[发明专利]超声波传感器以及超声波装置

说明书

一种超声波传感器以及超声波装置，抑制驱动特性的降低的同时，实现超声波的发送声压的增大。超声波传感器具备：振动板，具备多个振动部；壁部，设置于所述振动板，包围所述振动部；第一压电元件，设置于多个所述振动部中、规定数量的所述振动部；以及第二压电元件，设置于未设置所述第一压电元件的所述振动部，其中，所述第一压电元件能够进行驱动信号的输入输出，且与至少一个其他的所述第一压电元件并联连接，在一个方向上相邻的所述第一压电元件之间，配置有所述第二压电元件。

技术领域

本发明涉及一种超声波传感器以及超声波装置。

背景技术

在现有技术中，已知有通过使振动板振动来进行超声波的发送接收的超声波传感器(例如，专利文献1)。

在专利文献1记载的超声波传感器中，包括振动膜、以及配置于振动膜上的压电元件而构成的超声波换能器在XY方向上配置为矩阵状。在该超声波传感器中，通过多个超声波换能器中、沿Y方向配置的各超声波换能器构成超声波换能器列(频道)，成为沿着X方向配置多个频道的构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-34057号公报

可以认为在专利文献1记载的超声波传感器中，为了增大从超声波传感器发送的超声波的声压，而增大1频道所包括的超声波换能器的数量(元件数)。但是，如果增大频道所包括的元件数，则频道整体中的合计电容(合计静电电容)也会增大，从而用于使超声波传感器驱动的驱动特性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在抑制驱动特性的降低的同时、实现超声波的发送声压的增大的超声波传感器、以及超声波装置。

本发明的一个适用例所涉及的超声波传感器的特征在于，具备：振动板，具备多个振动部；壁部，设置于所述振动板，包围所述振动部；第一压电元件，设置于多个所述振动部中、规定数量的所述振动部；以及第二压电元件，设置于未设置所述第一压电元件的所述振动部，其中，所述第一压电元件能够进行驱动信号的输入输出，且与至少一个其他的所述第一压电元件并联连接，所述第二压电元件与所述第一压电元件电绝缘，在一个方向上相邻的所述第一压电元件之间，配置有所述第二压电元件。

在本适用例的超声波传感器中，在振动板上设置被壁部包围的多个振动部，第一压电元件配置于这些振动部中规定数量的振动部，第二压电元件配置于剩余的振动部。第一压电元件是与至少一个其他第一压电元件电并联连接的压电元件，通过输入驱动信号，并联连接的多个第一压电元件同时被驱动。另一方面，第二压电元件是与第一压电元件电绝缘的压电元件，配置于在一个方向上相邻的第一压电元件之间。需要说明的是，在下面的说明中，有时将第一压电元件以及配置有该第一压电元件的振动部所构成的超声波换能器称为驱动换能器，将第二压电元件以及配置有该第二压电元件的振动部所构成的超声波换能器称为非驱动换能器。

在上述的本适用例中，通过向第一压电元件输入驱动信号，第一压电元件进行伸缩，配置有该第一压电元件的振动部进行振动，从而从驱动换能器发送超声波。此时，驱动换能器的振动部的振动通过振动板传递至配置有第二压电元件的振动部(机械性串扰)。由此，非驱动换能器的振动部进行共振，也从非驱动换能器发送超声波。也就是说，在本适用例中，通过仅使驱动换能器驱动，从配置于该驱动换能器的附近的非驱动换能器也发送超声波，从而能够从超声波传感器发送大声压的超声波。

此外，在这样的构成中，无需为了提高发送超声波的声压而增加输入驱动信号的第一压电元件的数量。因此，并联连接的驱动换能器的整体的合计静电电容也不会变大。因此，可以在抑制驱动特性的降低的同时，提高发送超声波的声压。

优选在本适用例的超声波传感器中，在所述振动板具备配置有包括并联连接的规定数量的所述第一压电元件而构成的元件组的第一区域，所述第一区域在第一方向上配置有多个，在所述第一方向上相邻的所述第一区域之间，配置有所述第二压电元件。