JP6252280B2 - 超音波デバイスユニットおよびプローブ並びに電子機器および超音波画像装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の一実施形態に係る電子機器の一具体例すなわち超音波診断装置(超音波画像装置)11の構成を概略的に示す。超音波診断装置11は装置端末(処理部)12と超音波プローブ(プローブ)13とを備える。装置端末12と超音波プローブ13とはケーブル14で相互に接続される。装置端末12と超音波プローブ13とはケーブル14を通じて電気信号をやりとりする。装置端末12にはディスプレイパネル(表示装置)15が組み込まれる。ディスプレイパネル15の画面は装置端末12の表面で露出する。装置端末12では、超音波プローブ13で検出された超音波に基づき画像が生成される。画像化された検出結果がディスプレイパネル15の画面に表示される。
図3に示されるように、基体21は基板(デバイス基板)44および被覆膜45を備える。基板44の表面に被覆膜45が一面に形成される。基板44には個々の素子23ごとに開口部46が形成される。開口部46は基板44に対してアレイ状に配置される。個々の開口部46は素子23ごとに裏側(反対側)の面(第2面)に開口する。開口部46が配置される領域の輪郭は素子アレイ22の輪郭に相当する。隣接する2つの開口部46の間には仕切り壁47が区画される。隣接する開口部46は仕切り壁47で仕切られる。仕切り壁47の壁厚みは開口部46の間隔に相当する。仕切り壁47は相互に平行に広がる平面内に2つの壁面を規定する。壁厚みは2つの壁面の距離に相当する。すなわち、壁厚みは壁面に直交して壁面の間に挟まれる垂線の長さで規定されることができる。基板44は例えばシリコン基板で形成されればよい。
次に超音波診断装置11の動作を簡単に説明する。超音波の送信にあたって圧電素子25にはパルス信号が供給される。パルス信号は下電極端子35、37および上電極端子34、36を通じて列ごとに素子23に供給される。個々の素子23では下電極27および上電極26の間で圧電体膜28に電界が作用する。圧電体膜28は超音波の周波数で振動する。圧電体膜28の振動は振動膜24に伝わる。こうして振動膜24は超音波振動する。その結果、被検体(例えば人体の内部)に向けて所望の超音波ビームは発せられる。
図6は第2実施形態に係る超音波デバイスユニットDVaの構成を概略的に示す。超音波デバイスユニットDVaでは補強板(板状部材)53aは連続する板として形成される。すなわち、貫通口54は形成されない。補強板53aは基体21の裏面から開口部46を塞ぐ。ここで、補強板53aの表面には複数の直線状の溝68が配置される。溝68は補強板53aの表面を複数の平面に分割する。溝68は例えば素子アレイ22の行ごとに共通に1本の通気経路を形成する。通気経路は1行の開口部46に接続される。溝68の断面形状は四角形であってもよく三角形であってもよく半円形その他の形状であってもよい。
図7は第3実施形態に係る超音波デバイスユニットDVbの構成を概略的に示す。超音波デバイスユニットDVbでは補強板(板状部材)53aは連続する板として形成される。すなわち、貫通口54は形成されない。補強板53aは基体21の裏面から開口部46を塞ぐ。ここで、補強板53aの表面には複数の直線状の溝68が配置される。溝68は補強板53aの表面を複数の平面に分割する。溝68は例えば素子アレイ22の列ごとに共通に1本の通気経路を形成する。通気経路は1列の開口部46に接続される。溝68の断面形状は四角形であってもよく三角形であってもよく半円形その他の形状であってもよい。溝68の両端は凹部56の壁面56bに向き合う補強板53aの端面で開口する。こうして溝68の通気経路は空隙65に接続される。
図8は第4実施形態に係る超音波デバイスユニットDVcの構成を概略的に示す。超音波デバイスユニットDVcでは前述の補強板53、53aは省略される。基板44の裏面に直接に凹部56の底面56aが接着される。基板44の開口部46は凹部56の底面56aで塞がれる。こうして超音波デバイスユニットDVcはさらに小型化されることができる。このとき、凹部56には、前述と同様に、開口部46に接続される通気溜まり71および貫通孔72が形成されてもよく、開口部46に接続されて空隙65に通じる通気経路が形成されてもよい。こうして開口部46の内部空間は配線基板55の外部空間に接続される。その他の構造は前述の超音波デバイスユニットDVと同様である。
Claims (13)
- 平面部および前記平面部から窪んだ凹部を有する基板と、
アレイ状に配置された複数の薄膜型超音波トランスデューサー素子を含む素子アレイを有し、前記凹部に配置される超音波デバイスと、
一端が前記超音波デバイスのアレイ面の一部に重ねられて接続され、他端が前記平面部の一部に重ねられて接続される第1フレキシブルプリント板と、
を備える超音波デバイスユニットであって、
前記第1フレキシブルプリント板の前記一端が重ねられる前記超音波デバイスの前記アレイ面は、前記平面部を含む平面内あるいは前記凹部の外側の平面内に位置することを特徴とする超音波デバイスユニット。 - 請求項1に記載の超音波デバイスユニットにおいて、前記基板の前記平面部には前記第1フレキシブルプリント板上の端子に接合される端子が配置され、前記凹部は、相互に交差する2垂直面を側面に有し、前記超音波デバイスは前記側面に当接していることを特徴とする超音波デバイスユニット。
- 請求項1または2に記載の超音波デバイスユニットにおいて、前記第1フレキシブルプリント板の前記一端が重ねられる前記超音波デバイスの前記アレイ面は、前記平面部を含む平面内にあることを特徴とする超音波デバイスユニット。
- 請求項1または2に記載の超音波デバイスユニットにおいて、
一端が前記超音波デバイスの前記アレイ面の一部に重ねられて接続され、他端が前記平面部の一部に重ねられて接続される第2フレキシブルプリント板を備え、
前記第1フレキシブルプリント板の前記一端から前記他端に向かう方向は第1方向であり、
前記第2フレキシブルプリント板の前記一端から前記他端に向かう方向は前記第1方向に逆向きの第2方向であることを特徴とする超音波デバイスユニット。 - 請求項4に記載の超音波デバイスユニットにおいて、前記第1フレキシブルプリント板の前記一端および前記第2フレキシブルプリント板の前記一端が重ねられる超音波デバイスの前記アレイ面は、前記平面部を含む平面内にあることを特徴とする超音波デバイスユニット。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の超音波デバイスユニットにおいて、
前記超音波デバイスは、個々の前記薄膜型超音波トランスデューサー素子ごとに開口部を区画し、第1面で前記開口部を塞ぐ振動膜を有するデバイス基板と、前記デバイス基板の前記第1面とは反対側の前記デバイス基板の第2面に固定されて、前記開口部の内部空間に接続されて前記凹部の底面に向き合う面で開口する通気経路を区画する板状部材とを備え、
前記凹部の底面には前記基板を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする超音波デバイスユニット。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の超音波デバイスユニットにおいて、
前記超音波デバイスは、個々の前記薄膜型超音波トランスデューサー素子ごとに開口部を区画し、第1面で前記開口部を塞ぐ振動膜を有するデバイス基板と、前記デバイス基板の前記第1面とは反対側の前記デバイス基板の第2面に固定されて、前記開口部の内部空間に接続されて前記凹部の側面に向き合う面で開口する通気経路を区画する板状部材とを備え、
前記凹部の前記側面と前記超音波デバイスとの間には空隙が形成されていることを特徴とする超音波デバイスユニット。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の超音波デバイスユニットにおいて、前記超音波デバイスは、
個々の前記薄膜型超音波トランスデューサー素子ごとに開口部を区画し、第1面で前記開口部を塞ぐ振動膜を有するデバイス基板と、
前記デバイス基板の前記第1面とは反対側の前記デバイス基板の第2面に固定されて、前記デバイス基板の厚み方向からの平面視で少なくとも前記素子アレイの輪郭を収容する面積を有して前記開口部から連続する貫通口を有する板状部材と
を備えることを特徴とする超音波デバイスユニット。 - 請求項8に記載の超音波デバイスユニットにおいて、前記凹部の底面には前記貫通口に接続されて前記基板を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする超音波デバイスユニット。
- 請求項8に記載の超音波デバイスユニットにおいて、前記凹部の底面と前記板状部材との間には、前記貫通口に接続されて、前記凹部の側面と前記超音波デバイスとの間に形成される空隙に通じる通気路が形成されていることを特徴とする超音波デバイスユニット。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の超音波デバイスユニットと、前記超音波デバイスユニットを支持する筐体とを備えることを特徴とするプローブ。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の超音波デバイスユニットと、前記超音波デバイスユニットに接続されて、前記超音波デバイスユニットの出力を処理する処理部とを備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の超音波デバイスユニットと、前記超音波デバイスユニットに接続されて、前記超音波デバイスユニットの出力を処理し、画像を生成する処理部と、前記画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする超音波画像装置。
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