JP7176286B2

JP7176286B2 - 超音波デバイス及び超音波センサー

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Publication number: JP7176286B2
Application number: JP2018150136A
Authority: JP
Inventors: 幸司大橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: JP2020027953A; US20200049806A1; US11397254B2

Description

本発明は、超音波デバイス及び超音波センサーに関するものである。

従来、開口部が設けられた基板と、開口部の一方側を塞ぐ振動膜と、振動膜において開口部に重なる位置に配置された圧電素子とを備える超音波デバイスが知られている（例えば特許文献１参照）。このような超音波デバイスでは、圧電素子を駆動させることで振動膜を振動させて超音波を送信したり、超音波が振動膜に入力された際の振動膜の振動を圧電素子で検出したりする。

特開２０１５－１２６４４９号公報

特許文献１に開示された超音波デバイスでは、振動膜の振動により生じた超音波が基板の開口部から送信される。
しかしながら、このような超音波デバイスを用いた超音波センサーでは、送信された超音波が対象物等で反射した後、開口部を囲む壁部の端面で反射して再び対象物に向かう現象、すなわち、超音波の多重反射が生じてしまう。これは、超音波センサーにおけるノイズの原因になる。

本発明の超音波デバイスは、第一面と前記第一面とは表裏関係にある第二面とを有し、前記第一面から前記第二面を貫通する開口部が設けられた基板と、前記開口部を塞ぐように前記基板の前記第一面に設けられた振動膜と、前記振動膜において前記開口部に重なる位置に設けられた振動素子と、前記基板の第二面に設けられた吸音部と、を備えることを特徴とする。

本発明の超音波デバイスにおいて、前記基板は、複数の前記開口部が設けられていると共に、前記開口部を囲い前記振動膜を支持する壁部を有しており、前記吸音部は、前記壁部の前記振動膜側とは反対側の端面に設けられていることが好ましい。

本発明の超音波デバイスにおいて、前記吸音部は、前記基板から突出した形状の湾曲面を有していることが好ましい。

本発明の超音波センサーは、上述の超音波デバイスと、前記超音波デバイスを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。

第一実施形態に係る超音波デバイスの概略構成を示す平面図。図１のＡ－Ａ線に対応した超音波デバイスの断面図。図１のＢ－Ｂ線に対応した超音波デバイスの断面図。第一実施形態に係る超音波デバイスから切り取られた一部を示す斜視図。第一実施形態の変形例に係る超音波デバイスから切り取られた一部を示す斜視図。第二実施形態に係るピッキングシステムの概略構成を示す模式図。第二実施形態に係るピッキングシステムの概略構成を示すブロック図。第二実施形態における適性姿勢のワークと、超音波が伝搬される様子とを説明する図。比較例における適性姿勢のワークと、超音波が伝搬される様子とを説明する図。第二実施形態における不適姿勢のワークと、超音波が伝搬される様子とを説明する図。比較例における不適姿勢のワークと、超音波が伝搬される様子とを説明する図。第三実施形態に係るイメージスキャナーの概略構成を示す模式図。第三実施形態に係るイメージスキャナーの概略構成を示すブロック図。

［第一実施形態］
本発明の一実施形態に係る超音波デバイス１０について、図１～図３を参照して説明する。本実施形態の超音波デバイス１０は、基板１と、振動膜２と、圧電素子３（振動素子）と、封止板４と、隔壁部５と、吸音部６を備える。
なお、図１は、封止板４等を省略した状態の超音波デバイス１０を圧電素子３側から見た平面図であり、図２は、図１のＡ－Ａ線に対応した超音波デバイス１０の断面図、図３は、図１のＢ－Ｂ線に対応した超音波デバイス１０の断面図である。また、以降の説明にあたり、基板１の基板厚み方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する２軸方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向とする。

（基板の構成）
基板１は、シリコン等の半導体基板であり、表裏関係にある第一面１Ａ及び第二面１Ｂを有する。なお、ここでは、基板１の一方側（－Ｚ側）の面を第一面１Ａとし、基板１の他方側（＋Ｚ側）の面を第二面１Ｂとする。
ＸＹ平面内における基板１の中央領域には、基板１を第一面１Ａから第二面１Ｂを貫通する複数の開口部１１が設けられている。開口部１１は、Ｘ方向に沿って複数配置されており、開口部１１のＹ方向に沿う長さ寸法は、開口部１１のＸ方向に沿う長さ寸法に比べて大きく設定されている。

基板１のうち、開口部１１を囲う部分を壁部１２という。壁部１２は、Ｘ方向に隣り合う開口部１１を区画している。
基板１の開口部１１内、すなわち、壁部１２及び振動膜２に囲まれる空間内には、シリコーン樹脂等による減衰層１３が充填されている。この減衰層１３は、後述する振動膜２の振動が収束するまでの時間を短縮すると共に、後述する振動領域Ａｒ同士の間の振動伝播（クロストーク）を抑制する機能を有する。

（振動膜の構成）
振動膜２は、酸化シリコン膜及び酸化ジルコニウムからなる積層体である。振動膜２は、基板１の開口部１１を塞ぐように、基板１の第一面１Ａに設けられており、基板１の壁部１２により支持されている。振動膜２の厚み寸法は、基板１に対して十分小さい厚み寸法となる。
ここで、振動膜２のうち、開口部１１と重なる領域であり、かつ、壁部１２及び後述する隔壁部５によって周囲を囲われる個々の領域を振動領域Ａｒという。

（圧電素子の構成）
圧電素子３は、振動膜２上に積層された下部電極３１、圧電体層３２及び上部電極３３によって構成される。換言すると、下部電極３１、圧電体層３２及び上部電極３３が膜厚方向（Ｚ方向）において重なっている部分が、圧電素子３として機能する。

下部電極３１は、振動膜２上において、Ｘ方向に所定の幅を有し、かつ、Ｙ方向に沿って延びたライン状にパターニングされており、Ｙ方向に隣り合う複数の振動領域Ａｒに亘って連続して設けられている。また、Ｘ方向に隣り合う複数（本実施形態では３つ）の下部電極３１は、Ｙ方向の両端部において接続配線３１Ｂにより接続されている。接続配線３１Ｂは、基板１の周縁部にまで引き出されており、その端部には下部電極端子３１Ｐが設けられている。

上部電極３３は、Ｙ方向に所定の幅を有し、かつ、Ｘ方向に沿って延びたライン状にパターニングされており、Ｘ方向に隣接した複数（本実施形態では３つ）の振動領域Ａｒに亘って連続して設けられている。
上部電極３３の一端部は、共通電極線３３Ａに接続される。共通電極線３３Ａは、Ｙ方向に沿って並んだ複数の上部電極３３を結線している。共通電極線３３Ａは、基板１の周縁部にまで引き出されており、その両端部には上部電極端子３３Ｐが設けられている。

圧電体層３２は、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）等の圧電体の薄膜により形成されている。圧電体層３２は、Ｚ方向から見た平面視で、下部電極３１と上部電極３３との交差位置に対応してマトリックス状に配置される。ここで、圧電体層３２は、上述した振動膜２の振動領域Ａｒに対応する位置に配置される。
また、振動膜２及び圧電素子３の各上面には、アルミナなどからなる保護層３４が積層されている。

（封止板及び隔壁部の構成）
封止板４は、振動膜２に対向して配置され、隔壁部５は、振動膜２と封止板４との双方に接合されている。このような構成により、圧電素子３の周囲の空間は、封止板４及び隔壁部５によって封止されている。ただし、封止板４には、下部電極端子３１Ｐや上部電極端子３３Ｐに接続する配線部（ＦＰＣ等）を挿通させるための貫通孔（図示略）が設けられていてもよい。

隔壁部５は、Ｙ方向に並ぶ圧電素子３同士の間に配置されるように、Ｘ方向に沿って延びる複数のラインを含んで構成されている。
つまり、本実施形態の振動膜２には、Ｘ方向に隣り合う振動領域Ａｒの間に壁部１２が接している一方、Ｙ方向に隣り合う振動領域Ａｒの間に隔壁部５が接している。これにより、Ｘ方向又はＹ方向に隣り合う振動領域Ａｒ間において、振動膜２の振動が直接伝達することが抑制される。

（超音波の送受信）
本実施形態の超音波デバイス１０では、振動膜２の複数の振動領域Ａｒと、各振動領域Ａｒに設けられた圧電素子３とにより、複数の超音波トランスデューサーＴｒが構成されている。すなわち、本実施形態の超音波デバイス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がマトリクス状に配置されている。

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３１及び上部電極３３の間に所定周波数のパルス波電圧が印加されることにより、下部電極３１及び上部電極３３の間の圧電体層３２が伸縮する。これにより、圧電素子３が設けられた振動領域Ａｒが振動し、振動領域Ａｒの＋Ｚ側から開口部１１を介して超音波が送信される。ここで、開口部１１を囲う壁部１２は、送信される超音波の指向性を向上させる機能を有する。
また、超音波デバイス１０に向かって伝播した超音波が振動膜２の振動領域Ａｒを振動させることにより、当該振動領域Ａｒにおける圧電体層３２の上下で電位差が発生する。このため、下部電極３１及び上部電極３３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。

（吸音部の構成）
図４は、図１の部分Ｃに対応する超音波デバイス１０の一部を切り取って＋Ｚ側から見たときの斜視図である。
図２及び図４に示すように、基板１の第二面１Ｂには、吸音部６が設けられている。具体的には、吸音部６は、基板１の第二面１Ｂ（壁部１２の＋Ｚ側の端面１２１）において、Ｘ方向に開口部１１を間に挟むように、Ｙ方向に沿って延びた複数のライン状に配置されている。なお、本実施形態では、基板１の第二面１Ｂのうち、Ｘ方向において開口部１１同士の間に挟まれる全領域において、吸音部６が配置されている。

吸音部６は、ゴム材料又は樹脂材料から構成されており、発泡体であることが好ましい。また、吸音部６は、Ｙ方向に沿って延びた複数の半円柱形状を有しており、基板１から＋Ｚ側に突出した円弧状の湾曲面６１を有している。この湾曲面６１は、Ｙ方向に平行であり、かつ、Ｘ方向に湾曲している。
このように構成された吸音部６は、超音波デバイス１０に向かって伝播した超音波のうち吸音部６にぶつかった超音波を吸音する。

（第一実施形態の効果）
本実施形態の超音波デバイス１０は、上述したように、第一面１Ａと第一面１Ａとは表裏関係にある第二面１Ｂとを有し、第一面１Ａから第二面１Ｂを貫通する開口部１１が設けられた基板１と、開口部１１を塞ぐように基板１の第一面１Ａに設けられた振動膜２と、振動膜２において開口部１１に重なる位置に設けられた圧電素子３と、基板１の第二面１Ｂに設けられた吸音部６とを備える。
このような構成の超音波デバイス１０では、吸音部６により、対象物で反射した超音波のうち、開口部１１以外に入射した超音波を吸収でき、基板１と対象物との間における超音波の多重反射を抑制できる。

また、本実施形態の超音波デバイス１０において、基板１は、複数の開口部１１が設けられていると共に、開口部１１を囲い振動膜２を支持する壁部１２を有しており、吸音部６は、壁部１２の振動膜２側とは反対側の端面１２１に設けられている。
このような構成において、超音波デバイス１０の振動膜２に対して傾斜した反射面を有する対象物が存在する場合、吸音部６は、当該反射面にて反射された超音波のうち対象物の直上ではない開口部１１に向かう超音波を吸収できる。これにより、開口部１１の直下ではない対象物にて反射された超音波を受信することを抑制できる。

また、本実施形態の超音波デバイス１０において、吸音部６は、基板１から突出した形状の湾曲面６１を有している。このような構成によれば、吸音部６に向かって伝搬される超音波をより効率的に吸音できる。

以上により、本実施形態の超音波デバイス１０を用いた超音波センサーでは、対象物を高精度に検出できる。なお、本実施形態の超音波デバイス１０を用いた超音波センサーについては、第二実施形態において詳細に説明する。

（吸音部の変形例）
本発明の吸音部の配置及び形状等は、上記第一実施形態において説明したものに限られない。
上記第一実施形態において、吸音部６は、基板１の第二面１Ｂにおいて開口部１１に沿って直線状に配置されているが、これに限られない。図５に示すよう超音波デバイス１０Ａにおいて、吸音部６Ａは、基板１の第二面１Ｂにおいてランダムに配置されてもよい。また、吸音部６Ａは、基板１の第二面１Ｂのうち、Ｘ方向において開口部１１同士の間に挟まれる全領域に配置されず、当該領域の一部に配置されてもよい。
また、上記第一実施形態において、吸音部６は、＋Ｚ側に突出する湾曲面６１を有しているが、これに限られず、平面のみを有してもよいし、不規則な凹凸面を有していてもよい。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態では、第一実施形態で説明した超音波デバイス１０を備えた超音波センサー２０１について説明する。また、第二実施形態では、超音波センサー２０１を利用したピッキングシステム２００について簡単に説明する。

図６及び図７に示すように、本実施形態のピッキングシステム２００は、超音波を送受信する超音波センサー２０１と、超音波センサー２０１を移動させる移動機構２０２と、ワークＷをピッキングするアームロボット２０３と、制御部２０４とを含んで構成されている。なお、本実施形態のピッキングシステム２００は、上方が開口されたケース９０内に不規則に収容された複数のワークＷから、ピッキングに適した姿勢のワークＷを特定して当該ワークＷをピッキングするものである。

超音波センサー２０１は、第一実施形態にて説明した超音波デバイス１０を含んで構成されており、超音波センサー２０１において、超音波デバイス１０におけるＸＹ平面は略水平に配置されている。

また、超音波センサー２０１は、図７に示すように、超音波デバイス１０を駆動するための駆動回路７を備えており、駆動回路７は、切替回路７１、送信回路７２及び受信回路７３を含んでいる。
切替回路７１は、各下部電極端子３１Ｐと、送信回路７２と、受信回路７３とに接続される。切替回路７１は、スイッチング回路により構成されており、各下部電極端子３１Ｐのそれぞれと送信回路７２とを接続する送信接続、及び、各下部電極端子３１Ｐのそれぞれと受信回路７３とを接続する受信接続を切り替える。

送信回路７２は、切替回路７１及び制御部２０４に接続され、切替回路７１が送信接続に切り替えられた際に、制御部２０４の制御に基づいて駆動信号を出力し、超音波デバイス１０から超音波を送信させる。
受信回路７３は、切替回路７１及び制御部２０４に接続され、切替回路７１が受信接続に切り替えられた際に、各下部電極端子３１Ｐからの受信信号が入力される。この受信回路７３は、リニアノイズアンプ及び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制御部２０４に出力する。

移動機構２０２は、超音波センサー２０１を任意の一水平方向に沿って移動させるように構成されている。超音波センサー２０１は、制御部２０４に駆動制御された移動機構２０２によって、ケース９０内の複数のワークＷを走査する。
アームロボット２０３は、ワークＷを吸着保持するように構成されたアームロボットであり、制御部２０４に駆動制御されてケース９０内のワークＷをピッキング及び搬送する。

制御部２０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により、超音波制御部２０５を含んで構成されている。超音波制御部２０５は、本発明の制御部に相当するものであり、駆動回路７を介して超音波デバイス１０を制御し、超音波デバイス１０による超音波の送受信処理を実施させる。また、超音波制御部２０５は、超音波デバイス１０から入力される受信信号に基づいて、ワークＷの位置情報を取得する。
また、制御部２０４は、移動機構２０２やアームロボット２０３等を駆動制御したり、超音波センサー２０１に検出されたワークＷの位置情報に基づいて、ピッキングに適した姿勢のワークＷを特定したりする。
その他、制御部２０４は、各構成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。

（第二実施形態の効果）
第二実施形態における超音波センサー２０１の効果について、比較例を用いて説明する。なお、比較例に係る超音波センサーは、本実施形態の吸音部６を備えない超音波デバイス１０Ｂを含んで構成されるものであり、本実施形態と同様の構成については同符号を使用する。

本実施形態の超音波センサー２０１では、図８に示すように、ワーク上面Ｗｐが振動膜２に対して略平行である（ワークＷが適性姿勢である）場合、ワークＷの直上の振動領域Ａｒから送信された超音波のうち、ワークＷにて正反射された超音波は、送信元の振動領域Ａｒで受信される。このため、超音波センサー２０１は、超音波を受信した振動領域Ａｒの直下に存在するワークＷの位置情報を検出できる。
ここで、ワークＷにて反射された超音波のうち壁部１２に向かう成分が存在する場合、この超音波成分は、壁部１２の端面１２１に設けられた吸音部６により吸音される。すなわち、本実施形態の超音波デバイス１０では、壁部１２の端面１２１とワークＷとの間における超音波の多重反射が抑制される。これにより、超音波センサー２０１における受信信号の遅延現象が抑制される。

一方、比較例の超音波センサーでは、図９に示すように、本実施形態の吸音部６が存在しないため、壁部１２の端面１２１にて反射される超音波成分が存在する。すなわち、比較例では、壁部１２の端面１２１とワークＷとの間で繰り返し反射した超音波が開口部１１を介して受信されてしまう。これにより、比較例の超音波センサーでは、超音波の多重反射による受信信号の遅延現象が生じる。

特に、図６に示すようなピッキングシステム２００では、超音波センサー２０１がワークＷを走査する。このため、比較例の超音波センサーを利用したピッキングシステム２００では、受信信号の遅延現象に起因して、ワークＷのエッジを正確に検出できないという問題が生じる。
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２０１における受信信号の遅延現象が抑制されるため、ワークＷのエッジを正確に検出できる。

また、本実施形態の超音波センサー２０１では、図１０に示すように、ワーク上面Ｗｐが振動膜２に対して傾斜している（ワークＷが不適姿勢である）場合、ワークＷの直上の振動領域Ａｒから送信された超音波は、ワークＷにて正反射した後、送信元の振動領域Ａｒに戻らず、当該振動領域Ａｒを囲っている壁部１２に向かうことがある。
ここで、壁部１２に向かった超音波は、壁部１２の端面１２１に設けられた吸音部６により吸音される。このため、本実施形態の超音波センサー２０１では、不適姿勢であるワークＷを検出することが抑制される。

一方、比較例の超音波センサーでは、図１１に示すように、本実施形態の吸音部６が存在しないため、壁部１２に向かった超音波は、当該壁部１２を回り込み、当該壁部１２の両側に分かれて進む。このため、送信元である振動領域Ａｒだけでなく、当該振動領域Ａｒに隣接する振動領域Ａｒにおいても、超音波を受信する可能性がある。すなわち、比較例の超音波センサーでは、不適正姿勢のワークＷにて反射された超音波に起因して、本来ワークＷが存在しない位置においてワークＷを検出してしまう可能性がある。
これに対して、本実施形態では、上述したように、不適姿勢であるワークＷで反射された超音波を受信しないように構成されているため、本来ワークＷが存在しない位置にワークＷを検出することがなく、適性姿勢であるワークＷを正確に検出できる。

以上のように、本実施形態の超音波センサー２０１によれば、吸音部６が存在しない比較例の超音波センサーに比べて、ワークＷの位置情報をより正確に検出することができる。これにより、本実施形態の超音波センサー２０１を利用したピッキングシステム２００は、適性姿勢であるワークＷをより正確に特定し、ワークＷを確実にピッキングすることができる。

［第三実施形態］
次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態では、第一実施形態の超音波デバイス１０と同様の構成を備えた他の形態の超音波センサー３０１について説明する。また、第三実施形態では、超音波センサー３０１を利用したイメージスキャナー３００について簡単に説明する。

図１２及び図１３に示すように、本実施形態のイメージスキャナー３００は、用紙Ｐが載置される用紙サポート３０２と、用紙Ｐを搬送する搬送部３０３と、搬送された用紙Ｐの画像を読み取るスキャン部３０４と、用紙Ｐの重送（二重送り）を検出する超音波センサー３０１と、制御部３０５とを備えている。
なお、イメージスキャナー３００における超音波センサー３０１以外の各構成については、周知の構成を用いることができるため、ここでの詳細な説明は省略し、以下では超音波センサー３０１について主に説明する。

超音波センサー３０１は、送信部３１０及び受信部３２０を備えている。
送信部３１０は、第一実施形態の超音波デバイス１０と同様の構成である送信側超音波デバイス１０－１と、送信回路３１１とを備えている。送信回路３１１は、制御部３０５の制御に基づいて駆動信号を出力し、送信側超音波デバイス１０－１から超音波を送信させる。
受信部３２０は、第一実施形態の超音波デバイス１０と同様の構成である受信側超音波デバイス１０－２と、受信回路３２１とを備えている。受信回路３２１は、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、受信側超音波デバイス１０－２から入力された受信信号について、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制御部３０５に出力する。

制御部３０５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により、超音波制御部３０６を含んで構成されている。超音波制御部３０６は、本発明の制御部に相当するものであり、送信回路３１１を介して送信側超音波デバイス１０－１を制御し、送信側超音波デバイス１０－１による超音波の送受信処理を実施させる。
また、超音波制御部３０６は、受信側超音波デバイス１０－２から入力される受信信号に基づいて、用紙Ｐの重送を判定する。具体的には、受信信号の電圧値が所定の閾値よりも小さい場合に用紙Ｐが重送されていると判定する。
その他、制御部３０５は、搬送部３０３及びスキャン部３０４等の各構成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。

（第三実施形態の効果）
第三実施形態の超音波センサー３０１は、送信側超音波デバイス１０－１及び受信側超音波デバイス１０－２を備えており、これらは、それぞれ第一実施形態の超音波デバイス１０と同様に構成されている。このため、送信側超音波デバイス１０－１及び受信側超音波デバイス１０－２の各々では、超音波が基板１と用紙Ｐとの間で繰り返し反射される現象、すなわち、超音波の多重反射が抑制される。これにより、多重反射による悪影響を低減し、用紙Ｐの重送を正確に判定することができる。

［変形例］
なお、本発明は上述の各実施形態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。

上記第一実施形態において、振動膜２の振動領域Ａｒと圧電素子３とにより構成される超音波トランスデューサーＴｒは、マトリクス状に配置されているが、これに限られない。超音波トランスデューサーＴｒは、ライン状に配置されていてもよいし、千鳥状に配置されていてもよい。

上記第一実施形態において、超音波デバイス１０は、複数の超音波トランスデューサーＴｒを有するように構成されているが、１つの超音波トランスデューサーＴｒを有するように構成されてもよい。すなわち、本発明の基板は、１つの開口部が設けられたものであってもよい。

上記第一実施形態では、振動膜２の＋Ｚ側に壁部１２が存在し、かつ、振動膜２の－Ｚ側に隔壁部５が存在することによって、振動膜２の各振動領域Ａｒが区画されているが、これに限られない。振動膜２の＋Ｚ側に格子状の壁部が存在することにより、振動膜２の各振動領域Ａｒが区画されてもよい。この場合、格子状の壁部の＋Ｚ側の端面には、同じく格子状の吸音部が設けられてもよい。

上記第一実施形態では、振動素子として、振動膜２の厚み方向に下部電極３１、圧電体層３２及び上部電極３３を積層した圧電素子３を例示したが、これに限定されない。圧電体層の厚み方向に直交する一面側に、一対の電極を互いに対向させて配置する構成などとしてもよい。また、圧電体層の厚み方向に沿った側面で圧電膜を挟み込むように電極を配置してもよい。
また、圧電体層を用いず、振動膜２上に設けられた第一電極と、第一電極とエアギャップを介して対向する、第二電極とを備え、静電力により振動膜２を振動させたり、振動膜２の振動を検出したりする振動素子を用いてもよい。

上記第二実施形態のピッキングシステム２００は、超音波センサー２０１がワークＷを一方向に走査するように構成されているが、これに限られない。超音波センサー２０１は、ベルトコンベア等によって一方向に移動されるワークＷを走査してもよい。

上記第三実施形態では、送信部３１０及び受信部３２０が、第一実施形態の超音波デバイス１０と同様に構成された送信側超音波デバイス１０－１及び受信側超音波デバイス１０－２をそれぞれ備えるが、これに限定されない。すなわち、送信部３１０又は受信部３２０の一方が、第一実施形態の超音波デバイス１０と同様の構成を含んでいてもよい。
また、上記第三実施形態では、イメージスキャナー３００を例として説明したが、超音波センサー３０１は、重送判定を行う他の装置（印刷装置など）に適用されてもよい。

１…基板、１Ａ…第一面、１Ｂ…第二面、１０…超音波デバイス、１００…超音波センサー、１１…開口部、１２…壁部、１２１…端面、１３…減衰層、２…振動膜、３…圧電素子、３１…下部電極、３２…圧電体層、３３…上部電極、３４…保護層、４…封止板、５…隔壁部、６，６Ａ…吸音部、６１…湾曲面、７…駆動回路、７１…切替回路、７２…送信回路、７３…受信回路、Ａｒ…振動領域、Ａｒ２…振動領域、２００…ピッキングシステム、２０１，３０１…超音波センサー、２０２…移動機構、２０３…アームロボット、２０４…制御部、２０５…超音波制御部（制御部）、３００…イメージスキャナー、３０２…用紙サポート、３０３…搬送部、３０４…スキャン部、３０５…制御部、３０６…超音波制御部（制御部）、３１０…送信部、３１１…送信回路、３２０…受信部、３２１…受信回路、Ｔｒ…超音波トランスデューサー、Ｗ…ワーク、Ｗｐ…ワーク上面。

Claims

第一面と前記第一面とは表裏関係にある第二面とを有し、前記第一面から前記第二面を貫通する複数の開口部が設けられた基板と、
前記開口部を塞ぐように前記基板の前記第一面に設けられた振動膜と、
前記振動膜において前記開口部に重なる位置に設けられた振動素子と、
前記基板の第二面に設けられた吸音部と、
を備え、
前記基板は、前記開口部を囲い前記振動膜を支持する壁部を有しており、
前記吸音部は、前記壁部の前記振動膜側とは反対側の端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１に記載の超音波デバイスにおいて、
前記吸音部は、前記基板から突出した形状の湾曲面を有していることを特徴とする超音波デバイス。
請求項１又は請求項２に記載の超音波デバイスと、
前記超音波デバイスを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする超音波センサー。