超聲波換能器器件、頭單元、探測器及超聲波圖像裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了超聲波換能器器件、頭單元、探測器及超聲波圖像裝置，該超聲波換能器器件包括：超聲波換能器元件陣列，具有第一元件組～第k元件組（k是k≥2的自然數(shù)）；第一信號(hào)端子，連接于進(jìn)行信號(hào)的接收及發(fā)送中的至少一個(gè)的控制部；第二信號(hào)端子，經(jīng)由所述超聲波換能器元件陣列與所述第一信號(hào)端子連接，所述第一元件組～所述第k元件組的各元件組所包括的多個(gè)超聲波換能器元件在所述各元件組內(nèi)電氣并聯(lián)，所述第一元件組～所述第k元件組在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)端子之間電氣串聯(lián)。
【專利說明】超聲波換能器器件、頭單元、探測器及超聲波圖像裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波換能器(transducer)器件、頭(head)單元、探測器及超聲波圖
像裝置等。
【背景技術(shù)】
[0002]已知從探測器前端向?qū)ο笪锍錾涑暡úz測從該對象物反射的超聲波的超聲波圖像裝置(例如，專利文獻(xiàn)I)。例如，作為用于將患者體內(nèi)圖像化并診斷的超聲波診斷裝置等使用。使用例如壓電元件作為發(fā)送/接收超聲波的超聲波換能器元件。
[0003]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0004]【專利文獻(xiàn)】
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-50571號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)I的超聲波探測器中，通過使用了排列超聲波換能器元件而成的超聲波換能器陣列的超聲波的發(fā)送/接收，在發(fā)送時(shí)和接收時(shí)，通過開關(guān)電路將超聲波換能器元件的連接關(guān)系在串聯(lián)和并聯(lián)之間切換，從而提高發(fā)送接收的敏感度。但是，存在如下的問題:用于切換的開關(guān)電路、其所用的配線變得復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，能夠提供不使用切換開關(guān)而能夠提高發(fā)送接收的敏感度的超聲波換能器器件、頭單元、探測器及超聲波圖像裝置等。
[0008]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及的超聲波換能器器件包括:超聲波換能器元件陣列，具有第一元件組~第k元件組(k是k > 2的自然數(shù));第一信號(hào)端子，連接于進(jìn)行信號(hào)的接收及發(fā)送中的至少一個(gè)的控制部；第二信號(hào)端子，經(jīng)由所述超聲波換能器元件陣列與所述第一信號(hào)端子連接，所述第一元件組~所述第k元件組的各元件組所包括的多個(gè)超聲波換能器元件在所述各元件組內(nèi)電氣并聯(lián)，所述第一元件組~所述第k元件組在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)端子之間電氣串聯(lián)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第一元件組~第k元件組在第一信號(hào)端子和第二信號(hào)端子之間串聯(lián)，該各元件組所具有的多個(gè)超聲波換能器元件并聯(lián)。由此，不使用切換開關(guān)而能夠提高超聲波的發(fā)送/接收的敏感度。
[0010]另外，在本發(fā)明的另一方面中，所述第一信號(hào)端子也可以連接于進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送及接收的所述控制部。
[0011]如此，控制部能夠經(jīng)由第一信號(hào)端子進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送及接收，且能夠進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收。
[0012]另外，在本發(fā)明的其他方面中，電氣并聯(lián)的所述多個(gè)超聲波換能器元件也可以在作為掃描方向的第一方向排列配置。
[0013]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述第一元件組~所述第k元件組也可以在與所述第一方向交叉的第二方向排列配置。[0014]如此，由于第一元件組~第k元件組串聯(lián)，所以能夠?qū)⑼幌辔?同一振幅的發(fā)送信號(hào)施加至沿第二方向配置的第一元件組~第k元件組。由此，能夠抑制由于相位延遲等導(dǎo)致的自然聚焦，且能夠改善第二方向中的射束輪廓。
[0015]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述各元件組具有第一超聲波換能器元件~第j超聲波換能器元件(j是j > 2的自然數(shù))作為所述多個(gè)超聲波換能器元件，所述第一超聲波換能器元件~所述第j超聲波換能器元件中，所述第一元件組~所述第k元件組中的各個(gè)第s超聲波換能器元件(s是s ( j的自然數(shù))在所述第二方向排列配置。
[0016]如此，由于能夠?qū)⑺龅谝辉M~所述第k元件組中的第s超聲波換能器元件沿所述第二方向配置，因此能夠從沿第二方向配置的超聲波換能器元件出射同一相位/同一振幅的超聲波。由此，能夠使射束輪廓成為更理想的輪廓。
[0017]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述各元件組也可以具有在作為掃描方向的第一方向和與所述第一方向交叉的第二方向這兩個(gè)方向上矩陣配置的至少四個(gè)超聲波換能器元件，作為電氣并聯(lián)的所述多個(gè)超聲波換能器元件。
[0018]即使在這種情況下，由于能夠沿第二方向配置各元件組的第s超聲波換能器元件，因此能夠改善第二方向中的射束輪廓。
[0019]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述多個(gè)超聲波換能器元件中的各超聲波換能器元件也可以具有:第一電極、第二電極、以及設(shè)置于所述第一電極和所述第二電極之間的換能器部，所述第一元件組的所述第一電極連接于所述第一信號(hào)端子，所述第一元件組的所述第二電極連接于所述第二元件組的所述第一電極。 [0020]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述第一元件組~所述第k元件組中的第k_l元件組的所述第二電極也可以連接于所述第k元件組的所述第一電極，所述第k元件組的所述第二電極連接于所述第二信號(hào)端子。
[0021]如此，能夠在第一信號(hào)端子和第二信號(hào)端子之間串聯(lián)第一元件組~第k元件組。此外，由于連接第一信號(hào)端子和第一電極的配線的電阻、連接第二信號(hào)端子和第二電極的配線的電阻，有可能產(chǎn)生發(fā)送信號(hào)的相位延遲，但根據(jù)本發(fā)明的方面，由于在第一信號(hào)端子和第二信號(hào)端子之間串聯(lián)多個(gè)元件組，因此能夠抑制相位延遲。
[0022]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述超聲波換能器器件也可以包括:多個(gè)所述第一信號(hào)端子，配置于與所述第一方向交叉的第二方向中的所述超聲波換能器元件陣列的一端部；以及第二信號(hào)電極線，至少配置于所述第二方向中的所述超聲波換能器元件陣列的另一端部，且所述第二信號(hào)電極線連接于所述第二信號(hào)端子，所述第一元件組~所述第k元件組在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)電極線之間電氣串聯(lián)。
[0023]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述第二信號(hào)端子也可以配置于所述一端部，所述第二信號(hào)電極線具有:第一配線，在所述另一端部沿所述第一方向配置；以及第二配線，連接所述第一配線和配置于所述一端部的所述第二信號(hào)端子。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的其他方面，由于構(gòu)成各信道的第一元件組~第k元件組的一端成為第二信號(hào)電極線，因此能夠容易地共通連接多個(gè)信道的第二信號(hào)電極線。通過第一配線及第二配線將第二信號(hào)電極線共通連接于第二信號(hào)端子，將該第二信號(hào)端子及多個(gè)第一信號(hào)端子配置于超聲波換能器元件陣列的一端部，從而能夠僅從一端部進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出。
[0025]此外，本發(fā)明的其他方面涉及的超聲波換能器器件包括:超聲波換能器元件陣列；第一信號(hào)端子，連接于進(jìn)行信號(hào)的接收及發(fā)送中的至少一個(gè)的控制部；以及第二信號(hào)端子，經(jīng)由所述超聲波換能器元件陣列與所述第一信號(hào)端子連接，所述超聲波換能器元件陣列具有:在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)端子之間電氣串聯(lián)的多個(gè)超聲波換能器元件、或在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)端子之間電氣串聯(lián)的多個(gè)元件組，所述多個(gè)元件組中的各元件組具有電氣并聯(lián)的多個(gè)超聲波換能器元件，所述多個(gè)超聲波換能器元件或所述多個(gè)元件組在與作為掃描方向的第一方向交叉的第二方向排列配置。
[0026]另外，本發(fā)明其他方面涉及的超聲波換能器器件包括:第一元件組，電氣并聯(lián)有多個(gè)超聲波換能器元件；第二元件組，電氣并聯(lián)有多個(gè)超聲波換能器元件；以及連接配線，電氣串聯(lián)所述第一元件組和所述第二元件組。
[0027]另外，本發(fā)明其他方面涉及的頭單元包括上述任一方面記載的超聲波換能器器件，所述頭單元相對于所述探測器的探測器主體能拆裝。
[0028]另外，本發(fā)明的其他方面涉及的探測器包括上述任一方面所述的超聲波換能器器件。
[0029]另外，在本發(fā)明的其他方面中，所述探測器也可以包括柔性基板，所述柔性基板配置有:連接于所述第一信號(hào)端子的第一信號(hào)線、以及連接于所述第二信號(hào)端子的第二信號(hào)線，所述第一信號(hào)端子及所述第二信號(hào)端子被配置在所述超聲波換能器器件的一端，所述柔性基板設(shè)置在所述超聲波換能器器件的所述一端。
[0030]另外，本發(fā)明其他方面涉及的超聲波圖像裝置包括:上述任一方面記載的探測器；以及顯示部，對顯示用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1的(A)~圖1的(C)是超聲波換能器元件的構(gòu)成例。
[0032]圖2是超聲波換能器器件的構(gòu)成例。
[0033]圖3是信道(channel)元件組的構(gòu)成例。
[0034]圖4是信道元件組的第一布局構(gòu)成例的俯視圖。
[0035]圖5的(A)、圖5的(B)是信道元件組的第一布局構(gòu)成例的截面圖。
[0036]圖6是信道元件組的第二布局構(gòu)成例。
[0037]圖7的(A)是信道的比較構(gòu)成例。圖7的(B)是比較構(gòu)成例中的聲場模擬結(jié)果。
[0038]圖8是本實(shí)施方式中的聲場模擬結(jié)果。
[0039]圖9是信道元件組的變形例。
[0040]圖10是信道元件組的變形例的布局構(gòu)成例。
[0041]圖11是超聲波換能器器件的變形例。
[0042]圖12是頭單元的構(gòu)成例。
[0043]圖13的(A)~圖13的(C)是頭單元的詳細(xì)構(gòu)成例。
[0044]圖14的(A)、圖14的(B)是超聲波探測器的構(gòu)成例。
[0045] 圖15是超聲波圖像裝置的構(gòu)成例。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。另外，以下描述的本實(shí)施方式并不會(huì)不當(dāng)限制本發(fā)明保護(hù)范圍所記載的本發(fā)明的內(nèi)容，在本實(shí)施方式中描述的所有構(gòu)成并非是作為本發(fā)明的解決手段所必須的。
[0047]1.超聲波換能器元件
[0048]圖1的(A)~圖1的(C)中示出適用于本實(shí)施方式的超聲波換能器器件的超聲波換能器元件10的構(gòu)成例。該超聲波換能器元件10包括:振動(dòng)膜50(膜片、支撐部件)、第一電極層21 (下部電極層)、壓電體層30 (壓電體膜)、第二電極層22 (上部電極層)。
[0049]超聲波換能器兀件10形成于基板60。基板60例如是娃基板。圖1的(A)是從垂直于兀件形成面?zhèn)鹊幕?0的方向觀察超聲波換能器兀件10的俯視圖。圖1的(B)是表示沿圖1的(A)的AA’的截面的截面圖。圖1的(C)是表示沿圖1的(A)的BB’的截面的截面圖。
[0050]第一電極層21例如由金屬薄膜形成于振動(dòng)膜50的上層。如圖1是(A)所示，該第一電極層21也可以是向元件形成區(qū)域的外側(cè)延伸且連接到鄰接的超聲波元件10的導(dǎo)線。
[0051]壓電體膜30由例如PZT (鋯鈦酸鉛)薄膜形成，壓電體膜30被設(shè)置為覆蓋第一電極層21的至少一部分。另外，壓電體膜30的材料不僅限于PZT，也可以使用例如鈦酸鉛(PbTiO3)、鋯酸鉛(PbZrO3)、鑭鈦酸鉛((Pb，La) TiO3)等。
[0052]第二電極層22例如由金屬薄膜形成，第二電極層22被設(shè)置為覆蓋壓電體膜30的至少一部分。如圖1的(A)所示，該第二電極層22也可以是向元件形成區(qū)域的外側(cè)延伸且連接到鄰接的超聲波元件10的導(dǎo)線。
[0053]第一電極層21 中的被壓電體層30覆蓋的部分以及第二電極層22中的覆蓋壓電體層30的部分中的一個(gè)形成第一電極，另一個(gè)形成第二電極。壓電體層30被第一電極和第二電極夾著而設(shè)置。也將這些第一電極、第二電極、壓電體層30稱為壓電元件部。
[0054]振動(dòng)膜50被設(shè)置成通過例如SiO2薄膜和ZrO2薄膜構(gòu)成的雙層構(gòu)造封閉開口 40。該振動(dòng)膜50可在支撐壓電體層30及第一電極層21、第二電極層22的同時(shí)，隨著壓電體層30的伸縮而振動(dòng)，從而產(chǎn)生超聲波。
[0055]開口(空穴區(qū)域)40通過從硅基板60的背面(未形成有元件的面)側(cè)利用反應(yīng)離子蝕刻(RIE:Reactive 1n Etching)等進(jìn)行蝕刻而形成。根據(jù)由于該開口 40的形成而能夠振動(dòng)的振動(dòng)膜50的尺寸，決定超聲波的共振頻率，該超聲波向壓電體層30側(cè)(在圖1的(A)中從紙面里側(cè)向前面方向)放射。
[0056]壓電體層30通過在第一電極和第二電極之間、即第一電極層21和第二電極層22之間施加電壓，而向面內(nèi)方向伸縮。超聲波換能器元件10使用貼合薄的壓電元件(壓電體層30)和金屬板(振動(dòng)膜50)而成的單晶物(單晶片(unimorph))構(gòu)造，由于當(dāng)壓電體層30在面內(nèi)伸縮時(shí)，貼合的振動(dòng)膜50的尺寸保持不變，因此產(chǎn)生翹曲。通過向壓電體層30施加交流電壓，從而振動(dòng)膜50相對于膜厚方向振動(dòng),通過該振動(dòng)膜50的振動(dòng)放射超聲波。施加于該壓電體層30的電壓例如為IOV~30V，頻率例如為IMHz~10MHz。
[0057]通過構(gòu)成如上所述超聲波元件10，與大體積式(bulk)的超聲波換能器元件相比，能夠使元件小型化，且能夠使元件間距變窄。由此，能夠抑制柵瓣的發(fā)生。并且，由于能夠以相比大體積式的超聲波換能器元件更小的電壓振幅驅(qū)動(dòng)，因此能夠以低耐壓的電路元件構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。
[0058]2.超聲波換能器器件[0059]在圖2示出本實(shí)施方式的超聲波換能器器件200的構(gòu)成例。作為超聲波換能器器件200，能夠采用使用上述的壓電元件(薄膜壓電元件)的類型的換能器，但本實(shí)施方式并不限定于此。例如可米用使用c-MUT (Capacitive Micro-machined UltrasonicTransducers,電容式微制造超聲換能器)等的電容性元件的類型的換能器。
[0060]另外，以下，以通過第一~第64信道構(gòu)成發(fā)送接收信道的情況為例進(jìn)行說明，但本實(shí)施方式并不限定于此，可以通過n=64以外的第一~第η信道構(gòu)成。此外，在以下，以元件組連接于信號(hào) 端子和共通端子之間的情況為例進(jìn)行說明，但本實(shí)施方式并不限定于此。即，可以將元件組連接于兩個(gè)信號(hào)端子之間，且向該兩個(gè)信號(hào)端子供給例如反相的信號(hào)。
[0061]超聲波換能器器件200包括:基板60、形成于基板60的超聲波換能器元件陣列100、形成于基板60的信號(hào)端子XAl~ΧΑ64、形成于基板60的共通端子XCl~XC64 (廣義上為信號(hào)端子)、形成于基板60的信號(hào)電極線LSl~LS64、形成于基板60的共通電極線LCl~LC64 (廣義上為信號(hào)電極線)。
[0062]信號(hào)端子XAl~ΧΑ64配置于層(slice)方向DL中的超聲波換能器元件陣列100的一端部，各信號(hào)端子XAi (i是i≤n=64的自然數(shù))連接于信號(hào)電極線LSi的一端。共通端子XCl~XC64配置于層方向DL中的超聲波換能器元件陣列100的另一端部，各共通端子XCi連接于共通電極線LCi的一端。例如，基板60是以掃描方向DS為長邊方向的矩形，沿該矩形的一長邊配置有信號(hào)端子XAl~XA64，沿該矩形的另一長邊配置有共通端子XCl~XC64。
[0063]這里，掃描方向DS和層方向DL表不基板60的平面上的方向。所謂掃描方向DS是指例如扇形掃描、線性掃描等的掃描動(dòng)作中對應(yīng)于掃描超聲波聲束的方向。所謂層方向DL是指與掃描方向DS交叉(例如正交)的方向，例如在掃描超聲波聲束而得到斷層圖像的情況下，對應(yīng)于正交于該斷層的方向。
[0064]超聲波換能器元件陣列100包括沿掃描方向DS配置的信道元件組CHl~CH64。各信道元件組CHi由電連接的多個(gè)超聲波換能器元件10構(gòu)成，信道元件組CHi連接于信號(hào)電極線LSi的另一端及共通電極線LCi的另一端。信道元件組CHi的詳細(xì)構(gòu)成將于后述。
[0065]一個(gè)發(fā)送接收信道由信號(hào)端子XA1、信號(hào)電極線LS1、信道元件組Ch1、共通電極線LCi和共通端子XCi構(gòu)成。即，當(dāng)發(fā)送信號(hào)(例如電壓脈沖)被供給至信號(hào)端子XAi時(shí)，信道元件組CHi的超聲波換能器元件10將該發(fā)送信號(hào)變換為超聲波，并發(fā)射超聲波。然后，超聲波換能器元件10將對象物反射的超聲回波變換為接收信號(hào)(例如為電壓信號(hào))，并從信號(hào)端子XAi輸出該接收信號(hào)。此外，共通電壓(例如固定的電壓)被供給至共通端子XCi。
[0066]3.信道元件組
[0067]并且，為了高敏感度地檢測超聲回波，需要進(jìn)行增加發(fā)送聲壓及提高接收敏感度中至少一個(gè)。
[0068]作為增加發(fā)送聲壓的方法，可以考慮將多個(gè)超聲波換能器元件10并聯(lián)于信號(hào)端子XAi和共通端子XCi之間。并聯(lián)的情況下，由于端子XA1、XCi之間的發(fā)送電壓被施加至多個(gè)超聲波換能器元件10，因此相比超聲波換能器元件10為一個(gè)的情況，能夠提高發(fā)送聲壓。
[0069]但是，在并聯(lián)的情況下，由于各超聲波換能器元件10的接收電壓的振幅不相加而輸出至端子XA1、XCi，因此不能期待接收敏感度的提高。例如，為了觀察身體的深部而需要接收微弱的回波，需要提高接收中的S/N。此外，由于考慮到對人體的影響等，發(fā)送聲壓存在上限，因此需要提高接收敏感度。
[0070]作為提高接收敏感度的方法，可以考慮將多個(gè)超聲波換能器元件10串聯(lián)于信號(hào)端子XAi和共通端子XCi之間。串聯(lián)的情況下，由于各超聲波換能器元件10的端子間的接收電壓被相加而輸出至端子XA1、XCi，因此能夠提高接收敏感度。
[0071]但是，由于發(fā)送電壓被電壓分割而施加至多個(gè)超聲波換能器元件10，因此不能期待發(fā)送聲壓的提高。這樣，存在如下的問題:提高發(fā)送聲壓和接收敏感度兩者且作為整體提高發(fā)送/接收的敏感度是困難的。
[0072]在圖3示出能夠解決上述問題的本實(shí)施方式的信道元件組CHi的構(gòu)成例。信道元件組Chi包括串聯(lián)于信號(hào)電極線LSi和共通電極線LCi之間的元件組EGl~EGk (k是k ^ 2的自然數(shù))。另外在以下以k=3的情況為例進(jìn)行說明，但本實(shí)施方式并不限定于此。
[0073]元件組EGl~EG3的各元件組具有并聯(lián)的j個(gè)超聲波換能器元件10 (j是j≥2的自然數(shù))。另外，在以下以j=4的情況為例進(jìn)行說明，但本實(shí)施方式并不限定于此。具體而言，元件組EGl具有并聯(lián)于信號(hào)電極線LSi和節(jié)點(diǎn)NAl之間的超聲波換能器元件UEll~UE14,元件組EG2具有并聯(lián)于節(jié)點(diǎn)NAl和節(jié)點(diǎn)NA2之間的超聲波換能器元件UE21~UE24，元件組EG3具有并聯(lián)于節(jié)點(diǎn)M2和共通電極線LCi之間的超聲波換能器元件UE31~UE34。
[0074]各元件組的超聲波換能器元件UEll~UE14、UE21~UE24、UE31~UE34沿掃描方向DS配置，元件組EGl~EG3沿層方向DL配置。具體而言，超聲波換能器元件UEls、UE2s、UE3s (s是s≤3=j的自然數(shù))沿層方向DL配置。
[0075]此外，在本實(shí)施方式中，超聲波換能器元件UEls、UE2s、UE3s不限定于沿層方向DL排列為一直線的情況，例如可以相對于一直線相互交錯(cuò)配置(例如，可以為UEls、UE3s偏向紙面右邊，UE2s偏向紙面左邊)。另外，各元件組所具有的超聲波換能器元件的數(shù)量不限定于相同數(shù)量的j個(gè)，各元件組中超聲波換能器元件的數(shù)量可以不同。
[0076]4.布局構(gòu)成
[0077]在圖4~圖5的(B)中顯示上述信道元件組CHi的第一布局構(gòu)成例。圖4是從超聲波發(fā)射方向側(cè)向基板60厚度方向觀察時(shí)的俯視圖。圖5的(A)是圖4的AA’截面中的截面圖，圖5的(B)是圖4的BB’截面中的截面圖。
[0078]首先，以元件組EG2為例對各元件組的布局構(gòu)成進(jìn)行說明。元件組EG2由第一電極層72a~72e、第二電極層82、壓電體層92a~92d構(gòu)成。
[0079]如圖4所示，俯視時(shí)，矩形的第一電極層72a~72d沿掃描方向DS配置，以其矩形的長邊沿層方向DL的方式配置。第一電極層72a~72d與沿第一電極層72a~72d的層方向DL側(cè)配置的第一電極層72e共通連接。第一電極層72e以其矩形的長邊沿掃描方向DS的方式配置。如圖5的(A)、圖5的(B)所示，這些第一電極層72a~72e配置于振動(dòng)膜50上。這里“上”是指基板60的厚度方向中的在超聲波出射方向上的遠(yuǎn)離基板60的方向。此外，第一電極層72a~72e為容易分割的結(jié)構(gòu)，由一個(gè)電極層構(gòu)成。
[0080]壓電體層92a~92d以沿掃描方向DS等間隔地覆蓋第一電極層72a~72d上的方式配置。壓電體層92a~92d俯視時(shí)為矩形，其被配置為其矩形的長邊沿著層方向DL。第二電極層82以覆蓋壓電體層92a~92d上的方式配置，其通過壓電體層92a~92d而與第一電極層72a~72d絕緣。[0081]下面，對于元件組EGl~EG3的布局構(gòu)成進(jìn)行說明。元件組EGl的第一電極層71e對應(yīng)于信號(hào)電極線LSi (或者信號(hào)端子XAi)。元件組EGl的第二電極層81配置于元件組EG2的第一電極層72a~72d的一部分和第一電極層72e上，元件組EGl的第二電極層81和兀件組EG2的第一電極層72a~72e導(dǎo)通。
[0082]并且，元件組EG2的第二電極層82配置于元件組EG3的第一電極層73a~73d的一部分和第一電極層73e上，兀件組EG2的第二電極層82和兀件組EG3的第一電極層73a~73e導(dǎo)通。元件組EG3的第二電極層83連接于與共通電極線LCi (或者共通端子XCi)相對應(yīng)的第一電極層74。第一電極層74配置于從元件組EG3觀察與層方向DL的相對方向側(cè)。如此，成為元件組EGl~EG3在信號(hào)電極線LSi和共通電極線LCi之間串聯(lián)的構(gòu)成。
[0083]元件組EGl~EG3的壓電體層91a~93a (或者91b~93b、91c~93c、91d~93d)沿層方向DL等間隔地配置。被電極層夾著的壓電體層91a~93a的面積相同。這種情況下，施加至夾著壓電體層91a~93a的電極間的電壓相等，出射的超聲波的相位、聲壓也相同。如此，通過從等間隔的元件出射同一相位/同一聲壓的超聲波，從而能夠?qū)崿F(xiàn)圖7的(A)~圖8中后述的層方向DL中的射束輪廓(beam profile)的改善。
[0084]此外，上述中，舉例說明了俯視時(shí)壓電體層(92a~92d等)為矩形，其矩形長邊沿層方向DL的配置，本實(shí)施方式并不限定于此，例如壓電體層可以為正方形(大致正方形等)。
[0085]這里，第一電極層71a~71e、第一電極層72a~72e、第一電極層73a~73e是方便分割的結(jié)構(gòu)(在圖4、圖5的(B)中以虛線表示)，其分別由一個(gè)電極層(以實(shí)線表示)構(gòu)成。
[0086]在圖6中示出信道元件組CHi的第二布局變形例。圖6是從超聲波發(fā)射方向側(cè)向基板60厚度方向觀察時(shí)的俯視圖。
[0087]以元件組EG2為例對各元件組的布局構(gòu)成進(jìn)行說明。元件組EG2由第一電極層72a、72b、72e、第二電極層82a~82c、壓電體層92a~92d構(gòu)成。
[0088]俯視時(shí)，矩形的第一電極層72a、72b沿掃描方向DS配置，且被配置為其矩形的長邊沿著層方向DL。第一電極層72a、72b與沿第一電極層72a、72b的層方向DL側(cè)配置的第一電極層72e共通連接。
[0089]壓電體層92a、92c以覆蓋第一電極層72a上的方式配置,壓電體層92b、92d以覆蓋第一電極層72b上的方式配置。即，沿掃描方向DS等間隔配置的壓電體層92a、92b及壓電體層92c、92d成為沿層方向DL兩段配置的構(gòu)成。
[0090]第二電極層82a以覆蓋壓電體層92a、92b上的方式配置，配置于第二電極層82a的層方向DL側(cè)的第二電極層82b以覆蓋壓電體層92c、92d上的方式配置。第二電極層82a、82b通過第二電極層82c連接。
[0091]下面，對于元件組EGl~EG3的布局構(gòu)成進(jìn)行說明。元件組EGl的第二電極層81a配置于元件組EG2的第一電極層72a、72b的一部分和第一電極層72e上。另外，元件組EG2的第二電極層82配置于元件組EG3的第一電極層73a、73b的一部分和第一電極層73e上。即，元件組EGl~EG3在信號(hào)電極線LSi (第一電極層71e)和共通電極線LCi (第一電極層74)之間串聯(lián)。
[0092]元件組EGl~EG3的壓電體層91a~93a(或者91b~93b、91c~93c、91d~93d)沿層方向DL等間隔地配置。即，如圖6所示多段地構(gòu)成各元件組的情況下，也能夠從在層方向DL上等間隔地配置的元件出射同一相位/同一聲壓的超聲波。
[0093]此外，第一電極層71a、71b、71e、第一電極層72a、72b、72e、第一電極層73a、73b、73e、第二電極層81a~81c、第二電極層82a~82c、第二電極層83a~83c是方便分割的結(jié)構(gòu)(在圖6中以虛線表示)，其分別由一個(gè)電極層(以實(shí)線表示)構(gòu)成。
[0094]根據(jù)以上實(shí)施方式，超聲波換能器器件200包括:超聲波換能器元件陣列100，具有第一~第k元件組(例如EGl~EG3(k=3));第一信號(hào)端子(XAi)，連接于進(jìn)行信號(hào)的接收及發(fā)送的至少一個(gè)的控制部(例如圖15的處理裝置330);以及第二信號(hào)端子(XCi)，經(jīng)由所述超聲波換能器元件陣列100與第一信號(hào)端子(XAi)連接。第一~第k元件組(EGl~EG3)的各元件組中包括的多個(gè)超聲波換能器元件(例如，EGl具有UEll~UE14)在各元件組內(nèi)電氣并聯(lián)。第一~第k兀件組(EGl~EG3)在第一信號(hào)端子(XAi)和第二信號(hào)端子(XCi)之間電氣串聯(lián)。
[0095]如此，由于將元件組EGl~EG3串聯(lián)于端子XA1、XCi之間，從而能夠?qū)⒔邮针妷旱恼穹嗉?，因此能夠提高接收敏感度。此外，通過并聯(lián)各元件組的超聲波換能器元件，從而能夠增大發(fā)送聲壓。如此，能夠兼顧發(fā)送聲壓的增大和接收敏感度的提高，在抑制發(fā)送超聲波對人體產(chǎn)生的影響的同時(shí)，能夠以高S/N接收來自人體深部的微小的回波。
[0096]這里，所謂元件組是指電氣連接于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)超聲波換能器元件。該多個(gè)超聲波換能器元件既可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)、或者可以通過串聯(lián)及并聯(lián)的組合連接。
[0097]例如，本實(shí)施方式中，第二信號(hào)端子為共通端子XCi。這種情況下，由于信道元件組CHi的一端的端子成為共通端 子XCi，因此如圖11后述的那樣，能夠容易地使多個(gè)信道元件組的共通端子共通化為一個(gè)。使共通端子共通化的情況下，例如能夠節(jié)約基板60上的配線區(qū)域、削減為了從外部向共通端子供給共通電壓的端子、配線的數(shù)量。
[0098]此外，在本實(shí)施方式中，電氣并聯(lián)的多個(gè)超聲波換能器元件(例如，元件組EGl的UEll~UE14)在作為掃描方向DS的第一方向排列配置。
[0099]此外，在本實(shí)施方式中，第一~第k元件組(EGl~EG3)在與第一方向交叉的第二方向排列配置。例如在本實(shí)施方式中，第二方向是層方向DL。
[0100]如此，能夠改善層方向DL中的射束輪廓。有關(guān)這點(diǎn)，使用圖7的(A)~圖8詳細(xì)說明。
[0101]在圖7的(A)中示出信道的比較構(gòu)成例。在該比較構(gòu)成例中，信號(hào)端子XA1、XBi連接于信號(hào)電極線LSi的兩端，共通端子XCA1、XCBi連接于共通電極線LCi的兩端。并且，超聲波換能器元件UEl~UE5沿層方向DL配置，且并聯(lián)于信號(hào)電極線LSi和共通電極線LCi之間。作為發(fā)送信號(hào)，相同的信號(hào)被供給至信號(hào)端子XA1、XBi。
[0102]在這種構(gòu)成中，信號(hào)電極線LS1、共通電極線LCi的配線電阻和超聲波換能器元件UEl~UE5的電極間可見的電容成分成為RC常數(shù)電路。該RC常數(shù)電路使從信號(hào)端子XA1、XBi施加的發(fā)送信號(hào)的相位從外側(cè)的元件UEl、UE5朝向中央的元件UE3延遲，使發(fā)送信號(hào)的振幅從外側(cè)的元件UE1、UE5朝向中央的元件UE3變小。通過這種相位、振幅的變化，導(dǎo)致層方向DL中的射束輪廓變化。
[0103]在圖7的(B)中示出上述這樣的并聯(lián)情況下的聲場模擬結(jié)果。縱軸Y表示層方向DL中的位置，橫軸Z表示深度方向(B卩，基板60的平面的法線方向)中的位置。虛線所示的BMAl是未設(shè)置聲音透鏡情況下的聲壓特性線，實(shí)線所示的BMA2是設(shè)置了聲音透鏡情況下的聲壓特性線。這些聲壓特性線是在各Z位置從Y=O的聲壓向成為_6dB的Y位置所引的線。沿Y軸方向上的聲壓特性線間的寬度表示射束寬度。
[0104]如聲壓特性線BMAl所示，即使在未設(shè)置聲音透鏡的情況下，通過RC常數(shù)電路產(chǎn)生的相位延遲、振幅變化，超聲波聲束產(chǎn)生若干的自然聚焦。由于該自然聚焦的效果的加入，設(shè)置了聲音透鏡的情況下的聲壓特性線BMA2中，射束寬度與焦點(diǎn)(Z=40_附近)相比在遠(yuǎn)方大幅地?cái)U(kuò)散。于是，聲壓在遠(yuǎn)方降低，難以觀察身體的深部等。
[0105]關(guān)于這點(diǎn)，根據(jù)本實(shí)施方式，通過沿層方向DL配置串聯(lián)的第一~第k元件組(EGl~EG3),從而能夠?qū)Ω髫＜M施加同一相位/同一振幅的發(fā)送信號(hào)。由此，可以抑制上述的自然聚焦，且能夠?qū)崿F(xiàn)層方向DL上的射束輪廓的改善。
[0106]在圖8示出適用本實(shí)施方式的情況下的聲場模擬結(jié)果?？v軸Y表示層方向DL中的位置，橫軸Z表示深度方向(B卩，基板60的平面的法線方向)中的位置。虛線所示的BMBl是未設(shè)置聲音透鏡情況下的聲壓特性線，實(shí)線所示的BMB2是設(shè)置了聲音透鏡情況下的聲壓特性線。這些聲壓特性線是在各Z位置從Y=O的聲壓向成為-6dB的Y位置所引的線。沿Y軸方向的聲壓特性線間的寬度表示射束寬度。
[0107]在未設(shè)置聲音透鏡的情況下的聲壓特性線BMB1,在遠(yuǎn)方也未收束,可知未產(chǎn)生自然聚焦?？芍谠O(shè)置了聲音透鏡的情況下聲壓特性線BMB2與比較例的聲壓特性線BMA2相t匕，在遠(yuǎn)方的射束寬度變小。如此，在本實(shí)施方式中，與比較例相比，能夠抑制在遠(yuǎn)方的擴(kuò)散，能夠檢測至更遠(yuǎn)方的回波。此外，由于在遠(yuǎn)方的射束寬度小，因此也能夠提高層方向DL的方位角分辨率。 [0108]這里，所謂“在第一方向(或者第二方向)排列配置”是指例如沿第一方向(或者第二方向)配置。例如，多個(gè)超聲波換能器元件在第一方向(或者第二方向)排列配置的情況下，不限于多個(gè)超聲波換能器元件于沿第一方向(或者第二方向)的直線上排列的情況，例如多個(gè)超聲波換能器元件可以相對于沿第一方向(或者第二方向)的直線鋸齒狀地配置。
[0109]此外，在本實(shí)施方式中，各元件組作為多個(gè)超聲波換能器元件具有第一~第j超聲波換能器元件(EGl的UEll~UE14、EG2的UE21~UE24、EG3的UE31~UE34)。該第一~第j超聲波換能器元件中，第一~第k元件組(EGl~EG3)中的各個(gè)第s超聲波換能器元件(UEls、UE2s、UE3s)，沿第二方向(層方向DL)配置。
[0110]這樣的話，能夠?qū)⒏髟M的第s超聲波換能器元件(UEls、UE2s、UE3s)沿層方向DL等間隔地配置。由此，由于能夠從等間隔配置的超聲波換能器元件(UEls、UE2s、UE3s)出射同一相位/同一振幅的超聲波，因此能夠使上述的射束輪廓為更理想的輪廓。
[0111]此外，在本實(shí)施方式中，如在布局變形例中所說明的那樣，各元件組作為電氣并聯(lián)的多個(gè)超聲波換能器元件，具有在作為掃描方向DS的第一方向和與第一方向交叉的第二方向(層方向DL)這兩個(gè)方向矩陣配置的至少四個(gè)超聲波換能器元件(例如圖6的壓電體層93a ~93d)。
[0112]在這種布局構(gòu)成中，能夠?qū)⒏髟M的第s超聲波換能器元件(UEls、UE2s、UE3s)沿層方向DL等間隔地配置，能夠改善射束輪廓。
[0113]5.信道元件組的變形例
[0114]以上實(shí)施方式中，舉例說明了元件組EGl~EG3串聯(lián)的情況，本實(shí)施方式不限于此，例如多個(gè)超聲波換能器元件10可以串聯(lián)。在圖9中示出這種情況下的信道元件組CHi的變形例。
[0115]圖9所示的信道元件組Chi包括沿層方向DL配置的超聲波換能器元件UEl~UEk(例如k=3)。超聲波換能器元件UEl~UE3串聯(lián)于信號(hào)電極線LSi和共通電極線LCi之間。具體而言，UEl串聯(lián)在信號(hào)電極線LSi和節(jié)點(diǎn)NBl之間，UE2串聯(lián)在節(jié)點(diǎn)NBl和節(jié)點(diǎn)NB2之間，UE3串聯(lián)在節(jié)點(diǎn)NB2和共通電極線LCi之間。
[0116]圖10中示出上述變形例的布局構(gòu)成例。圖10是從超聲波發(fā)射方向側(cè)向基板60厚度方向觀察時(shí)的俯視圖。以超聲波換能器元件UE2的布局構(gòu)成為例進(jìn)行說明。超聲波換能器兀件UE2由第一電極層72a、72e、第二電極層82、壓電體層92構(gòu)成。
[0117]俯視時(shí)，第一電極層72a為矩形，且被配置為其矩形的長邊沿著層方向DL。第一電極層72a與沿第一電極層72a的層方向DL側(cè)配置的第一電極層72e連接。壓電體層92以覆蓋第一電極層72a上的方式配置。壓電體層92俯視時(shí)為矩形，且被配置為其矩形的長邊沿著層方向DL。第二電極層82以覆蓋壓電體層92上的方式配置。
[0118]在第一電極層72a的一部分和第一電極層72e上配置有超聲波換能器元件UEl的第二電極層81，元件組EGl的第二電極層81和元件組EG2的第一電極層72a、72e導(dǎo)通。此外，第二電極層82配置于元件組EG3的第一電極層73a的一部分和第一電極層73e上，元件組EG2的第二電極層82和元件組EG3的第一電極層73a、73e導(dǎo)通。
[0119]即使在上述變形例中，也能夠?qū)崿F(xiàn)如圖8說明的層方向DL中的射束形狀的改善。即，通過將串聯(lián)的多個(gè)超聲波換能器元件UEl~UE3沿層方向DL配置，從而能夠在層方向DL上將同一相位/同一振幅的的發(fā)送電壓施加至各超聲波換能器元件的端子間。由此，從各超聲波換能器兀件出射同一相位/同一聲壓的超聲波，從而能夠在層方向DL上接近理想的射束形狀。
[0120]此外，第一電極層71a、71e、第一電極層72a、72e、第一電極層73a、73e是方便分割的結(jié)構(gòu)(在圖10中以虛線表示)，其分別由一個(gè)電極層(以實(shí)線表示)構(gòu)成。
[0121]6.超聲波換能器器件的變形例
[0122]此外，在本實(shí)施方式中，信號(hào)端子XAi連接于信道元件組CHi的一端，共通端子XCi連接于另一端。因此，容易在基板60上將信道元件組CHl~CH64的共通端子XCl~XC64捆束并共通化。在圖11中示出將共通端子共通化的情況下的超聲波換能器器件200的變形例。此外，對與圖2的構(gòu)成例相同的構(gòu)成要素賦予相同符號(hào)，適當(dāng)省略說明。
[0123]圖11的超聲波換能器器件200包括:基板60、形成于基板60的超聲波換能器元件陣列100、形成于基板60的信號(hào)端子XAl~XA64、形成于基板60的共通端子XC(廣義上為信號(hào)端子)、形成于基板60的信號(hào)電極線LSl~LS64、形成于基板60的共通電極線LCl~LC64 (廣義上為信號(hào)電極線)、形成于基板60的第一配線LCX及第二配線LCY。
[0124]共通端子XC及信號(hào)端子XAl~XA64配置于層方向DL中的超聲波換能器元件陣列100的一端部。通過以從層方向DL中的超聲波換能器兀件陣列100的另一端部繞向一端部的方式配線的第一配線LCX及第二配線LCY，連接共通端子XC及信道元件組CHl~CH64。即，第一配線LCX在層方向DL中的超聲波換能器兀件陣列100的另一端部,沿掃描方向DS配線。該第一配線LCX共通連接于共通電極線LCl~LC64，通過沿層方向DL配線的第二配線LCY連接于共通端子XC。
[0125]根據(jù)上述變形例，通過使共通端子XC共通化，從而能夠?qū)⑷康亩俗优渲糜诔暡〒Q能器器件200的一端部。由此，由于能夠僅從一端部進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出，因此與從兩端部進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出的情況相比，能夠削減用于輸入輸出的構(gòu)成部件。
[0126]7.頭單元
[0127]圖12中示出安裝有本實(shí)施方式的超聲波換能器器件200的頭單元220的構(gòu)成例。圖12中示出的頭單元220包括:超聲波換能器器件200 (以下稱為“元件芯片”)、連接部210、支撐部件250。
[0128]元件芯片200包括:超聲波換能器元件陣列100、設(shè)置于元件芯片200的第一邊側(cè)的芯片端子組(信號(hào)端子XAl~XA64、共通端子XC)。元件芯片200通過連接部210，與探測器主體320所具有的處理裝置(例如圖15的處理裝置330)電連接。
[0129]連接部210用于電連接探測器主體和頭單元220，其具有:具有端子組(多個(gè)連接端子)的連接器421、柔性基板130。連接芯片端子組和連接器421的端子組的配線組(多個(gè)信號(hào)線，共通線)形成于柔性基板130。
[0130]如上所述，通過設(shè)置連接部210，從而能夠電連接探測器主體和頭單元220，進(jìn)一步能夠使頭單元220可相對于探測器主體拆裝。另外，通過將芯片端子組設(shè)置于元件芯片200的第一邊側(cè)，從而能夠使連接部210為一個(gè)。此外，如圖2所示，將第二芯片端子組(共通端子XCl~XC64)設(shè)置于元件芯片200的第二邊側(cè)的情況下，將連接部210設(shè)置于元件芯片200的第一邊側(cè)及第二邊側(cè)即可。
[0131]圖13的(A)~圖13的(C)中示出頭單元220的詳細(xì)的構(gòu)成例。圖13的(A)示出支撐部件250的第二面SF2側(cè)，圖13的(B)示出支撐部件250的第一面SFl側(cè)，圖13的(C)示出支撐部件250 的側(cè)面?zhèn)取?br> [0132]支撐部件250是支撐元件芯片200的部件。連接器421設(shè)置于支撐部件250的第一面SFl側(cè)。該連接器421相對于探測器主體側(cè)對應(yīng)的連接器能夠拆裝。在作為支撐部件250的第一面SFl的里面的第二面SF2側(cè)，支撐有元件芯片200。固定用部件260設(shè)置于支撐部件250的各角部，固定用部件260用于將頭單兀220固定于探測器殼體。
[0133]這里，支撐部件250的第一面SFl側(cè)是支撐部件250的第一面SFl的法線方向側(cè)，支撐部件250的第二面SF2側(cè)是作為支撐部件250的第一面SFl的背面的第二面SF2的法線方向側(cè)。
[0134]如圖13的(C)所示，在元件芯片200的表面(圖1的(B)中形成有壓電體層30的面)，設(shè)有保護(hù)元件芯片200的保護(hù)部件(保護(hù)膜)270。保護(hù)部件也可兼用作聲音整合層。
[0135]8.超聲波探測器
[0136]在圖14的(A)、圖14的(B)示出適用上述的超聲波頭單元220的超聲波探測器300 (探測器)的結(jié)構(gòu)例。圖14的(A)示出探測器頭310安裝于探測器主體320的情況，圖14的(B)示出探測器頭310從探測器主體320分離的情況。
[0137]探測器頭310包括:頭單元220、與被檢體接觸的接觸部件230及收容頭單元220的探測器殼體240。元件芯片200設(shè)于接觸部件230和支撐部件250之間。
[0138]探測器主體320包括處理裝置330及探測器主體側(cè)連接器426。處理裝置330包括發(fā)送部332、接收部335 (模擬前端部)、發(fā)送接收控制部334。發(fā)送部332進(jìn)行向元件芯片200的驅(qū)動(dòng)脈沖(發(fā)送信號(hào))的發(fā)送處理。接收部335進(jìn)行來自元件芯片200的超聲回波信號(hào)(接收信號(hào))的接收處理。發(fā)送接收控制部334進(jìn)行發(fā)送部332、接收部335的控制。探測器主體側(cè)連接器426與頭單元側(cè)連接器425 (或者探測器頭側(cè)連接器)連接。探測器主體320利用電纜350與電子設(shè)備(例如超聲波圖像裝置)主體連接。
[0139]頭單元220收容于探測器殼體240，但能夠從探測器殼體240卸下頭單元220。這樣的話，能夠僅更換頭單元220?；蛘咭材軌蛟诖娣庞谔綔y器殼體240的狀態(tài)下，即作為探測器頭310進(jìn)行交換。
[0140]9.超聲波圖像裝置
[0141]在圖15示出超聲波圖像裝置的結(jié)構(gòu)例。超聲波圖像裝置包括超聲波探測器300以及電子設(shè)備主體400。超聲波探測器300包括頭單元220 (超聲波頭單元)以及處理裝置330。電子設(shè)備主體400包括控制部410、處理部420、用戶接口部430以及顯示部440。
[0142]處理裝置330包括發(fā)送部332、發(fā)送接收控制部334、接收部335 (模擬前端部)。頭單元220包括:元件芯片200、將元件芯片200與電路基板(例如剛性基板)連接的連接部210 (連接器部)。在電路基板安裝有發(fā)送部332、發(fā)送接收控制部334、接收部335。發(fā)送部332可包括產(chǎn)生脈沖發(fā)生器的電源電壓的高電壓生成電路(例如升壓電路)。
[0143]在發(fā)送超聲 波的情況下，發(fā)送接收控制部334對發(fā)送部332進(jìn)行發(fā)送指示，發(fā)送部332接受該發(fā)送指示并將驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大為高電壓，輸出驅(qū)動(dòng)電壓。在接收超聲波的反射波的情況下，接收部335接收利用元件芯片200檢測到的反射波的信號(hào)。接收部335基于來自發(fā)送接收控制部334的接收指示，處理反射波的信號(hào)(例如放大處理、Α/D轉(zhuǎn)換處理等)，并將處理后的信號(hào)發(fā)送到處理部420。處理部420將該信號(hào)影像化并顯示于顯示部440。
[0144]此外，本實(shí)施方式的超聲波換能器器件并不限于如上所述的醫(yī)療用的超聲波圖像裝置，可適用于各種的電子設(shè)備。例如，作為適用超聲波換能器器件的電子設(shè)備，假設(shè)有對建筑物等的內(nèi)部進(jìn)行非破壞檢查的診斷設(shè)備、利用超聲波的反射檢測用戶手指的運(yùn)動(dòng)的用戶接口設(shè)備等。
[0145]另外，如上所述，雖然對本實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行了說明，然而在實(shí)質(zhì)上不脫離本發(fā)明的內(nèi)容以及效果的情況下可以進(jìn)行各種變形，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很容易理解。因而，這樣的變形例均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在說明書或附圖中，至少有一次與更廣義或同義的不同術(shù)語一起記載的術(shù)語在說明書或附圖的任何處都能替換為該不同術(shù)語。并且，本實(shí)施方式及變形例的全部的組合也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，超聲波換能器器件、探測器、超聲波圖像裝置的構(gòu)成/動(dòng)作等，也不限于本實(shí)施方式所說明的內(nèi)容，能夠進(jìn)行各種變形實(shí)施。
[0146]符號(hào)說明
[0147]10超聲波換能器元件21第一電極層
[0148]22第二電極層30壓電體層
[0149]40開口50振動(dòng)膜
[0150]60 基板
[0151]71a ~71e、72a ~72e、73a ~73e、74 第一電極層
[0152]81~83第二電極層
[0153]91a ~91d、92a ~92d、93a ~93d 壓電體層
[0154]100超聲波換能器元件陣列130柔性基板
[0155]200超聲波換能器器件210連接部[0156]220頭單元230接觸部件
[0157]240探測器殼體250支撐部件
[0158]260固定用部件270保護(hù)部件
[0159]300超聲波探測器310探測器頭
[0160]320探測器主體330處理裝置
[0161]332發(fā)送部334發(fā)送接收控制部
[0162]335接收部350電纜
[0163]400電子設(shè)備主體410控制部
[0164]420處理部421連接器
[0165]425頭單元側(cè)連接器426探測器主體側(cè)連接器
[0166]430用戶接口部440顯示部
[0167]BMAU BMA2, BMBU BMB2 聲壓特性線
[0168]CHl~CH64信道元件組DL層方向
[0169]DS掃描方向EGl~EG3元件組
[0170]LCl~LC64共通電極線(信號(hào)電極線)
[0171]LCX第一配線LCY第二配線
[0172]LSl~LS64信號(hào)電極線
[0173]UEl ~UE5、UE11 ~UE14、UE21 ~UE24、UE31 ~UE34 超聲波換能器元件
[0174] XAl~XA64信號(hào)端子XCl~XC64共通端子(信號(hào)端子)
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波換能器器件，其特征在于，包括: 超聲波換能器元件陣列，具有第一元件組~第k元件組，k是k > 2的自然數(shù)； 第一信號(hào)端子，連接于進(jìn)行信號(hào)的接收及發(fā)送中的至少一個(gè)的控制部；以及 第二信號(hào)端子，經(jīng)由所述超聲波換能器元件陣列與所述第一信號(hào)端子連接， 所述第一元件組~所述第k元件組的各元件組所包括的多個(gè)超聲波換能器元件在所述各元件組內(nèi)電氣并聯(lián)， 所述第一元件組~所述第k元件組在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)端子之間電氣串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述第一信號(hào)端子連接于進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送及接收的所述控制部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 電氣并聯(lián)的所述多個(gè)超聲波換能器元件在作為掃描方向的第一方向排列配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述第一元件組~所述第k元件組在與所述第一方向交叉的第二方向排列配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述各元件組具有第一超聲波換能器元件~第j超聲波換能器元件作為所述多個(gè)超聲波換能器元件，j是j > 2的自然數(shù)， 所述第一超聲波換能器元件~所述第j超聲波換能器元件中，所述第一元件組~所述第k元件組中的各個(gè)第s超聲波換能器元件在所述第二方向排列配置，s是s < j的自然數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述各元件組具有在作為掃描方向的第一方向和與所述第一方向交叉的第二方向這兩個(gè)方向上矩陣配置的至少四個(gè)超聲波換能器元件，作為電氣并聯(lián)的所述多個(gè)超聲波換能器元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述多個(gè)超聲波換能器元件中的各超聲波換能器元件具有:第一電極、第二電極、以及設(shè)置于所述第一電極和所述第二電極之間的換能器部， 所述第一元件組的所述第一電極連接于所述第一信號(hào)端子， 所述第一元件組的所述第二電極連接于所述第二元件組的所述第一電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述第一元件組~所述第k元件組中的第k-Ι元件組的所述第二電極連接于所述第k元件組的所述第一電極， 所述第k元件組的所述第二電極連接于所述第二信號(hào)端子。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述超聲波換能器器件包括: 多個(gè)所述第一信號(hào)端子，配置于與所述第一方向交叉的第二方向中的所述超聲波換能器元件陣列的一端部；以及 第二信號(hào)電極線，至少配置于所述第二方向中的所述超聲波換能器元件陣列的另一端部，且所述第二信號(hào)電極線連接于所述第二信號(hào)端子，所述第一元件組~所述第k元件組在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)電極線之間電氣串聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波換能器器件，其特征在于， 所述第二信號(hào)端子配置于所述一端部， 所述第二信號(hào)電極線具有:第一配線，在所述另一端部沿所述第一方向配置；以及第二配線，連接所述第一配線和配置于所述一端部的所述第二信號(hào)端子。
11.一種超聲波換能器器件，其特征在于，包括: 超聲波換能器元件陣列； 第一信號(hào)端子，連接于進(jìn)行信號(hào)的接收及發(fā)送中的至少一個(gè)的控制部；以及 第二信號(hào)端子，經(jīng)由所述超聲波換能器元件陣列與所述第一信號(hào)端子連接， 所述超聲波換能器元件陣列具有:在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)端子之間電氣串聯(lián)的多個(gè)超聲波換能器元件、或在所述第一信號(hào)端子和所述第二信號(hào)端子之間電氣串聯(lián)的多個(gè)元件組， 所述多個(gè)元件組中的各元件組具有電氣并聯(lián)的多個(gè)超聲波換能器元件， 所述多個(gè)超聲波換能器元件或所述多個(gè)元件組在與作為掃描方向的第一方向交叉的第二方向排列配置。
12.—種超聲波換能器器件，其特征在于，包括: 第一元件組，電氣并聯(lián)有多個(gè)超聲波換能器元件； 第二元件組，電氣并聯(lián)有多個(gè)超聲波換能器元件；以及 連接配線，電氣串聯(lián)所述第一元件組和所述第二元件組。
13.一種頭單元，其特征在于，所述頭單元是探測器的頭單元， 所述頭單元包括權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的超聲波換能器器件， 所述頭單元相對于所述探測器的探測器主體能拆裝。
14.一種探測器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的超聲波換能器器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的探測器，其特征在于， 所述探測器包括柔性基板，所述柔性基板配置有:連接于所述第一信號(hào)端子的第一信號(hào)線、以及連接于所述第二信號(hào)端子的第二信號(hào)線， 所述第一信號(hào)端子及所述第二信號(hào)端子被配置在所述超聲波換能器器件的一端， 所述柔性基板設(shè)置在所述超聲波換能器器件的所述一端。
16.一種超聲波圖像裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求14或15所述的探測器；以及 顯示部，對顯示用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK104013421SQ201410064248
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】松田洋史 申請人:精工愛普生株式會(huì)社