Implementation of master curves for cMUT arrays design

Teston, F.; Certon, Dominique; Patat, F.; Felix, N.

doi:10.1109/ultsym.2005.1603252

Cited by 4 publications

(2 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The CMUT can be used as either a sensor or an actuator. In recent years, significant progress has been made in modeling, design, and fabrication of CMUTs and CMUT arrays .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimizing the design of a tactile display based on a capacitive micromachined ultrasonic transducer array

Chouvardas

Hatalis

Miliou

2012

Int J Numerical Modelling

View full text Add to dashboard Cite

In this paper, the design and simulation of a tactile display that is based on a capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT) array is presented. The array implements a 'pixel' of the display and is used to focus airborne ultrasound energy on the skin surface. The pressure field generated by the focused ultrasound waves excites the mechanoreceptors under the skin and transmits tactile information. The geometry of the individual transducer and the array are optimized so that the medium presents maximum impedance and the membrane oscillates with maximum deflection. Optimization is achieved using an electrical equivalent circuit model and the Berkeley Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis (SPICE) code. Finite element analysis of the CMUT and the CMUT phased array is used to verify the SPICE results. The pressure at focal point is compared with the pressure threshold required for mechanoreceptor excitation in order to verify the feasibility of the design.

show abstract

“…The CMUT can be used as either a sensor or an actuator. In recent years, significant progress has been made in modeling, design, and fabrication of CMUTs and CMUT arrays .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimizing the design of a tactile display based on a capacitive micromachined ultrasonic transducer array

Chouvardas

Hatalis

Miliou

2012

Int J Numerical Modelling

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Τα τελευταία χρόνια σημειώθηκε αξιόλογη πρόοδος στη μοντελοποίηση, το σχεδιασμό και την παραγωγή CMUT [120], [121] και φασικών συστοιχιών από CMUT [122] 1. Προεπεξεργασία:…”

Section: αποτίμηση των χαρακτηριστικών του Cmutunclassified

Σχεδιασμός Και Προσομοίωση Δομικών Μονάδων Απτικών Οθονών

Chouvardas¹,

Χουβαρδάς²

View full text Add to dashboard Cite

Η αίσθηση της αφής υλοποιείται με το δέρμα, το οποίο είναι το μεγαλύτερο αισθητήριο όργανο του ανθρωπινού σώματος. Η απτική επικοινωνία, ανάμεσα στη μηχανή και τον άνθρωπο, απαιτεί κάποια ενδιάμεση συσκευή, μια ‘απτική διεπαφή’ ή ‘απτική οθόνη’, η οποία μετατρέπει την απτική πληροφορία σε μορφή ενέργειας κατάλληλη για να διεγείρει τους υποδοχείς του δέρματος. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής προτείνεται για πρώτη φορά η χρήση συστοιχιών από μετατροπείς CMUT ως πηγή εστίασης υπερήχων για χρήση σε απτικές οθόνες. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκαν και προσομοιώθηκαν δυο συστοιχίες, μια αποτελούμενη από τετράγωνους μετατροπείς και μια αποτελούμενη από κυκλικούς μετατροπείς. Οι μετατροπείς CMUT μπορούν να έχουν διάφορα σχήματα από τετράγωνα μέχρι κυκλικά. Το σχήμα του μετατροπέα καθορίζει κάποιες από τις ιδιότητες του π.χ. τους τρόπους ταλάντωσης, την αλληλεπίδραση με τον αέρα κλπ.. Συνεπώς έκτος από τους τετράγωνου, η μελέτη των κυκλικών μετατροπέων δίνει πληρέστερη εικόνα για τις δυνατότητες χρήσης των μετατροπέων αυτών στις απτικές οθόνες. Η μελέτη και προσομοίωση των μετατροπέων και των αντίστοιχων συστοιχιών γίνεται με τη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων (ΜΠΣ). Επίσης, εκτός από το μοντέλο των πεπερασμένων στοιχείων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μελέτη των μετατροπέων CMUT και το ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα το οποίο επιλύεται με το γνωστό κώδικα SPICE. Αρχικά σχεδιάστηκε μια απτική οθόνη, η οποία βασίζεται σε φασική συστοιχία τετράγωνων μετατροπέων. Η φασική συστοιχία χρησιμοποιείται τόσο για την εστίαση των υπερήχων, όσο και για την παραγωγή πίεσης που ξεπερνά το κατώφλι διέγερσης, αναγκαία συνθήκη για την αίσθηση της αφής. Η μοντελοποίηση και προσομοίωση τόσο του μετατροπέα όσο και της φασικής συστοιχίας έγινε με την ΜΠΣ. Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του μετατροπέα και της συστοιχίας βελτιστοποιήθηκαν με στόχο τη μεγιστοποίηση του πλάτους ταλάντωσης της διάταξης και της μηχανικής αντίστασης του ρευστού που παρουσιάζει το ρευστό. Η προσομοίωση έγινε με το πρόγραμμα α SPICE με τη χρήση του ισοδύναμου ηλεκτρικού κυκλώματος του μετατροπέα CMUT. Το μοντέλο επιβεβαιώθηκε συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με τα αντίστοιχα από τη ΜΠΣ για μοντέλο κυκλικού μετατροπέα. Η παραγόμενη από τη συστοιχία πίεση στο εστιακό σημείο ξεπέρασε το κατώφλι διέγερσης τόσο στην περίπτωση της συστοιχίας τετράγωνων όσο και κυκλικών μετατροπέων.

show abstract