JP2013141524A - 超音波トランスデューサー、超音波プローブ、診断機器および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超音波プローブ1は、可撓性を有する第1の基板と、前記第1の基板上に設けられ、超音波の送受信を行う複数の超音波素子8と、前記第1の基板を第1の方向に撓ませる第1の基板変形部と、前記第1の基板を前記第1の方向と交差する第2の方向に撓ませる第2の基板変形部とを有する基板変形手段とを備える。
【選択図】図2
Description
しかしながら、特許文献1に記載されている超音波トランスデューサーでは、基板を一方向にしか撓ますことができず、このため超音波素子の出射面に対して垂直な線分の方向を一方向にしか変更することができない。すなわち、超音波トランスデューサーの焦点は、一方向にしか変更することができない。
本発明の超音波トランスデューサーは、可撓性を有する第1の基板と、
前記第1の基板上に設けられ、超音波の送受信を行う複数の超音波素子と、
前記第1の基板を第1の方向に撓ませる第1の基板変形部と、前記第1の基板を第1の方向と交差する第2の方向に撓ませる第2の基板変形部とを有する基板変形手段とを備えることを特徴とする。
これにより、第1の基板を第1の方向と第2の方向とに撓ませることができ、これによって、2方向において、超音波トランスデューサーの焦点の位置を調整することができる。
これにより、第1の基板を第1の方向と第2の方向とに撓ませて超音波素子の出射面に対して垂直な線分の方向を変更することができる。これによって、2方向において、超音波トランスデューサーの焦点の位置を調整することができる。
これにより、基板を第1の方向と第2の方向とに撓ませて超音波素子の姿勢を変更することができる。これによって、2方向において、超音波トランスデューサーの焦点の位置を調整することができる。
これにより、第1の基板を確実に撓ますことができる。
本発明の超音波トランスデューサーでは、前記第1の基板変形部および前記第2の基板変形部は、それぞれ前記第1の基板を加熱して膨張させる第1基板加熱手段であることが好ましい。
これにより、第1の基板を確実に撓ますことができる。
これにより、第1の基板を確実に撓ますことができる。
本発明の超音波トランスデューサーでは、前記第1の基板の前記超音波素子と反対側に接合された可撓性を有する第2の基板を備え、
前記基板変形手段は、前記第2の基板を撓ませることにより前記第1の基板を撓ませるものであることが好ましい。
これにより、第1の基板に基板変形手段を設けることなく、第1の基板を撓ますことができる。
前記第1の基板上に設けられ、超音波の送受信を行う複数の超音波素子と、
前記第1の基板よりも熱膨張率が大きく、前記第1の基板の前記超音波素子と反対側に接合された可撓性を有する第2の基板と、
前記第1の基板を第1の方向に撓ませる第1の基板変形部と、前記第1の基板を第1の方向と交差する第2の方向に撓ませる第2の基板変形部とを有する基板変形手段とを備え、
前記基板変形手段は、前記第2の基板を加熱して膨張させることにより前記第1の基板を撓ませる第2基板加熱手段であることを特徴とする。
これにより、第1の基板を確実に撓ますことができる。
前記第1の基板上に設けられ、超音波の送受信を行う複数の超音波素子と、
前記第1の基板の前記超音波素子と反対側に接合された可撓性を有する第2の基板と、
前記第1の基板を第1の方向に撓ませる第1の基板変形部と、前記第1の基板を第1の方向と交差する第2の方向に撓ませる第2の基板変形部とを有する基板変形手段とを備え、
前記基板変形手段は、前記第2の基板の中央部を前記第1の基板と反対側に向かって引っ張ることにより前記第1の基板を撓ませる引張機構であることを特徴とする。
これにより、第1の基板を確実に撓ますことができる。
これにより、超音波トランスデューサーの焦点の位置を確実に調整することができる。
本発明の超音波トランスデューサーでは、前記超音波素子は、前記第2の方向に沿って並設されていることが好ましい。
これにより、超音波トランスデューサーの焦点の位置を確実に調整することができる。
これにより、制御を容易に行うことができ、性能の良い超音波トランスデューサーを実現することができる。
本発明の超音波プローブは、本発明の超音波トランスデューサーと、
前記超音波トランスデューサーが収容された筐体とを有することを特徴とする。
これにより、前述した効果を発揮することのできる超音波プローブが得られる。
前記超音波トランスデューサーが収容された筐体と、
前記超音波トランスデューサーから送信される信号に基づいて信号処理を行う信号処理部を有する装置本体とを備えることを特徴とする。
これにより、前述した効果を発揮することのできる診断機器が得られる。
前記超音波トランスデューサーが収容された筐体と、
前記超音波トランスデューサーから送信される信号に基づいて信号処理を行う信号処理部を有する装置本体とを備えることを特徴とする。
これにより、前述した効果を発揮することのできる電子機器が得られる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の超音波プローブの第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示す超音波プローブの超音波トランスデューサー(第1実施形態)を示す平面図、図3は、図2中のA−A線での断面図、図4は、図2に示す超音波トランスデューサーの作用を説明するための断面図(図2中のA−A線での断面図)、図5は、図2に示す超音波トランスデューサーの作用を説明するための断面図(図2中のB−B線での断面図)、図6は、図2に示す超音波トランスデューサーの一部を拡大して示す平面図、図7は、図2および図6中のC−C線での断面図である。
また、図2では、音響整合部、上部電極、下部電極、上部電極用導線、下部電極用導線の一部等の図示を省略し、超音波トランスデューサーを模式的に示している。また、図3〜図5では、上部電極、下部電極、上部電極用導線、下部電極用導線等の図示を省略し、超音波トランスデューサーを模式的に示している。また、図6では、音響整合部の図示を省略している。
図1に示すように、超音波プローブ10は、筐体200と、筐体200に収納(収容)された超音波トランスデューサー1とを有している。超音波トランスデューサー1は、筐体200の先端部に設置されている。この超音波プローブ10は、例えば、後述する診断機器100等、各種の診断機器の超音波プローブとして用いることができる。
図2〜図7に示すように、超音波トランスデューサー1は、可撓性を有する基板(第1の基板)2と、基板2上に設けられ、超音波の送受信を行う複数(図示の構成では12個)の超音波素子(超音波振動子)8と、基板2の超音波素子8側に設けられ、各超音波素子8を覆う音響整合部6と、基板2の超音波素子8と反対側に接合された可撓性を有する基板(第2の基板)3と、基板3の基板2と反対側に接合された支持基板4とを備えている。
また、基板2、基板3、支持基板4の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、シリコン(Si)等の半導体形成素材が用いられる。これにより、エッチング等により容易に加工することができる。
圧電体7の形状は、特に限定されないが、図示の構成では、平面視で長方形をなしている。なお、圧電体7の平面視での他の形状としては、それぞれ、例えば、正方形等の他の四角形、五角形、六角形等の他の多角形、円形、楕円形等が挙げられる。なお、圧電体7およびその配線については後で述べる。
開口21の形状は、特に限定されないが、図示の構成では、平面視で長方形をなしている。なお、開口21の平面視での他の形状としては、それぞれ、例えば、正方形等の他の四角形、五角形、六角形等の他の多角形、円形、楕円形等が挙げられる。
支持膜5の構成材料としては、特に限定されないが、支持膜5は、例えば、SiO2膜とZrO2層との積層体(2層構造)により構成される。ここで、SiO2層は、基板2がSi基板である場合、基板2の表面を熱酸化処理することで形成することができる。また、ZrO2層は、SiO2層上に、例えばスパッタリング等の手法により形成することができる。ここで、ZrO2層は、後述する圧電体7の圧電膜72として例えばPZTを用いる場合に、PZTを構成するPbがSiO2層に拡散することを防止するための層である。また、ZrO2層は、圧電膜72の歪みに対する撓み効率を向上させる等の効果も有している。
図7に示すように、圧電体7は、ダイアフラム51(支持膜5)上に形成された下部電極71と、下部電極71上に形成された圧電膜72と、圧電膜72上に形成された上部電極73とを有している。
なお、前記とは逆に、下部電極用導線71aをGNDに接続してもよい。
また、このような超音波プローブ10では、X軸方向に沿って並設された各超音波素子8から超音波を発信させるタイミングを遅延させてずらすことで、所望の方向に超音波の平面波を発信することが可能となる。
なお、「出射面」とは、超音波素子8の超音波を出射する側の表面(面)を言う。具体的には、「出射面」とは、超音波素子8のダイアフラム51の圧電体7側(図7中の上側)の表面のことである。
また「Y軸方向(第2の方向)に撓む」とは、図5に示すとおり、基板2の断面をY軸に直交(交差)するX軸方向(第1の方向)から見た時に、基板2の断面形状が図5中上か下に曲がっている、すなわち撓んでいることを言う。
また、圧電体11a、11b、11c、11dは、それぞれ、基板2の外周部、すなわち、基板2の各超音波素子8が配置されている領域14よりも外側に配置されている。
そして、圧電体11aは、領域14の図2中右側に、その長辺方向がY軸方向となるように配置され、圧電体11bは、領域14の図2中左側に、その長辺方向がY軸方向となるように配置されている。また、圧電体11cは、領域14の図2中上側に、その長辺方向がX軸方向となるように配置され、圧電体11dは、領域14の図2中下側に、その長辺方向がX軸方向となるように配置されている。
各圧電体11a、11b、11c、11dには、それぞれ、ケーブル210を介して、装置本体300側に設けられた電源220a、220b、220c、220dが接続される。
電源220a、220bにより、圧電体11a、11bに直流電圧が印加されると、圧電体11a、11bが収縮し、これにより、図4に示すように、基板2および3が、支持基板4側と反対側が凹となるようにX軸方向に撓む(湾曲する)。これにより、超音波素子8の線分13の方向(姿勢)が変更される。すなわち、X軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成される。
また、電源220c、220dにより、圧電体11c、11dに直流電圧が印加されると、圧電体11c、11dが収縮し、これにより、図5に示すように、基板2および3が、支持基板4と反対側が凹となるようにY軸方向に撓む。これにより、超音波素子8の線分13の方向が変更される。すなわち、Y軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成される。
また、電源220a、220b、220c、220dにより、圧電体11a、11b、11c、11dに直流電圧が印加されると、圧電体11a、11b、11c、11dが収縮し、これにより、基板2および3が、支持基板4と反対側が凹となるようにX軸方向およびY軸方向のそれぞれに撓む。これにより、超音波素子8の線分13の方向が変更される。すなわち、X軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成されるとともに、Y軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成される。
なお、基板3は、省略されていてもよい。
また、この超音波プローブ10には、後述する第2〜第4実施形態の超音波トランスデューサー1を用いることもできる。
図8は、本発明の超音波トランスデューサーの第2実施形態を示す平面図である。
なお、以下では、図8中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」として説明を行う。
また、図8では、音響整合部、上部電極、下部電極、上部電極用導線、下部電極用導線の一部等の図示を省略し、超音波トランスデューサーを模式的に示している。
図8に示すように、第2実施形態の超音波トランスデューサー1では、第1の基板変形部として、基板2を加熱して膨張させる加熱部(第1基板加熱手段)15a、15bを有し、第2の基板変形部として、基板2を加熱して膨張させる加熱部(第1基板加熱手段)115c、15dを有している。加熱部15a、15b、15c、15dとしては、それぞれ、基板2を加熱することがきるものであれば、特に限定されず、例えば、ヒーター等を用いることができる。なお、加熱部15a、15b、15c、15dにより、基板変形手段が構成される。
また、加熱部15a、15b、15c、15dは、それぞれ、基板2の外周部、すなわち、基板2の各超音波素子8が配置されている領域14よりも外側に配置されている。
そして、加熱部15aは、領域14の図8中右側に、その長辺方向がY軸方向となるように配置され、加熱部15bは、領域14の図8中左側に、その長辺方向がY軸方向となるように配置されている。また、加熱部15cは、領域14の図8中上側に、その長辺方向がX軸方向となるように配置され、加熱部15dは、領域14の図8中下側に、その長辺方向がX軸方向となるように配置されている。
各加熱部15a、15b、15c、15dには、それぞれ、ケーブル210を介して、装置本体300側に設けられた電源220a、220b、220c、220dが接続される。
電源220a、220bにより、加熱部15a、15bに直流電圧が印加されると、加熱部15a、15bにより基板2が加熱されて膨張し、これにより、基板2および3が、支持基板4と反対側が凸となるようにX軸方向に撓む。これにより、超音波素子8の線分13の方向(姿勢)が変更される。
また、電源220c、220dにより、加熱部15c、15dに直流電圧が印加されると、加熱部15c、15dにより基板2が加熱されて膨張し、これにより、基板2および3が、支持基板4と反対側が凸となるようにY軸方向に撓む。これにより、超音波素子8の線分13の方向が変更される。
また、電源220a、220b、220c、220dにより、加熱部15a、15b、15c、15dに直流電圧が印加されると、加熱部15a、15b、15c、15dにより基板2が加熱されて膨張し、これにより、基板2および3が、支持基板4と反対側が凸となるようにX軸方向およびY軸方向のそれぞれに撓む。これにより、超音波素子8の線分13の方向が変更される。
この超音波トランスデューサー1では、基板2の表面が歪んだり、反ってしまった場合に、それを修正することができる。
なお、基板3は、省略されていてもよい。
図9は、本発明の超音波トランスデューサーの第3実施形態を示す断面図、図10は、図9に示す超音波トランスデューサーの作用を説明するための断面図である。
なお、以下では、図9および図10中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」として説明を行う。
以下、第3実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図9に示すように、第3実施形態の超音波トランスデューサー1では、第1の基板変形部および第2の基板変形部(基板変形手段)として、基板3を加熱して膨張させる加熱部(第2基板加熱手段)16を有している。この加熱部16は、基板3を膨張させて撓ませることにより基板2を撓ませるものである。また、加熱部16としては、基板3を加熱することがきるものであれば、特に限定されず、例えば、ヒーター等を用いることができる。
また、基板3の熱膨張率は、基板2の熱膨張率よりも大きく設定されている。これにより、加熱部16により、基板3を加熱して膨張させた場合、基板2が加熱されて膨張しても、その膨張の度合いは、基板3の方が大きくなる。これにより、基板2は、支持基板4と反対側が凹となるようにX軸方向およびY軸方向のそれぞれに撓む。
なお、加熱部16には、ケーブル210を介して、装置本体300側に設けられた図示しない電源が接続される。
電源により、加熱部16に直流電圧が印加されると、加熱部16により基板3が加熱されて膨張し、これにより、図10に示すように、基板2および3が、支持基板4と反対側が凹となるようにX軸方向およびY軸方向のそれぞれに撓む。これにより、超音波素子8の線分13の方向(姿勢)が変更される。すなわち、X軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成されるとともに、Y軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成される。
また、前記加熱部16による基板2および3の変形動作は、基板2の表面が歪んだり、反ってしまった場合に、それを修正する際にも用いることができる。
図11は、本発明の超音波トランスデューサーの第4実施形態を示す断面図、図12は、図11に示す超音波トランスデューサーの作用を説明するための断面図である。
なお、以下では、図11および図12中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」として説明を行う。
また、図11および図12では、上部電極、下部電極、上部電極用導線、下部電極用導線等の図示を省略し、超音波トランスデューサーを模式的に示している。
図11に示すように、第4実施形態の超音波トランスデューサー1では、第1の基板変形部および第2の基板変形部(基板変形手段)として、基板3の中央部を基板2と反対側に向かって引っ張る引張機構17を有している。この引張機構17は、基板3を引っ張って撓ませることにより基板2を撓ませるものである。
まず、支持部材171は、基板3の支持基板4側の面に設けられている。この支持部材171は、図示の構成では、L字状をなし、基板3の中央部に接合されている。
また、モーター173の回転軸174は、カム172に固着されており、モーター173が駆動して回転軸174が回転すると、その回転軸174とともにカム172が回転する。
なお、モーター173には、ケーブル210を介して、装置本体300側に設けられたモーター173の図示しない駆動制御部が接続される。
駆動制御部により、加熱部16に駆動電圧が印加されると、モーター173が駆動してカム172が回転する(図12参照)。これにより、カム172によって支持部材171が支持基板4側に押されて移動する。これにより、支持部材171によって基板3の中央部が支持基板4側に引っ張られ、基板2および3が、支持基板4と反対側が凹となるようにX軸方向およびY軸方向のそれぞれに撓む。これにより、超音波素子8の線分13の方向(姿勢)が変更される。すなわち、X軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成されるとともに、Y軸方向に並ぶ各超音波素子8の線分13が所定の位置で交差し、焦点が形成される。
以上説明したような超音波プローブ10や超音波トランスデューサー1は、例えば、診断機器等の各種電子機器に好適に適用することができる。以下、電子機器の実施形態として、代表的に、診断機器の実施形態について説明する。
図13は、本発明の診断機器の実施形態を示すブロック図である。
図13に示すように、診断機器100は、前述した超音波プローブ10と、超音波プローブ10とケーブル210を介して電気的に接続される装置本体300とを備えている。
装置本体300は、制御部(制御手段)310と、駆動信号発生部320と、検出信号処理部330と、画像信号処理部340と、画像表示部(表示手段)350とを備えている。なお、検出信号処理部330および画像信号処理部340により、信号処理部が構成される。
制御部310は、例えば、マイクロコンピュータ等で構成され、駆動信号発生部320、画像信号処理部340等、装置本体300全体の制御を行う。また、画像表示部350は、例えば、CRT、LCD等のディスプレイ装置で構成されている。
検査の際は、超音波プローブ10の音響整合部6の表面を検査対象である生体に接触させ、診断機器100を作動させる。
まず、制御部310が駆動信号発生部320に送信命令を出力すると、駆動信号発生部320は、各超音波素子8に対して、それぞれ、所定のタイミングで、その超音波素子8を駆動する駆動信号を送信する。これにより、各超音波素子8が、それぞれ、所定のタイミングで駆動する。これによって、超音波プローブ10の超音波トランスデューサー1から超音波が発信される。
そして、超音波トランスデューサー1からは、入力した超音波に応じた検出信号が出力される。この検出信号は、ケーブル210を介して装置本体300の検出信号処理部330に送信され、検出信号処理部330において、所定の信号処理が施され、検出信号処理部330に含まれている図示しないA/D変換器によってディジタル信号に変換される。
以上、本発明の超音波トランスデューサー、超音波プローブ、診断機器および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
なお、本発明の超音波トランスデューサーは、検査対象に接触させて使用する超音波プローブに限らず、検査対象に非接触で使用する近接センサーのような非接触型のセンサーに適用することもできる。
Claims (15)
- 可撓性を有する第1の基板と、
前記第1の基板上に設けられ、超音波の送受信を行う複数の超音波素子と、
前記第1の基板を第1の方向に撓ませる第1の基板変形部と、前記第1の基板を第1の方向と交差する第2の方向に撓ませる第2の基板変形部とを有する基板変形手段とを備えることを特徴とする超音波トランスデューサー。 - 前記第1の基板を前記第1の方向と前記第2の方向との少なくとも一方の方向に撓ませて、少なくとも1つの前記超音波素子の出射面に対して垂直な線分の方向を変更するよう構成されている請求項1に記載の超音波トランスデューサー。
- 前記第1の基板を前記第1の方向と前記第2の方向との少なくとも一方の方向に撓ませて、少なくとも2つの前記超音波素子の相対的な方向および位置を変更するよう構成されている請求項1に記載の超音波トランスデューサー。
- 前記第1の基板変形部および前記第2の基板変形部は、それぞれ圧電素子を有し、前記圧電素子の伸縮により前記第1の基板を撓ませるものである請求項1ないし3のいずれかに記載の超音波トランスデューサー。
- 前記第1の基板変形部および前記第2の基板変形部は、それぞれ前記第1の基板を加熱して膨張させる第1基板加熱手段である請求項1ないし3のいずれかに記載の超音波トランスデューサー。
- 前記基板変形手段は、前記第1の基板の厚み方向から見た平面視で前記各超音波素子が配置されている領域よりも外側に設けられている請求項1ないし5のいずれかに記載の超音波トランスデューサー。
- 前記第1の基板の前記超音波素子と反対側に接合された可撓性を有する第2の基板を備え、
前記基板変形手段は、前記第2の基板を撓ませることにより前記第1の基板を撓ませるものである請求項1に記載の超音波トランスデューサー。 - 可撓性を有する第1の基板と、
前記第1の基板上に設けられ、超音波の送受信を行う複数の超音波素子と、
前記第1の基板よりも熱膨張率が大きく、前記第1の基板の前記超音波素子と反対側に接合された可撓性を有する第2の基板と、
前記第1の基板を第1の方向に撓ませる第1の基板変形部と、前記第1の基板を第1の方向と交差する第2の方向に撓ませる第2の基板変形部とを有する基板変形手段とを備え、
前記基板変形手段は、前記第2の基板を加熱して膨張させることにより前記第1の基板を撓ませる第2基板加熱手段であることを特徴とする超音波トランスデューサー。 - 可撓性を有する第1の基板と、
前記第1の基板上に設けられ、超音波の送受信を行う複数の超音波素子と、
前記第1の基板の前記超音波素子と反対側に接合された可撓性を有する第2の基板と、
前記第1の基板を第1の方向に撓ませる第1の基板変形部と、前記第1の基板を第1の方向と交差する第2の方向に撓ませる第2の基板変形部とを有する基板変形手段とを備え、
前記基板変形手段は、前記第2の基板の中央部を前記第1の基板と反対側に向かって引っ張ることにより前記第1の基板を撓ませる引張機構であることを特徴とする超音波トランスデューサー。 - 前記超音波素子は、前記第1の方向に沿って並設されている請求項1ないし9のいずれかに記載の超音波トランスデューサー。
- 前記超音波素子は、前記第2の方向に沿って並設されている請求項1ないし10のいずれかに記載の超音波トランスデューサー。
- 前記第1の方向と前記第2の方向とは互いに直交している請求項1ないし11のいずれかに記載の超音波トランスデューサー。
- 請求項1ないし12のいずれかに記載の超音波トランスデューサーと、
前記超音波トランスデューサーが収容された筐体とを有することを特徴とする超音波プローブ。 - 請求項1ないし12のいずれかに記載の超音波トランスデューサーと、
前記超音波トランスデューサーが収容された筐体と、
前記超音波トランスデューサーから送信される信号に基づいて信号処理を行う信号処理部を有する装置本体とを備えることを特徴とする診断機器。 - 請求項1ないし12のいずれかに記載の超音波トランスデューサーと、
前記超音波トランスデューサーが収容された筐体と、
前記超音波トランスデューサーから送信される信号に基づいて信号処理を行う信号処理部を有する装置本体とを備えることを特徴とする電子機器。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016072862A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | 超音波センサー並びにプローブおよび電子機器 |
JP2017176769A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | キヤノン株式会社 | 音響波プローブ、及び情報取得装置 |
JP2018523340A (ja) * | 2015-05-11 | 2018-08-16 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 変形可能な超音波アレイ及びシステム |
JP2021027538A (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社日立製作所 | 半導体チップ |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6617536B2 (ja) * | 2015-11-30 | 2019-12-11 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電デバイス、圧電モジュール及び電子機器 |
CN105997146A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-12 | 麦克思商务咨询(深圳)有限公司 | 超声波传感器 |
CN111149372B (zh) * | 2017-09-27 | 2021-06-22 | 第一精工株式会社 | 超声波传感器 |
JP6915742B2 (ja) * | 2018-02-19 | 2021-08-04 | 株式会社村田製作所 | 熱励起型の音波発生装置及び音波発生システム |
CN108652669A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-10-16 | 业成科技(成都)有限公司 | 超音波感测器及其运作方法 |
CN109301061A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-02-01 | 天津大学 | 柔性微型压电超声换能器、阵列及其形成方法 |
US11583248B2 (en) * | 2020-03-08 | 2023-02-21 | Qisda Corporation | Ultrasound image system and ultrasound probe |
CN111458409A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-28 | 苏州希声科技有限公司 | 一种柔性超声探头、超声成像检测***和检测方法 |
KR102610342B1 (ko) * | 2020-08-13 | 2023-12-07 | 한국과학기술연구원 | 플렉서블 초음파 트랜스듀서 및 이의 제조방법 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55158707U (ja) * | 1979-05-04 | 1980-11-14 | ||
JPS5817361A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
JPS6133585U (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-28 | 敬介 本多 | 指向角可変送受波器 |
JPH0293362A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Toshiba Corp | 超音波プローブ |
JPH06114037A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Olympus Optical Co Ltd | 医療用カプセル装置 |
JPH0666637U (ja) * | 1993-03-02 | 1994-09-20 | アロカ株式会社 | バルーン付き超音波探触子 |
JP2001037760A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-13 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
US20050215895A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-09-29 | Popp Richard L | Devices and methods for obtaining three-dimensional images of an internal body site |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3474402A (en) * | 1968-05-06 | 1969-10-21 | Us Navy | Variable focus electroacoustic transducer |
GB2083625B (en) * | 1980-09-10 | 1984-11-14 | Plessey Co Ltd | Improvements in or relating to sonar receivers |
JPH0737111U (ja) | 1993-12-21 | 1995-07-11 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
US7226417B1 (en) * | 1995-12-26 | 2007-06-05 | Volcano Corporation | High resolution intravascular ultrasound transducer assembly having a flexible substrate |
CA2387127A1 (en) | 1999-10-25 | 2001-05-17 | Therus Corporation | Use of focused ultrasound for vascular sealing |
WO2001045550A2 (en) * | 1999-12-23 | 2001-06-28 | Therus Corporation | Ultrasound transducers for imaging and therapy |
US6738354B1 (en) | 2000-02-18 | 2004-05-18 | Nortel Networks Limited | Label selection for end-to-end label-switched traffic through a communications network |
JP2004089357A (ja) | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 超音波用探触子及びそれを用いた超音波診断装置 |
AU2006350241B2 (en) * | 2006-11-03 | 2013-01-31 | Research Triangle Institute | Enhanced ultrasound imaging probes using flexure mode piezoelectric transducers |
EP2132729B1 (en) * | 2007-03-30 | 2013-09-18 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Ultrasound transducer with improved ultrasonic attenuation materials |
JP5205110B2 (ja) | 2008-04-04 | 2013-06-05 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置 |
JP5293557B2 (ja) | 2008-12-17 | 2013-09-18 | セイコーエプソン株式会社 | 超音波トランスデューサー、超音波トランスデューサーアレイ及び超音波デバイス |
JP5589826B2 (ja) | 2010-03-19 | 2014-09-17 | セイコーエプソン株式会社 | 超音波センサー |
JP5153832B2 (ja) | 2010-06-30 | 2013-02-27 | 京楽産業.株式会社 | 遊技機、表示制御方法および表示制御プログラム |
-
2012
- 2012-01-11 JP JP2012002988A patent/JP5962018B2/ja active Active
- 2012-12-28 CN CN201210590296.8A patent/CN103208282B/zh active Active
-
2013
- 2013-01-09 US US13/737,120 patent/US9348213B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55158707U (ja) * | 1979-05-04 | 1980-11-14 | ||
JPS5817361A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
JPS6133585U (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-28 | 敬介 本多 | 指向角可変送受波器 |
JPH0293362A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Toshiba Corp | 超音波プローブ |
JPH06114037A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Olympus Optical Co Ltd | 医療用カプセル装置 |
JPH0666637U (ja) * | 1993-03-02 | 1994-09-20 | アロカ株式会社 | バルーン付き超音波探触子 |
JP2001037760A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-13 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
US20050215895A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-09-29 | Popp Richard L | Devices and methods for obtaining three-dimensional images of an internal body site |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016072862A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | 超音波センサー並びにプローブおよび電子機器 |
JP2018523340A (ja) * | 2015-05-11 | 2018-08-16 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 変形可能な超音波アレイ及びシステム |
JP2017176769A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | キヤノン株式会社 | 音響波プローブ、及び情報取得装置 |
JP2021027538A (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社日立製作所 | 半導体チップ |
JP7216623B2 (ja) | 2019-08-08 | 2023-02-01 | 株式会社日立製作所 | 半導体チップ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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