JP5948951B2 - 超音波装置、超音波プローブ、電子機器及び診断装置 - Google Patents
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Description
図1(A)、図1(B)に本実施形態の超音波装置に含まれる超音波素子UEの基本的な構成例を示す。本実施形態の超音波素子UEは、振動膜(メンブレン、支持部材)MBと、圧電素子部とを有する。圧電素子部は、下部電極(第1電極層)EL1、圧電体膜(圧電体層)PE、上部電極(第2電極層)EL2を有する。なお、本実施形態の超音波素子UEは図1の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
図2に、本実施形態の超音波装置200の第1の構成例を示す。第1の構成例の超音波装置200は、超音波素子アレイ100、第1の配線CCL、スイッチ回路SW1、SW2、及びスイッチ信号生成回路110を含む。超音波素子アレイ100は、基板SUB、第1の超音波素子列〜第n(nは2以上の整数)の超音波素子列UEC1〜UECn、第1〜第nの駆動電極線DL1〜DLn、第1〜第m(mは2以上の整数)のコモン電極線CL1〜CLmを含む。図2では、例としてm=8、n=12の場合を示すが、これ以外の値であってもよい。なお、本実施形態の超音波装置200は図2の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
sinθs=c×Δt/d (1)
で与えられる。ここでcは音速、Δtは駆動信号の時間差、dは素子間隔である。
一方、図8(B)から分かるように、共通コモン電極線CCLの一端からコモン電圧VCOMを供給し、他端にはコモン電圧VCOMを供給しない場合では、印加電圧は一端側で最も大きく他端側に向かって減少する。
図10に、本実施形態の超音波装置200を含む超音波プローブ300及び診断装置(電子機器)400の基本的な構成例を示す。超音波プローブ300は、超音波ヘッドユニット220、マルチプレクサーMUX、駆動信号発生器HV_P、制御回路CNTL、送受信切換スイッチT/R_SW、アナログフロントエンドAFEを含む。超音波ヘッドユニット220は、超音波装置200及び接続部210を含む。
120 コモン電圧供給回路、200 超音波装置、210 接続部、
220 超音波ヘッドユニット、300 超音波プローブ、310 制御部、
320 処理部、330 UI部、340 表示部、
UE 超音波素子、CL1〜CL8 コモン電極線、DL1〜DL12 駆動電極線、
CCL 第1の配線(共通コモン電極線)、VCOM コモン電圧
Claims (13)
- 超音波素子アレイと、
第1の方向に沿って配線される第1の配線と、
前記第1の配線の一端に接続される第1のスイッチ回路とを含み、
前記超音波素子アレイは、
各超音波素子列において複数の超音波素子が前記第1の方向に沿って配置される第1の超音波素子列〜第n(nは2以上の整数)の超音波素子列と、
前記第1の方向に沿って配線される第1の駆動電極線〜第nの駆動電極線と、
前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って配線される第1のコモン電極線〜第m(mは2以上の整数)のコモン電極線とを有し、
前記第1の超音波素子列〜前記第nの超音波素子列は、前記第2の方向に沿って配置され、
前記第1の超音波素子列〜前記第nの超音波素子列のうちの、第j(jは1≦j≦nである整数)の超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第1の電極は、前記第1の駆動電極線〜前記第nの駆動電極線のうちの第jの駆動電極線に接続され、
前記第jの超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第2の電極は、前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線のうちのいずれかに接続され、
前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線は、前記第1の配線に共通接続され、
前記第1のスイッチ回路は、
オン状態である場合には、前記第1の配線にコモン電圧を供給し、
オフ状態である場合には、前記第1の配線に前記コモン電圧を非供給にすることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1において、
前記第1の超音波素子列〜前記第nの超音波素子列の前記各超音波素子列は、
前記複数の超音波素子として、
前記第1の方向に沿って配置される第1の超音波素子〜第mの超音波素子を有し、
前記第1の超音波素子〜前記第mの超音波素子のうちの第i(iは1≦i≦mである整数)の超音波素子が有する前記第2の電極は、前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線のうちの第iのコモン電極線に接続されることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1又は2において、
前記第1の配線の他端に接続される第2のスイッチ回路を含み、
前記第2のスイッチ回路は、
オン状態である場合には、前記第1の配線に前記コモン電圧を供給し、
オフ状態である場合には、前記第1の配線に前記コモン電圧を非供給にすることを特徴とする超音波装置。 - 請求項3において、
前記第1のスイッチ回路及び前記第2のスイッチ回路のオン・オフを制御するスイッチ信号生成回路を含み、
前記スイッチ信号生成回路は、
第1の状態では、前記第1のスイッチ回路をオン状態にして前記第2のスイッチ回路をオフ状態にし、
第2の状態では、前記第1のスイッチ回路をオフ状態にして前記第2のスイッチ回路をオン状態にすることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1のスイッチ回路は、
前記コモン電圧として第1のコモン電圧を、前記第1の配線に供給する第1のスイッチ素子と、
前記コモン電圧として前記第1のコモン電圧とは異なる第2のコモン電圧を、前記第1の配線に供給する第2のスイッチ素子とを有することを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1のスイッチ回路は、
第1の抵抗素子と、
前記第1の抵抗素子と直列に接続される第1のスイッチ素子と、
前記第1の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第2の抵抗素子と、
前記第2の抵抗素子と直列に接続される第2のスイッチ素子とを有することを特徴とする超音波装置。 - 超音波素子アレイと、
第1の方向に沿って配線される第1の配線と、
前記第1の配線にコモン電圧を供給するコモン電圧供給回路とを含み、
前記超音波素子アレイは、
各超音波素子列において複数の超音波素子が前記第1の方向に沿って配置される第1の超音波素子列〜第n(nは2以上の整数)の超音波素子列と、
前記第1の方向に沿って配線される第1の駆動電極線〜第nの駆動電極線と、
前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って配線される第1のコモン電極線〜第m(mは2以上の整数)のコモン電極線とを有し、
前記第1の超音波素子列〜前記第nの超音波素子列は、前記第2の方向に沿って配置され、
前記第1の超音波素子列〜前記第nの超音波素子列のうちの、第j(jは1≦j≦nである整数)の超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第1の電極は、前記第1の駆動電極線〜前記第nの駆動電極線のうちの第jの駆動電極線に接続され、
前記第jの超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第2の電極は、前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線のうちのいずれかに接続され、
前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線は、前記第1の配線に共通接続され、
前記コモン電圧供給回路は、
前記第1の配線の両端にコモン電圧を供給する、或いは一端にコモン電圧を供給し、他端にコモン電圧を非供給にすることを特徴とする超音波装置。 - 請求項7において、
前記コモン電圧供給回路は、
前記第1の配線の一端と他端とにそれぞれ異なる電圧のコモン電圧を供給することを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記第1の方向はスライス方向であり、
前記第2の方向は位相走査のスキャン方向であることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記超音波素子アレイは、アレイ状に配置された複数の開口を有する基板を含み、
前記複数の開口の各開口ごとに設けられる前記各超音波素子は、
前記各開口を塞ぐ振動膜と、
前記振動膜の上に設けられる圧電素子部とを有し、
前記圧電素子部は、
前記振動膜の上に設けられる下部電極と、
前記下部電極の少なくとも一部を覆うように設けられる圧電体膜と、
前記圧電体膜の少なくとも一部を覆うように設けられる上部電極とを有し、
前記第1の電極は、前記上部電極及び前記下部電極の一方であり、
前記第2の電極は、前記上部電極及び前記下部電極の他方であることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至10のいずれかに記載の超音波装置を含むことを特徴とする超音波プローブ。
- 請求項1乃至10のいずれかに記載の超音波装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至10のいずれかに記載の超音波装置と、
表示用画像データを表示する表示部とを含むことを特徴とする診断装置。
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JP2012038359A JP5948951B2 (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | 超音波装置、超音波プローブ、電子機器及び診断装置 |
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