(57)【要約】【課題】制御線の配線数を少なくすることができ、小型化したマトリックスアレイセンサを提供する。【解決手段】格子状に振動子２ａ、２ｂ、２ｅ、２ｆを配列し、振動子２ａ、２ｂの上面に第１電極３ａを接続し、振動子２ｅ、２ｆの上面に第１電極３ｂを接続する。また、振動子２ａ、２ｅの下面に第２電極６ａを接続し、振動子２ｂ、２ｆの下面に第２電極６ｂを接続する。第１信号切換器５と第２信号切換器８を制御することで、各振動子２ａ、２ｂ、２ｅ、２ｆから超音波を発信させることも、反射してきた超音波を受信した振動子における受信信号の大きさを測定することもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の振動子をマトリックス状に配列したマトリックスアレイセンサであって、
前記マトリックスアレイセンサを構成する複数本の第１ライン上にそれぞれ配置した第１電極と、
前記マトリックスアレイセンサを構成し前記各第１ラインに交差する複数本の第２ライン上にそれぞれ配置した第２電極と、
前記各第１電極にそれぞれ接続した複数本の第１制御ケーブルと、
前記各第２電極にそれぞれ接続した複数本の第２制御ケーブルと、
前記各第１制御ケーブルを接続した第１信号切換器と、
前記各第２制御ケーブルを接続した第２信号切換器と、
を備え、
前記各振動子がそれぞれ前記第１電極と前記第２電極によって個別に励磁電圧が印加されることを特徴とするマトリックスアレイセンサ。
【請求項２】
前記第１信号切換器と前記第２信号切換器の切換えタイミングが制御されることを特徴とする請求項１に記載のマトリックスアレイセンサ。
【請求項３】
前記各振動子が格子状に配列されたことを特徴とする請求項１または２に記載のマトリックスアレイセンサ。
【請求項４】
前記各振動子が放射状に配列されたことを特徴とする請求項１または２に記載のマトリックスアレイセンサ。
【請求項５】
中心部側において前記各振動子が格子状に配列され、外周側において前記各振動子が放射状に配列されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマトリックスアレイセンサ。
【請求項６】
前記各振動子を格子状に配列した面形状が、曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のマトリックスアレイセンサ。
【請求項７】
隣接する前記各振動子間が、フレキシブル可能に連結されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマトリックスアレイセンサ。
【請求項８】
３次元座標軸又は極座標軸で計測した前記マトリックスアレイセンサの形状のデータを用いて、被検査体の検査時における前記各振動子位置の座標変換を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のマトリックスアレイセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波探傷装置に用いられているマトリックスアレイセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波探傷試験の技術はフェーズドアレイの普及に伴い、複数の振動子を備えた構成が主流になっている。最近では、二次元的に配列した振動子を用いた構成のものが実用化されて来ており、多数の振動子によってあらゆる方向の探傷が可能になっている。
【０００３】
マトリックスアレイセンサの構造として、各振動子には電圧を印加するための電極が配置されており、それぞれの電極ごとにケーブルが接続されている。受信側の電極としては、個々の振動子の全面を覆う形で一つの電極が配置されている。これらの各振動子は、両電極間に電圧が印加されることにより、上下方向に伸縮動を行って超音波を発生する仕組みになっている。
【０００４】
上述したように振動子をマトリックスアレイ状に配置した構成としては、超音波測定装置（特許文献１参照）や超音波探触子（特許文献２参照）などにおいて提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−７９４０３号公報
【特許文献２】特許第３０４０５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、振動子をマトリックスアレイ状に配列した構成では、より高度な探傷を行うため、多チャンネル化を図ることが望まれている。しかし、多チャンネル化を行うことによって、各電極につないだ制御線の数が多くなると共に、マトリックスアレイセンサの形状も大型化することになる。
【０００７】
例えば、１６行で１６列の格子状、即ち、１６×１６のチャンネルとして振動子を配列した構成では、チャンネル数として送信側の各電極につなぐ制御線の数としては２５６本必要になり、受信側の電極につなぐ制御線としては１本が必要になる。そして、合計で２５７本の制御線が必要になる。このためチャンネル数が増えるごとに、制御線の数は指数関数的に増えることとなり、チャンネル数が増えるにつれて配線の複雑化やマトリックスアレイセンサ自体の大型化が避けられず、これを解消することが課題となる。
【０００８】
本発明に係る実施形態では、上述した課題を解決することができ、制御線の配線数を少なくすることができ、しかも小型化させることができるマトリックスアレイセンサの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成することのできる本発明の実施形態に係るマトリックスアレイセンサは、複数個の振動子をマトリックス状に配列したマトリックスアレイセンサであって、
マトリックス状に配列した複数の振動子と、前記マトリックスアレイセンサを構成する複数本の第１ライン上にそれぞれ配置した第１電極と、前記マトリックスアレイセンサを構成し前記各第１ラインに交差する複数本の第２ライン上にそれぞれ配置した第２電極と、前記各第１電極にそれぞれ接続した複数本の第１制御ケーブルと、前記各第２電極にそれぞれ接続した複数本の第２制御ケーブルと、前記各第１制御ケーブルを接続した第１信号切換器と、前記各第２制御ケーブルを接続した第２信号切換器と、を備え、
前記各振動子がそれぞれ前記第１電極と前記第２電極によって個別に励磁電圧が印加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態に係るマトリックスアレイセンサでは、制御ケーブルの配線数を少なく構成することができ、多チャンネル化したマトリックスアレイセンサを小型化させて構成しておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】マトリックスアレイセンサの全体構成を示す斜視図である。（実施形態１）
【図２】振動子と電極の制御方法についての説明補助図である。（実施形態１）
【図３】振動子ｍ、ｊ、ｇから発信する場合のイメージチャートである。（実施形態１）
【図４】受信時のイメージチャートである。（実施形態１）
【図５】振動子と電極の構成について示す上面図である。（実施形態２）
【図６】マトリックスアレイセンサで被検査体を検査する際の上面図である。（実施形態２）
【図７】マトリックスアレイセンサの全体構成を示す上面図である。（実施形態３）
【図８】マトリックスアレイセンサの全体構成を示す斜視図である。（実施形態４）
【図９】マトリックスアレイセンサで被検査体を検査する際の側面図である。（実施形態４）
【図１０】マトリックスアレイセンサの全体構成を示す斜視図である。（実施形態５）
【図１１】マトリックスアレイセンサの全体構成を示す斜視図である。（実施形態６）
【図１２】マトリックスアレイセンサで被検査体を検査する際の側面図である。（実施形態６）
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係るマトリックスアレイセンサの構成について、図面を参照して説明する。
【００１３】
［実施形態１］
（マトリックスアレイセンサの構成） 
図１、図２を用いて、本発明の実施形態１におけるマトリックスアレイセンサ１の構成について説明する。マトリックスアレイセンサ１は、図２に示したように、１６セグメントのマトリックス状に振動子２ａ〜２ｐを配列しておくことができる。図２では、４行（Ｉ〜IV）×４列（ｉ〜iv）とした格子状の配列例を示しており、Ｉ行〜IV行とｉ列〜iv列との各交点に１６セグメントの振動子２ａ〜２ｐをそれぞれ配列した構成を示している。
【００１４】
１６セグメントのマトリックスにおいて、各行を示すラインを第１ラインとし、各列を示すラインを第２ラインとしている。  
なお、本発明に係る実施形態では、格子状の構成として図２に示した行数と列数に限定されるものではなく、適宜数の行数と列数とを備えた格子状に構成しておくことができる。
【００１５】
図１では、図２に示した１６セグメントの振動子２ａ〜２ｐのうちで４個の振動子２ａ、２ｂ、２ｅ、２ｆを代表して示している。  
マトリックスアレイセンサ１の構成を説明すると、各行にそれぞれ並んだ複数の振動子２は、各行ごと、即ち、前記各第１ライン上にそれぞれ配置された第１電極３（細い点線で示す）によって励磁電圧が掛けられた状態になることができ、各列に並んだ各振動子２群は、各行ごと、即ち、前記第２ライン上にそれぞれ配置された第２電極６（間隔の広い破線で示す）によって接地状態になることができる。
【００１６】
図１、図２を用いて更に説明すると、Ｉ行には第１電極３ａが配置されており、第１電極３ａによって、振動子２ａ、２ｂに対して励磁電圧を掛けることができる。また、II行には第１電極３ｂが配置されており、第１電極３ｂによって振動子２ｅ、２ｆに対して励磁電圧を掛けることができる。
【００１７】
また、ｉ列には第２電極６ａが配置されており、第２電極６ａによって振動子２ａ、２ｅを接地状態にすることができる。また、ii列には第２電極６ｂが配置されており、第２電極６ｂによって振動子２ｂ、２ｆを接地状態にすることができる。このように各行には第１電極３がそれぞれ配置されており、各列には第２電極６がそれぞれ配置されている。そして、第１電極３と第２電極６とによって、各振動子２は上下方向から挟まれた構成になっており、第１電極３と第２電極６との組合せにより、所望の振動子２に励磁電圧を印加することができる。
【００１８】
第１電極３ａには、第１制御ケーブル４の一つである第１制御ケーブル４ａの一端部が接続しており、第１制御ケーブル４ａの他端部は、第１信号切換器５に接続している。また、第１電極３ｂには、第１制御ケーブル４の一つである第１制御ケーブル４ｂの一端部が接続しており、第１制御ケーブル４ｂの他端部は、第１信号切換器５に接続している。
【００１９】
そして、第２電極６ａには、第２制御ケーブル７の一つである第２制御ケーブル７ａの一端部が接続しており、第２制御ケーブル７ａの他端部は、第２信号切換器８に接続している。また、第２電極６ｂには、第２制御ケーブル７の一つである第２制御ケーブル７ｂの一端部が接続しており、第２制御ケーブル７ｂの他端部は、第２信号切換器８に接続している。
【００２０】
同様にして、図２に示すように各行の第１電極３は、それぞれ第１制御ケーブル４を介して第１信号切換器５に接続している。また、各列の第２電極６には、それぞれ第２制御ケーブル７を介して第２信号切換器８に接続している。
【００２１】
第１信号切換器５及び第２信号切換器８は、それぞれ信号線９、１０を介して図示せぬ制御装置に接続しており、制御装置からの制御指令によって、第１信号切換器５及び第２信号切換器８は切換え動作を行う。そして、各第１制御ケーブル４ａ、４ｂ、・・・、各第２制御ケーブル７ａ、７ｂ、・・・を個別に制御装置に接続することができる。
【００２２】
（各振動子の制御方法）
図２〜図４を用いて、各振動子２の制御方法について説明する。  
なお、図２のマトリックス形状を示している図３、図４においては、１６セグメントの振動子２ａ〜２ｐをａ〜ｐの符号だけで示している。
【００２３】
最初に、振動子２から超音波を送信する場合について説明する。送信を行う際において単一の信号のみを送信する場合には、送信させたい振動子２の上下両面を覆っている第１電極３と第２電極６との間で励磁電圧を印加することで、振動子２は上下方向に振動を起こして超音波を送信する。
【００２４】
図２を用いて説明すると、例えば、振動子２ｇを励磁して単一の信号のみを送信する場合には、II行の第１電極３ｂとiii列の第２電極６ｃとの間で励磁電圧を印加すれば、振動子２ｇを励磁させることができる。このとき、振動子２ｇのみから超音波を発信させることができる。
【００２５】
複数の振動子２から超音波を発信させる場合には、例えば、図２における振動子２ｍ、振動子２ｊ、振動子２ｇから超音波を発信させる場合には、II行とIII行とIV行にそれぞれ配置した第１電極３ｂ、３ｃ、３ｄと、i列とii列とiii列にそれぞれ配置した第２電極６ａ、６ｂ、６ｃとの間に励磁電圧を印加することになる。
【００２６】
このとき、第１電極３ｂ、３ｃ、３ｄと第２電極６ａ、６ｂ、６ｃとの間で同時に励磁電圧を印加すると、９セグメント分の励磁電圧が印加された状態になるため、超音波を発信させたい振動子２ｍ、２ｊ、２ｇ以外にも振動子２ｅ、２ｆ、２ｉ、２ｋ、２ｎ、２ｏからも超音波が発信してしまうことになる。言い換えると、必要とするチャンネル以外からも超音波信号が発信されることになる。
【００２７】
そこで、各行に配置した第１電極３ｂ、３ｃ、３ｄと各列に配置した第２電極６ａ、６ｂ、６ｃとの間で印加する励磁電圧のタイミングを素早く切換えることで、必要とする振動子２ｍ、２ｊ、２ｇのみに励磁電圧を印加することができる。これにより、必要となるチャンネルのみに励磁電圧を印加することができ、部分的なチャンネルにおけるデータを取得することが可能となる。
【００２８】
図２、図３を用いて更に説明を行う。尚、図３のチャート図では、第１制御ケーブル４と第２制御ケーブル７をともに配線として記載している。また、制御ケーブル４、７や信号切換器５、８の図示等は省略している。
【００２９】
第１信号切換器５を制御して、行（Ｉ〜IV）のうちでIV行に配置している第１電極３ｄの第１制御ケーブル４ｄを図示せぬ制御装置に接続するとともに、第２信号切換器８を制御して、列（ｉ〜iv）のうちでｉ列に接続している第２電極６ａの第２制御ケーブル７ａを図示せぬ制御装置に接続する。そして、第１電極３ｄと第２電極６ａとの間に励磁電圧を印加することで、振動子２ｍのみを振動させて超音波信号を発信させることができる。
【００３０】
なお、図３では、第１電極３ｄと第２電極６ａとの間に励磁電圧を印加することを「信号印加」という記載で表現しており、第１電極３ｄと第２電極６ａとの間に印加していた励磁電圧を停止することを「信号停止」という記載で表現している。
【００３１】
次に、第１電極３ｄと第２電極６ａとの間で印加していた励磁電圧の印加状態を停止して、第１信号切換器５を制御して、III行に配置している第１電極３ｃの第１制御ケーブル４ｃを図示せぬ制御装置に接続するとともに、第２信号切換器８を制御して、ii列に接続している第２電極６ｂの第２制御ケーブル７ｂを図示せぬ制御装置に接続する。  
【００３２】
そして、第１電極３ｃと第２電極６ｂとの間に励磁電圧を印加することで、振動子２ｊを励磁させることができ、振動子２ｊからは超音波信号が発信される。これを順次繰り返して行くことにより、複数の振動子２の中から所望の振動子２において超音波信号を発信させることができる。
【００３３】
（各振動子での受信方法）
上述したように振動子２から発信した超音波信号が、被検査体内の欠陥部によって反射され、この反射された信号を受信する場合について、図２、図４を用いて説明する。  
【００３４】
反射した信号を複数の振動子２で受信する場合、信号を受信した振動子２が特定されなければ、信号を受信した振動子２が配列されているチャンネル上の位置を特定することができなくなる。例えば、図２において振動子２ｍ、振動子２ｊ及び振動子２ｇが信号を受信したとしても、実際には、II行〜IV行に配置した第１電極３ｂ〜３ｄとｉ列〜iii列に配置した第２電極６ａ〜６ｃの電極が反応するため、この行列間に配列されている９セグメントの振動子２ｅ〜２ｇ、２ｉ〜２ｋ、２ｍ〜２ｏが受信したことになってしまう。
【００３５】
そこで、反射された信号を複数の振動子２で受信する際には、第１信号切換器５と第２信号切換器８を瞬時に切換えていく制御を行うことで、受信した振動子２を特定することができる。即ち、第１信号切換器５と第２信号切換器８の切換動作を瞬時に切換えていくことにより、振動子２に接触している第１電極３と第２電極６との組合せが瞬時に変更されていくことになり、全ての振動子２をスキャンすることで受信した振動子２を特定していくことができる。
【００３６】
これにより、９セグメントの全ての振動子２ｅ〜２ｇ、２ｉ〜２ｋ、２ｍ〜２ｏを順次スキャンすることで、受信した振動子２を順次特定して行くことができるので、ほぼ同時に全ての振動子２が受信しているようにして、受信した振動子２の配列位置を特定することができる。
【００３７】
図２、図４を用いて更に説明を行う。図４では、４×４の１６セグメントの振動子２ａ〜２ｐについて説明を行うが、チャート図では、第１制御ケーブル４と第２制御ケーブル７をともに配線として記載している。
【００３８】
第１信号切換器５で第１制御ケーブル４ａを接続した状態で、第２信号切換器８に第２制御ケーブル７ａを接続した状態にする。これにより振動子２ａにおいて反射された信号を受信しているのか否かが分かる。このとき、信号の受信が確認されたときには、振動子２ａにおいて反射した超音波を受信したことが分かり、振動子２ａで受信した信号の大きさを図示せぬ制御装置のメモリに保存する。
【００３９】
次に、第１信号切換器５に第１制御ケーブル４ａを接続させ、即ち、第１制御ケーブル４ａとの接続状態を維持して、第２信号切換器８を切換えて第２制御ケーブル７ｂが第２信号切換器８に接続した状態にする。このとき、信号の受信が確認されたときには、振動子２ｂにおいて反射した超音波を受信したことが分かり、振動子２ｂで受信した信号の大きさを図示せぬ制御装置のメモリに保存する。これを順次繰り返して行くことにより、１６セグメントの各振動子２ａ〜２ｐのうちでどの振動子２が反射した超音波を受信しているのかが分かると共に、受信した信号の大きさを測定することができる。
【００４０】
これを１パス目において、１６セグメントの各振動子２ａ〜２ｐの全てについてスキャンしていくことで、どの振動子２が反射した超音波を受信しているのか、受信しているのなら受信信号の大きさを測定することができる。１パス目が終了したら、１パス目で行ったことを２パス目においても繰り返し行い、これを所望のパス目数まで行う。これにより、マトリックスアレイセンサ１での測定結果を得ることができる。
【００４１】
（効果）
本発明の実施形態２に係るマトリックスアレイセンサ１によって、第１制御ケーブル４と第２制御ケーブル７の配線数を減らすことができる。しかも、第１制御ケーブル４と第２制御ケーブル７の配線数を減らした構成にしても、各振動子から個別に超音波を発信させることができるとともに、反射してきた超音波を受信した振動子を特定して、この振動子で受信した超音波の大きさを測定することができる。
【００４２】
［実施形態２］
本発明の実施形態２に係るマトリックスアレイセンサ２０の構成を、図５、図６を用いて説明する。実施形態１では、マトリックスアレイセンサ１の各振動子２を格子状に配列した構成について説明を行ったが、実施形態２では、複数の振動子２を同心円状で放射状に配列した構成になっており、複数の第１電極３は同心円状に配置され、複数の第２電極６は放射状に配置されている。また、第１電極３と第２電極６及び各振動子２は、カバー１０で覆った構成になっている。
【００４３】
この構成において、実施形態１における構成とは異なった構成になっているが、他の構成は、実施形態１の構成と同様の構成になっている。そして、実施形態１で用いた構成と同様の構成については、同じ部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００４４】
（構成）
図５は、実施形態２に係るマトリックスアレイセンサ２０の上面図における要部を拡大して示しており、振動子２１１〜２３４、第１電極３ａ〜３ｃ及び第２電極６ａ〜６ｄの配置構成を示している。また、図６は、マトリックスアレイセンサ２０で被検査体１１の底面を検査する際の上面図を示している。なお、図５、図６において、第１信号切換器５、第２信号切換器８の図示は省略している。
【００４５】
図５、図６に示すように、マトリックスアレイセンサ２０の各振動子２１１〜２５８は、同心円のラインと放射方向のラインとの各交点に配列されている。即ち、複数の同心円のラインが、第１ラインとして構成されており、放射方向のラインが第２ラインとして構成されている。
【００４６】
また、各振動子２の符号に下付けした番号は、同心円の外周縁側を１０番台にして１１番から始めて時計回り方向に番号を一つずつ増やしている。また、同心円の外周縁側から内側に向かうのに従って、１０番台から２０番台、３０番台と数を増やしている。図５、図６では、上述した振動子２５８の図示は行っていないが、外周側に配した振動子２１８の内側５番目に配列されていることが分かる。
【００４７】
同心円状に配置した各第１電極３は、外側から内側に向かって、ａ〜ｅの符号を付している。放射方向に配置した第２電極６は、時計回り方向に沿ってａ〜ｈの符号を付している。符号４は、第１電極３ａ〜３ｅ（３ｅの図示は、指示位置が見難くなるので省略している。）にそれぞれ接続している第１制御ケーブル４を総称したものであり、符号７は、第２電極６ａ〜６ｈにそれぞれ接続している第２制御ケーブル７を総称したものである。
【００４８】
マトリックスアレイセンサ２０が円筒状の配列構成になるため、図６に示すような曲率をもつ被検査体１１の底面部１２上をマトリックスアレイセンサ２０で、被検査体１１の側面部と底面部１２との境界部である壁際まで走査することができる。
【００４９】
また、同心円の中心側においては、同心円状に配列された振動子２同士が互いに干渉しない配列構成になっている。そして、必要に応じて、例えば、振動子２の外周径を小さく構成したり、中心側の同心円上に配列した振動子２の配列個数を少なくした構成にしておくことができる。中心側の同心円上に配列した振動子２の配列個数を少なく構成した場合には、各第２電極６に接続している振動子２の数が、どの第２電極６においても全て同じ個数にはならず、異なる個数となるように構成されることになる。
【００５０】
（効果）
本発明の実施形態２に係るマトリックスアレイセンサ２０によって、マトリックスアレイセンサ２０を円形状の配置構成にすることができるので、内面がある曲率をもつ形状に形成された被検査体１１の側面部（内面部）と底面部１２との境界部である壁際までマトリックスアレイセンサ２０で走査することができる。そして、底面部１２を全面に亘ってフルに検査することができる。
【００５１】
［実施形態３］
本発明の実施形態３に係るマトリックスアレイセンサ１の構成を、図７を用いて説明する。実施形態１では、振動子２を格子状に配列した構成、実施形態２では、振動子２を同心円状に配列した構成をそれぞれ説明した。実施形態３では、中心部側に配列した振動子２を格子状に配列し、外周面側に配列した振動子２を同心円状に配列した構成になっている。この配列構成により、マトリックスアレイセンサ１として２種類の配列を備えた構成にすることができる。
【００５２】
この構成において、実施形態１、２における構成とは異なった構成になっているが、他の構成は、実施形態１、２の構成と同様の構成になっている。そして、実施形態１、２で用いた構成と同様の構成については、同じ部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。尚、図７において、第１信号切換器５、第２信号切換器８の図示は省略している。
【００５３】
（構成）
図７は、実施形態３に係るマトリックスアレイセンサ１の全体の構成を示す上面図である。外側に配列した同心円状のマトリックスアレイセンサ２０と、内側に配列した格子状のマトリックスアレイセンサ２２との２種類の配列を組み合わせて構成している。
【００５４】
マトリックスアレイセンサ２０では、外側に配した各同心円方向が、第１ラインとなり、放射方向が第２ラインとなっている。また、マトリックスアレイセンサ２２では、行方向が第１ラインとなり、列方向が第２ラインとなっている。
【００５５】
符号４は、各第１電極３にそれぞれ接続している第１制御ケーブル４を総称したものであり、符号７は、各第２電極６にそれぞれ接続している第２制御ケーブル７を総称したものである。
【００５６】
（効果）
本発明の実施形態３に係るマトリックスアレイセンサ１の構成によって、マトリックスアレイセンサ１の中心においても隣接する振動子２同士の間隔が狭まったり、重なったりすることがなくなる。そして、被検査体を検査するときには、隙間なく超音波を発信することができ、反射した超音波の信号も確実に受信することができる。
【００５７】
［実施形態４］
本発明の実施形態４に係るマトリックスアレイセンサ２４の構成を、図８を用いて説明する。実施形態１〜３では、振動子を平面状に配列した構成をそれぞれ説明した。実施形態４では、振動子を３次元的に配列した構成、即ち円筒状に配列した構成になっている。
【００５８】
この構成において、実施形態１〜３における構成とは異なった構成になっているが、他の構成は、実施形態１〜３の構成と同様の構成になっている。そして、実施形態１〜３で用いた構成と同様の構成については、同じ部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００５９】
（構成）
図８に示すマトリックスアレイセンサ２４は、円筒の外側面側に配列された複数の振動子２と、円周方向に配置した第１電極３と側面の母線方向に配列した第２電極６と、円筒状のローラー１３を有した構成になっている。即ち、マトリックスアレイセンサ２４は、各振動子２を格子状に配列した面形状が曲面形状に形成されている。曲面形状を円筒状に丸めた構成にしておくことも、円弧面状に屈曲させた形状に構成しておくこともできる。
【００６０】
符号４は、各第１電極３にそれぞれ接続している第１制御ケーブル４を総称したものであり、符号７は、各第２電極６にそれぞれ接続している第２制御ケーブル７を総称したものである。  
【００６１】
尚、図８において、各第１電極３にそれぞれ第１信号切換器５、第２信号切換器８の図示は省略している。また、マトリックスアレイセンサ２４では、曲面形状における円周方向を第１ラインとし、母線方向（軸方向）を第２ラインとしている。 
マトリックスアレイセンサ２４の構成を、円弧面状に構成にしておくことにより、マトリックスアレイセンサ２４における円弧面の曲率半径を変化させることができる。そして、内径が異なる円筒状の被検査体に対しても、マトリックスアレイセンサ２４の曲面形状を被検査体の内面形状に倣った形状に構成しておくことができる。
【００６２】
（効果）
本発明の実施形態４に係るマトリックスアレイセンサ２４の構成によって、図９に示した円筒状の被検査体１４の内面を効率よく検査することができる。このマトリックスアレイセンサ２４の使用方法としては、被検査体１４に対して水中において非接触状態で使用することを主の使用方法とすることができる。そして、内径が異なる複数の円筒状の被検査体を、１つのマトリックスアレイセンサ２４を用いて検査することができる。
【００６３】
［実施形態５］
本発明の実施形態５に係るマトリックスアレイセンサ２４の構成を、図１０を用いて説明する。実施形態５では、実施形態４に係るマトリックスアレイセンサ２４を用いて、図１０に示した円柱状の被検査体１１の外側面を検査することができる。
【００６４】
実施形態４では、各振動子２を円筒の外側に配列していたが、実施形態５では、各振動子２を円筒の内側に配列した構成になっている。他の構成は、実施形態４における構成と同様の構成になっている。そのため、実施形態４で用いた構成と同様の構成については、同じ部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００６５】
（効果）
実施形態５のようにマトリックスアレイセンサ２４を構成しておくことにより、図１０に示した円柱状の被検査体１５を外側面側から検査することができる。このマトリックスアレイセンサ２４の使用方法としては、被検査体１５に対して水中において非接触状態で使用することを主の使用方法とすることができる。そして、外径が異なる複数の円筒状の被検査体を、１つのマトリックスアレイセンサ２４を用いて検査することができる。 
【００６６】
特に、マトリックスアレイセンサ２４を円弧面状に構成しておくことにより、マトリックスアレイセンサ２４における円弧面の曲率半径を変化させることができる。そして、外径が異なる円柱状の被検査体１５に対しても、マトリックスアレイセンサ２４の曲面形状を被検査体の外面形状に倣った形状に構成しておくことができる。
【００６７】
［実施形態６］
本発明の実施形態６に係るマトリックスアレイセンサ２６の構成を、図１１、図１２を用いて説明する。実施形態１〜５では、隣接する振動子２間の連結部が固定されている構成について説明を行っていたが、実施形態６では、隣接する振動子２間の連結部を可撓性にした構成になっている。
【００６８】
実施形態６では連結部を可撓性にした構成において、実施形態１〜５における構成とは異なった構成になっているが、他の構成は、実施形態１〜５の構成と同様の構成になっている。そして、実施形態１〜５で用いた構成と同様の構成については、同じ部材符号を用いることで、重複する説明を省略する。
【００６９】
以下では、実施形態６に係るマトリックスアレイセンサ２６の構成として、格子状に振動子２を配列した構成を用いて説明を行うが、実施形態２〜５における振動子２の配列構成においても、必要に応じて隣接する振動子２間の連結部を可撓性となるように構成しておくことができる。
【００７０】
（構成）
格子状に配列した各振動子２をそれぞれ支持しているプレート１８間のつなぎ目に、例えば丁番やフレキシブルテープのような連結部品１７を用いた構成になっている。そして、連結部品１７の構成としては、隣接する振動子２同士がフレキシブルに動けるように構成しておくと共に、任意の角度で連結部品１７の姿勢を固定することが可能な構成にしておくことが望ましい構成となる。  
また、検査を実施する前にマトリックスアレイセンサ２６の形状を決めておき、その形状を予め計測しておくことができる。
【００７１】
（効果）
実施形態６に係るマトリックスアレイセンサ２６の構成として、連結部品１７を上述したようにフレキシブルに可動で、任意の角度位置で固定することができる構成にしておくことで、例えば、格子状に振動子２を配列したマトリックスアレイセンサ２６をフレキシブルに変形させることができ、しかも、変形させた形状を維持することができる。そして、図１２に示したような凹凸のある被検査体１６の表面に沿わせた形でマトリックスアレイセンサ２６を配設することが可能となる。
【００７２】
また、凹凸のある被検査体１６に対しても、マトリックスアレイセンサ２６を用いることで、容易にかつ正確に検査を行うことができる。しかも、検査を実施する前にマトリックスアレイセンサ２６の形状を決めておき、その形状を予め計測しておくことにより、検査時における振動子２の位置に関する座標変換が可能となり、正確に検査を行うことができる。
【００７３】
以上、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 
【符号の説明】
【００７４】
１、２０、２２、２４、２６…マトリックスアレイセンサ、２、２ａ〜２ｐ…振動子、３、３ａ〜３ｈ…第１電極 、４、４ａ〜４ｄ…第１制御ケーブル 、５…第１信号切換器、６、６ａ〜６ｄ…第２電極、７、７ａ〜７ｃ…第２制御ケーブル、８…第２信号切換器、１０…カバー、１１…曲率をもつ被検査体、１２…被検査体の底面、１３…ローラー、１４…円筒状の被検査体、１５…円柱状の被検査体、１６…凹凸のある被検査体、１７…連結部品、１８…プレート、２０…同心円状のマトリックスアレイ、２２…格子状のマトリックスアレイ
【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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