(57)【要約】超音波ユニット３０は、下部電極１１Ａとメンブレン１８を構成する上部電極１６Ａとがキャビティ１３を介して対向配置しているＮ個のセル９を含む複数のエレメント６０を具備し、エレメント６０が、Ｎ１個の第１のセル９Ａと、第１のセル９Ａよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２のセル９Ｂを有する。
2013187158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置しているＮ個の超音波振動子セルを含む複数の超音波振動子エレメントを具備し、
前記超音波振動子エレメントが、Ｎ１個の第１の超音波振動子セルと、前記第１の超音波振動子セルよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２の超音波振動子セルを有することを特徴とする超音波ユニット。
【請求項２】
前記第１の超音波振動子セルの上部電極と前記第２の超音波振動子セルの上部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルの下部電極と前記第２の超音波振動子セルの下部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルおよび前記第２の超音波振動子セルが送信および受信に使用されることを特徴とする請求項１に記載の超音波ユニット。
【請求項３】
前記第１の超音波振動子セルが送信感度ＳＴ１、受信感度ＳＲ１であり、前記第２の超音波振動子セルが送信感度ＳＴ２（但し、ＳＴ１＞ＳＴ２）、受信感度ＳＲ２（但し、ＳＲ１＜ＳＲ２）であり、以下の式を満足することを特徴とする請求項２に記載の超音波ユニット。
０．９Ｘ≦Ｎ１≦１．１Ｘ
但し、
2013187158.tif 000035
【請求項４】
前記第１の超音波振動子セルが面積Ａ１の送信専用セルであり、前記第２の超音波振動子セルが面積Ａ２（但し、Ａ１≠Ａ２）の受信専用セルであり、以下の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の超音波ユニット。
０．９Ｙ≦Ｎ１≦１．１Ｙ
但し、
2013187158.tif 000036
【請求項５】
前記第１の超音波振動子セルが送信感度ＳＴ１、受信感度ＳＲ１、面積がＡ１であり、前記第２の超音波振動子セルが、送信感度ＳＴ２（但し、ＳＴ１＞ＳＴ２）、受信感度ＳＲ２（但し、ＳＲ１＜ＳＲ２）、面積Ａ２（但し、Ａ１≠Ａ２）であり、以下の式を満足することを特徴とする請求項２に記載の超音波ユニット。
０．９Ｚ≦Ｎ１≦１．１Ｚ
但し、
2013187158.tif 000037
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超音波ユニットを有する先端部を具備することを特徴とする超音波内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の静電容量型の超音波振動子セルを有する超音波ユニットおよび前記超音波ユニットを具備する超音波内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検物に超音波を照射し、エコー信号から体内の状態を画像化して診断する超音波診断法が普及している。超音波診断法に用いられる超音波診断装置の１つに超音波内視鏡がある。超音波内視鏡は、体内へ挿入される挿入部の先端部に超音波ユニットが配設されている。超音波ユニットは電気信号を超音波に変換し体内へ送信し、また体内で反射した超音波を受信して電気信号に変換する機能を有する。【０００３】
超音波ユニットには超音波振動子として、圧電セラミックス材料（例えばＰＺＴ：チタン酸ジルコン酸鉛）を用いた圧電型超音波振動子、またはＭＥＭＳ技術を用いて製造される静電容量型超音波振動子（Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducer：ｃ−ＭＵＴ）が使用されている。【０００４】
ｃ−ＭＵＴ型セルは、下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置している。セルの電極間に電圧が印加されると静電力によりメンブレンが変形して超音波が発生する。一方、被写体で反射した反射超音波（エコー）がセルに入射すると、メンブレンが変形するため、電極間の静電容量を測定することにより超音波が受信される。【０００５】
ここで、セルの送信感度を高くすることと、受信感度を高くすることとは、相反する。このため、例えば、日本国特表２００５−２１０２６４号公報には、送信感度を重視した構造の送信専用セルと、受信感度を重視した構造の受信専用セルと、を有する超音波ユニットが開示されている。【０００６】
しかし、従来の超音波ユニットでは、送信専用セルまたは受信専用セルは、それぞれ送信または受信にしか使われず、さらに個数および占有面積が同じであった。このため、送受信効率という観点からは十分に高い特性を有するとは言えなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、送受信感度が高い超音波ユニットおよび送受信感度が高い超音波内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態の超音波ユニットは、下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置しているＮ個の超音波振動子セルを含む複数の超音波振動子エレメントを具備し、前記超音波振動子エレメントが、Ｎ１個の第１の超音波振動子セルと、前記第１の超音波振動子セルよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２の超音波振動子セルと、を有する。【０００９】
また本発明の別の実施形態の超音波内視鏡は、下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置しているＮ個の超音波振動子セルを含む複数の超音波振動子エレメントを具備し、前記超音波振動子エレメントが、Ｎ１個の第１の超音波振動子セルと、前記第１の超音波振動子セルよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２の超音波振動子セルと、を有する超音波ユニットを具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の超音波内視鏡を説明するための外観図である。
【図２】第１実施形態の超音波内視鏡の先端部の構成を説明するための斜視図である。
【図３】第１実施形態の超音波ユニットを説明するための斜視図である。
【図４】第１実施形態の超音波ユニットの超音波振動子エレメントを説明するための斜視図である。
【図５】第１実施形態の超音波ユニットの超音波振動子セルの構造を説明するための断面図である。
【図６】第１実施形態の超音波ユニットのエレメントの超音波振動子セルの配置等を説明するための上面図である。
【図７】第２実施形態の超音波ユニットのエレメントの超音波振動子セルの配置等を説明するための上面図である。
【図８】第３実施形態の超音波ユニットのエレメントの超音波振動子セルの配置等を説明するための上面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して第１実施形態の超音波ユニット３０および超音波ユニット３０を有する超音波内視鏡２について説明する。なお、図はいずれも説明のための模式図であり、構成要素の数、大きさ、および大きさ等の比率等は実際とは異なる。【００１２】
＜超音波内視鏡システムの構成＞
図１に示すように、超音波内視鏡２は、超音波観測装置３およびモニタ４とともに超音波内視鏡システム１を構成する。超音波内視鏡２は、体内に挿入される細長の挿入部４１と、挿入部４１の基端に配された操作部４２と、操作部４２の側部から延出したユニバーサルコード４３と、を具備する。【００１３】
ユニバーサルコード４３の基端部には、光源装置（不図示）に接続されるコネクタ４４Ａが配設されている。コネクタ４４Ａからは、カメラコントロールユニット（不図示）にコネクタ４５Ａを介して着脱自在に接続されるケーブル４５と、超音波観測装置３にコネクタ４６Ａを介して着脱自在に接続されるケーブル４６と、が延出している。超音波観測装置３にはモニタ４が接続される。【００１４】
挿入部４１は、先端側から順に、先端部４７と、先端部４７の後端に位置する湾曲部４８と、湾曲部４８の後端に位置して操作部４２に至る細径かつ長尺で可撓性を有する可撓管部４９と、を連設して構成されている。そして、先端部４７には、超音波ユニット３０が配設されている（図５参照）。【００１５】
操作部４２には、湾曲部４８を所望の方向に湾曲制御するアングルノブ４２Ａと、送気および送水操作を行う送気送水ボタン４２Ｂと、吸引操作を行う吸引ボタン４２Ｃと、後述する体内に導入する穿刺針等を有する処置具の入り口となる処置具挿入口４２Ｄ等と、が配設されている。【００１６】
そして、図２に示すように、超音波内視鏡２の超音波ユニット３０が配設された先端部４７には、照明光学系を構成する照明用レンズカバー３１と、観察光学系の観察用レンズカバー３２と、鉗子口３３と、図示しない送気送水ノズルと、が配設されている。後述するように、超音波ユニット３０は複数の超音波振動子エレメント（以下、「エレメント」という）６０を有する。【００１７】
図３に示すように、外部電極６２Ａは、ケーブル８０の導線８１Ａと接続され、外部電極６２Ｂはケーブル８０の導線８１Ｂと接続されている。【００１８】
図４に示すように、超音波を送受信する基本単位であるエレメント６０は、第１の主面６０ＳＡと、第１の主面６０ＳＡと対向する第２の主面６０ＳＢと、を有する。そして、エレメント６０の第１の主面６０ＳＡの略中央部には超音波を送受信する送受信部６１が形成されており、第１の主面６０ＳＡの両端部には外部電極６２Ａ、６２Ｂが配設されている。後述するように、エレメント６０は複数の超音波振動子セル（以下、「セル」という）９を有する。【００１９】
図５に示すように、エレメント６０のセル９は、基体であるシリコン基板１０上に、順に積層された、下部電極層１１と、下部絶縁層１２と、キャビティ１３と、その支持層１４と、上部絶縁層１５と、上部電極層１６と、保護層１７と、を有する。なお、図５は１個のセル９の断面構造で示しているが、一般的には数十個〜数千個のセル９が１個のエレメント６０を構成している。【００２０】
下部電極層１１は、複数の下部電極１１Ａと、下部電極１１Ａの縁辺部から延設している複数の下部電極配線（不図示）と、を有する。下部電極層１１は、同じエレメント６０の他のセル９の下部電極１１Ａを接続している。上部電極層１６は、複数の上部電極１６Ａと、上部電極１６Ａから延設している複数の上部電極配線（不図示）と、を有する。上部電極層１６は、同じエレメント６０の他のセル９の上部電極１６Ａを接続している。そして、それぞれのセル９は、キャビティ１３を介して対向配置している下部電極１１Ａと上部電極１６Ａとを有する。【００２１】
以上の説明のように、同じエレメント６０に配置された複数のセル９の全ての下部電極１１Ａは互いに接続されており、全ての上部電極１６Ａも互いに接続されている。そして下部電極層１１には、駆動電圧が印加され、上部電極層１６は接地電位となっている。【００２２】
エレメント６０の下部電極層１１と上部電極層１６との間にパルス電圧が印加されると、静電力により上部電極１６Ａを含むメンブレン（振動部）１８が振動することで、超音波が発生する。また外部から超音波が入射するとメンブレン１８が変形し下部電極層１１と上部電極層１６との間隔が変化するため、静電容量の変化から超音波を電気信号に変換する。【００２３】
図６に示すように、超音波ユニット３０では、エレメント６０のＮ個のセル９は、Ｎ１ａ個の第１のセル９Ａと、Ｎ２ａ個の第２のセル９Ｂと、を含む（但し、Ｎ１ａ≠Ｎ２ａ）。第２のセル９Ｂは、第１のセル９Ａよりも受信感度が高く送信感度が低い。すなわち、第１のセル９Ａが送信感度ＳＴ１ａ、受信感度ＳＲ１ａであり、第２のセル９Ｂが送信感度ＳＴ２ａ（但し、ＳＴ１ａ＞ＳＴ２ａ）、受信感度ＳＲ２ａ（但し、ＳＲ１ａ＜ＳＲ２ａ）である。セル９の送信感度および受信感度は、例えば、メンブレン１８の厚さを変えることで、送信または受信に最適化することができる。【００２４】
以下、超音波ユニット３０（エレメント６０）の送受信感度Ｓを、送信感度ＳＴ（単位：Ｐａ／Ｖ）と受信感度ＳＲ（単位：Ｖ／Ｐａ）との積と定義し、送受信感度Ｓが最大となる条件を理論的に導きだす。【００２５】
エレメント６０のセル９の総数Ｎａ、セル９Ａの個数Ｎ１ａ、セル９Ｂの個数Ｎ２ａは、以下の（式１１）で示される。【００２６】
（式１１）
2013187158.tif 000003
そして、エレメント６０の送信感度ＳＴａは、（式１２）で示される。【００２７】
（式１２）
2013187158.tif 000004
一方、エレメント６０の受信感度ＳＲａは、（式１３）で示される。【００２８】
（式１３）
2013187158.tif 000005
すなわち、超音波ユニット３０（エレメント６０）では、送信感度が高く受信感度の低い第１のセル９Ａおよび送信感度が低く受信感度が高い第２のセル９Ｂが、共に、送信および受信に使用される。【００２９】
既に説明したように、エレメント６０の送受信感度Ｓａは、（式１４）で定義される。【００３０】
（式１４）
2013187158.tif 000006
（式１４）より、最大の送受信感度Ｓａとなる第１のセル９Ａの数Ｎ１ａは、（式１５）で示される。【００３１】
（式１５）
2013187158.tif 000007
なお、最大の送受信感度Ｓａとなる第２のセル９Ｂの数Ｎ２ａは、（式１６）で示される。【００３２】
（式１６）
2013187158.tif 000008
すなわち、第１のセル９Ａの数Ｎ１ａが（式１５）に示すように、第２のセル９Ｂの数Ｎ２ａが（式１６）に示すように構成されたエレメント６０は送受信感度Ｓａが最大となる。【００３３】
以上の説明のように、超音波ユニット３０は、送信に適した第１のセル９Ａと受信に適した第２のセル９Ｂとの両方を用いて、送信および受信を行う。このため、送信に適した第１のセル９Ａだけを用いて送信を行う従来の超音波ユニットよりも送信感度が高い。同様に受信に適した第２のセル９Ｂだけを用いて受信を行う従来の超音波ユニットよりも受信感度が高い。【００３４】
さらに、（式１５）で示される数の第１のセル９Ａ、および（式１６）で示される数の第２のセル９Ｂを有する超音波ユニット３０は、送受信感度が高い。そして、超音波ユニット３０を具備する超音波内視鏡２は送受信感度が高い。【００３５】
なお、セル９の数（比率）は、厳密に（式１５）等で示される数に限定されるものではなく、エレメント内での配置等の関係から、（式１５）等で示される数から±１０％の範囲内であればよい。【００３６】
すなわち、（式１５）で示される数（Ｘ）に対して、第１のセル９Ａの数Ｎ１ａは以下の（式１５Ａ）を満たしていればよい。【００３７】
（式１５Ａ）
０．９Ｘ≦Ｎ１ａ≦１．１Ｘ
以下、具体例として、ＳＴ２ａ＝１／２ＳＴ１ａ、ＳＲ２ａ＝３ＳＲ１ａの場合について例示する。【００３８】
（式１５）および（式１６）より、第１のセル９Ａの数Ｎ１ａ、第２のセル９Ｂの数Ｎ２ａは（式１７）、（式１８）のようになる。【００３９】
（式１７）
2013187158.tif 000009
（式１８）
2013187158.tif 000010
すなわち、エレメント６０の複数のセル９の個数を、２５％が第１のセル９Ａ、７５％が第２のセル９Ｂとなるように設定することで、送受信効率は最大となる。【００４０】
なお、第１のセル９Ａの個数Ｎ１ａが、複数のセル９の個数Ｎａの２２．５％（２５×０．９）以上２７．５％（２５×１．１）以下であれば、効果があることは既に説明した通りである。【００４１】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の超音波ユニット３０ｂおよび超音波内視鏡２ｂについて説明する。超音波ユニット３０ｂ等は、超音波ユニット３０等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００４２】
超音波ユニット３０ｂのエレメント６０ｂでは、個数Ｎ１ｂの第１のセル９Ａｂが占有面積Ａ１ｂの送信専用セルであり、個数Ｎ２ｂの第２のセル９Ｂｂが占有面積Ａ２ｂ（但し、Ａ１ｂ≠Ａ２ｂ）の受信専用セルである。【００４３】
すなわち、超音波ユニット３０ｂでは、エレメント６０ｂに配置された駆動電位電極である第１のセル９Ａｂの下部電極と第２のセル９Ｂｂの下部電極とは接続されていない。なお、接地電位電極である第１のセル９Ａｂの上部電極と第２のセル９Ｂｂの上部電極とは接続されていてもよい。【００４４】
エレメント６０ｂにおいて第１のセル９Ａｂおよび第２のセル９Ｂｂを配置する送受信部６１の面積をＡ、エレメント６０ｂを構成する超音波セルの数の総和をＮｂとおくと（式２１）および（式２２）の関係が成り立つ。【００４５】
（式２１）
2013187158.tif 000011
（式２２）
2013187158.tif 000012
すなわち、セル９ｂの占有面積とは、例えば個々のキャビティの直径等を意味するものではなく、図７に示すように、エレメント６０に配置した場合の中心と周囲の他のセル９ｂの中心との中間点を結ぶ線で囲まれる部分の面積である。【００４６】
（式２２）を変形すると（式２３）となる。【００４７】
（式２３）
2013187158.tif 000013
第１のセル９Ａｂの送信感度をＳＴｂ、第２のセル９Ｂｂの受信感度をＳＲｂとすると、エレメント６０ｂの送受信感度Ｓｂは、（式２４）で示される。【００４８】
（式２４）
2013187158.tif 000014
（式２４）から、第１のセル９Ａｂの数Ｎ１ｂが、（式２５）を満たす場合に送受信感度Ｓｂが最大となることが明らかである。【００４９】
（式２５）
2013187158.tif 000015
なお、この場合の第２のセル９Ｂｂの数Ｎ２ｂは、（式２６）で示される。【００５０】
（式２６）
2013187158.tif 000016
したがって、超音波セル９Ａｂ、９Ｂｂの数の比より（式２７）が得られる。【００５１】
（式２７）
2013187158.tif 000017
（式２２）および（式２７）より、超音波セル９Ａｂ、９Ｂｂの数の関係は（式２８）の通りとなる。【００５２】
（式２８）
2013187158.tif 000018
よって、超音波ユニット３０ｂでは送受信感度Ｓｂが最大となるのは、（式２９）を満足する場合である。【００５３】
（式２９）
2013187158.tif 000019
なお、送受信感度Ｓｂが最大となる第２のセル９Ｂｂの数Ｎ２ｂは、（式３０）で示される。【００５４】
（式３０）
2013187158.tif 000020
また、セル９の数（比率）は、厳密に（式２９）等で示される数に限定されるものではなく、エレメント内での配置等の関係から、（式２９）等で示される数から±１０％の範囲内であればよい。【００５５】
すなわち、（式２９）で示される数（Ｙ）に対して、第１のセル９Ａｂの数Ｎ１ｂは以下の（式２９Ａ）を満たしていればよい。【００５６】
０．９Ｙ≦Ｎ１ｂ≦１．１Ｙ  （式２９Ａ）
以下、具体例として、第２のセル９Ｂｂの面積Ａ２ｂが第１のセル９Ａｂの面積Ａ１ｂの２倍、すなわちＡ２ｂ＝２Ａ１ｂであった場合について説明する。（式２９）および（式３０）より、送受信感度Ｓｂが最大第１のセル９Ａｂの数Ｎ１ｂ、第２のセル９Ｂｂの数Ｎ２ｂは、（式３１）、（式３２）で示される。【００５７】
（式３１）
2013187158.tif 000021
（式３２）
2013187158.tif 000022
すなわち、エレメント６０の複数のセル９の個数を、２／３が第１のセル９Ａとし、１／３が第２のセル９Ｂとなるように設定することで、送受信効率は最大となる。【００５８】
なお、第１のセル９Ａｂの個数Ｎ１ｂが、複数のセル９の個数Ｎｂの６０％（（２／３）×０．９）以上７３．３％（（２／３）×１．１）以下であれば効果があることは既に説明した通りである。【００５９】
以上の説明のように、超音波ユニット３０ｂは、送信専用の第１のセル９Ａｂだけを用いて送信を行い、受信専用の第２のセル９Ｂｂだけを用いて受信を行う。しかし、従来の超音波ユニットとは異なり、第１のセル９Ａｂの占有面積Ａ１ｂと、第２のセル９Ｂｂの占有面積Ａ２ｂと、が異なる。【００６０】
上記で説明したように、送信専用セルおよび受信専用セルを有するエレメント６０ｂでは、送受信感度の最大値となるセルの個数（比率）は、送信感度または受信感度は関係がない。【００６１】
そして、それぞれのエレメント６０ｂが（式３１）、（式３２）で示される数のセル９Ａｂ、９Ｂｂを有する超音波ユニット３０ｂは、送受信感度が高い。そして、超音波ユニット３０ｂを具備する超音波内視鏡２ｂは、送受信感度が高い。【００６２】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の超音波ユニット３０ｃおよび超音波内視鏡２ｃについて説明する。超音波ユニット３０ｃ等は、超音波ユニット３０等と類似しているので、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００６３】
超音波ユニット３０ｃのエレメント６０ｃは、超音波セルが配置可能な部分の面積をＡｃ、第１のセル９Ａｃが送信感度ＳＴ１ｃ、受信感度ＳＲ１ｃ、面積がＡ１ｃであり、第２のセル９Ａｃが、送信感度ＳＴ２ｃ（但し、ＳＴ１ｃ＞ＳＴ２ｃ）、受信感度ＳＲ２ｃ（但し、ＳＲ１ｃ＜ＳＲ２ｃ）、面積Ａ２ｃ（但し、Ａ１ｃ≠Ａ２ｃ）である。【００６４】
すなわち、（式４１）が成り立つ。【００６５】
（式４１）
2013187158.tif 000023
（式４１）を変形すると、（式４２）が得られる。【００６６】
（式４２）
2013187158.tif 000024
エレメント６０ｃの送信感度ＳＴｃは（式４３）で示される。【００６７】
（式４３）
2013187158.tif 000025
一方、エレメント６０ｃの受信感度ＳＲｃは（式４４）で示される。【００６８】
（式４４）
2013187158.tif 000026
そして、エレメント６０ｃの送受信感度Ｓｃは（式４５）で示される。【００６９】
（式４５）
2013187158.tif 000027
ここで、α、β、γを、以下のように定義する。【００７０】
2013187158.tif 000028
それにより、送受信感度Ｓｃは（式４６）で表される。【００７１】
（式４６）
2013187158.tif 000029
（式４６）から、第１のセル９Ａｃの数Ｎ１ｃが（式４７）を満たす場合に、送受信感度Ｓｃは最大となることは明らかである。【００７２】
（式４７）
2013187158.tif 000030
一方、送受信感度Ｓｃは最大となる第２のセル９Ｂｃの数Ｎ２ｃは、（式４８）で示される。【００７３】
（式４８）
2013187158.tif 000031
したがって、それぞれのセルの数の比より（式４９）が得られる。【００７４】
（式４９）
2013187158.tif 000032
エレメント６０ｃを構成するセルの数の総和をＮｃとすると（式５０）および（式５１）が成り立つ。【００７５】
（式５０）
2013187158.tif 000033
（式５１）
2013187158.tif 000034
第１のセル９Ａｃの数ＮＴｃおよび第２のセル９Ｂｃの数ＮＲｃが、（式５０）および（式５１）を満たすエレメント６０ｃ（超音波ユニット３０ｃ）は送受信感度Ｓｃが最大となる。【００７６】
また、セル９の数（比率）は、厳密に（式５０）等で示される数に限定されるものではなく、エレメント内での配置等の関係から、（式５０）等で示される数から±１０％の範囲内であればよい。【００７７】
すなわち、（式５０）で示される数（Ｚ）に対して、第１のセル９Ａｃの数Ｎ１ｃは以下の（式５０Ａ）を満たしていればよい。【００７８】
Ｚ・０．９≦Ｎ１ｃ≦Ｚ・１．１  （式５０Ａ）
例えば、Ｎｃ＝１０００、送信感度ＳＴ１ｃ＝１００Ｐａ／Ｖ、送信感度ＳＴ２ｃ＝２０Ｐａ／Ｖ、受信感度ＳＲ１ｃ＝３００ｐＶ／Ｐａ、受信感度ＳＲ２ｃ＝９００ｐＶ／Ｐａ、面積Ａｃ＝４．２ｍｍ２、面積Ａ１ｃ＝４０００μｍ２、Ａ２ｃ＝５０００μｍ２の場合は、Ｎ１ｃ＝８００、Ｎ２ｃ＝２００、となる。【００７９】
なお、第１のセル９Ａｃの個数Ｎ１ｃが、７２０（８００×０．９）以上８８０（８００×１．１）以下であれば効果があることは既に説明した通りである。【００８０】
超音波ユニット３０ｃは、超音波ユニット３０、３０ｂの効果を併せ持つため、送受信感度が、より高い。そして超音波ユニット３０ｃを具備する超音波内視鏡２ｃは送受信感度が、より高い。【００８１】
本発明は、上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。【００８２】
本出願は、２０１２年６月１１日に日本国に出願された特願２０１２−１３２０２６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１】
2013187158.tif 000038
【図２】
2013187158.tif 000039
【図３】
2013187158.tif 000040
【図４】
2013187158.tif 000041
【図５】
2013187158.tif 000042
【図６】
2013187158.tif 000043
【図７】
2013187158.tif 000044
【図８】
2013187158.tif 000045
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月6日(2015.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の実施形態の超音波ユニットは、下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置しているＮ個の超音波振動子セルを含む複数の超音波振動子エレメントを具備し、前記超音波振動子エレメントが、Ｎ１個の第１の超音波振動子セルと、前記第１の超音波振動子セルよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２の超音波振動子セルと、を有し、前記第１の超音波振動子セルの上部電極と前記第２の超音波振動子セルの上部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルの下部電極と前記第２の超音波振動子セルの下部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルおよび前記第２の超音波振動子セルが送信および受信に使用される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また本発明の別の実施形態の超音波内視鏡は、下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置しているＮ個の超音波振動子セルを含む複数の超音波振動子エレメントを具備し、前記超音波振動子エレメントが、Ｎ１個の第１の超音波振動子セルと、前記第１の超音波振動子セルよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２の超音波振動子セルと、を有し、前記第１の超音波振動子セルの上部電極と前記第２の超音波振動子セルの上部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルの下部電極と前記第２の超音波振動子セルの下部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルおよび前記第２の超音波振動子セルが送信および受信に使用される超音波ユニットを具備する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
挿入部４１は、先端側から順に、先端部４７と、先端部４７の後端に位置する湾曲部４８と、湾曲部４８の後端に位置して操作部４２に至る細径かつ長尺で可撓性を有する可撓管部４９と、を連設して構成されている。そして、先端部４７には、超音波ユニット３０が配設されている（図２参照）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
操作部４２には、湾曲部４８を所望の方向に湾曲制御するアングルノブ４２Ａと、送気および送水操作を行う送気送水ボタン４２Ｂと、吸引操作を行う吸引ボタン４２Ｃと、体内に導入する穿刺針等を有する処置具の入り口となる処置具挿入口４２Ｄ等と、が配設されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
（式３１）
2013187158.tif 000046
（式３２）
2013187158.tif 000047
すなわち、エレメント６０の複数のセル９の個数を、２／３が第１のセル９Ａｂとし、１／３が第２のセル９Ｂｂとなるように設定することで、送受信効率は最大となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
超音波ユニット３０ｃのエレメント６０ｃは、超音波セルが配置可能な部分の面積をＡｃ、第１のセル９Ａｃが送信感度ＳＴ１ｃ、受信感度ＳＲ１ｃ、面積がＡ１ｃであり、第２のセル９Ｂｃが、送信感度ＳＴ２ｃ（但し、ＳＴ１ｃ＞ＳＴ２ｃ）、受信感度ＳＲ２ｃ（但し、ＳＲ１ｃ＜ＳＲ２ｃ）、面積Ａ２ｃ（但し、Ａ１ｃ≠Ａ２ｃ）である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
（式５０）
2013187158.tif 000048
（式５１）
2013187158.tif 000049
第１のセル９Ａｃの数Ｎ1Ｃおよび第２のセル９Ｂｃの数Ｎ2Ｃが、（式５０）および（式５１）を満たすエレメント６０ｃ（超音波ユニット３０ｃ）は送受信感度Ｓｃが最大となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置しているＮ個の超音波振動子セルを含む複数の超音波振動子エレメントを具備し、
前記超音波振動子エレメントが、Ｎ１個の第１の超音波振動子セルと、前記第１の超音波振動子セルよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２の超音波振動子セルを有し、
前記第１の超音波振動子セルの上部電極と前記第２の超音波振動子セルの上部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルの下部電極と前記第２の超音波振動子セルの下部電極とが接続されており、前記第１の超音波振動子セルおよび前記第２の超音波振動子セルが送信および受信に使用されることを特徴とする超音波ユニット。
【請求項２】
前記第１の超音波振動子セルが送信感度ＳＴ１、受信感度ＳＲ１であり、前記第２の超音波振動子セルが送信感度ＳＴ２（但し、ＳＴ１＞ＳＴ２）、受信感度ＳＲ２（但し、ＳＲ１＜ＳＲ２）であり、以下の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の超音波ユニット。
０．９Ｘ≦Ｎ１≦１．１Ｘ
但し、
2013187158.tif 000050
【請求項３】
下部電極とメンブレンを構成する上部電極とがキャビティを介して対向配置しているＮ個の超音波振動子セルを含む複数の超音波振動子エレメントを具備し、
前記超音波振動子エレメントが、Ｎ１個の第１の超音波振動子セルと、前記第１の超音波振動子セルよりも受信感度が高く送信感度の低いＮ２個（但し、Ｎ１≠Ｎ２、Ｎ１＋Ｎ２＝Ｎ）の第２の超音波振動子セルを有し、
前記第１の超音波振動子セルが面積Ａ１の送信専用セルであり、前記第２の超音波振動子セルが面積Ａ２（但し、Ａ１≠Ａ２）の受信専用セルであり、以下の式を満足することを特徴とする超音波ユニット。
０．９Ｙ≦Ｎ１≦１．１Ｙ
但し、
2013187158.tif 000051
【請求項４】
前記第１の超音波振動子セルが送信感度ＳＴ１、受信感度ＳＲ１、面積がＡ１であり、前記第２の超音波振動子セルが、送信感度ＳＴ２（但し、ＳＴ１＞ＳＴ２）、受信感度ＳＲ２（但し、ＳＲ１＜ＳＲ２）、面積Ａ２（但し、Ａ１≠Ａ２）であり、以下の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の超音波ユニット。
０．９Ｚ≦Ｎ１≦１．１Ｚ
但し、
2013187158.tif 000052
【請求項５】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超音波ユニットを有する先端部を具備することを特徴とする超音波内視鏡。
【国際調査報告】
2013187158.tif 000053
2013187158.tif 000054
2013187158.tif 000055
2013187158.tif 000056