(57)【要約】【課題】１又は複数の送信用の超音波素子列と１又は複数の受信用の超音波素子列をスキャン方向に交互に配置できる超音波測定装置、超音波ヘッドユニット、超音波プローブ及び超音波画像装置等を提供すること。【解決手段】超音波測定装置は、受信用の超音波素子列ＳＲＡと送信用の超音波素子列ＳＴＡとを有する超音波素子アレイ１００と、受信端子ＸＲ１と、送信端子ＸＴ１と、受信端子ＸＲ１からの受信信号を受ける受信回路と、送信端子ＸＴ１に対して送信信号を出力する送信回路と、を含む。受信用の超音波素子列ＳＲＡと送信用の超音波素子列ＳＴＡとは、スキャン方向である第１の方向Ｄ１に１又は複数列毎に配置される。受信端子ＸＲ１は、第２の方向Ｄ２における超音波素子アレイ１００の一方の端部ＨＮ１に配置され、送信端子ＸＴ１は、他方の端部ＨＮ２に配置される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信用の超音波素子を備えた超音波素子列と送信用の超音波素子を備えた超音波素子列とを有する超音波素子アレイと、
前記受信用の超音波素子列に接続される受信端子と、
前記送信用の超音波素子列に接続される送信端子と、
前記受信端子からの受信信号を受ける受信回路と、
前記送信端子に対して送信信号を出力する送信回路と、
を含み、
前記受信用の超音波素子列と前記送信用の超音波素子列とは、スキャン方向である第１の方向に１又は複数列毎に配置され、
前記受信用の超音波素子列は、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記受信用の超音波素子が配列され、
前記送信用の超音波素子列は、前記第２の方向に沿って前記送信用の超音波素子が配列され、
前記受信端子は、前記第２の方向における前記超音波素子アレイの一方の端部に配置され、
前記送信端子は、前記第２の方向における前記超音波素子アレイの他方の端部に配置されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記受信回路と前記受信端子との間に設けられ、前記受信端子のノードを第１のバイアス電圧に設定する第１のバイアス設定回路と、
前記送信回路と前記送信端子との間に設けられ、前記送信端子のノードを第２のバイアス電圧に設定する第２のバイアス設定回路と、
を含むことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１のバイアス設定回路と前記第２のバイアス設定回路は、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧を独立に設定することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記第１のバイアス設定回路は、
超音波の送信期間において前記受信端子のノードを固定電位に設定する設定回路を有することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１のバイアス設定回路は、
前記第１のバイアス電圧の供給線のノードと前記受信端子のノードとの間に設けられる抵抗素子を有し、
前記設定回路は、
前記固定電位の供給線のノードと前記受信端子のノードとの間に設けられ、前記超音波の送信期間においてオンになるスイッチ素子を有することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記受信回路を有する第１の集積回路装置が実装された第１のフレキシブル基板と、
前記送信回路を有する第２の集積回路装置が実装された第２のフレキシブル基板と、
を含むことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１のフレキシブル基板には、前記受信端子に接続される受信信号線が配線され、
前記第１の集積回路装置は、前記受信信号線の配線方向に交差する方向に前記第１の集積回路装置の長辺方向が沿うように前記第１のフレキシブル基板に実装され、
前記第２のフレキシブル基板には、前記送信端子に接続される送信信号線が配線され、
前記第２の集積回路装置は、前記送信信号線の配線方向に交差する方向に前記第２の集積回路装置の長辺方向が沿うように前記第２のフレキシブル基板に実装されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の集積回路装置は、前記受信回路を含む複数の受信回路を有し、
前記複数の受信回路は、前記第１の集積回路装置を前記第１のフレキシブル基板に対して実装した状態において前記第１の集積回路装置の長辺方向に沿って配列され、
前記第２の集積回路装置は、前記送信回路を含む複数の送信回路を有し、
前記複数の送信回路は、前記第２の集積回路装置を前記第２のフレキシブル基板に対して実装した状態において前記第２の集積回路装置の長辺方向に沿って配列されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記第１の集積回路装置は、前記第１のフレキシブル基板に対してフリップチップ実装され、
前記第２の集積回路装置は、前記第２のフレキシブル基板に対してフリップチップ実装されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかにおいて、
前記超音波素子アレイと前記受信端子と前記送信端子とが配置された基板を含み、
前記超音波素子アレイは、前記受信用の超音波素子列及び前記送信用の超音波素子列として複数の超音波素子を有し、
前記基板は、アレイ状に配置された複数の開口を有し、
前記複数の超音波素子の各超音波素子は、
前記複数の開口のうち対応する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、
を有することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載された超音波測定装置を含み、
超音波プローブのプローブ本体に対して着脱可能であることを特徴とする超音波ヘッドユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれかに記載された超音波測定装置を含むことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１３】
請求項１乃至１０のいずれかに記載された超音波測定装置と、
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超音波画像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定装置、超音波ヘッドユニット、超音波プローブ及び超音波画像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に向けて超音波を照射し、対象物内部における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信するための装置として、例えば人体の内部等を検査するための超音波画像装置が知られている。このような超音波画像装置において、例えば連続波モード等に対応するために、超音波素子を送信専用の素子と受信専用の素子に分ける手法がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、スキャン方向に超音波素子が配列された送信用の超音波素子列と受信用の超音波素子列を、スキャン方向に直交するスライス方向に交互に配置する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０５７４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、１又は複数の送信用の超音波素子列と１又は複数の受信用の超音波素子列をスキャン方向に交互に配置できる超音波測定装置、超音波ヘッドユニット、超音波プローブ及び超音波画像装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、受信用の超音波素子を備えた超音波素子列と送信用の超音波素子を備えた超音波素子列とを有する超音波素子アレイと、前記受信用の超音波素子列に接続される受信端子と、前記送信用の超音波素子列に接続される送信端子と、前記受信端子からの受信信号を受ける受信回路と、前記送信端子に対して送信信号を出力する送信回路と、を含み、前記受信用の超音波素子列と前記送信用の超音波素子列とは、スキャン方向である第１の方向に１又は複数列毎に配置され、前記受信用の超音波素子列は、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記受信用の超音波素子が配列され、前記送信用の超音波素子列は、前記第２の方向に沿って前記送信用の超音波素子が配列され、前記受信端子は、前記第２の方向における前記超音波素子アレイの一方の端部に配置され、前記送信端子は、前記第２の方向における前記超音波素子アレイの他方の端部に配置される超音波測定装置に関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、受信用の超音波素子列と送信用の超音波素子列とが、スキャン方向である第１の方向に１又は複数列毎に配置され、受信用の超音波素子列に接続される受信端子は、第１の方向に交差する第２の方向における超音波素子アレイの一方の端部に配置され、送信用の超音波素子列に接続される送信端子は、第２の方向における超音波素子アレイの他方の端部に配置される。これにより、１又は複数の送信用の超音波素子列と１又は複数の受信用の超音波素子列をスキャン方向に交互に配置できる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記受信回路と前記受信端子との間に設けられ、前記受信端子のノードを第１のバイアス電圧に設定する第１のバイアス設定回路と、前記送信回路と前記送信端子との間に設けられ、前記送信端子のノードを第２のバイアス電圧に設定する第２のバイアス設定回路と、を含んでもよい。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記第１のバイアス設定回路と前記第２のバイアス設定回路は、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧を独立に設定してもよい。
【００１０】
これらの本発明の一態様によれば、送信用の超音波素子列と受信用の超音波素子列に対して独立にバイアス電圧を設定できるので、送信用の超音波素子列の特性と受信用の超音波素子列の特性を、それぞれ最適化することが可能となる。
【００１１】
また本発明の一態様では、前記第１のバイアス設定回路は、超音波の送信期間において前記受信端子のノードを固定電位に設定する設定回路を有してもよい。
【００１２】
このようにすれば、受信用の超音波素子列に接続される受信電極線を送信期間において固定電位に接続できる。これにより、送信用の超音波素子列に接続される送信電極線の間に固定電位の受信電極線が挿入され、送信電極線間のクロストークを抑制できる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記第１のバイアス設定回路は、前記第１のバイアス電圧の供給線のノードと前記受信端子のノードとの間に設けられる抵抗素子を有し、前記設定回路は、前記固定電位の供給線のノードと前記受信端子のノードとの間に設けられ、前記超音波の送信期間においてオンになるスイッチ素子を有してもよい。
【００１４】
このようにすれば、抵抗素子を介して受信端子に第１のバイアス電圧を設定し、スイッチ素子を介して超音波の送信期間において受信端子に固定電位を設定できる。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記受信回路を有する第１の集積回路装置が実装された第１のフレキシブル基板と、前記送信回路を有する第２の集積回路装置が実装された第２のフレキシブル基板と、を含んでもよい。
【００１６】
このようにすれば、受信回路と送信回路をフレキシブル基板に設けることができるため、受信回路と送信回路を例えばプローブ本体のリジッド基板等に設ける場合に比べて、超音波プローブを小型化できる。また、受信端子と送信端子が超音波トランスデューサーデバイスの別個の端部に設けられるので、受信回路を設ける第１のフレキシブル基板と送信回路を設ける第２のフレキシブル基板を分離できる。
【００１７】
また本発明の一態様では、前記第１のフレキシブル基板には、前記受信端子に接続される受信信号線が配線され、前記第１の集積回路装置は、前記受信信号線の配線方向に交差する方向に前記第１の集積回路装置の長辺方向が沿うように前記第１のフレキシブル基板に実装され、前記第２のフレキシブル基板には、前記送信端子に接続される送信信号線が配線され、前記第２の集積回路装置は、前記送信信号線の配線方向に交差する方向に前記第２の集積回路装置の長辺方向が沿うように前記第２のフレキシブル基板に実装されてもよい。
【００１８】
このようにすれば、受信端子が設けられる超音波素子アレイの端部と第１の集積回路装置の長辺とを対向させ、送信端子が設けられる超音波素子アレイの端部と第２の集積回路装置の長辺とを対向させることができる。これにより、受信信号線と送信信号線の配線が簡素化され、超音波測定装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【００１９】
また本発明の一態様では、前記第１の集積回路装置は、前記受信回路を含む複数の受信回路を有し、前記複数の受信回路は、前記第１の集積回路装置を前記第１のフレキシブル基板に対して実装した状態において前記第１の集積回路装置の長辺方向に沿って配列され、前記第２の集積回路装置は、前記送信回路を含む複数の送信回路を有し、前記複数の送信回路は、前記第２の集積回路装置を前記第２のフレキシブル基板に対して実装した状態において前記第２の集積回路装置の長辺方向に沿って配列されてもよい。
【００２０】
このようにすれば、第１の集積回路装置と第２の集積回路装置を長辺方向に長細い矩形状に構成できる。また、受信端子が設けられる超音波素子アレイの端部と、第１の集積回路装置の長辺方向に並んだ複数の受信回路を対向させ、送信端子が設けられる超音波素子アレイの端部と、第２の集積回路装置の長辺方向に並んだ複数の送信回路を対向させることができる。
【００２１】
また本発明の一態様では、前記第１の集積回路装置は、前記第１のフレキシブル基板に対してフリップチップ実装され、前記第２の集積回路装置は、前記第２のフレキシブル基板に対してフリップチップ実装されてもよい。
【００２２】
このようにすれば、例えばフラットパッケージなどによって実装する場合よりも実装面積を削減でき、超音波測定装置をより小型化することが可能となる。
【００２３】
また本発明の一態様では、前記超音波素子アレイと前記受信端子と前記送信端子とが配置された基板を含み、前記超音波素子アレイは、前記受信用の超音波素子列及び前記送信用の超音波素子列として複数の超音波素子を有し、前記基板は、アレイ状に配置された複数の開口を有し、前記複数の超音波素子の各超音波素子は、前記複数の開口のうち対応する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、を有してもよい。
【００２４】
このようにすれば、開口を塞ぐ振動膜を圧電素子により振動させる超音波素子によって超音波素子アレイを構成することができる。これにより、バルクの圧電素子を用いる場合に比べて低電圧の駆動信号で超音波素子を駆動することが可能になり、集積回路装置を低耐圧のプロセスで製造できるため、集積回路装置をコンパクトに形成することが可能となる。
【００２５】
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載された超音波測定装置を含み、超音波プローブのプローブ本体に対して着脱可能である超音波ヘッドユニットに関係する。
【００２６】
また本発明の更に他の態様は、上記のいずれかに記載された超音波測定装置を含む超音波プローブに関係する。
【００２７】
また本発明の更に他の態様は、上記のいずれかに記載された超音波測定装置と、表示用画像データを表示する表示部と、を含む超音波画像装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、超音波素子の構成例。
【図２】超音波トランスデューサーデバイスの第１構成例。
【図３】超音波トランスデューサーデバイスの第２構成例。
【図４】超音波トランスデューサーデバイスの第３構成例。
【図５】超音波プローブの構成例。
【図６】送信システムの構成例。
【図７】パルサーの詳細な構成例。
【図８】送信システムの動作説明図。
【図９】受信システムの構成例。
【図１０】受信システムの動作説明図。
【図１１】送信システムの変形構成例。
【図１２】受信システムの変形構成例。
【図１３】超音波測定装置の構成例。
【図１４】第１の集積回路装置と第２の集積回路装置のレイアウト構成例。
【図１５】超音波ヘッドユニットの構成例。
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、超音波ヘッドユニットの詳細な構成例。
【図１７】図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は、超音波プローブの構成例。
【図１８】超音波画像装置の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３０】
１．超音波素子
バルク型の超音波素子では素子ピッチを狭くすることが困難であるため、スキャン方向に送信用の超音波素子列と受信用の超音波素子列を交互に並べることができないという課題がある。例えば、送信用（又は受信用）の超音波素子列のスキャン方向でのピッチが広くなるため、グレーティングローブ（grating lobe、サイドローブ）が発生してしまう。以下では、このような課題を解決できる本実施形態の超音波測定装置について説明する。
【００３１】
まず図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に、本実施形態の超音波測定装置に適用される超音波素子１０の構成例を示す。この超音波素子１０は、振動膜（メンブレン、支持部材）５０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）２１、圧電体層（圧電体膜）３０、上部電極（第２電極層）２２を有する。
【００３２】
図１（Ａ）は、基板（シリコン基板）６０に形成された超音波素子（超音波トランスデューサー素子）１０の、素子形成面側の基板に垂直な方向から見た平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面を示す断面図である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ’に沿った断面を示す断面図である。
【００３３】
第１電極層２１は、振動膜５０の上層に例えば金属薄膜で形成される。この第１電極層２１は、図１（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波素子１０に接続される配線であってもよい。
【００３４】
圧電体層３０は、例えばＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）薄膜により形成され、第１電極層２１の少なくとも一部を覆うように設けられる。なお、圧電体層３０の材料は、ＰＺＴに限定されるものではなく、例えばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３）などを用いてもよい。
【００３５】
第２電極層２２は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体層３０の少なくとも一部を覆うように設けられる。この第２電極層２２は、図１（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波素子１０に接続される配線であってもよい。
【００３６】
振動膜（メンブレン）５０は、例えばＳｉＯ２薄膜とＺｒＯ２薄膜との２層構造により開口４０を塞ぐように設けられる。この振動膜５０は、圧電体層３０及び第１、第２電極層２１、２２を支持すると共に、圧電体層３０の伸縮に従って振動し、超音波を発生させることができる。
【００３７】
開口（空洞領域）４０は、シリコン基板６０の裏面（素子が形成されない面）側から反応性イオンエッチング（RIE: Reactive Ion Etching）等によりエッチングすることで形成される。この空洞領域４０の開口部４５のサイズによって超音波の共鳴周波数が決定され、その超音波は圧電体層３０側（図１（Ａ）において紙面奥から手前方向）に放射される。
【００３８】
超音波素子１０の下部電極は、第１電極層２１により形成され、上部電極は、第２電極層２２により形成される。具体的には、第１電極層２１のうちの圧電体層３０に覆われた部分が下部電極を形成し、第２電極層２２のうちの圧電体層３０を覆う部分が上部電極を形成する。即ち、圧電体層３０は、下部電極と上部電極に挟まれて設けられる。
【００３９】
圧電体層３０は、下部電極と上部電極との間、即ち第１電極層２１と第２電極層２２との間に電圧が印加されることで、面内方向に伸縮する。超音波素子１０は、薄手の圧電素子（圧電体層３０）と金属板（振動膜５０）を貼り合わせたモノモルフ（ユニモルフ）構造を用いており、圧電体層３０が面内で伸び縮みすると貼り合わせた振動膜５０の寸法はそのままであるため反りが生じる。圧電体層３０に交流電圧を印加することで、振動膜５０が膜厚方向に対して振動し、この振動膜５０の振動により超音波が放射される。この圧電体層３０に印加される電圧は、例えば１０〜３０Ｖであり、周波数は例えば１〜１０ＭＨｚである。
【００４０】
上記のように超音波素子を構成することにより、バルク型の超音波素子に比べて素子を小型化できるため、素子ピッチを狭くすることができる。これにより、送信用の超音波素子列と受信用の超音波素子列を１又は複数列毎に配置した場合であっても、超音波素子列のピッチを十分に狭くでき、グレーティングローブの発生を抑制できる。
【００４１】
２．超音波トランスデューサーデバイス
２．１．第１構成例
図２に、本実施形態の超音波測定装置に含まれる超音波トランスデューサーデバイス２００の第１構成例を示す。この超音波トランスデューサーデバイス２００は、基板６０と、基板６０に形成された超音波素子アレイ１００と、基板６０に形成された第１〜第ｎの受信端子ＸＲ１〜ＸＲｎと、基板６０に形成された第１〜第ｎの送信端子ＸＴ１〜ＸＴｎ（複数の送信端子）と、基板６０に形成された第１〜第４のコモン端子ＸＣ１〜ＸＣ４と、基板６０に形成されたコモン電極線ＬＣ１、ＬＣ２と、を含む。
【００４２】
なお、超音波トランスデューサーデバイス２００としては上述したような圧電素子（薄膜圧電素子）を用いるタイプのトランスデューサーを採用できるが、本実施形態はこれに限定されない。例えばc-ＭＵＴ（Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducers）などの容量性素子を用いるタイプのトランスデューサーを採用してもよい。
【００４３】
超音波素子アレイ１００は、各群が超音波素子列ＳＲＡで構成される第１〜第６４群の受信用の超音波素子と、各群が超音波素子列ＳＴＡで構成される第１〜第６４群の送信用の超音波素子と、第１〜第ｎの受信電極線ＬＲＡ１〜ＬＲＡｎと、第１〜第ｎの送信電極線ＬＴＡ１〜ＬＴＡｎと、第１〜第ｍのコモン電極線ＬＹ１〜ＬＹｍと、を含む。なお以下では、ｍ＝８、ｎ＝６４の場合を例に説明するが、本実施形態はこれに限定されず、ｍ、ｎはこれ以外の値であってもよい。
【００４４】
受信用の超音波素子列ＳＲＡには、スキャン方向Ｄ１（第１の方向）に直交するスライス方向Ｄ２（第２の方向）に沿って、ｍ＝８個の超音波素子１０が配列される。送信用の超音波素子列ＳＴＡには、スライス方向Ｄ２に沿ってｍ＝８個の超音波素子１０が配列される。この受信用の超音波素子列ＳＲＡと送信用の超音波素子列ＳＴＡは、スキャン方向Ｄ１に１列毎に交互に配置される。即ち、超音波素子アレイ１００は、ｍ＝８行、ｎ＝６４行のマトリックス状のアレイである。
【００４５】
第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４は、スライス方向Ｄ２における超音波素子アレイ１００の一方の端部に配置される。第１〜第６４の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４は、スライス方向Ｄ２における超音波素子アレイ１００の他方の端部に配置される。例えば、超音波トランスデューサーデバイスの基板６０は、スキャン方向Ｄ１を長辺方向とする矩形であり、その矩形の第１の長辺ＨＮ１に沿って第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４が配列され、第２の長辺ＨＮ２に沿って第１〜第６４の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４が配列される。
【００４６】
第１〜第６４の受信電極線ＬＲＡ１〜ＬＲＡ６４は、スライス方向Ｄ２に沿って配線され、それぞれ第１〜第６４群の受信用の超音波素子と第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４を接続する。例えば第１の受信電極線ＬＲＡ１は、第１群の受信用の超音波素子を構成する超音波素子列ＳＲＡと第１の受信端子ＸＲ１とを接続する。第１〜第６４の送信電極線ＬＴＡ１〜ＬＴＡ６４は、スライス方向Ｄ２に沿って配線され、それぞれ第１〜第６４群の送信用の超音波素子と第１〜第６４の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４を接続する。例えば第１の送信電極線ＬＴＡ１は、第１群の送信用の超音波素子を構成する超音波素子列ＳＴＡと第１の送信端子ＸＴ１とを接続する。
【００４７】
第１〜第８のコモン電極線ＬＹ１〜ＬＹ８は、スキャン方向Ｄ１に沿って配線され、受信用の超音波素子と送信用の超音波素子に対してコモン電圧を供給する。第１〜第８のコモン電極線ＬＹ１〜ＬＹ８は、スライス方向Ｄ２に沿って配線されたコモン電極線ＬＣ１、ＬＣ２に接続される。コモン電極線ＬＣ１、ＬＣ２の一端にはコモン端子ＸＣ１、ＸＣ２が接続され、他端にはコモン端子ＸＣ３、ＸＣ４が接続される。コモン端子ＸＣ１、ＸＣ２は、スライス方向Ｄ２における超音波素子アレイ１００の一方の端部に配置され、コモン端子ＸＣ３、ＸＣ４は、他方の端部に配置される。
【００４８】
上記の電極線ＬＲＡ１〜ＬＲＡ６４、ＬＴＡ１〜ＬＴＡ６４は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）で説明した第１電極層２１及び第２電極層２２の一方が基板６０上に端子ＸＲＡ１〜ＸＲ６４、ＸＴ１〜ＸＴ６４まで延在形成されることにより、形成される。また、コモン電極線ＬＹ１〜ＬＹ８は、第１電極層２１及び第２電極層２２の他方が基板６０上にコモン電極線ＬＣ１、ＬＣ２まで延在形成されることにより、形成される。ここで、「基板６０上に延在形成される」とは、例えばＭＥＭＳプロセスや半導体プロセス等によって基板に導電層（配線層）が積層され、その導電層により少なくとも２点間（例えば超音波素子から信号端子まで）が接続されていることである。
【００４９】
第１構成例によれば、薄膜圧電素子を用いた超音波素子で超音波素子アレイ１００を構成することにより、バルク型に比べて素子ピッチを狭くできる。これにより、素子ピッチの広がりによるグレーティングローブを抑制しながら、受信用の超音波素子列と送信用の超音波素子列をスキャン方向Ｄ１に交互に配置できる。送信用の超音波素子列の間に受信用の超音波素子列が入るため、送信チャネル間のクロストークを抑制できる。
【００５０】
また、受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４と送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４を、それぞれ基板６０の長辺ＨＮ１、ＨＮ２に配置したことで、受信システム（及び受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４までの配線）と送信システム（及び送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４までの配線）との分離配置が可能となる。これにより、信号振幅の大きい送信システムから微弱信号を扱う受信システムへの信号カップリングを最小限に抑えることが可能となる。
【００５１】
なお上記では、超音波素子アレイ１００がｍ行ｎ列のマトリックス状の配置である場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、複数の単位要素（超音波素子）が２次元的に規則性を持って配置されたアレイ状の配置であればよい。例えば、超音波素子アレイ１００は千鳥状の配置であってもよい。ここでマトリックス状の配置とは、ｍ行ｎ列の格子状配置であり、格子が矩形状の場合だけでなく、格子が平行四辺形状に変形した場合を含む。千鳥状の配置とは、超音波素子ｍ個の列と超音波素子ｍ−１個の列が交互に並び、ｍ個の列の超音波素子が、（２ｍ−１）行の中の奇数行に配置され、ｍ−１個の列の超音波素子が、（２ｍ−１）行の中の偶数行に配置される配置である。
【００５２】
２．２．第２構成例
上記の第１構成例では、同一信号を受信又は送信する１チャンネルに１列の超音波素子列が接続される場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されず、１チャンネルに１又は複数列の超音波素子列が接続されてもよい。
【００５３】
図３に、このような場合の構成例として超音波トランスデューサーデバイス２００の第２構成例を示す。この超音波トランスデューサーデバイス２００は、基板６０、超音波素子アレイ１００、第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４、第１〜第６４の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４、第１〜第４のコモン端子ＸＣ１〜ＸＣ４、コモン電極線ＬＣ１、ＬＣ２を含む。なお以下では、第１構成例と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５４】
超音波素子アレイ１００は、第１〜第６４群の受信用の超音波素子と、第１〜第６４群の送信用の超音波素子と、第１〜第６４組の受信電極線ＬＲＡ１〜ＬＲＡ６４、ＬＲＢ１〜ＬＲＢ６４と、第１〜第６４組の送信電極線ＬＴＡ１〜ＬＴＡ６４、ＬＴＢ１〜ＬＴＢ６４と、第１〜第８のコモン電極線ＬＹ１〜ＬＹ８と、を含む。
【００５５】
第１〜第６４群の受信用の超音波素子の各群は、２列の超音波素子列ＳＲＡ、ＳＲＢで構成され、第１〜第６４群の送信用の超音波素子の各群は、２列の超音波素子列ＳＴＡ、ＳＴＢで構成される。即ち、スキャン方向Ｄ１に２列毎に受信用の超音波素子列ＳＲＡ、ＳＲＢと送信用の超音波素子列ＳＴＡ、ＳＴＢが配置される。超音波素子列ＳＲＢ、ＳＴＢには、超音波素子列ＳＲＡ、ＳＴＡと同様にスライス方向Ｄ２に沿って、ｍ＝８個の超音波素子１０が配列される。
【００５６】
受信用の超音波素子列ＳＲＡ、ＳＲＢの各列には、それぞれ１ラインずつ受信信号線が接続される。この２ラインで構成される１組の受信信号線は、同一の受信端子に接続される。例えば、２ラインの受信電極線ＬＲＡ１、ＬＲＢ１は、１組の受信信号線として第１の受信端子ＸＲ１に接続され、それぞれ超音波素子列ＳＲＡ、ＳＲＢに接続される。送信用の超音波素子列ＳＴＡ、ＳＴＢの各列には、それぞれ１ラインずつ送信信号線が接続される。この２ラインで構成される１組の送信信号線は、同一の送信端子に接続される。例えば、２ラインの送信電極線ＬＴＡ１、ＬＴＢ１は、１組の送信信号線として第１の送信端子ＸＴ１に接続され、それぞれ超音波素子列ＳＴＡ、ＳＴＢに接続される。
【００５７】
第２構成例によれば、各チャンネルに２列の超音波素子列を接続したことで、超音波測定の性能向上が期待できる。例えば、各送信チャンネルに接続される超音波素子数が増加するため、送信ビームのパワーを向上できる。
【００５８】
２．３．第３構成例
図４に、超音波トランスデューサーデバイス２００の第３構成例を示す。この超音波トランスデューサーデバイス２００は、基板６０、超音波素子アレイ１００、第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４、第１〜第６３の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６３、第１〜第４のコモン端子ＸＣ１〜ＸＣ４、コモン電極線ＬＣ１、ＬＣ２を含む。なお以下では、第１、第２構成例と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５９】
超音波素子アレイ１００は、第１〜第６４群の受信用の超音波素子と、第１〜第６３群の送信用の超音波素子と、第１〜第６４組の受信電極線ＬＲＡ１〜ＬＲＡ６４、ＬＲＢ１〜ＬＲＢ６４と、第１〜第６３組の送信電極線ＬＴＡ１〜ＬＴＡ６３、ＬＴＢ１〜ＬＴＢ６３、ＬＴＣ１〜ＬＴＣ６３と、第１〜第８のコモン電極線ＬＹ１〜ＬＹ８と、を含む。
【００６０】
この第３構成例では、スキャン方向Ｄ１に２列の受信用の超音波素子列ＳＲＡ、ＳＲＢと３列の送信用の超音波素子列ＳＴＡ〜ＳＴＣが交互に配置される。送信用の超音波素子列ＳＴＡ〜ＳＴＣの各列には、それぞれ１ラインずつ送信信号線が接続され、この３ラインで構成される１組の送信信号線は、同一の送信端子に接続される。例えば、３ラインの送信電極線ＬＴＡ１〜ＬＴＣ１は、１組の送信信号線として第１の送信端子ＸＴ１に接続され、それぞれ超音波素子列ＳＴＡ〜ＳＴＣに接続される。
【００６１】
第３構成例は、受信チャンネル及び送信チャンネルの一方が他方よりも列数増加の効果が高い場合に適用することが想定される。例えば、送信チャンネルの列数を増やすことで送信パワーが増加するため、受信チャンネルの列数よりも送信チャンネルの列数を多くすることが考えられる。
【００６２】
以上の実施形態（第１構成例〜第３構成例）では、超音波測定装置は、受信用の超音波素子列ＳＲＡ（ＳＲＢ）と送信用の超音波素子列ＳＴＡ（ＳＴＢ，ＳＴＣ）とを有する超音波素子アレイ１００と、受信用の超音波素子列ＳＲＡ（ＳＲＢ）に接続される受信端子ＸＲ１と、送信用の超音波素子列ＳＴＡ（ＳＴＢ，ＳＴＣ）に接続される送信端子ＸＴ１と、受信端子ＸＲ１からの受信信号を受ける受信回路（例えば図９の増幅回路ＡＭＲ１）と、送信端子ＸＴ１に対して送信信号を出力する送信回路（例えば図６のパルサーＰＬＳ１）と、を含む。
【００６３】
受信用の超音波素子列ＳＲＡ（ＳＲＢ）と送信用の超音波素子列ＳＴＡ（ＳＴＢ，ＳＴＣ）とは、スキャン方向である第１の方向Ｄ１に１列毎（図２）又は複数列毎（図３、図４）に配置される。受信用の超音波素子列ＳＲＡ（ＳＲＢ）は、第１の方向Ｄ１に直交する第２の方向Ｄ２に沿って受信用の超音波素子１０が配列された超音波素子列である。送信用の超音波素子列ＳＴＡ（ＳＴＢ，ＳＴＣ）は、第２の方向Ｄ２に沿って送信用の超音波素子１０が配列された超音波素子列である。受信端子ＸＲ１は、第２の方向Ｄ２における超音波素子アレイ１００の一方の端部ＨＮ１に配置され、送信端子ＸＴ１は、第２の方向Ｄ２における超音波素子アレイ１００の他方の端部ＨＮ２に配置される。
【００６４】
このような本実施形態によれば、受信用の超音波素子列ＳＲＡ（ＳＲＢ）と送信用の超音波素子列ＳＴＡ（ＳＴＢ，ＳＴＣ）を、スキャン方向に１列毎又は複数列毎に配置できる。例えば、図１（Ａ）等で説明した圧電体層３０の超音波素子で超音波素子アレイ１００を構成した場合、素子ピッチを狭くできるので、このような配置であってもグレーティングローブを抑制することが可能である。また、送信用の超音波素子列ＳＴＡ（ＳＴＢ，ＳＴＣ）の間に受信用の超音波素子列ＳＲＡ（ＳＲＢ）が入るため、送信チャネル間のクロストークを抑制できる。
【００６５】
また本実施形態によれば、受信端子ＸＲ１と送信端子ＸＴ１がスライス方向の別個の端部に配置されるので、受信信号と送信信号を別個の端部から取り出すことができる。これにより、信号振幅の大きい送信システムから微弱信号を処理する受信システムへのノイズ混入を抑制できる。このノイズ混入の抑制により、受信システムのＳ／Ｎが向上するので、高画質の画像を構成することが可能となる。また、受信信号と送信信号を別個の端子で取り出すので、信号振幅の大きい送信信号から受信回路を保護するための保護回路（例えばＴ／Ｒスイッチや、リミッター回路など）が不要となり、回路構成を簡素化できる。
【００６６】
３．超音波プローブ
図５に、本実施形態の超音波測定装置を含む超音波プローブの構成例を示す。この超音波プローブは、第１のフレキシブル基板１３０、第２のフレキシブル基板１４０、超音波トランスデューサーデバイス２００（素子チップ）、筐体６００、音響部材６１０、バックプレート６２０、支持部材６３０、受信基板６４０、送信基板６５０、ケーブル６６０を含む。なお以下では、超音波トランスデューサーデバイス２００を適宜「素子チップ」とも呼ぶ。
【００６７】
超音波測定装置は、素子チップ２００と第１のフレキシブル基板１３０と第２のフレキシブル基板１４０で構成される。第１のフレキシブル基板１３０には、素子チップ２００の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４と受信基板６４０の端子とを接続する受信信号線が形成される。第２のフレキシブル基板１４０には、素子チップ２００の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４と送信基板６５０の端子とを接続する送信信号線が形成される。
【００６８】
音響部材６１０は、例えば、素子チップ２００と観察対象との間の音響インピーダンスを整合する音響整合層や、超音波ビームを収束させる音響レンズなどで構成される。バックプレート６２０は、素子チップ２００の背面に設置され、超音波の背面反射の抑制等を行う。支持部材６３０は、素子チップ２００、受信基板６４０、送信基板６５０を支持する部材である。
【００６９】
受信基板６４０と送信基板６５０はリジッドのプリント基板で構成される。受信基板６４０には、例えば、素子チップ２００が超音波を受信して得た受信信号を処理する受信アンプ（アナログフロントエンド回路）や、その受信アンプの受信制御を行う受信制御回路などの集積回路装置が、実装されている。送信基板６５０には、例えば、素子チップ２００に対して駆動信号を出力するパルサーや、その送信回路の送信制御（例えばスキャン制御、遅延制御など）を行う送信制御回路や、ケーブル６６０を介して超音波画像装置の本体部との通信処理を行う通信処理回路などの集積回路装置が、実装されている。
【００７０】
本実施形態では、素子チップ２００の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４と送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４を異なる長辺ＨＮ１、ＨＮ２に配置したので、受信基板６４０と送信基板６５０に対して分離接続できる。これにより、受信システムと送信システムとを分離された基板に配置することが可能となる。
【００７１】
４．送信システム、受信システム
図６に、送信基板６５０に実装される送信システムの構成例を示す。図６の送信システムは、送信制御回路５００、パルス出力回路５１０、バイアス設定回路５２０を含む。なお後述するように、送信回路の一部又は全部は第２のフレキシブル基板１４０に実装されてもよい。
【００７２】
パルス出力回路５１０は、素子チップ２００の第１〜第６４の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４に対して駆動パルス（駆動信号）を出力する第１〜第６４のパルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ６４（第１〜第６４の送信回路）を含む。パルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ６４は、送信制御回路５００により制御される。例えばセクタースキャンを行う場合には、送信制御回路５００は、パルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ６４が駆動パルスを出力するタイミング（駆動パルスの遅延時間）を制御し、超音波ビームの出力方向をスキャンする。またリニアスキャンを行う場合には、送信制御回路５００は、例えば第１の送信期間においてパルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ８に駆動パルスを出力させ、次の第２の送信期間においてパルサーＰＬＳ２〜ＰＬＳ９に駆動パルスを出力させる。そして、以降１チャネルずつ順次ずらしながら駆動パルスを出力させることにより、超音波ビームの出力位置をスキャンする。
【００７３】
バイアス設定回路５２０は、パルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ６４の出力ノードに対してバイアス電圧を設定する。バイアス設定回路５２０は、バイアス電圧Ｖｂｔｘ１のノードとパルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ６４の出力ノードとの間に設けられた抵抗素子Ｒｂｔ１〜Ｒｂｔ６４と、バイアス電圧Ｖｂｔｘ２のノードとパルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ６４の出力ノードとの間に設けられたスイッチ素子Ｓｂｔ１〜Ｓｂｔ６４と、を含む。
【００７４】
スイッチ素子Ｓｂｔ１〜Ｓｂｔ６４は、送信制御回路５００によりオン・オフ制御され、送信期間においてオフになり、受信期間においてオンになる。即ち、送信期間では、抵抗素子Ｒｂｔ１〜Ｒｂｔ６４を介して送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４はバイアス電圧Ｖｂｔｘ１に設定され、受信期間では、スイッチ素子Ｓｂｔ１〜Ｓｂｔ６４を介して送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４はバイアス電圧Ｖｂｔｘ２に設定される。バイアス電圧Ｖｂｔｘ１、Ｖｂｔｘ２は、例えば送信基板６５０に設けられた電圧供給回路から供給され、同一の電圧であってもよいし、異なる電圧であってもよい。
【００７５】
図７に、パルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ６４の詳細な構成例を示す。なお図７にはパルサーＰＬＳ１を例に図示するが、他のパルサーについても同様に構成できる。
【００７６】
図７のパルサーＰＬＳ１は、カソード電極が出力ノードＮＰＱに接続されるダイオードＤＩＨと、アノード電極が出力ノードＮＰＱに接続されるダイオードＤＩＬと、電圧ＶＨのノードとダイオードＤＩＨのアノード電極との間に設けられるスイッチ素子ＳＷＨと、電圧ＶＬのノードとダイオードＤＩＬのカソード電極との間に設けられるスイッチ素子ＳＷＬと、出力ノードＮＰＱとバイアス電圧Ｖｂｔｘ１のノードとの間に設けられるスイッチ素子ＳＷＤ（ダンピング用スイッチ素子）と、を含む。電圧ＶＨ、ＶＬは駆動パルスの振幅に応じて設定され、例えば送信基板６５０に設けられた電圧供給回路から供給される。スイッチＳＷＨ、ＳＷＬは、送信制御回路５００によりオン・オフ制御される。
【００７７】
図８に、図７のパルサーＰＬＳ１が適用された送信システムの動作説明図を示す。なお図８ではパルサーＰＬＳ１を例に説明するが、他のパルサーについても同様に動作できる。
【００７８】
送信期間の期間Ｔ１においてスイッチＳＷＨがオン、スイッチＳＷＬがオフになり、パルサーＰＬＳ１が電圧ＶＨを出力する。送信期間の期間Ｔ２においてスイッチＳＷＬがオンになり、スイッチＳＷＨがオフになり、パルサーＰＬＳ１が電圧ＶＬを出力する。期間Ｔ１の開始タイミングは、駆動パルスの遅延時間に応じて送信制御回路５００により設定される。送信期間の期間Ｔ３では、スイッチ素子ＳＷＤがオンになり、パルサーＰＬＳ１の出力電圧をバイアス電圧Ｖｂｔｘ１にダンピングする。電圧ＶＬは、超音波素子１０のコモン電極に印加されるコモン電圧（例えばグランド電圧）よりも高い電圧である。またバイアス電圧Ｖｂｔｘ１は、例えば（ＶＨ＋ＶＬ）／２である。即ち、送信用の超音波素子１０の両電極間に印加される電圧は、０Ｖ以上となるように各電圧が設定されている。このように各電圧を設定することで、薄膜圧電素子である超音波素子１０の特性を向上することが可能となる。
【００７９】
受信期間では、スイッチ素子ＳＷＨ、ＳＷＬ、ＳＷＤがオフになり、バイアス設定回路５２０のスイッチ素子Ｓｂｔ１がオンになり、パルサーＰＬＳ１の出力ノードをバイアス電圧Ｖｂｔｘ２に設定する。なお図８では、Ｖｂｔｘ２＝Ｖｂｔｘ１の場合を図示している。
【００８０】
図９に、受信基板６４０に実装される受信システムの構成例を示す。図９の受信システムは、バイアス設定回路５５０、キャパシターＣｒｘ１〜Ｃｒｘ６４、受信アンプ５６０を含む。なお後述するように、受信システムの一部又は全部は第１のフレキシブル基板１３０に実装されてもよい。
【００８１】
受信アンプ５６０は、素子チップ２００の第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４からの受信信号を増幅する第１〜第６４の増幅回路ＡＭＲ１〜ＡＭＲ６４（第１〜第６４の受信回路）を含む。キャパシターＣｒｘ１〜Ｃｒｘ６４は、受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４と増幅回路ＡＭＲ１〜ＡＭＲ６４の入力ノードとの間に設けられ、受信信号をＡＣカップリングする。
【００８２】
バイアス設定回路５５０は、受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４に対してバイアス電圧を設定する。バイアス設定回路５５０は、バイアス電圧Ｖｂｒｘ１のノードと受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４との間に設けられた抵抗素子Ｒｂｒ１〜Ｒｂｒ６４と、バイアス電圧Ｖｂｒｘ２のノードと受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４との間に設けられたスイッチ素子Ｓｂｒ１〜Ｓｂｒ６４と、を含む。
【００８３】
スイッチ素子Ｓｂｒ１〜Ｓｂｒ６４は、例えば受信基板６４０に設けられた不図示の受信制御回路によりオン・オフ制御され、送信期間においてオンになり、受信期間においてオフになる。即ち、受信期間では、抵抗素子Ｒｂｒ１〜Ｒｂｒ６４を介して受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４はバイアス電圧Ｖｂｒｘ１に設定され、送信期間では、スイッチ素子Ｓｂｒ１〜Ｓｂｒ６４を介して受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４はバイアス電圧Ｖｂｒｘ２に設定される。バイアス電圧Ｖｂｒｘ１、Ｖｂｒｘ２は、例えば受信基板６４０に設けられた電圧供給回路から供給され、同一の電圧であってもよいし、異なる電圧であってもよい。
【００８４】
図１０に、受信システムの動作説明図を示す。送信期間では、スイッチ素子Ｓｂｒ１〜Ｓｂｒ６４がオンになり、受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４がバイアス電圧Ｖｂｒｘ２に設定される。これにより、送信期間において例えば図２の受信電極線ＬＲＡ１〜ＬＲＡ６４がバイアス電圧Ｖｂｒｘ２に設定されるため、送信電極線ＬＴＡ１〜ＬＴＡ６４の間のクロスカップリングを抑制でき、より高精度なビーム形状を実現できる。
【００８５】
受信期間では、スイッチ素子Ｓｂｒ１〜Ｓｂｒ６４がオフになり、抵抗素子Ｒｂｒ１〜Ｒｂｒ６４を介して受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４がバイアス電圧Ｖｂｒｘ１に設定される。本実施形態では、送信用の超音波素子列と受信用の超音波素子列を分けているため、それぞれに異なるバイアス電圧を印加することが可能となる。例えば、バイアス電圧Ｖｂｒｘ１は、薄膜圧電素子である超音波素子１０の受信感度が最も高くなる電圧に設定できる。
【００８６】
なお上記ではセクタースキャンやリニアスキャンの場合を例に説明したが、本実施形態ではこれに限定されず、連続波モードで使用することも可能である。連続波モードでは、受信期間と送信期間に区別されず、送信回路は連続的に駆動パルスを出力し、受信システムは連続的に受信信号を受信する。
【００８７】
以上の実施形態では、超音波測定装置は、受信回路（例えば増幅回路ＡＭＲ１）と受信端子ＸＲ１との間に設けられ、その受信端子のノードＮＲＩ１を第１のバイアス電圧Ｖｂｒｘ１に設定する第１のバイアス設定回路５５０と、送信回路（例えばパルサーＰＬＳ１）と送信端子ＸＴ１との間に設けられ、その送信端子のノードＮＴＱ１を第２のバイアス電圧Ｖｂｔｘ１に設定する第２のバイアス設定回路５２０と、を含む。
【００８８】
このようにすれば、送信用の超音波素子と受信用の超音波素子に対して独立にバイアス電圧を設定できるので、超音波素子の送信特性と受信特性を最適化することが可能となる。特に、受信用の超音波素子のバイアス電圧Ｖｂｒｘ１を最適化することで、受信感度を最大化できる。
【００８９】
また本実施形態では、第１のバイアス設定回路５５０は、超音波の送信期間において受信端子ＸＲ１のノードＮＲＩ１を固定電位（バイアス電圧Ｖｂｒｘ２）に設定する設定回路を有する。具体的には、第１のバイアス設定回路５５０は、第１のバイアス電圧Ｖｂｒｘ１の供給線のノードと受信端子ＸＲ１のノードＮＲＩ１との間に設けられる抵抗素子Ｒｂｒ１を有し、設定回路は、固定電位（Ｖｂｒｘ２）の供給線のノードと受信端子ＸＲ１のノードＮＲＩ１との間に設けられ、超音波の送信期間においてオンになるスイッチ素子Ｓｂｒ１を有する。
【００９０】
このようにすれば、受信用の超音波素子列に接続される受信電極線を送信期間において、低インピーダンスで固定電位（バイアス電圧Ｖｂｒｘ２）に接続できる。これにより、送信用の超音波素子列に接続される送信電極線の間に固定電位の受信電極線が挿入されることになるため、送信信号のクロストークが抑制され、超音波画像の画質を向上できる。
【００９１】
５．送信システム、受信システムの変形構成例
図１１に、送信システムの変形構成例を示す。図１１の送信システムは、送信制御回路５００、パルス出力回路５１０、バイアス設定回路５２０、マルチプレクサー５３０を含む。なお図６で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。ここで以下ではパルサーが４個、マルチプレクス数が４、素子チップ２００の送信チャンネル数が１６である場合を例に説明するが、本実施形態ではこれに限定されない。
【００９２】
パルス出力回路５１０は、マルチプレクサー５３０に対して駆動パルスを出力するパルサーＰＬＳ１〜ＰＬＳ４を含む。マルチプレクサー５３０は、スイッチ素子Ｓｍｔ１１〜Ｓｍｔ１４、スイッチ素子Ｓｍｔ２１〜Ｓｍｔ２４、スイッチ素子Ｓｍｔ３１〜Ｓｍｔ３４、スイッチ素子Ｓｍｔ４１〜Ｓｍｔ４４を含む。スイッチ素子Ｓｍｔ１１〜Ｓｍｔ１４は、パルサーＰＬＳ１の出力ノードと送信端子ＸＴ１、ＸＴ５、ＸＴ９、ＸＴ１３の間に設けられる。スイッチ素子Ｓｍｔ２１〜Ｓｍｔ２４は、パルサーＰＬＳ２の出力ノードと送信端子ＸＴ２、ＸＴ６、ＸＴ１０、ＸＴ１４の間に設けられる。スイッチ素子Ｓｍｔ３１〜Ｓｍｔ３４は、パルサーＰＬＳ３の出力ノードと送信端子ＸＴ３、ＸＴ７、ＸＴ１１、ＸＴ１５の間に設けられる。スイッチ素子Ｓｍｔ４１〜Ｓｍｔ４４は、パルサーＰＬＳ４の出力ノードと送信端子ＸＴ４、ＸＴ８、ＸＴ１２、ＸＴ１６の間に設けられる。なおスイッチ素子の接続について一部図示を省略している。
【００９３】
図１２に、受信システムの変形構成例を示す。図１２の受信システムは、バイアス設定回路５５０、受信アンプ５６０、マルチプレクサー５７０を含む。なお図９で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９４】
受信アンプ５６０は、マルチプレクサー５７０からの受信信号を増幅する増幅回路ＡＭＲ１〜ＡＭＲ４を含む。マルチプレクサー５７０は、スイッチ素子Ｓｍｒ１１〜Ｓｍｒ１４、スイッチ素子Ｓｍｒ２１〜Ｓｍｒ２４、スイッチ素子Ｓｍｒ３１〜Ｓｍｒ３４、スイッチ素子Ｓｍｒ４１〜Ｓｍｒ４４を含む。スイッチ素子Ｓｍｒ１１〜Ｓｍｒ１４は、増幅回路ＡＭＲ１の入力ノードと受信端子ＸＲ１、ＸＲ５、ＸＲ９、ＸＲ１３の間に設けられる。スイッチ素子Ｓｍｒ２１〜Ｓｍｒ２４は、増幅回路ＡＭＲ２の入力ノードと受信端子ＸＲ２、ＸＲ６、ＸＲ１０、ＸＲ１４の間に設けられる。スイッチ素子Ｓｍｒ３１〜Ｓｍｒ３４は、増幅回路ＡＭＲ３の入力ノードと受信端子ＸＲ３、ＸＲ７、ＸＲ１１、ＸＲ１５の間に設けられる。スイッチ素子Ｓｍｒ４１〜Ｓｍｒ４４は、増幅回路ＡＭＲ４の入力ノードと受信端子ＸＲ４、ＸＲ８、ＸＲ１２、ＸＲ１６の間に設けられる。なお簡単のため、スイッチ素子の接続について一部図示を省略している。
【００９５】
例えばリニアスキャンを行う場合には、第１の送信期間では、送信システムのスイッチ素子Ｓｍｔ１１、Ｓｍｔ２１、Ｓｍｔ３１、Ｓｍｔ４１がオンになり、パルサーＰＬＳ１、ＰＬＳ２、ＰＬＳ３、ＰＬＳ４が送信端子ＸＴ１、ＸＴ２、ＸＴ３、ＸＴ４に対して駆動パルスを出力する。そして、第１の受信期間では、受信システムのスイッチ素子Ｓｍｒ１１、Ｓｍｒ２１、Ｓｍｒ３１、Ｓｍｒ４１がオンになり、増幅回路ＡＭＲ１、ＡＭＲ２、ＡＭＲ３、ＡＭＲ４が受信端子ＸＲ１、ＸＲ２、ＸＲ３、ＸＲ４からの受信信号を受ける。次の第２の送信期間では、送信システムのスイッチ素子Ｓｍｔ２１、Ｓｍｔ３１、Ｓｍｔ４１、Ｓｍｔ１２がオンになり、パルサーＰＬＳ２、ＰＬＳ３、ＰＬＳ４、ＰＬＳ１が送信端子ＸＴ２、ＸＴ３、ＸＴ４、ＸＴ５に対して駆動パルスを出力する。そして、第１の受信期間では、受信システムのスイッチ素子Ｓｍｒ２１、Ｓｍｒ３１、Ｓｍｒ４１、Ｓｍｒ１２がオンになり、増幅回路ＡＭＲ２、ＡＭＲ３、ＡＭＲ４、ＡＭＲ１が受信端子ＸＲ２、ＸＲ３、ＸＲ４、ＸＲ５からの受信信号を受ける。以降１チャネルずつ順次ずらしながら駆動パルスの送信と受信信号の受信を行うことにより、リニアスキャンを行う。
【００９６】
以上のようにマルチプレクスを行う構成とすることにより、パルサーや増幅回路の数を削減できるため、受信基板６４０や送信基板６５０に実装する部品点数を減らすことができる。また、後述のように受信システムと送信システムをそれぞれ１チップ化して第１のフレキシブル基板１３０、第２のフレキシブル基板１４０に実装する場合には、チップサイズの削減が可能である。
【００９７】
６．超音波測定装置の構成例
上記では、受信システムと送信システムがそれぞれプローブ本体の受信基板６４０と送信基板６５０に実装される場合を例に説明したが、本実施形態ではこれに限定されない。例えば、受信システム（その一部又は全部）が、素子チップ２００と受信基板６４０を接続する第１のフレキシブル基板１３０に実装され、送信システム（その一部又は全部）が、素子チップ２００と送信基板６５０を接続する第２のフレキシブル基板１４０に実装されてもよい。
【００９８】
図１３に、このような場合における超音波測定装置の構成例を示す。この超音波測定装置は、素子チップ２００、第１のフレキシブル基板１３０、第２のフレキシブル基板１４０、第１の集積回路装置１１０、第２の集積回路装置１２０を含む。
【００９９】
まず、第１のフレキシブル基板１３０と第１の集積回路装置１１０について説明する。図１３に示すように、第１のフレキシブル基板１３０上の方向を第３の方向Ｄ３と、第３の方向Ｄ３に交差（例えば直交）する第４の方向Ｄ４とする。第１のフレキシブル基板１３０は、第３の方向Ｄ３での一方の端部ＨＦＲ１で素子チップ２００に接続され、他方の端部ＨＦＲ２で受信基板６４０に接続される。第１の集積回路装置１１０は、その長辺方向が第４の方向Ｄ４に沿うように第１のフレキシブル基板１３０に実装される。
【０１００】
具体的には、第１のフレキシブル基板１３０には、第３の方向Ｄ３に沿って第１〜第６４の受信信号線ＦＬＲ１〜ＦＬＲ６４が配線され、その第１〜第６４の受信信号線ＦＬＲ１〜ＦＬＲ６４の一端は、素子チップ２００の第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４に接続される。第１〜第６４の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４は、素子チップ２００の超音波出射方向側の面に形成されており、第１のフレキシブル基板１３０は、その超音波出射方向側の面で素子チップ２００に接続される。
【０１０１】
第１の集積回路装置１１０は、図９のバイアス設定回路５５０、受信アンプ５６０を含む。キャパシターＣｒｘ１〜Ｃｒｘ６４は外付け部品として第１のフレキシブル基板１３０に実装してもよいし、第１の集積回路装置１１０に内蔵してもよい。また第１の集積回路装置１１０は、バイアス設定回路５５０の入力ノードＮＲＩ１〜ＮＲＩ６４にそれぞれ接続される不図示の第１〜第６４の入力端子と、受信アンプ５６０の出力ノードＮＲＱ１〜ＮＲＱ６４にそれぞれ接続される不図示の第１〜第６４の出力端子と、を含む。第１〜第６４の入力端子は、第１の集積回路装置１１０の第１の長辺ＨＬＲ１に沿って配置されており、それぞれ、第１のフレキシブル基板１３０の第１〜第６４の受信信号線ＦＬＲ１〜ＦＬＲ６４の他端に接続される。第１〜第６４の出力端子は、第１の集積回路装置１１０の第２の長辺ＨＬＲ２に沿って配置されている。
【０１０２】
第１のフレキシブル基板１３０には、第３の方向Ｄ３に沿って第１〜第６４の出力信号線ＦＬＱ１〜ＦＬＱ６４が配線され、その第１〜第６４の出力信号線ＦＬＱ１〜ＦＬＱ６４の一端は、それぞれ、第１の集積回路装置１１０の第１〜第６４の出力端子に接続される。第１〜第６４の出力信号線ＦＬＱ１〜ＦＬＱ６４の他端は、例えばコネクター等を介して受信基板６４０に接続される。
【０１０３】
なお第１のフレキシブル基板１３０には、複数の制御信号線ＦＬＣＲ１〜ＦＬＣＲ４を配線してもよい。この制御信号線ＦＬＣＲ１〜ＦＬＣＲ４を介して、例えば受信基板６４０の受信制御回路からバイアス設定回路５５０のスイッチ素子Ｓｂｒ１〜Ｓｂｒ６４への制御信号が送信される。
【０１０４】
第１の集積回路装置１１０の実装は、異方性導電フィルム（ACF: Anisotropic Conductive Film）を用いたフリップチップ実装（ベアチップ実装）により実現される。ここで、フリップチップ実装とは、例えば、素子形成面を第１のフレキシブル基板１３０側にして実装するフェースダウン実装である。或は、素子形成面の裏面を第１のフレキシブル基板１３０側にして実装するフェースアップ実装であってもよい。
【０１０５】
このように、フリップチップ実装を行うことで、フラットパッケージの第１の集積回路装置１１０をリジッド基板に対して実装する場合に比べて実装面積を削減できる。また、本実施形態の素子チップ２００は１０〜３０Ｖ程度で駆動可能であるため第１の集積回路装置１１０を小型化できる。そのため、高耐圧の集積回路装置が必要なバルク圧電素子では困難な、フリップチップ実装による小型化を容易に実現できる。
【０１０６】
次に、第２のフレキシブル基板１４０と第２の集積回路装置１２０について説明する。図１３に示すように、第２のフレキシブル基板１４０上の方向を第５の方向Ｄ５と、第５の方向Ｄ５に交差（例えば直交）する第６の方向Ｄ６とする。第２のフレキシブル基板１４０は、第５の方向Ｄ５での一方の端部ＨＦＴ１で素子チップ２００に接続され、他方の端部ＨＦＴ２で送信基板６５０に接続される。第２の集積回路装置１２０は、その長辺方向が第６の方向Ｄ６に沿うように第２のフレキシブル基板１４０に実装される。
【０１０７】
具体的には、第２のフレキシブル基板１４０には、第５の方向Ｄ５に沿って第１〜第６４の送信信号線ＦＬＴ１〜ＦＬＴ６４が配線され、その第１〜第６４の送信信号線ＦＬＴ１〜ＦＬＴ６４の一端は、素子チップ２００の第１〜第６４の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４に接続される。第１〜第６４の送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４は、素子チップ２００の超音波出射方向側の面に形成されており、第２のフレキシブル基板１４０は、その超音波出射方向側の面で素子チップ２００に接続される。
【０１０８】
第２の集積回路装置１２０は、図６のパルス出力回路５１０、バイアス設定回路５２０を含む。また第２の集積回路装置１２０は、パルス出力回路５１０の出力ノードＮＴＱ１〜ＮＴＱ６４にそれぞれ接続される不図示の第１〜第６４の出力端子を含む。第１〜第６４の出力端子は、第２の集積回路装置１２０の第１の長辺ＨＬＴ１に沿って配置されており、それぞれ、第２のフレキシブル基板１４０の第１〜第６４の送信信号線ＦＬＴ１〜ＦＬＴ６４の他端に接続される。
【０１０９】
なお第２のフレキシブル基板１４０には、複数の制御信号線ＦＬＣＴ１〜ＦＬＣＴ４を配線してもよい。この制御信号線ＦＬＣＴ１〜ＦＬＣＴ４を介して、例えば送信基板６５０の送信制御回路５００からパルス出力回路５１０やバイアス設定回路５２０への制御信号が送信される。或は、第２の集積回路装置１２０が送信制御回路５００を含み、制御信号線ＦＬＣＴ１〜ＦＬＣＴ４を介して、送信基板６５０の制御部から送信制御回路５００への制御信号が送信されてもよい。
【０１１０】
第２の集積回路装置１２０の実装は、上述の第１の集積回路装置１１０と同様にフリップチップ実装により実現される。なお、第２の集積回路装置１２０の第２の長辺ＨＬＴ２に沿って、複数（例えば出力端子と同数）のダミー端子が配置されてもよい。このようにすれば、異方性導電フィルムが硬化収縮して端子を配線に導通させるときに、第１の長辺ＨＬＴ１側と第２の長辺ＨＬＴ２側で硬化収縮の力が均等になり、導通の信頼性を向上できる。
【０１１１】
７．集積回路装置のレイアウト構成例
図１４に、第１の集積回路装置１１０と第２の集積回路装置１２０のレイアウト構成例を示す。
【０１１２】
第１の集積回路装置１１０は、第４の方向Ｄ４（第１の集積回路装置１１０の長辺方向）に沿って配置される第１〜第６４の受信回路ＲＸＵ１〜ＲＸＵ６４と、第１の短辺ＨＳＲ１側に配置される第１の制御回路ＣＲＵ１と、第２の短辺ＨＳＲ２側に配置される第２の制御回路ＣＲＵ２と、を含む。
【０１１３】
受信回路ＲＸＵ１は、図９のスイッチ素子Ｓｂｒ１、抵抗素子Ｒｂｒ１、増幅回路ＡＭＲ１をユニット化したものである。他の受信回路ＲＸＵ２〜ＲＸＵ６４についても同様である。制御回路ＣＲＵ１、ＣＲＵ２は、受信基板６４０の受信制御回路からの制御信号を受けて、受信回路ＲＸＵ１〜ＲＸＵ６４へ制御信号を出力するロジック回路である。なお制御回路ＣＲＵ１、ＣＲＵ２は、いずれか一方のみでもよい。
【０１１４】
第２の集積回路装置１２０は、第６の方向Ｄ６（第２の集積回路装置１２０の長辺方向）に沿って配置される第１〜第６４の送信回路ＴＸＵ１〜ＴＸＵ６４と、第１の短辺ＨＳＴ１側に配置される第１の制御回路ＣＴＵ１と、第２の短辺ＨＳＴ２側に配置される第２の制御回路ＣＴＵ２と、を含む。
【０１１５】
送信回路ＴＸＵ１は、図６のパルサーＰＬＳ１、スイッチ素子Ｓｂｔ１、抵抗素子Ｒｂｔ１をユニット化したものである。他の送信回路ＴＸＵ２〜ＴＸＵ６４についても同様である。第１の制御回路ＣＴＵ１、第２の制御回路ＣＴＵ２は、送信制御回路５００であり、例えばロジック回路で構成される。なお第１の制御回路ＣＴＵ１、第２の制御回路ＣＴＵ２は、いずれか一方のみでもよい。
【０１１６】
本レイアウト構成例によれば、第１の集積回路装置１１０、第２の集積回路装置１２０を長辺方向に長細い矩形状に構成し、素子チップ２００の受信端子ＸＲ１〜ＸＲ６４、送信端子ＸＴ１〜ＸＴ６４に対して受信回路ＲＸＵ１〜ＲＸＵ６４、送信回路ＴＸＵ１〜ＴＸＵ６４を対向させることができる。これにより、端子間の配線が簡素になり、第１の集積回路装置１１０、第２の集積回路装置１２０を第１のフレキシブル基板１３０、第２のフレキシブル基板１４０に対してコンパクトに実装することが可能となる。
【０１１７】
なお以上では図９の受信システム、図６の送信システムを第１の集積回路装置１１０、第２の集積回路装置１２０に適用する場合を例に説明したが、本実施形態ではこれに限定されず、例えば図１２の受信システム、図１１の送信システムを第１の集積回路装置１１０、第２の集積回路装置１２０に適用してもよい。即ち、第１の集積回路装置１１０、第２の集積回路装置１２０は、それぞれマルチプレクサー５７０、５３０を含んでもよい。
【０１１８】
８．超音波ヘッドユニット
図１５に、本実施形態の超音波測定装置が搭載される超音波ヘッドユニット２２０の構成例を示す。図１５に示す超音波ヘッドユニット２２０は、素子チップ２００、接続部２１０、支持部材２５０を含む。なお、本実施形態の超音波ヘッドユニット２２０は図１５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。
【０１１９】
素子チップ２００は、図２〜図４で説明した超音波トランスデューサーデバイスに対応する。素子チップ２００は、超音波素子アレイ１００、第１のチップ端子群ＸＲ１〜ＸＲ６４（複数の受信端子）、第２のチップ端子群ＸＴ１〜ＸＴ６４（複数の送信端子）、コモン端子ＸＣ１〜ＸＣ４を含む。素子チップ２００は、接続部２１０を介してプローブ本体が有する処理装置（例えば図１８の処理装置３３０）と電気的に接続される。
【０１２０】
接続部２１０は、プローブ本体と超音波ヘッドユニット２２０とを電気的に接続するものであって、複数の接続端子を有するコネクターと、コネクターと素子チップ２００とを接続する配線が形成されるフレキシブル基板とを有する。具体的には、接続部２１０は、コネクターとして第１のコネクター４２１及び第２のコネクター４２２を有し、フレキシブル基板として第１のフレキシブル基板１３０及び第２のフレキシブル基板１４０を有する。
【０１２１】
第１のフレキシブル基板１３０には、素子チップ２００の第１の辺側に設けられる第１のチップ端子群ＸＲ１〜ＸＲ６４とコネクター４２１の端子群とを接続する第１の配線群（複数の受信信号線）が形成される。第２のフレキシブル基板１４０には、素子チップ２００の第２の辺側に設けられる第２のチップ端子群ＸＴ１〜ＸＴ６４とコネクター４２２の端子群とを接続する第２の配線群（複数の送信信号線）が形成される。
【０１２２】
なお接続部２１０は、図１５に示す構成に限定されず、例えばコネクター４２１、４２２を含まない構成としてもよい。この場合、第１のフレキシブル基板１３０は、第１のチップ端子群ＸＲ１〜ＸＲ６４からの受信信号が出力される第１の接続端子群を含んでもよく、第２のフレキシブル基板１４０は、第２のチップ端子群ＸＴ１〜ＸＴ６４からの送信信号が出力される第２の接続端子群を含んでもよい。
【０１２３】
以上のように、接続部２１０を設けることで、プローブ本体と超音波ヘッドユニット２２０とを電気的に接続することができ、さらに超音波ヘッドユニット２２０をプローブ本体に脱着可能にすることができる。
【０１２４】
図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に、超音波ヘッドユニット２２０の詳細な構成例を示す。図１６（Ａ）は支持部材２５０の第２の面ＳＦ２側を示し、図１６（Ｂ）は支持部材２５０の第１の面ＳＦ１側を示し、図１６（Ｃ）は支持部材２５０の側面側を示す。なお、本実施形態の超音波ヘッドユニット２２０は、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）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。
【０１２５】
支持部材２５０は、素子チップ２００を支持する部材である。支持部材２５０の第１の面ＳＦ１側には、コネクター４２１、４２２（広義には複数の接続端子）が設けられる。このコネクター４２１、４２２は、プローブ本体側の対応するコネクターに脱着可能である。支持部材２５０の第１の面ＳＦ１の裏面である第２の面ＳＦ２側には、素子チップ２００が支持される。固定用部材２６０は、支持部材２５０の各コーナー部に設けられ、超音波ヘッドユニット２２０をプローブ筐体に固定するために用いられる。
【０１２６】
ここで支持部材２５０の第１の面ＳＦ１側とは、支持部材２５０の第１の面ＳＦ１の法線方向側であり、支持部材２５０の第２の面ＳＦ２側とは、支持部材２５０の第１の面ＳＦ１の裏面である第２の面ＳＦ２の法線方向側である。
【０１２７】
図１６（Ｃ）に示すように、素子チップ２００の表面（図１（Ｂ）において圧電体層３０が形成される面）には、素子チップ２００を保護する保護部材（保護膜）２７０が設けられる。保護部材は、音響整合層を兼ねてもよい。
【０１２８】
９．超音波プローブ
図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に、上記の超音波ヘッドユニット２２０が適用される超音波プローブ３００の構成例を示す。図１７（Ａ）はプローブヘッド３１０がプローブ本体３２０に装着された場合を示し、図１７（Ｂ）はプローブヘッド３１０がプローブ本体３２０から分離された場合を示す。
【０１２９】
プローブヘッド３１０は、超音波ヘッドユニット２２０、被検体と接触する接触部材２３０及び超音波ヘッドユニット２２０を格納するプローブ筐体２４０を含む。素子チップ２００は、接触部材２３０と支持部材２５０との間に設けられる。
【０１３０】
プローブ本体３２０は、処理装置３３０及びプローブ本体側コネクター４２６を含む。処理装置３３０は、送信部３３２、受信部３３５（アナログフロントエンド部）、送受信制御部３３４を含む。送信部３３２は、素子チップ２００への駆動パルス（送信信号）の送信処理を行う。受信部３３５は、素子チップ２００からの超音波エコー信号（受信信号）の受信処理を行う。送受信制御部３３４は、送信部３３２や受信部３３５の制御を行う。プローブ本体側コネクター４２６は、超音波ヘッドユニット（又はプローブヘッド）側コネクター４２５と接続される。プローブ本体３２０は、ケーブル３５０により電子機器（例えば超音波画像装置）本体に接続される。
【０１３１】
超音波ヘッドユニット２２０は、プローブ筐体２４０に格納されているが、超音波ヘッドユニット２２０をプローブ筐体２４０から取り外すことができる。こうすることで、超音波ヘッドユニット２２０だけを交換することができる。或いは、プローブ筐体２４０に格納された状態で、即ちプローブヘッド３１０として交換することもできる。
【０１３２】
１０．超音波画像装置
図１８に、超音波画像装置の構成例を示す。超音波画像装置は、超音波プローブ３００、電子機器本体４００を含む。超音波プローブ３００は、超音波ヘッドユニット２２０、処理装置３３０を含む。電子機器本体４００は、制御部４１０、処理部４２０、ユーザーインターフェース部４３０、表示部４４０を含む。なお、図１８では超音波プローブ３００と電子機器本体４００が別体の構成例を示すが、本実施形態はこれに限定されず、超音波プローブ３００と電子機器本体４００が一体化された装置として構成されてもよい。
【０１３３】
処理装置３３０は、送信部３３２、送受信制御部３３４、受信部３３５（アナログフロントエンド部）を含む。超音波ヘッドユニット２２０は、素子チップ２００と、素子チップ２００を回路基板（例えばリジッド基板）に接続する接続部２１０（コネクター部）と、を含む。回路基板には、送信部３３２、送受信制御部３３４、受信部３３５が実装されている。送信部３３２は、パルサーの電源電圧を発生する高電圧生成回路（例えば昇圧回路）を含んでもよい。
【０１３４】
超音波を送信する場合には、送受信制御部３３４が送信部３３２に対して送信指示を行い、送信部３３２がその送信指示を受けて駆動信号を高電圧に増幅して駆動電圧を出力する。超音波の反射波を受信する場合には、素子チップ２００により検出された反射波の信号を受信部３３５が受信する。受信部３３５は、送受信制御部３３４からの受信指示に基づいて、反射波の信号を処理（例えば増幅処理や、Ａ／Ｄ変換処理等）し、処理後の信号を処理部４２０に送信する。処理部４２０は、その信号を映像化して表示部４４０に表示させる。
【０１３５】
なお、本実施形態の超音波測定装置は、上記のような医療用の超音波画像装置に限らず、種々の電子機器に適用可能である。例えば、超音波トランスデューサーデバイスが適用された電子機器として、建築物等の内部を非破壊検査する診断機器や、ユーザーの指の動きを超音波の反射により検出するユーザーインターフェース機器等が想定される。
【０１３６】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また集積回路装置、超音波素子、超音波トランスデューサーデバイス、超音波ヘッドユニット、超音波プローブ、超音波画像装置の構成・動作や、集積回路装置の実装手法、超音波ビームのスキャン手法等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  超音波素子、２１  第１電極層、２２  第２電極層、３０  圧電体層、
４０  開口、４５  開口部、５０  振動膜、６０  基板、１００  超音波素子アレイ、
１１０  第１の集積回路装置、１２０  第２の集積回路装置、
１３０  第１のフレキシブル基板、１４０  第２のフレキシブル基板、
２００  超音波トランスデューサーデバイス（素子チップ）、２１０  接続部、
２２０  超音波ヘッドユニット、２３０  接触部材、２４０  プローブ筐体、
２５０  支持部材、２６０  固定用部材、３００  超音波プローブ、
３１０  プローブヘッド、３２０  プローブ本体、３３０  処理装置、
３３２  送信部、３３４  送受信制御部、３３５  受信部、３５０  ケーブル、
４００  電子機器本体、４１０  制御部、４２０  処理部、
４２１  第１のコネクター、４２２  第２のコネクター、
４２５  ヘッドユニット側コネクター、４２６  プローブ本体側コネクター、
４３０  ユーザーインターフェース部、４４０  表示部、５００  送信制御回路、
５１０  パルス出力回路、５２０  バイアス設定回路、５３０  マルチプレクサー、
５５０  バイアス設定回路、５６０  受信アンプ、５７０  マルチプレクサー、
６００  筐体、６１０  音響部材、６２０  バックプレート、６３０  支持部材、
６４０  受信基板、６５０  送信基板、６６０  ケーブル、
ＡＭＲ１  増幅回路、Ｄ１  第１の方向（スキャン方向）、
Ｄ２  第２の方向（スライス方向）、Ｄ３〜Ｄ６  第３〜第６の方向、
ＦＬＱ１  出力信号線、ＦＬＲ１  受信信号線、ＦＬＴ１  送信信号線、
ＨＮ１，ＨＮ２  超音波素子アレイの端部、ＬＲＡ１  受信電極線、
ＬＴＡ１  送信電極線、ＰＬＳ１  パルサー、ＲＸＵ１  受信回路、
Ｒｂｒ１  抵抗素子、ＳＲＡ，ＳＲＢ  受信用の超音波素子列、
ＳＴＡ〜ＳＴＣ  送信用の超音波素子列、Ｓｂｒ１  スイッチ素子、
ＴＸＵ１  送信回路、
Ｖｂｒｘ１，Ｖｂｒｘ２，Ｖｂｔｘ１，Ｖｂｔｘ２  バイアス電圧、
ＸＲ１  受信端子、ＸＴ１  送信端子
【図１】
2014144100.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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