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技術 超音波デバイス及び超音波センサー

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 大橋幸司
出願日 2018年8月9日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-150136
公開日 2020年2月20日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-027953
状態 未査定
技術分野 超音波変換器
主要キーワード パルス波電圧 中央領 表裏関係 減衰層 半円柱形状 超音波成分 振動伝播 用紙サポート
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

対象物を高精度に検出できる超音波デバイスを提供する。

解決手段

本超音波デバイス10は、第一面と第一面とは表裏関係にある第二面とを有し、第一面から第二面を貫通する開口部11が設けられた基板1と、開口部を塞ぐように基板の第一面に設けられた振動膜2と、振動膜において開口部に重なる位置に設けられた振動素子3と、基板の第二面に設けられた吸音部6と、を備える。

概要

背景

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。

概要

対象物を高精度に検出できる超音波デバイスを提供する。本超音波デバイス10は、第一面と第一面とは表裏関係にある第二面とを有し、第一面から第二面を貫通する開口部11が設けられた基板1と、開口部を塞ぐように基板の第一面に設けられた振動膜2と、振動膜において開口部に重なる位置に設けられた振動素子3と、基板の第二面に設けられた吸音部6と、を備える。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

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を特徴とする超音波デバイス。

請求項3

請求項1又は請求項2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4

請求項1から請求項3のいずれか一項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

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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。

先行技術

0003

特開2015−126449号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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。

課題を解決するための手段

0005

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。

0006

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。

0007

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。

0008

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。

図面の簡単な説明

0009

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。

実施例

0010

[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。

0011

(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。

0012

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。

0013

(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。

0014

(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。

0015

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。

0016

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。

0017

圧電体層32は、PZTジルコン酸チタン酸鉛)等の圧電体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。

0018

(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。

0019

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。

0020

(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。

0021

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の間に所定周波数パルス波電圧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。

0022

(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。

0023

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。

0024

(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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

(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、不規則凹凸面を有していてもよい。

0029

[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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

(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。

0037

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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

[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。

0044

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。

0045

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。

0046

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。

0047

(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。

0048

[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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

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