石巻専修大学
理工学部情報電子工学科　菅原研究室

担当教員：教授　菅原澄夫

【研究室の概要】

菅原研究室では，低周波の圧電振動子の開発とそのセンサやアクチュエータへの応用に関する研究を行っています。具体的には，小型で低コストなセンサデバイスへの要求に適応し得るMEMS構造の実現を最終的な目標に据えながら，角速度センサ，加速度センサ，更にはそれらを組み合わせた複合型の圧電振動センサの開発，更には光走査デバイス用の圧電振動アクチュエータの開発などに取り組んでいます。

【研究室の具体的なテーマ】

周波数変化型加速度センサ及び角速度センサの研究

横振動棒に軸力を加えると共振周波数が変化するという現象を利用した新構造の平面型の高感度圧電横振動子を考案し，その一端を固定し他端に質量を接合させた共振周波数変化型１軸及び２軸加速度センサを開発した。特に，２軸加速度センサは他軸感度の殆ど無い高性能の高感度センサとなり，現在その３軸化にも取り組んでいる。一方，周波数変化型加速度センサとの複合化に適した角速度センサ（圧電振動ジャイロ）の検討を行っており，その多軸化も検討している。

複合型圧電振動センサの研究

現在は２軸加速度１軸角速度検出用の圧電振動センサの開発まで研究が進展したが，現在更に多軸化について検討している。本センサの特徴は，加速度と角速度の信号を独立した振動体から検出できるもので，両信号の分離などの複雑で高価な信号処理回路は不必要で，大幅な簡素化が図れる。

圧電振動アクチュエータの研究

加速度センサ用に開発した平板型圧電横振動子がミラー回転用のアクチュエータとして利用できるので，これを例えばモバイルプロジェクターなどにおける光走査デバイスに応用する研究にも着手している。

【研究室のPR】

このような研究分野は，電気電子工学及び機械工学の境界領域に属しており，両分野をアナロジーにより学べるのが特徴で，また工学と言う学問は世の中のためになるものづくりに役立つことを強く実感できる分野の一つにもなっています。

【もっと知りたい人のために】

(1)中村僖良監修：圧電材料の高性能化と先端応用技術，サイエンス＆テクノロジー社，pp.384-406 (2007-11).
(2)菅原澄夫：音響学会春季講論集，No. 2-9-5，pp.87-90(2015-3).