| 講演名 | 2021-03-03 低背な空中超音波トランスデューサの放射特性 信太 仰平(東工大), 和田 有司(東工大), 中村 健太郎(東工大), |
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| 抄録(和) | センシング用途に加え，微小物体の非接触マニピュレーションやハプティックデバイスなどへ空中超音波の応用が広がっている．そこでは数10素子のアレイが用いられている．しかし，標準的な空中超音波トランスデューサは厚さなどの寸法が大きい．そこで，本研究では，円板と円環状圧電セラミックス素子だけから成る簡単で低背な構造で必要な音圧を発生できる空中超音波トランスデューサについて解析を行い，試作をとおしてその特性を評価した．外径8 mm，高さ1.8 mmで，約46 kHzで動作するものを試作し，距離300 mmで119 dB (=18 Pa)の音圧を得た．指向性の半値全幅は90°程度であった．共振のQ値は大振幅時で86であった．本稿では，構造と動作原理，有限要素法解析に基づく設計，振動円板の材質を変えた場合の特性などについて述べる． |
| 抄録(英) | Application area of airborne ultrasound has been extending from sensing to non-contact manipulation of small objects and haptic devices. In these applications, an array consist of several 10 element transducers is used. There is a strong demand for smaller-sized transducer in thickness. This study deals with a low profile configuration for airborne ultrasonic transducer composed only of a thin vibrating disk and an annular piezoelectric ceramic element, which provides a required sound pressure. The characteristics of the designed transducer was evaluated through prototyping. A trial transducer of 8 mm and 1.8 mm in diameter and thickness successfully produced a sound pressure level of 119 dB (=18 Pa) at the distance of 300 mm and the frequency of around 46 kHz. The full width half maximum of the radiation directivity was approximately 90 degrees. The mechanical Q-value was 86 under high vibration amplitude. The structure, working principle, design based on finite element analysis, and characteristics for different disk materials are described in this report. |
| キーワード(和) | 空中超音波 / 圧電トランスデューサ / 低背 / 音圧 / 指向特性 |
| キーワード(英) | Airborne Ultrasound / Piezoelectric Transducer / Low Profile / Sound Pressure / Directivity |
| 資料番号 | US2020-77 |
| 発行日 | 2021-02-24 (US) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EA / US / SP / SIP / IPSJ-SLP |
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| 開催期間 | 2021/3/3(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 音声,応用／電気音響,信号処理，超音波，一般 |
| テーマ（英） | Speech, Engineering/Electro Acoustics, Signal Processing, Ultrasonics, and Related Topics |
| 委員長氏名（和） | 古家 賢一(大分大) / 三浦 光(日大) / 河井 恒(NICT) / 林 和則(京大) / 北岡 教英(豊橋技科大) |
| 委員長氏名（英） | Kenichi Furuya(Oita Univ.) / Hikaru Miura(Nihon Univ.) / Hisashi Kawai(NICT) / Kazunori Hayashi(Kyoto Univ.) / 北岡 教英(豊橋技科大) |
| 副委員長氏名（和） | 梶川 嘉延(関西大) / 松井 健太郎(NHK) / 近藤 淳(静岡大) / 小池 義和(芝浦工大) / / 坂東 幸浩(NTT) / 田中 聡久(東京農工大) |
| 副委員長氏名（英） | Yoshinobu Kajikawa(Kansai Univ.) / Kentaro Matsui(NHK) / Jun Kondo(Shizuoka Univ.) / Yoshikazu Koike(Shibaura Inst. of Tech.) / / Yukihiro Bandou(NTT) / Toshihisa Tanaka(Tokyo Univ. Agri.&Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 小山 翔一(東大) / 加古 達也(NTT) / 小山 大介(同志社大) / 荒川 元孝(東北大) / 高道 慎之介(東大) / 小川 哲司(早大) / 小西 克巳(法政大) / 杉本 憲治郎(早大) / 秋田 祐哉(京大) / 太刀岡 勇気(デンソーアイティーラボラトリ) / 高島 遼一(神戸大) / 高道 慎之介(東大) |
| 幹事氏名（英） | Shoichi Koyama(Univ. of Tokyo) / Tatsuya Kako(NTT) / Daisuke Koyama(Doshisha Univ.) / Mototaka Arakawa(Tohoku Univ.) / Shinnosuke Takamichi(Univ. of Tokyo) / Tetsuji Ogawa(Waseda Univ.) / Katsumi Konishi(Hosei Univ.) / Kenjiro Sugimoto(Waseda Univ.) / 秋田 祐哉(京大) / 太刀岡 勇気(デンソーアイティーラボラトリ) / 高島 遼一(神戸大) / 高道 慎之介(東大) |
| 幹事補佐氏名（和） | 若林 佑幸(都立大) / 小松 達也(LINE) / 平田 慎之介(東工大) / 井島 勇祐(NTT) / 田中 雄一(東京農工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yukou Wakabayashi(Tokyo Metropolitan Univ.) / Tatsuya Komatsu(LINE) / Shinnosuke Hirata(Tokyo Inst. of Tech.) / Yusuke Ijima(NTT) / Yuichi Tanaka(Tokyo Univ. Agri.&Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Engineering Acoustics / Technical Committee on Ultrasonics / Technical Committee on Speech / Technical Committee on Signal Processing / Special Interest Group on Spoken Language Processing |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 低背な空中超音波トランスデューサの放射特性 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Transmission characteristics of low profile airborne ultrasonic transducer |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 空中超音波 / Airborne Ultrasound |
| キーワード(2)（和/英） | 圧電トランスデューサ / Piezoelectric Transducer |
| キーワード(3)（和/英） | 低背 / Low Profile |
| キーワード(4)（和/英） | 音圧 / Sound Pressure |
| キーワード(5)（和/英） | 指向特性 / Directivity |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 信太 仰平 / Kohei Shida |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 和田 有司 / Yuji Wada |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 中村 健太郎 / Kentaro Nakamura |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 発表年月日 | 2021-03-03 |
| 資料番号 | US2020-77 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | US-396 |
| ページ範囲 | pp.1-6(US), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-02-24 (US) |