(57)【要約】      （修正有）【課題】ドライブ特性の低下を抑制しつつ、超音波の送信音圧の増大を図れる超音波センサー、及び超音波装置を提供する。【解決手段】超音波センサー１０は、複数の振動部を備えた振動板１１２と、振動板１１２に設けられて振動部を囲う壁部と、複数の振動部のうち、所定数の振動部に設けられた第一圧電素子と、第一圧電素子が設けられていない振動部に設けられた第二圧電素子と、を備える。第一圧電素子は、駆動信号の入出力が可能であり、かつ、少なくとも１つの他の第一圧電素子と並列接続され、第二圧電素子は、第一圧電素子とは電気的に絶縁され、一方向で隣り合う第一圧電素子の間に、第二圧電素子が配置されている。【選択図】図２
2019176292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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うち、所定数の前記振動部に設けられた第一圧電素子と、
前記第一圧電素子が設けられていない前記振動部に設けられた第二圧電素子と、を備え、
前記第一圧電素子は、駆動信号の入出力が可能であり、かつ、少なくとも１つの他の前記第一圧電素子と並列接続され、
前記第二圧電素子は、前記第一圧電素子とは電気的に絶縁され、
一方向で隣り合う前記第一圧電素子の間に、前記第二圧電素子が配置されている
ことを特徴とする超音波センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波センサーにおいて、
前記振動板には、並列接続された所定数の前記第一圧電素子を含んで構成される素子群が配置された第一領域を備え、
前記第一領域は、第一方向に複数配置されており、
前記第一方向に隣り合う前記第一領域の間に、前記第二圧電素子が配置されている
ことを特徴とする超音波センサー。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波センサーにおいて、
前記第一領域を囲って、複数の前記第二圧電素子が配置されている
ことを特徴とする超音波センサー。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の超音波センサーにおいて、
前記第一領域は、前記第一方向に配置された複数の前記第一圧電素子を含み、前記第一方向に隣り合う前記第一圧電素子の間に前記第二圧電素子が配置されている
ことを特徴とする超音波センサー。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の超音波センサーにおいて、
前記第一領域は、前記第一方向に交差する第二方向に配置された複数の前記第一圧電素子を含み、前記第二方向に隣り合う前記第一圧電素子の間に前記第二圧電素子が配置されている
ことを特徴とする超音波センサー。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超音波センサーと、
前記第一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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサー、及び超音波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動板を振動させることで超音波の送受信を行う超音波センサーが知られている（例えば、特許文献１）。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−３４０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のような超音波センサーにおいて、超音波センサーから送信する超音波の音圧を増大させるには、１チャンネルに含まれる超音波トランスデューサーの数（素子数）を増大させることが考えられる。しかしながら、チャンネルに含まれる素子数を増大させると、チャンネル全体での合計電気容量（合計静電容量）も増大してしまい、超音波センサーを駆動させるためのドライブ特性が低下する。
【０００５】
本発明は、ドライブ特性の低下を抑制しつつ、超音波の送信音圧の増大を図れる超音波センサー、及び超音波装置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】
本発明の一適用例に係る超音波センサーは、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うち、所定数の前記振動部に設けられた第一圧電素子と、前記第一圧電素子が設けられていない前記振動部に設けられた第二圧電素子と、を備え、前記第一圧電素子は、駆動信号の入出力が可能であり、かつ、少なくとも１つの他の前記第一圧電素子と並列接続され、前記第二圧電素子は、前記第一圧電素子とは電気的に絶縁され、一方向で隣り合う前記第一圧電素子の間に、前記第二圧電素子が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例の超音波センサーでは、振動板には、壁部によって囲われる複数の振動部が設けられ、これらの振動部のうち所定数の振動部に第一圧電素子が配置され、残りの振動部に第二圧電素子が配置される。第一圧電素子は、少なくとも１つの他の第一圧電素子と電気的に並列接続される圧電素子であり、駆動信号が入力されることで、並列接続された複数の第一圧電素子が同時に駆動される。一方、第二圧電素子は、第一圧電素子とは電気的に絶縁された圧電素子であり、一方向において隣り合う第一圧電素子の間に配置されている。なお、以降の説明にあたり、第一圧電素子及び当該第一圧電素子が配置された振動部により構成される超音波トランスデューサーを駆動トランスデューサー、第二圧電素子及び当該第二圧電素子が配置された振動部により構成される超音波トランスデューサーを非駆動トランスデューサーと称する場合がある。
【０００８】
上記のような本適用例では、第一圧電素子に対して駆動信号が入力されることで、第一圧電素子が伸縮し、当該第一圧電素子が配置される振動部が振動することで、駆動トランスデューサーから超音波が送信される。この際、駆動トランスデューサーの振動部の振動は、振動板を介して、第二圧電素子が配置された振動部に伝搬される（機械的クロストーク）。これにより、非駆動トランスデューサーの振動部が共振し、非駆動トランスデューサーからも超音波が送信される。つまり、本適用例では、駆動トランスデューサーを駆動させるだけで、その駆動トランスデューサーの近傍に配置される非駆動トランスデューサーからも超音波が送信されることになり、超音波センサーから大音圧の超音波を送信することが可能となる。
また、このような構成では、送信超音波の音圧を上げるために、駆動信号を入力する第一圧電素子の数を増やす必要がない。よって、並列接続される駆動トランスデューサーの全体の合計静電容量も大きくならない。このため、ドライブ特性の低下を抑制しつつ、送信超音波の音圧を上げることができる。
【０００９】
本適用例の超音波センサーにおいて、前記振動板には、並列接続された所定数の前記第一圧電素子を含んで構成される素子群が配置された第一領域を備え、前記第一領域は、第一方向に複数配置されており、前記第一方向に隣り合う前記第一領域の間に、前記第二圧電素子が配置されていることが好ましい。
本適用例では、並列接続された第一圧電素子により１つの素子群が構成される。そして、振動板には、素子群が配置される第一領域が、第一方向に沿って複数配置され、これらの複数の第一領域の間に第二圧電素子、つまり非駆動トランスデューサーが配置される。
このように、第一方向に複数の素子群を配置する構成とする場合、例えば、各素子群を同時に駆動させることで、より大音圧の超音波を超音波センサーから送信することができる。また、各素子群を遅延駆動させれば、超音波の送信方向を遅延時間に応じた方向に抜けることができ、超音波の送信方向の制御を行うこともできる。そして、本適用例では、第一方向に隣り合う第一領域の間に非駆動トランスデューサーが配置される。このような構成では、第一領域の素子群（駆動トランスデューサー）を駆動させることで、第一領域に隣り合って配置された非駆動トランスデューサーの振動部を共振させることができる。これにより、超音波センサーのドライブ特性の低下を抑制しつつ、第一領域の素子群を駆動させた際の超音波の音圧を上げることができる。
【００１０】
本適用例の超音波センサーにおいて、前記第一領域を囲って、複数の前記第二圧電素子が配置されていることが好ましい。
本適用例では、複数の第二圧電素子（非駆動トランスデューサー）が、第一領域を囲うように配置されている。これにより、例えば、非駆動トランスデューサーが、第一方向に隣り合う第一領域の間のみに配置される場合に比べて、第一領域の素子群を駆動させた際に共振する非駆動トランスデューサーの数を増やすことができる。これにより、より大きい音圧の超音波を送信することが可能となる。
【００１１】
本適用例の超音波センサーにおいて、前記第一領域は、前記第一方向に配置された複数の前記第一圧電素子を含み、前記第一方向に隣り合う前記第一圧電素子の間に前記第二圧電素子が配置されていることが好ましい。
本適用例では、第一方向に隣り合う第一領域の間に加え、さらに、第一領域内の第一方向に隣り合う駆動トランスデューサー間にも非駆動トランスデューサーが配置される。これにより、第一領域内の全ての超音波トランスデューサーを駆動トランスデューサーとする場合に比べて、合計静電容量を少なくでき、超音波センサーのドライブ特性の向上を図れる。また、駆動トランスデューサーを駆動させれば、第一領域内の非駆動トランスデューサーの振動部も共振するため、大音圧の超音波を送信することができる。
【００１２】
本適用例の超音波センサーにおいて、前記第一領域は、前記第一方向に交差する第二方向に配置された複数の前記第一圧電素子を含み、前記第二方向に隣り合う前記第一圧電素子の間に前記第二圧電素子が配置されている。
本適用例では、第一方向に交差する第二方向に隣り合う駆動トランスデューサー間にも非駆動トランスデューサーが配置される。これにより、第一領域内の全ての超音波トランスデューサーを駆動トランスデューサーとする場合に比べて、合計静電容量を少なくでき、超音波センサーのドライブ特性の向上を図れる。また、駆動トランスデューサーを駆動させれば、第一領域内の非駆動トランスデューサーの振動部も共振するため、大音圧の超音波を送信することができる。
【００１３】
本発明の一適用例に係る超音波装置は、上述した適用例の超音波センサーと、前記第一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。
本適用例では、上述したように、第一圧電素子を構成する駆動トランスデューサーに駆動信号を入力して駆動させれば、駆動トランスデューサーに隣り合う非駆動トランスデューサーの振動部を振動させることができ、大音圧の超音波を送信することができる。また、並列接続される駆動トランスデューサーの数を合計静電容量が大きくならず、ドライブ特性の低下を抑制しつつ、送信超音波の音圧を上げることができる。このため、超音波センサーに駆動信号を出力する駆動回路の構成も簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態の超音波装置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】第一実施形態の超音波センサーの構成を模式的に示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線における超音波センサーの断面図。
【図４】第一実施形態の第一変形例における超音波センサーの構成を模式的に示す平面図。
【図５】第一実施形態の第二変形例における超音波センサーの構成を模式的に示す平面図。
【図６】比較例１の超音波センサーの概略構成を示す平面図。
【図７】比較例１と本実施形態とにおける送信音圧の比較図。
【図８】第二実施形態の超音波センサーの構成を模式的に示す平面図。
【図９】第二実施形態の変形例の超音波トランスデューサーの構成を模式的に示す平面図。
【図１０】変形例４の超音波トランスデューサーの構成を模式的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第一実施形態］
以下、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１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１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１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１の構成について、具体的に説明する。
【００１６】
［超音波センサー１０の構成］
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（第一方向）及びＹ方向（第二方向）とする。
【００１７】
（素子基板１１の構成）
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。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、平面視で開口部１１１Ａと重なる部分（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により振動可能となる振動領域となる。
【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。
【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。したがって、図２に示すように、超音波センサー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。
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。
【００２１】
（ダンパー層１３の構成）
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。
【００２２】
［超音波センサー１０における超音波トランスデューサーＴｒの配置］
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。
本実施形態の超音波センサー１０では、振動板１１２は、第一領域Ａｒ１（駆動領域）と、第二領域Ａｒ２（共振領域）を含む。第一領域Ａｒ１は、Ｘ方向に沿って複数配置され、各第一領域Ａｒ１を囲うように第二領域Ａｒ２が配置されている。
【００２３】
（第一領域Ａｒ１）
第一領域Ａｒ１内には、並列接続された超音波トランスデューサーＴｒ（以降、駆動トランスデューサーＴｒ１と称する場合がある）により構成された送受信部Ｃｈ（素子群）が配置されている。ここで、送受信部Ｃｈを構成する各駆動トランスデューサーＴｒ１の圧電素子１２は、本発明の第一圧電素子に相当する。
具体的には、第一領域Ａｒ１内で、下部電極１２１は、Ｙ方向で並ぶ複数の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る。また、第一領域Ａｒ１内でＸ方向に並ぶ複数（図２の例では４つ）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。
一方、第一領域Ａｒ１内で、上部電極１２３は、Ｘ方向で並ぶ複数の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、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。
駆動端子１２１Ｐ及び共通端子１２３Ｐは、それぞれ駆動回路３０に接続され、駆動端子１２１Ｐには、駆動回路３０から駆動信号が入力され、共通端子１２３Ｐには、所定の共通電位（例えば−３Ｖ）が印加される。
【００２４】
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。
【００２５】
超音波センサー１０から超音波を送信する際、上記のように、上部電極１２３に共通電位が印加され、下部電極１２１に駆動信号が入力される。図２に示すように、各送受信部Ｃｈのそれぞれに対応して駆動端子１２１Ｐが設けられているので、各送受信部Ｃｈに対して独立して駆動信号を入力することができる。このため、駆動回路３０から駆動信号を入力する駆動端子１２１Ｐを選択することで、各送受信部Ｃｈを遅延駆動させたり、同時駆動させたり、個別駆動させたりすることができる。
【００２６】
（第二領域Ａｒ２）
第二領域Ａｒ２は、第一領域Ａｒ１の外側に配置される。なお、本実施形態では、各第一領域Ａｒ１の端部からＸ方向に１つ分、Ｙ方向に２つ分の超音波トランスデューサーＴｒが配置されることで、第二領域Ａｒ２が構成される例を示す。
なお、第二領域Ａｒ２に配置される超音波トランスデューサーＴｒの数は、上記に限定されない。例えば、第一領域Ａｒ１からＸ方向及びＹ方向に１つ分の超音波トランスデューサーＴｒが配置される領域を第二領域Ａｒ２としてもよく、３つ分以上の超音波トランスデューサーＴｒが配置される領域を第二領域Ａｒ２としてもよい。
【００２７】
第二領域Ａｒ２内の各超音波トランスデューサーＴｒ（以降、非駆動トランスデューサーＴｒ２と称する場合がある）は、駆動トランスデューサーＴｒ１とは電気的に絶縁されている。すなわち、第二領域Ａｒ２内の超音波トランスデューサーＴｒの圧電素子１２は、本発明の第二圧電素子に相当する。
【００２８】
具体的には、非駆動トランスデューサーＴｒ２では、下部電極１２１が、駆動トランスデューサーＴｒ１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、非駆動トランスデューサーＴｒ２の上部電極１２３は、駆動トランスデューサーＴｒ１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、駆動トランスデューサーＴｒ１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。
以上のような非駆動トランスデューサーＴｒ２では、駆動トランスデューサーＴｒ１を駆動させる際に、駆動信号が入力されない。
【００２９】
本実施形態では、超音波の送信時において、第一領域Ａｒ１の各駆動トランスデューサーＴｒ１を駆動させることで、駆動トランスデューサーＴｒ１の振動部１１２Ａが振動し、この振動が振動板１１２を介して第二領域Ａｒ２に伝搬される（機械的クロストーク）。この機械的クロストークの影響により、第二領域Ａｒ２の各非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａが共振し、第二領域Ａｒ２の各非駆動トランスデューサーＴｒ２から超音波が送信される。
ここで、第二領域Ａｒ２の各非駆動トランスデューサーＴｒ２は、第一領域Ａｒ１の各駆動トランスデューサーＴｒ１と同様に、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。
【００３０】
［制御部２０の構成］
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１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。
【００３１】
駆動回路３０は、超音波センサー１０の駆動を制御するためのドライバー回路であり、例えば図１に示すように、基準電位回路３１、切替回路３２、送信回路３３、及び受信回路３４等を備える。
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に配置された各駆動トランスデューサーＴｒ１の下部電極１２１（駆動端子１２１Ｐ）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、各駆動端子１２１Pのそれぞれと送信回路３３とを接続する送信接続、及び、各駆動端子１２１Ｐのそれぞれと受信回路３４とを接続する受信接続を切り替える。
【００３２】
送信回路３３は、切替回路３２及び演算部４０に接続され、切替回路３２が送信接続に切り替えられた際に、演算部４０の制御に基づいて、第一領域Ａｒ１内の各駆動トランスデューサーＴｒ１にパルス波形の駆動信号を出力し、超音波センサー１０から超音波を送信させる。
【００３３】
ところで、送信回路３３から、複数の超音波トランスデューサーＴｒに対して駆動信号を入力する場合、送信回路３３に接続される超音波トランスデューサーＴｒの数によって、ドライブ特性（駆動特性）が変動する。つまり、送信回路３３から出力可能な駆動信号の電圧（上限値から下限値までの電圧幅）をＶｐとし、送信回路３３に接続される超音波トランスデューサーＴｒの合計静電容量をＣ、駆動信号の駆動周波数をｆとすると、送信回路３３に求められる実効値電流Ｉは、Ｉ＝π・ｆ・Ｃ・Ｖｐ／√２により表される。
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。
【００３４】
これに対して、本実施形態では、上述したように、超音波センサー１０のうち、第一領域Ａｒ１内の駆動トランスデューサーＴｒ１のみが駆動回路３０に接続され、第二領域Ａｒ２の非駆動トランスデューサーＴｒ２は、駆動回路３０に接続されない。つまり、送信回路３３に接続される駆動トランスデューサーＴｒ１の数を抑えることができ、各駆動トランスデューサーＴｒ１を、高いドライブ特性で駆動させることが可能となる。
【００３５】
受信回路３４は、切替回路３２及び演算部４０に接続され、切替回路３２が受信接続に切り替えられた際に、各下部電極１２１からの受信信号が入力される。この受信回路３４は、例えばリニアノイズアンプ、Ａ／Ｄコンバーター等を含んで構成されており、入力された受信信号のデジタル信号への変換、ノイズ成分の除去、所望信号レベルへの増幅等の各信号処理を実施した後、処理後の受信信号を演算部４０に出力する。
【００３６】
演算部４０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、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により超音波の送受信処理を実施させる。
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。
【００３７】
［第一実施形態の第一変形例］
上記第一実施形態では、第一領域Ａｒ１に配置される超音波トランスデューサーＴｒが全て駆動トランスデューサーＴｒ１である例を示した。これに対して、第一領域Ａｒ１内に、非駆動トランスデューサーＴｒ２が含まれていてもよい。
【００３８】
図４は、第一実施形態の第一変形例における超音波センサー１０Ａの構成を模式的に示す平面図である。なお、図４では、下部電極１２１、上部電極１２３、駆動端子１２１Ｐ、及び共通端子１２３Ｐの図示は省略している。
図４に示す超音波センサー１０Ａでは、上記第一実施形態と同様に、振動板１１２は、Ｘ方向に複数配置される第一領域Ａｒ１と、第一領域Ａｒ１を囲うように配置される第二領域Ａｒ２を含む。
ここで、超音波センサー１０Ａの第一領域Ａｒ１では、図４に示すように、Ｘ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される。つまり、Ｙ方向に沿って駆動トランスデューサーＴｒ１が配置された駆動トランスデューサー列Ｔｒ１Ｃと、Ｙ方向に沿って非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置された非駆動トランスデューサー列Ｔｒ２ＣとがＸ方向に対して交互に配置される。
【００３９】
また、第二領域Ａｒ２は、第一実施形態と同様に、第一領域Ａｒ１を囲うように設けられる。図４の例では、第一領域Ａｒ１の端部からＸ方向及びＹ方向に１つ分の超音波トランスデューサーＴｒ（非駆動トランスデューサーＴｒ２）が配置されることで、第二領域Ａｒ２が形成される。また、Ｘ方向に隣り合う第一領域Ａｒ１の間には、１つの非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される。
なお、上記第一実施形態において説明したように、第二領域Ａｒ２に配置される非駆動トランスデューサーＴｒ２の数は特に限定されるものではない。例えば、第一実施形態と同様、各第一領域Ａｒ１の端部からＸ方向及びＹ方向に２つ分の非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置され、隣り合う第一領域Ａｒ１の間に４つの非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される構成等としてもよい。
【００４０】
上述したような超音波センサー１０Ａでは、第一領域Ａｒ１内において、Ｘ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される。この場合、Ｘ方向で２つの駆動トランスデューサーＴｒ１に挟まれた非駆動トランスデューサーＴｒ２には、２つの駆動トランスデューサーＴｒ１から振動が伝搬される。このため、非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａが共振した際の振動振幅が増幅され、例えば単一の駆動トランスデューサーＴｒ１からの振動が伝搬される場合に比べて、より大きい超音波が超音波センサー１０Ａから送信される。
【００４１】
［第一実施形態の第二変形例］
図５は、第一実施形態の第二変形例における超音波センサー１０Ｂの構成を模式的に示す平面図である。なお、図５では、下部電極１２１、上部電極１２３、駆動端子１２１Ｐ、及び共通端子１２３Ｐの図示は省略している。
図５に示す超音波センサー１０Ｂでは、超音波センサー１０Ａと同様に、振動板１１２は、Ｘ方向に複数配置される第一領域Ａｒ１と、第一領域Ａｒ１を囲うように配置される第二領域Ａｒ２とを含む。
そして、超音波センサー１０Ｂの第一領域Ａｒ１では、上述した超音波センサー１０Ａと同様、Ｘ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される。
また、この超音波センサー１０Ｂでは、さらに、各駆動トランスデューサー列Ｔｒ１Ｃにおいて、Ｙ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される。
【００４２】
このような超音波センサー１０Ｂでは、上述した超音波センサー１０Ａと同様に、Ｘ方向で２つの駆動トランスデューサーＴｒ１に挟まれた非駆動トランスデューサーＴｒ２には、２つの駆動トランスデューサーＴｒ１から振動が伝搬される。
また、Ｙ方向で２つの駆動トランスデューサーＴｒ１に挟まれた非駆動トランスデューサーＴｒ２にも、２つの駆動トランスデューサーＴｒ１から振動が伝搬される。したがって、これらの非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａは、単一の駆動トランスデューサーＴｒ１からの振動が伝搬される場合に比べて、より大きい振幅で振動し、より大きい音圧の超音波が超音波センサー１０Ｂから送信される。
【００４３】
［音圧比較］
次に、本実施形態の超音波センサー１０、１０Ａ，１０Ｂ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６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６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のみをＸ方向に配置することで構成されている。つまり、超音波センサー９０には、非駆動トランスデューサーＴｒ２が設けられない。
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１０，１０Ａ，１０Ｂ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。
また、図７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。
【００４４】
【表１】
2019176292.tif 000003
【００４５】
ここで、表１において、駆動素子数とは、駆動信号が入力されて駆動される駆動トランスデューサーＴｒ１の数である。非駆動素子数は、駆動信号が入力されない非駆動トランスデューサーＴｒ２の数である。振動素子数は、駆動信号を入力した際に実際に振動部１１２Ａが振動する超音波トランスデューサーＴｒの数である。規格化音圧は、比較例１の超音波センサー９０から送信される超音波の音圧を１００％として、各超音波センサー９０，１０，１０Ａ，１０Ｂから出力される超音波の音圧の大きさを示す。なお、規格化送信音圧は、各送受信部Ｃｈを同時駆動させた場合に送信される超音波の音圧を測定した結果を示す。
【００４６】
比較例１に示す超音波センサー９０と、本実施形態の超音波センサー１０，１０Ａ，１０Ｂとでは、駆動素子数が同じである。このため、比較例１に示す超音波センサー９０と、本実施形態の超音波センサー１０，１０Ａ，１０Ｂとにおいて、駆動トランスデューサーＴｒ１の合計静電容量は同一であり、駆動回路３０が各超音波トランスデューサーＴｒを駆動させる際のドライブ特性は同一である。
しかしながら、表１及び図７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、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１．５４倍、超音波センサー１０Ａでは１．８７倍、超音波センサー１０Ｂでは２．８５倍の音圧の超音波を得ることができる。
【００４７】
［本実施形態の作用効果］
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、振動板１１２は、Ｘ方向に並ぶ複数の第一領域Ａｒ１と、第一領域Ａｒ１を囲う第二領域Ａｒ２とを備える。第一領域Ａｒ１に配置された所定数の振動部１１２Ａ上に配置される圧電素子１２（第一圧電素子）は、他の圧電素子１２と並列接続され、駆動信号の入出力が可能な駆動トランスデューサーＴｒ１を構成する。一方、第二領域Ａｒ２に配置された振動部１１２Ａ上の圧電素子１２（第二圧電素子）は、駆動トランスデューサーＴｒ１とは絶縁されており、非駆動トランスデューサーＴｒ２を構成する。そして、本実施形態では、Ｘ方向に沿って隣り合う第一領域Ａｒ１の間に第二領域Ａｒ２が配置されるので、Ｘ方向に沿って配置された駆動トランスデューサーＴｒ１の間に、非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される構成となる。
【００４８】
このような構成では、駆動トランスデューサーＴｒ１に駆動信号を入力すれば、駆動トランスデューサーＴｒ１の振動部１１２Ａが振動して超音波が送信される。これに加え、駆動トランスデューサーＴｒ１での振動が、非駆動トランスデューサーＴｒ２に伝搬されることで、非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａが共振する。この際、非駆動トランスデューサーＴｒ２は、駆動トランスデューサーＴｒ１と同様に圧電素子１２が配置されているので、駆動トランスデューサーＴｒ１の振動部１１２Ａと、同じ周波数で、非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａが振動する。これにより、非駆動トランスデューサーＴｒ２からも、駆動トランスデューサーＴｒ１で発生する超音波と同じ周波数の超音波が送信され、超音波センサー１０から大音圧の超音波を送信することができる。
また、超音波センサーから送信される超音波の音圧を上げるために、駆動トランスデューサーの数を増加させると、合計静電容量Ｃが増大し、ドライブ特性が低下する。これに対して、本実施形態の超音波センサー１０では、駆動トランスデューサーＴｒ１とは絶縁された非駆動トランスデューサーＴｒ２を設ける。このため、電気容量（静電容量）を増大させることなく、音圧の向上を図ることができる。
【００４９】
さらに、このような超音波センサー１０を備えた距離測定装置１（超音波装置）では、従来の駆動回路３０を用いればよく、大音圧の超音波を送信するために、例えば駆動信号の電圧を上げる必要等がない。例えば、表１に示すような比較例１（従来構成）の超音波センサー９０を駆動させる駆動回路３０を、そのまま、本実施形態の超音波センサー１０に適用することができる。
【００５０】
また、本実施形態の超音波センサー１０では、第二領域Ａｒ２が第一領域Ａｒ１の周りを囲うように配置されている。つまり、Ｘ方向の隣り合う第一領域Ａｒ１の間（±X側）だけでなく、第一領域Ａｒ１の±Ｙ側にも非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される。
つまり、第一領域Ａｒ１に配置される各駆動トランスデューサーＴｒ１を駆動させると、第一領域Ａｒ１から振動板１１２を介して四方に振動が伝搬される。この際、第一領域Ａｒ１の周囲を囲うように非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置されているので、第一領域Ａｒ１から四方に広がった振動を、各非駆動トランスデューサーＴｒ２に伝搬させることができる。これにより、第一領域Ａｒ１の周囲に配置される多くの非駆動トランスデューサーＴｒ２から超音波が送信されることになり、超音波の音圧をさらに上げることができる。
【００５１】
また、本実施形態の第一変形例に示した超音波センサー１０Ａのように、第一領域Ａｒ１内においてＸ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置されていてもよい。
このような構成では、第一領域内の駆動トランスデューサーＴｒ１の駆動によって、第一領域内の非駆動トランスデューサーＴｒ２が共振し、大音圧の超音波を送信できる。この際、非駆動トランスデューサーＴｒ２がＸ方向で２つの駆動トランスデューサーＴｒ１に挟まれる構成となるので、これらの２つの駆動トランスデューサーＴｒ１からの振動が伝搬される。したがって、非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａが共振した際の振動振幅が、１つの駆動トランスデューサーＴｒ１からの振動が伝搬される場合に比べて大きくなる。このため、超音波の送信音圧をさらに向上させることができる。
【００５２】
さらに、本実施形態の第二変形例に示した超音波センサー１０Ｂのように、第一領域Ａｒ１内においてＹ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置されていてもよい。
この場合、Ｙ方向で２つの駆動トランスデューサーＴｒ１に挟まれる非駆動トランスデューサーＴｒ２においても、共振による超音波の送信音圧を向上させることができる。これにより、さらに大きい音圧の超音波を送信することが可能となる。
【００５３】
［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、Ｘ方向に複数の第一領域Ａｒ１（複数チャンネルの送受信部Ｃｈ）が設けられる例を示した。これに対して、第二実施形態では、超音波センサーが、１チャンネルの送受信部Ｃｈのみを備える点で上記第一実施形態と相違する。なお、以降の説明にあたり、同一の構成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。
【００５４】
図８は、第二実施形態の超音波センサー１０Ｃの構成を模式的に示す平面図である。なお、図８では、下部電極１２１、上部電極１２３、駆動端子１２１Ｐ、及び共通端子１２３Ｐの図示は省略している。
図８に示すように、本実施形態の超音波センサー１０Ｃでは、振動部１１２Ａには、単一の第一領域Ａｒ１と当該第一領域Ａｒ１を囲う第二領域Ａｒ２が設けられる。
ここで、本実施形態の第一領域Ａｒ１は、第一実施形態の第一変形例において示した超音波センサー１０Ａの第一領域Ａｒ１と同様の構成を有する。
つまり、第一領域Ａｒ１には、Ｙ方向に沿って複数の駆動トランスデューサーＴｒ１が配置された駆動トランスデューサー列Ｔｒ１Ｃと、Ｙ方向に沿って複数の非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置された非駆動トランスデューサー列Ｔｒ２Ｃとを備える。そして、Ｘ方向に沿って、駆動トランスデューサー列Ｔｒ１Ｃと、非駆動トランスデューサー列Ｔｒ２Ｃとが交互に配置されている。
【００５５】
また、図８では、Ｘ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される例であるが、第一実施形態の第二変形例において示した超音波センサー１０Ｂのような構成としてもよい。
図９は、第二実施形態の変形例における超音波センサー１０Ｄの構成を模式的に示す平面図である。なお、図９では、下部電極１２１、上部電極１２３、駆動端子１２１Ｐ、及び共通端子１２３Ｐの図示は省略している。
例えば、超音波センサー１０Ｄに示すように、第一領域Ａｒ１において、Ｘ方向に並ぶ駆動トランスデューサーＴｒ１の間、及びＹ方向に並ぶ駆動トランスデューサーＴｒ１の間のそれぞれに非駆動トランスデューサーＴｒ２を配置してもよい。
【００５６】
以上のような超音波センサー１０Ｃ，１０Ｄでは、並列接続された複数の駆動トランスデューサーＴｒ１（第一圧電素子）と、駆動トランスデューサーとは絶縁された非駆動トランスデューサーＴｒ２（第二圧電素子）とを備え、一方向（Ｘ方向又はＹ方向）で隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に、非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される構成となる。このため、超音波センサー１０Ａ，１０Ｂと同様に、駆動トランスデューサーＴｒ１の駆動によって、非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａを共振させることができ、超音波センサー１０Ｃ，１０Ｄから大音圧の超音波を送信することが可能となる。
【００５７】
［その他の変形例］
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。
【００５８】
（変形例１）
例えば、上記実施形態において、非駆動トランスデューサーＴｒ２の下部電極１２１が、駆動回路３０に接続されない構成を例示したが、これに限定されない。
非駆動トランスデューサーＴｒ２の各下部電極１２１が、駆動トランスデューサーＴｒ１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、駆動トランスデューサーＴｒ１と送信回路３３とを接続し、非駆動トランスデューサーＴｒ２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、非駆動トランスデューサーＴｒ２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、駆動トランスデューサーＴｒ１と非駆動トランスデューサーＴｒ２との双方を受信回路に接続してもよい。この場合、駆動トランスデューサーＴｒ１からの受信信号と、非駆動トランスデューサーＴｒ２からの受信信号と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、駆動トランスデューサーＴｒ１からの受信信号に加えて、非駆動トランスデューサーＴｒ２から出力される受信信号を加算することで、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。
【００５９】
（変形例２）
第一実施形態では、第一領域Ａｒ１の外周を囲うように第二領域Ａｒ２が設けられる例を示した。これに対して、第一領域Ａｒ１の±Ｘ側のみ、つまり、Ｘ方向に隣り合う第一領域Ａｒ１の間（Ｘ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間）に、第二領域Ａｒ２の非駆動トランスデューサーＴｒ２を設けられる構成としてもよい。
また、Ｘ方向に並ぶ複数の第一領域Ａｒ１のうち、＋Ｘ側端部に位置する第一領域Ａｒ１では、＋Ｘ側に第二領域Ａｒ２が設けられず、−Ｘ側にのみ第二領域Ａｒ２が設けられる構成としてもよい。―Ｘ側端部の第一領域Ａｒ１においても同様であり、＋Ｘ側にのみ第二領域Ａｒ２が設けられてもよい。
【００６０】
（変形例３）
第二実施形態において、第二領域Ａｒ２が設けられていなくてもよい。この場合でも、第一領域Ａｒ１内で、隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が設けられるので、駆動トランスデューサーＴｒ１の駆動時に非駆動トランスデューサーＴｒ２を共振させることができ、大音圧の超音波を送信することができる。
なお、超音波センサー１０Ａ，１０Ｂにおいても同様であり、第一領域Ａｒ１内に配置される非駆動トランスデューサーＴｒ２により、超音波の送信音圧を向上させることができるため、第二領域Ａｒ２の非駆動トランスデューサーＴｒ２が設けられていなくてもよい。
【００６１】
（変形例４）
超音波センサー１０Ｂ，１０Ｄとして、第一領域Ａｒ１内に設けられた各駆動トランスデューサー列Ｔｒ１Ｃにおいて、Ｙ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される例を示したがこれに限定されない。
図１０は、Ｘ方向で隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間、及び、Ｙ方向に隣り合う駆動トランスデューサーＴｒ１の間に、非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される構成の他の例を示す図である。なお、図１０では、下部電極１２１、上部電極１２３、駆動端子１２１Ｐ、及び共通端子１２３Ｐの図示は省略している。
図１０に示す超音波センサー１０Ｅでは、駆動トランスデューサーＴｒ１及び非駆動トランスデューサーＴｒ２が千鳥状に配置されている。つまり、第一領域Ａｒ１内において、マトリクス状に配置される超音波トランスデューサーＴｒのＸＹ平面の位置を（ｘ，ｙ）で表した際に、（２ｋ−１，２ｋ−１）の座標位置、及び（２ｋ，２ｋ）の座標位置に、駆動トランスデューサーＴｒ１が配置される。また、（２ｋ−１，２ｋ）の座標位置、及び（２ｋ，２ｋ−１）の座標位置に、非駆動トランスデューサーＴｒ２が配置される。なお、駆動トランスデューサーＴｒ１と非駆動トランスデューサーＴｒ２の位置が逆であってもよい。
このような構成では、第一領域Ａｒ１内の非駆動トランスデューサーＴｒ２は、４つの駆動トランスデューサーＴｒ１に囲われる。したがって、駆動トランスデューサーＴｒ１を駆動させると、±Ｘ側及び±Ｙ側の４方向から振動が伝搬されることになり、非駆動トランスデューサーＴｒ２の振動部１１２Ａが共振する際の振動振幅を更に大きくできる。
また、図１０と図９とを比較することで分かるように、超音波センサー１０Ｄに比べて、超音波センサー１０のサイズを小さくすることができる。
なお、図１０に示す超音波センサー１０Ｅは、１チャンネルの送受信部Ｃｈのみが設けられる構成であるが、第一実施形態に示すように、複数の送受信部ＣｈをＸ方向に配置する構成としてもよい。
【００６２】
（変形例５）
第一実施形態において、Ｘ方向に複数の第一領域Ａｒ１（送受信部Ｃｈ）が配置される例を示したが、これに限定されない。
例えば、Ｘ方向及びＹ方向に対して、複数の第一領域Ａｒ１（送受信部Ｃｈ）が配置される構成としてもよい。つまり、複数の第一領域Ａｒ１（送受信部Ｃｈ）が２次元アレイ構造に配置されていてもよい。この場合、第一領域Ａｒ１を囲うように第二領域Ａｒ２を設ける構成（Ｘ方向に隣り合う第一領域Ａｒ１の間、及びＹ方向に隣り合う第一領域Ａｒ１の間にそれぞれ第二領域Ａｒ２を設ける構成）とする。これにより、各送受信部Ｃｈを駆動させた際に、第二領域Ａｒ２の非駆動トランスデューサーＴｒ２を共振させることができ、超音波の送信音圧を大きくすることができる。
【００６３】
（変形例６）
上記第一実施形態では、超音波装置の一例として距離測定装置１を例示したが、これに限定されない。例えば、超音波の送受信結果に応じて、構造体の内部断層像を測定する超音波測定装置等に適用することもできる。
【００６４】
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】
【００６５】
１…距離測定装置（超音波装置）、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…超音波センサー、１１…素子基板、１２…圧電素子、２０…制御部、３０…駆動回路、３３…送信回路、１１１…基板本体部、１１１Ａ…開口部、１１１Ｂ…壁部、１１２…振動板、１１２Ａ…振動部、１２１…下部電極、１２２…圧電体層、１２３…上部電極、Ａｒ１…第一領域、Ａｒ２…第二領域、Ｃｈ…送受信部、Ｔｒ…超音波トランスデューサー、Ｔｒ１…駆動トランスデューサー、Ｔｒ１Ｃ…駆動トランスデューサー列、Ｔｒ２…非駆動トランスデューサー、Ｔｒ２Ｃ…非駆動トランスデューサー列。
【図１】
2019176292.tif 000004
【図２】
2019176292.tif 000005
【図３】
2019176292.tif 000006
【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】
2019176292.tif 000011
【図９】
2019176292.tif 000012
【図１０】
2019176292.tif 000013