🎛 圧電センサー技術 / Piezoelectric Sensors
Piezoelectric Sensors – Ultrasonic, Pressure, Flexible
📖 概要 / Overview
圧電センサーは、機械的エネルギーを電気信号に変換する素子です。
Piezoelectric sensors convert mechanical energy into electrical signals.
応用は広く、超音波センサー、圧力センサー、加速度センサー、フレキシブルウェアラブルにまで及びます。
Applications range from ultrasonic, pressure, and acceleration sensors to flexible wearables.
🔬 主なタイプ / Major Types
📡 超音波センサー / Ultrasonic Sensors
- 圧電素子で超音波を送受信 Transmit and receive ultrasound via piezoelectric transducers
- 距離測定、流量計測、医用イメージングに利用 Used in distance sensing, flow measurement, and medical imaging
- MEMS化により小型・低消費電力化が進行中 Miniaturization and low power consumption advancing through MEMS integration
🕹 圧力・振動センサー / Pressure & Vibration Sensors
- 外力で電荷発生 → 検出回路で読み出し External force generates charges, read out by circuits
- 車載、産業機器、安全システムに応用 Applications in automotive, industrial, and safety systems
- 高温動作にはKNN/BNT系材料が有効 KNN/BNT materials suitable for high-temperature operation
👕 フレキシブルセンサー / Flexible Sensors
- PVDFやZnOナノワイヤを用いた柔軟基板デバイス Flexible substrates using PVDF or ZnO nanowires
- ウェアラブルデバイス、ヘルスケア、IoT向け Wearables, healthcare, and IoT applications
- 印刷技術やロール・トゥ・ロール製造と親和性高い Compatible with printing and roll-to-roll manufacturing
📐 模式図 / Schematic
graph TD
A[Ultrasonic Sensor] --> B[Distance & Imaging]
C[Pressure Sensor] --> D[Automotive & Industrial]
E[Flexible Sensor] --> F[Wearable & IoT]
⚖️ 材料選択のポイント / Material Selection Points
| 応用 / Application | 推奨材料 / Recommended Materials | 特徴 / Features |
|---|---|---|
| 超音波 / Ultrasonic | PZT, ScAlN | 高感度、医療用途で実績 High sensitivity, proven in medical |
| 圧力 / Pressure | KNN, BNT | 高温安定性 High thermal stability |
| フレキシブル / Flexible | PVDF, ZnO | 柔軟・印刷可能 Flexible, printable |
🔮 展望 / Future Directions
- CMOS集積 / CMOS Integration: センサー回路と同一チップ化 On-chip integration with sensor circuits
- 高周波超音波 / High-frequency Ultrasound: MEMS ScAlNで医用分解能向上 Medical imaging resolution enhanced by MEMS ScAlN
- フレキシブルIoT / Flexible IoT: PVDF系でウェアラブルの普及加速 PVDF-based sensors to accelerate wearable IoT adoption
📚 関連リンク / Related Links
👤 著者・ライセンス / Author & License
| 項目 / Item | 内容 / Details |
|---|---|
| 著者 / Author | 三溝 真一（Shinichi Samizo） |
| GitHub | Samizo-AITL |
| ライセンス / License | 教育目的での再配布・改変自由 / 商用利用は要許可 |