特許 7396071 超音波デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】超音波デバイス

(51)【国際特許分類】

   H04R 17/00 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

H04R17/00 330H

H04R17/00 330G

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020008954

(22)【出願日】2020-01-23

(65)【公開番号】P2021118390

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】小島 力

(72)【発明者】

【氏名】清瀬 摂内

【審査官】大石 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０２３５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１３３６４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１４６８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４２６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動板と、前記振動板に設けられる振動素子と、前記振動素子と電気的に接続する第１
電極と、を有する素子基板と、
前記素子基板と対向する位置に設けられ、前記第１電極と対向する位置に前記第１電極
と接続する第２電極を有する保護基板と、
貫通孔を有し前記素子基板と対向する貫通孔基板と、
前記保護基板を配置する実装面を有する容器と、を備え、
前記振動素子は、前記素子基板と前記保護基板との対向方向から見て、前記貫通孔とオ
ーバーラップする位置に設けられ、且つ、前記素子基板と前記保護基板と接合部材とで囲
まれ、
前記第２電極は、前記保護基板における前記実装面との接合面とは反対側の面に設けら
れていることを特徴とする超音波デバイス。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波デバイスにおいて、
前記対向方向から見て前記素子基板よりも前記保護基板のほうが大きいことを特徴とす
る超音波デバイス。

【請求項3】

請求項１または２に記載の超音波デバイスにおいて、
前記容器は、前記第２電極と配線により接続される第３電極を有し、
前記第２電極の前記配線が接続される第２電極配線接続面と、前記第３電極の前記配線
が接続される第３電極配線接続面とは、ともに、前記実装面が向く方向に向いていること
を特徴とする超音波デバイス。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波デバイスにおいて、
前記貫通孔に格子状部材か設けられていることを特徴とする超音波デバイス。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波デバイスにおいて、
前記貫通孔を複数有することを特徴とする超音波デバイス。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波デバイスにおいて、
前記貫通孔に樹脂部材か設けられていることを特徴とする超音波デバイス。

【請求項7】

請求項６に記載の超音波デバイスにおいて、
前記樹脂部材は、音響レンズであることを特徴とする超音波デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、様々な超音波デバイスが使用されている。このような超音波デバイスの一例として、例えば、特許文献１には、送信手段から送信され被検出体にて反射された超音波を受信部で受信し、受信部で受信した超音波の振動が伝達される第１の伝達部材と、第１の伝達部材に伝達された超音波の振動を伝達する第２の伝達部材と、を備える超音波センサが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－１８９３０３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の超音波センサは、受信素子である振動素子の保護、すなわち、信頼性の向上の観点から上記のような構成となっている。しかしながら、特許文献１の超音波センサは、第１の伝達部材及び第２の伝達部材と、超音波の振動を伝達する部材を設けているので、超音波の振動を伝達することに伴う振動の損失が大きく精度が低下する場合があった。また、特許文献１の超音波センサは、構成が複雑である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための本発明の超音波デバイスは、振動板と、前記振動板に設けられる振動素子と、前記振動素子と電気的に接続する第１電極と、を有する素子基板と、前記素子基板と対向する位置に設けられ、前記第１電極と対向する位置に前記第１電極と接続する第２電極を有する保護基板と、貫通孔を有し前記素子基板と対向する貫通孔基板と、前記保護基板を配置する実装面を有する容器と、を備え、前記振動素子は、前記素子基板と前記保護基板との対向方向から見て前記貫通孔とオーバーラップする位置に設けられ、且つ、前記素子基板と前記保護基板と接合部材とで囲まれ、前記第２電極は、前記保護基板における前記実装面との接合面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の超音波デバイスの一例としての実施例１の超音波センサーを表す概略図。

【図2】図１の超音波センサーにおける送信受信部の貫通孔形成面側からの概略斜視図。

【図3】図１の超音波センサーにおける送信受信部の第３電極形成面側からの概略斜視図。

【図4】図２の送信受信部のＡ－Ａ断面図。

【図5】図１の超音波センサーにおける振動素子を表す概略底面図。

【図6】図４の送信受信部の超音波センサー内での取り付け状態を表す概略図。

【図7】実施例２の超音波センサーにおける送信受信部の第３電極形成面側からの概略斜視図。

【図8】実施例２の超音波センサーにおける送信受信部の断面図。

【図9】実施例３の超音波センサーにおける送信受信部の貫通孔形成面側からの概略斜視図。

【図10】図９の送信受信部のＢ－Ｂ断面図。

【図11】実施例４の超音波センサーにおける送信受信部の貫通孔形成面側からの概略斜視図。

【図12】図１１の送信受信部のＣ－Ｃ断面図。

【図13】実施例５の超音波センサーにおける送信受信部の貫通孔形成面側からの概略斜視図。

【図14】図１３の送信受信部のＤ－Ｄ断面図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

最初に、本発明について概略的に説明する。
上記課題を解決するための本発明の第１の態様の超音波デバイスは、振動板と、前記振動板に設けられる振動素子と、前記振動素子と電気的に接続する第１電極と、を有する素子基板と、前記素子基板と対向する位置に設けられ、前記第１電極と対向する位置に前記第１電極と接続する第２電極を有する保護基板と、貫通孔を有し前記素子基板と対向する貫通孔基板と、前記保護基板を配置する実装面を有する容器と、を備え、前記振動素子は、前記素子基板と前記保護基板との対向方向から見て前記貫通孔とオーバーラップする位置に設けられ、且つ、前記素子基板と前記保護基板と接合部材とで囲まれ、前記第２電極は、前記保護基板における前記実装面との接合面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする。

【0008】

本態様によれば、振動素子が素子基板と保護基板と接合部材とで囲まれる位置に設けられることで振動素子を保護することができる。また、振動素子が超音波の出入り口となる貫通孔とオーバーラップする位置に設けられることで、超音波を効率よく送受信することができ、精度の低下を抑制できる。さらに、保護基板を容器の実装面で接合させることで振動板の振動に伴う保護基板の振動を抑制できる。保護基板の振動を抑制することで、保護基板の振動に伴う保護基板の損傷や、保護基板の振動が振動素子に伝わることでの精度の低下を、抑制できる。また、第２電極が保護基板における実装面との接合面とは反対側の面に設けられていることで、第１電極との接合が容易となり構成を簡単にすることができる。すなわち、本態様によれば、超音波デバイスの信頼性を高くするとともに、構成を複雑化させることなく精度低下を抑制することができる。

【0009】

本発明の第２の態様の超音波デバイスは、前記第１の態様において、前記対向方向から見て前記素子基板よりも前記保護基板のほうが大きいことを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、保護基板を大きくすることができるので、保護基板自体の強度的な信頼性を向上することができるとともに、大きな保護基板で素子基板を保護でき、素子基板の信頼性も向上することができる。

【0011】

本発明の第３の態様の超音波デバイスは、前記第１または第２の態様において、前記容器は、前記第２電極と配線により接続される第３電極を有し、前記第２電極の前記配線が接続される第２電極配線接続面と、前記第３電極の前記配線が接続される第３電極配線接続面とは、ともに、前記実装面が向く方向に向いていることを特徴とする。

【0012】

本態様によれば、保護基板に設けられる第２電極配線接続面の向きと容器に設けられる第３電極配線接続面の向きとが、ともに、実装面が向く方向に揃っている。このため、容器への保護基板の実装が容易となり、実装不良を減らせることで、超音波デバイスの信頼性を高くすることができる。

【0013】

本発明の第４の態様の超音波デバイスは、前記第１から第３のいずれか１つの態様において、前記貫通孔に格子状部材か設けられていることを特徴とする。

【0014】

本態様によれば、貫通孔に格子状部材か設けられているので、貫通孔から異物が侵入することを抑制できる。貫通孔から異物が侵入することを抑制することで、異物による装置内部の損傷や電気的接続不良などを抑制でき、超音波デバイスの信頼性を高くすることができる。

【0015】

本発明の第５の態様の超音波デバイスは、前記第１から第４のいずれか１つの態様において、前記貫通孔を複数有することを特徴とする。

【0016】

本態様によれば、貫通孔を複数有するので、１つあたりの貫通孔の開口径を小さくでき、貫通孔から異物が侵入することを抑制できる。また、貫通孔の形状や開口径に応じて変化する超音波の指向性、送信方向、焦点距離などを容易に調整することが可能になる。

【0017】

本発明の第６の態様の超音波デバイスは、前記第１から第５のいずれか１つの態様において、前記貫通孔に樹脂部材か設けられていることを特徴とする。

【0018】

本態様によれば、貫通孔に樹脂部材か設けられている。このため、例えば、生体中や水中など、空気を介さずに超音波を対象物に向けて送信する場合などにおいて、対象物に超音波が達するまでの間の超音波の損失を抑制でき、精度を高くすることができる。

【0019】

本発明の第７の態様の超音波デバイスは、前記第６の態様において、前記樹脂部材は、音響レンズであることを特徴とする。

【0020】

本態様によれば、樹脂部材は、音響レンズである。このため、超音波を効率的に収束させることができ、精度を高くすることができる。

【0021】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
［実施例１］
最初に、本発明の超音波デバイスの一例としての実施例１の超音波センサー１について図１から図６を参照して説明する。

【0022】

超音波センサー１は、図１で表されるように、超音波を送信方向Ｄ１に送信し、対象物Ｏで反射されることで受信方向Ｄ２に移動してきた超音波を受信する、送信受信部１００を備えている。なお、送信受信部１００の詳細は後述するが、送信受信部１００は、図４で表されるように、振動素子１２４を備えている。送信受信部１００は、振動素子１２４として、超音波を送信する送信素子と、送信素子から送信された超音波を受信する受信素子と、を備えているが、送信素子と受信素子とは、同様の構成である。

【0023】

また、送信受信部１００から送信された超音波を受信するまでの時間を計測するタイマー２００を備えている。超音波センサー１は、タイマー２００により計測された時間に基づいて、超音波センサー１から対象物Ｏまでの距離Ｌｏを計測することが可能である。

【0024】

次に、送信受信部１００の具体的な構成を説明する。図２から図４などで表されるように、送信受信部１００は、容器１０を備えている。図２及び図４などで表されるように、容器１０の貫通孔形成面１０Ａが設けられる貫通孔基板１１０には、貫通孔１１が設けられている。また、図３及び図４などで表されるように、容器１０の第３電極形成面形成面１０Ｂには、第３電極１９０が設けられている。図４においては、略平板状の送信受信部１００を水平面に置いた場合、図４で表される状態を平面図としている。そして、図２から図６などにおいては、略平板状の送信受信部１００を水平面に置いた場合、図中のＸ軸方向は水平方向であり、Ｙ軸方向は水平方向であるとともにＸ軸方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｚ軸方向は、後述する素子基板１５０と保護基板１６０とが対向する対向方向であるとともに超音波の送信方向Ｄ１及び受信方向Ｄ２に沿う方向である。

【0025】

図４で表されるように、送信受信部１００は、複数の振動素子１２４と、振動素子１２４が設けられる振動板１４０と、振動素子１２４と電気的に接続する第１電極１７０と、を有する素子基板１５０を備えている。なお、図４では、図がわかりやすいように振動素子１２４を３つ表しているが、本実施例の送信受信部１００における実際の振動素子１２４の数はもっと多い。しかしながら、振動素子１２４の数に特に限定はない。素子基板１５０のＺ軸方向における振動素子１２４とオーバーラップする位置には、超音波の送信及び受信の精度を高くするため、孔部１５１が設けられている。

【0026】

また、図４で表されるように、送信受信部１００は、Ｚ軸方向において素子基板と対向する位置に、保護基板１６０が設けられている。保護基板１６０は、図４で表されるように、Ｚ軸方向において第１電極１７０と対向する位置に設けられるとともに第１電極１７０と直接接触して接続する第２電極１８０を有している。

【0027】

保護基板１６０は、図４で表されるように、容器１０の一部を構成する貫通孔基板１１０における貫通孔１１と対向する実装面１０Ｃに対して樹脂製の接着剤１２で接合されている。このように、保護基板１６０を容器１０の実装面１０Ｃで接合させることで振動板１４０の振動に伴う保護基板１６０の振動を抑制できる。保護基板１６０の振動を抑制することで、保護基板１６０の振動に伴う保護基板１６０の損傷や、保護基板１６０の振動が振動素子１２４に伝わることでの精度の低下を、抑制できる。なお、本実施例においては、保護基板１６０は、実装面１０Ｃに対して接合面１６０Ａの全体が接着剤１２で接着されて接合されているが、このような構成に限定されない。実装面１０Ｃに対して接合面１６０Ａの一部のみが接着剤１２などで接着されて接合されていてもよいし、接着剤１２を用いる以外の方法で接合面１６０Ａが実装面１０Ｃに対して接合されていてもよい。

【0028】

ここで、図４で表されるように、振動素子１２４は、素子基板１５０と保護基板１６０との対向方向であるＺ軸方向に沿う方向から見て貫通孔１１とオーバーラップする位置に設けられている。このように、振動素子１２４が超音波の出入り口となる貫通孔１１とオーバーラップする位置に設けられることで、超音波を効率よく送受信することができ、精度の低下を抑制できる。

【0029】

そして、振動素子１２４は、素子基板１５０と、保護基板１６０と、樹脂製の接着剤１２などの接合部材と、で接合されている。別の表現をすると、振動素子１２４が形成されている振動素子形成空間Ｓａが、素子基板１５０と、保護基板１６０と、樹脂製の接着剤１２などの接合部材と、で密閉されている。このように、振動素子１２４が素子基板１５０と保護基板１６０と接合部材とで囲まれる位置に設けられることで振動素子１２４を保護することができる。

【0030】

また、図４で表されるように、第２電極１８０は、保護基板１６０における実装面１０Ｃとの接合面１６０Ａとは反対側の面１６０Ｂに設けられている。このように、第２電極１８０が保護基板１６０における実装面１０Ｃとの接合面１６０Ａとは反対側の面１６０Ｂに設けられていることで、第１電極１７０との接合が容易となり構成を簡単にすることができる。すなわち、本態様の送信受信部１００を有する超音波センサー１は、超音波デバイスとしての信頼性が高く、構成を複雑化させることなく精度低下を抑制している。

【0031】

また、図４で表されるように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿う水平方向において、素子基板１５０よりも保護基板１６０のほうが大きい。別の表現をすると、超音波センサー１は、Ｚ軸方向に沿う方向から見て素子基板１５０よりも保護基板１６０のほうが大きい。このように、保護基板１６０を大きくすることで、保護基板１６０自体の強度的な信頼性を向上することができるとともに、大きな保護基板１６０で素子基板１５０を保護でき、素子基板１５０の信頼性も向上することができる。

【0032】

また、図３及び図４で表されるように、容器１０には、第３電極１９０が設けられている。そして、図４で表されるように、第３電極１９０は、第２電極１８０と配線１９１により接続され、第２電極１８０の配線１９１が接続される第２電極配線接続面１８０ａと、第３電極１９０の配線１９１が接続される第３電極配線接続面１９０ａとは、ともに、実装面１０Ｃが向く方向である図４中の上向き（送信方向Ｄ１）に向いている。すなわち、保護基板１６０に設けられる第２電極配線接続面１８０ａの向きと容器１０に設けられる第３電極配線接続面の向きとが、ともに、実装面１０Ｃが向く方向に揃っている。このため、このような構成とすることで、貫通孔形成面１０Ａ側から実装面１０Ｃ側に向けての容器１０への保護基板１６０の実装が容易となり、同じ側を向く面同士を配線１９１で接続できることで電気的な接続不良を容易に抑制できる。したがって、実装不良を減らせることで、超音波デバイスの信頼性を高くすることができる。

【0033】

ここで、本実施例の送信受信部１００は、一部の振動素子１２４を受信素子として使用し、残りの振動素子１２４を送信素子として使用している。そして、上記のように、いずれの振動素子１２４も同じ構成である。すなわち、各々の送信素子が同じ構成、各々の受信素子が同じ構成、というだけでなく、各々の送信素子と各々の受信素子も同じ構成である。ただし、このような構成に限定されず、例えば、各々の送信素子及び各々の受信素子を異なる構成としてもよいし、送信素子と受信素子とを分けることなく各々の振動素子１２４を送信素子及び受信素子として使用する構成としてもよい。

【0034】

以下に、本実施例の振動素子１２４について図５を用いて説明する。図５で表されるように、振動素子１２４は、下層電極１２３と圧電体層１２２と上層電極１２１とがＺ軸方向に沿って重ねられることで形成されている。下層電極１２３は、Ｙ軸方向に沿って延びており、Ｘ軸方向において複数設けられている。上層電極１２１は、Ｘ軸方向に沿って延びており、Ｙ軸方向において複数設けられている。圧電体層１２２は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにおいてマトリクス状に設けられている。

【0035】

下層電極１２３や上層電極１２１は、導電性を有するものであれば、その材料は制限されない。下層電極１２３や上層電極１２１の材料としては、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の酸化スズ系導電材料、酸化亜鉛系導電材料、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ_３）、ニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ_３）、元素ドープチタン酸ストロンチウム等の酸化物導電材料や、導電性ポリマー等を用いることができる。

【0036】

圧電体層１２２は、代表的には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のペロブスカイト構造（ＡＢＯ_３型構造）の複合酸化物を用いることができる。これによれば、圧電素子である振動素子１２４の変位量を確保しやすくなる。

【0037】

また、圧電体層１２２は、鉛を含まないペロブスカイト構造（ＡＢＯ_３型構造）の複合酸化物を用いることもできる。これによれば、環境への負荷が少ない非鉛系材料を用いて超音波センサー１を実現できる。

【0038】

このような非鉛系の圧電材料としては、例えば、鉄酸ビスマス（ＢＦＯ；ＢｉＦｅＯ_３）を含むＢＦＯ系材料が挙げられる。ＢＦＯでは、ＡサイトにＢｉが位置し、Ｂサイトに鉄（Ｆｅ）が位置している。ＢＦＯに、他の元素が添加されていてもよい。例えば、ＫＮＮに、鉄酸マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、バリウム（Ｂａ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、セリウム（Ｃｅ）、サマリウム（Ｓｍ）、クロム（Ｃｒ）、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユーロビウム（Ｅｕ）から選択される少なくとも１種の元素が添加されていてもよい。

【0039】

また、非鉛系圧電材料の他の例として、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＫＮＮ；ＫＮａＮｂＯ_３）を含むＫＮＮ系材料が挙げられる。ＫＮＮに、他の元素が添加されていてもよい。たとえば、ＫＮＮに、マンガン（Ｍｎ）、リチウム（Ｌｉ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、タンタル（Ｔａ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、及びユーロビウム（Ｅｕ）から選択される少なくとも１種の元素が添加されていてもよい。

【0040】

ペロブスカイト構造の複合酸化物には、欠損・過剰により化学量論の組成からずれたものや、元素の一部が他の元素に置換されたものも含まれる。すなわち、ペロブスカイト構造を取り得る限りにおいて、格子不整合、酸素欠損等による不可避な組成のずれは勿論、元素の一部置換等も許容される。

【0041】

次に、図６を用いて送信受信部１００が中継基板３００に接続された状態の構成例について説明する。中継基板３００は、電源４００と電気的に接続されている。そして、第３電極１９０は、はんだ１３により中継基板３００に電気的に接続されている。図６で表されるように、第３電極１９０である本実施例の第３電極１９０Ａは、容器１０の第３電極形成面形成面１０Ｂ側の先端が平坦となっている。このため、本実施例の送信受信部１００は、はんだ１３により簡単かつしっかりと中継基板３００に対して電気的に接続することができる。ただし、第３電極１９０は、本実施例の第３電極１９０Ａのような構成に限定されない。以下に、第３電極１９０の構成が異なる実施例２の超音波センサー１について説明する。

【0042】

［実施例２］
ここで、実施例２の超音波センサー１について、図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は実施例１の超音波センサー１における図３に対応する図であり、図８は実施例１の超音波センサー１における図４に対応する図である。また、図７及び図８において上記実施例１と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。ここで、本実施例の超音波センサー１は、上記で説明した実施例１の超音波センサー１と同様の特徴を有しているとともに、下記での説明箇所以外は実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。具体的には、本実施例の超音波センサー１は、送信受信部１００の第３電極１９０の構成以外は、実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。

【0043】

図３及び図４などで表されるように、実施例１の超音波センサー１における第３電極１９０Ａは、容器１０の第３電極形成面形成面１０Ｂ側の先端が平坦となっていた。一方、図７及び図８で表されるように、本実施例の超音波センサー１における第３電極１９０Ｂは、容器１０の第３電極形成面形成面１０Ｂ側の先端が凸状となっている。例えば、中継基板３００に第３電極１９０Ｂと係合する導電性の凹部などを設けることで、はんだ１３などの他部材を用いることなく、送信受信部１００を中継基板３００に対して簡単に着脱することができる。

【0044】

［実施例３］
次に、実施例３の超音波センサー１について、図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９は実施例１の超音波センサー１における図２に対応する図であり、図１０は実施例１の超音波センサー１における図４に対応する図である。また、図９及び図１０において上記実施例１及び実施例２と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。ここで、本実施例の超音波センサー１は、上記で説明した実施例１の超音波センサー１と同様の特徴を有しているとともに、下記での説明箇所以外は実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。具体的には、本実施例の超音波センサー１は、送信受信部１００に金属製のメッシュ部材１４を有していること以外は、実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。

【0045】

図９及び図１０で表されるように、本実施例の超音波センサー１における送信受信部１００は、金属製のメッシュ部材１４を有している。そして、金属製のメッシュ部材１４により、貫通孔１１が容器１０の内部側から覆われている。別の表現をすると、本実施例の超音波センサー１は、貫通孔１１に格子状部材か設けられている。このように、貫通孔１１に格子状部材か設けられていることで、貫通孔１１から異物が侵入することを抑制できる。そして、貫通孔１１から異物が侵入することを抑制することで、異物による送信受信部１００内部の損傷や電気的接続不良などを抑制でき、超音波デバイスの信頼性を高くすることができる。

【0046】

なお、本実施例の格子状部材は、上記のように、金属製のメッシュ部材１４である。しかしながら、格子状部材は金属製のメッシュ部材１４に限定されない。格子状部材として金属製以外の素材のメッシュ部材を使用してもよいし、メッシュ部材以外のものを使用してもよい。

【0047】

［実施例４］
次に、実施例４の超音波センサー１について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は実施例１の超音波センサー１における図２に対応する図であり、図１２は実施例１の超音波センサー１における図４に対応する図である。また、図１１及び図１２において上記実施例１から実施例３と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。ここで、本実施例の超音波センサー１は、上記で説明した実施例１の超音波センサー１と同様の特徴を有しているとともに、下記での説明箇所以外は実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。具体的には、本実施例の超音波センサー１は、送信受信部１００の貫通孔１１の形状及び貫通孔１１に樹脂製の音響レンズ１５を有していること以外は、実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。

【0048】

図１１及び図１２で表されるように、本実施例の超音波センサー１における送信受信部１００は、Ｚ軸方向に沿って見る平面視において矩形の貫通孔１１を有し、貫通孔１１に樹脂部材である音響レンズ１５か設けられている。このように、貫通孔１１に樹脂部材か設けられていることで、例えば、生体中や水中など、空気を介さずに超音波を対象物Ｏに向けて送信する場合などにおいて、対象物Ｏに超音波が達するまでの間の超音波の損失を抑制でき、精度を高くすることができる。また、貫通孔１１を覆うことで、貫通孔１１から異物が侵入することを抑制できる。

【0049】

また、貫通孔１１に設けられる樹脂部材は、音響レンズである。このため、本実施例の超音波センサー１は、超音波を効率的に収束させることができ、精度を高くすることができている。

【0050】

［実施例５］
次に、実施例５の超音波センサー１について、図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は実施例１の超音波センサー１における図２に対応する図であり、図１４は実施例１の超音波センサー１における図４に対応する図である。また、図１３及び図１４において上記実施例１から実施例４と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。ここで、本実施例の超音波センサー１は、上記で説明した実施例１の超音波センサー１と同様の特徴を有しているとともに、下記での説明箇所以外は実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。具体的には、本実施例の超音波センサー１は、送信受信部１００の貫通孔１１の数及び大きさ以外は、実施例１の超音波センサー１と同様の構成をしている。

【0051】

図１３及び図１４で表されるように、本実施例の超音波センサー１における送信受信部１００は、貫通孔１１を複数有している。このように、貫通孔１１を複数有することで、１つあたりの貫通孔１１の開口径を小さくでき、貫通孔１１から異物が侵入することを抑制できる。また、貫通孔１１を複数有することで、貫通孔１１の形状や開口径に応じて変化する超音波の指向性、送信方向、焦点距離などを容易に調整することが可能になる。例えば、開口径を小さくすることで貫通孔１１からの焦点距離を短くすることができる。

【0052】

なお、本実施例の超音波センサー１における貫通孔１１は、図１３で表されるように、貫通孔１１ａ、貫通孔１１ｂ、貫通孔１１ｃ、貫通孔１１ｄ、貫通孔１１ｅ、貫通孔１１ｆ、貫通孔１１ｇ、貫通孔１１ｈ、貫通孔１１ｉ、と９つ設けられている。貫通孔１１ａは不図示の孔部１５１ａとＺ軸方向において対向する位置に設けられ、貫通孔１１ｂは不図示の孔部１５１ｂとＺ軸方向において対向する位置に設けられ、貫通孔１１ｃは不図示の孔部１５１ｃとＺ軸方向において対向する位置に設けられている。貫通孔１１ｄは図１４で表されるように孔部１５１ｄとＺ軸方向において対向する位置に設けられ、貫通孔１１ｅは図１４で表されるように孔部１５１ｅとＺ軸方向において対向する位置に設けられ、貫通孔１１ｆは図１４で表されるように孔部１５１ｆとＺ軸方向において対向する位置に設けられている。貫通孔１１ｇは不図示の孔部１５１ｇとＺ軸方向において対向する位置に設けられ、貫通孔１１ｈは不図示の孔部１５１ｈとＺ軸方向において対向する位置に設けられ、貫通孔１１ｉは不図示の孔部１５１ｉとＺ軸方向において対向する位置に設けられている。

【0053】

図１４では、貫通孔１１と、振動素子１２４と対向する孔部１５１とが、１対１でＺ軸方向において対向するように形成されているが、このような構成に限定されない。例えば、Ｚ軸方向において貫通孔１１と対向する位置に複数の振動素子１２４及び孔部１５１があってもよい。

【0054】

本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0055】

１…超音波センサー（超音波デバイス）、１０…容器、１０Ａ…貫通孔形成面、
１０Ｂ…第３電極形成面形成面、１０Ｃ…実装面、１１…貫通孔、１１ａ…貫通孔、
１１ｂ…貫通孔、１１ｃ…貫通孔、１１ｄ…貫通孔、１１ｅ…貫通孔、
１１ｆ…貫通孔、１１ｇ…貫通孔、１１ｈ…貫通孔、１１ｉ…貫通孔、
１２…接着剤（接合部材）、１３…はんだ、１４…メッシュ部材（格子状部材）、
１５…音響レンズ（樹脂部材）、１００…送信受信部、１１０…貫通孔基板、
１２１…上層電極、１２２…圧電体層、１２３…下層電極、１２４…振動素子、
１４０…振動板、１５０…素子基板、１５１…孔部、１５１ｂ…孔部、
１５１ｄ…孔部、１５１ｅ…孔部、１６０…保護基板、１６０Ａ…接合面、
１６０Ｂ…接合面１６０Ａとは反対側の面、１７０…第１電極、１８０…第２電極、
１８０ａ…第２電極配線接続面、１９０…第３電極、１９０Ａ…第３電極、
１９０Ｂ…第３電極、１９０ａ…第３電極配線接続面、１９１…配線、
２００…タイマー、３００…中継基板、４００…電源、Ｏ…対象物、
Ｓａ…振動素子形成空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】