(57)【要約】【課題】送受信特性を低下させることなく小型化が可能な送受信装置およびこれを用いた超音波センサを提供する。【解決手段】圧電素子２２が、複数の第１内部電極３１と複数の第２内部電極３２とが圧電体３３を介在してそれぞれ対をなして交互に積層された積層圧電体３０を有している。そして、受信部２７は、音響整合部材２１近傍である各第１内部電極３１および各第２内部電極３２の一部と、これら両内部電極３１、３２間に介在する各圧電体３３と、第１受信用外部電極２３および第２受信用外部電極２４とにより構成され、送信部２８は、各第１内部電極３１および各第２内部電極３２の残部と、これら両内部電極３１、３２間に介在する各圧電体３３と、第１送信用外部電極２５および第２送信用外部電極２６とにより構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響整合部材を介して超音波の送受信を行う圧電素子を備える送受信装置であって、
前記圧電素子は、
複数の第１の内部電極と複数の第２の内部電極とが圧電体を介在してそれぞれ対をなして交互に積層されてこの積層方向の一端側にて前記音響整合部材に接合する積層圧電体と、
前記音響整合部材近傍の前記各第１の内部電極の一部に接続される第１受信用の外部電極と、
前記各第１の内部電極の一部と対をなす各第２の内部電極に接続される第２受信用の外部電極と、
前記各第１の内部電極の残部に接続される第１送信用の外部電極と、
前記各第１の内部電極の残部と対をなす各第２の内部電極に接続される第２送信用の外部電極と、を備え、
前記第１受信用の外部電極およびこの第１受信用の外部電極に接続される１または２以上の前記第１の内部電極と、前記第２受信用の外部電極およびこの第２受信用の外部電極に接続される１または２以上の前記第２の内部電極と、これら両内部電極間に介在する前記各圧電体とにより受信した前記超音波に応じた出力信号を出力するための受信部が構成され、
前記第１送信用の外部電極およびこの第１送信用の外部電極に接続される前記各第１の内部電極と、前記第２送信用の外部電極およびこの第２送信用の外部電極に接続される前記各第２の内部電極と、これら両内部電極間に介在する前記各圧電体とにより入力される入力信号に応じた前記超音波を送信するための送信部が構成されることを特徴とする送受信装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記超音波の送信時に前記入力信号が前記送信部とともに入力されることにより当該送信部の一部として機能することを特徴とする請求項１に記載の送受信装置。
【請求項３】
前記積層圧電体には、前記積層方向の他端側に第２の音響整合部材が接合されており、
前記第１受信用の外部電極は、前記音響整合部材近傍の１または２以上の前記第１の内部電極の一部と前記第２の音響整合部材近傍の１または２以上の前記第１の内部電極の他の一部に接続され、
前記第２受信用の外部電極は、前記第１受信用の外部電極に接続される前記第１の内部電極と対をなす第２の内部電極に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の送受信装置。
【請求項４】
前記積層圧電体の前記積層方向に直交する断面は、前記音響整合部材から離間する部位が前記音響整合部材に近接する部位に対して大きく形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の送受信装置。
【請求項５】
前記積層圧電体の前記積層方向に直交する断面は、前記音響整合部材から離間するほど徐々に大きく形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の送受信装置。
【請求項６】
前記積層圧電体は、前記積層方向に沿う複数の側面を有する多角柱状に形成され、
前記各外部電極は、前記各側面の１つに対していずれか１つのみが配置されるように、それぞれ前記各側面上に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の送受信装置。
【請求項７】
前記各外部電極は、前記積層圧電体の前記積層方向に沿う側面上であって前記積層方向に直交する断面外縁の一部に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の送受信装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の送受信装置を備え、この送受信装置により前記超音波の送受信を行うことを特徴とする超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響整合部材を介して超音波の送受信を行う圧電素子を備える送受信装置およびこれを用いた超音波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音響整合部材を介して超音波の送受信を行う圧電素子を備える送受信装置として、下記特許文献１に示す超音波センサの送信素子および受信素子が知られている。特許文献１の超音波センサは、車両のバンパなどに取り付けて当該超音波センサ前方の障害物の位置を測定するものであり、これら送信素子および受信素子は、圧電素子に振動を伝達する音響整合部材が接合されて形成された複数のセンサ素子から構成される。この複数のセンサ素子のうち少なくとも１つを圧電素子から発振される超音波を音響整合部材を介して車両前方に送信する送信素子とし、複数のセンサ素子の残りを被検出体にて反射された超音波を受信する受信素子として機能させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５８３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超音波センサの小型化を実現するためには、例えば、送受信装置として用いられる送信素子と受信素子とを１つの送受信素子で構成するとともにこの送受信素子を小型化することが考えられる。特に、当該送受信素子を受信素子として機能させる場合に、圧電素子における積層数を低減させるなどして、受信素子全体のキャパシタンスを小さく抑えることにより、受信感度を向上させることができる。
【０００５】
しかしながら、上述のように圧電素子の積層数が小さくなると、上記送受信素子を送信素子として機能させる場合に、送信素子全体の振幅も小さくなってしまい、送信音圧が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、送受信特性を低下させることなく小型化が可能な送受信装置およびこれを用いた超音波センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の送受信装置では、音響整合部材を介して超音波の送受信を行う圧電素子を備える送受信装置であって、前記圧電素子は、複数の第１の内部電極と複数の第２の内部電極とが圧電体を介在してそれぞれ対をなして交互に積層されてこの積層方向の一端側にて前記音響整合部材に接合する積層圧電体と、前記音響整合部材近傍の前記各第１の内部電極の一部に接続される第１受信用の外部電極と、前記各第１の内部電極の一部と対をなす各第２の内部電極に接続される第２受信用の外部電極と、前記各第１の内部電極の残部に接続される第１送信用の外部電極と、前記各第１の内部電極の残部と対をなす各第２の内部電極に接続される第２送信用の外部電極と、を備え、前記第１受信用の外部電極およびこの第１受信用の外部電極に接続される１または２以上の前記第１の内部電極と、前記第２受信用の外部電極およびこの第２受信用の外部電極に接続される１または２以上の前記第２の内部電極と、これら両内部電極間に介在する前記各圧電体とにより受信した前記超音波に応じた出力信号を出力するための受信部が構成され、前記第１送信用の外部電極およびこの第１送信用の外部電極に接続される前記各第１の内部電極と、前記第２送信用の外部電極およびこの第２送信用の外部電極に接続される前記各第２の内部電極と、これら両内部電極間に介在する前記各圧電体とにより入力される入力信号に応じた前記超音波を送信するための送信部が構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の送受信装置において、前記受信部は、前記超音波の送信時に前記入力信号が前記送信部とともに入力されることにより当該送信部の一部として機能することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の送受信装置において、前記積層圧電体には、前記積層方向の他端側に第２の音響整合部材が接合されており、前記第１受信用の外部電極は、前記音響整合部材近傍の１または２以上の前記第１の内部電極の一部と前記第２の音響整合部材近傍の１または２以上の前記第１の内部電極の他の一部に接続され、前記第２受信用の外部電極は、前記第１受信用の外部電極に接続される前記第１の内部電極と対をなす第２の内部電極に接続されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の送受信装置において、前記積層圧電体の前記積層方向に直交する断面は、前記音響整合部材から離間する部位が前記音響整合部材に近接する部位に対して大きく形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の送受信装置において、前記積層圧電体の前記積層方向に直交する断面は、前記音響整合部材から離間するほど徐々に大きく形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の送受信装置において、前記積層圧電体は、前記積層方向に沿う複数の側面を有する多角柱状に形成され、前記各外部電極は、前記各側面の１つに対していずれか１つのみが配置されるように、それぞれ前記各側面上に設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の送受信装置において、前記各外部電極は、前記積層圧電体の前記積層方向に沿う側面上であって前記積層方向に直交する断面外縁の一部に設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項８の超音波センサは、請求項１〜７のいずれか一項に記載の送受信装置を備え、この送受信装置により前記超音波の送受信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の送受信装置では、圧電素子が、複数の第１の内部電極と複数の第２の内部電極とが圧電体を介在してそれぞれ対をなして交互に積層された積層圧電体を有している。そして、受信部は、音響整合部材近傍である１または２以上の第１の内部電極および１または２以上の第２の内部電極の一部と、これら両内部電極間に介在する各圧電体と、第１受信用の外部電極および第２受信用の外部電極とにより構成され、送信部は、各第１の内部電極および各第２の内部電極の残部と、これら両内部電極間に介在する各圧電体と、第１送信用の外部電極および第２送信用の外部電極とにより構成される。
【００１６】
このように、１つの圧電素子に受信部および送信部の双方が構成されるので、受信部および送信部を複数の圧電素子で別々に構成する場合と比較して、送受信装置の小型化を実現することができる。
【００１７】
特に、超音波の受信時には、積層圧電体の一部分が受信部として使用されるので、積層圧電体の全部分を受信部として使用する場合と比較して、受信部のキャパシタンスを小さく抑えて受信感度を向上させることができる。さらに、受信時には音響整合部材を介して伝達される超音波に応じて当該音響整合部材と圧電素子との接合部分に大きな歪みが発生するので、音響整合部材近傍の積層圧電体を受信部として使用することで、受信部からの出力電圧が大きくなり受信感度を向上させることができる。
【００１８】
また、積層圧電体のうち受信部を構成しない部分が送信部として構成されるので、送信部による超音波の送信時には積層数に応じた大きな振幅が得られ、より高い送信音圧の超音波を送信することができる。したがって、１つの圧電素子に受信部および送信部を一体に備えた本発明の送受信装置は、受信部と送信部を複数の圧電素子で別々に構成する場合と比較して、受信感度や送信音圧などの送受信特性を低下させることなく、小型化を図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明では、受信部は、超音波の送信時に入力信号が送信部とともに入力されることにより送信部の一部として機能するように構成されているため、超音波の送信時には積層圧電体の全部分が送信部として用いられるので、より大きな振幅が得られ、より高い送信音圧の超音波を発振することができる。
【００２０】
請求項３の発明では、積層圧電体には、積層方向の他端側にも第２の音響整合部材が接合されており、この第２の音響整合部材近傍にも受信部が構成される。これにより、超音波の受信時には、両音響整合部材近傍のそれぞれの受信部から上記接合部分に発生する大きな歪みに応じた出力電圧が出力されるので、信号強度をより向上させることができる。なお、それぞれの受信部を共通のワイヤ等を用いて配線すれば、受信部全体の電荷量が増えるため信号強度が上がって外乱ノイズの影響が抑えられ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。また、それぞれの受信部を共通のワイヤ等を用いずに別々に配線し、それぞれの受信部で受信した超音波の信号を比較することで、Ｓ／Ｎを向上させることもできる。
【００２１】
請求項４の発明では、積層圧電体の積層方向に直交する断面は、音響整合部材から離間する部位が音響整合部材に近接する部位に対して大きく形成されるため、この形状により送信部における積層方向に直交する断面が大きく形成されることとなるので、より大きな駆動力が得られ、より高い送信音圧の超音波を発振することができる。また素子の断面積が大きくなることにより、不要振動の低減や素子強度が向上する。
【００２２】
また、積層圧電体の積層方向に直交する断面は、音響整合部材に近接する部位が音響整合部材から離間する部位に対して相対的に小さく形成されることになるので、音響整合部材に近接する受信部のキャパシタンスをより小さく抑えることができる。
【００２３】
特に、音響整合部材と積層圧電体との接合部分の断面積が相対的に小さくなるため、超音波の受信時に上記接合部分に発生する歪みがさらに大きくなるので、出力電圧が大きくなり、受信感度を一層大きくすることができる。
【００２４】
請求項５の発明では、積層圧電体の積層方向に直交する断面は、音響整合部材から離間するほど徐々に大きく形成されるため、請求項４の発明と同様に、この形状により送信部における積層方向に直交する断面が大きく形成されることとなるので、より大きな駆動力が得られ、より高い送信音圧の超音波を発振することができる。特に、積層圧電体の断面が徐々に変化するので、積層圧電体の断面が断続的に変化する場合に比較して、送信部で発生した超音波の振動の減衰を小さくすることができる。
【００２５】
そして、積層圧電体の積層方向に直交する断面は、音響整合部材に近接する部位が音響整合部材から離間する部位に対して相対的に小さく形成されることになるので、音響整合部材に近接する受信部のキャパシタンスをより小さく抑えることができる。また、音響整合部材と積層圧電体との接合部分の断面積が相対的に小さくなるため、超音波の受信時に上記接合部分に発生する歪みがさらに大きくなるので、出力電圧が大きくなり、受信感度を一層大きくすることができる。
【００２６】
請求項６の発明では、積層圧電体は、積層方向に沿う複数の側面を有する多角柱状に形成され、各外部電極は、上記各側面の１つに対していずれか１つのみが配置されるように、それぞれ当該各側面上に設けられる。これにより、積層圧電体の１つの側面上には各外部電極のうちの２つ以上が設けられることもないので、各外部電極間の短絡を確実に防止することができる。さらに、各内部電極を対応する外部電極に接続するために当該各内部電極の接続部位を積層圧電体の側面にそれぞれ露出させる場合、この側面には他の外部電極に接続される内部電極の接続部位が露出することもないため、当該側面における各内部電極の接続部位の露出位置を高精度に位置決めする必要がないので、各内部電極の製造作業等が容易になり当該送受信装置の製造コストを低減することができる。
なお、積層圧電体を略円柱状に形成する場合においても、電極形成面のみを部分的に平面にすることで同様の効果が得られる。略円柱形状に形成する場合は、不要振動の低減が可能である。また電極形成面のみを部分的に平面にすることで、電極形成が容易になる。
【００２７】
請求項７の発明では、各外部電極は、積層圧電体の積層方向に沿う側面上であって積層方向に直交する断面外縁の一部に設けられる。これにより、各外部電極が積層圧電体の側面上の所定の範囲に集中して配置されることとなるので、当該送受信装置をセンサ等の筐体内に収容する際に各外部電極が配置されない側面近傍に絶縁スペースを広くとる必要がなく、送受信装置を筐体内に設置するために必要なスペースを小さくすることができ、当該送受信装置を用いたセンサの小型化を図ることができる。
【００２８】
請求項８の超音波センサでは、請求項１〜７のいずれか一項に記載の送受信装置を備え、この送受信装置により超音波の送受信を行うため、送受信特性を低下させることなく小型化が可能である等の、請求項１〜７の各発明による作用・効果を享受した超音波センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る超音波センサ１０の構成概要を示す断面図である。
【図２】図１の送受信装置２０の一側面を示す側面図である。
【図３】第１実施形態における第１変形例に係る超音波センサ１０ａの構成概要を示す断面図である。
【図４】第１実施形態における第２変形例に係る超音波センサ１０ｂの構成概要を示す断面図である。
【図５】第２実施形態に係る超音波センサ１０ｃの構成概要を示す断面図である。
【図６】図５の送受信装置２０ｃの一側面を示す側面図である。
【図７】第３実施形態に係る超音波センサ１０の積層圧電体３０において、音響整合部材２１側から見た各内部電極の横断面の形状を示す図であり、図７（ａ）は第１送受信用内部電極４１を示し、図７（ｂ）は第１送信用内部電極４２を示し、図７（ｃ）は第２送受信用内部電極４３を示し、図７（ｄ）は第２送信用内部電極４４を示す。
【図８】第３実施形態における送受信装置２０の一側面を示す側面図である。
【図９】第３実施形態の第１変形例に係る超音波センサ１０の積層圧電体３０において、音響整合部材２１側から見た各内部電極の横断面の形状を示す図であり、図９（ａ）は第１送受信用内部電極５１を示し、図９（ｂ）は第１送信用内部電極５２を示し、図９（ｃ）は第２送受信用内部電極５３を示し、図９（ｄ）は第２送信用内部電極５４を示す。
【図１０】第３実施形態の第１変形例における送受信装置２０の一側面を示す側面図である。
【図１１】第３実施形態の第２変形例に係る超音波センサ１０の積層圧電体３０において、音響整合部材２１側から見た各内部電極の横断面の形状を示す図であり、図１１（ａ）は第１送受信用内部電極６１を示し、図１１（ｂ）は第１送信用内部電極６２を示し、図１１（ｃ）は第２送受信用内部電極６３を示し、図１１（ｄ）は第２送信用内部電極６４を示す。
【図１２】第３実施形態の第２変形例における送受信装置２０の一側面を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る送受信装置を採用した超音波センサの各実施形態について図を参照して説明する。
［第１実施形態］
本第１実施形態では、超音波センサを車両に搭載して障害物センサとして使用する場合を例に説明する。図１に示すように、超音波センサ１０は、主に、一端が開口した箱状の筐体１１と、この筐体１１に収容されて超音波の送受信を行う送受信装置２０と、筐体１１の開口部を閉塞して当該筐体１１に収容される送受信装置２０等を保護する表面封止材１２と、を備えている。筐体１１は、その開口部にて外方に向かって開口するように、車両の所定の位置、例えば、バンパに取り付けられている。
【００３１】
送受信装置２０は、超音波の送受信を行う圧電素子２２と、この圧電素子２２に接合され当該圧電素子２２からの超音波を超音波センサ１０の車両外部に向けて発振するとともに障害物等により反射された超音波の振動を圧電素子２２に伝達する音響整合部材２１とを備えている。
【００３２】
圧電素子２２は、複数の板状の電極が内部電極として圧電体３３を介在して互いに所定距離離間するように積層される略四角柱状の積層圧電体３０と、超音波の受信時にこの超音波に応じた電圧を積層圧電体３０から出力するための一対の外部電極（以下、第１受信用外部電極２３，第２受信用外部電極２４という）と、超音波の送信時にこの超音波に応じた電圧を積層圧電体３０に印加するための一対の外部電極（以下、第１送信用外部電極２５，第２送信用外部電極２６という）と、を備えている。そして、第１受信用外部電極２３および第１送信用外部電極２５は、図２に示すように、積層圧電体３０の一側面に設けられ、第２受信用外部電極２４および第２送信用外部電極２６は、上記一側面に対向する他側面に設けられている。また、積層圧電体３０は、その積層方向（図１中の上下方向）の一端側にて音響整合部材２１の一端面に接合されている。
【００３３】
積層圧電体３０の各内部電極は、第１の内部電極（以下、第１内部電極３１という）と第２の内部電極（以下、第２内部電極３２という）とが圧電体３３を介在してそれぞれ対をなして交互に積層されている。
【００３４】
各第１内部電極３１は、積層方向に直交する断面（以下、横断面という）の形状が接続部３１ａを除き圧電体３３よりも一回り小さくなるように略正方形状に形成されるとともに、接続部３１ａのみが積層圧電体３０の一側面上に露出するように配置されている。また、各第２内部電極３２は、第１内部電極３１と同様に、横断面の形状が接続部３２ａを除き圧電体３３よりも一回り小さくなるように略正方形状に形成されるとともに、接続部３２ａのみが積層圧電体３０の他側面上に露出するように配置されている。なお、第１内部電極３１および第２内部電極３２は、Ａｇ、ＰｄＡｇなどの印刷より圧電体３３の積層方向の表面に対して形成されている。
【００３５】
各圧電体３３は、それぞれの横断面が四角状に形成されている。そして、各圧電体３３は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる。
【００３６】
このように構成される積層圧電体３０において、各第１内部電極３１の一部、具体的には、音響整合部材２１近傍に配置される各第１内部電極３１は、当該積層圧電体３０の一側面上にて接続部３１ａにより第１受信用外部電極２３に対してそれぞれ接続されている。また、第１受信用外部電極２３に接続される各第１内部電極３１と対をなす各第２内部電極３２は、当該積層圧電体３０の他側面上にて接続部３２ａにより第２受信用外部電極２４に対してそれぞれ接続されている。
【００３７】
これにより、第１受信用外部電極２３およびこの第１受信用外部電極２３に接続される各第１内部電極３１と、第２受信用外部電極２４およびこの第２受信用外部電極２４に接続される各第２内部電極３２と、これら両内部電極３１、３２間に介在する各圧電体３３とから、受信した超音波に応じた出力信号を出力するための受信部２７が構成される。
【００３８】
また、各第１内部電極３１の残部、具体的には、第１受信用外部電極２３に接続されていない各第１内部電極３１は、当該積層圧電体３０の一側面上にて接続部３１ａにより第１送信用外部電極２５に対してそれぞれ接続されている。また、第１送信用外部電極２５に接続される各第１内部電極３１と対をなす各第２内部電極３２は、当該積層圧電体３０の他側面上にて接続部３２ａにより第２送信用外部電極２６に対してそれぞれ接続されている。
【００３９】
これにより、第１送信用外部電極２５およびこの第１送信用外部電極２５に接続される各第１内部電極３１と、第２送信用外部電極２６およびこの第２送信用外部電極２６に接続される各第２内部電極３２と、これら両内部電極３１、３２間に介在する各圧電体３３とから、入力される入力信号に応じた超音波を送信するための送信部２８が構成される。すなわち、積層圧電体３０のうち受信部２７を構成しない部分が送信部２８として構成されるので、１つの圧電素子２２に対して受信部２７および送信部２８の双方が構成されることとなる。
【００４０】
音響整合部材２１は、空気より音響インピーダンスが大きく圧電素子２２より音響インピーダンスが小さいポリカーボネート系樹脂などの耐久性に優れた樹脂材料等を用いて、横断面が四角状になるように形成されている。
【００４１】
また、音響整合部材２１は、上記積層方向に沿う方向の厚さが超音波の音響整合部材２１中における波長の約１／４となるように形成されている。このように音響整合部材２１の厚さを超音波の波長の約１／４となるように形成することにより、音響整合部材２１内で定在波を発生させることができる。これにより、音響整合部材２１内に入射した超音波と、音響整合部材２１と圧電素子２２との界面において反射された超音波とが干渉して互いに打ち消し合うことを低減することができるので、圧電素子２２に効率よく超音波を伝達することができる。また、素子のアレイ化により角度検出を行う測角機能を持つ超音波センサに用いる場合には、音響整合部材２１の横断面の幅が超音波の空気中における波長の半分以下とすることが望ましい。
【００４２】
このように構成される送受信装置２０において、第１受信用外部電極２３および第１送信用外部電極２５は、図１および図２に示すように、ワイヤ１３ａ，１３ｃにそれぞれ電気的に接続されている。また、第２受信用外部電極２４および第２送信用外部電極２６は、第１受信用外部電極２３および第１送信用外部電極２５と同様に、ワイヤ１３ｂ，１３ｄにそれぞれ電気的に接続されている。これにより、送受信装置２０は、各ワイヤ１３ａ〜１３ｄを介して、超音波の送受信に関する入力信号および出力信号の入出力を行う回路素子（図示せず）に電気的に接続される。この回路素子は、車両に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：図示せず）に対して所定の信号を入出力可能に電気的に接続されている。
【００４３】
表面封止材１２は、音響整合部材２１の端面のうち上記一端面に対向する端面である他端面を覆って、筐体１１の開口部に固定されている。この構成を用いると、音響整合部材２１と表面封止材１２との界面が外部に露出しないため、接合面を介して水などが侵入することを防止することができるので、当該超音波センサ１０の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
この表面封止材１２は、音響整合部材２１より音響インピーダンスが小さく、減衰定数が高い材料、例えば、シリコンゴムにより形成されている。更に、表面封止材１２には、弾性率が低い材料及び密度が小さい材料が好適に用いられる。例えば、ゴム系材料、エラストマー、発泡樹脂などの気孔を含む樹脂などを用いることができる。このような材料により形成された表面封止材１２が、音響整合部材２１と筐体１１との間に介在することにより、ノイズを低減することができる。ここで、表面封止材１２のうち音響整合部材２１の他端面を覆う部分は、超音波の伝達を大きく阻害しないように、例えば、厚さ１ｍｍ以下の厚さに形成されている。
【００４５】
また、送受信装置２０と筐体１１との間には、送受信装置２０を外力の負荷や衝撃から保護する図略の振動減衰部材が設けられている。この振動減衰部材は、圧電素子２２より弾性率の低い材料、例えば、ウレタンなどの軟質樹脂、ゴム、シリコーンなどのポッティング材、などの高分子材料により形成されている。
【００４６】
このような振動減衰部材を設けることにより、音響整合部材２１に小石などの飛来物の衝突などにより衝撃が加えられたような場合でも、振動減衰部材が送受信装置２０に伝達された衝撃を吸収するとともに、送受信装置２０が筐体１１の底面側に向かって変位するのを抑制するため、送受信装置２０が破壊するのを防ぐことができる。また、送受信装置２０を劣化させる水分など環境因子を遮断することができるので、信頼性を向上させることができる。
【００４７】
次に、超音波センサ１０による障害物の検出について説明する。
まず、ＥＣＵから出力された超音波の送信音圧、位相を制御する制御信号に基づいて、回路素子が送受信装置２０の第１送信用外部電極２５および第２送信用外部電極２６を介して送信部２８に対して入力信号を入力する。この入力信号に基づいて送信部２８が振動することで、所定の送信音圧、位相の超音波が発振される。
【００４８】
ここで、送信部２８は、圧電体３３を介在させた一対の内部電極３１，３２が複数積層されているので、この積層数に応じた大きな振幅を得ることができ、高い送信音圧の超音波を発振することができる。
【００４９】
送受信装置２０の送信部２８により発振された超音波は、音響整合部材２１に伝達され、音響整合部材２１の他端面から車両外部へ送信される。音響整合部材２１の他端面から送信された超音波が障害物により反射されると、この反射された超音波は、音響整合部材２１の他端面を介して、受信部２７において受信され、出力信号に変換される。
【００５０】
このとき、積層圧電体３０の一部分を受信部２７として使用するので、積層圧電体３０の全部分を受信部２７として使用する場合と比較して、受信部２７のキャパシタンスを小さく抑えることができる。さらに、音響整合部材２１近傍の積層圧電体３０を受信部２７として使用するため、音響整合部材２１から伝わる超音波に応じて当該音響整合部材２１と圧電素子２２との接合部分に大きな歪みが発生するので、受信部２７で出力される出力電圧が大きくなり、高い受信感度を維持することができる。
【００５１】
受信部２７から出力された出力信号は、第１受信用外部電極２３および第２受信用外部電極２４を介して回路素子へ送られてＥＣＵに伝達される。回路素子は、受信部２７から出力される出力信号に基づいて演算処理を行い、送受信間の時間差等に基づいて障害物の位置などの測定を行うとともにその測定結果をＥＣＵに出力する。
【００５２】
以上説明したように、本第１実施形態に係る超音波センサ１０の送受信装置２０によれば、圧電素子２２が、複数の第１内部電極３１と複数の第２内部電極３２とが圧電体３３を介在してそれぞれ対をなして交互に積層された積層圧電体３０を有している。そして、受信部２７は、音響整合部材２１近傍である各第１内部電極３１および各第２内部電極３２の一部と、これら両内部電極３１、３２間に介在する各圧電体３３と、第１受信用外部電極２３および第２受信用外部電極２４とにより構成され、送信部２８は、各第１内部電極３１および各第２内部電極３２の残部と、これら両内部電極３１、３２間に介在する各圧電体３３と、第１送信用外部電極２５および第２送信用外部電極２６とにより構成される。
【００５３】
このように、１つの圧電素子２２に受信部２７および送信部２８の双方が構成されるので、受信部２７および送信部２８を複数の圧電素子で別々に構成する場合と比較して、送受信装置２０の小型化を実現することができる。
【００５４】
特に、超音波の受信時には、積層圧電体３０の一部分が受信部２７として使用されるので、積層圧電体３０の全部分を受信部として使用する場合と比較して、受信部２７のキャパシタンスを小さく抑えて受信感度を向上させることができる。さらに、受信時には音響整合部材２１を介して伝達される超音波に応じて当該音響整合部材２１と圧電素子２２との接合部分に大きな歪みが発生するので、音響整合部材２１近傍の積層圧電体３０を受信部２７として使用することで、受信部２７からの出力電圧が大きくなり受信感度を向上させることができる。
【００５５】
また、積層圧電体３０のうち受信部２７を構成しない部分が送信部２８として構成されるので、送信部２８による超音波の送信時には積層数に応じた大きな振幅が得られ、より高い送信音圧の超音波を発振することができる。したがって、１つの圧電素子２２に受信部２７および送信部２８を一体に備えた本発明の送受信装置２０は、受信部と送信部を複数の圧電素子で別々に構成する場合と比較して、受信感度や送信音圧などの送受信特性を低下させることなく、小型化を図ることができる。
【００５６】
なお、回路素子がＥＣＵから出力された超音波の送信音圧、位相を制御する制御信号に基づいて、送信部２８に対して入力すべき入力信号を、同時に受信部２７に入力することにより、受信部２７が送信部２８の一部として機能するように構成することもできる。この場合、超音波の送信時には、積層圧電体３０の全部分を送信部２８として用いることができるので、より大きな振幅を得ることができ、より高い送信音圧の超音波を発振することができる。
【００５７】
次に、本発明の第１実施形態における第１変形例に係る超音波センサ１０ａについて、図３を参照して説明する。図３に示すように、本第１実施形態における第１変形例では、上述した送受信装置２０に代えて送受信装置２０ａを採用する点が、上述した超音波センサ１０と主に異なる以外は、上記第１実施形態と同様である。以下、これ以外の上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。なお、第１実施形態の超音波センサ１０と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
送受信装置２０ａは、上述した送受信装置２０に対して圧電素子２２に代えて積層圧電体３０ａを備えた圧電素子２２ａを採用するように構成されている。この積層圧電体３０ａは、上述した積層圧電体３０に対して、音響整合部材２１から離間する部位の横断面が、音響整合部材２１に近接する部位に対して大きくなるように形成されている。
【００５９】
具体的には、本第１実施形態における第１変形例では、送信部２８を構成する積層圧電体３０ａの横断面が、受信部２７を構成する積層圧電体３０ａの横断面や音響整合部材２１の横断面よりも大きくなるように形成されている。すなわち、送信部２８を構成する両内部電極３１，３２および圧電体３３の横断面は、受信部２７を構成する両内部電極３１，３２および圧電体３３の横断面よりも大きく形成されることとなる。
【００６０】
このように構成される超音波センサ１０ａでは、送信部２８における横断面が大きく形成されることとなるので、当該送信部２８による超音波の送信時により大きな振幅が得られ、より高い送信音圧の超音波を発振することができる。
【００６１】
また、受信部２７における横断面が送信部２８における横断面に対して相対的に小さく形成されることとなるので、送信部２８における横断面を大きく形成する場合あっても、受信部２７のキャパシタンスをより小さく抑えることができる。
【００６２】
なお、受信部２７を構成する積層圧電体３０ａの横断面が、送信部２８を構成する積層圧電体３０ａの横断面や音響整合部材２１の横断面に対してより小さくなるように形成されてもよい。この場合、上記作用効果に加えて、音響整合部材２１と積層圧電体３０ａとの接合部分の断面積が相対的に小さくなるため、超音波の受信時に上記接合部分に発生する歪みがさらに大きくなるので、出力電圧が大きくなり、受信感度を一層大きくすることができる。
【００６３】
次に、本発明の第１実施形態における第２変形例に係る超音波センサ１０ｂについて、図４を参照して説明する。図４に示すように、本第１実施形態における第２変形例では、上述した送受信装置２０に代えて送受信装置２０ｂを採用する点が、上述した超音波センサ１０と主に異なる以外は、上記第１実施形態と同様である。以下、これ以外の上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。なお、第１実施形態の超音波センサ１０と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
送受信装置２０ｂは、上述した送受信装置２０に対して圧電素子２２に代えて積層圧電体３０ｂを備えた圧電素子２２ｂを採用するように構成されている。この積層圧電体３０ｂは、上述した積層圧電体３０に対して、音響整合部材２１から離間するほどその横断面が徐々に大きくなるように形成されている。
【００６５】
具体的には、本第１実施形態における第２変形例では、送信部２８を構成する積層圧電体３０ｂの横断面が、受信部２７を構成する積層圧電体３０ｂの横断面や音響整合部材２１の横断面よりも大きくなるように形成されている。このようにしても、上述した第１の変形例と同様に、送信部２８を構成する両内部電極３１，３２および圧電体３３の横断面を、受信部２７を構成する両内部電極３１，３２および圧電体３３の横断面よりも大きく形成することができる。
【００６６】
このように構成される超音波センサ１０ｂでは、送信部２８における横断面が大きく形成されることとなるので、当該送信部２８による超音波の送信時により大きな振幅が得られ、より高い送信音圧の超音波を発振することができる。特に、積層圧電体３０ｂの断面が徐々に変化するので、積層圧電体３０ｂの断面が断続的に変化する場合に比較して、送信部２８で発生した超音波の振動の減衰を小さくすることができる。
【００６７】
また、受信部２７における横断面が送信部２８における横断面に対して相対的に小さく形成されることとなるので、送信部２８における横断面を大きく形成する場合あっても、受信部２７のキャパシタンスをより小さく抑えることができる。
【００６８】
なお、上記第１の変形例と同様に、受信部２７を構成する積層圧電体３０ａの横断面が、音響整合部材２１の横断面に対してより小さくなるように形成されてもよい。これにより、上記作用効果に加えて、音響整合部材２１と積層圧電体３０ｂとの接合部分の断面積が小さくなるため、超音波の受信時に上記接合部分に発生する歪みがさらに大きくなるので、出力電圧が大きくなり、受信感度を一層大きくすることができる。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る超音波センサ１０ｃについて、図５および図６を参照して説明する。図５および図６に示すように、本第２実施形態では、上述した送受信装置２０に代えて送受信装置２０ｃを採用する点が、上記第１実施形態にて述べた超音波センサ１０と主に異なる。したがって、第１実施形態の超音波センサ１０と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
図５および図６に示すように、送受信装置２０ｃは、上述した送受信装置２０に対して圧電素子２２に代えて積層圧電体３０ｃと音響整合部材２１および第２の音響整合部材２１ａとを備えた圧電素子２２ｃを採用するように構成されている。積層圧電体３０ｃは、上記第１実施形態で述べた積層圧電体３０と実質的に同じ構成であり、この積層圧電体３０ｃの積層方向の他端側に第２の音響整合部材２１ａが接合されている。なお、第２の音響整合部材２１ａとしては、音響整合部材２１と同一のものが用いられているが、実質的に同等の特性を有するものを用いてもよい。
【００７１】
そして、第１受信用外部電極２３は、音響整合部材２１近傍である各第１内部電極３１の一部に接続される部位と、第２の音響整合部材２１ａ近傍である各第１内部電極３１の他の一部に接続される部位との２つから構成されている。また、第２受信用外部電極２４は、第１受信用外部電極２３に接続される各第１内部電極３１と対をなす各第２内部電極３２であって、音響整合部材２１近傍の各第２内部電極３２に接続される部位と、第２の音響整合部材２１ａ近傍の各第２内部電極３２に接続される部位との２つから構成されている。
【００７２】
このように、本第２実施形態では、第１受信用外部電極２３が積層圧電体３０ｃの一側面に２つ設けられ、第２受信用外部電極２４が積層圧電体３０ｃの他側面に２つ設けられることにより、音響整合部材２１近傍および第２の音響整合部材２１ａ近傍にそれぞれ受信部２７が構成されることとなる。そして、両第１受信用外部電極２３は共通のワイヤ１３ａに電気的に接続され、両第２受信用外部電極２４は共通のワイヤ１３ｂに電気的に接続されている。
【００７３】
また、送信部２８は、上記第１実施形態と同様に、第１受信用外部電極２３に接続されていない各第１内部電極３１と、第２受信用外部電極２４に接続されていない各第２内部電極３２と、これら両内部電極３１，３２間に介在する各圧電体３３と、第１送信用外部電極２５および第２送信用外部電極２６とにより構成されている。
【００７４】
以上説明したように、本第２実施形態に係る超音波センサ１０ｃの送受信装置２０ｃでは、積層圧電体３０ｃには、積層方向の他端側にも第２の音響整合部材２１ａが接合されており、この第２の音響整合部材２１ａ近傍にも受信部２７が構成される。これにより、超音波の受信時には、両音響整合部材２１、２１ａ近傍のそれぞれの受信部２７から上記接合部分に発生する大きな歪みに応じた出力電圧が出力されるので、受信感度をより向上させることができる。また、両第１受信用外部電極２３は共通のワイヤ１３ａに電気的に接続され、両第２受信用外部電極２４は共通のワイヤ１３ｂに電気的に接続されているので、受信部２７全体の電荷量が増えるため信号強度が上がって外乱ノイズの影響が抑えられ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。なお、両第１受信用外部電極２３および両第２受信用外部電極２４には共通のワイヤ１３ａ、１３ｂを用いずに各受信部２７を別々に配線することもでき、それぞれの受信部２７で受信した超音波の信号を比較することで、Ｓ／Ｎを向上させることもできる。
【００７５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る超音波センサ１０について、図７および図８を参照して説明する。図７および図８に示すように、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた超音波センサ１０において、各内部電極３１，３２に代えて内部電極４１〜４４を採用し、各外部電極２３〜２６に代えて外部電極２３ａ〜２６ａを採用する点が主に異なる以外は、上記第１実施形態と同様である。以下、これ以外の上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。なお、上記第１実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７６】
本第３実施形態では、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、積層圧電体３０を構成する各内部電極として、第１受信用内部電極４１、第２受信用内部電極４２、第１送信用内部電極４３および第２送信用内部電極４４を採用するように構成されている。なお、図７（ａ）〜（ｄ）の各点線は、圧電体３３の横断面の形状を表す。そして、第１受信用内部電極４１および第２受信用内部電極４２は、受信部２７の内部電極として構成され、音響整合部材２１近傍に配置されている。また、第１送信用内部電極４３および第２送信用内部電極４４は、送信部２８の内部電極として構成され、音響整合部材２１から離間する部位に配置されている。
【００７７】
さらに、各内部電極４１〜４４にはそれぞれ各外部電極（以下、第１受信用外部電極２３ａ、第２受信用外部電極２４ａ、第１送信用外部電極２５ａ、第２送信用外部電極２６ａという）に接続される接続部４１ａ〜４４ａが設けられている。また、各内部電極４１〜４４は、各接続部４１ａ〜４４ａが四角柱状である積層圧電体３０の４つの側面のいずれか１つに露出するように配置されている。なお、図７からわかるように、各内部電極４１〜４４には同一形状の電極を用いることができるため、１種類の電極パターンが形成されたマスク等によりすべての内部電極４１〜４４を圧電体３３に対して形成することができ、製造コストを抑えることができる。
【００７８】
そして、図８に示すように、各第１受信用内部電極４１に接続されている第１受信用外部電極２３ａは、積層圧電体３０の一側面に設けられている。また、各第２受信用内部電極４２に接続されている第２受信用外部電極２４ａ、各第１送信用内部電極４３に接続されている第１送信用外部電極２５ａ、各第２送信用内部電極４４に接続されている第２送信用外部電極２６ａも同様に、残りの側面のいずれか１つにそれぞれ設けられている。さらに、各外部電極２３ａ〜２６ａが、ワイヤ１３ａ〜１３ｄのいずれかにそれぞれ電気的に接続されることで、送受信装置２０は、各ワイヤ１３ａ〜１３ｄを介して、回路素子に電気的に接続される。
【００７９】
また、上記第１、２実施形態のように、各受信用外部電極と各送信用外部電極とが積層圧電体３０の一側面および他側面に対して積層方向に沿って一直線上に配置される構成では、受信部と送信部との間の短絡を防ぐために各外部電極を高精度に形成する必要があるが、本第３実施形態では内部電極４１〜４４のようにパターンを変えることにより、各外部電極２３ａ〜２６ａが積層圧電体３０の各側面の１つに対していずれか１つのみが配置されているので、各外部電極２３ａ〜２６ａを高精度に形成する必要がなく容易に形成することができる。
【００８０】
以上説明したように、本第３実施形態に係る超音波センサ１０の送受信装置２０によれば、積層圧電体３０は四角柱状に形成され、各内部電極４１〜４４にそれぞれ接続される各外部電極２３ａ〜２６ａが積層圧電体３０の各側面の１つに対していずれか１つのみが配置されるため、積層圧電体３０の１つの側面上には各外部電極２３ａ〜２６ａのうちの２つ以上が設けられることもないので、各外部電極２３ａ〜２６ａ間の短絡を確実に防止することができる。
【００８１】
さらに、各内部電極４１〜４４を対応する外部電極２３ａ〜２６ａに接続するために当該各内部電極４１〜４４の接続部４１ａ〜４４ａを積層圧電体３０の側面にそれぞれ露出させる場合、この側面には他の外部電極に接続される内部電極の接続部が露出することもないため、当該側面における各内部電極４１〜４４の接続部４１ａ〜４４ａの露出位置を高精度に位置決めする必要がないので、各内部電極４１〜４４の製造作業等が容易になり当該送受信装置２０の製造コストを低減することができる。
【００８２】
次に、本発明の第３実施形態における第１変形例に係る超音波センサ１０について、図９および図１０を参照して説明する。図９および図１０に示すように、本第３実施形態における第１変形例では、上述した各内部電極３１，３２に代えて内部電極５１〜５４を採用し、各外部電極２３〜２６に代えて外部電極２３ｂ〜２６ｂを採用する点が主に異なる以外は、上記第１実施形態と同様である。以下、これ以外の上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。なお、上記第１実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
本第１変形例では、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、積層圧電体３０を構成する各内部電極として、第１受信用内部電極５１、第２受信用内部電極５２、第１送信用内部電極５３および第２送信用内部電極５４を採用するように構成されている。なお、図９（ａ）〜（ｄ）の各点線は、圧電体３３の横断面の形状を表す。そして、第１受信用内部電極５１および第２受信用内部電極５２は、受信部２７の内部電極として構成され、音響整合部材２１近傍に配置されている。また、第１送信用内部電極５３および第２送信用内部電極５４は、送信部２８の内部電極として構成され、音響整合部材２１から離間する部位に配置されている。
【００８４】
さらに、各内部電極５１〜５４にはそれぞれ各外部電極（以下、第１受信用外部電極２３ｂ、第２受信用外部電極２４ｂ、第１送信用外部電極２５ｂ、第２送信用外部電極２６ｂという）に接続される接続部５１ａ〜５４ａが設けられている。また、各内部電極５１〜５４は、各接続部５１ａ〜５４ａが四角柱状である積層圧電体３０の他側面のみに露出し積層圧電体３０の積層方向に沿って互いに所定間隔離間してそれぞれが一列に並ぶように配置されている。
【００８５】
そして、図１０に示すように、各第１受信用内部電極５１に接続されている第１受信用外部電極２３ｂ、各第２受信用内部電極５２に接続されている第２受信用外部電極２４ｂ、各第１送信用内部電極５３に接続されている第１送信用外部電極２５ｂ、各第２送信用内部電極５４に接続されている第２送信用外部電極２６ｂは、積層圧電体３０の他側面上に集中して配置されている。さらに、各外部電極２３ｂ〜２６ｂが、ワイヤ１３ａ〜１３ｄのいずれかにそれぞれ電気的に接続されることで、送受信装置２０は、各ワイヤ１３ａ〜１３ｄを介して、回路素子に電気的に接続される。なお、本第１変形例では、上記第３実施形態と同様に、内部電極５１〜５４のようにパターンを変えることにより、各外部電極２３ｂ〜２６ｂを高精度に形成する必要がなく容易に形成することができる。
【００８６】
このように本第３実施形態の第１変形例に係る超音波センサ１０の送受信装置２０によれば、各内部電極５１〜５４は、各接続部５１ａ〜５４ａが積層圧電体３０の他側面のみにそれぞれ露出するように配置される。これにより、各内部電極５１〜５４にそれぞれ接続される各外部電極２３ｂ〜２６ｂが積層圧電体３０の他側面上のみに集中して配置されることとなるので、当該送受信装置２０を筐体１１内に収容する際に各外部電極２３ｂ〜２６ｂが配置されない側面近傍に絶縁スペースを広くとる必要がなく、送受信装置２０を筐体１１内に設置するために必要なスペースを小さくすることができ、当該送受信装置２０を用いた超音波センサ１０の小型化を図ることができる。
【００８７】
次に、本発明の第３実施形態における第２変形例に係る超音波センサ１０について、図１１および図１２を参照して説明する。図１１および図１２に示すように、本第３実施形態における第２変形例では、上述した各内部電極３１，３２に代えて内部電極６１〜６４を採用し、各外部電極２３〜２６に代えて外部電極２３ｃ〜２６ｃを採用する点が主に異なる以外は、上記第１実施形態と同様である。以下、これ以外の上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。なお、上記第１実施形態と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
本第２変形例では、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、積層圧電体３０を構成する各内部電極として、第１受信用内部電極６１、第２受信用内部電極６２、第１送信用内部電極６３および第２送信用内部電極６４を採用するように構成されている。なお、図１１（ａ）〜（ｄ）の各点線は、圧電体３３の横断面の形状を表す。そして、第１受信用内部電極６１および第２受信用内部電極６２は、受信部２７の内部電極として構成され、音響整合部材２１近傍に配置されている。また、第１送信用内部電極６３および第２送信用内部電極６４は、送信部２８の内部電極として構成され、音響整合部材２１から離間する部位に配置されている。
【００８９】
さらに、各内部電極６１〜６４にはそれぞれ各外部電極（以下、第１受信用外部電極２３ｃ、第２受信用外部電極２４ｃ、第１送信用外部電極２５ｃ、第２送信用外部電極２６ｃという）に接続される接続部６１ａ〜６４ａが設けられている。そして、各第１受信用内部電極６１の各接続部６１ａおよび各第１送信用内部電極６３の各接続部６３ａは、四角柱状である積層圧電体３０の一側面のみに露出し、積層圧電体３０の積層方向に沿って互いに所定間隔離間してそれぞれが一列に並ぶように配置されている。また、各第２受信用内部電極６２の各接続部６２ａおよび各第２送信用内部電極６４の各接続部６４ａは、積層圧電体３０の他側面のみに露出し、積層圧電体３０の積層方向に沿って互いに所定間隔離間してそれぞれが一列に並ぶように配置されている。
【００９０】
そして、図１２に示すように、各第１受信用内部電極６１に接続されている第１受信用外部電極２３ｃと各第１送信用内部電極６３に接続されている第１送信用外部電極２５ｃとは、積層圧電体３０の一側面に設けられている。また、各第２受信用内部電極６２に接続されている第２受信用外部電極２４ｃと各第２送信用内部電極６４に接続されている第２送信用外部電極２６ｃとは、積層圧電体３０の他側面に設けられている。そして、各外部電極２３ｃ〜２６ｃがワイヤ１３ａ〜１３ｄのいずれかにそれぞれ電気的に接続されることで、送受信装置２０は、各ワイヤ１３ａ〜１３ｄを介して、回路素子に電気的に接続される。
【００９１】
このように本第３実施形態の第２変形例に係る超音波センサ１０の送受信装置２０によれば、上記第３実施形態と同様に、内部電極６１〜６４のようにパターンを変えることにより各外部電極２３ｃ〜２６ｃを高精度に形成する必要がなく容易に形成することができる。
【００９２】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）上記第３実施形態およびその第１，２変形例において、積層圧電体３０を略円柱状に形成する場合においても、外部電極形成面のみを部分的に平面にすることで同様の効果を得ることができる。略円柱形状に形成する場合は、不要振動の低減が可能である。また外部電極形成面のみを部分的に平面にすることで、電極形成が容易になる。
（２）上記第２実施形態において、内部電極３１、３２の接続部３１ａ、３２ａを積層圧電体３０の各側面の１つに対していずれか１つのみを露出させることで、上記第３実施形態と同様の効果を得ることができる。また、上記第２実施形態において、内部電極３１、３２の接続部３１ａ、３２ａを積層圧電体３０の所定の側面のみに露出させることで、上記第３実施形態の第１変形例と同様の効果を得ることができる。
（３）上記第１実施形態において、受信部２７には、第１内部電極３１および第２内部電極３２をそれぞれ１つのみ用いて構成することもできる。この場合、各内部電極３１，３２をそれぞれ複数用いて構成された受信部に比べて生産性は若干劣るものの、受信部のキャパシタンスをより小さく抑えて受信感度をさらに向上させることができる。また、上記第２実施形態において、受信部２７に、音響整合部材２１近傍および第２の音響整合部材２１ａ近傍の第１内部電極３１および第２内部電極３２をそれぞれ１つづつ用いて構成することで同様の効果を得ることができる。さらに、上記第３実施形態においても、受信部２７に、第１受信用内部電極４１および第２受信用内部電極４２をそれぞれ１つのみ用いて構成することで同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０〜１０ｃ…超音波センサ
２０〜２０ｃ…送受信装置
２１…音響整合部材
２１ａ…第２の音響整合部材
２２〜２２ｃ…圧電素子
２３〜２３ｃ…第１受信用外部電極（第１受信用の外部電極）
２４〜２４ｃ…第２受信用外部電極（第２受信用の外部電極）
２５〜２５ｃ…第１送信用外部電極（第１送信用の外部電極）
２６〜２６ｃ…第２送信用外部電極（第２送信用の外部電極）
２７…受信部
２８…送信部
３１…第１内部電極（第１の内部電極）
３２…第２内部電極（第２の内部電極）
３３…圧電体
４１，５１，６１・・・第１受信用内部電極
４２，５２，６２・・・第２受信用内部電極
４３，５３，６３・・・第１送信用内部電極
４４，５４，６４・・・第２送信用内部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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