept curved. On the other hand, if the average thickness of the protective layers 43a and 43b exceeds the upper limit, the rigidity of the protective layers 43a and 43b becomes too high, and the piezoelectric element 4 becomes difficult to deform, thereby detecting sound by the piezoelectric element 4. May be difficult.

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 protective layers 43a and 43b is preferably 0.1 MPa, and more preferably 1 MPa. On the other hand, the upper limit of the flexural modulus of the protective layers 43a and 43b is preferably 100 MPa, and more preferably 10 MPa. If the bending elastic modulus is less than the lower limit, the piezoelectric element 4 may be difficult to keep curved. On the other hand, when the bending elastic modulus exceeds the upper limit, the piezoelectric element 4 becomes difficult to deform, which may make it difficult to detect sound by the piezoelectric element 4. The “elastic modulus of the protective layer” refers to a value measured according to JIS-K7171: 2008.

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 support 3 has the same configuration as the support 3 of the sensor module 1 of FIG. The pair of support portions 6a and 6b support the piezoelectric sensor 2 on the upper surface. The support 3 supports the non-stacked portion of the piezoelectric element 4 in the pair of protective layers 43a and 43b. Specifically, the support 3 includes a pair of side edges (in this embodiment, a pair of sides on both ends in the longitudinal direction) of the pair of protective layers 43a and 43b facing each other by the pair of support portions 6a and 6b. The portion located outside the edge) is supported. The upper surfaces of the pair of support portions 6a and 6b and the lower surface of the protective layer 43b are bonded with an adhesive. The pair of support portions 6a and 6b support the piezoelectric sensor 42 in a curved shape above the above-described notches. The support 3 supports the piezoelectric sensor 42 so as to bend like a bow in a direction opposite to the pair of support portions 6a and 6b. In addition, the support 3 supports the piezoelectric sensor 42 so that the piezoelectric sensor 42 protrudes upward at the intermediate portion between the pair of support portions 6a and 6b. The pair of support portions 6a and 6b support the lower surfaces of the opposite ends of the piezoelectric sensor 42 across both ends in the direction parallel to the curved axis. The bending axis of the piezoelectric sensor 42 is parallel to the opposing side surfaces of the pair of support portions 6a and 6b. Further, the facing direction of the pair of support portions 6a and 6b and the side edge perpendicular to the bending axis of the piezoelectric element 4 are parallel to each other. The pair of support portions 6a and 6b support the piezoelectric sensor 2 so that the cross section perpendicular to the bending axis of the piezoelectric sensor 42 is kept the same.

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(I/I)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 piezoelectric sensor 42, the ratio of the length of the curved portion of the piezoelectric sensor 42 in the vertical direction to the average distance between the pair of support portions 6a and 6b, the cross section of the piezoelectric sensor 42 The secondary moment ratio (I 0 / I 1 ) can be the same as that of the sensor module 1 of FIG.

<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 sensor module 41, since the support 3 supports the non-stacked portion of the piezoelectric element 4 in the pair of protective layers 43 a and 43 b, the vibration of the vibration surface can be suppressed from being transmitted to the piezoelectric element 4. Therefore, the sensor module 41 can detect sound more accurately. Further, the sensor module 41 can hold the entire piezoelectric element 4 in the air by the support 3 supporting the non-laminated portion of the piezoelectric element 4 in the pair of protective layers 43a and 43b. Can efficiently detect sound.

[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 sensor module 51 of FIGS. 8 and 9 is configured to be attachable to the inner surface of the soundboard 12 of the stringed instrument 11 of FIG. 3 instead of the sensor modules 1, 31, 41 of FIGS. The sensor module 51 includes a film-like piezoelectric sensor 52 and a support 53 that supports the piezoelectric sensor 52 in a curved shape. The support 53 holds at least a part of the piezoelectric sensor 52 in the air in a curved state. The support 53 supports the piezoelectric sensor 52 in a double-sided manner.

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 piezoelectric sensor 52 is laminated on the piezoelectric element 54 via the sheet-like piezoelectric element 54, a pair of plate-like electrodes 55a and 55b laminated on both surfaces of the piezoelectric element 54, and the pair of electrodes 55a and 55b. The pair of protective layers 56a and 56b having a plane area larger than that of the piezoelectric element 54 and terminals (not shown) to which lead wires for outputting electric signals to the outside are connected. The piezoelectric sensor 52 has flexibility. In the piezoelectric sensor 52, the piezoelectric element 54 and the pair of electrodes 55a and 55b have a pair of convex portions 57a and 57b that protrude outward from the pair of opposing side edges, and the pair of convex portions 57a in a plan view. , 57b have a pair of positioning holes 58a, 58b penetrating in the thickness direction. In the piezoelectric sensor 52, the piezoelectric element 54 and the pair of electrodes 55a and 55b have a pair of convex portions 57a and 57b, and the piezoelectric element 54, the pair of electrodes 55a and 55b, and the pair of protective layers 56a and 56b are a pair. Except for the positioning holes 58a and 58b, the configuration is the same as that of the piezoelectric sensor 2 of FIG.

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 support tool 53 includes a main body 59 and a pair of screws 60a and 60b. The main body 59 is formed in a plate shape. The main body 59 has a U-shaped notch in plan view, and portions facing each other across the notch constitute a pair of support portions 61a and 61b that support the piezoelectric sensor 52 from below. The main body 59 has the same configuration as that of the support 3 in FIG. 1 except that a pair of screw holes are formed in portions overlapping the pair of positioning holes 58a and 58b in a state where the piezoelectric sensor 52 is attached to the pair of support portions 61a and 61b. Have

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 support portions 61a and 61b support the piezoelectric sensor 52 in a curved shape above the notches. The support tool 53 supports the piezoelectric sensor 52 so as to bend in a bow shape in the facing direction of the pair of support portions 61a and 61b. In addition, the support tool 53 supports the piezoelectric sensor 52 so that the piezoelectric sensor 52 protrudes upward most in the middle portion of the pair of support portions. The bending axis of the piezoelectric sensor 52 is parallel to the opposing side surfaces of the pair of support portions 61a and 61b. The opposing direction of the pair of support portions 61a and 61b and the side edge perpendicular to the bending axis of the piezoelectric element 4 are parallel to each other. The pair of support portions 61 a and 61 b support the piezoelectric sensor 52 so that the cross section perpendicular to the bending axis of the piezoelectric sensor 52 is kept the same.

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 screws 60a and 60b are connected to the pair of positioning holes 58a and 58b. Specifically, the pair of screws 60a and 60b are inserted from the upper side of the pair of positioning holes 58a and 58b, and the distal end side is fixed to the pair of screw holes so that the piezoelectric sensor 52 is paired with the pair of support portions 61a and 61a. It fixes to 61b.

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(I/I)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 piezoelectric sensor 52, the ratio of the length of the curved portion of the piezoelectric sensor 52 in the vertical direction to the average distance between the pair of support portions 61a and 61b, the cross section of the piezoelectric sensor 52 The secondary moment ratio (I 0 / I 1 ) can be the same as that of the sensor module 1 of FIG.

<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 sensor module 51, the piezoelectric element 54 has a pair of positioning holes 58a and 58b, and the support 53 has a pair of screws 60a and 60b connected to the pair of positioning holes 58a and 58b. The piezoelectric sensor 52 can be easily and reliably attached to the support member 53 using the pair of positioning holes 58a and 58b used for positioning. Further, in the sensor module 51, the pair of positioning holes 58a and 58b are formed in the pair of convex portions 57a and 57b protruding outside the pair of side edges facing the piezoelectric element 54, and therefore, the pair of positioning holes 58a. , 58b are fixed so as to overlap the pair of support portions 61a, 61b, so that the entire sound detection region of the piezoelectric element 54 defined between the pair of convex portions 57a, 57b is opposed to the pair of support portions 61a, 61b. It can be held in the air while curving in the direction. Therefore, the sensor module 51 can detect sound more accurately.

[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 piezoelectric sensor 2 and a support 73 that supports the piezoelectric sensor 2 in a curved shape. The support tool 73 holds at least a part of the piezoelectric sensor 2 in the air in a curved state. The support tool 73 supports the piezoelectric sensor 2 in a cantilever manner. The piezoelectric sensor 2 of the sensor module 71 is the same as the piezoelectric sensor 2 of the sensor module 1 of FIG.

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 support tool 73 is formed in a plate shape. The support tool 73 has a U-shaped notch in plan view, and portions facing each other across the notch constitute a pair of support portions 74 a and 74 b that support the piezoelectric sensor 2 from below.

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 support portions 74a and 74b support the lower surfaces of the opposite ends of the piezoelectric sensor 2 in a direction parallel to the curved axis. The pair of support portions 74 a and 74 b support only one side in the direction parallel to the curved axis of the lower surface of the opposite ends of the piezoelectric sensor 2. Accordingly, in the sensor module 71, the support tool 73 supports the piezoelectric sensor 2 in a cantilever manner.

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 support portions 74a and 74b support the piezoelectric sensor 2 in a curved shape above the notches. The pair of support portions 74a and 74b are arranged such that opposite side surfaces are parallel to each other. The support tool 73 supports the piezoelectric sensor 2 so as to bend in a bow shape in a direction opposite to the pair of support portions 74a and 74b. The upper surfaces of the pair of support portions 74a and 74b and the lower surfaces of the opposite ends of the piezoelectric sensor 2 are bonded with an adhesive. The support tool 73 supports the piezoelectric sensor 2 so that the piezoelectric sensor 2 protrudes upward at the middle part of the pair of support portions 74a and 74b. The bending axis of the piezoelectric sensor 2 is parallel to the opposing side surfaces of the pair of support portions 74a and 74b. The opposing direction of the pair of support portions 74a and 74b and the side edge perpendicular to the bending axis of the piezoelectric sensor 2 are parallel to each other.

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 sensor module 71, the piezoelectric sensor 2 is supported in a cantilevered manner by the curved body by the support tool 73, so that the sound can be detected easily and reliably.

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 Sensor module 2, 42, 52 Piezo sensor 3, 33, 53, 73 Support 4, 54 Piezoelectric element 5a, 5b, 55a, 55b Electrode 6a, 6b, 61a, 61b, 74a, 74b Support part 11 String instrument 12 Sound board 13 Body 14 String 15 Bridge 16 Saddle 17 Neck 18 Head 19 Peg 20 Pin 21 Sound hole 22 Sound bar 23 Plate 24 Reinforcement plate 34a, 34b Low rigidity parts 43a, 43b, 56a, 56b Protective layer 57a, 57b Convex part 58a, 58b Positioning hole 59 Body 60a, 60b Screw

Claims (6)

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。   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が10cm以上20cm以下である請求項1に記載のセンサーモジュール。   The sensor module according to claim 1, wherein an average radius of curvature of an outer periphery of the curved portion of the piezoelectric sensor is 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請求項1又は請求項2に記載のセンサーモジュール。   The sensor module according to claim 1, wherein the support has a low-rigidity portion that reduces transmission of vibration, and the piezoelectric sensor is stacked 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請求項1、請求項2又は請求項3に記載のセンサーモジュール。   The piezoelectric sensor has a piezoelectric element and a protective layer laminated on the piezoelectric element and has a larger planar area than the piezoelectric element, and the support supports a non-laminated portion of the piezoelectric element in the protective layer. The sensor module according to claim 1, claim 2, or claim 3. 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請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のセンサーモジュール。   5. The sensor module according to claim 1, wherein the piezoelectric element has a plurality of positioning holes, and the support has a plurality of screws connected to the plurality of positioning holes. 6. 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請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のセンサーモジュール。   The sensor module according to any one of claims 1 to 5, wherein the piezoelectric sensor has a substantially rectangular shape in a plan view, and the support supports both ends of the piezoelectric sensor in the longitudinal direction.
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