(57)【要約】      （修正有）【課題】機械的クロストークによる影響を抑制可能な圧電センサー、及び電子機器を提供する。【解決手段】圧電センサーは、開口部１１１Ａを有する基板と、前記基板に設けられて前記開口部を閉塞する振動板１１２（１１２Ａ）と、第一電極１２１、第一圧電膜１２２、及び第二電極１２３を積層して構成された圧電素子１２であって、前記振動板のうち前記基板の厚み方向から見た平面視で前記開口部と重なる振動領域に設けられた圧電素子と、前記平面視で、少なくとも一部が前記振動領域の内側に設けられ、第三電極１３１、第二圧電膜１３２、及び第四電極１２３を積層して構成されて、前記振動領域の振動を抑制する制振部１３と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する基板と、
前記基板に設けられて前記開口部を閉塞する振動板と、
第一電極、第一圧電膜、及び第二電極を積層して構成された圧電素子であって、前記振動板のうち前記基板の厚み方向から見た平面視で前記開口部と重なる振動領域に設けられた圧電素子と、
前記平面視で、少なくとも一部が前記振動領域の内側に設けられ、第三電極、第二圧電膜、及び第四電極を積層して構成されて、前記振動領域の振動を抑制する制振部と、
を備えることを特徴とする圧電センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電センサーにおいて、
前記制振部は、前記圧電素子の駆動により振動する前記振動板の振動エネルギーを、電気エネルギーに変換する
ことを特徴とする圧電センサー。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電センサーにおいて、
前記第三電極及び前記第四電極は、電気抵抗値が所定値以上である抵抗部を介して電気接続されている
ことを特徴とする圧電センサー。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電センサーにおいて、
前記第三電極及び前記第四電極に接続され、前記第二圧電膜に所定の分極電圧を印加する分極電圧印加部を備える
ことを特徴とする圧電センサー。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の圧電センサーにおいて、
前記制振部は、前記振動領域の内外に亘って設けられている
ことを特徴とする圧電センサー。
【請求項６】
請求項１に記載の圧電センサーにおいて、
前記圧電素子及び前記制振部に周期駆動電圧を印加する電圧印加部を備え、
前記電圧印加部は、前記圧電素子に対して第一周期駆動電圧を印加した後、前記制振部に対して、前記第一周期駆動電圧と同一の周期の第二周期駆動電圧を印加する
ことを特徴とする圧電センサー。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧電センサーと、
前記圧電センサーを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電センサー、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１方向（Ｘ方向）及び第２方向（Ｙ方向）に沿って、複数の超音波素子が２次元アレイ構造に配置された圧電センサーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の超音波センサー（圧電センサー）では、複数の開口部を有する基板上に、開口部を塞ぐように振動板が設けられ、振動板上で各開口部と重なり合う位置に、圧電素子が配置されることで、複数の超音波素子（超音波トランスデューサー）が構成されている。このような超音波センサーでは、各圧電素子に電圧を印加することで、開口部を閉塞する振動板を振動させ、超音波を出力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような超音波センサーでは、１つの超音波素子を駆動させた際に、駆動対象の超音波素子の周囲に配置されている非駆動対象の超音波素子も振動してしまい（機械的クロストーク）、例えば超音波を送信する場合では、超音波のノイズ成分が増大する等の課題があった。
【０００５】
本発明は、機械的クロストークによる影響を抑制可能な圧電センサー、及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の適用例に係る圧電センサーは、開口部を有する基板と、前記基板に設けられて前記開口部を閉塞する振動板と、第一電極、第一圧電膜、及び第二電極を積層して構成された圧電素子であって、前記振動板のうち前記基板の厚み方向から見た平面視で前記開口部と重なる振動領域に設けられた圧電素子と、前記平面視で、少なくとも一部が前記振動領域の内側に設けられ、第三電極、第二圧電膜、及び第四電極を積層して構成されて、前記振動領域の振動を抑制する制振部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本適用例の圧電センサーは、第一電極、第一圧電膜、及び第二電極を積層して構成される圧電素子と、第三電極、第二圧電膜、及び第四電極を積層して構成される制振部とを備える。圧電素子は、振動板の振動領域に設けられ、制振部は、少なくとも一部が振動領域に設けられる。
このような構成の圧電センサーでは、圧電素子に電圧を印加した際に生じる振動板の振動を、制振部により抑制することができるので、振動領域及び圧電素子が２次元アレイ状に構成されている場合でも、機械的クロストークの影響を抑制することができる。
また、制振部が設けられていない場合、振動板の振動が静止するまでの時間が長くなる（所謂「尾引き」が長くなる）、との課題もある。これに対して、本適用例では、振動板を振動させた際の尾引きも短くできる。
【０００８】
本適用例の圧電センサーにおいて、前記制振部は、前記圧電素子の駆動により振動する前記振動板の振動エネルギーを、電気エネルギーに変換することが好ましい。
本適用例では、振動板が振動した際に第二圧電膜が歪むことで、第二圧電膜の第三電極と第四電極との間に電位差が生じる。つまり、制振部は、振動板の振動エネルギーを、電気エネルギーに変換し、振動エネルギーが減少させることができる。これにより、振動板の振動を減衰させることができる。
【０００９】
本適用例の圧電センサーにおいて、前記第三電極及び前記第四電極は、電気抵抗値が所定値以上である抵抗部を介して電気接続されていることが好ましい。
本適用例では、上述のように、制振部は、振動板の振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。そして、制振部の第三電極及び第四電極は、抵抗部を介して接続されているので、変換された電気エネルギーにより第三電極と第四電極との間に電流が流れ、抵抗部が発熱する。つまり、本適用例では、振動板の振動による振動エネルギーは、制振部で電気エネルギーに変換された後、抵抗部で熱エネルギーに変換され、空気中に放出される。これにより、振動板の振動エネルギーは、制振部を設けない場合に比べて迅速に減少し、振動板の振動を効率よく減衰させることができ、機械的クロストークの影響を抑制できる。
【００１０】
本適用例の圧電センサーにおいて、前記第三電極及び前記第四電極に接続され、前記第二圧電膜に所定の分極電圧を印加する分極電圧印加部を備えることが好ましい。
本適用例では、分極電圧印加部から第二圧電膜に分極電圧が印加される。このため、上記のように、振動板が振動した際に制振部で発生する電位差が大きくなり、抵抗部で発生する熱量も増大する。つまり、振動板の振動エネルギーを、効率よく熱エネルギーに変換することができ、振動板の振動をより迅速に減衰させることができる。
【００１１】
本適用例の圧電センサーにおいて、前記制振部は、前記振動領域の内外に亘って設けられていることが好ましい。
振動板の振動領域を圧電素子により振動させる場合、振動板は、開口部の縁に沿った振動領域の境界で、振動板のひずみ量が最大となる。本適用例では、制振部は、振動領域の内外に亘って設けられているので、振動板の振動領域の境界を覆って設けられることになる。このため、振動板を振動させた際の、第二圧電膜のひずみ量が大きくなり、第三電極及び第四電極の間の電位差も大きくなるので、抵抗部で発生する熱量も増大する。これにより、振動板の振動エネルギーを、効率よく熱エネルギーに変換することができ、振動板の振動をより迅速に減衰させることができる。
【００１２】
本適用例の圧電センサーにおいて、前記圧電素子及び前記制振部に周期駆動電圧を印加する電圧印加部を備え、前記電圧印加部は、前記圧電素子に対して第一周期駆動電圧を印加した後、前記制振部に対して、前記第一周期駆動電圧と同一の周期の第二周期駆動電圧を印加することが好ましい。
本適用例では、圧電素子に第一周期駆動電圧を印加して振動板を振動させた後、制振部に第二周期駆動電圧を印加して、振動板の振動を打ち消すように応力を付与する。これにより、振動板の振動を減衰させることができ、機械的クロストークの影響を抑制することができる。
【００１３】
第二の適用例に係る電子機器は、上述した第一の適用例の圧電センサーと、前記圧電センサーを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、上述したように、圧電センサーでの機械的クロストークの影響を抑制することができるので、圧電センサーを用いた各種処理を実施する際に、ノイズの発生を抑制した精度のよい各種処理を実施することができる。例えば、圧電センサーから超音波を出力する場合、所定タイミングで大音圧の超音波を出力することができ、機械的クロストークに起因した不要な超音波（ノイズ）の発信を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態の電子機器の一例である距離測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態のセンサー本体の構成を模式的に示す平面図。
【図３】図２に示す複数の超音波トランスデューサーのうちの１つを拡大した拡大平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線におけるセンサー本体の断面図。
【図５】第一実施形態の駆動回路の回路構成を示す概略図。
【図６】第一実施形態の超音波センサーにおける制振部による制振作用を説明するための等価回路を示す図。
【図７】圧電素子に駆動信号を入力した際の振動部のひずみ量を示した図。
【図８】第一実施形態における超音波トランスデューサーと比較例の超音波トランスデューサーとにおいて、振動部の振動が収束するまでの時間を示した図。
【図９】第二実施形態における駆動回路の回路構成を示す概略図。
【図１０】第二実施形態の超音波センサーにおける制振部による制振作用を説明するための等価回路を示す図。
【図１１】分極電圧に対する第二圧電膜の分極量を示す図。
【図１２】第三実施形態における超音波センサーの駆動回路の回路構成を示す概略図。
【図１３】第三実施形態における駆動信号、制振駆動信号の出力タイミング、及び振動部の振動変位量を示す図。
【図１４】変形例１に係る超音波センサーの送受信列を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第一実施形態］
以下、第一実施形態について説明する。
図１は、第一実施形態の電子機器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１（圧電センサー）と、超音波センサー１を制御する制御部３０とを備える。
超音波センサー１は、圧電センサーであり、この超音波センサー１は、図１に示すように、センサー本体１０と、センサー本体１０の駆動を制御する駆動回路２０とにより構成されている。
また、制御部３０は、超音波センサー１を制御し、超音波センサー１から超音波を送信させ、対象物により反射された超音波を受信させる。そして、制御部３０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１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。
【００１６】
［超音波センサー１の構成］
図２は、センサー本体１０の構成を模式的に示す平面図である。図３は、図２に示す複数の超音波トランスデューサーＴｒのうちの１つを拡大した拡大平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線で超音波トランスデューサーＴｒを切断した際の断面図である。
センサー本体１０は、図４に示すように、素子基板１１と、圧電素子１２と、制振部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。
【００１７】
（素子基板１１の構成）
素子基板１１は、図４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、基板本体部１１１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。
【００１８】
振動板１１２は、例えばＳｉＯ２や、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２の積層体等より構成され、基板本体部１１１の−Ｚ側に設けられる。振動板１１２の厚み寸法は、基板本体部１１１に対して十分小さい厚み寸法となる。この振動板１１２は、開口部１１１Ａを構成する基板本体部１１１の壁部１１１Ｂにより支持され、開口部１１１Ａの−Ｚ側を閉塞する。振動板１１２のうち、Ｚ方向から見た際に開口部１１１Ａと重なる領域（開口部１１１Ａを閉塞する領域）は、振動部１１２Ａを構成する。つまり、振動板１１２の振動部１１２Ａは、壁部１１１Ｂにより囲われ、開口部１１１Ａによって振動部１１２Ａの外縁が規定される。この振動部１１２Ａは、圧電素子１２により振動可能な振動領域となる。
【００１９】
（圧電素子１２の構成）
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と重なる位置のそれぞれに設けられている。より具体的には、圧電素子１２は、図４に示すように、振動部１１２Ａの外縁（開口部１１１Ａと壁部１１１Ｂとの境界）よりも内側に配置されている。
そして、圧電素子１２は、図３及び図４に示すように、振動板１１２上に駆動下部電極１２１、第一圧電膜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。ここで、駆動下部電極１２１は、第一電極に相当する。また、本実施形態では、図３及び図４に示すように、上部電極１２３は、制振部１３と共通となる。上部電極１２３のうち、Ｚ方向からの平面視で、駆動下部電極１２１及び第一圧電膜１２２と重なる部分は、第二電極を構成する。
【００２０】
ここで、振動板１１２における１つの振動部１１２Ａと、当該振動部１１２Ａ上に設けられた圧電素子１２とにより、１つの超音波トランスデューサーＴｒが構成される。よって、本実施形態では、図２に示すように、センサー本体１０には、Ｘ方向及びＹ方向に沿って複数の超音波トランスデューサーＴｒが配置される構成となる。
各超音波トランスデューサーＴｒでは、駆動下部電極１２１及び上部電極１２３の間に電圧が印加されることにより、第一圧電膜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の例えば＋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、第一圧電膜１２２の上下で電位差が発生する。したがって、駆動下部電極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。
【００２１】
（制振部１３の構成）
制振部１３は、図３及び図４に示すように、振動部１１２Ａの内外に亘って設けられている。言い換えると、制振部１３は、振動板１１２のうち、平面視で開口部１１１Ａと重なる領域から、壁部１１１Ｂと重なる領域に亘って、振動部１１２Ａの外縁を覆うように設けられている。
この制振部１３は、図３に示すように、振動板１１２上に、制振下部電極１３１、第二圧電膜１３２、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。ここで、制振下部電極１３１は、第三電極に相当する。また、上述したように、本実施形態では、上部電極１２３は、圧電素子１２と制振部１３とで共通となり、上部電極１２３のうち、平面視で制振下部電極１３１及び第二圧電膜１３２と重なる部分は、第四電極を構成する。
なお、制振部１３による振動部１１２Ａの制振についての説明は後述する。
【００２２】
（基板上の配線構成）
本実施形態では、各圧電素子１２の駆動下部電極１２１は、図３に示すように、圧電素子１２が配置された振動部１１２Ａの＋Ｘ側の壁部１１１Ｂと重なる位置まで延設されている。そして、Ｙ方向に並ぶ各圧電素子１２の駆動下部電極１２１のそれぞれは、図２に示すように、Ｙ方向に沿って設けられた駆動配線１２１Ａにより結線され、駆動配線１２１Ａの±Ｙ側端部に設けられた駆動端子１２１Ｐに接続される。
つまり、Ｙ方向に沿って配列された各超音波トランスデューサーＴｒの駆動下部電極１２１が互いに結線されて、１つの駆動端子１２１Ｐに接続される。これにより、Ｙ方向に並ぶ複数の超音波トランスデューサーＴｒにより、１チャンネルの送受信列ＣＨが構成され、複数の送受信列ＣＨがＸ方向に沿って配置されることで、１次元アレイ構造のセンサー本体１０が構成される。
【００２３】
一方、制振下部電極１３１は、図２及び図３に示すように、Ｙ方向に並ぶ各制振部１３が、互いに制振接続配線１３１Ａにより接続されている。また、Ｙ方向の±Ｙ側端部に設けられた制振下部電極１３１には、振動板１１２の基板外周部に向かって延設される制振接続配線１３１Ａが接続され、当該制振接続配線１３１Ａは、制振端子１３１Ｐ（図２参照）に接続される。
【００２４】
また、振動板１１２のうち、壁部１１１Ｂと重なり合う位置には、Ｙ方向に沿って共通配線１２３Ａが設けられている。そして、上部電極１２３は、図３及び図４に示すように、１つの振動部１１２Ａ上に配置される圧電素子１２及び制振部１３を覆うように形成され、−Ｘ側の端部が共通配線１２３Ａに接続されている。共通配線１２３Ａの±Ｙ側端部には、共通端子１２３Ｐ（図２参照）が設けられている。
【００２５】
［駆動回路２０の構成］
図５は、本実施形態における駆動回路２０の回路構成を示す概略図である。
駆動回路２０は、各駆動端子１２１Ｐに接続される第一端子２１と、各制振端子１３１Ｐに接続される第二端子２２と、各共通端子１２３Ｐに接続される第三端子２３とを備える。
【００２６】
また、駆動回路２０は、センサー本体１０により超音波を送受信させる回路構成として、スイッチング回路２４１、送信回路２４２、及び受信回路２４３、共通電位回路２４４等を備えている。
スイッチング回路２４１は、第一端子２１と送信回路２４２とを接続する送信接続、及び、第一端子２１と受信回路２４３とを接続する受信接続、を切り替える。また、スイッチング回路２４１は、第一端子２１毎に、送信接続に切り替えるタイミングを制御してもよい。この場合、各送受信列ＣＨに駆動信号を入力するタイミングをずらすことができ、超音波の送信方向や超音波ビームのビーム形状を制御することが可能となる。
【００２７】
送信回路２４２は、送受信列ＣＨに入力する駆動信号（周期駆動信号）を生成する。なお、スイッチング回路２４１において、第一端子２１毎に送信接続に切り替えるタイミングを制御する場合、送信回路２４２は、各送受信列ＣＨのそれぞれに対応して複数設けられていてもよい。
受信回路２４３は、スイッチング回路２４１により受信接続に切り替えられた際に、各送受信列ＣＨから出力される受信信号を処理する。受信回路２４３としては、従来の超音波の受信に用いられる回路を用いることができ、例えば、ノイズ成分を除去するバンドパスフィルター、受信信号を増幅するアンプ、受信信号をサンプリングするサンプルアンドホールド回路等を備える構成が例示できる。
共通電位回路２４４は、第三端子２３に接続され、上部電極１２３を所定の共通電位に維持する。
【００２８】
また、駆動回路２０には、制振部１３に係る制振回路構成として、抵抗部２５が設けられており、第二端子２２と、第三端子２３とが、抵抗部２５を介して電気接続されている。なお、この抵抗部２５は、電気抵抗値が所定値以上であり、少なくとも、制振下部電極１３１、制振端子１３１Ｐ、制振下部電極１３１から制振端子１３１Ｐまでの配線電極、駆動回路２０上の各配線に比べて高い電気抵抗値を有する。
【００２９】
（制振部１３による制振動作）
次に、制振部１３を用いた振動部１１２Ａの制振動作について説明する。
図６は、本実施形態の超音波センサー１における制振部１３による制振作用を説明するための等価回路を示す図である。
図６において、送信回路２４２からの周波数ｆの駆動信号Ｖ１（周期駆動電圧）を圧電素子１２に出力することで、容量Ｃ１の第一圧電膜１２２に駆動信号Ｖ１が印加され、１：ｉの変換効率で電気エネルギーが、第一圧電膜１２２の変形に係る機械エネルギー（振動エネルギー）に変換される。
また、第一圧電膜１２２が変形されることで、振動板１１２の振動部１１２Ａが変位し、振動エネルギーの一部が音波エネルギーに変換されて、音響負荷Ｒａｉｒに基づいた音圧の超音波が出力される。この第一圧電膜１２２の変形に係る振動エネルギーから、音波エネルギーへの変換効率は１：ｋであり、０＜ｋ＜１である。つまり、第一圧電膜１２２の変形に係る振動エネルギーは、全てが音波エネルギーに変換されるわけではなく、その余剰エネルギーによって、振動板１１２が振動する。
【００３０】
ここで、本実施形態では、振動部１１２Ａ上に設けられた制振部１３の第二圧電膜１３２（容量Ｃ２）によって、振動部１１２Ａの振動に係る振動エネルギーのうちの余剰エネルギーが、１：ｊ（０＜ｊ＜１）の変換効率で、電気エネルギーに変換される。また、駆動回路２０において、制振部１３の制振下部電極１３１に接続される第二端子２２と、上部電極１２３に接続される第三端子２３とが、抵抗部２５（抵抗値Ｒ１）を介して電気接続されている。このため、制振部１３で変換された電気エネルギーは、抵抗部２５で熱エネルギーに変換される。なお、この熱エネルギーは空気中に放出（放熱）される。
このため、振動部１１２Ａを振動させるための振動エネルギーが、制振部１３によって迅速に熱エネルギーに変換されることで、振動エネルギーが減少し、その結果、振動部１１２Ａが制振される。
【００３１】
ところで、制振部１３によって、高い制振作用を得るためには、制振部１３により、多くの振動エネルギーを電気エネルギーに変換し、抵抗部２５で熱エネルギーに変換することが好ましい。
図７は、圧電素子１２に駆動信号を入力した際の振動部１１２Ａのひずみ量を示した図である。図７に示すように、圧電素子１２に駆動信号を入力して超音波トランスデューサーＴｒを駆動させると、振動部１１２Ａの外縁（開口部１１１Ａと壁部１１１Ｂとの境界）でのひずみ量が最も大きくなる。そして、本実施形態では、制振部１３は、振動部１１２Ａの外縁に沿って、振動部１１２Ａの内外に亘る領域に設けられている。つまり、制振部１３は、振動部１１２Ａが振動した際に、ひずみ量が最も大きくなる位置に設けられている。これにより、本実施形態では、例えば制振部１３が振動部１１２Ａ内の振動部１１２Ａの外縁から離れた位置に設けられる場合に比べて、第二圧電膜１３２で発生する起電力が大きくなり、制振下部電極１３１と上部電極１２３との間の電位差も大きくなる。よって、振動エネルギーから熱エネルギーに変換されるエネルギー量も多くなり、振動部１１２Ａの制振効果をより高めることが可能となる。
【００３２】
次に、本実施形態における超音波トランスデューサーＴｒの振動と、制振部１３が設けられていない従来の超音波トランスデューサー（比較例）との差について説明する。
図８は、本実施形態における超音波トランスデューサーＴｒと比較例の超音波トランスデューサーとにおいて、振動部１１２Ａの振動が収束するまでの時間を示した図である。比較例では、本実施形態の超音波トランスデューサーＴｒにおいて、制振部１３が設けられていない従来の超音波トランスデューサーを用いる。
比較例の超音波トランスデューサーに対して、３パルス分の駆動信号Ｖ１を入力すると、図８に示すように、駆動信号Ｖ１の入力後も、余剰エネルギーによって、振動部１１２Ａが振動する。振動部１１２Ａは、圧電素子の内部負荷及び音響負荷に応じた減衰率で減衰振動するが、振動部１１２Ａの振動がなくなるまでの間、振動部１１２Ａから超音波が出力されてしまい、尾引きも長くなるので、超音波のノイズ成分が増大する。
また、この場合、駆動信号Ｖ１を入力していない非駆動対象の超音波トランスデューサーＴｒの振動部１１２Ａにも振動が伝搬する（機械的クロストーク）。このため、機械的クロストークによって、非駆動対象の超音波トランスデューサーＴｒからも超音波が出力されてしまい、超音波のノイズ成分となる。上記のように尾引きが長い分、機械的クロストークが生じる期間も長く、ノイズ成分がさらに増大してしまう。
【００３３】
これに対して、本実施形態では、３パルス分の駆動信号Ｖ１を圧電素子１２に印加して、振動部１１２Ａを振動させると、制振部１３の第二圧電膜１３２で電位差（制振部信号）が発生する。
【００３４】
そして、圧電素子１２への３パルス分の駆動信号Ｖ１の入力後は、本実施形態においても、振動部１１２Ａは余剰エネルギーによって振動する。しかしながら、図８に示すように、その振動振幅に応じた制振部信号が制振部１３から出力され、熱エネルギーに変換される。振動部１１２Ａの振動振幅が大きいほど、第二圧電膜１３２のひずみ量も大きくなるので、制振部信号も大きくなり、抵抗部２５に変換される熱エネルギーも増大する。このため、振動部１１２Ａを振動させる振動エネルギーは、急速に熱エネルギーに変換されることになる。よって、図８に示すように、制振部信号と同期するように、振動部１１２Ａの振動振幅も急速に減少し、尾引きが短くなる。
以上のように、本実施形態では、第一圧電膜１２２の変形によって生じた振動エネルギーのうち、音波エネルギーに変換されなかった余剰エネルギーは、制振部１３によって再度電気エネルギーに変換された後、熱エネルギーに変換され、放出される。これにより、制振部１３を設けない場合に比べて、振動部１１２Ａを振動させる余剰エネルギーの減少率が高くなり、振動部１１２Ａの振動を迅速に制振させることが可能となる。
【００３５】
［制御部３０の構成］
制御部３０は、超音波センサー１により得られた送受信結果に基づいて、超音波センサー１から対象物までの距離を測定する。
この制御部３０は、ＣＰＵ等により構成された演算部（図示略）と、メモリー等により構成された記憶部（図示略）とを備えている。そして、演算部は、メモリーに記憶されたソフトウェアを読み出して実行することで、超音波センサー１を制御して測長処理を実施する。
具体的には、演算部は、超音波センサー１から超音波を送信させ、対象物で反射した超音波を受信させる。そして、演算部は、超音波を送信した送信タイミングから、超音波を受信した受信タイミングまでの時間と、超音波を送信した媒体（例えば空気）での音速とに基づいて、超音波センサー１から対象物までの距離を算出する。
【００３６】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の超音波センサー１は、センサー本体１０及び駆動回路２０を備える。センサー本体１０は、基板本体部１１１の開口部１１１Ａを閉塞する振動板１１２と、振動板１１２の振動部１１２Ａ上に設けられる圧電素子１２とを備える。さらに、センサー本体１０は、振動部１１２Ａの少なくとも一部に設けられて、制振下部電極１３１と、第二圧電膜１３２と、上部電極１２３とにより構成された制振部１３を備える。
このような超音波センサー１では、圧電素子１２及び振動部１１２Ａにより構成される超音波トランスデューサーＴｒを駆動させると、振動部１１２Ａに振動が発生し、超音波が送信される。また、圧電素子１２への駆動信号の入力を停止すると、振動部１１２Ａの振動は、制振部１３により制振される。したがって、複数の超音波トランスデューサーＴｒがアレイ状に配置されていても、駆動対象の超音波トランスデューサーＴｒから、非駆動対象の超音波トランスデューサーＴｒへの機械的クロストークを抑制することができる。よって、非駆動対象の超音波トランスデューサーＴｒが駆動することによる超音波のノイズを抑制できる。
さらに、超音波トランスデューサーＴｒを駆動させてから、振動部１１２Ａの振動が静止するまでの時間（尾引き）も短くなり、尾引きに伴う超音波のノイズも抑制することができる。
【００３７】
本実施形態の超音波センサー１では、制振部１３は、圧電素子１２の駆動によって振動する振動部１１２Ａの振動エネルギーを、電気エネルギーに変換する。
これにより、振動部１１２Ａの振動に係る振動エネルギーが減少し、制振部１３がない場合に比べて、振動部１１２Ａの振動を効率よく減衰させることができる。よって、駆動対象の超音波トランスデューサーＴｒを駆動させた際の機械的クロストークの影響を抑制でき、かつ、尾引きも短くすることができる。
【００３８】
本実施形態では、駆動回路２０において、制振下部電極１３１に接続される第二端子２２と、上部電極１２３に接続される第三端子２３とが、抵抗部２５を介して電気接続されている。
このため、振動部１１２Ａの振動エネルギーは、制振部１３で電気エネルギーに変換され、さらに、抵抗部２５で熱エネルギーに変換される。これにより、振動部１１２Ａの振動エネルギーを、簡素な回路構成で効率よく減少させることができ、振動部１１２Ａを効率よく制振させることができる。
【００３９】
本実施形態の超音波センサー１では、制振部１３は、振動部１１２Ａの外縁に沿って、振動部１１２Ａの内外に亘って設けられている。
つまり、制振部１３は、圧電素子１２を駆動させて振動部１１２Ａを振動させた際に、ひずみ量が最大となる部分に設けられている。このため、振動部１１２Ａが振動した際の、制振部１３の第二圧電膜１３２のひずみ量も大きくなり、抵抗部２５で発生する熱量も増大する。これにより、振動部１１２Ａの振動エネルギーを、効率よく熱エネルギーに変換することができ、振動板１１２の振動をより迅速に減衰させることができる。
【００４０】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。
上述した第一実施形態では、駆動回路２０において、制振下部電極１３１に接続される第二端子２２と、上部電極１２３に接続される第三端子２３との間には、抵抗部２５のみが設けられる構成を例示した。これに対して、第二実施形態では、さらに、分極電圧印加部が設けられる点で第一実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、既に説明した事項については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００４１】
図９は、第二実施形態における駆動回路２０Ａの回路構成を示す概略図である。図１０は、第二実施形態の超音波センサー１Ａにおける制振部１３による制振作用を説明するための等価回路を示す図である。
本実施形態の超音波センサー１Ａでは、第一実施形態の駆動回路２０に替えて、図９に示すような駆動回路２０Ａが用いられる。
この駆動回路２０Ａにおける圧電素子１２の駆動に係る回路構成としては、第一実施形態と同様であり、スイッチング回路２４１、送信回路２４２、受信回路２４３、及び共通電位回路２４４を備えて構成されている。
【００４２】
一方、駆動回路２０Ａにおける制振部１３に係る回路構成として、第一実施形態と同様に、第二端子２２と第三端子２３とが抵抗部２５を介して電気接続されている。さらに、本実施形態では、図９及び図１０に示すように、第二端子２２と第三端子２３との間に分極電圧印加部２６が接続されている。
【００４３】
図１１は、分極電圧に対する第二圧電膜１３２の分極特性を示す図である。
一般に、本実施形態のような、薄膜型の第二圧電膜１３２では、図１１に示すように、印加される分極電圧に応じて分極量が変化する。つまり、分極電圧を印加していない場合の分極量Ｐは、「Ｐｒ」であり、分極電圧Ｖ３を印加することで、「Ｐｍ」まで分極量を増大させることができる。
本実施形態では、分極電圧印加部２６は、第二圧電膜１３２の分極量を最大分極量Ｐｍに維持する分極電圧Ｖ３を、第二圧電膜１３２に印加し続ける。この場合、振動部１１２Ａが振動した際に、制振部１３の第二圧電膜１３２の、制振下部電極１３１及び上部電極１２３間で発生する電位差が最大となる。
【００４４】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の超音波センサー１Ａでは、第二圧電膜１３２に分極電圧Ｖ３を印加する分極電圧印加部２６が設けられる。このため、本実施形態では、第一実施形態のような第二圧電膜１３２に分極電圧を印加しない場合に比べて、第二圧電膜１３２の分極量を増大させることができる。よって、振動部１１２Ａが振動した際に、制振部１３の制振下部電極１３１と上部電極１２３との間で発生する電位差がより大きくなり、抵抗部２５で発生する熱量も増大する。これにより、振動部１１２Ａの振動エネルギーを、より高い効率で熱エネルギーに変換することができ、振動部１１２Ａの振動をより迅速に減衰させることができる。
【００４５】
［第三実施形態］
次に、第三実施形態について説明する。第一実施形態及び第二実施形態では、振動部１１２Ａを振動させた際に、制振部１３で振動エネルギーを電気エネルギーに変換し、さらに、この電気エネルギーを抵抗部２５により熱エネルギーに変換した。これに対して、第三実施形態では、振動部１１２Ａに対して振動に抗する応力を制振部１３で発生させることで、振動を抑制する点で上記実施形態と相違する。
【００４６】
図１２は、第三実施形態における超音波センサー１Ｂの駆動回路２０Ｂの回路構成を示す概略図である。
本実施形態の超音波センサー１Ｂでは、第一実施形態の駆動回路２０に替えて、図１２に示すような駆動回路２０Ｂが用いられる。
この駆動回路２０Ｂにおける圧電素子１２の駆動に係る回路構成としては、第一実施形態と同様であり、スイッチング回路２４１、送信回路２４２、受信回路２４３、及び共通電位回路２４４を備えて構成されている。
【００４７】
一方、駆動回路２０Ｂにおける制振部１３に係る回路構成として、図１２に示すように、第二端子２２に接続される第二送信回路２７と、タイミング回路２８とが設けられている。なお、送信回路２４２、第二送信回路２７、及びタイミング回路２８は、電圧印加部を構成する。
【００４８】
第二送信回路２７は、第二端子２２から制振下部電極１３１に対して、制振駆動信号Ｖ４（第二周期駆動電圧）を印加する。この制振駆動信号Ｖ４は、送信回路２４２から圧電素子１２に出力される駆動信号Ｖ１（第一周期駆動電圧）と周波数ｆ（周期Ｔ１）が同一であり、駆動信号Ｖ１の圧電素子１２への入力後、駆動信号Ｖ１と同位相で第二送信回路２７から出力される。
【００４９】
タイミング回路２８は、送信回路２４２及び第二送信回路２７に接続され、送信回路２４２及び第二送信回路２７における駆動信号Ｖ１及び制振駆動信号Ｖ４の出力タイミングを制御する。
図１３は、本実施形態における駆動信号、及び制振駆動信号の出力タイミングを示す図である。
タイミング回路２８は、図１３に示すように、超音波の送信時に、送信回路２４２から所定パルス数（例えば３つ）の所定周期（周期Ｔ１）の駆動信号Ｖ１を送信回路２４２から圧電素子１２に入力させる。そして、タイミング回路２８は、駆動信号Ｖ１を出力が終了した直後から、第二送信回路２７で周期Ｔ１の制振駆動信号Ｖ４（第二周期駆動電圧）を制振部１３に入力させる。
これにより、振動部１１２Ａの振動を打ち消すように制振部１３が変形し、振動部１１２Ａの振動が抑制される。
【００５０】
つまり、圧電素子１２は、駆動下部電極１２１側が振動板１１２に接合されているのに対し、上部電極１２３側はフリーとなる。よって、圧電素子１２に駆動信号Ｖ１を入力すると、駆動信号Ｖ１のピーク電圧が印加されるタイミングと略同一タイミングで、振動部１１２Ａが開口部１１１Ａ側に大きく変位し、振動部１１２Ａが振動する。なお、実際には、駆動信号Ｖ１のピーク電圧に対して、所定の遅延時間後に振動部１１２Ａの変位が最大となる。
【００５１】
一方、制振部１３は、振動部１１２Ａの内外に亘って設けられている。制振部１３のうち振動部１１２Ａの外側に設けられている部分は、振動板１１２の変形が抑制される部位であるため、振動部１１２Ａのひずみ量よりも小さくなる。したがって、制振部１３に制振駆動信号Ｖ４を入力すると、制振駆動信号Ｖ４のピーク電圧が印加されるタイミングと略同一タイミングで、制振部１３の振動部１１２Ａが、開口部１１１Ａとは反対側に反り返るように変形する。
よって、タイミング回路２８は、図１３に示すように、駆動信号Ｖ１を圧電素子１２に入力し終わった直後から、制振駆動信号Ｖ４を制振部１３に印加する。つまり、仮に駆動信号Ｖ１を出力し続けた場合に、駆動信号Ｖ１と制振駆動信号Ｖ４とが同位相となるように、制振駆動信号Ｖ４を制振部１３に入力する。これにより、制振部１３は、振動部１１２Ａが＋Ｚ側（開口部１１１Ａ側）に変位した際に、振動部１１２Ａを−Ｚ側に撓ませるように振動部１１２Ａに応力を付与する。つまり、振動部１１２Ａの振動を打ち消すように制振部１３が駆動され、振動部１１２Ａが制振される。
なお、制振駆動信号Ｖ４は、時間経過とともに電圧値を漸減させることが好ましい。振動部１１２Ａの振動振幅（変位量）に応じて制振駆動信号Ｖ４の電圧値を漸減させることで、制振部１３による振動部１１２Ａの振動増進を抑制できる。
【００５２】
また、制振駆動信号Ｖ４の出力タイミングは、３パルスの駆動信号Ｖ１が圧電素子１２に入力された直後としたが、駆動信号Ｖ１の入力中であってもよい。つまり、上述したように、振動部１１２Ａの振動は、圧電素子１２や制振部１３に信号入力を行ったタイミングに対して僅かに遅延する。したがって、図１３に示すように、制振駆動信号Ｖ４を、３パルス目の駆動信号Ｖ１が入力し終わる前から制振部１３に入力してもよい。
【００５３】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の超音波センサー１Ｂでは、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、制振部１３は、振動部１１２Ａの外縁に沿って、振動部１１２Ａの内外に亘って設けられている。そして、駆動回路２０Ｂのタイミング回路２８は、送信回路２４２から圧電素子１２に周期Ｔ１の周期駆動電圧の駆動信号Ｖ１を入力させた後、制振部１３に対して、駆動信号Ｖ１と同じ周期Ｔ１の制振駆動信号Ｖ４を同位相で第二送信回路２７から入力させる。
これにより、圧電素子１２により振動部１１２Ａが振動された後、制振部１３が、振動部１１２Ａの振動を打ち消すように変形し、振動部１１２Ａが制振される。よって、第一実施形態や第二実施形態と同様に、振動部１１２Ａの振動を迅速に減衰させることができ、機械的クロストークの影響を抑制し、尾引きを短くすることができる。
【００５４】
［変形例］
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。
【００５５】
［変形例１］
上記実施形態では、Ｙ方向に並ぶ１列の超音波トランスデューサーＴｒによって１つの送受信列ＣＨが構成されたが、例えば、Ｘ方向及びＹ方向に並ぶ複数の超音波トランスデューサーＴｒにより送受信列ＣＨが構成されていてもよい。
図１４は、変形例１に係る超音波センサーにおける１つの送受信列ＣＨを示す平面図である。
図１４に示す超音波センサー１Ｃでは、Ｘ方向に４つ、Ｙ方向に８つの３２個の超音波トランスデューサーＴｒにより１つの送受信列ＣＨを構成する例である。図示は省略するが、超音波センサー１Ｃは、図４に示すような送受信列ＣＨが例えばＸ方向に複数配置されている。
【００５６】
図１４に示す送受信列ＣＨでは、例えば、Ｙ方向に隣り合う超音波トランスデューサーＴｒの間にＸ方向に延びる駆動配線１２１Ｂが設けられ、各駆動下部電極１２１が駆動配線１２１Ｂに接続されている。また、送受信列ＣＨの中心を通りＹ方向に平行な共通駆動配線１２１Ｃにより、複数の駆動配線１２１Ｂが結線され、共通駆動配線１２１Ｃの一端部で駆動端子１２１Ｐに接続されている。
【００５７】
また、Ｘ方向に並ぶ超音波トランスデューサーＴｒのうち、共通駆動配線１２１Ｃよりも＋Ｘ側に配置される超音波トランスデューサーＴｒにおいて、制振下部電極１３１が第二制振接続配線１３１Ｂによって互いに接続される。さらに、＋Ｘ側端部に配置された制振下部電極１３１同士は、第一実施形態と同様に、制振接続配線１３１Ａによって互いに接続されており、−Ｙ側端部の制振下部電極１３１が制振端子１３１Ｐに接続される。共通駆動配線１２１Ｃよりも−Ｘ側の超音波トランスデューサーＴｒについても同様に制振下部電極１３１が互いに接続されている。
【００５８】
そして、送受信列ＣＨの±Ｘ側及び＋Ｙ側の３方を囲うように、共通端子１２３Ｐに接続された共通配線１２３Ａが配置されている。Ｘ方向に並ぶ超音波トランスデューサーＴｒのうち、共通駆動配線１２１Ｃよりも＋Ｘ側の超音波トランスデューサーＴｒの上部電極１２３は共通とされ、＋Ｘ側の共通配線１２３Ａに接続されている。同様に、共通駆動配線１２１Ｃよりも−Ｘ側の超音波トランスデューサーＴｒの上部電極１２３は共通とされ、−Ｘ側の共通配線１２３Ａに接続されている。
このような構成とすることで、Ｘ方向及びＹ方向に複数配置された超音波トランスデューサーＴｒによって、１つの送受信列ＣＨを構成することができ、送受信列ＣＨを駆動させた際の送信超音波の音圧の向上を図ることができる。
なお、図１４に示す配線構成は、一例であり、これに限定されない。
【００５９】
また、上記第一実施形態から第三実施形態及び図１４に示す例では、送受信列ＣＨが、Ｘ方向に沿って複数配置されているが、送受信列ＣＨが、Ｘ方向及びＹ方向に複数配置される構成としてもよい。
さらに、複数の超音波トランスデューサーＴｒにより、１つの送受信列ＣＨが構成される例を示しているが、複数の超音波トランスデューサーＴｒのそれぞれを独立して駆動可能な構成としてもよい。この場合、各駆動下部電極１２１のそれぞれに対して、駆動端子１２１Ｐが設けられる。
【００６０】
上記第一実施形態から第三実施形態及び図１４に示す例では、複数の超音波トランスデューサーＴｒにより、超音波の送信及び受信を行う送受信列ＣＨを構成する例であるが、これに限定されない。複数の超音波トランスデューサーＴｒにより構成されて、超音波を送信する送信列と、複数の超音波トランスデューサーＴｒにより構成されて、超音波と受信する受信列とを、それぞれ別構成として構成してもよい。この場合、送信列の駆動端子１２１Ｐを送信回路２４２に接続し、受信列の駆動端子１２１Ｐを受信回路２４３に接続する。
各超音波トランスデューサーＴｒをそれぞれ独立して駆動させる場合も同様に、超音波を送信する送信トランスデューサーと、超音波を受信する受信トランスデューサーと、により構成されていてもよい。
【００６１】
［変形例２］
上記第一実施形態及び第二実施形態において、制振部１３が、振動部１１２Ａの外縁に沿って、かつ、振動部１１２Ａの内外に亘って設けられる例を示した。これに対して、第一実施形態や第二実施形態のように、制振部１３により、振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで振動部１１２Ａの振動を抑制する構成では、制振部１３が、振動部１１２Ａの外縁よりも内側に設けられていてもよい。
例えば、圧電素子１２に対して制振部１３を重ねて配置してもよい。この場合、振動部１１２Ａ上に、駆動下部電極１２１、第一圧電膜１２２、上部電極１２３、第二圧電膜１３２、及び制振下部電極１３１の順に積層した積層体としてもよい。このような構成では、制振部１３による振動部１１２Ａの振動阻害が抑制され、圧電素子１２に駆動信号を入力した際の振動部１１２Ａの振動をより大きくできる。
【００６２】
［変形例３］
第一実施形態から第三実施形態の超音波トランスデューサーＴｒでは、圧電素子１２と制振部１３とで上部電極１２３が共通となる例を示したが、これに限定されない。例えば、圧電素子１２を構成する上部電極（第二電極）と、制振部１３を構成する上部電極（第四電極）とをそれぞれ別構成として設けてもよい。この場合、制振部１３の上部電極（第四電極）は、共通電位に接続されていなくてもよい。
【００６３】
また、第一実施形態から第三実施形態の超音波トランスデューサーＴｒでは、圧電素子１２を構成する第一圧電膜１２２と、制振部１３を構成する第二圧電膜１３２とを別構成としたが、第一圧電膜１２２と第二圧電膜１３２とが一体に構成され、第一圧電膜１２２と第二圧電膜１３２とが連続する構成としてもよい。
【００６４】
［変形例４］
上記第一実施形態では、駆動回路２０において、第二端子２２と第三端子２３とを抵抗部２５を介して接続する例を示したが、例えば、センサー本体１０の振動板１１２上で、上部電極１２３と制振下部電極１３１とを抵抗部を介して接続する構成としてもよい。
第二実施形態においても同様であり、振動板１１２上で上部電極１２３と制振下部電極１３１とを抵抗部を介して接続してもよい。さらに、第二実施形態において、センサー本体１０に、例えば電池等により構成された分極電圧印加部が設けられ、制振下部電極１３１と上部電極１２３との間に分極電圧が印加される構成としてもよい。
【００６５】
［変形例５］
第三実施形態において、圧電素子１２に駆動信号Ｖ１を入力する送信回路２４２とは別に、制振部１３に制振駆動信号Ｖ４を入力する第二送信回路２７を設ける構成を例示したが、これに限定されない。
第一端子２１及び第三端子２３の双方が、スイッチング回路を介して送信回路２４２に接続され、送信回路２４２から圧電素子１２及び制振部１３に駆動信号Ｖ１を入力する構成としてもよい。この場合、超音波の送信時に、送信回路２４２から周期Ｔ１の駆動信号Ｖ１を生成し、スイッチング回路において、第一端子２１と送信回路２４２とを接続し、制振部１３と送信回路２４２とを切断する。そして、所定パルス数の駆動信号Ｖ１を圧電素子１２に入力した後、スイッチング回路において、第一端子２１と送信回路２４２とを切断し、制振部１３と送信回路２４２とを接続する。これにより、上記第三実施形態と同様、制振部１３により振動部１１２Ａの振動が制振される。
なお、スイッチング回路に替えて、マルチプレクサーを用い、駆動信号Ｖ１の出力先を変更してもよい。
【００６６】
［変形例６］
第三実施形態では、制振部１３が、振動部１１２Ａの内外に亘って設けられる例を示したが、制振部１３全体が、振動部１１２Ａに設けられていてもよい。この場合、駆動信号Ｖ１に対して半周期分位相をずらして制振部１３に制振駆動信号Ｖ４を入力する。つまり、制振部１３が振動部１１２Ａ内に位置する場合、圧電素子１２と同様に、制振駆動信号Ｖ４がピーク電圧となった際に、制振部１３は、振動部１１２Ａを開口部１１１Ａ側に変位させるように変形する。したがって、制振駆動信号Ｖ４の位相を駆動信号Ｖ１に対して半周期分位相をずらすことで、振動部１１２Ａの変位方向と逆方向に応力を付与することができ、振動部１１２Ａを制振させることができる。
【００６７】
［変形例７］
第三実施形態では、所定パルス数の駆動信号Ｖ１を圧電素子１２に入力した直後に制振駆動信号Ｖ４を制振部１３に入力する例を示した。また、振動部１１２Ａの振動が、圧電素子１２や制振部１３への信号入力タイミングに対して遅延することから、駆動信号Ｖ１の信号入力前から制振駆動信号Ｖ４を制振部１３に入力してもよい旨を示した。
これに対して、制振駆動信号Ｖ４の制振部１３への入力タイミングを、所定パルス数の駆動信号Ｖ１を圧電素子１２に入力し終わってから、所定時間経過したタイミングとしてもよい。すなわち、距離測定装置１００では、超音波を受信する際に、機械的クロストークや尾引きの影響によって振動板１１２が振動していると、受信精度が低下する。よって、超音波を受信する際に、振動部１１２Ａの振動を静止させることが好ましい。ここで、超音波センサー１Ｂから対象物までの距離が、比較的遠距離である場合では、超音波を送信した後、対象物からの反射波が超音波センサー１Ｂに入力されるまでの時間が長くなる。この場合、駆動信号Ｖ１を圧電素子１２に入力した後、対象物からの超音波が超音波センサー１Ｂで受信されるまでの間に、制振駆動信号Ｖ４を制振部１３に入力して振動部１１２Ａを制振させればよい。したがって、所定パルス数の駆動信号Ｖ１を圧電素子１２に入力して、所定時間経過した後に、制振駆動信号Ｖ４を制振部１３に入力してもよい。
【００６８】
［変形例８］
上記第一実施形態では、電子機器の一例として距離測定装置１００を例示し、圧電センサーとして超音波センサー１を例示したが、これに限定されない。例えば、電子機器として印刷装置等にも超音波センサー１を適用できる。この場合、インクが貯留されるインク室に圧電センサーを配置し、圧電センサーの振動部１１２Ａを駆動させることで、インク室に接続されたノズルからインクを吐出させる構成とすることができる。この場合でも、振動部１１２Ａの振動による機械的クロストークを抑制でき、かつ、尾引きを短くできるので、ノズルから必要な量のインクを適切に吐出させることができる。
【００６９】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造などに適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…超音波センサー（圧電センサー）、１０…センサー本体、１１…素子基板、１２…圧電素子、１３…制振部、２０，２０Ａ，２０Ｂ…駆動回路、２１…第一端子、２２…第二端子、２３…第三端子、２５…抵抗部、２６…分極電圧印加部、２７…第二送信回路（電圧印加部）、２８…タイミング回路、３０…制御部、１００…距離測定装置（電子機器）、１１１…基板本体部、１１１Ａ…開口部、１１１Ｂ…壁部、１１２…振動板、１１２Ａ…振動部（振動領域）、１２１…駆動下部電極（第一電極）、１２２…第一圧電膜、１２３…上部電極（第二電極、第四電極）、１３１…制振下部電極（第三電極）、１３２…第二圧電膜、２４１…スイッチング回路、２４２…送信回路（電圧印加部）、２４３…受信回路、２４４…共通電位回路、ＣＨ…送受信列、Ｒ１…抵抗部の抵抗値、Ｔ１…周期駆動電圧の周期、Ｔｒ…超音波トランスデューサー、Ｖ１…駆動信号（周期駆動電圧）、Ｖ３…分極電圧、Ｖ４…制振駆動信号（周期駆動電圧）、ｆ…周期駆動電圧の周波数。
【図１】
2019213392.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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