JP5540855B2

JP5540855B2 - 超音波センサー

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Publication number: JP5540855B2
Application number: JP2010092929A
Authority: JP
Inventors: 洋史松田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: JP2011223490A

Description

本発明は、超音波センサーに関する。

従来、超音波を送受信する超音波トランスデューサーをマトリックス状に配置した二次元アレイ構造の超音波内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
具体的に、特許文献１に記載の超音波トランスデューサーは、圧電素子を個別電極及び共通電極で挟んで構成されている。そして、この超音波トランスデューサーは、円周方向及び幅方向に沿って、半円周状にそれぞれ並べられて、配置されている。

特許文献１では、超音波トランスデューサーを円周方向に１５行、幅方向に５列配置するアレイを、円周方向に沿って１２組配置している。この構成において、各超音波トランスデューサーの各個別電極から列毎に円周方向に沿って、電極線である信号配線が引き出される。この各個別電極から引き出される信号配線は、全て、円周方向に沿う一方向に向かって延びている。

特開２００６−６１２５２号公報

特許文献１に記載の超音波トランスデューサーにおいて、各個別電極から引き出される信号配線は、全て、円周方向に沿う一方向に向かって延びているので、各列間には、１５本の信号配線が配置されることとなる。
例えば、１５行以上に数多くの超音波トランスデューサーを配置した場合には、配置した超音波トランスデューサーの数だけ信号配線が各列間に引き出されることとなる。ところで、各列間のスペースには制約があり、数多くの超音波トランスデューサーを配置した場合には、各列間のスペースにおいて、信号配線が複雑化するという問題がある。

本発明は、超音波トランスデューサー間に電極から引き出される電極線の本数を少なくできる超音波センサーを提供することを目的とする。

本発明の超音波センサーは、センサー基板上に、超音波トランスデューサーが前記センサー基板に対して互いに直交する二方向に沿って配置された超音波センサーであって、前記センサー基板は、当該センサー基板を厚み方向に沿って見た平面視において、少なくとも互いに交差する２つの分割仮想線により分割される複数の領域を備え、前記各領域内において、前記各超音波トランスデューサーの一対の電極のうち、一方の電極から引き出される各第１電極線が、前記分割仮想線の交差点から離れる第一方向に延びていることを特徴とする。

本発明によれば、センサー基板は、少なくとも互いに交差する２つの分割仮想線により分割された複数の領域を備える。そして、各領域内において、超音波トランスデューサーの一対の電極のうち、一方の電極から引き出される各第１電極線は、分割仮想線の交差点から離れる第一方向に延びている。
これによれば、各領域内において、各第１電極線は、交差点から離れる第一方向に延びているので、分割仮想線を跨いで他の領域に向けて引き出されることがない。すなわち、分割仮想線により、センサー基板を複数の領域に分割して、各領域内において、第１電極線が各領域間を跨がないように、一方の電極から引き出されている。従って、従来のように、センサー基板を分割することなく、第１電極線を同じ方向のみに引き出す場合と比べて、各領域内において、超音波トランスデューサー間に引き出される第１電極線の本数を少なくできる。

本発明では、前記センサー基板は、前記超音波トランスデューサーの前記二方向の並び方向に対してそれぞれ平行となるＸ軸及びＹ軸により分割される４つの領域を備え、前記各領域内において、前記各第１電極線は、前記Ｘ軸または前記Ｙ軸のうち、いずれか一方に沿って延びていることが好ましい。

ここで、４つ以上の領域で分割した場合には、各領域内において、超音波トランスデューサー間に引き出される第１電極線の本数をさらに少なくできる。しかし、例えば、正方形状のセンサー基板を用いて、３×３に９分割した場合には、中央部分に形成される領域において、第１電極線は分割仮想線を跨いで、他の領域に引き出さざるを得ない状況となる。この場合には、中央部分の領域から第１電極線が分割仮想線を跨いで別の領域に引き出されるため、各領域内において、超音波トランスデューサー間に引き出される第１電極線の本数は、分割する領域数を多くしても少なくできない。
本発明によれば、センサー基板を互いに直交するＸ軸及びＹ軸によって、４つの領域に分割している。これによれば、４分割することで、上述したような例えば、９分割の構成において、中央部分に形成される領域が生じることなく、各領域内において、超音波トランスデューサー間に引き出される第１電極線の本数を確実に少なくでき、分割する領域数を多くした場合での第１電極線の引き出し方向の煩雑化を防止できる。

また、本発明によれば、例えば、Ｘ軸に沿って、Ｙ軸を挟んだ２つの領域において、第１電極線がＹ軸を跨いで同方向に引き出されることがない。同様に、Ｙ軸に沿って、Ｘ軸を挟んだ２つの領域において、第１電極線がＸ軸を跨いで同方向に引き出されることがない。すなわち、一方の電極から引き出される各第１電極線が、それぞれＸ軸及びＹ軸を跨いで他の領域に引き出されることがなく、各領域内において、超音波トランスデューサー間に引き出される第１電極線の本数を少なくできる。

本発明では、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸は、前記平面視において、前記センサー基板の基板略中心点を通ることが好ましい。

ここで、「基板略中心点」とは、超音波トランスデューサーを偶数分、二方向に配置した場合には、基板中心点となり、超音波トランスデューサーを奇数分、二方向に配置した場合には、基板中心点からずれた位置でＸ軸及びＹ軸は交差する点となり、この両者を含むものである。
本発明によれば、Ｘ軸及びＹ軸がセンサー基板の基板略中心点を通るので、センサー基板を略均等に４つの領域に分割できる。これによれば、領域毎での超音波トランスデューサー間における第１電極線の本数の偏りを抑制でき、本数を略均等にできる。従って、各領域の大きさが大きく異なる場合には、領域毎に超音波トランスデューサー間のスペースの広さをそれぞれ変更する必要があるが、各領域で本数を略均等にできるので、超音波トランスデューサーをセンサー基板に配置する製造工程を簡素化できる。

本発明では、前記複数の分割仮想線のうち、少なくともいずれか一方に沿う共通電極線を備え、前記各領域内において、前記一対の電極のうち、他方の電極に互いに接続される第２電極線は、前記第１電極線に対して平行に配置され、かつ前記共通電極線に接続されることが好ましい。

ところで、上述した従来の構成では、各超音波トランスデューサーの各共通電極から引き出された配線を行毎に設けた共通電極線にそれぞれ接続している。すなわち、行毎に共通電極線を設ける必要があり、共通電極線の本数が多くなり、構造が複雑化する。
本発明によれば、共通電極線には、第１電極線に対して平行に配置される第２電極線がそれぞれ接続され、この共通電極線は、複数の分割仮想線の少なくともいずれか一方に沿って配置されているのみである。従って、共通電極線の本数を従来の構成に比べて大幅に減らすことができ、構成を簡素化できる。
また、第１電極線は、分割仮想線の交差点から離れる第一方向に延び、共通電極線は、複数の分割仮想線のうち、少なくともいずれか一方に沿うので、第１電極線と共通電極線との接触を防止できる。

本発明では、前記第２電極線は、前記各超音波トランスデューサーから前記第一方向に直線状に延び、前記第一方向に沿って配設される前記各超音波トランスデューサーを互いに接続し、前記第１電極線は、前記各超音波トランスデューサー間において、前記各超音波トランスデューサーから前記第一方向に直交する方向に引き出される引出部と、前記引出部の先端から前記第２電極線に対して平行に延びる配線部とを備えることが好ましい。

本発明によれば、第１電極線の引出部は、各超音波トランスデューサー間において、第一方向と直交する方向に引き出され、配線部は、引出部の先端から第２電極線に対して平行に延びている。また、第２電極線は、第一方向に直線状に延びている。これによれば、配線部は、引出部によって、第２電極線とは離れた位置で平行に延びているので、第２電極線と交差することがない。従って、第１電極線と第２電極線とが接触することによる一対の電極のショートを確実に防止できる。

本発明では、前記第１電極線の前記引出部の引き出し方向は、前記複数の分割仮想線のうちいずれか一方から離間する方向であることが好ましい。

ここで、第１電極線の引出部の引き出し方向によっては、引出部が分割仮想線に沿って配置された共通電極線と交差するおそれがある。
本発明によれば、第１電極線の引出部は、複数の分割仮想線のうちいずれか一方から離間する方向に引き出されるので、共通電極線が分割仮想線に沿って配置された場合でも、引出部と共通電極線とが交差することをより確実に防止できる。

本発明の第１実施形態に係る超音波センサーの概略構成を示す平面図。前記第１実施形態に係る超音波トランスデューサーを示す平面図及び断面図。前記第１実施形態に係る超音波トランスデューサーの配線構造を拡大して示す平面図。本発明の第２実施形態に係る超音波トランスデューサーの配線構造を拡大して示す平面図。前記第２実施形態の第１変形例に係る超音波トランスデューサーの配線構造を拡大して示す平面図。前記第２実施形態の第２変形例に係る超音波トランスデューサーの配線構造を拡大して示す平面図。超音波トランスデューサーの配線構造の変形例を示す平面図。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
［超音波センサーの概略構成］
図１は、本実施形態に係る超音波センサー１０の概略構成を示す平面図である。
超音波センサー１０は、センサー基板２０上に実装される複数の超音波トランスデューサー３０を備える。この超音波センサー１０は、図１に示すように、センサー基板２０上に複数の超音波トランスデューサー３０を水平方向（Ｘ軸Ｌ１）及び垂直方向（Ｙ軸Ｌ２）に沿って均等間隔に配置されたマトリクス状の二次元アレイ構造に構成されている。

センサー基板２０は、略矩形状に形成され、例えばシリコン（Ｓｉ）などの半導体形成素材により形成される。このセンサー基板２０は、当該基板２０の厚み方向に見る平面視において、基板中心点Ｏ（交差点、基板略中心点）を通り、互いに直交するＸ軸Ｌ１（分割仮想線）及びＹ軸Ｌ２（分割仮想線）により分割される４つの領域（第１領域Ａｒ１、第２領域Ａｒ２、第３領域Ａｒ３、及び第４領域Ａｒ４）を有する。

［超音波トランスデューサーの構成］
ここで、超音波トランスデューサー３０の概略構成について説明する。図２は、本実施形態の超音波トランスデューサー３０の概略構成を示す平面図、および断面図である。
超音波トランスデューサー３０は、図示しない制御部からの信号に基づいて超音波を送信する素子であり、また、被検出体等で反射された超音波を受信して電気信号に変換し、制御部に出力する素子である。
超音波トランスデューサー３０は、図２に示すように、開口部３１Ａが形成された支持部３１と、支持部３１上を覆い、開口部３１Ａを閉塞する支持膜３２と、支持膜３２上に形成される圧電体３３とを備えている。

支持部３１は、センサー基板２０の超音波トランスデューサー３０の配置位置に形成される部分である。また、支持部３１に形成される開口部３１Ａは、例えば、平面視で円形状に形成されている。これにより、開口部３１Ａの内側の支持膜３２であるダイアフラム３２１において、ダイアフラム３２１の撓みに対する応力を均一にすることができる。

支持膜３２は、支持部３１上で、開口部３１Ａを閉塞する状態に成膜されている。この支持膜３２は、例えばＳｉＯ_２層３２ＡとＺｒＯ_２層３２Ｂとの２層構造により構成されている。ここで、ＳｉＯ_２層３２Ａは、支持部３１がＳｉ基板である場合、基板表面を熱酸化処理することで成膜することができる。また、ＺｒＯ_２層３２Ｂは、ＳｉＯ_２層３２Ａ上に例えばスパッタリングなどの手法により成膜される。ここで、ＺｒＯ_２層３２Ｂは、圧電膜３３２として例えばＰＺＴを用いる場合に、ＰＺＴを構成するＰｂがＳｉＯ_２層３２Ｂに拡散することを防止するための層である。また、ＺｒＯ_２層３２Ｂは、圧電体３３の歪みに対する撓み効率が向上させるなどの効果もある。

圧電体３３は、支持膜３２の上層に積層される下部電極３３１（一方の電極）と、下部電極３３１上に形成される圧電膜３３２と、圧電膜３３２上に形成される上部電極３３３（他方の電極）とを備えている。
また、下部電極３３１には、図１及び図２に示すように支持膜３２上のＹ軸方向に沿って下部電極線３３４（第１電極線）が引き出されている。また、上部電極３３３には、支持膜３２上のＸ軸方向に沿って上部電極線３３５（第２電極線）が引き出されている。

圧電膜３３２は、例えばＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛：lead zirconate titanate）を膜状に成膜することで形成される。なお、本実施形態では、圧電膜３３２としてＰＺＴを用いるが、電圧を印加することで、面内方向に収縮することが可能な素材であれば、いかなる素材を用いてもよく、例えばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ_３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ_３）などを用いてもよい。

このような超音波トランスデューサー３０では、下部電極３３１と、上部電極３３３とに電圧を印加することで、圧電膜３３２が面内方向に伸縮する。このとき、圧電膜３３２の一方の面は、下部電極３３１を介して支持膜３２に接合されるが、他方の面には、上部電極３３３が形成されるものの、この上部電極３３３上には他の層が積層形成されないため、圧電膜３３２の支持膜３２側が伸縮しにくく、上部電極３３３側が伸縮し易くなる。このため、圧電膜３３２に電圧を印加すると、開口部３１Ａ側に凸となる撓みが生じ、ダイアフラム３２１を撓ませる。したがって、圧電膜３３２に交流電圧を印加することで、ダイアフラム３２１が膜厚方向に対して振動し、このダイアフラム３２１の振動により超音波が出力される。
また、超音波トランスデューサー３０は、被検出体により反射された超音波をダイアフラム３２１で受信することでダイアフラム３２１が膜厚方向に振動する。超音波トランスデューサー３０では、このダイアフラム３２１の振動により、圧電膜３３２の下部電極３３１側の面と上部電極３３３側の面とで電位差が発生し、上部電極３３３および下部電極３３１から圧電膜３３２の変位量に応じた電気信号（電流）が出力される。

［超音波トランスデューサーの配置構成］
図３は、図１に示す超音波センサー１０の一部を拡大して、超音波トランスデューサー３０の配線構造を示す平面図である。
第１領域Ａｒ１において、各超音波トランスデューサー３０の下部電極３３１から引き出される下部電極線３３４は、下部電極３３１からＹ軸Ｌ２に沿って＋Ｙ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って−Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。
第２領域Ａｒ２において、下部電極線３３４は、Ｙ軸Ｌ２に沿って＋Ｙ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って＋Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。
なお、第１領域Ａｒ１及び第２領域Ａｒ２において、下部電極線３３４の引出部３３４１は、それぞれＸ軸Ｌ１から離間する方向に引き出されていたが、本実施形態のように、後述する共通電極線３３６がＸ軸Ｌ１に沿って形成されていない場合には、引出部３３４１をＸ軸Ｌ１に向けて引き出してもよい。

第３領域Ａｒ３において、下部電極線３３４は、Ｙ軸Ｌ２に沿って−Ｙ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って−Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。
第４領域Ａｒ４において、下部電極線３３４は、Ｙ軸Ｌ２に沿って−Ｙ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びる引出部３３４１と、引出部３３４１の先端からＸ軸Ｌ１に沿って＋Ｘ軸方向側（第一方向）に延びる配線部３３４２とを備える。

また、上部電極線３３５は、各超音波トランスデューサー３０の上部電極３３３を互いに接続し、Ｘ軸Ｌ１に沿う方向である配線部３３４２に沿う方向（第一方向）に直線状に延びている。そして、各上部電極線３３５は、第１、第３領域Ａｒ１，Ａｒ３と、第２、第４領域Ａｒ２，Ａｒ４との間にＹ軸Ｌ２に沿って配置される共通電極線３３６に接続される。なお、共通電極線３３６は、図３において、Ｙ軸Ｌ２の近傍に沿って配置したが、Ｙ軸Ｌ２上に配置してもよい。

上述した第１実施形態における超音波センサー１０によれば、以下の効果を奏する。
（１）超音波トランスデューサー３０を基板２０上に、二次元アレイ状に配置した場合において、基板２０に対する平面視において、互いに直交するＸ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２によって、基板２０を４つの領域Ａｒ１〜Ａｒ４に分割している。そして、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、超音波トランスデューサー３０の下部電極３３１から引き出される各下部電極線３３４は、基板中心点Ｏから離れる方向へ延びている。
すなわち、Ｘ軸に沿って、Ｙ軸を挟んだ２つの領域Ａｒ１，Ａｒ２またはＡｒ３，Ａｒ４において、下部電極線３３４がＹ軸を跨いで同方向に引き出されることがない。これによれば、Ｘ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２により、センサー基板２０を領域Ａｒ１〜Ａｒ４に分割して、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内で下部電極線３３４を引き出しているので、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数を少なくできる。

（２）センサー基板２０は、互いに直交するＸ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２によって、４つの領域に分割されている。４分割することで、上述したような９分割の構成において、中央部分に形成される領域が生じることなく、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数を確実に少なくでき、分割数を多くした場合での下部電極線３３４の引き出し方向の煩雑化を防止できる。
（３）Ｘ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２がセンサー基板２０の基板中心点Ｏを通るので、センサー基板２０を均等に４つの領域Ａｒ１〜Ａｒ４に分割できる。これによれば、領域Ａｒ１〜Ａｒ４毎での超音波トランスデューサー３０間における下部電極線３３４の本数の偏りを防止でき、本数を均等にできる。従って、各領域が均等でない場合には、領域毎に超音波トランスデューサー３０間のスペースの広さをそれぞれ変更する必要があるが、本実施形態によれば、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４において本数を均等にできるので、超音波トランスデューサー３０をセンサー基板２０に配置する製造工程を簡素化できる。

（４）共通電極線３３６には、下部電極線３３４に沿う上部電極線３３５がそれぞれ接続され、この共通電極線３３６は、Ｙ軸Ｌ２に沿って配置されているのみである。従って、共通電極線の本数を従来の構成に比べて大幅に減らすことができ、構成を簡素化できる。また、共通電極線３３６は、Ｙ軸Ｌ２に沿って配置されるので、Ｘ軸Ｌ１に沿う下部電極線３３４との接触を防止できる。
（５）下部電極線３３４の引出部３３４１は、各超音波トランスデューサー３０間において、上部電極線３３５と直交する方向に引き出され、配線部３３４２は、引出部３３４１の先端から上部電極線３３５に対して平行に延びている。また、上部電極線３３５は、一方向に直線状に延びている。これによれば、配線部３３４２は、引出部３３４１によって、上部電極線３３５とは離れた位置で平行に延びているので、上部電極線３３５と交差することがない。従って、上部電極線３３５と下部電極線３３４とが接触することによる一対の電極のショートを確実に防止できる。

（６）下部電極線３３４の引出部３３４１は、Ｘ軸Ｌ１またはＹ軸Ｌ２のうちいずれか一方から離間する方向に引き出されるので、共通電極線３３６がＸ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２の両方に沿って配置された場合でも、引出部３３４１と共通電極線３３６とが交差することをより確実に防止できる。

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態に係る超音波トランスデューサー３０の配線構造を拡大して示す平面図である。
第２実施形態では、第２領域Ａｒ２において、下部電極線３３４を＋Ｙ軸方向側へ引き出している点で、前記第１実施形態と相違する。その他の領域Ａｒ１，Ａｒ３，Ａｒ４については、前記第１実施形態と同様の構成である。また、本実施形態では、２本の共通電極線３３６，３３７を備え、共通電極線３３７は、第２領域Ａｒ２及び第４領域Ａｒ４の間にＸ軸Ｌ１に沿って設けられている。

第２領域Ａｒ２において、下部電極線３３４の引出部３３４１は、Ｘ軸Ｌ１に沿って＋Ｘ軸方向側（第一方向に直交する方向）に延びており、配線部３３４２は、引出部３３４１の先端からＹ軸Ｌ２に沿って＋Ｙ軸方向側（第一方向）に延びている。また、上部電極線３３５は、Ｙ軸方向（第一方向）に沿って延び、第２領域Ａｒ２及び第４領域Ａｒ４の間にＸ軸Ｌ１に沿って設けられた共通電極線３３７に接続される。本実施形態では、共通電極線３３６，３３７は、２本となる。

以下では、第２実施形態に対する他の配線レイアウトの例を示す。

［第２実施形態の第１変形例］
図５は、第２実施形態の第１変形例に係る超音波トランスデューサー３０の配線構造を拡大して示す平面図である。
本変形例では、第４領域Ａｒ４での配線レイアウトが前記第２実施形態と相違する。他の領域Ａｒ１〜Ａｒ３の構成は前記第２実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。また、本変形例では、前記第２実施形態と同様の共通電極線３３６，３３７が２本設けられている。

第４領域Ａｒ４において、下部電極線３３４の引出部３３４１は、Ｘ軸Ｌ１に沿って＋Ｘ軸方向側に延びており、配線部３３４２は、引出部３３４１の先端からＹ軸Ｌ２に沿って−Ｙ軸方向側に延びている。また、上部電極線３３５は、Ｙ軸方向に沿って延び、第２領域Ａｒ２及び第４領域Ａｒ４の間にＸ軸Ｌ１に沿って設けられた共通電極線３３７にそれぞれ接続される。

［第２実施形態の第２変形例］
図６は、第２実施形態の第２変形例に係る超音波トランスデューサー３０の配線構造を拡大して示す平面図である。
本変形例では、第３領域Ａｒ３での配線レイアウトが前記第２実施形態と相違する。他の領域Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ４の構成は前記第２実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。また、本変形例では、２本の共通電極線３３６，３３８を備え、共通電極線３３８は、第１領域Ａｒ１及び第２領域Ａｒ２と、第３領域Ａｒ３及び第４領域Ａｒ４との間にＸ軸Ｌ１に沿って設けられている。

第３領域Ａｒ３において、下部電極線３３４の引出部３３４１は、Ｘ軸Ｌ１に沿って−Ｘ軸方向側に延びており、配線部３３４２は、引出部３３４１の先端からＹ軸Ｌ２に沿って−Ｙ軸方向側に延びている。また、上部電極線３３５は、Ｙ軸方向に沿って延び、第１領域Ａｒ１及び第２領域Ａｒ２と、第３領域Ａｒ３及び第４領域Ａｒ４との間にＸ軸Ｌ１に沿って設けられた共通電極線３３８にそれぞれ接続される。
本変形例では、共通電極線３３６，３３８は、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４間に設けられているので、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４において、下部電極線３３４の引出部３３４１をＸ軸Ｌ１またはＹ軸Ｌ２のうちいずれか一方から離間する方向に引き出すことで、引出部３３４１と共通電極線３３６とが交差することを防止している。

上述した第２実施形態の超音波センサー１０によれば、前記第１実施形態の効果（１）〜（６）と同様の効果を奏し、様々な配線レイアウトを実現できる。

［実施形態の変形］
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
前記各実施形態では、センサー基板２０は、４つの領域Ａｒ１〜Ａｒ４を備えたが、例えば、３つの領域に分割してもよく、この場合でも各領域内の超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数を、基板２０を分割しない場合よりも少なくできる。また、５つ以上に分割してもよく、この場合には、４分割する場合よりも、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数をより少なくできる。

前記各実施形態では、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４内において、下部電極線３３４の引き出し方向は、Ｘ軸またはＹ軸に沿って延びていたが、基板中心点Ｏから離間する方向に延びていればよく、例えば、斜め方向に延びていてもよい。

図７は、上述した５つ以上に分割する一例として６分割する変形例を示す図である。
本変形例では、センサー基板２０は、Ｘ軸Ｌ１、及び２本のＹ軸Ｌ２，Ｌ３で６分割され、６つの領域Ａｒ１〜Ａｒ６を備える。
図７（Ａ）では、各領域Ａｒ１〜Ａｒ６において、３行３列ずつ均等に分割されている。
この構成では、特に、第２領域Ａｒ２及び第５領域Ａｒ５において、下部電極線３３４は、各領域間を跨がないため、必然的に、Ｙ軸Ｌ２，Ｌ３に沿って延びることとなる。すなわち、第２領域Ａｒ２の下部電極線３３４が、Ｘ軸Ｌ１に沿って延びることがないので、第１領域Ａｒ１または第３領域Ａｒ３内に延びることがなく、第１領域Ａｒ１及び第３領域Ａｒ３内における超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数をさらに減らすことができる。第５領域Ａｒ５についても同様に、第５領域Ａｒ５の下部電極線３３４が、第４領域Ａｒ４または第６領域Ａｒ６内に延びることがなく、第４領域Ａｒ４及び第６領域Ａｒ６内における超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数をさらに減らすことができる。

図７（Ｂ）に示すように、領域Ａｒ３，Ａｒ６の構成は図７（Ａ）と同じで、領域Ａｒ１，Ａｒ４において、３行４列の構成とし、領域Ａｒ２，Ａｒ５において、３行２列の構成とした場合には、領域Ａｒ２，Ａｒ５の超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数は３本で、図７（Ａ）の領域Ａｒ２，Ａｒ５において、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数と同じである。
しかし、領域Ａｒ１，Ａｒ４では、Ｘ軸方向に延出して、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数は４本となり、図７（Ａ）の場合に比べて、本数が多くなる。

そこで、図７（Ｃ）に示すように、領域Ａｒ１，Ａｒ３，Ａｒ４，Ａｒ６において、３行２列の構成とし、領域Ａｒ２，Ａｒ５において、３行５列の構成とした場合には、領域Ａｒ２，Ａｒ５の超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数は３本で、図７（Ａ），（Ｂ）の構成と同じであるが、領域Ａｒ１，Ａｒ３，Ａｒ４，Ａｒ６において、Ｘ軸方向に延出して、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数は２本となり、図７（Ａ），（Ｂ）の場合に比べて、本数を少なくできる。すなわち、図７に示す超音波トランスデューサー３０の構成（６行９列）をＸ軸Ｌ１により上下に３行ずつ分割した場合において、Ｙ軸Ｌ２，Ｌ３の列方向の分割位置を領域Ａｒ１，Ａｒ３，Ａｒ４，Ａｒ６において、３列未満となるように分割することで、Ｘ軸方向に延出して、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数を図７（Ａ），（Ｂ）の場合よりも少なくできる。
なお、図７（Ｃ）では、領域Ａｒ１，Ａｒ３，Ａｒ４，Ａｒ６において、３行２列の構成としたが、領域Ａｒ１，Ａｒ４または領域Ａｒ３，Ａｒ６のいずれか一方を３行２列の構成としてもよい。この場合では、図７（Ａ），（Ｂ）の構成に対して、領域Ａｒ１，Ａｒ４または領域Ａｒ３，Ａｒ６のいずれか一方において、超音波トランスデューサー３０間に引き出される下部電極線３３４の本数を少なくできる。

前記各実施形態では、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４を基板中心点Ｏで均等に分割したが、Ｘ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２に沿う分割仮想線で単に４分割されればよく、各領域Ａｒ１〜Ａｒ４を均等に分割しなくてもよい。
前記各実施形態では、配線レイアウトの一例を示したにすぎず、用途に応じて、配線レイアウトを変更してもよい。この場合には、各領域内での下部電極線３３４がＸ軸Ｌ１及びＹ軸Ｌ２を跨がないように構成すればよい。

前記各実施形態では、Ｙ軸Ｌ２に沿う共通電極線３３６が配線レイアウトの都合上、必須であったが、Ｘ軸Ｌ１に沿う共通電極線のみで構成してもよい。例えば、前記第１実施形態において、下部電極線３３４はＸ軸Ｌ１に沿う方向に引き出されていたが、これをＹ軸Ｌ２に沿う方向に引き出せば、Ｘ軸Ｌ１に沿って配置される共通電極線に上部電極線が接続されることとなる。

１０…超音波センサー、２０…センサー基板、３０…超音波トランスデューサー、３３１…下部電極（一方の電極）、３３３…上部電極（他方の電極）、３３４…下部電極線（第１電極線）、３３５…上部電極線（第２電極線）、３３６〜３３８…共通電極線、３３４１…引出部、３３４２…配線部、Ａｒ１〜Ａｒ６…領域、Ｌ１…Ｘ軸（分割仮想線）、Ｌ２，Ｌ３…Ｙ軸（分割仮想線）、Ｏ…基板中心点（交差点、基板略中心点）。

Claims

センサー基板と、
第１電極および第２電極を備え、かつ前記センサー基板の第１面上に配置された複数の超音波トランスデューサーと、
前記複数の超音波トランスデューサーのうちのいずれか一つの前記第１電極に接続され、かつ前記第１面上に設けられた複数の第１電極線と、
前記複数の超音波トランスデューサーのうちの少なくとも一つの前記第２電極に接続され、かつ前記第１面上に設けられた複数の第２電極線と、
前記複数の第２電極線に接続された共通電極線と、を有し、
前記複数の超音波トランスデューサーは、前記センサー基板の厚み方向に見る平面視において、互いに直交する二方向に沿って配置され、
前記共通電極線は、前記互いに直交する二方向のうちの少なくとも一方に沿う直線部を備え、
前記センサー基板は、前記平面視において、前記共通電極線の直線部と重なる第１分割仮想線と前記第１分割仮想線に直交する第２分割仮想線とにより分割される複数の領域を備え、
前記複数の第１電極線および前記複数の第２電極線の各々は、前記複数の領域の領域ごとに、前記互いに直交する二方向のうちの少なくとも一方に沿って互いに平行な直線部をそれぞれ有する
ことを特徴とする超音波センサー。
請求項１に記載の超音波センサーにおいて、
前記第２電極線は、
前記共通電極線から前記共通電極線に直交する方向に直線状に延設され、該方向に沿って配設される前記複数の超音波トランスデューサーを互いに接続し、
前記第１電極線は、
前記複数の超音波トランスデューサーの間の位置において、前記複数の超音波トランスデューサーの各々から前記共通電極線に平行な方向に引き出される引出部と、
前記引出部の先端から前記第２電極線に対して平行に延びる前記第１電極線の直線部と、を備える
ことを特徴とする超音波センサー。
請求項２に記載の超音波センサーにおいて、
前記第１電極線の前記引出部の引き出し方向は、前記第１分割仮想線または前記第２分割仮想線から離間する方向である
ことを特徴とする超音波センサー。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波センサーにおいて、
前記センサー基板は、前記互いに直交する二方向に対してそれぞれ平行となるＸ軸及びＹ軸により分割される４つの領域を備える
ことを特徴とする超音波センサー。
請求項４に記載の超音波センサーにおいて、
前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸は、前記平面視において、前記センサー基板の基板略中心点を通る
ことを特徴とする超音波センサー。