(57)【要約】【課題】少ない数の切り換えスイッチを用いながら送信音圧及び受信感度を向上できる超音波トランスデューサーデバイス、超音波トランスデューサーユニット、ヘッドユニット、超音波プローブ、超音波画像装置及び超音波トランスデューサーデバイスの制御方法等を提供すること。【解決手段】超音波トランスデューサーデバイス２００は、第１、第２のノード間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第１の素子群ＥＧ１と、第３、第４のノード間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第２の素子群ＥＧ２と、第１〜第３の信号端子ＸＡ１〜ＸＡ３と、第１のノードと信号端子ＸＡ１とを接続する第１の信号電極線Ｌ１と、第２、第３のノードと信号端子ＸＡ２とを接続する第２の信号電極線Ｌ２と、第４のノードと信号端子ＸＡ３とを接続する第３の信号電極線Ｌ３とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のノードと第２のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第１の素子群と、
第３のノードと第４のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第２の素子群と、
第１の信号端子、第２の信号端子及び第３の信号端子と、
前記第１のノードと前記第１の信号端子とを接続する第１の信号電極線と、
前記第２のノードと前記第３のノードと前記第２の信号端子とを接続する第２の信号電極線と、
前記第４のノードと前記第３の信号端子とを接続する第３の信号電極線とを含むことを特徴とする超音波トランスデューサーデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波トランスデューサーデバイスと、
前記超音波トランスデューサーデバイスの送受信を処理する処理装置とを有する超音波トランスデューサーユニットであって、
前記処理装置は、
超音波を送信する期間である送信期間には、
前記第１の信号端子に第１の送信信号を出力し、
前記第２の信号端子にコモン電圧を出力し、
前記第３の信号端子に前記第１の送信信号とは位相が１８０°異なる第２の送信信号を出力し、
超音波を受信する期間である受信期間には、
前記第２の信号端子をフローティング状態に設定し、
前記第１の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧を受信信号として入力することを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の素子群及び前記第２の素子群の少なくとも一方の素子群は、
第１の超音波トランスデューサー素子〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波トランスデューサー素子を有し、
前記第１の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第１のノード及び前記第３のノードのいずれか一方に接続され、
前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは２≦ｉ≦ｎである整数）の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ−１の超音波トランスデューサー素子の第２の電極に接続され、
前記第ｎの超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第２のノード及び前記第４のノードのいずれか一方に接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記第１の素子群及び前記第２の素子群の少なくとも一方の素子群は、
複数の超音波トランスデューサー素子を有し、
前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第１の電極は、前記第１のノード及び前記第３のノードのいずれか一方に接続され、
前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第２の電極は、前記第２のノード及び前記第４のノードのいずれか一方に接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかにおいて、
前記第１の素子群及び前記第２の素子群の少なくとも一方の素子群は、
第１の方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、第２の方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子を有し、
前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｍである整数）行第１列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第１のノード及び前記第３のノードのいずれか一方に接続され、
前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ（ｊは２≦ｊ≦ｎである整数）列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極に接続され、
前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｎ列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第２のノード及び前記第４のノードのいずれか一方に接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項６】
請求項５において、
前記第ｉ行第ｊ列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第１行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子〜第ｍ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極に共通接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれかにおいて、
前記超音波トランスデューサーデバイスは、
第５のノードと第６のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第３の素子群と、
第７のノードと第８のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第４の素子群と、
第４の信号端子及び第５の信号端子と、
前記第６のノードと前記第７のノードと前記第４の信号端子とを接続する第４の信号電極線と、
前記第８のノードと前記第５の信号端子とを接続する第５の信号電極線とを有し、
前記第３の信号電極線は、前記第４のノードと前記第５のノードと前記第３の信号端子とを接続し、
前記処理装置は、
前記送信期間には、
前記第１の信号端子に前記第１の送信信号を出力し、
前記第２の信号端子に前記コモン電圧を出力し、
前記第３の信号端子に前記第２の送信信号を出力し、
前記第４の信号端子に前記コモン電圧がを出力し、
前記第５の信号端子に前記第１の送信信号と位相が同じである第３の送信信号を出力し、
前記受信期間には、
前記第２の信号端子及び前記第４の信号端子をフローティング状態に設定し、
前記第１の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧及び前記第５の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧の少なくとも一方を受信信号として入力することを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項８】
請求項７において、
前記第３の素子群及び前記第４の素子群の少なくとも一方の素子群は、
第１の超音波トランスデューサー素子〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波トランスデューサー素子を有し、
前記第１の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第５のノード及び前記第７のノードのいずれか一方に接続され、
前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは２≦ｉ≦ｎである整数）の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ−１の超音波トランスデューサー素子の第１の電極に接続され、
前記第ｎの超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第６のノード及び前記第８のノードのいずれか一方に接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記第３の素子群及び前記第４の素子群の少なくとも一方の素子群は、
複数の超音波トランスデューサー素子を有し、
前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第２の電極は、前記第５のノード及び前記第７のノードのいずれか一方に接続され、
前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第１の電極は、前記第６のノード及び前記第８のノードのいずれか一方に接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかにおいて、
前記第３の素子群及び前記第４の素子群の少なくとも一方の素子群は、
前記第１の方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、前記第２の方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子を有し、
前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｍである整数）行第１列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第５のノード及び前記第７のノードのいずれか一方に接続され、
前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ（ｊは２≦ｊ≦ｎである整数）列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極に接続され、
前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｎ列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第６のノード及び前記第８のノードのいずれか一方に接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記第ｉ行第ｊ列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第１行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子〜第ｍ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極に共通接続されることを特徴とする超音波トランスデューサーユニット。
【請求項１２】
超音波プローブのヘッドユニットであって、
請求項１に記載の超音波トランスデューサーデバイスを含み、
前記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ヘッドユニット。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記超音波トランスデューサーデバイスの一端に設けられ、前記超音波トランスデューサーデバイスの前記一端に配置される端子に接続される配線群を有する第１のフレキシブル基板を含むことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記超音波トランスデューサーデバイスの他端に設けられ、前記超音波トランスデューサーデバイスの前記他端に配置される端子に接続される配線群を有する第２のフレキシブル基板を含むことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項１５】
請求項２乃至１１のいずれかに記載の超音波トランスデューサーユニットを含むことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の超音波プローブと、
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。
【請求項１７】
第１のノードと第２のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第１の素子群と、
第３のノードと第４のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第２の素子群と、
第１の信号端子、第２の信号端子及び第３の信号端子と、
前記第１のノードと前記第１の信号端子とを接続する第１の信号電極線と、
前記第２のノードと前記第３のノードと前記第２の信号端子とを接続する第２の信号電極線と、
前記第４のノードと前記第３の信号端子とを接続する第３の信号電極線とを有する超音波トランスデューサーデバイスの制御方法であって、
超音波を送信する期間である送信期間には、
前記第１の信号端子に第１の送信信号を出力し、
前記第２の信号端子にコモン電圧を出力し、
前記第３の信号端子に前記第１の送信信号とは位相が１８０°異なる第２の送信信号を出力し、
超音波を受信する期間である受信期間には、
前記第２の信号端子をフローティング状態に設定し、
前記第１の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧を受信信号として入力することを特徴とする超音波トランスデューサーデバイスの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波トランスデューサーデバイス、超音波トランスデューサーユニット、ヘッドユニット、超音波プローブ、超音波画像装置及び超音波トランスデューサーデバイスの制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブ先端から対象物に向かって超音波を出射し、その対象物から反射された超音波を検出する超音波画像装置（例えば特許文献１）が知られている。例えば、患者の体内を映像化して診断に用いる超音波診断装置などとして用いられている。超音波を送信・受信する超音波トランスデューサー素子として、例えば圧電素子が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５０５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の超音波プローブでは、超音波トランスデューサー素子を並べた超音波トランスデューサーアレイを用いた超音波の送受信で、送信時と受信時において超音波トランスデューサー素子の接続関係を直列と並列との間でスイッチ回路によって切り換えることにより送受信の感度を向上させている。しかしながら、切り換えのためのスイッチ回路やそのための配線が複雑になるという課題がある。
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、少ない数の切り換えスイッチを用いながら送信音圧及び受信感度を向上できる超音波トランスデューサーデバイス、超音波トランスデューサーユニット、ヘッドユニット、超音波プローブ、超音波画像装置及び超音波トランスデューサーデバイスの制御方法等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、第１のノードと第２のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第１の素子群と、第３のノードと第４のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第２の素子群と、第１の信号端子、第２の信号端子及び第３の信号端子と、前記第１のノードと前記第１の信号端子とを接続する第１の信号電極線と、前記第２のノードと前記第３のノードと前記第２の信号端子とを接続する第２の信号電極線と、前記第４のノードと前記第３の信号端子とを接続する第３の信号電極線とを含む超音波トランスデューサーデバイスに関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１の素子群が有する超音波トランスデューサー素子と第２の素子群が有する超音波トランスデューサー素子とを、第１、第３の信号端子の間において直列に接続することができる。
【０００８】
本発明の他の態様は、上記に記載の超音波トランスデューサーデバイスと、前記超音波トランスデューサーデバイスの送受信を処理する処理装置とを有する超音波トランスデューサーユニットであって、前記処理装置は、超音波を送信する期間である送信期間には、前記第１の信号端子に第１の送信信号を出力し、前記第２の信号端子にコモン電圧を出力し、前記第３の信号端子に前記第１の送信信号とは位相が１８０°異なる第２の送信信号を出力し、超音波を受信する期間である受信期間には、前記第２の信号端子をフローティング状態に設定し、前記第１の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧を受信信号として入力する超音波トランスデューサーユニットに関係する。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、送信期間では第１、第２の素子群に同一位相の送信電圧を印加することができるから、送信音圧を高めることができる。そして、受信期間では第１、第２の素子群のそれぞれの受信電圧を加算して出力することができるから、受信感度を高めることができる。さらに超音波トランスデューサー素子の直列・並列接続を切り換えるためのスイッチ回路の数及び配線の本数を減らすことができるから、超音波プローブや処理装置などの構成を簡素にすることなどができる。
【００１０】
また本発明の他の態様では、前記第１の素子群及び前記第２の素子群の少なくとも一方の素子群は、第１の超音波トランスデューサー素子〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波トランスデューサー素子を有し、前記第１の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第１のノード及び前記第３のノードのいずれか一方に接続され、前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは２≦ｉ≦ｎである整数）の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ−１の超音波トランスデューサー素子の第２の電極に接続され、前記第ｎの超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第２のノード及び前記第４のノードのいずれか一方に接続されてもよい。
【００１１】
このようにすれば、第１、第２の素子群の少なくとも一方の素子群において、複数の超音波トランスデューサー素子を直列に接続することができる。
【００１２】
また本発明の他の態様では、前記第１の素子群及び前記第２の素子群の少なくとも一方の素子群は、複数の超音波トランスデューサー素子を有し、前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第１の電極は、前記第１のノード及び前記第３のノードのいずれか一方に接続され、前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第２の電極は、前記第２のノード及び前記第４のノードのいずれか一方に接続されてもよい。
【００１３】
このようにすれば、第１、第２の素子群の少なくとも一方の素子群において、複数の超音波トランスデューサー素子を並列に接続することができる。
【００１４】
また本発明の他の態様では、前記第１の素子群及び前記第２の素子群の少なくとも一方の素子群は、第１の方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、第２の方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子を有し、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｍである整数）行第１列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第１のノード及び前記第３のノードのいずれか一方に接続され、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ（ｊは２≦ｊ≦ｎである整数）列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極に接続され、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｎ列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第２のノード及び前記第４のノードのいずれか一方に接続されてもよい。
【００１５】
このようにすれば、第１、第２の素子群の少なくとも一方の素子群において、各素子列が直列接続したｎ個の超音波トランスデューサー素子を有するｍ個の素子列を並列に接続することができる。
【００１６】
また本発明の他の態様では、前記第ｉ行第ｊ列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第１行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子〜第ｍ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極に共通接続されてもよい。
【００１７】
このようにすれば、各素子列が並列接続したｍ個の超音波トランスデューサー素子を有するｎ個の素子列を直列に接続することができる。
【００１８】
また本発明の他の態様では、前記超音波トランスデューサーデバイスは、第５のノードと第６のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第３の素子群と、第７のノードと第８のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第４の素子群と、第４の信号端子及び第５の信号端子と、前記第６のノードと前記第７のノードと前記第４の信号端子とを接続する第４の信号電極線と、前記第８のノードと前記第５の信号端子とを接続する第５の信号電極線とを有し、前記第３の信号電極線は、前記第４のノードと前記第５のノードと前記第３の信号端子とを接続し、前記処理装置は、前記送信期間には、前記第１の信号端子に前記第１の送信信号を出力し、前記第２の信号端子に前記コモン電圧を出力し、前記第３の信号端子に前記第２の送信信号を出力し、前記第４の信号端子に前記コモン電圧がを出力し、前記第５の信号端子に前記第１の送信信号と位相が同じである第３の送信信号を出力し、前記受信期間には、前記第２の信号端子及び前記第４の信号端子をフローティング状態に設定し、前記第１の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧及び前記第５の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧の少なくとも一方を受信信号として入力してもよい。
【００１９】
このようにすれば、第３の素子群が有する超音波トランスデューサー素子と第４の素子群が有する超音波トランスデューサー素子とを、第３、第５の信号端子の間において第１、第２の素子群とは極性が逆になるように直列に接続することができる。送信期間では第１〜第４の素子群に同一位相の送信電圧を印加することができるから、送信音圧をさらに高めることができる。
【００２０】
また本発明の他の態様では、前記第３の素子群及び前記第４の素子群の少なくとも一方の素子群は、第１の超音波トランスデューサー素子〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波トランスデューサー素子を有し、前記第１の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第５のノード及び前記第７のノードのいずれか一方に接続され、前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは２≦ｉ≦ｎである整数）の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第１の超音波トランスデューサー素子〜前記第ｎの超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ−１の超音波トランスデューサー素子の第１の電極に接続され、前記第ｎの超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第６のノード及び前記第８のノードのいずれか一方に接続されてもよい。
【００２１】
このようにすれば、第３、第４の素子群の少なくとも一方の素子群において、複数の超音波トランスデューサー素子を、第１、第２の素子群とは極性が逆になるように直列に接続することができる。
【００２２】
また本発明の他の態様では、前記第３の素子群及び前記第４の素子群の少なくとも一方の素子群は、複数の超音波トランスデューサー素子を有し、前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第２の電極は、前記第５のノード及び前記第７のノードのいずれか一方に接続され、前記複数の超音波トランスデューサー素子の各素子の第１の電極は、前記第６のノード及び前記第８のノードのいずれか一方に接続されてもよい。
【００２３】
このようにすれば、第３、第４の素子群の少なくとも一方の素子群において、複数の超音波トランスデューサー素子を、第１、第２の素子群とは極性が逆になるように並列に接続することができる。
【００２４】
また本発明の他の態様では、前記第３の素子群及び前記第４の素子群の少なくとも一方の素子群は、前記第１の方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、前記第２の方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子を有し、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｍである整数）行第１列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記第５のノード及び前記第７のノードのいずれか一方に接続され、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ（ｊは２≦ｊ≦ｎである整数）列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極に接続され、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第ｉ行第ｎ列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極は、前記第６のノード及び前記第８のノードのいずれか一方に接続されてもよい。
【００２５】
このようにすれば、第３、第４の素子群の少なくとも一方の素子群において、各素子列が直列接続したｎ個の超音波トランスデューサー素子を有するｍ個の素子列を並列に接続することができる。
【００２６】
また本発明の他の態様では、前記第ｉ行第ｊ列の超音波トランスデューサー素子の第２の電極は、前記アレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子のうちの第１行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子〜第ｍ行第ｊ−１列の超音波トランスデューサー素子の第１の電極に共通接続されてもよい。
【００２７】
このようにすれば、各素子列が並列接続したｍ個の超音波トランスデューサー素子を有するｎ個の素子列を直列に接続することができる。
【００２８】
本発明の他の態様は、超音波プローブのヘッドユニットであって、上記いずれかに記載の超音波トランスデューサーデバイスを含み、前記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ヘッドユニットに関係する。
【００２９】
また本発明の他の態様では、前記超音波トランスデューサーデバイスの一端に設けられ、前記超音波トランスデューサーデバイスの前記一端に配置される端子に接続される配線群を有する第１のフレキシブル基板を含んでもよい。
【００３０】
また本発明の他の態様では、前記超音波トランスデューサーデバイスの他端に設けられ、前記超音波トランスデューサーデバイスの前記他端に配置される端子に接続される配線群を有する第２のフレキシブル基板を含んでもよい。
【００３１】
このようにすれば、第１のフレキシブル基板及び第２のフレキシブル基板を介して超音波トランスデューサーデバイスの一端及び他端から送信信号を供給できる。これにより、超音波トランスデューサーデバイスの一端のみから送信信号を供給した場合に比べて、スライス方向におけるビームプロファイルの偏りを抑制できる。
【００３２】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波トランスデューサーユニットを含む超音波プローブに関係する。
【００３３】
本発明の他の態様は、上記に記載の超音波プローブと、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。
【００３４】
本発明の他の態様は、第１のノードと第２のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第１の素子群と、第３のノードと第４のノードとの間に接続され、１以上の超音波トランスデューサー素子を有する第２の素子群と、第１の信号端子、第２の信号端子及び第３の信号端子と、前記第１のノードと前記第１の信号端子とを接続する第１の信号電極線と、前記第２のノードと前記第３のノードと前記第２の信号端子とを接続する第２の信号電極線と、前記第４のノードと前記第３の信号端子とを接続する第３の信号電極線とを有する超音波トランスデューサーデバイスの制御方法であって、超音波を送信する期間である送信期間には、前記第１の信号端子に第１の送信信号を出力し、前記第２の信号端子にコモン電圧を出力し、前記第３の信号端子に前記第１の送信信号とは位相が１８０°異なる第２の送信信号を出力し、超音波を受信する期間である受信期間には、前記第２の信号端子をフローティング状態に設定し、前記第１の信号端子と前記第３の信号端子との間の電圧を受信信号として入力する超音波トランスデューサーデバイスの制御方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は、超音波トランスデューサー素子の構成例。
【図２】超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例。
【図３】超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、超音波トランスデューサーデバイスの第１の構成例の動作を説明する図。
【図５】超音波トランスデューサーデバイスの第１の構成例の第１の変形例。
【図６】超音波トランスデューサーデバイスの第１の構成例の第２の変形例。
【図７】超音波トランスデューサーデバイスの第１の構成例の第３の変形例。
【図８】超音波トランスデューサーデバイスの第１の構成例の第４の変形例。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、超音波トランスデューサーデバイスの第２の構成例の動作を説明する図。
【図１０】超音波トランスデューサーデバイスの第２の構成例の第１の変形例。
【図１１】超音波トランスデューサーデバイスの第２の構成例の第２の変形例。
【図１２】超音波トランスデューサーデバイスの第２の構成例の第３の変形例。
【図１３】超音波トランスデューサーデバイスの第２の構成例の第４の変形例。
【図１４】超音波トランスデューサーデバイスの第１の構成例の第３の変形例における素子群のレイアウト構成例（平面視図）。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、超音波トランスデューサーデバイスの第１の構成例の第３の変形例における素子群のレイアウト構成例（断面図）。
【図１６】ヘッドユニットの構成例。
【図１７】図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１７（Ｃ）は、ヘッドユニットの詳細な構成例。
【図１８】図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は、超音波プローブの構成例。
【図１９】超音波画像装置の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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。
【００３７】
１．超音波トランスデューサー素子
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイスに適用される超音波トランスデューサー素子１０の構成例を示す。この超音波トランスデューサー素子１０は、振動膜５０（メンブレン、支持部材）、第１電極層２１（下部電極層）、圧電体層３０（圧電体膜）、第２電極層２２（上部電極層）を含む。
【００３８】
超音波トランスデューサー素子１０は、基板６０に形成される。基板６０は例えばシリコン基板である。図１（Ａ）は、超音波トランスデューサー素子１０を、素子形成面側の基板６０に垂直な方向から見た平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡＡ’に沿った断面を示す断面図である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＢＢ’に沿った断面を示す断面図である。
【００３９】
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、隣接する超音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【００４０】
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。
【００４１】
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、隣接する超音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【００４２】
第１電極層２１のうちの圧電体層３０に覆われた部分及び第２電極層２２のうちの圧電体層３０を覆う部分の一方が第１の電極を形成し、他方が第２の電極を形成する。圧電体層３０は、第１の電極と第２の電極に挟まれて設けられている。これらの第１の電極、第２の電極、圧電体層３０を圧電素子部とも呼ぶ。
【００４３】
振動膜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電極層２１、第２電極層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。
【００４４】
開口４０（空洞領域）は、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。この開口４０の形成によって振動可能になった振動膜５０のサイズによって超音波の共振周波数が決定され、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。
【００４５】
圧電体層３０は、第１の電極と第２の電極との間、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。超音波トランスデューサー素子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。
【００４６】
上記のように超音波トランスデューサー素子１０を構成することにより、バルク型の超音波トランスデューサー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、グレーティングローブの発生を抑制できる。また、バルク型の超音波トランスデューサー素子に比べて小さい電圧振幅で駆動できるため、低耐圧の回路素子で駆動回路を構成できる。
【００４７】
２．超音波トランスデューサーデバイス
図２に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例を示す。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 Transducer）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。
【００４８】
なお以下では、送受信チャンネルが第１〜第６４チャンネルで構成される場合を例に説明するが、本実施形態はこれに限定されず、ｎ＝６４以外の第１〜第ｎチャンネルで構成されてもよい。また以下では、信号電極線の両端に端子が接続される場合を例に説明するが、本実施形態はこれに限定されず、信号電極線の一端のみに端子が接続されてもよい。
【００４９】
第１の構成例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トランスデューサー素子アレイ１００と、基板６０に形成された信号端子ＸＡ１（ＣＨ１）、ＸＡ２（ＣＨ１）、ＸＡ３（ＣＨ１）〜ＸＡ１（ＣＨ６４）、ＸＡ２（ＣＨ６４）、ＸＡ３（ＣＨ６４）及び信号端子ＸＢ１（ＣＨ１）、ＸＢ２（ＣＨ１）、ＸＢ３（ＣＨ１）〜ＸＢ１（ＣＨ６４）、ＸＢ２（ＣＨ６４）、ＸＢ３（ＣＨ６４）と、基板６０に形成された信号電極線Ｌ１（ＣＨ１）、Ｌ２（ＣＨ１）、Ｌ３（ＣＨ１）〜Ｌ１（ＣＨ６４）、Ｌ２（ＣＨ６４）、Ｌ３（ＣＨ６４）と、を含む。なお、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス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。
【００５０】
１つの送受信チャンネルに対応して、スキャン方向（Ｘ方向、広義には第1の方向）に並んで配置される第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２と、スライス方向（Ｙ方向、広義には第２の方向）に配線される第１、第２、第３の信号電極線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と、信号端子ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＡ３、ＸＢ１、ＸＢ２、ＸＢ３と、が設けられる。信号電極線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の一端には信号端子ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＡ３が接続され、他端にはＸＢ１、ＸＢ２、ＸＢ３が接続される。第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２の各々は、１以上の超音波トランスデューサー素子１０を含む。第１の素子群ＥＧ１及び第２の素子群ＥＧ２の詳細な構成については後述する。
【００５１】
スライス方向における超音波トランスデューサーデバイス２００の一方の端部には、信号端子ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＡ３が配置され、他方の端部には、信号端子ＸＢ１、ＸＢ２、ＸＢ３が配置される。例えば、基板６０は、スキャン方向を長辺方向とする矩形であり、その矩形の一方の長辺に沿って信号端子ＸＡ１、ＸＡ２、ＸＡ３が配置され、他方の長辺に沿って信号端子ＸＢ１、ＸＢ２、ＸＢ３が配置される。
【００５２】
ここで、スキャン方向及びスライス方向は、基板６０の平面上における方向を表す。スキャン方向とは、例えばセクタースキャンやリニアスキャン等のスキャン動作において超音波ビームをスキャンする方向に対応する。スライス方向とは、スキャン方向に交差（例えば直交）する方向であり、例えば超音波ビームをスキャンして断層画像を得る場合、その断層に直交する方向に対応する。
【００５３】
図３に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例を示す。第２の構成例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トランスデューサー素子アレイ１００と、基板６０に形成された信号端子ＸＡ１（ＣＨ１）、ＸＡ２（ＣＨ１）、ＸＡ３（ＣＨ１）、ＸＡ４（ＣＨ１）、ＸＡ５（ＣＨ１）〜ＸＡ１（ＣＨ６４）、ＸＡ２（ＣＨ６４）、ＸＡ３（ＣＨ６４）、ＸＡ４（ＣＨ６４）、ＸＡ５（ＣＨ６４）及び信号端子ＸＢ１（ＣＨ１）、ＸＢ２（ＣＨ１）、ＸＢ３（ＣＨ１）、ＸＢ４（ＣＨ１）、ＸＢ５（ＣＨ１）〜ＸＢ１（ＣＨ６４）、ＸＢ２（ＣＨ６４）、ＸＢ３（ＣＨ６４）、ＸＢ４（ＣＨ６４）、ＸＢ５（ＣＨ６４）と、基板６０に形成された信号電極線Ｌ１（ＣＨ１）、Ｌ２（ＣＨ１）、Ｌ３（ＣＨ１）、Ｌ４（ＣＨ１）、Ｌ５（ＣＨ１）〜Ｌ１（ＣＨ６４）、Ｌ２（ＣＨ６４）、Ｌ３（ＣＨ６４）、Ｌ４（ＣＨ６４）、Ｌ５（ＣＨ６４）と、を含む。なお、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００は図３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。
【００５４】
１つの送受信チャンネルに対応して、スキャン方向（Ｘ方向、広義には第1の方向）に並んで配置される第１〜第４の素子群ＥＧ１〜ＥＧ４と、スライス方向（Ｙ方向、広義には第２の方向）に配線される第１〜第５の信号電極線Ｌ１〜Ｌ５と、信号端子ＸＡ１〜ＸＡ５、ＸＢ１〜ＸＢ５と、が設けられる。信号電極線Ｌ１〜Ｌ５の一端には信号端子ＸＡ１〜ＸＡ５が接続され、他端にはＸＢ１〜ＸＢ５が接続される。第１〜第４の素子群ＥＧ１〜ＥＧ４の各々は、１以上の超音波トランスデューサー素子１０を含む。第１〜第４の素子群ＥＧ１〜ＥＧ４の詳細な構成については後述する。
【００５５】
信号端子ＸＡ１〜ＸＡ５は、超音波トランスデューサーデバイス２００の一方の端部に配置され、信号端子ＸＢ１〜ＸＢ５は、超音波トランスデューサーデバイス２００の他方の端部に配置される。
【００５６】
３．素子群の構成
さて、超音波エコーを高感度に検出するためには、送信音圧の増加及び受信感度の向上の少なくとも一方を行う必要がある。
【００５７】
送信音圧を増加する手法として、信号端子間に複数の超音波トランスデューサー素子１０を並列に接続することが考えられる。並列接続した場合、送信電圧が複数の超音波トランスデューサー素子１０に印加されるので、超音波トランスデューサー素子１０が１個の場合に比べて送信音圧を上げることができる。
【００５８】
しかしながら、並列接続の場合には、各超音波トランスデューサー素子１０の受信電圧の振幅が加算されずに出力されるため、受信感度の向上は期待できない。例えば体の深部を観察するためには微弱なエコーを受信する必要があり、受信におけるＳ／Ｎを上げる必要がある。また、人体への影響等を考慮すると送信音圧には上限があるため、受信感度を上げることが必要となる。
【００５９】
受信感度を向上させる手法としては、信号端子間に複数の超音波トランスデューサー素子１０を直列に接続することが考えられる。直列接続した場合、各超音波トランスデューサー素子１０の端子間の受信電圧が加算されて出力されるため、受信感度を向上できる。
【００６０】
しかしながら、送信電圧が電圧分割されて複数の超音波トランスデューサー素子１０に印加されるため、送信音圧の向上は期待できない。このように、送信音圧と受信感度の双方を上げ、全体として送受信の感度を向上させることは困難であるという課題がある。
【００６１】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例の動作を説明する図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）には１チャンネルを構成する部分を示すが、他のチャンネルについても同様の構成とすることができる。また、信号端子として、信号電極線Ｌ１〜Ｌ３の一端のみに接続される信号端子Ｘ１〜Ｘ３を示すが、図２に示したように信号電極線Ｌ１〜Ｌ３の両端に信号端子が接続されてもよい。
【００６２】
図４（Ａ）、図４（Ｃ）に示すように、第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２は、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１、ＵＥ２を含む。第１の素子群ＥＧ１は、第１のノードＮ１と第２のノードＮ２との間に接続される。第２の素子群ＥＧ２は、第３のノードＮ３と第４のノードＮ４との間に接続される。第１の素子群ＥＧ１が有する超音波トランスデューサー素子ＵＥ１の第１の電極は、第１のノードＮ１に接続され、第２の電極は第２のノードＮ２に接続される。同様に、第２の素子群ＥＧ１が有する超音波トランスデューサー素子ＵＥ２の第１の電極は、第３のノードＮ３に接続され、第２の電極は第４のノードＮ４に接続される。
【００６３】
なお、超音波トランスデューサー素子の第１、第２の電極を区別するために、図４（Ａ）、図４（Ｃ）に示すように、第１の電極を長い線分で表し、第２の電極を短い線分で表す。
【００６４】
第１の信号電極線Ｌ１は、第１のノードＮ１と第１の信号端子Ｘ１とを接続する。第２の信号電極線Ｌ２は、第２のノードＮ２との第３のノードＮ３と第２の信号端子Ｘ２とを接続する。第３の信号電極線Ｌ３は、第４のノードＮ４と第３の信号端子Ｘ３とを接続する。
【００６５】
超音波を送信する期間である送信期間には、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、第１の信号端子Ｘ１に第１の送信信号ＶＴ１が入力され、第２の信号端子Ｘ２にコモン電圧ＶＣＯＭが入力され、第３の信号端子Ｘ３に第１の送信信号ＶＴ１とは位相が１８０°異なる第２の送信信号ＶＴ２が入力される。このようにすることで、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１には第２の電極を基準にしてＶＴ１−ＶＣＯＭの電圧が印加され、超音波トランスデューサー素子ＵＥ２には第２の電極を基準にしてＶＣＯＭ−ＶＴ２の電圧が印加される。その結果、２つの超音波トランスデューサー素子ＵＥ１、ＵＥ２には、同一位相の送信電圧が印加されるから、送信音圧を高めることができる。
【００６６】
図４（Ｂ）に示す第１、第２の送信信号ＶＴ１、ＶＴ２は同一振幅の信号であるが、第１の送信信号ＶＴ１と第２の送信信号ＶＴ２とは位相が１８０°異なっていればよく、振幅が同一でなくてもよい。また、第１、第２の送信信号ＶＴ１、ＶＴ２は、正弦波パルスに限定されず、例えば矩形波パルス又は三角波パルスなどであってもよい。また、１周期分のパルスに限定されず、例えば１／２周期分のパルス又は３／２周期分のパルス、或いは２周期分のパルスなどであってもよい。
【００６７】
超音波を受信する期間である受信期間には、図４（Ｃ）に示すように、第２の信号端子Ｘ２がフローティング状態に設定され、第１の信号端子Ｘ１と第３の信号端子Ｘ３との間の電圧が受信信号ＶＲとして出力される。このようにすることで、２つの超音波トランスデューサー素子ＵＥ１、ＵＥ２のそれぞれの受信電圧が加算されるから、受信感度を高めることができる。
【００６８】
フローティング状態とは電位が固定されない状態であって、例えば後述する処理装置３３０（図１９）などにより、第２の信号端子Ｘ２を高インピーダンス状態に設定することによって、第２の信号端子Ｘ２をフローティング状態に設定することができる。具体的には、処理装置３３０は、送信期間には第２の信号端子Ｘ２に対してコモン電圧ＶＣＯＭを出力し、受信期間には第２の信号端子Ｘ２を高インピーダンス状態に設定する。
【００６９】
上述した送受信処理は、後述する処理装置３３０により処理される。具体的には、送受信制御部３３４の制御に基づいて送信部３３２及び受信部３３５によって処理される。
【００７０】
図５に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例の第１の変形例を示す。この変形例では、第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２の少なくとも一方は、スキャン方向に並んで配置され、直列接続される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。
【００７１】
具体的には、例えば図５に示すように、第１の素子群ＥＧ１が有する第１の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１の第１の電極は、第１のノードＮ１に接続され、第２の電極は第２の超音波トランスデューサー素子ＵＥ２の第１の電極に接続される。そして第２の超音波トランスデューサー素子ＵＥ２の第２の電極は第２のノードＮ２に接続される。第２の素子群ＥＧ２についても、同様である。
【００７２】
このようにすることで、受信期間では４個の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥ４のそれぞれの受信電圧が加算されるから、受信感度をさらに向上させることができる。なお、各素子群ＥＧ１、ＥＧ２が有する直列接続した超音波トランスデューサー素子の個数は、２個に限定されるものではなく、３個以上であってもよい。
【００７３】
なお、「スキャン方向に並んで配置される」とは、例えば、スキャン方向に沿って配置されることである。例えば複数の超音波トランスデューサー素子がスキャン方向に並んで配置される場合、複数の超音波トランスデューサー素子がスキャン方向に沿った直線上に並ぶ場合に限らず、例えば複数の超音波トランスデューサー素子がスキャン方向に沿った直線に対してジグザグに配置されてもよい。
【００７４】
図６に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例の第２の変形例を示す。この変形例では、第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２の少なくとも一方は、スライス方向に並んで配置され、並列接続される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。
【００７５】
具体的には、例えば図６に示すように、第１の素子群ＥＧ１が有する第１〜第３の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥ３の第１の電極は、第１のノードＮ１に接続され、第２の電極は第２のノードＮ２に接続される。第２の素子群ＥＧ２についても、同様である。
【００７６】
このようにすることで、送信期間では６個の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥ６に同一位相の送信電圧が印加されるから、送信音圧をさらに向上させることができる。なお、各素子群ＥＧ１、ＥＧ２が有する並列接続した超音波トランスデューサー素子の個数は、３個に限定されるものではなく、２個であってもよいし、或いは４個以上であってもよい。
【００７７】
図７に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例の第３の変形例を示す。この変形例では、第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２の少なくとも一方は、スキャン方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、スライス方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。図７では、例としてｍ＝３、ｎ＝２の場合を示すが、これに限定されるものではない。
【００７８】
具体的には、例えば図７に示すように、第１の素子群ＥＧ１が有する第１行第１列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１１の第１の電極は、第１のノードＮ１に接続される。そして第１行第２列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１２の第１の電極は、第１行第１列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１１の第２の電極に接続される。そして第１行第２列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１２の第２の電極は、第２のノードＮ２に接続される。即ち、第１行の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１１、ＵＥ１２は直列接続される。第２行、第３行についても同様である。また、第２の素子群ＥＧ２についても、超音波トランスデューサー素子ＵＥ２１〜ＵＥ２６を同様に接続することができる。
【００７９】
このようにすることで、送信期間では６個の超音波トランスデューサー素子に同一位相の送信電圧が印加されることと等価になるから、送信音圧をさらに向上させることができる。また、受信期間では４個の超音波トランスデューサー素子を直列接続する場合と等価になり、それぞれの受信電圧が加算されるから、受信感度をさらに向上させることができる。
【００８０】
図８に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例の第４の変形例を示す。この変形例では、第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２の少なくとも一方は、スキャン方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、スライス方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。図８では、例としてｍ＝３、ｎ＝２の場合を示すが、これに限定されるものではない。
【００８１】
第４の変形例は、図８に示すように、上述した第３の変形例において、第１列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１１、ＵＥ１３、ＵＥ１５の第２の電極と、第２列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１２、ＵＥ１４、ＵＥ１６の第１の電極と、を共通接続したものである。
【００８２】
このようにすることで、上述した第３の変形例と同様に、送信音圧及び受信感度を向上させることができる。
【００８３】
上述した超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例において、第１の素子群ＥＧ１と第２の素子群ＥＧ２との構成を異なるものにしてもよい。例えば、第１の素子群ＥＧ１を第１の変形例（図５）とし、第２の素子群ＥＧ２を第２の変形例（図６）としてもよい。或いは、第１の素子群ＥＧ１を第３の変形例（図７）とし、第２の素子群ＥＧ２を第４の変形例（図８）としてもよい。
【００８４】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例の動作を説明する図である。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）には１チャンネルを構成する部分を示すが、他のチャンネルについても同様の構成とすることができる。また、信号端子として、信号電極線Ｌ１〜Ｌ５の一端のみに接続される信号端子Ｘ１〜Ｘ５を示すが、図３に示したように信号電極線Ｌ１〜Ｌ５の両端に信号端子が接続されてもよい。
【００８５】
図９（Ａ）、図９（Ｃ）に示すように、第１〜第４の素子群ＥＧ１〜ＥＧ４は、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥ４を含む。第３の素子群ＥＧ３は、第５のノードＮ５と第６のノードＮ６との間に接続される。第４の素子群ＥＧ４は、第７のノードＮ７と第８のノードＮ８との間に接続される。第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２は、第１の構成例（図４（Ａ））と同じ構成である。
【００８６】
第３の素子群ＥＧ３が有する超音波トランスデューサー素子ＵＥ３の第２の電極は、第５のノードＮ５に接続され、第１の電極は第６のノードＮ６に接続される。同様に、第４の素子群ＥＧ４が有する超音波トランスデューサー素子ＵＥ４の第２の電極は、第７のノードＮ７に接続され、第１の電極は第８のノードＮ８に接続される。即ち、第３、第４の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３、ＵＥ４は直列接続されるが、第１、第２の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１、ＵＥ２とは極性が逆になる。
【００８７】
第１、第２の信号電極線Ｌ１、Ｌ２の接続は、第１の構成例（図４（Ａ））と同じである。第３の信号電極線Ｌ３は、第４のノードＮ４と第５のノードＮ５と第３の信号端子Ｘ３とを接続する。第４の信号電極線Ｌ４は、第６のノードＮ６と第７のノードＮ７と第４の信号端子Ｘ４とを接続する。第５の信号電極線Ｌ５は、第８のノードＮ８と第５の信号端子Ｘ５とを接続する。
【００８８】
超音波を送信する期間である送信期間には、図９（Ａ）に示すように、第１の信号端子Ｘ１に第１の送信信号ＶＴ１が入力され、第２の信号端子Ｘ２にコモン電圧ＶＣＯＭが入力され、第３の信号端子Ｘ３に第１の送信信号ＶＴ１とは位相が１８０°異なる第２の送信信号ＶＴ２が入力され、第４の信号端子Ｘ４にコモン電圧ＶＣＯＭが入力され、第５の信号端子Ｘ５に第１の送信信号ＶＴ１と位相が同じである第３の送信信号ＶＴ３が入力される。このようにすることで、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１には第２の電極を基準にしてＶＴ１−ＶＣＯＭの電圧が印加され、超音波トランスデューサー素子ＵＥ２には第２の電極を基準にしてＶＣＯＭ−ＶＴ２の電圧が印加され、超音波トランスデューサー素子ＵＥ３には第２の電極を基準にしてＶＣＯＭ−ＶＴ２の電圧が印加され、超音波トランスデューサー素子ＵＥ４には第２の電極を基準にしてＶＴ３−ＶＣＯＭの電圧が印加される。その結果、４個の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥ４には、同一位相の送信電圧が印加されるから、送信音圧を高めることができる。
【００８９】
一方、超音波を受信する期間である受信期間には、図９（Ｃ）に示すように、第２、第４の信号端子Ｘ２、Ｘ４がフローティング状態に設定され、第１の信号端子Ｘ１と第３の信号端子Ｘ３との間の電圧が受信信号ＶＲ１として出力される。或いは、第５の信号端子Ｘ５と第３の信号端子Ｘ３との間の電圧が受信信号ＶＲ２として出力される。このようにすることで、２つの超音波トランスデューサー素子ＵＥ１、ＵＥ２（又はＵＥ３、ＵＥ４）のそれぞれの受信電圧が加算されるから、受信感度を高めることができる。
【００９０】
後述する処理装置３３０（図１９）は、送信期間には第２、第４の信号端子Ｘ２、Ｘ４に対してコモン電圧ＶＣＯＭを出力し、受信期間には第２、第４の信号端子Ｘ２、Ｘ４を高インピーダンス状態に設定する。また、受信部３３５（図１９）は、２つの受信信号ＶＲ１、ＶＲ２のいずれか一方を受け取ってもよいし、両方を受け取ってもよい。
【００９１】
上述した送受信処理は、後述する処理装置３３０により処理される。具体的には、送受信制御部３３４の制御に基づいて送信部３３２及び受信部３３５によって処理される。
【００９２】
図１０に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例の第１の変形例を示す。この変形例では、第３、第４の素子群ＥＧ３、ＥＧ４の少なくとも一方は、スキャン方向に並んで配置され、直列接続される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２については、既に図５で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００９３】
具体的には、例えば図１０に示すように、第３の素子群ＥＧ３が有する第１の超音波トランスデューサー素子ＵＥ５の第２の電極は、第５のノードＮ５に接続され、第１の電極は第２の超音波トランスデューサー素子ＵＥ６の第２の電極に接続される。そして第２の超音波トランスデューサー素子ＵＥ６の第１の電極は第６のノードＮ６に接続される。第４の素子群ＥＧ４についても、同様である。
【００９４】
このようにすることで、受信期間では４個の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥ４（又はＵＥ５〜ＵＥ８）のそれぞれの受信電圧が加算されるから、受信感度をさらに向上させることができる。なお、各素子群ＥＧ１〜ＥＧ４が有する直列接続した超音波トランスデューサー素子の個数は、２個に限定されるものではなく、３個以上であってもよい。
【００９５】
図１１に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例の第２の変形例を示す。この変形例では、第３、第４の素子群ＥＧ３、ＥＧ４の少なくとも一方は、スライス方向に並んで配置され、並列接続される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２については、既に図６で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００９６】
具体的には、例えば図１１に示すように、第３の素子群ＥＧ３が有する第１〜第３の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３１〜ＵＥ３３の第２の電極は、第５のノードＮ５に接続され、第１の電極は第６のノードＮ６に接続される。第４の素子群ＥＧ４についても、同様である。
【００９７】
このようにすることで、送信期間では１２個の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１１〜ＵＥ４３に同一位相の送信電圧が印加されるから、送信音圧をさらに向上させることができる。なお、各素子群ＥＧ１〜ＥＧ４が有する並列接続した超音波トランスデューサー素子の個数は、３個に限定されるものではなく、２個であってもよいし、或いは４個以上であってもよい。
【００９８】
図１２に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例の第３の変形例を示す。この変形例では、第３、第４の素子群ＥＧ３、ＥＧ４の少なくとも一方は、スキャン方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、スライス方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。図１２では、例としてｍ＝３、ｎ＝２の場合を示すが、これに限定されるものではない。第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２については、既に図７で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００９９】
具体的には、例えば図１２に示すように、第３の素子群ＥＧ３が有する第１行第１列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３１の第２の電極は、第５のノードＮ５に接続される。そして第１行第２列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３２の第２の電極は、第１行第１列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３１の第１の電極に接続される。そして第１行第２列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３２の第１の電極は、第６のノードＮ６に接続される。即ち、第１行の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３１、ＵＥ３２は直列接続される。第２行、第３行についても同様である。また、第４の素子群ＥＧ４についても、超音波トランスデューサー素子ＵＥ４１〜ＵＥ４６を同様に接続することができる。
【０１００】
このようにすることで、送信期間では１２個の超音波トランスデューサー素子に同一位相の送信電圧が印加されることと等価になるから、送信音圧をさらに向上させることができる。また、受信期間では４個の超音波トランスデューサー素子を直列接続する場合と等価になり、それぞれの受信電圧が加算されるから、受信感度をさらに向上させることができる。
【０１０１】
図１３に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例の第４の変形例を示す。この変形例では、第３、第４の素子群ＥＧ３、ＥＧ４の少なくとも一方は、スキャン方向にｎ（ｎは２以上の整数）列、スライス方向にｍ（ｍは２以上の整数）行のアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子ＵＥを有する。図１３では、例としてｍ＝３、ｎ＝２の場合を示すが、これに限定されるものではない。
【０１０２】
第４の変形例は、図１３に示すように、上述した第３の変形例において、第３の素子群ＥＧ３の第１列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３１、ＵＥ３３、ＵＥ３５の第１の電極と、第２列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ３２、ＵＥ３４、ＵＥ３６の第１の電極とを共通接続し、また第４の素子群ＥＧ４についても同様に接続したものである。
【０１０３】
このようにすることで、上述した第３の変形例と同様に、送信音圧及び受信感度を向上させることができる。
【０１０４】
上述した超音波トランスデューサーデバイス２００の第２の構成例において、第１〜第４の素子群ＥＧ１〜ＥＧ４の構成を同一なものとしなくてもよい。例えば、第１、第２の素子群ＥＧ１、ＥＧ２を第１の変形例（図１０）とし、第３、第４の素子群ＥＧ３、ＥＧ４を第２の変形例（図１１）としてもよい。或いは、第１の素子群ＥＧ１を第１の変形例（図１０）とし、第２の素子群ＥＧ２を第２の変形例（図１１）とし、第３の素子群ＥＧ３を第３の変形例（図１２）とし、第４の素子群ＥＧ４を第４の変形例（図１３）としてもよい。
【０１０５】
以上説明したように、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００によれば、送信期間では複数の超音波トランスデューサー素子に同一位相の送信電圧を印加することができるから、送信音圧を高めることができる。そして、受信期間では複数の超音波トランスデューサー素子のそれぞれの受信電圧を加算して出力することができるから、受信感度を高めることができる。さらに超音波トランスデューサー素子の直列・並列接続を切り換えるためのスイッチ回路やそのための配線が不要になるから、超音波プローブや処理装置の構成を簡素にすることができる。
【０１０６】
４．レイアウト構成
図１４、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００の第１の構成例の第３の変形例における２行３列のアレイ状配置の素子群ＥＧ１のレイアウト構成例を示す。図１４は、超音波出射方向側から基板６０の厚み方向に見たときの平面視図である。図１５（Ａ）は、図１４のＡＡ’断面における断面図であり、図１５（Ｂ）は、図１４のＢＢ’断面における断面図である。
【０１０７】
素子群ＥＧ１は、第１行に配置される第１電極層７１ａ、７２ａ〜７２ａ”、７３ａ〜７３ａ”、７４ａ、第２電極層８１ａ〜８３ａ、圧電体層９１ａ〜９３ａと、第２行に配置される第１電極層７１ｂ、７２ｂ〜７２ｂ”、７３ｂ〜７３ｂ”、７４ｂ、第２電極層８１ｂ〜８３ｂ、圧電体層９１ｂ〜９３ｂとで構成される。これらの構成要素は、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に示すように振動膜５０の上に配置されている。ここで「上」とは、基板６０の厚み方向のうち超音波出射方向に基板６０から遠ざかる方向である。
【０１０８】
図１４に示すように、平面視において、矩形の第１電極層７１ａ〜７３ａがスキャン方向に沿って配置されており、その矩形の長辺がスライス方向に沿うように配置されている。圧電体層９１ａ〜９３ａは、スキャン方向に沿って等間隔に、第１電極層７１ａ〜７３ａの上を覆うように配置されている。圧電体層９１ａ〜９３ａは、平面視において矩形であり、その矩形の長辺がスライス方向に沿うように配置されている。第２電極層８１ａ〜８３ａは、圧電体層９１ａ〜９３ａの上を覆うように配置されており、圧電体層９１ａ〜９３ａにより第１電極層７１ａ〜７３ａと絶縁されている。
【０１０９】
これらの圧電体層９１ａ〜９３ａ及びその上下の電極層は、第１行の直列接続された３個の超音波トランスデューサー素子を構成する。第１電極層７１ａは、信号電極線Ｌ１の一部を構成する。第２電極層８１ａは、矩形の長辺がスライス方向に沿うように配置された第１電極層７２ａ”の上に配置されており、第１電極層７２ａ”は第１電極層７２ａ’により第１電極層７２ａに接続されている。同様に、第２電極層８２ａと第１電極層７３ａは導通している。第２電極層８３ａは、長手方向がスライス方向に沿うように配置された第１電極線７４ａの上に配置される。この第１電極線７４ａは、信号電極線Ｌ２の一部を構成する。
【０１１０】
なお、第１電極層７１ａ、７１ｂ、第１電極層７２ａ〜７２ａ”、第１電極層７３ａ〜７３ａ”、第１電極層７２ｂ〜７２ｂ”、第１電極層７３ｂ〜７３ｂ”は、便宜的に分割したもの（図１４において点線で示す）であり、それぞれ１つの電極層（実線で示す）で構成される。
【０１１１】
直列接続された圧電体層９１ａ〜９３ａは、その電極層に挟まれた部分の面積が同一である。この場合、圧電体層９１ａ〜９３ａを挟む電極間に印加される電圧は等しく、出射される超音波の位相や音圧も同一となる。そのため、スキャン方向に等間隔に配置された素子から同一位相・同一音圧の超音波が出射されることになるので、スキャン方向におけるビームプロファイルを向上できる。
【０１１２】
同様に、圧電体層９１ａ〜９３ａ及びその上下の電極層は、第２行の直列接続された３個の超音波トランスデューサー素子を構成する。第１電極層７１ｂは、信号電極線Ｌ１の一部を構成する。第１電極線７４ｂは、信号電極線Ｌ２の一部を構成する。
【０１１３】
なお、上記では平面視において圧電体層（９１ａ〜９３ａ等）が矩形であり、その矩形の長辺がスライス方向に沿っている配置を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、例えば圧電体層は正方形（略正方形）等であってもよい。
【０１１４】
５．ヘッドユニット
図１６に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス２００が搭載されるヘッドユニット２２０の構成例を示す。図１６に示すヘッドユニット２２０は、超音波トランスデューサーデバイス２００（以下では「素子チップ」とも呼ぶ）、接続部２１０、支持部材２５０を含む。
【０１１５】
素子チップ２００は、超音波トランスデューサー素子アレイ１００と、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（信号端子ＸＡ１（ＣＨ１）〜ＸＡ３（ＣＨ６４））と、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（信号端子ＸＢ１（ＣＨ１）〜ＸＢ３（ＣＨ６４））と、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１９の処理装置３３０）と電気的に接続される。
【０１１６】
接続部２１０は、プローブ本体とヘッドユニット２２０とを電気的に接続するものである。接続部２１０は、素子チップ２００の第１の辺側に設けられる第１のフレキシブル基板１３０と、端子群（複数の接続端子）を有するコネクター４２１と、素子チップ２００の第２の辺側に設けられる第２のフレキシブル基板１４０と、端子群（複数の接続端子）を有するコネクター４２２と、を有する。フレキシブル基板１３０には、第１のチップ端子群とコネクター４２１の端子群とを接続する配線群（複数の信号線）が形成される。フレキシブル基板１４０には、第２のチップ端子群とコネクター４２２の端子群とを接続する配線群（複数の信号線）が形成される。
【０１１７】
以上のように、接続部２１０を設けることで、プローブ本体とヘッドユニット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。
【０１１８】
さて、素子チップ２００の信号端子に印加された送信信号は、素子の容量成分や電極線の配線抵抗の影響により、チャンネル内において信号端子から離れるに従って位相が遅延し、振幅が小さくなる。そのため、チャンネルの一端のみから送信信号を印加すると、スライス方向において超音波のビームプロファイルに偏りが生じる。この点、本実施形態では第１、第２のフレキシブル基板１３０、１４０を設けることで、信号電極線の両端から送信信号を入力できる。これにより、スライス方向におけるビームプロファイルの偏りを抑制できる。
【０１１９】
図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１７（Ｃ）に、ヘッドユニット２２０の詳細な構成例を示す。図１７（Ａ）は支持部材２５０の第２の面ＳＦ２側を示し、図１７（Ｂ）は支持部材２５０の第１の面ＳＦ１側を示し、図１７（Ｃ）は支持部材２５０の側面側を示す。
【０１２０】
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、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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
図１７（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２７０（保護膜）が設けられる。保護部材２７０は、例えば音響整合層や音響レンズ等を兼ねてもよい。
【０１２３】
６．超音波プローブ
図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）に、上記のヘッドユニット２２０が適用される超音波プローブ３００（プローブ）の構成例を示す。図１８（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１８（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。
【０１２４】
プローブヘッド３１０は、ヘッドユニット２２０、被検体と接触する接触部材２３０及びヘッドユニット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。
【０１２５】
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、ヘッドユニット側コネクター４２５（又はプローブヘッド側コネクター）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。
【０１２６】
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、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、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。
【０１２７】
７．超音波画像装置
図１９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、超音波トランスデューサーユニット３０１を含む。超音波トランスデューサーユニット３０１は、ヘッドユニット２２０（超音波ヘッドユニット）、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。
【０１２８】
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。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。
【０１２９】
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送信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。
【０１３０】
なお、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイスは、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。
【０１３１】
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。また超音波トランスデューサーデバイス、超音波トランスデューサーユニット、ヘッドユニット、超音波プローブ、超音波画像装置及び超音波トランスデューサーデバイスの制御方法の構成・動作等も、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】
【０１３２】
１０  超音波トランスデューサー素子、２１  第１電極層、２２  第２電極層、
３０  圧電体層、４０  開口、５０  振動膜、６０  基板、
７１ａ〜７４ａ，７２ａ’，７３ａ’，７２ａ”，７３ａ”  第１電極層、
８１ａ〜８３ａ  第２電極層、９１ａ〜９３ａ  圧電体層、
１００  超音波トランスデューサー素子アレイ、
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、２１０  接続部、
２２０  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、２７０  保護部材、
３００  超音波プローブ、３０１  超音波トランスデューサーユニット、
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、
４２１，４２２  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、
ＥＧ１〜ＥＧ４  素子群、Ｌ１〜Ｌ５  信号電極線、
ＵＥ  超音波トランスデューサー素子、
Ｘ１〜Ｘ５、ＸＡ１〜ＸＡ５、ＸＢ１〜ＸＢ５  信号端子
【図１】
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【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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【図１９】
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