JP6024155B2 - 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、第1電極層EL1、圧電体層PE、第2電極層EL2、メンブレン(支持部材)MB、空洞領域(空洞部)CAVを含む。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の構成例を示す。本構成例の超音波装置200は、超音波素子アレイ100及び可変容量回路110を含む。超音波素子アレイ100は、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(nは2以上の整数)の信号線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。
図7(B)、図7(C)のスイッチ素子SW、SW1〜SW5は、例えばCMOSトランジスターにより実現することができる。CMOSプロセスに超音波素子(圧電素子)を形成するプロセスを組み込むことで、超音波素子アレイ100と可変容量回路110とを同一基板上に形成することもできる。
図11に、本実施形態の超音波装置200を含む超音波プローブ300、電子機器(診断装置)400及び処理装置の基本的な構成例を示す。超音波プローブ300は、プローブヘッド220及びプローブ本体230を含む。プローブヘッド220は、超音波装置200及び接続部210を含む。プローブ本体230は、送受信部と制御部(超音波プローブ側制御部)CNTLとを含む。
210 接続部、220 プローブヘッド、230 プローブ本体、
300 超音波プローブ、310 制御部(本体装置側制御部)、320 処理部、
330 UI部、340 表示部、400 電子機器、410 本体装置、
UE 超音波素子、UEC1〜12 超音波素子列、DL1〜DL12 信号線、
CL1〜CL8 コモン電極線、VDR1〜VDR12 駆動信号、
VCOM コモン電圧
Claims (11)
- 超音波素子アレイと、
可変容量回路とを含み、
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の信号線〜第nの信号線と、
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の信号線〜前記第nの信号線のうちの第jの信号線に接続され、
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、
前記可変容量回路は、前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線に共通接続され、
前記可変容量回路の容量値は、前記第1の信号線〜前記第nの信号線に対して入力される第1の駆動信号〜第nの駆動信号の位相に応じて設定されることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1に記載の超音波装置であって、
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に記載の超音波装置であって、
超音波出力の位相走査時において、
前記第1の信号線〜前記第nの信号線に対して、同位相の第1の駆動信号〜第nの駆動信号が入力される第1の動作状態では、前記可変容量回路の容量値が第1の容量値に設定され、
前記第1の信号線〜前記第nの信号線に対して、互いに異なる位相の前記第1の駆動信号〜前記第nの駆動信号が入力される第2の動作状態では、前記可変容量回路の容量値が前記第1の容量値より小さい第2の容量値に設定されることを特徴とする超音波装置。 - 請求項3に記載の超音波装置であって、
前記第1の信号線〜前記第nの信号線に対して、前記第1の駆動信号〜前記第nの駆動信号が第1の期間〜第nの期間において入力され、前記第1の期間〜前記第nの期間の重なり度合に応じて、前記可変容量回路の前記第2の容量値が設定されることを特徴とする超音波装置。 - 請求項4に記載の超音波装置であって、
前記第1の期間〜前記第nの期間の前記重なり度合が大きいほど、前記可変容量回路の前記第2の容量値が大きな値に設定されることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
前記可変容量回路は、
超音波を放射する送信期間には、前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線と電気的に接続され、
超音波エコー信号を受信する受信期間には、前記第1のコモン電極線〜前記第mのコモン電極線と電気的に非接続となることを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
前記可変容量回路は、
圧電素子により構成される容量素子を有することを特徴とする超音波装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項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7のいずれか一項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9において、
前記可変容量回路の容量値を、前記第1の信号線〜前記第nの信号線に対して入力される前記第1の駆動信号〜前記第nの駆動信号の位相に応じて設定する制御部を含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の超音波装置を含むことを特徴とする診断装置。
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