JP2018077310A - センサーモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】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の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係るセンサーモジュールは、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る。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。前記支持具が、振動の伝達を低減する低剛性部を有し、圧電センサーがこの低剛性部に積層されているとよい。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。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。【選択図】図１

Description

本発明は、センサーモジュールに関する。

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。

特開２０１０−８９４９５号公報 特開２０１０−８９４９６号公報 特開昭６１−１４８０４４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 図１のセンサーモジュールのＡ−Ａ線断面図である。 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。 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。 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。 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。 図６のセンサーモジュールのＢ−Ｂ線断面図である。 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。 図８のセンサーモジュールのＣ−Ｃ線断面図である。 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。 図１０のセンサーモジュールのＤ−Ｄ線断面図である。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_１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_０の比（Ｉ_０／Ｉ_１）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_０／Ｉ_１）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。

＜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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

＜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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_０／Ｉ_１）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。

＜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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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_０／Ｉ_１）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。

＜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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
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。

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