JP2019176293A - 超音波センサー、及び超音波装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の超音波センサーでは、振動膜と、振動膜上に配置される圧電素子とを含んで構成される超音波トランスデューサーが、XY方向にマトリクス状に配置されている。この超音波センサーでは、複数の超音波トランスデューサーのうち、Y方向に沿って配置された各超音波トランスデューサーにより超音波トランスデューサー列(チャンネル)が構成され、X方向に沿って、複数のチャンネルが配置される構成となる。
このような構成では、駆動信号を第一領域の各圧電素子に入力することで、第一領域に含まれる圧電素子が駆動し、当該圧電素子が配置される振動部が振動することで超音波が送信される。また、振動板を介して機械的クロストークが第二領域に配置された各振動部に伝搬されることで、第二領域の振動部が共振する。つまり、本適用例では、第一領域内の圧電素子を駆動させれば、第一領域及び第二領域の双方の振動部が振動することで、大音圧の超音波を送信することができる。
以上に示すように、本適用例では、第一領域に配置される圧電素子を駆動させれば、第一領域及び第二領域の振動部を振動させて、大音圧の超音波を送信できる。また、例えば第一領域及び第二領域の圧電素子を駆動させる場合に比べて、駆動させる圧電素子の数(素子数)を少なくできるため、超音波センサーの駆動に係るドライブ特性の低下も抑制できる。
ここで、正側の第二領域は、正側の第一領域から離れるにしたがって、振動部の間の距離が小さくなる。このため、上記適用例と同様、正側の第二領域に配置された各振動部が、正側の第一領域の振動により共振しやすくなり、大音圧の超音波を送信することが可能となる。一方、負側の第二領域では、正側の第一領域から離れるにしたがって振動部の間の距離が大きくなる。よって、正側の第一領域の駆動による、負側の第二領域の振動部の共振を抑制できる。同様に、負側の第二領域は、負側の第一領域の駆動に対して共振しやすく、正側の第一領域の駆動に対して共振しにくくなる。
これにより、各第一領域を振動させた際に、共振が起こる範囲(第二領域)を規定することができ、超音波の送信位置の制御を容易にできる。
本適用例では、上記のような正側の第二領域と負側の第二領域との間の距離が、振動部の間の距離よりも大きい。このため、正側の第二領域から負側の第二領域への振動の伝搬を抑制できる。これにより、正側の第一領域の駆動による、負側の第二領域の振動部の共振をより抑制できる。
第一方向に複数の第一領域が配置された1次元アレイ構造の超音波センサーでは、第一方向に沿って、振動しやすい振動部が複数配置される構成となる。これに対して、第一方向に交差する第二方向には、壁部等の厚みが大きい部材が配置され、振動板の振動が抑制される。よって、第一方向に対して機械的クロストークによる振動が伝搬しやすく、第二方向に対して振動が伝搬しにくい構成となる。
これに対して、本適用例では、第二領域において、第一方向に隣り合う振動部の間の距離に比べて、第二方向に隣り合う振動部の間の距離が小さくなる。このような構成では、第一領域の振動を第二方向に対しても伝搬させやすくなり、第二領域に配置される各振動部から大きい音圧の超音波を送信できる。
本適用例では、上述したように、第一領域に配置された圧電素子に対して駆動信号を入力すれば、第一領域及び第二領域の振動部を振動させることができる。このため、第一領域及び第二領域に配置された圧電素子の全てを制御する場合に比べて、駆動回路による圧電素子の駆動制御が容易となる。
以下、本発明の第一実施形態について説明する。
図1は、第一実施形態の超音波装置の一例である距離測定装置100の概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態の距離測定装置100は、超音波センサー10と、超音波センサー10を制御する制御部20とを備える。この距離測定装置100では、制御部20は、駆動回路30を介して超音波センサー10を制御し、超音波センサー10から超音波を送信する。そして、対象物により超音波が反射され、超音波センサー10により反射波が受信されると、制御部20は、超音波の送信タイミングから超音波の受信タイミングの時間に基づいて、超音波センサー10から対象物までの距離を算出する。
以下、このような距離測定装置100の構成について、具体的に説明する。
図2は、超音波センサー10の構成を模式的に示す平面図である。図3は、図2のA−A線における超音波センサー10の断面図である。
図3に示すように、超音波センサー10は、素子基板11と、圧電素子12と、ダンパー層13と、を備えて構成されている。ここで、以降の説明にあたり、素子基板11の基板厚み方向をZ方向とし、Z方向に交差(本実施形態では直交)する2軸方向をそれぞれX方向及びY方向とする。
素子基板11は、図3に示すように、基板本体部111と、基板本体部111の−Z側に設けられる振動板112と、を備える。
基板本体部111は、振動板112を支持する基板であり、例えばSi等の半導体基板で構成される。ここで、素子基板11には、X方向及びY方向に沿った2次元アレイ状に配置される複数の開口部111Aが設けられている。
本実施形態では、各開口部111Aは、基板本体部111の基板厚み方向(Z方向)を貫通した貫通孔であり、当該貫通孔の一端側(−Z側)を閉塞するように振動板112が設けられている。つまり、基板本体部111のうち、開口部111Aが設けられていない部分は、壁部111Bを構成し、この壁部111B上に振動板112が積層されている。
圧電素子12は、振動板112の一面(−Z側の面)で、かつ、Z方向から見た平面視で各振動部112Aと重なる位置にそれぞれ設けられている。この圧電素子12は、図3に示すように、振動板112上に下部電極121、圧電体層122、及び上部電極123が順に積層されることにより構成されている。
このような構成の超音波トランスデューサーTrでは、下部電極121及び上部電極123の間に電圧が印加されることにより、圧電体層122が伸縮し、圧電素子12が設けられた振動板112の振動部112Aが、開口部111Aの開口幅等に応じた周波数で振動する。これにより、振動部112Aの+Z側(開口部111A側)から超音波が送信される。
また、開口部111Aに超音波が入力されると、当該超音波によって振動部112Aが振動し、圧電体層122の上下で電位差が発生する。したがって、下部電極121及び上部電極123間に発生する電位差を検出することにより、超音波を検出(受信)することが可能となる。
図3に示すように、振動板112の−Z側には、ダンパー層13が設けられている。
本実施形態では、ダンパー層13は、振動板112及び各圧電素子12の−Z側全体(つまり、超音波が送受信される側とは反対側の面)を覆う。ダンパー層13は、Z方向から見た際に、圧電素子12と重なる部分が、当該圧電素子12の表面に密着し、圧電素子12と重ならない部分は振動板112の−Z側の面に密着している。
このダンパー層13は、例えばヤング率が130MPa以下の素材(例えばシリコーン等)により構成されている。
本実施形態の超音波センサー10では、振動部112A及び圧電素子12により構成される超音波トランスデューサーTrが、図2に示すように、XY平面上に2次元アレイ構造状に配置される。
ここで、X方向に沿ってN列、Y方向に沿ってM行の超音波トランスデューサーTrが配置されるものとし、x列y行に位置する超音波トランスデューサーTrを(x,y)として示す。
本実施形態は、振動板112は、(X,Y)=(i+1,j+1)〜(N−i,M−j)の超音波トランスデューサーTrを含む第一領域Ar1と、第一領域Ar1の外側に配置された第二領域Ar2とを含んで構成されている。
第一領域Ar1に配置される各超音波トランスデューサーTrにおいて、下部電極121は互いに接続されている。例えば、図2に示すように、第一領域Ar1内において、下部電極121は、Y方向で並ぶ超音波トランスデューサーTrの列に跨って直線状に形成されている。また、第一領域Ar1内でX方向に並ぶ複数の下部電極121は、互いに結線され、例えば振動板112の外周部に設けられた駆動端子121Pに接続される。この駆動端子121Pは、制御部20の駆動回路30に電気接続されている。これにより、駆動回路30から駆動端子121Pに駆動信号が入力されると、第一領域Ar1内の全ての超音波トランスデューサーTrの下部電極121に駆動信号が入力される。
同様に、第一領域Ar1内で、上部電極123は、X方向で並ぶ超音波トランスデューサーTrの行に跨って直線状に形成され、第一領域Ar1内でX方向に並ぶ複数の上部電極123が、互いに結線されて共通端子123Pに接続される。この共通端子123Pは、制御部20の駆動回路30に電気接続されている。これにより、駆動回路30から各上部電極123に、所定の共通電位(例えば−3V)が印加される。
つまり、本実施形態では、第一領域Ar1に配置される各超音波トランスデューサーTrは、電気的に並列に接続されている。
なお、ここでは、第一領域Ar1内の全ての超音波トランスデューサーTrにおいて、上部電極123が接続されて共通となる例を示すが、これに限定されない。例えば、共通電位を印加する上部電極123は、超音波センサー10内に配置される各超音波トランスデューサーTrで共通としてもよい。つまり、上部電極123は、第一領域Ar1の超音波トランスデューサーTrと、第二領域Ar2の超音波トランスデューサーTrとで共通とし、共通電位が印加される構成としてもよい。
第二領域Ar2は、第一領域Ar1の外側に配置される。
第二領域Ar2内の各超音波トランスデューサーTrは、第一領域Ar1内の各超音波トランスデューサーTrとは電気的に絶縁されている。つまり、第二領域Ar2の各超音波トランスデューサーTrの下部電極121は、第一領域Ar1の下部電極121と接続されておらず(絶縁されており)、駆動信号が入力されない。
また、第二領域Ar2の各超音波トランスデューサーTrの上部電極123は、第一領域Ar1の上部電極123と接続されておらず、共通電位が印加されない。なお、上部電極123については、第一領域Ar1の上部電極123と接続され、共通電位が印加されていてもよい。
ここで、第二領域Ar2の各超音波トランスデューサーTrは、第一領域Ar1の各超音波トランスデューサーTrと同様、振動部112A上に圧電素子12を配置することで構成されている。これにより、第一領域Ar1及び第二領域Ar2において、超音波トランスデューサーTrの機械的特性(固有周波数)を同一にできる。したがって、第二領域Ar2の各振動部112Aが共振した際に、第一領域Ar1の各振動部112Aと同一周波数で振動し、第一領域Ar1及び第二領域Ar2から同じ周波数の超音波が送信される。
X側領域Ar3は、第一領域Ar1の±X側に設けられる領域であり、(X,Y)=(1,j+1)〜(i,M−j)及び(X,Y)=(N−i+1,j+1)〜(N,M−j)の超音波トランスデューサーTr(振動部112A)を含む。
このX側領域Ar3では、X方向に沿った素子ピッチが、第一領域Ar1から離れるにしたがって小さくなる。
例えば、図2に示す例は、N=12、M=16、i=j=4の例である。ここで、X=i(=4)とX=i+1(=5)との間の素子ピッチ、X=N−i(=8)とX=N−i+1(=9)との間の素子ピッチをW1Xとする。X=i−1(=3)とX=i(=4)との間の素子ピッチ、X=N−i+1(=9)とX=N−i+2(=10)との間の素子ピッチをW2Xとする。X=i−2(=2)とX=i−1(=3)との間の素子ピッチ、X=N−i+2(=10)とX=N−i+3(=11)との間の素子ピッチをW3Xとする。X=i−3(=1)とX=i−2(=2)との間の素子ピッチ、X=N−i+3(=11)とX=N−i+3(=12)との間の素子ピッチをW4Xとする。この場合、X方向に沿った素子ピッチは、W1X≧W2X≧W3X≧W4X、かつW1X>W4Xとなる。
なお、図2においては、W1X>W2X>W3X>W4Xとなる例を示すが、第一領域Ar1から離れるにしたがって素子ピッチが漸減する必要はなく、例えば、W1X=W2X、W2X>W3X、W3X=W4Xなどのように、一部の素子ピッチが同一となってもよい。
このY側領域Ar4では、Y方向に沿った素子ピッチが、第一領域Ar1から離れるにしたがって小さくなる。
例えば、図2に示す例においてY=j(=4)とY=j+1(=5)との間の素子ピッチ、Y=M−j(=12)とY=M−j+1(=13)との間の素子ピッチをW1Yとする。Y=j−1(=3)とY=j(=4)との間の素子ピッチ、Y=M−j+1(=13)とY=M−j+2(=14)との間の素子ピッチをW2Yとする。Y=j−2(=2)とY=j−1(=3)との間の素子ピッチ、Y=M−j+2(=14)とY=M−j+3(=15)との間の素子ピッチをW3Yとする。Y=j−3(=1)とY=j−2(=2)との間の素子ピッチ、Y=M−j+3(=15)とY=M−j+3(=16)との間の素子ピッチをW4Yとする。この場合、X方向に沿った素子ピッチは、W1Y≧W2Y≧W3Y≧W4Y、かつW1Y>W4Yとなる。
なお、図2においては、W1Y>W2Y>W3Y>W4Yとなる例を示すが、第一領域Ar1から離れるにしたがって必ずしも素子ピッチが漸減する必要はない。例えば、W1Y=W2Y、W2Y>W3Y、W3Y=W4Yなどのように、一部の素子ピッチが同一となってもよい。
この角部領域Ar5では、X方向及びY方向の双方において、素子ピッチが第一領域Ar1から離れるにしたがって小さくなる。つまり、W1X≧W2X≧W3X≧W4X、W1Y≧W2Y≧W3Y≧W4Y、かつ、W1X>W4X、W1Y>W4Yとなる。
本実施形態では、第一領域Ar1から離れるにしたがって、素子ピッチが小さくなることで、第一領域Ar1から伝搬される振動を、減衰を抑制しつつ、第二領域Ar2内の各振動部112Aに伝達することができる。
また、第二領域Ar2の各素子ピッチを、最小素子ピッチ(W4XやW4Y)とした場合、第二領域Ar2の第一領域Ar1側の振動部112Aの振動が、第一領域Ar1から離れた位置に配置される振動部112Aの振動に比べて振幅が大きくなる。この場合、送信超音波の音圧が不均一となる。これに対して、上記のように、第一領域Ar1から離れるにしたがって素子ピッチを漸減させる構成とすれば、各振動部112Aが共振した際の振幅の差を小さくでき、均一な超音波を送信することができる。
制御部20は、超音波センサー10を駆動させる駆動回路30と、演算部40とを含んで構成されている。また、制御部20には、その他、距離測定装置100を制御するための各種データや各種プログラム等を記憶した記憶部を備えていてもよい。
基準電位回路31は、超音波センサー10の上部電極123に接続され、上部電極123に基準電位(例えば−3V等)を印加する。
切替回路32は、第一領域Ar1に配置された各超音波トランスデューサーTrの下部電極121と、送信回路33と、受信回路34とに接続される。この切替回路32は、スイッチング回路により構成されており、駆動端子121Pと送信回路33とを接続する送信接続、及び、駆動端子121Pと受信回路34とを接続する受信接続を切り替える。
ここで、送信回路33に接続される超音波トランスデューサーTrの数が多い場合、合計静電容量Cも増大するため、その分、送信回路33に求められる電流容量も増大させる必要があり、並列接続される超音波トランスデューサーTrの数に応じて、電流容量が大きい高価な送信回路33が必要となる。言い換えると、送信回路33に接続される超音波トランスデューサーTrの合計静電容量Cに対して、送信回路33の電流容量が低い場合、各超音波トランスデューサーTrのドライブ特性が低下することを意味する。
すなわち、演算部40は、切替回路32を送信接続に切り替え、送信回路33から超音波センサー10を駆動させて、超音波の送信処理を実施する。また、演算部40は、超音波を送信した直後に、切替回路32を受信接続に切り替えさせ、対象物で反射された反射波を超音波センサー10で受信させる。そして、演算部40は、例えば、超音波センサー10から超音波を送信した送信タイミングから、受信信号が受信されるまでの時間と、空気中における音速とを用いて、ToF(Time of Flight)法により、超音波センサー10から対象物までの距離を算出する。
次に、本実施形態の超音波センサー10で超音波を送信する際の、超音波の音圧について説明する。
図4は比較例1の超音波センサー90の一例を示す平面図である。図4に示す超音波センサー90は、超音波センサー10の第一領域Ar1のみで構成されている。
以下に示す表1に、比較例1の超音波センサー90と、本実施形態の超音波センサー10における駆動素子数、非駆動素子数、振動素子数、規格化送信音圧を示す。
図5は、比較例1と本実施形態とにおける送信音圧の差をグラフで表した図である。
しかしながら、表1及び図5に示すように、同数の超音波トランスデューサーTrに駆動信号を入力した際に、本実施形態の超音波センサー10では、比較例1の超音波センサー90に対して、2.40倍の音圧の超音波を得ることができる。
本実施形態の超音波センサー10は、複数の振動部112Aが設けられる振動板112の、各振動部112A上に圧電素子12が設けられることで、超音波トランスデューサーTrが2次元アレイ状に配置される。そして、この振動板112は、第一領域Ar1と、第一領域Ar1の外側に設けられた第二領域Ar2とを備える。第一領域Ar1には、駆動信号の入出力が可能な超音波トランスデューサーTrが設けられ、これらの超音波トランスデューサーTrが互いに電気接続されている。一方、第二領域Ar2には、各超音波トランスデューサーTrが、第一領域Ar1の超音波トランスデューサーTrとは電気的に絶縁されている。つまり、第一領域Ar1の超音波トランスデューサーTrに駆動信号が入力された場合でも、第二領域Ar2の各超音波トランスデューサーTrには駆動信号が入力されない。
このような構成の超音波センサー10では、第一領域Ar1の各超音波トランスデューサーTrに駆動信号を入力することで、第一領域Ar1内の各超音波トランスデューサーTrの圧電素子12が駆動して第一領域Ar1から超音波が送信される。また、振動板112を介して機械的クロストークが第二領域Ar2に配置された各振動部112Aに伝搬されることで、第二領域Ar2の振動部112Aが共振される。これにより、第一領域Ar1内の超音波トランスデューサーTrを駆動させれば、第一領域Ar1及び第二領域Ar2の双方の振動部112Aが振動して、大音圧の超音波を送信することができる。
この際、本実施形態では、第二領域Ar2に配置される振動部112Aの間の距離(素子ピッチ)が、第一領域Ar1から離れるにしたがって小さくなる。このため、機械的クロストークが第二領域Ar2の第一領域Ar1とは反対側の端部まで伝搬されやすくなり、第二領域Ar2の各振動部112Aの振動振幅を大きくできる。これにより、超音波センサー10から送信される超音波の音圧をより大きくできる。
以下、本発明の第二実施形態について説明する。
図6は、第二実施形態の超音波センサー10Aの概略構成を示す模式図である。
図6に示すように、第二実施形態の超音波センサー10Aは、第一実施形態で説明したような、第一領域Ar1及び第二領域Ar2を含む超音波センサー10を1つの送受信部Chとし、複数の送受信部Chが、X方向(第一方向)に並んで配置される構成を有する。
言い換えると、X方向の隣り合う第一領域Ar1のうち、X方向で隣り合う2つの第一領域Ar1の間には、X方向に並ぶ2つの第二領域Ar2が配置される。そして、これらの2つの第二領域Ar2において、X方向の正側(+X側)に配置される第二領域Ar2+は、+X側に配置された第一領域Ar1+から離れるにしたがって、素子ピッチが小さくなる。また、X方向の負側(−X側)に配置される第二領域Ar2−は、−X側に配置された第一領域Ar1−から離れるにしたがって素子ピッチが小さくなる。
つまり、第一実施形態のような、単一の送受信部Chにより構成される超音波センサー10では、第二領域Ar2の外周が、壁部111Bにより囲われる素子基板11の外周枠を構成する。この場合、第二領域Ar2の振動が外周枠により抑え込まれる。これに対して、本実施形態では、X方向において、開口部111Aがアレイ状に形成された他の送受信部Chが設けられることで、Y方向(第二方向)に比べて、X方向に振動が伝搬しやすい。
したがって、本実施形態では、図6に示すように、W1X>W1Y、W2X>W2Y、W3X>W3Y、W4X>W4Yとなるように、第二領域Ar2における素子ピッチが形成されている。
このような構成では、例えば、+X側の第一領域Ar1+を駆動させた際に、−X側の第一領域Ar1−や、当該第一領域Ar1−を囲う第二領域Ar2−への振動伝搬が抑制される。これにより、各送受信部Chをそれぞれ独立して駆動させた場合に、他の送受信部Chが駆動されてしまう不都合を抑制でき、所望の位置に超音波を送信することが可能となる。
次に、第二実施形態の超音波センサー10Aで超音波を送信する際の、超音波の音圧について説明する。
図7は比較例2の超音波センサー91の一例を示す平面図である。図7に示す超音波センサー91は、本実施形態の第一領域Ar1のみにより構成された送受信部92が、X方向に複数並ぶ構成となっている。
以下に示す表2は、比較例1の超音波センサー90、比較例2の超音波センサー91、第一実施形態の超音波センサー10、及び第二実施形態の超音波センサー10Aにおける駆動素子数、非駆動素子数、振動素子数、規格化送信音圧、及び規格化容量、を示す。
図8は、比較例1、2、第一実施形態、及び第二実施形態における送信音圧、及び合計静電容量をグラフで表した図である。
本実施形態では、X方向に沿って複数の送受信部Chが設けられる。つまり、X方向に沿って第一領域Ar1が複数配置され、X方向に隣り合う2つの第一領域Ar1の間には、2つの第二領域Ar2が設けられる。これらの2つの第二領域Ar2のうち、+X側の第一領域Ar1+側に配置される第二領域Ar2+は、第一領域Ar1+から離れるにしたがって素子ピッチが小さくなる。また、−X側の第一領域Ar1−側に配置される第二領域Ar2−は、第一領域Ar1−から離れるにしたがって素子ピッチが小さくなる。
このため、各第二領域Ar2の振動部112Aは、隣り合う第一領域Ar1の駆動によって共振しやすくなり、かつ、他の第一領域Ar1の駆動による共振を抑制することができる。このような構成では、各送受信部Chを単独で駆動させる際に、他の送受信部Chによる機械的クロストークの影響を抑制することができる。
このため、各送受信部Chを独立して駆動させる場合等において、機械的クロストークによって他の送受信部Chの振動部112Aが共振される不都合が抑制される。これにより、超音波センサー10Aのうち、駆動させたい領域のみを駆動させて、所望位置に超音波を送信することが可能となる。
なお、本発明は上述の各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
第二領域Ar2の各超音波トランスデューサーTrの各下部電極121が、第一領域Ar1の各超音波トランスデューサーTrとは別の配線によって駆動回路30に接続されていてもよい。この場合、切替回路32は、送信接続において、第一領域Ar1の超音波トランスデューサーTrと送信回路33とを接続し、第二領域Ar2の超音波トランスデューサーTrと送信回路33とを切断すればよい。これにより、ドライブ特性が低下することなく、第二領域Ar2の各振動部112Aを共振により振動させることができ、送信超音波の音圧を上げることができる。
また、このような構成では、切替回路32は、超音波の受信時において、第一領域Ar1の超音波トランスデューサーTrと、第二領域Ar2の超音波トランスデューサーTrとの双方を受信回路に接続してもよい。この場合、各超音波トランスデューサーTrからの受信信号を加算した加算受信信号に基づいて受信処理を行うことができる。超音波を受信した際に各超音波トランスデューサーTrから出力される受信信号は、駆動信号に比べて小さく、ノイズ等の影響を受けやすい。これに対して、第一領域Ar1及び第二領域Ar2の超音波トランスデューサーTrからの受信信号に加算することで、受信信号の信号強度を大きくでき、ノイズ等の影響を抑制することができる。
第二領域Ar2−及び第二領域Ar2+の間で振動の伝搬が抑制されていればよく、例えば、W4Xよりも大きい寸法(例えば、W4X〜W3Xの間の寸法)であってもよい。この場合でも、第二領域Ar2−及び第二領域Ar2+の間がW4X以下の寸法である場合に比べて、振動の伝搬を抑制できる。また、振動板112の第二領域Ar2−及び第二領域Ar2+の間に積層されるダンパー層13の厚み寸法を、ダンパー層13の他の部分の厚み寸法よりも厚くすることで、第二領域Ar2−及び第二領域Ar2+の間での振動伝搬を抑制してもよい。
一方、第二実施形態のように、X方向とY方向とで振動の伝搬しやすさが異なる場合、振動の伝搬を抑制したい方向にダンパー層13を設ける構成、または、ダンパー層13の厚み寸法を変更する構成としてもよい。例えば、第二実施形態において、第一領域Ar1が設けられるY=j+1〜Y=M−jの超音波トランスデューサーTrの配置位置に沿って、X方向に長手の厚みD1のダンパー層を設ける。一方、Y=1〜Y=j、及びY=M−j+1〜Y=Mの超音波トランスデューサーTrの配置位置に沿って、X方向に長手の厚みD2(<D1)のダンパー層を設ける。このような構成とすることで、X方向に比べて、Y方向に振動が伝搬しやすくなる。
また、上述したように、各送受信部Chの間で、ダンパー層13の厚みを大きくしてもよい。この場合、各送受信部Ch間での振動の伝搬を抑制することが可能となる。
Claims (5)
- 複数の振動部を備えた振動板と、
前記振動板に設けられて前記振動部を囲う壁部と、
複数の前記振動部のそれぞれに設けられた圧電素子と、を備え、
前記振動板は、厚み方向から見た平面視で、複数の前記圧電素子が電気的に接続され、前記圧電素子への駆動信号の入出力が可能な第一領域と、前記第一領域の外側に設けられ、前記圧電素子が、前記第一領域に配置された前記圧電素子とは電気的に絶縁されている第二領域とを含み、
前記第二領域において、隣り合う前記振動部の間の距離が、前記第一領域から離れるにしたがって小さくなる
ことを特徴とする超音波センサー。 - 請求項1に記載の超音波センサーにおいて、
第一方向に沿って複数の前記第一領域が配置され、
前記第一方向で隣り合う2つの前記第一領域の間には、前記第一方向に並ぶ2つの前記第二領域が配置され、
前記2つの前記第二領域において、前記第一方向の正側に配置される前記第二領域は、前記2つの前記第一領域のうちの正側に配置された前記第一領域から離れるにしたがって前記振動部の間の距離が小さくなり、前記第一方向の負側に配置される前記第二領域は、前記2つの前記第一領域のうちの負側に配置された前記第一領域から離れるにしたがって前記振動部の間の距離が小さくなる
ことを特徴とする超音波センサー。 - 請求項2に記載の超音波センサーにおいて、
隣り合う前記2つの前記第二領域の間の距離は、前記第二領域に配置される前記振動部の間の距離よりも大きい
ことを特徴とする超音波センサー。 - 請求項2又は請求項3に記載の超音波センサーにおいて、
前記第二領域は、前記第一領域を囲って設けられ、
前記第二領域において、前記第一方向に交差する第二方向に対して隣り合う前記振動部の間の距離は、前記第一方向に対して隣り合う前記振動部の距離よりも小さい
ことを特徴とする超音波センサー。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の超音波センサーと、
前記第一領域の前記圧電素子に対して前記駆動信号を入力する駆動回路と、
を備えることを特徴とする超音波装置。
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