(57)【要約】【課題】焦点深さが変更可能な製造し易い超音波デバイスを提供する。【解決手段】第１方向１５に超音波を発信する第１超音波素子１６が配列する第１基板１１と、第１基板１１と重ねて設置され第１方向１５に超音波を発信する第２超音波素子１８が配列する第２基板１０と、を備え、第２超音波素子１８が発信する超音波は一部の第１超音波素子１６が発信する超音波と重ねて発信される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に超音波を発信する第１超音波素子が配列する第１基板と、
前記第１基板と重ねて設置され前記第１方向に超音波を発信する第２超音波素子が配列する第２基板と、を備え、
前記第２超音波素子が発信する超音波は一部の前記第１超音波素子が発信する超音波と重ねて発信されることを特徴とする超音波デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波デバイスであって、
前記第１超音波素子の第１方向側には超音波を集中させる音響レンズが設置され、
前記第１超音波素子はスライス方向に配列して設置され、
前記第１超音波素子の配列のスライス方向の端側と対向する場所に位置する前記第２超音波素子は前記第１超音波素子が発信する超音波の位相を切り替えて超音波を発信することを特徴とする超音波デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波デバイスであって、
前記第１超音波素子及び前記第２超音波素子を駆動する第１駆動回路を備え、
前記第１駆動回路は前記第１超音波素子を駆動する駆動波形と逆位相の駆動波形で前記第２超音波素子を駆動することを特徴とする超音波デバイス。
【請求項４】
請求項２または３に記載の超音波デバイスであって、
前記第１超音波素子及び前記第２超音波素子を駆動する第１駆動回路を備え、
前記第１駆動回路は前記第１超音波素子を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で前記第２超音波素子を駆動することを特徴とする超音波デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の超音波デバイスであって、
前記第１超音波素子の第１方向側には超音波を集中させる音響レンズが設置され、
前記第１超音波素子はスライス方向に配列して設置され、
前記第１超音波素子の配列のスライス方向の中央側と対向する場所に位置する前記第２超音波素子は前記第１超音波素子が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することを特徴とする超音波デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波デバイスであって、
前記第１超音波素子及び前記第２超音波素子を駆動する第２駆動回路を備え、
前記第２駆動回路は前記第１超音波素子を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で前記第２超音波素子を駆動することを特徴とする超音波デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の超音波デバイスであって、
前記第１超音波素子と前記第２超音波素子との間には超音波を伝搬する伝搬体が設置されていることを特徴とする超音波デバイス。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波デバイスであって、
前記第２基板と重ねて設置され前記第１方向に超音波を発信する第３超音波素子が配列する第３基板を備え、
前記第３超音波素子が発信する超音波は一部の前記第２超音波素子が発信する超音波と重ねて発信されることを特徴とする超音波デバイス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波デバイスであって、
複数の前記第２超音波素子の一部が駆動され、残りは駆動されないことを特徴とする超音波デバイス。
【請求項１０】
超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスを備え、
前記超音波デバイスが請求項１〜９のいずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１１】
超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスと、
前記超音波デバイスが出力する電気信号をデータ信号に変換する変換部と、
前記データ信号を表示する表示部と、を備え、
前記超音波デバイスが請求項１〜９のいずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする超音波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波デバイス、超音波プローブ及び超音波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体の内部に向けて超音波を発信し、被検体の内部で反射した超音波を用いて超音波画像を生成する超音波装置が広く用いられている。反射した超音波は超音波トランスデューサーデバイスにて電気信号に変換される。超音波トランスデューサーデバイスには超音波トランスデューサー素子が多く設置されている。超音波トランスデューサーが出力する電気信号は微弱な信号であり増幅回路にて増幅されて用いられる。以下超音波トランスデューサーデバイスを超音波デバイスと呼ぶことにする。超音波デバイスは電気信号を超音波に変換して発信する。さらに、超音波デバイスは超音波を受信して電気信号に変換する。
【０００３】
超音波デバイスは超音波トランスデューサー素子が配列された基板を備えている。各超音波トランスデューサー素子が発信する超音波の位相を制御することにより超音波デバイスは超音波の進行方向を制御する。また、基板から超音波が進行する方向には音響整合層及び音響レンズが設置されている。音響レンズにより超音波を集中させている。超音波が集中する場所を集中場所またはフォーカス点をという。そして、超音波が進行する束をビームという。
【０００４】
複数素子を１列に配置した１列アレイではスキャン方向（アジマス方向）の開口幅の変更及びビーム形状の制御は電子制御された送信信号により行っている。そして、超音波のビームをスキャン方向に移動する。一方、スライス方向（エレベーション方向）の開口径は固定であり、フォーカス点形成は音響レンズ等により行われる。そして、ビーム形状は固定となる。したがって、フォーカス点近傍では良好な超音波画質が得られるが、フォーカス点の手前ではビーム幅が広がるので画質が劣化する。
【０００５】
超音波プローブとフォーカス点との距離を焦点深さとするとき、焦点深さを変更する方法が特許文献１に開示されている。それによると、超音波プローブの音響レンズの表面に、スライス方向の口径を制限する遮蔽板が設置されている。スライス方向の口径が大きいとき焦点深さが長くなり、スライス方向の口径が小さいとき焦点深さが短くなる。そして、遮蔽板を変更することにより、超音波プローブの焦点深さを変更していた。
【０００６】
また、フォーカス点の位置を電気的に制御する方法が特許文献２に開示されている。それによると、配列した超音波素子毎にスイッチを介して駆動波形を遅延する回路を接続している。そして、スイッチを切り換えることにより各超音波素子が発信するタイミングを調整した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−６７８７５号公報
【特許文献２】特開２００８−２２８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法では遮蔽板を付け替える必要があり操作性が悪い。また、遮蔽板を付け替える装置を付属させるとき、可動機構が必要となるので耐久性が低下する。特許文献２の方法では超音波素子毎にスイッチング素子が必要になるので集積度が高く製造し難い装置構造になっている。そこで、焦点深さが変更可能な製造し易い超音波デバイスが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］
本適用例にかかる超音波デバイスであって、第１方向に超音波を発信する第１超音波素子が配列する第１基板と、前記第１基板と重ねて設置され前記第１方向に超音波を発信する第２超音波素子が配列する第２基板と、を備え、前記第２超音波素子が発信する超音波は一部の前記第１超音波素子が発信する超音波と重ねて発信されることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、超音波デバイスは第１基板及び第２基板を備えている。第２基板は第１基板と重ねて設置されている。第１基板には第１超音波素子が配列され、第１超音波素子は第１方向に超音波を発信する。第２基板には第２超音波素子が配列され、第２超音波素子は第１方向に超音波を発信する。そして、第２超音波素子が発信する超音波は一部の第１超音波素子が発信する超音波と重ねて発信される。
【００１２】
第１超音波素子が発信する超音波を第１超音波とする。第２超音波素子が発信する超音波を第２超音波とする。第１超音波と第２超音波とが同位相のとき、第２超音波は第１超音波を強める。これにより、超音波デバイスが発信する超音波の強度の分布を第１超音波の強度の分布と一部が強い強度の分布との２段階の分布にすることができる。
【００１３】
第１超音波と第２超音波とが逆位相のとき、第２超音波は第１超音波を弱める。これにより、超音波デバイスが発信する超音波の強度の分布を第１超音波の強度の分布と一部が弱い強度の分布との２段階の分布にすることができる。
【００１４】
第２超音波素子を駆動するか否かを制御するだけで超音波デバイスが発信する超音波の分布を切り替えることができる。そして、超音波の分布を切り替えることにより焦点深さを変更できる。そして、各超音波素子を個別に制御するスイッチング回路に代えて第２超音波素子を駆動する簡単な回路で焦点深さを容易に制御することができる。従って、製造し易い超音波デバイスにすることができる。
【００１５】
［適用例２］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第１超音波素子の第１方向側には超音波を集中させる音響レンズが設置され、前記第１超音波素子はスライス方向に配列して設置され、前記第１超音波素子の配列のスライス方向の端側と対向する場所に位置する前記第２超音波素子は前記第１超音波素子が発信する超音波の位相を切り替えて超音波を発信することを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、第１超音波素子はスライス方向に配列して設置されている。そして、第１超音波素子の配列のスライス方向の端側と対向する場所に第２超音波素子が位置する。この第２超音波素子が発信する超音波の位相は第１超音波素子が発信する超音波の位相を切り替えられる。これにより、超音波デバイスが発信する超音波の強度の分布において端側の超音波の強度の分布を切り替えることができる。
【００１７】
第１超音波素子の第１方向側には音響レンズが設置され、音響レンズは超音波を集中させる。超音波の強度の分布を端側が強い強度の分布にしたときに超音波が集中する場所を第１集中場所とする。超音波の強度の分布を端側が弱い強度の分布にしたときに超音波が集中する場所を第２集中場所とする。このとき、第２集中場所を第１集中場所より音響レンズに近い場所にすることができる。従って、超音波デバイスは超音波を集中させる場所を切り替えることができる。
【００１８】
［適用例３］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第１超音波素子及び前記第２超音波素子を駆動する第１駆動回路を備え、前記第１駆動回路は前記第１超音波素子を駆動する駆動波形と逆位相の駆動波形で前記第２超音波素子を駆動することを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、第１駆動回路は第１超音波素子及び第２超音波素子を駆動する。そして、第１駆動回路は第１超音波素子を駆動する駆動波形と逆位相の駆動波形で第２超音波素子を駆動する。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の逆位相になる。従って、第２超音波素子は第１超音波素子が発信する超音波の音圧を弱める超音波を発信することができる。
【００２０】
［適用例４］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第１超音波素子及び前記第２超音波素子を駆動する第１駆動回路を備え、前記第１駆動回路は前記第１超音波素子を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で前記第２超音波素子を駆動することを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、第１駆動回路は第１超音波素子及び第２超音波素子を駆動する。そして、第１駆動回路は第１超音波素子を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で第２超音波素子を駆動する。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の同位相になる。従って、第２超音波素子は第１超音波素子が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することができる。
【００２２】
［適用例５］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第１超音波素子の第１方向側には超音波を集中させる音響レンズが設置され、前記第１超音波素子はスライス方向に配列して設置され、前記第１超音波素子の配列のスライス方向の中央側と対向する場所に位置する前記第２超音波素子は前記第１超音波素子が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、第１超音波素子はスライス方向に配列して設置されている。そして、第１超音波素子の配列のスライス方向の中央側と対向する場所に第２超音波素子が位置する。この第２超音波素子が発信する超音波は第１超音波素子が発信する超音波の音圧を強める。これにより、超音波デバイスが発信する超音波の強度の分布を第１超音波の強度の分布と中央側が強い強度の分布との２段階の分布にすることができる。
【００２４】
第１超音波素子の第１方向側には音響レンズが設置され、音響レンズは超音波を集中させる。第１超音波素子の配列だけから超音波を発信するときに超音波が集中する場所を第１集中場所とする。第１超音波素子の配列に加えて第２超音波素子を駆動させて超音波の強度の分布を中央側が強い強度の分布にしたときに超音波が集中する場所を第３集中場所とする。このとき、第３集中場所を第１集中場所より音響レンズから遠い場所にすることができる。従って、超音波の分布を切り替えることにより焦点深さを変更できる。そして、各超音波素子を個別に制御するスイッチング回路に代えて第２超音波素子を駆動する簡単な回路で焦点深さを容易に制御することができる。従って、製造し易い超音波デバイスにすることができる。
【００２５】
［適用例６］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第１超音波素子及び前記第２超音波素子を駆動する第２駆動回路を備え、前記第２駆動回路は前記第１超音波素子を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で前記第２超音波素子を駆動することを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、第２駆動回路は第１超音波素子及び第２超音波素子を駆動する。そして、第２駆動回路は第１超音波素子を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で第２超音波素子を駆動する。このとき、第２超音波の位相は第１超音波と同位相になる。従って、第２超音波素子は第１超音波素子が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することができる。
【００２７】
［適用例７］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第１超音波素子と前記第２超音波素子との間には超音波を伝搬する伝搬体が設置されていることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、第１超音波素子と第２超音波素子との間には超音波を伝搬する伝搬体が設置されている。伝搬体が設置されることにより、超音波を効率良く第１方向に進行させることができる。従って、効率よく超音波の分布を制御することができる。
【００２９】
［適用例８］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第２基板と重ねて設置され前記第１方向に超音波を発信する第３超音波素子が配列する第３基板を備え、前記第３超音波素子が発信する超音波は一部の前記第２超音波素子が発信する超音波と重ねて発信されることを特徴とする。
【００３０】
本適用例によれば、超音波デバイスは第１基板、第２基板に加えて第３基板を備えている。そして、第３基板は第２基板と重ねて設置される。第３基板では第１方向に超音波を発信する第３超音波素子が配列する。第３超音波素子が発信する超音波を第３超音波とする。超音波デバイスは第１超音波、第２超音波及び第３超音波の位相の組合せを切り替えることができる。そして、各場合において超音波の強度分布を変えることができる。従って、第１基板及び第２基板に第３基板を加えることにより、選択可能な超音波の強度分布の数を多くすることができる。
【００３１】
［適用例９］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、複数の前記第２超音波素子の一部が駆動され、残りは駆動されないことを特徴とする。
【００３２】
本適用例によれば、第２基板には第２超音波素子が配列されている。そして、第２超音波素子の一部が駆動され、残りの第２超音波素子は駆動されない。フォトリソグラフィ法を用いて第２超音波素子を製造することにより、第２超音波素子の個数は製造し易さに影響しない。そして、第２超音波素子と接続する配線パターンを変えることにより駆動される第２超音波素子と駆動されない第２超音波素子を容易に設定することができる。
【００３３】
第２基板の超音波を射出しない場所に孔を形成するときには工程が増える。このときに比べて超音波を射出しない場所に駆動されない第２超音波素子を設置する方が製造しやすい超音波デバイスにすることができる。
【００３４】
［適用例１０］
本適用例にかかる超音波プローブであって、超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスを備え、前記超音波デバイスが上記いずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする。
【００３５】
本適用例によれば、超音波プローブは超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスを備えている。そして、超音波デバイスは上記に記載の超音波デバイスである。上記に記載の超音波デバイスは焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスである。従って、超音波プローブは焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスを備えた装置とすることができる。
【００３６】
［適用例１１］
本適用例にかかる超音波装置であって、超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスと、前記超音波デバイスが出力する電気信号をデータ信号に変換する変換部と、前記データ信号を表示する表示部と、を備え、前記超音波デバイスが上記のいずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする。
【００３７】
本適用例によれば、超音波装置は超音波デバイス、変換部及び表示部を備えている。超音波デバイスが超音波を検出して電気信号を出力する。変換部が電気信号をデータ信号に変換する。そして、表示部がデータ信号を表示する。そして、超音波デバイスには上記の超音波デバイスが用いられている。上記に記載の超音波デバイスは焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスである。従って、超音波装置は焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスを備えた装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式平面図。
【図２】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図３】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図５】第１基板における第１超音波素子の構成を示す模式平面図。
【図６】第２基板における第２超音波素子の構成を示す模式平面図。
【図７】超音波基板における駆動回路の回路図。
【図８】超音波デバイスの回路図。
【図９Ａ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図９Ｂ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図９Ｃ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図９Ｄ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図９Ｅ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図１０】超音波デバイスから発信する超音波の形態を説明するための模式図。
【図１１Ａ】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１１Ｂ】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１１Ｃ】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１１Ｄ】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１２】第２の実施形態にかかわる超音波基板における駆動回路の回路図。
【図１３】超音波デバイスの回路図。
【図１４Ａ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図１４Ｂ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図１４Ｃ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図１４Ｄ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図１４Ｅ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図１５】第３の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図１６】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図１７】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図１８】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図１９】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２０】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２１】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２２】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２３】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２４】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２５】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２６】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２７】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２８】第４の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図２９】超音波基板における駆動回路の回路図。
【図３０】超音波デバイスの回路図。
【図３１Ａ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図３１Ｂ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図３１Ｃ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図３１Ｄ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図３１Ｅ】超音波デバイスの駆動方法を説明するための図。
【図３２】超音波デバイスから発信する超音波の形態を説明するための模式図。
【図３３】第５の実施形態にかかわる超音波基板における駆動回路の回路図。
【図３４】超音波デバイスの回路図。
【図３５】第６の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図３６】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図３７】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図３８】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図３９】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４０】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４１】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４２】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４３】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４４】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４５】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４６】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４７】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４８】第７の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図４９】第１基板における第１超音波素子の構成を示す模式平面図。
【図５０】第２基板における第２超音波素子の構成を示す模式平面図。
【図５１】第３基板における第３超音波素子の構成を示す模式平面図。
【図５２】超音波基板における駆動回路の回路図。
【図５３】超音波デバイスから発信する超音波の形態を説明するための模式図。
【図５４】第８の実施形態にかかわる超音波基板における駆動回路の回路図。
【図５５】第９の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図５６】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図５７】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図５８】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図５９】第１０の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図６０】超音波基板における駆動回路の回路図。
【図６１】第１１の実施形態にかかわる超音波基板における駆動回路の回路図。
【図６２】第１２の実施形態にかかわる超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図６３】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図６４】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図６５】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図６６】超音波デバイスの構造を示す模式側断面図。
【図６７】第１３の実施形態にかかわる超音波装置の構成を示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００４０】
（第１の実施形態）
本実施形態では、超音波デバイスと、この超音波デバイスの製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる超音波デバイスについて図１〜図１０に従って説明する。超音波デバイスは超音波トランスデューサーデバイスとも言われる。超音波デバイスは超音波を被検体の内部に発信する。そして、超音波デバイスは被検体の内部で反射した反射波を受信して、受信した反射波の強度分布を電気信号に変換して出力する。
【００４１】
図１は、超音波デバイスの構造を示す模式平面図である。図２は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図であり、図１のＡＡ線に沿う断面側から見た図である。図３は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図であり、図１のＢＢ線に沿う断面側から見た図である。図１〜図３に示すように、超音波デバイス１は平面形状が長方形の支持基板２を備えている。支持基板２の長手方向をＸ方向とする。支持基板２の平面方向においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。支持基板２の厚み方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は互いに直交する方向になっている。支持基板２は＋Ｚ方向側の面に凹部２ａが設置され、凹部２ａに超音波基板３が設置されている。
【００４２】
超音波基板３はＸ方向に長い長方形の基板であり、超音波基板３の＋Ｚ方向側の面には超音波素子４がマトリックス状に配列して設置されている。超音波素子４の個数や配列数は特に限定されない。本実施形態では説明を解りやすくするために、例えば、超音波基板３では超音波素子４がＸ方向に１２５個配列し、Ｙ方向に９個配列している。
【００４３】
超音波基板３の＋Ｚ方向側の面には一対のフラットケーブル５が設置されている。フラットケーブル５は＋Ｙ方向および−Ｙ方向に延びている。フラットケーブル５には複数の配線が設置され、各配線は超音波素子４と接続されている。
【００４４】
超音波基板３の＋Ｚ方向側では超音波基板３に重ねて音響整合層６及び音響レンズ７がこの順に設置されている。音響整合層６及び音響レンズ７はウィスカが混入されたシリコン樹脂にて形成されている。音響整合層６は音響インピーダンスを調整する層であり、音響整合層６の音響インピーダンスは超音波基板３の音響インピーダンスと音響レンズ７の音響インピーダンスとの間に調整されている。このとき、超音波基板３から発信した超音波が音響レンズ７で反射しにくくなるので効率よく超音波を発信することができる。そして、音響レンズ７を通過する反射波が超音波基板３で反射しにくくなるので超音波基板３は効率良く反射波を受信できる。
【００４５】
音響レンズ７はＸ方向に軸が延びる柱状の凸レンズである。Ｙ方向はスライス方向８やエレベーション方向と言われる方向である。そして、音響レンズ７はＹ方向において超音波を所定の深さの場所に集中させる。Ｘ方向はアジマス方向やスキャン方向９と言われる方向である。Ｘ方向では超音波を発信する超音波素子４の位置を移動することにより超音波の音束を移動させることができる。また、複数の超音波素子４が発信する超音波の位相を制御することによりＸ方向においても超音波を所定の深さの場所に集中させることができる。
【００４６】
図４は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図であり、図３を拡大した図である。図４に示すように、支持基板２上に第２基板１０が設置され、第２基板１０上に第１基板１１が設置されている。超音波基板３は第１基板１１及び第２基板１０から構成されている。
【００４７】
第１基板１１には−Ｚ方向側に開口する凹部１２がマトリックス状に配列して設置されている。凹部１２が設置された場所では第１基板１１の厚み薄くなっている。この薄い場所は振動しやすい振動板１３になっている。振動板１３の＋Ｚ方向側には圧電素子１４が設置されている。圧電素子１４は電圧を印加することにより変形する。そして、圧電素子１４に所定の電圧波形を印加することにより振動板１３を振動させて第１方向１５に超音波を発信することができる。振動板１３及び圧電素子１４等により超音波素子４が構成されている。そして、第１基板１１に設置された超音波素子４を第１超音波素子１６とする。凹部１２には伝搬体としての超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波伝搬部材１７は音響整合層６と同様の材料で構成されており、第２基板１０側から第１方向１５に超音波を伝搬する。
【００４８】
第２基板１０にも−Ｚ方向側に開口する凹部１２がマトリックス状に配列して設置されている。凹部１２が設置された場所では第２基板１０の厚み薄くなっている。この薄い場所は振動しやすい振動板１３になっている。振動板１３の＋Ｚ方向側には圧電素子１４が設置されている。圧電素子１４は第１方向１５に超音波を発信する。振動板１３及び圧電素子１４等により超音波素子４が構成されている。そして、第２基板１０に設置された超音波素子４を第２超音波素子１８とする。
【００４９】
第１超音波素子１６はスライス方向８に配列して設置されている。このスライス方向８に並ぶ超音波素子４の列において＋Ｙ方向側の２列及び−Ｙ方向側の２列をスライス方向の端側２０とする。スライス方向８に並ぶ超音波素子４の列においてＹ方向側の中央の５列をスライス方向の中央側２１とする。第２基板１０においてスライス方向の中央側２１では圧電素子１４に配線が設置されていない非駆動領域２２が設定されている。非駆動領域２２以外は総て駆動領域２３である。そして、スライス方向の端側２０は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では圧電素子１４に配線が設置されており、圧電素子１４が駆動される。
【００５０】
第２基板１０では非駆動領域２２の超音波素子４も駆動領域２３の超音波素子４も同じ工程で製造される。超音波素子４に接続する配線を形成する工程で非駆動領域２２では超音波素子４に接続する配線が形成されない。従って、非駆動領域２２を設置するために工程が追加されていない。
【００５１】
このように。第１基板１１では第１方向１５に超音波を発信する第１超音波素子１６が配列して設置されている。そして、第１基板１１と重ねて第２基板１０が設置されている。第２基板１０では第１方向１５に超音波を発信する第２超音波素子１８が配列して設置されている。第１方向１５において第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とは対向して設置されている。そして、第２超音波素子１８が発信する超音波は一部の第１超音波素子１６が発信する超音波と重ねて発信される。超音波を集中させる音響レンズ７は第１超音波素子１６の第１方向側に設置されている。
【００５２】
第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との間には超音波を伝搬する超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波伝搬部材１７が設置されることにより、超音波を効率良く第１方向１５に進行させることができる。従って、効率よく超音波の分布を制御することができる。
【００５３】
図５は第１基板における第１超音波素子の構成を示す模式平面図である。図５に示すように第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配列して設置されている。第１超音波素子１６は総ての素子が超音波の発信及び受信を行う形態でも良く、超音波を発信だけをする超音波素子４と超音波を受信するだけの超音波素子４とを配置しても良い。このとき、超音波の発信だけをする超音波素子４は発信に適した振動特性にすることができる。そして、超音波の受信だけをする超音波素子４は受信に適した振動特性にすることができる。本実施形態では、例えば、超音波を発信だけをする素子と超音波を受信するだけの素子と交互にＸ方向に配置した。
【００５４】
図中の発信素子列２５は超音波の発信だけをする第１超音波素子１６が並ぶ列である。そして、図中の受信素子列２６は超音波の受信だけをする第１超音波素子１６が並ぶ列である。このように、スキャン方向９では超音波の発信だけをする第１超音波素子１６と超音波の受信だけをする第１超音波素子１６とが交互に並んで配置されている。
【００５５】
図６は第２基板における第２超音波素子の構成を示す模式平面図である。図６に示すように第２基板１０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配列して設置されている。第２超音波素子１８のレイアウトは第１超音波素子１６のレイアウトと同じである。第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とは第１方向１５に対向して配置されている。そして、第２超音波素子１８が発信する超音波は第１超音波素子１６が発信する超音波と重ねて発信される。
【００５６】
第２基板１０には第２超音波素子１８を駆動しない非駆動領域２２が設定されている。第１基板１１の受信素子列２６と対向する第２超音波素子１８の場所は非駆動領域２２になっている。さらに、スライス方向の中央側２１も非駆動領域２２になっている。そして、スライス方向の端側２０で第１基板１１の発信素子列２５と対向して第２超音波素子１８が設置されている場所が駆動領域２３になっている。
【００５７】
図７は超音波基板における駆動回路の回路図であり、スライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。図７に示すように、第１基板１１の１つの発信素子列２５には９個の第１超音波素子１６が設置され、各第１超音波素子１６が並列接続されている。この第１超音波素子１６は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１グランド配線２８とする。
【００５８】
第１駆動配線２７はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。コンデンサー２９は電気容量素子である。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。この駆動波形は電圧波形である。第１駆動配線２７はさらに、電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧のバイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）は一定の電圧である。第１駆動配線２７は電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続され、コンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。この回路構成にすることにより第１駆動配線２７には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。第１グランド配線２８にはグランド３３が接続されている。これにより、第１グランド配線２８の電位が０Ｖに固定される。
【００５９】
第２基板１０では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１８が設置されている。９個の第２超音波素子１８のうちスライス方向の中央側２１の５個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の中央側２１の５個の第２超音波素子１８はこの回路図に記載されていない。スライス方向の端側２０には４個の第２超音波素子１８が設置され、各第２超音波素子１８が並列接続されている。この第２超音波素子１８は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２グランド配線３５とする。
【００６０】
このように、超音波デバイス１では複数の第２超音波素子１８の一部が駆動され、残りは駆動されない。フォトリソグラフィ法を用いて第２超音波素子１８を製造することにより、第２超音波素子１８の個数は製造し易さに影響しない。そして、第２超音波素子１８と接続する配線パターンを変えることにより駆動される第２超音波素子１８と駆動されない第２超音波素子１８を容易に設定することができる。
【００６１】
第２基板１０の超音波を射出しない場所に孔を形成するときには工程が増える。このときに比べて超音波を射出しない場所に駆動されない第２超音波素子１８を設置する方が製造しやすい超音波デバイス１にすることができる。
【００６２】
第２駆動配線３４はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【００６３】
第２駆動配線３４はさらに、電気抵抗体３１を介して第１スイッチ３６と接続されている。第１スイッチ３６には５つの端子がある。５つの端子は共通スイッチ端子３６ａ、第１スイッチ端子３６ｂ、第２スイッチ端子３６ｃ、第３スイッチ端子３６ｄ及び制御スイッチ端子３６ｅである。第１スイッチ３６では共通スイッチ端子３６ａが第１スイッチ端子３６ｂ、第２スイッチ端子３６ｃ及び第３スイッチ端子３６ｄのうちの１つの端子だけと接続する。
【００６４】
共通スイッチ端子３６ａは電気抵抗体３１を介して第２駆動配線３４と接続されている。第１スイッチ端子３６ｂは第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧の正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）は一定の電圧である。第２スイッチ端子３６ｃは第３接続端子３７と接続されている。第３接続端子３７には負電圧の負バイアス電圧（−Ｖｂ）が入力される。負バイアス電圧（−Ｖｂ）は一定の電圧である。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）はグランド３３の電位である０Ｖより高い電圧であり、負バイアス電圧（−Ｖｂ）は０Ｖより低い電圧である。第３スイッチ端子３６ｄはグランド３３と接続されている。
【００６５】
制御スイッチ端子３６ｅは共通スイッチ端子３６ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ３６は制御スイッチ端子３６ｅに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子３６ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子３６ｅは第４接続端子３８と接続され、第４接続端子３８には第１スイッチ３６を制御するスイッチ制御信号が入力される。グランド３３は第５接続端子４１と接続される。第５接続端子４１には０Ｖの電圧が入力される。
【００６６】
共通スイッチ端子３６ａが第１スイッチ端子３６ｂと接続するとき、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。そして、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【００６７】
共通スイッチ端子３６ａが第２スイッチ端子３６ｃと接続するとき、第２駆動配線３４には負バイアス電圧（−Ｖｂ）が入力される。そして、第２駆動配線３４には負バイアス電圧（−Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【００６８】
共通スイッチ端子３６ａが第３スイッチ端子３６ｄと接続するとき、第２駆動配線３４には０Ｖの電圧が入力される。そして、第２駆動配線３４には０Ｖに駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【００６９】
第１駆動配線２７及び第２駆動配線３４と接続するコンデンサー２９、電気抵抗体３１及び第１スイッチ３６等により第１駆動回路４２が構成されている。第１駆動回路４２は第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８を駆動する。
【００７０】
図８は超音波デバイスの回路図である。図８に示すように、超音波基板３の第１接続端子３０には駆動波形生成回路４３が接続されている。駆動波形生成回路４３は各発信素子列２５の超音波素子４に駆動波形の電気信号を出力する。超音波基板３の第２接続端子３２には正バイアス電圧回路４４が接続されている。正バイアス電圧回路４４は第２接続端子３２に正バイアス電圧（＋Ｖｂ）を出力する。超音波基板３の第３接続端子３７には負バイアス電圧回路４５が接続されている。負バイアス電圧回路４５は第３接続端子３７に負バイアス電圧（−Ｖｂ）を出力する。
【００７１】
超音波基板３の第４接続端子３８にはバイアス電圧制御回路４６が接続されている。バイアス電圧制御回路４６は第４接続端子３８にスイッチ制御信号を出力する。バイアス電圧制御回路４６が出力するスイッチ制御信号により第２駆動配線３４に入力されるバイアス電圧が制御される。第５接続端子４１にはグランド３３が接続される。このグランド３３は駆動波形生成回路４３、正バイアス電圧回路４４、負バイアス電圧回路４５及びバイアス電圧制御回路４６にも接続される。
【００７２】
駆動波形生成回路４３及びバイアス電圧制御回路４６は制御部４７と接続される。制御部４７は駆動波形を出力するタイミングとスイッチ制御信号とを用いて超音波デバイス１から発信される超音波を制御する。
【００７３】
図９Ａ〜図９Ｅは超音波デバイスの駆動方法を説明するための図である。次に、図９Ａ〜図９Ｅを参照して超音波素子４を駆動する駆動波形と超音波素子４の変位とを説明する。図９Ａ〜図９Ｅにおいて横軸は時間の経過を示す。図９Ａの縦軸は第１接続端子３０に入力される駆動波形の電圧を示す。図中上側が正の電圧であり、下側が負の電圧である。図９Ａに示すように、駆動波形４８は正電圧の方形波と負電圧の方形波とが連続する波形である。そして、駆動波形４８は一定の間隔で出力されている。
【００７４】
図中左から右に並ぶ波形を順に第１駆動波形４８ａ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅとする。横軸の時間は右側が左側より前の時間なので、駆動波形４８は第５駆動波形４８ｅが古い波形であり、第１駆動波形４８ａが新しい波形である。
【００７５】
図９Ｂにおけるスイッチ接続推移線４９は第１スイッチ３６における共通スイッチ端子３６ａが接続する端子の推移を示している。図９Ｂに示すように、スイッチ接続推移線４９が示すように、第１駆動波形４８ａ及び第２駆動波形４８ｂが出力されるとき、共通スイッチ端子３６ａは第１スイッチ端子３６ｂと接続する。第３駆動波形４８ｃ及び第４駆動波形４８ｄが出力されるとき、共通スイッチ端子３６ａは第２スイッチ端子３６ｃと接続する。第５駆動波形４８ｅが出力されるとき、共通スイッチ端子３６ａは第３スイッチ端子３６ｄと接続する。
【００７６】
図９Ｃにおける第２駆動配線電位推移線５０は第２駆動配線３４に出力される電位の推移を示している。図９Ｃにおいて、第１電圧波形５０ａは第１駆動波形４８ａが出力されたときの第２駆動配線３４の電位の波形である。同様に、第２電圧波形５０ｂ、第３電圧波形５０ｃ、第４電圧波形５０ｄ、第５電圧波形５０ｅはそれぞれ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅが出力されたときの第２駆動配線３４の電位の波形である。
【００７７】
第１駆動波形４８ａ及び第２駆動波形４８ｂが出力されるとき、第２駆動配線３４には第１スイッチ３６から正バイアス電圧５１（＋Ｖｂ）が出力される。このため、第１電圧波形５０ａ及び第２電圧波形５０ｂは第１駆動波形４８ａ及び第２駆動波形４８ｂに正バイアス電圧５１（＋Ｖｂ）が加算された波形になる。
【００７８】
第３駆動波形４８ｃ及び第４駆動波形４８ｄが出力されるとき、第２駆動配線３４には第１スイッチ３６から負バイアス電圧５２（−Ｖｂ）が出力される。このため、第３電圧波形５０ｃ及び第４電圧波形５０ｄは第１駆動波形４８ａ及び第２駆動波形４８ｂに負バイアス電圧５２（−Ｖｂ）が加算された波形になる。第５駆動波形４８ｅが出力されるとき、第２駆動配線３４には第１スイッチ３６から０Ｖの電圧が出力される。このため、第５電圧波形５０ｅは第５駆動波形４８ｅと同じ波形になる。
【００７９】
図９Ｄにおける第２変位線５３は第２駆動配線３４を通じて第２超音波素子１８に出力される電圧波形による第２超音波素子１８の変位の推移を示す。第１変位波形５３ａは第２駆動配線３４に第１駆動波形４８ａが出力されたときの第２超音波素子１８の変位の波形である。同様に、第２変位波形５３ｂ、第３変位波形５３ｃ、第４変位波形５３ｄ、第５変位波形５３ｅはそれぞれ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅが第２駆動配線３４に出力されたときの第２超音波素子１８の変位の波形である。
【００８０】
第２超音波素子１８は印加される電圧に対する変位が非線形の特性を有している。印加される電圧が０Ｖ付近のときには第２超音波素子１８の変位が小さい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第５電圧波形５０ｅのとき、第５変位波形５３ｅが示すように第２超音波素子１８の変位は小さい。
【００８１】
印加される電圧が正バイアス電圧５１付近のときには第２超音波素子１８の変位が大きい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第１電圧波形５０ａ及び第２電圧波形５０ｂのとき、第１変位波形５３ａ及び第２変位波形５３ｂが示すように第２超音波素子１８の変位は大きい。第１電圧波形５０ａ及び第２電圧波形５０ｂは同じ波形形状なので第１変位波形５３ａ及び第２変位波形５３ｂは同じ変位波形となる。
【００８２】
印加される電圧が負バイアス電圧５２付近のときには第２超音波素子１８の変位が大きい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第３電圧波形５０ｃ及び第４電圧波形５０ｄのとき、第３変位波形５３ｃ及び第４変位波形５３ｄが示すように第２超音波素子１８の変位は大きい。第３電圧波形５０ｃ及び第４電圧波形５０ｄは同じ波形形状なので第３変位波形５３ｃ及び第４変位波形５３ｄは同じ変位波形となる。
【００８３】
第２超音波素子１８に印加される電圧に対する変位の特性は正バイアス電圧５１を印加したときと負バイアス電圧５２を印加したときとで変位が異なる。そして、第３変位波形５３ｃ及び第４変位波形５３ｄは第１変位波形５３ａと逆位相の変位波形になる。
【００８４】
図９Ｅにおける第１変位線５４は第１駆動配線２７を通じて第１超音波素子１６に出力される電圧波形による第１超音波素子１６の変位の推移を示す。第１変位波形５４ａは第１駆動波形４８ａが第１駆動配線２７に出力されたときの第１超音波素子１６の変位の波形である。同様に、第２変位波形５４ｂ、第３変位波形５４ｃ、第４変位波形５４ｄ、第５変位波形５４ｅはそれぞれ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅが第１駆動配線２７に出力されたときの第１超音波素子１６の変位の波形である。
【００８５】
第１駆動配線２７には常時正バイアス電圧５１が印加される。従って、第１超音波素子１６には第１電圧波形５０ａと同じ波形が印加される。このため、第１変位線５４の第１変位波形５４ａ〜第５変位波形５４ｅは第２変位線５３の第１変位波形５３ａと同位相の波形になる。そして、第１変位線５４の第１変位波形５４ａ及び第２変位波形５４ｂは第２変位線５３の第１変位波形５３ａ及び第２変位波形５３ｂと同位相となる。第１変位線５４の第３変位波形５４ｃ及び第４変位波形５４ｄは第２変位線５３の第３変位波形５３ｃ及び第４変位波形５３ｄと逆位相となる。
【００８６】
このように、バイアス電圧制御回路４６が第１スイッチ３６を制御して第２駆動配線３４に印加する電圧を正バイアス電圧５１と負バイアス電圧５２とで切り替える。そして、共通スイッチ端子３６ａを第２スイッチ端子３６ｃと接続するとき、第１駆動回路４２は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と逆位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。第１超音波素子１６が発信する超音波を第１超音波とし、第２超音波素子１８が発信する超音波を第２超音波とする。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の逆位相になる。従って、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の音圧を弱める超音波を発信することができる。
【００８７】
他にも、共通スイッチ端子３６ａを第１スイッチ端子３６ｂと接続するとき、第１駆動回路４２は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の同位相になる。従って、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することができる。
【００８８】
図１０は超音波デバイスから発信する超音波の形態を説明するための模式図である。バイアス電圧制御回路４６が第１スイッチ３６を制御して共通スイッチ端子３６ａを第１スイッチ端子３６ｂと接続させる。このとき、第２駆動配線３４には正バイアス電圧５１が供給される。そして、第２超音波素子１８の変位波形は第１超音波素子１６と同位相の変位波形になるので、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６と同位相の超音波５５を発信する。このとき、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５とが重なって強めあう。
【００８９】
第１超音波素子１６はスライス方向８に配列して設置されている。そして、第１超音波素子１６の配列のスライス方向の端側２０と対向する場所に位置する第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波５５の音圧を強める超音波５５を発信する。そして、超音波デバイス１は第１超音波素子１６がスライス方向８に配列する第１範囲５６から第１分布超音波５７を発信する。
【００９０】
次に、バイアス電圧制御回路４６が第１スイッチ３６を制御して共通スイッチ端子３６ａを第２スイッチ端子３６ｃと接続させる。このとき、第２駆動配線３４には負バイアス電圧５２が供給される。そして、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６と逆位相の変位波形になるので、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６と逆位相の超音波を発信する。このとき、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５とが重なって弱めあう。
【００９１】
第１超音波素子１６はスライス方向８に配列して設置されている。そして、第１超音波素子１６の配列のスライス方向の端側２０と対向する場所に位置する第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の位相を切り替えて音圧を弱める超音波を発信する。そして、超音波デバイス１は第１超音波素子１６がスライス方向８に配列する範囲のうちスライス方向の中央側２１の第２範囲５８から第２分布超音波５９を発信する。
【００９２】
バイアス電圧制御回路４６が第１スイッチ３６を制御して共通スイッチ端子３６ａを第３スイッチ端子３６ｄと接続させる。このとき、第２駆動配線３４には０Ｖの電圧が供給される。そして、第２超音波素子１８は小さい変位波形になるので、第２超音波素子１８は殆ど超音波を発信しない。このとき、超音波デバイス１が発信する超音波５５の強度分布は第１超音波素子１６が発信する超音波５５の強度分布になる。このように、超音波デバイス１が発信する超音波５５の強度の分布をスライス方向の端側２０が強い強度の分布と弱い強度の分布との多段階の分布にすることができる。
【００９３】
第１超音波素子１６の第１方向１５側には音響レンズ７が設置され、音響レンズ７は超音波５５を集中させる。超音波５５の強度の分布をスライス方向の端側２０が強い強度の分布にしたときに第１分布超音波５７が集中する場所を第１集中場所５７ａとする。超音波５５の強度の分布をスライス方向の端側２０が弱い強度の分布にしたときに第２分布超音波５９が集中する場所を第２集中場所５９ａとする。このとき、第２集中場所５９ａを第１集中場所５７ａより音響レンズ７に近い場所にすることができる。従って、超音波デバイス１は超音波５５を集中させる場所を切り替えることができる。
【００９４】
超音波５５を集中させる場所では超音波画像が鮮明になる。したがって、観測する場所の深さに合わせて超音波５５を集中させる場所を切り替えることにより観測する場所の超音波画像を鮮明にすることができる。
【００９５】
図１１Ａ〜図１１Ｄは超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図である。次に、図１１Ａ〜図１１Ｄを用いて、超音波デバイスの製造方法を説明する。図１１Ａに示すように、支持基板２及び第２基板１０を用意する。第２基板１０には第２超音波素子１８がマトリックス状に形成されている。そして、第２基板１０には第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置されている。凹部１２により薄くなった場所が振動板１３になっている。
【００９６】
第２基板１０はシリコン基板に２酸化シリコンや２酸化ジルコニウムの膜が成膜してある。成膜方法はスパッタリング法や蒸着法、ＣＶＤ法を用いることができる。次に、第２基板１０に第２超音波素子１８を設置する。第２超音波素子１８は公知であり詳細は省略する。概略としては下電極を設置し、下電極上に圧電膜を設置する。圧電膜はスパッタ法やゾルゲル法を用いて設置される。スパッタ法では特定成分のＰＺＴ焼結体をスパッタリングのターゲットとして用い、スパッタリングによりアモルファス状の圧電体膜前駆体膜を形成する。
【００９７】
次に、このアモルファス状の圧電体膜前駆体膜を加熱し結晶化し、焼結させる。この加熱は例えば、酸素または酸素とアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス等の酸素雰囲気中において行われる。加熱工程では酸素雰囲気中で圧電体膜前駆体膜を５００〜７００℃の温度で加熱する。加熱によって圧電体膜前駆体膜を結晶化する。
【００９８】
ゾルゲル法では圧電膜の材料となるチタン、ジルコニウム、鉛等の水酸化物の水和錯体であるゾルを作成する。このゾルを脱水処理してゲルとする。このゲルを加熱焼成して無機酸化物である圧電膜材料層を調製する。次に温度を変えて再焼成する。これにより、多孔質ゲル薄膜が結晶質の金属酸化物からなる膜に変換される。この膜を積層膜にするときにはゾルの塗布から焼成までの工程を繰り返す。その後でプレアニールする。そして、圧電膜上に上電極を設置する。さらに、上電極及び下電極と接続する配線を設置する。
【００９９】
次に、第２基板１０上にフォトリソグラフィー法を用いてマスクを形成する。そして、第２基板１０をエッチングして凹部１２を形成する。エッチング方法としては、例えば、湿式の異方性エッチング、平行平板型反応性イオンエッチング等の活性気体を用いた異方性エッチングを用いて、第２基板１０のエッチングを行う。振動板１３がエッチングストップ層として機能する。次に、マスク膜を除去する。その結果、第２基板１０に凹部１２が形成される。
【０１００】
続いて、マスクを剥離してフラットケーブル５を接続する。以上の工程で第２基板１０が完成する。次に、支持基板２を用意して、片面に接着剤を塗布する。続いて、支持基板２に第２基板１０を貼り付ける。
【０１０１】
図１１Ｂに示すように、第１基板１１を用意する。第１基板１１の製造は第２基板１０と同様の製造方法で行われる。そして、第１基板１１の凹部１２に超音波伝搬部材１７を充填する。充填方法には各種の印刷方法を用いることができる。次に、支持基板２を用意して、第２基板１０側の面に接着剤を塗布する。続いて、支持基板２に第１基板１１を貼り付ける。その結果、図１１Ｃに示すように、支持基板２上に第２基板１０及び第１基板１１が重ねて設置される。
【０１０２】
図１１Ｄに示すように、第１基板１１上に音響整合層６の材料を塗布する。塗布方法には各種の印刷方法を用いることができる。次に、音響整合層６の材料に重ねて音響レンズ７を設置する。続いて、加熱乾燥することにより音響整合層６を固化する。このとき、音響整合層６により、第１基板１１と音響レンズ７とが接着固定される。以上の工程により、超音波デバイス１が完成する。
【０１０３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波デバイス１は第１基板１１及び第２基板１０を備えている。第２基板１０は第１基板１１と重ねて設置されている。第１基板１１には第１超音波素子１６が配列され、第１超音波素子１６は第１方向１５に超音波５５を発信する。第２基板１０には第２超音波素子１８が配列され、第２超音波素子１８は第１方向１５に超音波を発信する。そして、第２超音波素子１８が発信する超音波は一部の第１超音波素子１６が発信する超音波と重ねて発信される。
【０１０４】
第１超音波素子１６が発信する超音波５５を第１超音波とする。第２超音波素子１８が発信する超音波５５を第２超音波とする。第１超音波と第２超音波とが同位相のとき、第２超音波は第１超音波を強める。これにより、超音波デバイスが発信する超音波の強度の分布を第１超音波の強度の分布と一部が強い強度の分布との２段階の分布にすることができる。
【０１０５】
第１超音波と第２超音波とが逆位相のとき、第２超音波は第１超音波を弱める。これにより、超音波デバイスが発信する超音波の強度の分布を第１超音波の強度の分布と一部が弱い強度の分布との２段階の分布にすることができる。
【０１０６】
第２超音波素子１８を駆動するか否かを制御するだけで超音波デバイスが発信する超音波の分布を切り替えることができる。そして、超音波５５の分布を切り替えることにより焦点深さを変更できる。そして、各超音波素子４を個別に制御するスイッチング回路に代えて第２超音波素子を駆動するか否かの簡単な回路で焦点深さを容易に制御することができる。従って、製造し易い超音波デバイス１にすることができる。
【０１０７】
（２）本実施形態によれば、第１超音波素子１６はスライス方向８に配列して設置されている。そして、第１超音波素子１６の配列のスライス方向の端側２０と対向する場所に第２超音波素子１８が位置する。この第２超音波素子１８が発信する超音波の位相は第１超音波素子１６が発信する超音波５５の位相に対して同位相と逆位相とに切り替えられる。これにより、超音波デバイス１が発信する超音波５５の強度の分布において端側の超音波５５の強度の分布を切り替えることができる。
【０１０８】
第１超音波素子１６の第１方向１５側には音響レンズ７が設置され、音響レンズ７は超音波５５を集中させる。超音波５５の強度の分布を端側が強い強度の分布にしたときに超音波が集中する場所が第１集中場所５７ａである。超音波５５の強度の分布を端側が弱い強度の分布にしたときに超音波が集中する場所が第２集中場所５９ａである。このとき、第２集中場所５９ａを第１集中場所５７ａより音響レンズ７に近い場所にすることができる。従って、超音波デバイス１は超音波５５を集中させる場所を切り替えることができる。
【０１０９】
（３）本実施形態によれば、第１駆動回路４２は第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８を駆動する。そして、第１駆動回路４２は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と逆位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の逆位相になる。従って、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の音圧を弱める超音波５５を発信することができる。
【０１１０】
（４）本実施形態によれば、第１駆動回路４２は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の同位相になる。従って、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することができる。
【０１１１】
（５）本実施形態によれば、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との間には超音波を伝搬する超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波伝搬部材１７が設置されることにより、超音波５５を効率良く第１方向１５に進行させることができる。従って、効率よく超音波５５の分布を制御することができる。
【０１１２】
（６）本実施形態によれば、第２基板１０には第２超音波素子１８が配列されている。そして、第２超音波素子１８の一部が駆動され、残りの第２超音波素子１８は駆動されない。フォトリソグラフィ法を用いて第２超音波素子１８を製造することにより、第２超音波素子１８の個数は製造し易さに影響しない。そして、第２超音波素子１８と接続する配線パターンを変えることにより駆動される第２超音波素子１８と駆動されない第２超音波素子１８を容易に設定することができる。
【０１１３】
第２基板１０の超音波５５を射出しない場所に貫通孔を形成するときには工程が増える。このときに比べて超音波５５を射出しない場所に駆動されない第２超音波素子１８を設置する方が製造しやすい超音波デバイス１にすることができる。
【０１１４】
（第２の実施形態）
次に、超音波デバイスの駆動回路の一実施形態について図１２、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｅを用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８への電圧の印加方法が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１５】
図１２は超音波基板における駆動回路の回路図であり、スライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。すなわち、本実施形態では、図１２に示すように、超音波デバイス６１は超音波基板６２を備える。超音波基板６２は第１基板１１及び第２基板１０を備える。第１基板１１の１つの発信素子列２５には９個の第１超音波素子１６が設置され、各第１超音波素子１６が並列接続されている。この第１超音波素子１６は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１共通配線６３とする。
【０１１６】
第１駆動配線２７は第１接続端子６４と接続される。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。この駆動波形は０ｖを中心とする駆動波形４８である。第１共通配線６３は第２接続端子６５と接続される。第２接続端子６５には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）は一定の電圧である。このとき、第１超音波素子１６には＋Ｖｃｏｍを中心とする電圧が加えられる。
【０１１７】
第２基板１０では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１８が設置されている。９個の第２超音波素子１８のうちスライス方向の中央側２１の５個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の中央側２１の５個の第２超音波素子１８はこの回路図に記載されていない。スライス方向の端側２０には４個の第２超音波素子１８が設置され、各第２超音波素子１８が並列接続されている。この第２超音波素子１８は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２共通配線６６とする。
【０１１８】
第２駆動配線３４は第１接続端子６４と接続されている。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０１１９】
第２共通配線６６は第１スイッチ６７と接続されている。第１スイッチ６７には５つの端子がある。５つの端子は共通スイッチ端子６７ａ、第１スイッチ端子６７ｂ、第２スイッチ端子６７ｃ、第３スイッチ端子６７ｄ及び制御スイッチ端子６７ｅである。第１スイッチ６７では共通スイッチ端子６７ａが第１スイッチ端子６７ｂ、第２スイッチ端子６７ｃ及び第３スイッチ端子６７ｄのうちの１つの端子だけと接続する。
【０１２０】
共通スイッチ端子６７ａは第２共通配線６６と接続されている。第１スイッチ端子６７ｂは第２接続端子６５と接続されている。第２接続端子６５には負電圧の負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）は一定の電圧である。負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）は０Ｖより低い電圧である。第２スイッチ端子６７ｃは第３接続端子６８と接続されている。第３接続端子６８には正電圧の正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）が入力されている。正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）は一定の電圧である。正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）はグランド３３の電位である０Ｖより高い電圧である。第３スイッチ端子６７ｄはグランド３３と接続されている。
【０１２１】
制御スイッチ端子６７ｅは共通スイッチ端子６７ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ６７は制御スイッチ端子６７ｅに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子６７ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子６７ｅは第４接続端子６９と接続され、第４接続端子６９には第１スイッチ６７を制御するスイッチ制御信号が入力される。グランド３３は第５接続端子７０と接続される。第５接続端子７０には０Ｖの電圧が入力される。
【０１２２】
共通スイッチ端子６７ａが第１スイッチ端子６７ｂと接続するとき、第２共通配線６６には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第２共通配線６６とには同じ電位になる。共通スイッチ端子６７ａが第２スイッチ端子６７ｃと接続するとき、第２共通配線６６には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第２共通配線６６とは逆電位になる。共通スイッチ端子６７ａが第２スイッチ端子６７ｃと接続するとき、第２共通配線６６には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第２共通配線６６とは逆電位になる。共通スイッチ端子６７ａが第３スイッチ端子６７ｄと接続するとき、第２共通配線６６には０Ｖの電圧が入力される。
【０１２３】
第１駆動配線２７及び第２駆動配線３４と接続する第１接続端子６４、第２接続端子６５〜第５接続端子７０及び第１スイッチ６７等により第１駆動回路７１が構成されている。第１駆動回路７１は第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８を駆動する。
【０１２４】
図１３は超音波デバイスの回路図である。図１３に示すように、超音波基板６２の第１接続端子６４には駆動波形生成回路４３が接続されている。駆動波形生成回路４３は各発信素子列２５の超音波素子４に駆動波形の電気信号を出力する。超音波基板６２の第２接続端子６５には負共通電圧回路７２が接続されている。負共通電圧回路７２は第２接続端子６５に負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）を出力する。超音波基板６２の第３接続端子６８には正共通電圧回路７３が接続されている。正共通電圧回路７３は第３接続端子６８に正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）を出力する。
【０１２５】
超音波基板６２の第４接続端子６９には共通電圧制御回路７４が接続されている。共通電圧制御回路７４は第４接続端子６９にスイッチ制御信号を出力する。共通電圧制御回路７４が出力するスイッチ制御信号により第２共通配線６６に入力される電圧が制御される。第５接続端子７０にはグランド３３が接続される。このグランド３３は駆動波形生成回路４３、負共通電圧回路７２、正共通電圧回路７３及び共通電圧制御回路７４にも接続される。
【０１２６】
駆動波形生成回路４３及び共通電圧制御回路７４は制御部７５と接続される。制御部７５は駆動波形を出力するタイミングとスイッチ制御信号とを用いて超音波デバイス６１から発信される超音波を制御する。
【０１２７】
図１４Ａ〜図１４Ｅは超音波デバイスの駆動方法を説明するための図である。次に、図１４Ａ〜図１４Ｅを参照して超音波素子４を駆動する駆動波形と超音波素子４の変位とを説明する。図１４Ａ〜図１４Ｅにおいて横軸は時間の経過を示す。図１４Ａの縦軸は第１接続端子６４に入力される駆動波形の電圧を示す。図中上側が正の電圧であり、下側が負の電圧である。図１４Ａに示すように、駆動波形４８は第１の実施形態と同様に０ｖを中心にして正電圧の方形波と負電圧の方形波とが連続する波形である。そして、一定の間隔で出力されている。
【０１２８】
図中左から右に並ぶ波形を順に第１駆動波形４８ａ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅとする。横軸の時間は右側が左側より前の時間なので、駆動波形４８は第５駆動波形４８ｅが古い波形であり、第１駆動波形４８ａが新しい波形である。
【０１２９】
図１４Ｂにおけるスイッチ接続推移線７６は第１スイッチ６７における共通スイッチ端子６７ａが接続する端子の推移を示している。図１４Ｂに示すように、スイッチ接続推移線７６が示すように、第１駆動波形４８ａ及び第２駆動波形４８ｂが出力されるとき、共通スイッチ端子６７ａは第１スイッチ端子６７ｂと接続する。第３駆動波形４８ｃ及び第４駆動波形４８ｄが出力されるとき、共通スイッチ端子６７ａは第２スイッチ端子６７ｃと接続する。第５駆動波形４８ｅが出力されるとき、共通スイッチ端子６７ａは第３スイッチ端子６７ｄと接続する。
【０１３０】
図１４Ｃにおける第２駆動配線電位推移線７７は第２共通配線６６と第２駆動配線３４との間の電位の推移を示す。そして、第２駆動配線電位推移線７７は第２超音波素子１８に出力される電位の推移を示している。図１４Ｃにおいて、第１電圧波形７７ａは第１駆動波形４８ａが出力されたときに第２共通配線６６と第２駆動配線３４との間の第２超音波素子１８に出力される電位の波形である。同様に、第２電圧波形７７ｂ、第３電圧波形７７ｃ、第４電圧波形７７ｄ、第５電圧波形７７ｅはそれぞれ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅが出力されたときの第２共通配線６６と第２駆動配線３４との間の第２超音波素子１８に出力される電位の波形である。なおこれらの波形は第２共通配線６６を基準にしたときの第２駆動配線３４の相対的な電圧の波形を示す。
【０１３１】
第１駆動波形４８ａ及び第２駆動波形４８ｂが出力されるとき、第２共通配線６６には第１スイッチ６７から負共通電圧７８（−Ｖｃｏｍ）が出力される。このため、第１電圧波形７７ａ及び第２電圧波形７７ｂは第１駆動波形４８ａ及び第２駆動波形４８ｂに負共通電圧７８の絶対値（Ｖｃｏｍ）が加算された波形になる。
【０１３２】
第３駆動波形４８ｃ及び第４駆動波形４８ｄが出力されるとき、第２共通配線６６には第１スイッチ６７から正共通電圧７９（＋Ｖｃｏｍ）が出力される。このため、第３電圧波形７７ｃ及び第４電圧波形７７ｄは第３駆動波形４８ｃ及び第４駆動波形４８ｄから正共通電圧７９（＋Ｖｃｏｍ）の絶対値（Ｖｃｏｍ）が減算された波形になる。第５駆動波形４８ｅが出力されるとき、第２共通配線６６には第１スイッチ６７から０Ｖの電圧が出力される。このため、第５電圧波形７７ｅは第５駆動波形４８ｅと同じ波形になる。
【０１３３】
図１４Ｄにおける第２変位線８１は第２駆動配線３４及び第２共通配線６６を通じて第２超音波素子１８に出力される電圧波形による第２超音波素子１８の変位の推移を示す。図１４Ｄにおいて、第１変位波形８１ａは第１駆動波形４８ａが第２駆動配線３４に出力されたときの第２超音波素子１８の変位の波形である。同様に、第２変位波形８１ｂ、第３変位波形８１ｃ、第４変位波形８１ｄ、第５変位波形８１ｅはそれぞれ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅが第２駆動配線３４に出力されたときの第２超音波素子１８の変位の波形である。
【０１３４】
第２超音波素子１８は印加される電圧に対する変位が非線形の特性を有している。印加される電圧が０Ｖ付近のときには第２超音波素子１８の変位が小さい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第５電圧波形７７ｅのとき、第５変位波形８１ｅが示すように第２超音波素子１８の変位は小さい。
【０１３５】
印加される電圧が負共通電圧７８の絶対値付近のときには第２超音波素子１８の変位が大きい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第１電圧波形７７ａ及び第２電圧波形７７ｂのとき、第１変位波形８１ａ及び第２変位波形８１ｂが示すように第２超音波素子１８の変位は大きい。第１電圧波形７７ａ及び第２電圧波形７７ｂは同じ波形形状なので第１変位波形８１ａ及び第２変位波形８１ｂは同じ変位波形となる。
【０１３６】
印加される電圧が負電圧であり電圧の絶対値が正共通電圧７９の絶対値付近のときには第２超音波素子１８の変位が大きい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第３電圧波形７７ｃ及び第４電圧波形７７ｄのとき、第３変位波形８１ｃ及び第４変位波形８１ｄが示すように第２超音波素子１８の変位は大きい。第３電圧波形７７ｃ及び第４電圧波形７７ｄは同じ波形形状なので第３変位波形８１ｃ及び第４変位波形８１ｄは同じ変位波形となる。
【０１３７】
第２超音波素子１８に印加される電圧に対する変位の特性は第２共通配線６６に負共通電圧７８を印加したときと正共通電圧７９を印加したときとで変位が異なる。そして、第３変位波形８１ｃ及び第４変位波形８１ｄは第１変位波形８１ａと逆位相の変位波形になる。
【０１３８】
図１４Ｅにおける第１変位線８２は第１駆動配線２７を通じて第１超音波素子１６に出力される電圧波形による第１超音波素子１６の変位の推移を示す。第１変位波形８２ａは第１駆動波形４８ａが第１駆動配線２７に出力されたときの第１超音波素子１６の変位の波形である。同様に、第２変位波形８２ｂ、第３変位波形８２ｃ、第４変位波形８２ｄ、第５変位波形８２ｅはそれぞれ、第２駆動波形４８ｂ、第３駆動波形４８ｃ、第４駆動波形４８ｄ、第５駆動波形４８ｅが第１駆動配線２７に出力されたときの第１超音波素子１６の変位の波形である。
【０１３９】
第１駆動配線２７には駆動波形４８が出力され、第１共通配線６３には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が出力される。従って、第１超音波素子１６には第１電圧波形７７ａと同じ波形が印加される。このため、第１変位線８２の第１変位波形８２ａ〜第５変位波形８２ｅは第２変位線８１の第１変位波形８１ａと同位相の波形になる。そして、第１変位線８２の第１変位波形８２ａ及び第２変位波形８２ｂは第２変位線８１の第１変位波形８１ａ及び第２変位波形８１ｂと同位相となる。第１変位線８２の第３変位波形８２ｃ及び第４変位波形８２ｄは第２変位線８１の第３変位波形８１ｃ及び第４変位波形８１ｄと逆位相となる。
【０１４０】
このように、第１スイッチ６７を制御して第２共通配線６６に印加する電圧を負共通電圧７８と正共通電圧７９とで切り替える。そして、第１駆動回路７１は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と逆位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。第１超音波素子１６が発信する超音波を第１超音波とし、第２超音波素子１８が発信する超音波を第２超音波とする。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の逆位相になる。従って、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の音圧を弱める超音波を発信することができる。
【０１４１】
他にも、第１駆動回路７１は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。このとき、第２超音波の位相は第１超音波の同位相になる。従って、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することができる。
【０１４２】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１の実施形態における第１駆動回路４２の形態を本実施形態の第１駆動回路７１の形態にしても第１の実施形態における効果と同じ効果を得ることができる。
【０１４３】
（第３の実施形態）
次に、超音波デバイスの一実施形態について図１５〜図２７を用いて説明する。図１５〜図２７は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、超音波基板３における超音波素子４の配置が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１４４】
図１５に示すように、超音波デバイス８４では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板８６が設置されている。第１基板８５及び第２基板８６により超音波基板８７が構成されている。第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１基板８５は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置されている。凹部１２は支持基板２側に開口し、凹部１２には空気が充填されている。
【０１４５】
第２基板８６には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２基板８６は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置されている。第２基板８６の凹部１２も支持基板２側に開口し、凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１４６】
第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第２基板８６の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０１４７】
このように、第１の実施形態の超音波デバイス１に比べて第１基板８５と第２基板８６の位置が異なる構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板８６から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。
【０１４８】
図１６に示すように、超音波デバイス８８では支持基板２上に第２基板８０が設置され、第２基板８０上に伝搬体としての音響整合層８９を介して第１基板１１が設置されている。音響整合層８９は音響整合層６と同様の材料で形成され同様の機能を備えている。第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との間には超音波５５を伝搬する音響整合層８９が設置されている。第１基板１１及び第２基板８０により超音波基板９０が構成されている。第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板２側に設置されている。第１基板１１には第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０１４９】
第２基板８０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１５０】
第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０１５１】
このように、第１の実施形態に比べて第１基板１１の向きが異なる構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板８０から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板８０は凹部１２に空気が充填されている。従って、第２超音波素子１８は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。尚、“第１基板１１の向き”における基板の向きは超音波素子４が設置された面が向く方向を示す。以下、第２基板、第３基板においても同様に基板の向きは超音波素子４が設置された面が向く方向を示す。
【０１５２】
第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との間には超音波を伝搬する音響整合層８９が設置されている。音響整合層８９が設置されることにより、超音波５５を効率良く第１方向１５に進行させることができる。従って、第２超音波素子１８は効率よく超音波５５の分布を制御することができる。
【０１５３】
図１７に示すように、超音波デバイス９１では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に音響整合層８９を介して第２基板８６が設置されている。第１基板８５、音響整合層８９及び第２基板８６により超音波基板９２が構成されている。第１基板８５は、超音波デバイス８４における第１基板８５と同じ構造であり、第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。
【０１５４】
第２基板８６には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板８６の支持基板２側に設置されている。第２基板８６は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１５５】
第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０１５６】
このように、超音波デバイス８４に比べて第２基板８６の向きが異なる構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板８６から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、超音波デバイス８８及び超音波デバイス９１は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。
【０１５７】
図１８に示すように、超音波デバイス９３では支持基板９４上に第２基板９５が設置され、第２基板９５上に第１基板１１が設置されている。支持基板９４は第１方向１５側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板１１及び第２基板９５により超音波基板９６が構成されている。第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板９４側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置されている。凹部１２は第１方向１５側に開口し、凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０１５８】
第２基板９５には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板９５の支持基板９４側に設置されている。第２基板９５は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置されている。凹部１２は第１方向１５側に開口し、凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第２基板９５の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１５９】
第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０１６０】
このように、超音波デバイス８８に比べて第２超音波素子１８が設置された第２基板９５の面の方向が異なる構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板９５から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。超音波デバイス８８及び超音波デバイス９３では音響レンズ７と第１超音波素子１６との間には超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０１６１】
図１９に示すように、超音波デバイス９７では支持基板９４上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板８６が設置されている。支持基板９４は第１方向１５側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板８５及び第２基板８６により超音波基板９８が構成されている。第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板８５の支持基板９４側に設置されている。各第１超音波素子１６は凹部９４ａに位置している。第１基板８５は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置されている。凹部１２は第１方向１５側に開口し、凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板８５の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０１６２】
第２基板８６には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板８６の支持基板９４側に設置されている。第２基板８６は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置されている。凹部１２は第１方向１５側に開口し、凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１６３】
第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０１６４】
このように、超音波デバイス８８に比べて第２基板１０の向きが異なる構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板８６から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０１６５】
超音波デバイス８４、超音波デバイス８８、超音波デバイス９１、超音波デバイス９３及び超音波デバイス９７では第２基板８６または第２基板９５に第２超音波素子１８及び凹部１２がマトリックス状に設置されている。複数の第２超音波素子１８は１つの工程でまとめて形成される。第２超音波素子１８及び凹部１２を一部分に限定して設置するときには、追加工程が付加される。この方法と比べて生産性良く製造することができる。超音波デバイス９１及び超音波デバイス９７では音響レンズ７と第２超音波素子１８との間には超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０１６６】
図２０に示すように、超音波デバイス１０１では支持基板２上に第２基板１０２が設置され、第２基板１０２上に第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１０２により超音波基板１０３が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス１の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第２基板１０２はスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８が設置され、第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置されている。この凹部１２には空気が充填されている。
【０１６７】
第２基板１０２にはスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１６８】
スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されていないので、スライス方向の中央側２１では超音波５５が発信されない。スライス方向の端側２０では第２超音波素子１８が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０１６９】
このように、第１の実施形態と同様に第２基板１０２のスライス方向の端側２０のみに第２超音波素子１８及び凹部１２が設置されている構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１０２から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板１０２は凹部１２の個数が少なく剛性が高いので扱い易い為、超音波デバイス１０１を製造しやすくできる。
【０１７０】
図２１に示すように、超音波デバイス１０４では支持基板２上に第２基板１０２が設置され、第２基板１０２上に音響整合層８９を介して第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１０２により超音波基板１０５が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板２側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。第２基板１０２はスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されている。第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には空気が充填されている。
【０１７１】
第２基板１０２にはスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１７２】
第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されていないので、スライス方向の中央側２１では超音波５５が発信されない。スライス方向の端側２０では第２超音波素子１８が設置されており、超音波５５が発信される。
【０１７３】
このように、第２基板１０２のスライス方向の端側２０のみに第２超音波素子１８及び凹部１２が設置されている構造であっても、第１の実施形態と同様にスライス方向の端側２０では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１０２から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板１０に比べて第２基板１０２は凹部１２の個数が少なく剛性が高いので容易に製造できる。また、超音波デバイス１０４は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。
【０１７４】
図２２に示すように、超音波デバイス１０６では支持基板２上に第２基板１０７が設置され、第２基板１０７上に第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１０７により超音波基板１０８が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス１の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第２基板１０７はスライス方向の端側２０において第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され第２基板１０７の凹部１２には空気が充填されている。第２基板１０７はスライス方向の中央側２１において第１超音波素子１６と対向する場所に貫通孔１０９が設置され第２基板１０７の貫通孔１０９には空気が充填されている。
【０１７５】
第２基板１０７にはスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１７６】
スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されていないので、スライス方向の中央側２１では超音波５５が発信されない。スライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０１７７】
このように、第２基板１０７のスライス方向の端側２０のみに第２超音波素子１８及び凹部１２が設置されている構造であっても、第１の実施形態と同様にスライス方向の端側２０では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１０７から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１０７が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。スライス方向の中央側２１の第２基板１０７は第１超音波素子１６と対向する場所に第２超音波素子１８や振動板１３がないので第１超音波素子１６が振動し易い構造になっている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので、第１超音波素子１６が超音波５５を発信し易くできる。
【０１７８】
図２３に示すように、超音波デバイス１１０では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板１１１が設置されている。第１基板８５及び第２基板１１１により超音波基板１１２が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス８４の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第２基板１１１はスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８が設置されている。第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２基板１１１はスライス方向の中央側２１において第１超音波素子１６と対向する場所に貫通孔１０９が設置され第２基板１１１の貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０１７９】
第２基板１１１にはスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１８０】
第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第２基板１１１の凹部１２または貫通孔１０９に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、スライス方向の中央側２１では第２基板１１１に第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０では第２超音波素子１８が超音波５５を発信する。
【０１８１】
このように、超音波デバイス１０６に比べて第１基板８５と第２基板１１１の第１方向１５の位置が異なる構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１１１から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。さらに、第２基板１１１はスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８が設置されないので、第１超音波素子１６が発信する超音波５５を効率よく進行させることができる。
【０１８２】
図２４に示すように、超音波デバイス１１３では支持基板２上に第２基板１０７が設置され、第２基板１０７上に音響整合層８９を介して第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１０７により超音波基板１１４が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板２側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置されている。凹部１２は第１方向１５側に開口し、凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０１８３】
第２基板１０７のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１８４】
第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１の領域はでは第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１０７のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０１８５】
このように、超音波デバイス１０６に比べて第１基板１１の向きが異なる構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１０７から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０１８６】
第２基板１０７はスライス方向の端側２０に凹部１２が設置され、スライス方向の中央側２１に貫通孔１０９が設置されている。この貫通孔１０９側は空気が充填されているので、スライス方向の中央側２１では第１超音波素子１６が振動し易くなっている。従って、第１超音波素子１６は超音波５５を発信しやすくできる。超音波デバイス１１３では音響レンズ７と第１超音波素子１６との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０１８７】
また、第２基板１０７は凹部１２に空気が充填されている。従って、第２超音波素子１８は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。また、超音波デバイス１１３は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。
【０１８８】
図２５に示すように、超音波デバイス１１５では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に音響整合層８９を介して第２基板１１１が設置されている。第１基板８５、音響整合層８９及び第２基板１１１により超音波基板１１６が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス８４の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。
【０１８９】
第２基板１１１のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１１１の支持基板２側に設置されている。第２基板１１１は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１９０】
第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１の領域には第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１１１のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０１９１】
このように、超音波デバイス９１からスライス方向の中央側２１の第２超音波素子１８及び振動板１３を除いて貫通孔１０９を設置した構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１１１から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１１１が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、超音波デバイス１１３及び超音波デバイス１１５は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。超音波デバイス１１５では音響レンズ７と第２超音波素子１８との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により音響レンズ７側から超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０１９２】
図２６に示すように、超音波デバイス１１７では支持基板１１８上に第２基板１２１が設置され、第２基板１２１上に第１基板１１が設置されている。支持基板１１８のスライス方向の端側２０では第１方向１５側の面に凹部１１８ａがマトリックス状に配置されている。第１基板１１及び第２基板１２１により超音波基板１２２が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板１１８側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０１９３】
第２基板１２１のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１２１の支持基板１１８側に設置されている。第２基板１２１のスライス方向の端側２０では第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２基板１２１のスライス方向の中央側２１では第１超音波素子１６と対向する場所に貫通孔１０９が設置され、貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第２基板１２１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１９４】
第２基板１２１においてスライス方向の中央側２１の領域には第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１２１のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０１９５】
このように、超音波デバイス１１７は超音波デバイス９３に比べて非駆動領域２２に第２超音波素子１８及び振動板１３を設置しないで貫通孔１０９を設置した構造になっている。このときにも、スライス方向の端側２０では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１２１から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。超音波デバイス１１７では音響レンズ７と第１超音波素子１６との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により音響レンズ７側から超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０１９６】
図２７に示すように、超音波デバイス１２３では支持基板９４上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板１１１が設置されている。支持基板９４は第１方向１５側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板８５及び第２基板１１１により超音波基板１２４が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス９７の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板８５の支持基板９４側に設置されている。各第１超音波素子１６は凹部９４ａに位置している。第１基板８５は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板８５の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０１９７】
第２基板１１１のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１１１の支持基板９４側に設置されている。第２基板１１１は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０１９８】
第２基板１１１においてスライス方向の中央側２１の領域には第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１１１のスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０１９９】
このように、超音波デバイス９７に比べて非駆動領域２２の第２超音波素子１８を設置しない構造であっても、スライス方向の端側２０では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１１１から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０２００】
超音波デバイス１２３では音響レンズ７と第２超音波素子１８との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により音響レンズ７側から超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０２０１】
第２基板１１１においてスライス方向の中央側２１の領域には貫通孔１０９が設置されている。この貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。スライス方向の中央側２１では第１超音波素子１６の第１方向１５側に凹部１２内の超音波伝搬部材１７と貫通孔１０９内の超音波伝搬部材１７とが配置されている。超音波伝搬部材１７は変形し易いので第１超音波素子１６は効率良く超音波５５を発信することができる。
【０２０２】
（第４の実施形態）
次に、超音波デバイスの駆動回路の一実施形態について図２８〜図３２を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、スライス方向の中央側２１における超音波５５の強さを切り替える点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０２０３】
図２８は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図である。すなわち、図２８に示すように、超音波デバイス１２７では支持基板２上に第２基板１２８が設置され、第２基板１２８上に第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１２８により超音波基板１２９が構成されている。
【０２０４】
第１基板１１の第１方向１５側には第１超音波素子１６が設置されている。そして、第１超音波素子１６の第１方向１５側には超音波５５を集中させる音響レンズ７が設置されている。尚、第１超音波素子１６と音響レンズ７との間には音響整合層６が設置されている。第１超音波素子１６はスライス方向８に配列して設置されている。
【０２０５】
第２基板１２８の音響レンズ７側の面には第２超音波素子１８がマトリックス状に配列して設置されている。各第２超音波素子１８は第１超音波素子１６と対向する場所に配置されている。各第２超音波素子１８は第１基板１１に設置された凹部１２内の超音波伝搬部材１７と接している。これにより、第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に効率良く進行することができる。
【０２０６】
第２基板１２８には第２超音波素子１８と対向する凹部１２が設置され、この凹部１２は支持基板２側に開口する。凹部１２が設置された場所では第２基板１２８の厚み薄くなっている。この薄い場所は振動しやすい振動板１３になっている。
【０２０７】
第２基板１２８ではスライス方向の中央側２１が駆動領域２３になっている。スライス方向の中央側２１では第２超音波素子１８と接続して配線が設置されているので、超音波５５が発信される。第２基板１２８ではスライス方向の端側２０が非駆動領域２２になっている。スライス方向の端側２０では第２超音波素子１８と接続する配線が設置されていないので、超音波５５が発信されない。
【０２０８】
図２９は超音波基板における駆動回路の回路図であり、スライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。図２９に示すように、第１基板１１の１つの発信素子列２５には９個の第１超音波素子１６が設置され、各第１超音波素子１６が並列接続されている。この第１超音波素子１６は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１グランド配線２８とする。
【０２０９】
第１駆動配線２７はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。この駆動波形は電圧波形である。第１駆動配線２７はさらに、電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧のバイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）は一定の電圧である。第１駆動配線２７は電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続され、コンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。この回路構成にすることにより第１駆動配線２７には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。第１グランド配線２８にはグランド３３が接続されている。これにより、第１グランド配線２８の電位が０Ｖに固定される。
【０２１０】
第２基板１２８では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１８が設置されている。９個の第２超音波素子１８のうちスライス方向の端側２０の４個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の端側２０の４個の第２超音波素子１８はこの回路図に記載されていない。スライス方向の中央側２１には５個の第２超音波素子１８が設置され、各第２超音波素子１８が並列接続されている。この第２超音波素子１８は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２グランド配線３５とする。
【０２１１】
このように、超音波デバイス１２７では複数の第２超音波素子１８の一部が駆動され、残りは駆動されない。フォトリソグラフィ法を用いて第２超音波素子１８を製造することにより、第２超音波素子１８の個数は製造し易さに影響しない。そして、第２超音波素子１８と接続する配線パターンを変えることにより駆動される第２超音波素子１８と駆動されない第２超音波素子１８を容易に設定することができる。
【０２１２】
第２基板１２８に超音波を射出しない場所に孔を形成するときには工程が増える。このときに比べて超音波を射出しない場所に駆動されない第２超音波素子１８を設置する方が製造しやすい超音波デバイス１２７にすることができる。
【０２１３】
第２駆動配線３４はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０２１４】
第２駆動配線３４はさらに、電気抵抗体３１を介して第１スイッチ１３０と接続されている。第１スイッチ１３０には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子１３０ａ、第１スイッチ端子１３０ｂ、第２スイッチ端子１３０ｃ及び制御スイッチ端子１３０ｄである。第１スイッチ１３０では共通スイッチ端子１３０ａが第１スイッチ端子１３０ｂ及び第２スイッチ端子１３０ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０２１５】
共通スイッチ端子１３０ａは電気抵抗体３１を介して第２駆動配線３４と接続されている。第１スイッチ端子１３０ｂは第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧の正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）はグランド３３の電位である０Ｖより高い電圧である。第２スイッチ端子１３０ｃはグランド３３と接続されている。
【０２１６】
制御スイッチ端子１３０ｄは共通スイッチ端子１３０ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ１３０は制御スイッチ端子１３０ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子１３０ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子１３０ｄは第４接続端子３８と接続され、第４接続端子３８には第１スイッチ１３０を制御するスイッチ制御信号が入力される。グランド３３は第５接続端子４１と接続される。第５接続端子４１には０Ｖの電圧が入力される。
【０２１７】
共通スイッチ端子１３０ａが第１スイッチ端子１３０ｂと接続するとき、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。そして、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【０２１８】
共通スイッチ端子１３０ａが第２スイッチ端子１３０ｃと接続するとき、第２駆動配線３４には０Ｖの電圧が入力される。そして、第２駆動配線３４には０Ｖに駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【０２１９】
第１駆動配線２７及び第２駆動配線３４と接続するコンデンサー２９、電気抵抗体３１及び第１スイッチ１３０等により第２駆動回路１３１が構成されている。第２駆動回路１３１は第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８を駆動する。
【０２２０】
図３０は超音波デバイスの回路図である。図３０に示すように、超音波基板１２９の第１接続端子３０には駆動波形生成回路４３が接続されている。超音波基板１２９の第２接続端子３２には正バイアス電圧回路４４が接続されている。超音波基板１２９の第４接続端子３８にはバイアス電圧制御回路４６が接続されている。第５接続端子４１にはグランド３３が接続される。
【０２２１】
駆動波形生成回路４３及びバイアス電圧制御回路４６は制御部１３２と接続される。制御部１３２は駆動波形を出力するタイミングとスイッチ制御信号とを用いて超音波デバイス１２７から発信される超音波を制御する。
【０２２２】
図３１Ａ〜図３１Ｅは超音波デバイスの駆動方法を説明するための図である。次に、図３１Ａ〜図３１Ｅを参照して超音波素子４を駆動する駆動波形と超音波素子４の変位とを説明する。図３１Ａ〜図３１Ｅにおいて横軸は時間の経過を示す。図３１Ａの縦軸は第１接続端子３０に入力される駆動波形の電圧を示す。図中上側が正の電圧であり、下側が負の電圧である。図３１Ａに示すように、駆動波形１３３は正電圧の方形波と負電圧の方形波とが連続する波形である。そして、一定の間隔で出力されている。
【０２２３】
図中左から右に並ぶ波形を順に第１駆動波形１３３ａ、第２駆動波形１３３ｂ、第３駆動波形１３３ｃ、第４駆動波形１３３ｄ、第５駆動波形１３３ｅとする。横軸の時間は右側が左側より前の時間なので、駆動波形１３３は第５駆動波形１３３ｅが古い波形であり、第１駆動波形１３３ａが新しい波形である。
【０２２４】
図３１Ｂにおけるスイッチ接続推移線１３４は第１スイッチ１３０における共通スイッチ端子１３０ａが接続する端子の推移を示している。図３１Ｂに示すように、スイッチ接続推移線１３４が示すように、第１駆動波形１３３ａ及び第２駆動波形１３３ｂが出力されるとき、共通スイッチ端子１３０ａは第１スイッチ端子１３０ｂと接続する。第３駆動波形１３３ｃ及び第４駆動波形１３３ｄが出力されるとき、共通スイッチ端子１３０ａは第２スイッチ端子１３０ｃと接続する。第５駆動波形１３３ｅが出力されるとき、共通スイッチ端子１３０ａは第１スイッチ端子１３０ｂと接続する。
【０２２５】
図３１Ｃにおける第２駆動配線電位推移線１３５は第２駆動配線３４に出力される電位の推移を示している。図３１Ｃにおいて、第１電圧波形１３５ａは第１駆動波形１３３ａが出力されたときの第２駆動配線３４の電位の波形である。同様に、第２電圧波形１３５ｂ、第３電圧波形１３５ｃ、第４電圧波形１３５ｄ、第５電圧波形１３５ｅはそれぞれ、第２駆動波形１３３ｂ、第３駆動波形１３３ｃ、第４駆動波形１３３ｄ、第５駆動波形１３３ｅが出力されたときの第２駆動配線３４の電位の波形である。
【０２２６】
第１駆動波形１３３ａ及び第２駆動波形１３３ｂが出力されるとき、第２駆動配線３４には第１スイッチ１３０から正バイアス電圧５１（＋Ｖｂ）が出力される。このため、第１電圧波形１３５ａ及び第２電圧波形１３５ｂは第１駆動波形１３３ａ及び第２駆動波形１３３ｂに正バイアス電圧５１（＋Ｖｂ）が加算された波形になる。
【０２２７】
第３駆動波形１３３ｃ及び第４駆動波形１３３ｄが出力されるとき、第２駆動配線３４には第１スイッチ１３０から０ｖが出力される。このため、第３電圧波形１３５ｃ及び第４電圧波形１３５ｄは第３駆動波形１３３ｃ及び第４駆動波形１３３ｄと同じ波形になる。第５駆動波形１３３ｅが出力されるとき、第２駆動配線３４には第１スイッチ１３０から正バイアス電圧５１（＋Ｖｂ）が出力される。このため、第５電圧波形１３５ｅは第５駆動波形１３３ｅに正バイアス電圧５１（＋Ｖｂ）が加算された波形になる。
【０２２８】
図３１Ｄにおける第２変位線１３６は第２駆動配線３４を通じて第２超音波素子１８に出力される電圧波形による第２超音波素子１８の変位の推移を示す。図３１Ｄにおいて、第１変位波形１３６ａは第１駆動波形１３３ａが出力されたときの第２超音波素子１８の変位の波形である。同様に、第２変位波形１３６ｂ、第３変位波形１３６ｃ、第４変位波形１３６ｄ、第５変位波形１３６ｅはそれぞれ、第２駆動波形１３３ｂ、第３駆動波形１３３ｃ、第４駆動波形１３３ｄ、第５駆動波形１３３ｅが出力されたときの第２超音波素子１８の変位の波形である。
【０２２９】
第２超音波素子１８は印加される電圧に対する変位が非線形の特性を有している。印加される電圧が０Ｖ付近のときには第２超音波素子１８の変位が小さい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第３電圧波形１３５ｃ及び第４電圧波形１３５ｄのとき、第３変位波形１３６ｃ及び第４変位波形１３６ｄが示すように第２超音波素子１８の変位は小さい。
【０２３０】
印加される電圧が正バイアス電圧５１付近のときには第２超音波素子１８の変位が大きい。従って、第２超音波素子１８に印加される電圧が第１電圧波形１３５ａ、第２電圧波形１３５ｂ及び第５電圧波形１３５ｅのとき、第１変位波形１３６ａ、第２変位波形１３６ｂ及び第５変位波形１３６ｅが示すように第２超音波素子１８の変位は大きい。第１電圧波形１３５ａ、第２電圧波形１３５ｂ及び第５電圧波形１３５ｅは同じ波形形状なので第１変位波形１３６ａ、第２変位波形１３６ｂ及び第５変位波形１３６ｅは同じ変位波形となる。
【０２３１】
図３１Ｅにおける第１変位線１３７は第１駆動配線２７を通じて第１超音波素子１６に出力される電圧波形による第１超音波素子１６の変位の推移を示す。図３１Ｅにおいて、第１変位波形１３７ａは第１駆動波形１３３ａが出力されたときの第１超音波素子１６の変位の波形である。同様に、第２変位波形１３７ｂ、第３変位波形１３７ｃ、第４変位波形１３７ｄ、第５変位波形１３７ｅはそれぞれ、第２駆動波形１３３ｂ、第３駆動波形１３３ｃ、第４駆動波形１３３ｄ、第５駆動波形１３３ｅが出力されたときの第１超音波素子１６の変位の波形である。
【０２３２】
第１駆動配線２７には常時正バイアス電圧５１が印加される。従って、第１超音波素子１６には第１電圧波形１３５ａと同じ波形が印加される。このため、第１変位線１３７の第１変位波形１３７ａ〜第５変位波形１３７ｅは第２変位線１３６の第１変位波形１３６ａと同位相の波形になる。
【０２３３】
このように、第１スイッチ１３０を制御して第２駆動配線３４に印加する電圧を正バイアス電圧５１と０ｖとで切り替える。そして、第２駆動回路１３１は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。第１超音波素子１６が発信する超音波を第１超音波とし、第２超音波素子１８が発信する超音波を第２超音波とする。このとき、第２超音波の位相は第１超音波と同位相になる。従って、第２駆動回路１３１は第１超音波素子１６を駆動する駆動波形と同位相の駆動波形で第２超音波素子１８を駆動する。その結果、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波の音圧を強める超音波を発信することができる。
【０２３４】
図３２は超音波デバイスから発信する超音波の形態を説明するための模式図である。バイアス電圧制御回路４６が第１スイッチ１３０を制御して共通スイッチ端子１３０ａを第１スイッチ端子１３０ｂと接続させる。このとき、第２駆動配線３４には正バイアス電圧５１が供給される。そして、第２超音波素子１８の変位波形は第１超音波素子１６と同位相の変位波形になるので、第２超音波素子１８は第１超音波素子１６と同位相の超音波５５を発信する。このとき、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５とが重なって強めあう。
【０２３５】
第１超音波素子１６はスライス方向８に配列して設置されている。そして、第１超音波素子１６の配列のスライス方向の中央側２１と対向する場所に位置する第２超音波素子１８は第１超音波素子１６が発信する超音波５５の音圧を強める超音波５５を発信する。これにより、第２範囲５８から発信される超音波５５の音圧が強められる。そして、超音波デバイス１２７は第１超音波素子１６がスライス方向８に配列する第１範囲５６から第３分布超音波１３８を発信する。
【０２３６】
バイアス電圧制御回路４６が第１スイッチ１３０を制御して共通スイッチ端子１３０ａを第２スイッチ端子１３０ｃと接続させる。このとき、第２駆動配線３４には０ｖが供給される。そして、第２超音波素子１８は小さい変位波形になるので、第２超音波素子１８は殆ど超音波を発信しない。このとき、超音波デバイス１２７が発信する超音波５５の強度分布は第１超音波素子１６が発信する超音波５５の強度分布になる。そして、超音波デバイス１２７は第１超音波素子１６がスライス方向８に配列する第１範囲５６から第４分布超音波１３９を発信する。このように、超音波デバイス１２７が発信する超音波５５の強度の分布をスライス方向の中央側２１が強い強度の分布と弱い強度の分布との２段階の分布にすることができる。
【０２３７】
第１超音波素子１６の第１方向１５側には音響レンズ７が設置され、音響レンズ７は超音波５５を集中させる。超音波５５の強度の分布をスライス方向の中央側２１が強い強度の分布にしたときの分布である第３分布超音波１３８が集中する場所を第３集中場所１３８ａとする。第３分布超音波１３８は第１基板１１と第２基板１２８から超音波５５を重ねて発信するときの分布である。
【０２３８】
超音波５５の強度の分布を第１基板１１の第１超音波素子１６だけが出力する第４分布超音波１３９が集中する場所を第４集中場所１３９ａとする。このとき、第４集中場所１３９ａを第３集中場所１３８ａより音響レンズに近い場所にすることができる。従って、超音波デバイス１２７は超音波５５の分布を切り替えることにより焦点深さを変更できる。そして、各超音波素子４を個別に制御するスイッチング回路に代えて第２超音波素子１８を駆動する簡単な回路で焦点深さを容易に制御することができる。従って、製造し易い超音波デバイス１２７にすることができる。
【０２３９】
超音波５５が集中した場所では超音波画像が鮮明になる。したがって、観測する場所の深さに合わせて超音波５５を集中させる場所を切り替えることにより観測する場所の超音波画像を鮮明にすることができる。
【０２４０】
（第５の実施形態）
次に、超音波デバイスの駆動回路の一実施形態について図３３及び図３４を用いて説明する。本実施形態が第４の実施形態と異なるところは、第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８への電圧の印加方法が異なる点にある。尚、第４の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０２４１】
図３３は超音波基板における駆動回路の回路図であり、スライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。すなわち、本実施形態では、図３３に示すように、超音波デバイス１４２は超音波基板１４３を備える。超音波基板１４３は第１基板１１及び第２基板１２８を備える。第１基板１１の１つの発信素子列２５には９個の第１超音波素子１６が設置され、各第１超音波素子１６が並列接続されている。この第１超音波素子１６は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１共通配線６３とする。
【０２４２】
第１駆動配線２７は第１接続端子６４と接続される。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。この駆動波形は電圧波形である。第１共通配線６３は第２接続端子６５と接続される。第２接続端子６５には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）は一定の電圧である。
【０２４３】
第２基板１２８では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１８が設置されている。９個の第２超音波素子１８のうちスライス方向の端側２０の４個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の端側２０の４個の第２超音波素子１８はこの回路図に記載されていない。スライス方向の中央側２１には５個の第２超音波素子１８が設置され、各第２超音波素子１８が並列接続されている。この第２超音波素子１８は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２共通配線６６とする。
【０２４４】
第２駆動配線３４は第１接続端子６４と接続されている。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０２４５】
第２共通配線６６は第１スイッチ１４４と接続されている。第１スイッチ１４４には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子１４４ａ、第１スイッチ端子１４４ｂ、第２スイッチ端子１４４ｃ及び制御スイッチ端子１４４ｄである。第１スイッチ１４４では共通スイッチ端子１４４ａが第１スイッチ端子１４４ｂ及び第２スイッチ端子１４４ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０２４６】
共通スイッチ端子１４４ａは第２共通配線６６と接続されている。第１スイッチ端子１４４ｂは第２接続端子６５と接続されている。第２接続端子６５には負電圧の負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）は一定の電圧であり、０Ｖより低い電圧である。第２スイッチ端子１４４ｃはグランド３３と接続されている。
【０２４７】
制御スイッチ端子１４４ｄは共通スイッチ端子１４４ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ１４４は制御スイッチ端子１４４ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子１４４ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子１４４ｅは第４接続端子６９と接続され、第４接続端子６９には第１スイッチ１４４を制御するスイッチ制御信号が入力される。グランド３３は第５接続端子７０と接続される。第５接続端子７０には０Ｖの電圧が入力される。
【０２４８】
共通スイッチ端子１４４ａが第１スイッチ端子１４４ｂと接続するとき、第２共通配線６６には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第２共通配線６６とには同じ電位になる。共通スイッチ端子１４４ａが第２スイッチ端子１４４ｃと接続するとき、第２共通配線６６には０Ｖの電圧が入力される。
【０２４９】
第１駆動配線２７及び第２駆動配線３４と接続する第１接続端子６４、第２接続端子６５〜第５接続端子７０及び第１スイッチ１４４等により第２駆動回路１４５が構成されている。第２駆動回路１４５は第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８を駆動する。
【０２５０】
図３４は超音波デバイスの回路図である。図３４に示すように、超音波基板１４３の第１接続端子６４には駆動波形生成回路４３が接続されている。超音波基板１４３の第２接続端子６５には負共通電圧回路７２が接続されている。
【０２５１】
超音波基板１４３の第４接続端子６９には共通電圧制御回路７４が接続されている。共通電圧制御回路７４は第４接続端子６９にスイッチ制御信号を出力する。共通電圧制御回路７４が出力するスイッチ制御信号により第２共通配線６６に入力される電圧が制御される。第５接続端子７０にはグランド３３が接続される。このグランド３３は駆動波形生成回路４３、負共通電圧回路７２及び共通電圧制御回路７４にも接続される。
【０２５２】
駆動波形生成回路４３及び共通電圧制御回路７４は制御部１４６と接続される。制御部１４６は駆動波形を出力するタイミングとスイッチ制御信号を用いて超音波デバイス１４２から発信される超音波を制御する。共通スイッチ端子１４４ａが第１スイッチ端子１４４ｂと接続するとき、第１共通配線６３及び第２共通配線６６に負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１駆動配線２７及び第２駆動配線３４には同じ波形の駆動波形が入力される。この駆動波形は０ｖを中心にして正負に変動する方形波である。このとき、第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）を中心にして正負に変動する方形波が入力される。従って、第１超音波素子１６及び第２超音波素子１８は同位相の超音波５５を発信するので、超音波デバイス１４２は第４の実施形態における第３分布超音波１３８と同じ分布で超音波５５を発信する。
【０２５３】
共通スイッチ端子１４４ａが第２スイッチ端子１４４ｃと接続するとき、第１共通配線６３に負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。このとき、第１超音波素子１６には０ｖを中心にして正負に変動する方形波と負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）とが印加される。従って、第１超音波素子１６には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）を中心にして正負に変動する方形波が入力される。
【０２５４】
そして、第２共通配線６６には０ｖの電圧が入力される。第２超音波素子１８には０ｖを中心にして正負に変動する方形波が入力される。このとき、第２超音波素子１８は反応し難いので第２基板１２８からは弱い超音波５５が発信される。従って、第１超音波素子１６が主に超音波５５を発信するので、超音波デバイス１４２は第４の実施形態における第４分布超音波１３９と同じ超音波５５を発信する。
【０２５５】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第４の実施形態における第２駆動回路１３１の形態を本実施形態の第２駆動回路１４５の形態にしても第４の実施形態における効果と同じ効果を得ることができる。
【０２５６】
（第６の実施形態）
次に、超音波デバイスの一実施形態について図３５〜図４７を用いて説明する。図３５〜図４７は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第４の実施形態と異なるところは、超音波基板１２９における超音波素子４の配置が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０２５７】
図３５に示すように、超音波デバイス１４９では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板１５０が設置されている。第１基板８５及び第２基板１５０により超音波基板１５１が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス８４の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。
【０２５８】
第２基板１５０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。第２基板１５０は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０２５９】
第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第２基板１５０の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０２６０】
このように、第４の実施形態の超音波デバイス１２７に比べて第１基板８５と第２基板１５０の位置が異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１５０から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１５０が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。
【０２６１】
図３６に示すように、超音波デバイス１５２では支持基板２上に第２基板１５３が設置され、第２基板１５３上に音響整合層８９を介して第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１５３により超音波基板１５４が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板２側に設置されている。第１基板１１には第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０２６２】
第２基板１５３には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２６３】
第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０２６４】
このように、第４の実施形態の超音波デバイス１２７に比べて第１基板１１の向きが異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１５３から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１５３が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板１５３は凹部１２に空気が充填されている。従って、第２超音波素子１８は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。
【０２６５】
図３７に示すように、超音波デバイス１５５では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に音響整合層８９を介して第２基板１５０が設置されている。第１基板８５、音響整合層８９及び第２基板１５０により超音波基板１５６が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス８４の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。
【０２６６】
第２基板１５０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１５０の支持基板２側に設置されている。第２基板１５０は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２６７】
第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０２６８】
このように、超音波デバイス１４９に比べて第２基板１５０の向きが異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１５０から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１５０が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、超音波デバイス１５２及び超音波デバイス１５５は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。
【０２６９】
図３８に示すように、超音波デバイス１５７では支持基板９４上に第２基板１５８が設置され、第２基板１５８上に第１基板１１が設置されている。支持基板９４は第１方向１５側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板１１及び第２基板１５８により超音波基板１５９が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板９４側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０２７０】
第２基板１５８には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１５８の支持基板９４側に設置されている。第２基板１５８は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第２基板１５８の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２７１】
第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０２７２】
このように、超音波デバイス１５２に比べて第２基板１５８の向きが異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１５８から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１５８が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。超音波デバイス１５２及び超音波デバイス１５７では音響レンズ７と第１超音波素子１６との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０２７３】
図３９に示すように、超音波デバイス１６０では支持基板９４上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板１５０が設置されている。支持基板９４は第１方向１５側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板８５及び第２基板１５０により超音波基板１６１が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス９７の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板８５の支持基板９４側に設置されている。各第１超音波素子１６は凹部９４ａに位置している。第１基板８５は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板８５の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０２７４】
第２基板１５０には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１５０の支持基板９４側に設置されている。第２基板１５０は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２７５】
第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１８に配線が設置されていないので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１８に配線が設置されているので、第２超音波素子１８は超音波５５を発信する。
【０２７６】
このように、超音波デバイス１５５に比べて第１基板８５の向きが異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１５０から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１５０が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０２７７】
超音波デバイス１２７、超音波デバイス１４９、超音波デバイス１５２、超音波デバイス１５５、超音波デバイス１５７、及び超音波デバイス１６０では第２基板１２８、第２基板１５０、第２基板１５３及び第２基板１５８に第２超音波素子１８及び凹部１２がマトリックス状に設置されている。複数の第２超音波素子１８は１つの工程でまとめて形成される。一部分に限定して第２超音波素子１８及び凹部１２を設置するときには、追加工程が付加される。この方法と比べて生産性良く製造することができる。
【０２７８】
超音波デバイス１５２及び超音波デバイス１５７では音響レンズ７と第１超音波素子１６との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。超音波デバイス１５５及び超音波デバイス１６０では音響レンズ７と第２超音波素子１８との間には超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０２７９】
図４０に示すように、超音波デバイス１６２では支持基板２上に第２基板１６３が設置され、第２基板１６３上に第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１６３により超音波基板１６４が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス１の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第２基板１６３はスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８が設置され、第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置されている。この凹部１２には空気が充填されている。
【０２８０】
第２基板８６にはスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２８１】
スライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されていないので、スライス方向の端側２０では超音波５５が発信されない。スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０２８２】
このように、第２基板１６３のスライス方向の中央側２１のみに第２超音波素子１８及び凹部１２が設置されている構造であっても、第４の実施形態の超音波デバイス１２７と同様にスライス方向の中央側２１では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１６３から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板１６３は凹部１２の個数が少なく剛性が高いので扱い易い為、超音波デバイス１６２を製造しやすくできる。
【０２８３】
図４１に示すように、超音波デバイス１６５では支持基板２上に第２基板１６３が設置され、第２基板１６３上に音響整合層８９を介して第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１６３により超音波基板１６６が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板２側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。第２基板１６３はスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８が設置されている。第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には空気が充填されている。
【０２８４】
第２基板１６３にはスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２８５】
第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、スライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されていないので、スライス方向の端側２０では超音波５５が発信されない。スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されており、超音波５５が発信される。
【０２８６】
このように、第２基板１６３のスライス方向の中央側２１のみに第２超音波素子１８及び凹部１２が設置されている構造であっても、超音波デバイス１５２と同様にスライス方向の中央側２１では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１６３から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１６３が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板１６３は凹部１２の個数が少なく剛性が高いので製造しやすくできる。また、超音波デバイス１６５は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。
【０２８７】
図４２に示すように、超音波デバイス１６７では支持基板２上に第２基板１６８が設置され、第２基板１６８上に第１基板１１が設置されている。第１基板１１及び第２基板１６８により超音波基板１６９が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス１の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第２基板１６８はスライス方向の中央側２１において第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され第２基板１６８の凹部１２には空気が充填されている。第２基板１６８はスライス方向の端側２０において第１超音波素子１６と対向する場所に貫通孔１０９が設置され第２基板１６８の貫通孔１０９には空気が充填されている。
【０２８８】
第２基板１６８にはスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２８９】
スライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されていないので、スライス方向の端側２０では超音波５５が発信されない。スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０２９０】
このように、第２基板１６８のスライス方向の中央側２１のみに第２超音波素子１８及び凹部１２が設置されている構造であっても、第４の実施形態と同様にスライス方向の中央側２１では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１６８から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１６８が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。スライス方向の端側２０の第２基板１６８は第１超音波素子１６と対向する場所に貫通孔１０９が設置され貫通孔１０９には空気が充填されているので第１超音波素子１６が振動し易い構造になっている。従って、第１超音波素子１６が振動し易いので、第１超音波素子１６は超音波５５を発信し易くできる。
【０２９１】
図４３に示すように、超音波デバイス１７０では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板１７１が設置されている。第１基板８５及び第２基板１７１により超音波基板１７２が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス８４の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第２基板１７１はスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８が設置されている。そして、第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２基板１７１はスライス方向の端側２０において第１超音波素子１６と対向する場所に貫通孔１０９が設置され第２基板１７１の貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０２９２】
第２基板１７１にはスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２９３】
第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第２基板１７１の凹部１２または貫通孔１０９に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、スライス方向の端側２０では第２基板１７１に第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の中央側２１では第２超音波素子１８が超音波５５を発信する。
【０２９４】
このように、超音波デバイス１６７と比較して第１基板８５と第２基板１７１の位置が異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１７１から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１７１が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。さらに、第２基板１７１はスライス方向の端側２０には第２超音波素子１８が設置されないので、第１超音波素子１６が発信する超音波５５を効率よく進行させることができる。
【０２９５】
図４４に示すように、超音波デバイス１７３では支持基板２上に第２基板１６８が設置され、第２基板１６８上に音響整合層８９を介して第１基板１１が設置されている。第１基板１１、音響整合層８９及び第２基板１６８により超音波基板１７４が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板２側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０２９６】
第２基板１６８のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０２９７】
第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１８の配列においてスライス方向の端側２０の領域では第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１６８のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０２９８】
このように、超音波デバイス１６７に比べて第１基板１１の向きが異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１６８から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１６８が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０２９９】
第２基板１６８はスライス方向の中央側２１に凹部１２が設置され、スライス方向の端側２０に貫通孔１０９が設置されている。この貫通孔１０９側は空気が充填されているので、スライス方向の端側２０では第１超音波素子１６が振動し易くなっている。従って、第１超音波素子１６は超音波５５を発信しやすくできる。超音波デバイス１７３では音響レンズ７と第１超音波素子１６との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０３００】
また、第２基板１６８は凹部１２に空気が充填されている。従って、第２超音波素子１８は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。また、超音波デバイス１７３は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。
【０３０１】
図４５に示すように、超音波デバイス１７５では支持基板２上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に音響整合層８９を介して第２基板１７１が設置されている。第１基板８５、音響整合層８９及び第２基板１７１により超音波基板１７６が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス８４の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。そして、第１基板８５には第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され、凹部１２には空気が充填されている。
【０３０２】
第２基板１７１のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１７１の支持基板２側に設置されている。第２基板１７１は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３０３】
第２基板１７１においてスライス方向の端側２０の領域には第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１７１のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０３０４】
このように、超音波デバイス１７３に比べて第１基板８５及び第２基板１７１の第１方向１５の位置が異なる構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１７１から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１７１が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０３０５】
また、超音波デバイス１７３及び超音波デバイス１７５は第１超音波素子１６と第２超音波素子１８との距離が短い構造である。従って、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５との位相差を小さくすることができる。また、第１基板８５は凹部１２に空気が充填されている。従って、第１超音波素子１６は振動し易いので超音波５５を発信しやすくできる。超音波デバイス１７５では音響レンズ７と第２超音波素子１８との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により音響レンズ７側から超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０３０６】
図４６に示すように、超音波デバイス１７７では支持基板１１８上に第２基板１７８が設置され、第２基板１７８上に第１基板１１が設置されている。支持基板１１８のスライス方向の中央側２１には第１方向１５側の面に凹部１１８ａがマトリックス状に配置されている。第１基板１１及び第２基板１７８により超音波基板１７９が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス８８の第１基板１１と同様の構造であり、第１基板１１には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板１１の支持基板１１８側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０３０７】
第２基板１７８のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１７８の支持基板１１８側に設置されている。第２基板１７８のスライス方向の中央側２１では第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２基板１７８のスライス方向の端側２０では第１超音波素子１６と対向する場所に貫通孔１０９が設置され貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は第２基板１７８の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３０８】
第２基板１７８においてスライス方向の端側２０の領域には第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１７８のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０３０９】
このように、超音波デバイス１５７と比較して第２基板１７８のスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８が無く貫通孔１０９が設置された構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板１１から発信される超音波５５と第２基板１７８から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１７８が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。超音波デバイス１７７では音響レンズ７と第１超音波素子１６との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により音響レンズ７側から超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０３１０】
図４７に示すように、超音波デバイス１８０では支持基板９４上に第１基板８５が設置され、第１基板８５上に第２基板１７１が設置されている。支持基板９４は第１方向１５側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板８５及び第２基板１７１により超音波基板１８１が構成されている。第１基板８５は超音波デバイス９７の第１基板８５と同様の構造であり、第１基板８５には第１超音波素子１６がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１６は第１基板８５の支持基板９４側に設置されている。各第１超音波素子１６は凹部９４ａに位置している。第１基板８５は第１超音波素子１６と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１６が発信する超音波５５は第１基板８５の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０３１１】
第２基板１７１のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１８は第２基板１７１の支持基板９４側に設置されている。第２基板１７１は第２超音波素子１８と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１８が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１６と第２超音波素子１８とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１６が発信する超音波５５と第２超音波素子１８が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３１２】
第２基板１７１においてスライス方向の端側２０の領域には第２超音波素子１８が設置されていないので、超音波５５が発信されない。第２基板１７１のスライス方向の中央側２１には第２超音波素子１８が設置されているので、超音波５５が発信される。
【０３１３】
このように、超音波デバイス１６０と比較してスライス方向の端側２０に第２超音波素子１８が設置されない構造であっても、スライス方向の中央側２１では第１基板８５から発信される超音波５５と第２基板１７１から発信される超音波５５とを重ねて進行させることができる。従って、第２基板１７１が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０３１４】
超音波デバイス１８０では音響レンズ７と第２超音波素子１８との間に超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により音響レンズ７側から超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。第２基板１７１はスライス方向の端側２０に貫通孔１０９が設置され、貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。超音波伝搬部材１７は変形し易いのでスライス方向の端側２０では第１超音波素子１６が振動し易くなっている。従って、スライス方向の端側２０では第１超音波素子１６が効率良く超音波５５を発信することができる。
【０３１５】
（第７の実施形態）
次に、超音波デバイスの駆動回路の一実施形態について図４８〜図５３を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１基板１１、第２基板１０に加えて第３基板が設置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０３１６】
図４８は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図である。図４８に示すように、超音波デバイス１８４では支持基板２上に第３基板１８５が設置され、第３基板１８５上に第２基板１８６が設置されている。さらに、第２基板１８６上に第１基板１８７が設置されている。第１基板１８７、第２基板１８６及び第３基板１８５により超音波基板１８８が構成されている。超音波基板１８８上には音響整合層６及び音響レンズ７がこの順に設置されている。
【０３１７】
第１基板１８７のスライス方向の中央側を示すスライス方向の第１中央側１８９には支持基板２側に開口する凹部１２がマトリックス状に配列して設置されている。スライス方向の第１中央側１８９の周囲に位置するスライス方向の第１端側１９０には貫通孔１０９がマトリックス状に配列して設置されている。スライス方向８にスライス方向の第１端側１９０、スライス方向の第１中央側１８９、スライス方向の第１端側１９０がこの順に配置されている。
【０３１８】
各スライス方向の第１端側１９０には貫通孔１０９が２列設置され、スライス方向の第１中央側１８９には凹部１２が５列設置されている。各凹部１２及び貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が設置されている。この凹部１２の音響レンズ７側には超音波素子４がマトリックス状に設置されている。第１基板１８７に設置された超音波素子４を第１超音波素子１９１とする。
【０３１９】
第２基板１８６にも支持基板２側に開口する凹部１２がマトリックス状に配列して設置されている。各凹部１２には超音波伝搬部材１７が設置されている。凹部１２の音響レンズ７側には超音波素子４がマトリックス状に設置されている。第２基板１８６に設置された超音波素子４を第２超音波素子１９２とする。
【０３２０】
第２基板１８６のスライス方向の中央側を示すスライス方向の第２中央側１９３は第２超音波素子１９２に配線が接続されていない非駆動領域２２になっている。スライス方向の第２中央側１９３の周囲に位置するスライス方向の第２端側１９４は第２超音波素子１９２に配線が接続されている駆動領域２３になっている。スライス方向８にスライス方向の第２端側１９４、スライス方向の第２中央側１９３、スライス方向の第２端側１９４がこの順に配置されている。各スライス方向の第２端側１９４には凹部１２及び第２超音波素子１９２が３列設置され、スライス方向の第２中央側１９３には凹部１２及び第２超音波素子１９２が３列設置されている。
【０３２１】
第３基板１８５にも支持基板２側に開口する凹部１２がマトリックス状に配列して設置されている。各凹部１２には空気が充填されている。凹部１２の音響レンズ７側には超音波素子４がマトリックス状に設置されている。第３基板１８５に設置された超音波素子４を第３超音波素子１９５とする。
【０３２２】
第３基板１８５のスライス方向の中央側を示すスライス方向の第３中央側１９６は配線が接続されていない非駆動領域２２になっている。スライス方向の第３中央側１９６の周囲に位置するスライス方向の第３端側１９７は第３超音波素子１９５に配線が接続されている駆動領域２３になっている。スライス方向８にスライス方向の第３端側１９７、スライス方向の第３中央側１９６、スライス方向の第３端側１９７がこの順に並べて配置されている。各スライス方向の第３端側１９７には凹部１２が２列設置され、スライス方向の第３中央側１９６には凹部１２が５列設置されている。
【０３２３】
第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５は第１方向１５に超音波５５を重ねて発信する。従って、超音波デバイス１８４では第１基板１８７及び第２基板１８６と重ねて第３基板１８５が設置され、第３基板１８５には第１方向１５に超音波５５を発信する第３超音波素子１９５が配列する。そして、第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は一部の第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と重ねて発信される。
【０３２４】
第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２との間には超音波を伝搬する超音波伝搬部材１７が設置されている。さらに、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５との間には超音波を伝搬する超音波伝搬部材１７が設置されている。さらに、貫通孔１０９にも超音波を伝搬する超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波伝搬部材１７が設置されることにより、超音波５５を効率良く第１方向１５に進行させることができる。
【０３２５】
図４９は第１基板における第１超音波素子の構成を示す模式平面図である。図４９に示すように第１基板１８７には第１超音波素子１９１がマトリックス状に配列して設置されている。第１超音波素子１９１は総ての超音波素子４が超音波の発信及び受信を行う形態でも良く、超音波を発信だけをする超音波素子４と超音波を受信するだけの超音波素子４とを配置しても良い。このとき、超音波５５の発信だけをする超音波素子４は発信に適した振動特性にすることができる。そして、超音波５５の受信だけをする超音波素子４は受信に適した振動特性にすることができる。超音波デバイス１８４では、例えば、超音波５５を発信だけをする超音波素子４と超音波５５を受信するだけの超音波素子４とを交互にスキャン方向９に配置した。
【０３２６】
図中の発信素子列２５は超音波５５の発信だけをする第１超音波素子１９１が並ぶ列である。そして、図中の受信素子列２６は超音波の受信だけをする第１超音波素子１９１が並ぶ列である。このように、スキャン方向９では超音波の発信だけをする第１超音波素子１９１と超音波の受信だけをする第１超音波素子１９１とが交互に並んで配置されている。そして、発信素子列２５ではスライス方向の第１端側１９０に貫通孔１０９が設置され、貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０３２７】
図５０は第２基板における第２超音波素子の構成を示す模式平面図である。図５０に示すように第２基板１８６には第２超音波素子１９２がマトリックス状に配列して設置されている。第２超音波素子１９２のレイアウトは第１超音波素子１９１及び貫通孔１０９と対向する場所に第２超音波素子１９２を配置したレイアウトになっている。第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２とは第１方向１５に対向して配置されている。そして、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５の一部は第１超音波素子１９１が発信する超音波と重ねて発信される。
【０３２８】
第２基板１８６には第２超音波素子１９２を駆動しない非駆動領域２２が設定されている。第１基板１８７の受信素子列２６と対向する第２超音波素子１９２の場所は非駆動領域２２になっている。さらに、スライス方向の第２中央側１９３も非駆動領域２２になっている。そして、スライス方向の第２端側１９４で第１基板１８７の発信素子列２５と対向して第２超音波素子１９２が設置されている場所が駆動領域２３になっている。
【０３２９】
図５１は第３基板における第３超音波素子の構成を示す模式平面図である。図５１に示すように第３基板１８５には第３超音波素子１９５がマトリックス状に配列して設置されている。第３超音波素子１９５のレイアウトは第２超音波素子１９２のレイアウトと同じレイアウトになっている。第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５は第１方向１５に対向して配置されている。そして、第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第２超音波素子１９２が発信する超音波と重ねて発信される。
【０３３０】
第３基板１８５には第３超音波素子１９５を駆動しない非駆動領域２２が設定されている。第１基板１８７の受信素子列２６と対向する第３超音波素子１９５の場所は非駆動領域２２になっている。さらに、スライス方向の第３中央側１９６も非駆動領域２２になっている。そして、スライス方向の第３端側１９７では第１基板１８７の発信素子列２５と対向して第３超音波素子１９５が設置されている場所が駆動領域２３になっている。
【０３３１】
図５２は超音波基板における駆動回路の回路図であり、スライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。図５２に示すように、第１基板１８７の１つの発信素子列２５には５個の第１超音波素子１９１が設置され、各第１超音波素子１９１が並列接続されている。この第１超音波素子１９１は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１グランド配線２８とする。
【０３３２】
第１駆動配線２７はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。コンデンサー２９は電気容量素子である。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。この駆動波形は電圧波形である。第１駆動配線２７はさらに、電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧のバイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。第１駆動配線２７は電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続され、コンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。この回路構成にすることにより第１駆動配線２７には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。第１グランド配線２８にはグランド３３が接続されている。これにより、第１グランド配線２８の電位が０Ｖに固定される。
【０３３３】
第２基板１８６では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１９２が設置されている。９個の第２超音波素子１９２のうちスライス方向の第２中央側１９３の３個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の第２中央側１９３の３個の第２超音波素子１９２はこの回路図に記載されていない。スライス方向の第２端側１９４には６個の第２超音波素子１９２が設置され、各第２超音波素子１９２が並列接続されている。この第２超音波素子１９２は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２グランド配線３５とする。
【０３３４】
第３基板１８５では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第３超音波素子１９５が設置されている。９個の第３超音波素子１９５のうちスライス方向の第３中央側１９６の５個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の第３中央側１９６の５個の第３超音波素子１９５はこの回路図に記載されていない。スライス方向の第３端側１９７には４個の第３超音波素子１９５が設置され、各第３超音波素子１９５が並列接続されている。この第３超音波素子１９５は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第３駆動配線１９８とし、他方の配線を第３グランド配線１９９とする。第１グランド配線２８、第２グランド配線３５及び第３グランド配線１９９はグランド３３と接続され０ｖになっている。
【０３３５】
このように、超音波デバイス１８４では複数の超音波素子４の一部が駆動され、残りは駆動されない。フォトリソグラフィ法を用いて超音波素子４を製造することにより、第２超音波素子１９２の個数は製造し易さに影響しない。そして、超音波素子４と接続する配線パターンを変えることにより駆動される超音波素子４と駆動されない超音波素子４を容易に設定することができる。
【０３３６】
第２基板１８６に超音波を射出しない場所に孔を形成するときには工程が増える。このときに比べて超音波を射出しない場所に駆動されない超音波素子４を設置する方が製造しやすい超音波デバイス１８４にすることができる。
【０３３７】
第２駆動配線３４はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０３３８】
第２駆動配線３４はさらに、電気抵抗体３１を介して第１スイッチ２０２と接続されている。第１スイッチ２０２には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子２０２ａ、第１スイッチ端子２０２ｂ、第２スイッチ端子２０２ｃ及び制御スイッチ端子２０２ｄである。第１スイッチ２０２では共通スイッチ端子２０２ａが第１スイッチ端子２０２ｂ及び第２スイッチ端子２０２ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０３３９】
共通スイッチ端子２０２ａは電気抵抗体３１を介して第２駆動配線３４と接続されている。第１スイッチ端子２０２ｂは第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧の正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）は一定の電圧である。第２スイッチ端子２０２ｃは第３接続端子３７と接続されている。第３接続端子３７には負電圧の負バイアス電圧（−Ｖｂ）が入力される。
【０３４０】
制御スイッチ端子２０２ｄは共通スイッチ端子２０２ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ２０２は制御スイッチ端子２０２ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子２０２ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子２０２ｄは第４接続端子３８と接続され、第４接続端子３８にはバイアス電圧制御回路４６から第１スイッチ２０２を制御するスイッチ制御信号が入力される。
【０３４１】
共通スイッチ端子２０２ａが第１スイッチ端子２０２ｂと接続するとき、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。そして、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【０３４２】
共通スイッチ端子２０２ａが第２スイッチ端子２０２ｃと接続するとき、第２駆動配線３４には負バイアス電圧（−Ｖｂ）が入力される。そして、第２駆動配線３４には負バイアス電圧（−Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【０３４３】
第３駆動配線１９８はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７、第２駆動配線３４及び第３駆動配線１９８には同じ波形の駆動波形が入力される。
【０３４４】
第３駆動配線１９８はさらに、電気抵抗体３１を介して第２スイッチ２０３と接続されている。第２スイッチ２０３には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子２０３ａ、第１スイッチ端子２０３ｂ、第２スイッチ端子２０３ｃ及び制御スイッチ端子２０３ｄである。第２スイッチ２０３では共通スイッチ端子２０３ａが第１スイッチ端子２０３ｂ及び第２スイッチ端子２０３ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０３４５】
共通スイッチ端子２０３ａは電気抵抗体３１を介して第３駆動配線１９８と接続されている。第１スイッチ端子２０３ｂは第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧の正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）は一定の電圧である。第２スイッチ端子２０３ｃは第３接続端子３７と接続されている。第３接続端子３７には負電圧の負バイアス電圧（−Ｖｂ）が入力される。
【０３４６】
制御スイッチ端子２０３ｄは共通スイッチ端子２０３ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第２スイッチ２０３は制御スイッチ端子２０３ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子２０３ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子２０３ｄは第６接続端子２０４と接続され、第６接続端子２０４にはバイアス電圧制御回路４６から第２スイッチ２０３を制御するスイッチ制御信号が入力される。グランド３３は第５接続端子４１と接続される。第５接続端子４１には０Ｖの電圧が入力される。
【０３４７】
共通スイッチ端子２０３ａが第１スイッチ端子２０３ｂと接続するとき、第３駆動配線１９８には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。そして、第３駆動配線１９８には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。共通スイッチ端子２０３ａが第２スイッチ端子２０３ｃと接続するとき、第３駆動配線１９８には負バイアス電圧（−Ｖｂ）が入力される。そして、第３駆動配線１９８には負バイアス電圧（−Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。
【０３４８】
第１駆動配線２７及び第２駆動配線３４と接続するコンデンサー２９、電気抵抗体３１及び第１スイッチ２０２等により第１駆動回路２０５が構成されている。第１駆動回路２０５は第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を駆動する。第１駆動回路２０５には他にも、駆動波形生成回路４３、正バイアス電圧回路４４、負バイアス電圧回路４５及びバイアス電圧制御回路４６を備えている。駆動波形生成回路４３は第１接続端子３０と接続され、正バイアス電圧回路４４は第２接続端子３２と接続されている。負バイアス電圧回路４５は第３接続端子３７と接続され、バイアス電圧制御回路４６は第４接続端子３８及び第６接続端子２０４と接続されている。
【０３４９】
図５３は超音波デバイスから発信する超音波の形態を説明するための模式図である。バイアス電圧制御回路４６が第１スイッチ２０２及び第２スイッチ２０３を制御する。第１スイッチ２０２が共通スイッチ端子２０２ａと第１スイッチ端子２０２ｂとを接続する。そして、第２スイッチ２０３が共通スイッチ端子２０３ａと第１スイッチ端子２０３ｂとを接続する。このとき、第１基板１８７、第２基板１８６及び第３基板１８５は同位相の超音波５５を発信する。このとき、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５及び第３超音波素子１９５が発信する超音波５５が重なって強めあう。そして、超音波デバイス１８４は超音波素子４がスライス方向８に配列する総ての範囲から第５分布超音波２０６を発信する。
【０３５０】
第１スイッチ２０２が共通スイッチ端子２０２ａと第１スイッチ端子２０２ｂとを接続する。そして、第２スイッチ２０３が共通スイッチ端子２０３ａと第２スイッチ端子２０３ｃとを接続する。このとき、第１基板１８７及び第２基板１８６は同位相の超音波５５を発信する。そして、第３基板１８５は第１基板１８７及び第２基板１８６と逆位相の超音波５５を発信する。このとき、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５に第３超音波素子１９５が発信する超音波５５が重なって弱められる。そして、超音波デバイス１８４は超音波素子４がスライス方向８に配列するスライス方向の第３中央側１９６の範囲から第６分布超音波２０７を発信する。
【０３５１】
第１スイッチ２０２が共通スイッチ端子２０２ａと第２スイッチ端子２０２ｃとを接続する。そして、第２スイッチ２０３が共通スイッチ端子２０３ａと第１スイッチ端子２０３ｂとを接続する。このとき、第１基板１８７及び第３基板１８５は同位相の超音波５５を発信する。そして、第２基板１８６は第１基板１８７及び第３基板１８５と逆位相の超音波５５を発信する。このとき、第３超音波素子１９５が発信する超音波５５に第２超音波素子１９２が発信する超音波５５が重なって弱める。さらに、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５の一部に第２超音波素子１９２が発信する超音波５５が重なって弱める。そして、超音波デバイス１８４は超音波素子４がスライス方向８に配列するスライス方向の第２中央側１９３の範囲から第７分布超音波２０８を発信する。
【０３５２】
第３超音波素子１９５が発信する超音波を第３超音波とする。第３超音波は一部の第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と重ねて発信される。そして、超音波デバイス１８４は第１超音波、第２超音波及び第３超音波の位相の組合せを切り替えることができる。そして、各場合において超音波５５の強度分布を変えることができる。従って、第１基板１８７及び第２基板１８６に第３基板１８５を加えることにより、選択可能な超音波５５の強度分布の数を多くすることができる。
【０３５３】
第５分布超音波２０６が集中する場所を第５集中場所２０６ａとし、第６分布超音波２０７が集中する場所を第６集中場所２０７ａとする。第７分布超音波２０８が集中する場所を第８集中場所２０８ａとする。このとき、第５集中場所２０６ａ、第６集中場所２０７ａ及び第８集中場所２０８ａと音響レンズ７との距離は異なっている。従って、超音波デバイス１８４は超音波５５の分布を切り替えることにより焦点深さを変更できる。そして、各超音波素子４を個別に制御するスイッチング回路に代えて第２超音波素子１９２を駆動する簡単な回路で焦点深さを容易に制御することができる。従って、製造し易い超音波デバイス１８４にすることができる。
【０３５４】
（第８の実施形態）
次に、超音波デバイスの駆動回路の一実施形態について図５４の超音波基板における駆動回路の回路図を用いて説明する。本実施形態が第７の実施形態と異なるところは、第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５への電圧の印加方法が異なる点にある。尚、第７の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０３５５】
図５４はスライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。すなわち、本実施形態では、図５４に示すように、超音波デバイス２１１は超音波基板１８８を備える。超音波基板１８８は第１基板１８７、第２基板１８６及び第３基板１８５を備える。第１基板１８７の１つの発信素子列２５には５個の第１超音波素子１９１が設置されている。そして、スライス方向の第１中央側１８９の５個の第１超音波素子１９１が並列接続されている。この第１超音波素子１９１は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１共通配線６３とする。
【０３５６】
第１駆動配線２７は第１接続端子６４と接続される。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。この駆動波形は電圧波形である。第１共通配線６３は第２接続端子６５と接続される。第２接続端子６５には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。
【０３５７】
第２基板１８６では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１９２が設置されている。９個の第２超音波素子１９２のうちスライス方向の第２中央側１９３の３個は配線が接続されていない。そして、スライス方向の第２中央側１９３の３個の第２超音波素子１９２はこの回路図に記載されていない。スライス方向の第２端側１９４には６個の第２超音波素子１９２が設置され、各第２超音波素子１９２が並列接続されている。この第２超音波素子１９２は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２共通配線６６とする。
【０３５８】
第２駆動配線３４は第１接続端子６４と接続されている。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０３５９】
第２共通配線６６は第１スイッチ２１２と接続されている。第１スイッチ２１２には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子２１２ａ、第１スイッチ端子２１２ｂ、第２スイッチ端子２１２ｃ及び制御スイッチ端子２１２ｄである。第１スイッチ２１２では共通スイッチ端子２１２ａが第１スイッチ端子２１２ｂ及び第２スイッチ端子２１２ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０３６０】
共通スイッチ端子２１２ａは第２共通配線６６と接続されている。第１スイッチ端子２１２ｂは第２接続端子６５と接続されている。第２接続端子６５には負電圧の負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。第２スイッチ端子２１２ｃは第３接続端子６８と接続されている。第３接続端子６８には正電圧の正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）が入力されている。
【０３６１】
制御スイッチ端子２１２ｄは共通スイッチ端子２１２ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ２１２は制御スイッチ端子２１２ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子２１２ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子２１２ｄは第４接続端子６９と接続され、第４接続端子６９には第１スイッチ２１２を制御するスイッチ制御信号が共通電圧制御回路７４から入力される。
【０３６２】
共通スイッチ端子２１２ａが第１スイッチ端子２１２ｂと接続するとき、第２共通配線６６には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第２共通配線６６とには同じ電位になる。共通スイッチ端子２１２ａが第２スイッチ端子２１２ｃと接続するとき、第２共通配線６６には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第２共通配線６６とは逆電位になる。
【０３６３】
第３基板１８５では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第３超音波素子１９５が設置されている。９個の第３超音波素子１９５のうちスライス方向の第３中央側１９６の５個は配線が接続されていない。そして、スライス方向の第３中央側１９６の５個の第３超音波素子１９５はこの回路図に記載されていない。スライス方向の第３端側１９７には４個の第３超音波素子１９５が設置され、各第３超音波素子１９５が並列接続されている。この第３超音波素子１９５は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第３駆動配線１９８とし、他方の配線を第３共通配線２１３とする。
【０３６４】
第３駆動配線１９８は第１接続端子６４と接続されている。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７、第２駆動配線３４及び第３駆動配線１９８には同じ波形の駆動波形が入力される。
【０３６５】
第３共通配線２１３は第２スイッチ２１４と接続されている。第２スイッチ２１４には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子２１４ａ、第１スイッチ端子２１４ｂ、第２スイッチ端子２１４ｃ及び制御スイッチ端子２１４ｄである。第２スイッチ２１４では共通スイッチ端子２１４ａが第１スイッチ端子２１４ｂ及び第２スイッチ端子２１４ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０３６６】
共通スイッチ端子２１４ａは第３共通配線２１３と接続されている。第１スイッチ端子２１４ｂは第２接続端子６５と接続されている。第２接続端子６５には負電圧の負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。第２スイッチ端子２１４ｃは第３接続端子６８と接続されている。第３接続端子６８には正電圧の正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）が入力されている。
【０３６７】
制御スイッチ端子２１４ｄは共通スイッチ端子２１４ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第２スイッチ２１４は制御スイッチ端子２１４ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子２１４ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子２１４ｄは第６接続端子２１５と接続され、第６接続端子２１５には第２スイッチ２１４を制御するスイッチ制御信号が共通電圧制御回路７４から入力される。グランド３３は第５接続端子７０と接続される。
【０３６８】
共通スイッチ端子２１４ａが第１スイッチ端子２１４ｂと接続するとき、第３共通配線２１３には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第３共通配線２１３とは同じ電位になる。共通スイッチ端子２１４ａが第２スイッチ端子２１４ｃと接続するとき、第３共通配線２１３には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第３共通配線２１３とは逆電位になる。
【０３６９】
第１駆動配線２７、第２駆動配線３４及び第３駆動配線１９８と接続する第１接続端子６４、第２接続端子６５〜第６接続端子２１５、第１スイッチ２１２及び第２スイッチ２１４等により第１駆動回路２１６が構成されている。第１駆動回路２１６は第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を駆動する。第１駆動回路２１６においても、第７実施形態の第１駆動回路２０５と同様に、第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を駆動する駆動波形の位相を切り替えることができる。
【０３７０】
第２基板１８６と重ねて第３超音波素子１９５が配列する第３基板１８５が設置され、第３超音波素子１９５は第１方向１５に超音波５５を発信する。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は一部の第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と重ねて発信される。そして、各場合において超音波５５の強度分布を変えることができる。従って、第１基板１８７及び第２基板１８６に第３基板１８５を加えることにより、選択可能な超音波５５の強度分布の数を多くすることができる。
【０３７１】
第３超音波素子１９５が発信する超音波５５を第３超音波とする。超音波デバイス２１１は第１超音波、第２超音波及び第３超音波の位相の組合せを切り替えることができる。そして、各場合において超音波５５の強度分布を変えることができる。従って、第１基板１８７及び第２基板１８６に第３基板１８５を加えることにより、選択可能な超音波５５の強度分布の数を多くすることができる。
【０３７２】
（第９の実施形態）
次に、超音波デバイスの一実施形態について図５５〜図５８を用いて説明する。図５５〜図５８は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第７の実施形態と異なるところは、超音波基板１８８における超音波素子４の配置が異なる点にある。尚、第７の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０３７３】
図５５に示すように、超音波デバイス２１９では支持基板９４上に第３基板１８５、第２基板１８６、第１基板１８７がこの順に重ねて設置されている。支持基板９４は第１方向１５側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板１８７、第２基板１８６及び第３基板１８５により超音波基板２２０が構成されている。第１基板１８７のスライス方向の第１中央側１８９には第１超音波素子１９１がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１９１は第１基板１８７の支持基板９４側に設置されている。第１基板１８７は第１超音波素子１９１と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１基板１８７はスライス方向の第１端側１９０には貫通孔１０９がマトリックス状に配置され貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０３７４】
第２基板１８６には第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板１８６の支持基板９４側に設置されている。第２基板１８６は第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第２基板１８６の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３７５】
第２超音波素子１９２の配列においてスライス方向の第２中央側１９３の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１９２に配線が設置されていないので、第２超音波素子１９２は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１９２の配列においてスライス方向の第２端側１９４は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１９２に配線が設置されているので、第２超音波素子１９２は超音波５５を発信する。
【０３７６】
第３基板１８５には第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板１８５の支持基板９４側に設置されている。第３基板１８５は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第３基板１８５の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３７７】
第３超音波素子１９５の配列においてスライス方向の第３中央側１９６の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第３超音波素子１９５に配線が設置されていないので、第３超音波素子１９５は超音波５５を発信しない。第３超音波素子１９５の配列においてスライス方向の第３端側１９７は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第３超音波素子１９５に配線が設置されているので、第３超音波素子１９５は超音波５５を発信する。
【０３７８】
このように、第７実施形態の超音波デバイス１８４と比較して第１基板１８７、第２基板１８６及び第３基板１８５の向きが異なる構造であっても、第１基板１８７、第２基板１８６及び第１基板１８７から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、第２基板１８６及び第３基板１８５が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０３７９】
図５６に示すように、超音波デバイス２２１では支持基板２上に第３基板２２２、第２基板２２３、第１基板１８７がこの順に重ねて設置されている。第１基板１８７、第２基板２２３及び第３基板２２２により超音波基板２２４が構成されている。第１基板１８７のスライス方向の第１中央側１８９には第１超音波素子１９１がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１９１は第１基板１８７の音響レンズ７側に設置されている。第１基板１８７はスライス方向の第１中央側１８９の第１超音波素子１９１と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１基板１８７はスライス方向の第１端側１９０には貫通孔１０９がマトリックス状に配置され貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０３８０】
第２基板２２３にはスライス方向の第２端側１９４に第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板２２３の音響レンズ７側に設置されている。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３８１】
スライス方向の第２中央側１９３には第２超音波素子１９２が設置されていないので、スライス方向の第２中央側１９３では超音波５５が発信されない。スライス方向の第２端側１９４には第２超音波素子１９２が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第１基板１８７の貫通孔１０９に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０３８２】
第３基板２２２にはスライス方向の第３端側１９７に第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板２２２の音響レンズ７側に設置されている。第３基板２２２は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には空気が充填されている。そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３８３】
スライス方向の第３中央側１９６には第３超音波素子１９５が設置されていないので、スライス方向の第３中央側１９６では超音波５５が発信されない。スライス方向の第３端側１９７には第３超音波素子１９５が設置されており、超音波５５が発信される。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第２基板２２３の凹部１２や第１基板１８７の貫通孔１０９に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０３８４】
このように、第７の実施形態の超音波デバイス１８４において非駆動領域２２に超音波素子４及び凹部１２が設置されない構造であっても良い。このときにも、第１基板１８７、第２基板２２３及び第３基板２２２から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板２２３及び第３基板２２２は凹部１２の個数が少なく剛性が高いので扱い易い為、超音波デバイス２２１を製造しやすくできる。
【０３８５】
図５７に示すように、超音波デバイス２２５では支持基板２上に第３基板２２６、第２基板２２７、第１基板１８７がこの順に重ねて設置されている。第１基板１８７、第２基板２２７及び第３基板２２６により超音波基板２２８が構成されている。第１基板１８７は超音波デバイス２２１のときと同様であり説明を省略する。
【０３８６】
第２基板２２７にはスライス方向の第２端側１９４に第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板２２７の音響レンズ７側に設置されている。第２基板２２７は第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２の一部とが第１方向１５に対向して配置されている。そして、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３８７】
スライス方向の第２中央側１９３には貫通孔１０９がマトリック状に設置され、貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。従って、第２超音波素子１９２が設置されていないので、スライス方向の第２中央側１９３では超音波５５が発信されない。スライス方向の第２端側１９４には第２超音波素子１９２が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第１基板１８７の凹部１２または貫通孔１０９に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。第２基板２２７には第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。総ての凹部１２及び貫通孔１０９に超音波伝搬部材１７が充填されているので製造し易い構造になっている。
【０３８８】
第３基板２２６にはスライス方向の第３端側１９７に第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板２２６の音響レンズ７側に設置されている。第３基板２２６は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には空気が充填されている。そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３８９】
スライス方向の第３中央側１９６には貫通孔１０９がマトリック状に設置され、貫通孔１０９には空気が充填されている。従って、第３超音波素子１９５が設置されていないので、スライス方向の第３中央側１９６では超音波５５が発信されない。スライス方向の第３端側１９７には第３超音波素子１９５が設置されており、超音波５５が発信される。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第２基板２２３の凹部１２や第１基板１８７の貫通孔１０９に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０３９０】
このように、第７の実施形態の超音波デバイス１８４において非駆動領域２２に超音波素子４が設置されない構造であっても良い。このときにも、第１基板１８７、第２基板２２７及び第３基板２２６から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０３９１】
図５８に示すように、超音波デバイス２２９では支持基板２３０上に第３基板２３１、第２基板２２７、第１基板１８７がこの順に重ねて設置されている。支持基板２３０は音響レンズ７側の面に凹部２３０ａがマトリックス状に配置されている。この凹部２３０ａは第３基板２３１のスライス方向の第３端側１９７と対向する場所に設置されている。第１基板１８７、第２基板２２７及び第３基板２３１により超音波基板２３２が構成されている。第１基板１８７は超音波デバイス２２１のときと同様であり説明を省略する。
【０３９２】
第２基板２２７ではスライス方向の第２端側１９４に第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板２２７の支持基板２３０側に設置されている。第２基板２２７は第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第２基板２２７の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２の一部とが第１方向１５に対向して配置されている。そして、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３９３】
第２超音波素子１９２の配列においてスライス方向の第２中央側１９３には貫通孔１０９が設置されている。貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。スライス方向の第２中央側１９３では第２超音波素子１９２が設置されていないので、超音波５５が発信されない。スライス方向の第２端側１９４には第２超音波素子１９２が設置され、第２超音波素子１９２が超音波５５を発信する。
【０３９４】
第３基板２３１のスライス方向の第３端側１９７には第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板２３１の支持基板２３０側に設置されている。第３基板２３１は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第３基板２３１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０３９５】
第３超音波素子１９５の配列においてスライス方向の第３中央側１９６には貫通孔１０９が設置されている。貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。スライス方向の第３中央側１９６では第３超音波素子１９５が設置されていないので、超音波５５が発信されない。
【０３９６】
このように、超音波デバイス２１９の非駆動領域２２に超音波素子４が設置されず貫通孔１０９及び超音波伝搬部材１７が設置された構造であっても、第１基板１８７、第２基板２２７及び第３基板２３１から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、第２基板２２７及び第３基板２３１が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０３９７】
（第１０の実施形態）
次に、超音波デバイスの駆動回路の一実施形態について図５９〜図６０を用いて説明する。本実施形態が第４の実施形態と異なるところは、第１基板１１、第２基板１２８に加えて第３基板が設置されている点にある。尚、第４の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０３９８】
図５９は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図である。図５９に示すように、超音波デバイス２３５では支持基板２上に第３基板２３６、第２基板１２８、第１基板１１がこの順に重ねて設置されている。第１基板１１、第２基板１２８及び第３基板２３６により超音波基板２３７が構成されている。超音波基板２３７上には音響整合層６及び音響レンズ７がこの順に設置されている。第１基板１１は第４の実施形態と同じであり説明を省略する。
【０３９９】
第２基板１２８の音響レンズ７側の面には第２超音波素子１９２がマトリックス状に配列して設置されている。各第２超音波素子１９２は第１超音波素子１９１と対向する場所に配置されている。各第２超音波素子１９２は第１基板１１に設置された凹部１２内の超音波伝搬部材１７と接している。これにより、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に効率良く進行することができる。
【０４００】
第２基板１２８には第２超音波素子１９２と対向する凹部１２が設置され、この凹部１２は支持基板２側に開口する。凹部１２内には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０４０１】
第２基板１２８ではスライス方向の中央側２１が駆動領域２３になっている。スライス方向の中央側２１では第２超音波素子１９２と接続して配線が設置されているので、超音波５５が発信される。第２基板１２８ではスライス方向の端側２０が非駆動領域２２になっている。スライス方向の端側２０では第２超音波素子１９２と接続する配線が設置されていないので、超音波５５が発信されない。
【０４０２】
第３基板２３６の音響レンズ７側の面には第３超音波素子１９５がマトリックス状に配列して設置されている。各第３超音波素子１９５は第１超音波素子１９１及び第２超音波素子１９２と対向する場所に配置されている。各第３超音波素子１９５は第２基板１２８に設置された凹部１２内の超音波伝搬部材１７と接している。これにより、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に効率良く進行することができる。
【０４０３】
第３基板２３６には第３超音波素子１９５と対向する凹部１２が設置され、この凹部１２は支持基板２側に開口する。凹部１２内には空気が充填されている。
【０４０４】
第３基板２３６ではスライス方向の第３中央側２３８が駆動領域２３になっている。スライス方向の第３中央側２３８では第３超音波素子１９５と接続して配線が設置されているので、超音波５５が発信される。第３基板２３６ではスライス方向の第３端側２３９が非駆動領域２２になっている。スライス方向の第３端側２３９では第３超音波素子１９５と接続する配線が設置されていないので、超音波５５が発信されない。
【０４０５】
図６０は超音波基板における駆動回路の回路図であり、スライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。図６０に示すように、第１基板１１の１つの発信素子列２５には９個の第１超音波素子１９１が設置され、各第１超音波素子１９１が並列接続されている。この第１超音波素子１９１は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１グランド配線２８とする。
【０４０６】
第１駆動配線２７はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。この駆動波形は電圧波形である。第１駆動配線２７はさらに、電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧のバイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）は一定の電圧である。第１駆動配線２７は電気抵抗体３１を介して第２接続端子３２と接続され、コンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。この回路構成にすることにより第１駆動配線２７には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。第１グランド配線２８にはグランド３３が接続されている。これにより、第１グランド配線２８の電位が０Ｖに固定される。
【０４０７】
第２基板１２８では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１９２が設置されている。９個の第２超音波素子１９２のうちスライス方向の端側２０の４個は配線が接続されていないので駆動されない。このため、スライス方向の端側２０の４個の第２超音波素子１９２はこの回路図に記載されていない。スライス方向の中央側２１には５個の第２超音波素子１９２が設置され、各第２超音波素子１９２が並列接続されている。この第２超音波素子１９２は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２グランド配線３５とする。
【０４０８】
第２駆動配線３４はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０４０９】
第２駆動配線３４はさらに、電気抵抗体３１を介して第１スイッチ１３０と接続されている。第１スイッチ１３０には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子１３０ａ、第１スイッチ端子１３０ｂ、第２スイッチ端子１３０ｃ及び制御スイッチ端子１３０ｄである。第１スイッチ１３０では共通スイッチ端子１３０ａが第１スイッチ端子１３０ｂ及び第２スイッチ端子１３０ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０４１０】
共通スイッチ端子１３０ａは電気抵抗体３１を介して第２駆動配線３４と接続されている。第１スイッチ端子１３０ｂは第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧の正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。正バイアス電圧（＋Ｖｂ）はグランド３３の電位である０Ｖより高い電圧である。第２スイッチ端子１３０ｃはグランド３３と接続されている。
【０４１１】
制御スイッチ端子１３０ｄは共通スイッチ端子１３０ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ１３０は制御スイッチ端子１３０ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子１３０ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子１３０ｄは第４接続端子３８と接続され、第４接続端子３８には第１スイッチ１３０を制御するスイッチ制御信号が入力される。グランド３３は第５接続端子４１と接続される。第５接続端子４１には０Ｖの電圧が入力される。
【０４１２】
共通スイッチ端子１３０ａが第１スイッチ端子１３０ｂと接続するとき、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。そして、第２駆動配線３４には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。このとき、第２超音波素子１９２は＋Ｖｂ付近の電圧変動に対して作動するので第２超音波素子１９２から超音波５５が発信される。
【０４１３】
共通スイッチ端子１３０ａが第２スイッチ端子１３０ｃと接続するとき、第２駆動配線３４には０Ｖの電圧が入力される。そして、第２駆動配線３４には０Ｖに駆動波形が加算された電圧波形が入力される。このとき、第２超音波素子１９２は０ｖ付近の電圧変動に対して作動し難いので超音波５５が発信されない。
【０４１４】
第３基板２３６では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第３超音波素子１９５が設置されている。９個の第３超音波素子１９５のうちスライス方向の第３端側２３９の６個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の第３端側２３９の６個の第３超音波素子１９５はこの回路図に記載されていない。スライス方向の第３中央側２３８には３個の第３超音波素子１９５が設置され、各第３超音波素子１９５が並列接続されている。この第３超音波素子１９５は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第３駆動配線２４０とし、他方の配線を第３グランド配線２４１とする。
【０４１５】
第３駆動配線２４０はコンデンサー２９を介して第１接続端子３０と接続されている。第１接続端子３０には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７、第２駆動配線３４及び第３駆動配線２４０には同じ波形の駆動波形が入力される。
【０４１６】
第３駆動配線２４０は、さらに、電気抵抗体３１を介して第２スイッチ２４２と接続されている。第２スイッチ２４２には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子２４２ａ、第１スイッチ端子２４２ｂ、第２スイッチ端子２４２ｃ及び制御スイッチ端子２４２ｄである。第２スイッチ２４２では共通スイッチ端子２４２ａが第１スイッチ端子２４２ｂ及び第２スイッチ端子２４２ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０４１７】
共通スイッチ端子２４２ａは電気抵抗体３１を介して第３駆動配線２４０と接続されている。第１スイッチ端子２４２ｂは第２接続端子３２と接続されている。第２接続端子３２には正電圧の正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。第２スイッチ端子２４２ｃはグランド３３と接続されている。
【０４１８】
制御スイッチ端子２４２ｄは共通スイッチ端子２４２ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第２スイッチ２４２は制御スイッチ端子２４２ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子２４２ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子２４２ｄは第５接続端子２４３と接続され、第５接続端子２４３はバイアス電圧制御回路４６と接続される。そして、第５接続端子２４３には第２スイッチ２４２を制御するスイッチ制御信号がバイアス電圧制御回路４６から入力される。グランド３３は第５接続端子４１と接続される。第５接続端子４１には０Ｖの電圧が入力される。
【０４１９】
共通スイッチ端子２４２ａが第１スイッチ端子２４２ｂと接続するとき、第３駆動配線２４０には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）が入力される。そして、第３駆動配線２４０には正バイアス電圧（＋Ｖｂ）に駆動波形が加算された電圧波形が入力される。このとき、第３超音波素子１９５は＋Ｖｂ付近の電圧変動に対して作動するので第３超音波素子１９５から超音波５５が発信される。
【０４２０】
共通スイッチ端子２４２ａが第２スイッチ端子２４２ｃと接続するとき、第３駆動配線２４０には０Ｖの電圧が入力される。そして、第３駆動配線２４０には０Ｖに駆動波形が加算された電圧波形が入力される。このとき、第３超音波素子１９５は０ｖ付近の電圧変動に対して作動し難いので超音波５５が発信されない。
【０４２１】
第１駆動配線２７、第２駆動配線３４及び第３駆動配線２４０と接続するコンデンサー２９、電気抵抗体３１、第１スイッチ１３０及び第２スイッチ２４２等により第２駆動回路２４４が構成されている。第２駆動回路２４４は第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を駆動する。
【０４２２】
第１スイッチ１３０の共通スイッチ端子１３０ａを第１スイッチ端子１３０ｂと接続する。そして、第２スイッチ２４２の共通スイッチ端子２４２ａを第１スイッチ端子２４２ｂと接続する。このとき、第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は一部の第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と重ねて発信される。第１基板１１、第２基板１２８及び第３基板２３６の超音波素子４から同相の超音波５５が発信されて音響レンズ７から離れた場所に第５集中場所が形成される。
【０４２３】
第１スイッチ１３０の共通スイッチ端子１３０ａを第１スイッチ端子１３０ｂと接続する。そして、第２スイッチ２４２の共通スイッチ端子２４２ａを第２スイッチ端子２４２ｃと接続する。このとき、第１基板１１及び第２基板１２８の超音波素子４から超音波５５が発信されて音響レンズ７から離れた場所に第３集中場所１３８ａが形成される。第３集中場所１３８ａは第５集中場所より音響レンズ７に近い場所になる。
【０４２４】
第１スイッチ１３０の共通スイッチ端子１３０ａを第２スイッチ端子１３０ｃと接続する。そして、第２スイッチ２４２の共通スイッチ端子２４２ａを第２スイッチ端子２４２ｃと接続する。このとき、第１基板１１の超音波素子４から超音波５５が発信されて音響レンズ７から離れた場所に第４集中場所１３９ａが形成される。第４集中場所１３９ａは第３集中場所１３８ａより音響レンズ７に近い場所である。このように、第１スイッチ１３０及び第２スイッチ２４２を制御することにより超音波５５が集中する場所と音響レンズ７との距離を多段階に制御することができる。
【０４２５】
このように、超音波デバイス２３５では複数の第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５の一部が駆動され、残りは駆動されない。フォトリソグラフィ法を用いて第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を製造することにより、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５の個数は製造し易さに影響しない。そして、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５と接続する配線パターンを変えることにより駆動される第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５と駆動されない第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を容易に設定することができる。
【０４２６】
第２基板１２８及び第３基板２３６に超音波を射出しない場所に孔を形成するときには工程が増える。このときに比べて超音波を射出しない場所に駆動されない第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を設置する方が製造しやすい超音波デバイス２３５にすることができる。
【０４２７】
（第１１の実施形態）
次に、超音波デバイスの駆動回路の一実施形態について図６１を用いて説明する。本実施形態が第１０の実施形態と異なるところは、第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５への電圧の印加方法が異なる点にある。尚、第１０の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０４２８】
図６１は超音波基板における駆動回路の回路図であり、スライス方向８に配列する１列分の超音波素子４を抜粋した図である。すなわち、本実施形態では、図６１に示すように、超音波デバイス２４５は超音波基板２４６を備える。超音波基板２４６は第１基板１１、第２基板１２８及び第３基板２３６を備える。第１基板１１の１つの発信素子列２５には９個の第１超音波素子１９１が設置され、各第１超音波素子１９１が並列接続されている。この第１超音波素子１９１は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第１駆動配線２７とし、他方の配線を第１共通配線６３とする。
【０４２９】
第１駆動配線２７は第１接続端子６４と接続される。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。この駆動波形は電圧波形である。第１共通配線６３は第２接続端子６５と接続される。第２接続端子６５には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。
【０４３０】
第２基板１２８では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第２超音波素子１９２が設置されている。９個の第２超音波素子１９２のうちスライス方向の端側２０の４個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の端側２０の４個の第２超音波素子１９２はこの回路図に記載されていない。スライス方向の中央側２１には５個の第２超音波素子１９２が設置され、各第２超音波素子１９２が並列接続されている。この第２超音波素子１９２は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第２駆動配線３４とし、他方の配線を第２共通配線６６とする。
【０４３１】
第２駆動配線３４は第１接続端子６４と接続されている。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７と第２駆動配線３４とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０４３２】
第２共通配線６６は第１スイッチ１４４と接続されている。第１スイッチ１４４には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子１４４ａ、第１スイッチ端子１４４ｂ、第２スイッチ端子１４４ｃ及び制御スイッチ端子１４４ｄである。第１スイッチ１４４では共通スイッチ端子１４４ａが第１スイッチ端子１４４ｂ及び第２スイッチ端子１４４ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０４３３】
共通スイッチ端子１４４ａは第２共通配線６６と接続されている。第１スイッチ端子１４４ｂは第２接続端子６５と接続されている。第２接続端子６５には負電圧の負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。第２スイッチ端子１４４ｃはグランド３３と接続されている。
【０４３４】
制御スイッチ端子１４４ｄは共通スイッチ端子１４４ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第１スイッチ１４４は制御スイッチ端子１４４ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子１４４ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子１４４ｄは第４接続端子６９と接続され、第４接続端子６９には第１スイッチ１４４を制御するスイッチ制御信号が入力される。グランド３３は第５接続端子７０と接続される。第５接続端子７０には０Ｖの電圧が入力される。
【０４３５】
共通スイッチ端子１４４ａが第１スイッチ端子１４４ｂと接続するとき、第２共通配線６６には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第２共通配線６６とには同じ電位になる。共通スイッチ端子１４４ａが第２スイッチ端子１４４ｃと接続するとき、第２共通配線６６には０Ｖの電圧が入力される。
【０４３６】
第３基板２３６では１つの発信素子列２５と対向する場所に９個の第３超音波素子１９５が設置されている。９個の第３超音波素子１９５のうちスライス方向の第３端側２３９の６個は配線が接続されていない。このため、スライス方向の第３端側２３９の６個の第３超音波素子１９５はこの回路図に記載されていない。スライス方向の第３中央側２３８には３個の第３超音波素子１９５が設置され、各第３超音波素子１９５が並列接続されている。この第３超音波素子１９５は一対の配線で並列接続されている。この並列接続する配線の一方を第３駆動配線２４７とし、他方の配線を第３共通配線２４８とする。
【０４３７】
第３駆動配線２４７は第１接続端子６４と接続されている。第１接続端子６４には駆動波形が入力される。これにより、第１駆動配線２７、第２駆動配線３４及び第３駆動配線２４７とには同じ波形の駆動波形が入力される。
【０４３８】
第３共通配線２４８は第２スイッチ２４９と接続されている。第２スイッチ２４９には４つの端子がある。４つの端子は共通スイッチ端子２４９ａ、第１スイッチ端子２４９ｂ、第２スイッチ端子２４９ｃ及び制御スイッチ端子２４９ｄである。第２スイッチ２４９では共通スイッチ端子２４９ａが第１スイッチ端子２４９ｂ及び第２スイッチ端子２４９ｃのうちの１つの端子だけと接続する。
【０４３９】
共通スイッチ端子２４９ａは第３共通配線２４８と接続されている。第１スイッチ端子２４９ｂは第２接続端子６５と接続されている。第２接続端子６５には負電圧の負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力されている。第２スイッチ端子２４９ｃはグランド３３と接続されている。
【０４４０】
制御スイッチ端子２４９ｄは共通スイッチ端子２４９ａがどの端子と接続するかを指示するスイッチ制御信号を入力するための端子である。第２スイッチ２４９は制御スイッチ端子２４９ｄに入力されるスイッチ制御信号に従って、共通スイッチ端子２４９ａと接続する端子を切り替える。制御スイッチ端子２４９ｄは第４接続端子２５０と接続され、第４接続端子６９には第２スイッチ２４９を制御するスイッチ制御信号が入力される。第４接続端子２５０は共通電圧制御回路７４と接続される。グランド３３は第５接続端子７０と接続される。第５接続端子７０には０Ｖの電圧が入力される。
【０４４１】
共通スイッチ端子２４９ａが第１スイッチ端子２４９ｂと接続するとき、第３共通配線２４８には負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１共通配線６３と第３共通配線２４８とは同じ電位になる。共通スイッチ端子２４９ａが第２スイッチ端子２４９ｃと接続するとき、第３共通配線２４８には０Ｖの電圧が入力される。
【０４４２】
第１駆動配線２７、第２駆動配線３４及び第３駆動配線２４７と接続する第１接続端子６４、第２接続端子６５〜第５接続端子７０、第１スイッチ１４４及び第２スイッチ２４９等により第２駆動回路２５１が構成されている。第２駆動回路２５１は第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５を駆動する。
【０４４３】
第１スイッチ１４４の共通スイッチ端子１４４ａが第１スイッチ端子１４４ｂと接続するとき、第１共通配線６３及び第２共通配線６６に負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。そして、第１駆動配線２７及び第２駆動配線３４には同じ波形の駆動波形が入力される。そして、第１超音波素子１９１及び第２超音波素子１９２には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）を中心にして正負に変動する方形波が入力される。このとき、第２超音波素子１９２が反応して第２基板１２８からは強い超音波５５が発信される。
【０４４４】
共通スイッチ端子１４４ａが第２スイッチ端子１４４ｃと接続するときにも、第１共通配線６３に負共通電圧（−Ｖｃｏｍ）が入力される。このとき、第１超音波素子１９１には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）を中心にして正負に変動する方形波が入力される。そして、第１スイッチ１４４を介して第２共通配線６６には０ｖの電圧が入力される。第２超音波素子１９２には０ｖを中心にして正負に変動する方形波が入力される。このとき、第２超音波素子１９２は反応し難いので第２基板１２８からは弱い超音波５５が発信される。
【０４４５】
同様に、第２スイッチ２４９では共通スイッチ端子２４９ａが第１スイッチ端子２４９ｂと接続するとき、第３超音波素子１９５には正共通電圧（＋Ｖｃｏｍ）を中心にして正負に変動する方形波が入力される。このとき、第３超音波素子１９５が反応して第３基板２３６からは強い超音波５５が発信される。共通スイッチ端子２４９ａが第２スイッチ端子２４９ｃと接続するとき、第３超音波素子１９５には０ｖを中心にして正負に変動する方形波が入力される。このとき、第３超音波素子１９５は反応し難いので第３基板２３６からは弱い超音波５５が発信される。
【０４４６】
第１スイッチ１４４の共通スイッチ端子１４４ａを第１スイッチ端子１４４ｂと接続し、第２スイッチ２４９の共通スイッチ端子２４９ａを第１スイッチ端子２４９ｂと接続する。このとき、第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は一部の第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と重ねて発信される。そして、第１基板１１、第２基板１２８及び第３基板２３６から同位相の超音波５５が発信されて音響レンズ７から離れた場所に超音波が集中する。
【０４４７】
第１スイッチ１４４の共通スイッチ端子１４４ａを第１スイッチ端子１４４ｂと接続し、第２スイッチ２４９の共通スイッチ端子２４９ａを第２スイッチ端子２４９ｃと接続する。このとき、第１基板１１及び第２基板１２８から同位相の超音波５５が発信される。そして、第３基板２３６からは超音波５５が発信されない。従って、音響レンズ７と超音波が集中する場所との距離が短くなる。
【０４４８】
第１スイッチ１４４の共通スイッチ端子１４４ａを第２スイッチ端子１４４ｃと接続し、第２スイッチ２４９の共通スイッチ端子２４９ａを第２スイッチ端子２４９ｃと接続する。このとき、第１基板１１から超音波５５が発信される。そして、第２基板１２８及び第３基板２３６からは超音波５５が発信されない。従って、音響レンズ７と超音波が集中する場所との距離がさらに短くなる。従って、第１スイッチ１４４及び第２スイッチ２４９を制御することにより音響レンズ７と超音波が集中する場所との距離を切り替えることができる。
【０４４９】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１０の実施形態における第２駆動回路２４４の形態を本実施形態の第２駆動回路２５１の形態にしても第１０の実施形態における効果と同じ効果を得ることができる。
【０４５０】
（第１２の実施形態）
次に、超音波デバイスの一実施形態について図６２〜図６６を用いて説明する。図６２〜図６６は超音波デバイスの構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第１０の実施形態と異なるところは、超音波基板２３７における超音波素子４の配置が異なる点にある。尚、第１０の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０４５１】
図６２に示すように、超音波デバイス２５４では支持基板９４上に第３基板２５５、第２基板１２８、第１基板１１がこの順に重ねて設置されている。支持基板９４は音響レンズ７側の面に凹部９４ａがマトリックス状に配置されている。第１基板１１、第２基板１２８及び第３基板２５５により超音波基板２５６が構成されている。第１基板１１には第１超音波素子１９１がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１９１は第１基板１１の支持基板９４側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１９１と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０４５２】
第２基板１２８には第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板１２８の支持基板９４側に設置されている。第２基板１２８は第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第２基板１２８の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４５３】
第２超音波素子１９２の配列においてスライス方向の端側２０の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第２超音波素子１９２に配線が設置されていないので、第２超音波素子１９２は超音波５５を発信しない。第２超音波素子１９２の配列においてスライス方向の中央側２１は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第２超音波素子１９２に配線が設置されているので、第２超音波素子１９２は超音波５５を発信する。
【０４５４】
第３基板２５５には第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板２５５の支持基板９４側に設置されている。第３基板２５５は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第３基板２５５の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４５５】
第３超音波素子１９５の配列においてスライス方向の第３端側２３９の領域は非駆動領域２２になっている。非駆動領域２２では第３超音波素子１９５に配線が設置されていないので、第３超音波素子１９５は超音波５５を発信しない。第３超音波素子１９５の配列においてスライス方向の第３中央側２３８は駆動領域２３になっている。駆動領域２３では第３超音波素子１９５に配線が設置されているので、第３超音波素子１９５は超音波５５を発信する。
【０４５６】
このように、超音波デバイス２３５に対して第１基板１１、第２基板１２８及び第３基板２５５の向きが異なる構造であっても、第１基板１１、第２基板１２８及び第３基板２５５から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、第２基板１２８及び第３基板２５５が出力する超音波５５を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０４５７】
図６３に示すように、超音波デバイス２５７では支持基板２上に第３基板２５８、第２基板２５９、第１基板１１がこの順に重ねて設置されている。第１基板１１、第２基板２５９及び第３基板２５８により超音波基板２６０が構成されている。第１基板１１には第１超音波素子１９１がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１９１は第１基板１１の音響レンズ７側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１９１と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。
【０４５８】
第２基板２５９にはスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板２５９の音響レンズ７側に設置されている。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４５９】
スライス方向の端側２０には第２超音波素子１９２が設置されていないので、スライス方向の端側２０では超音波５５が発信されない。スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１９２が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０４６０】
第３基板２５８にはスライス方向の第３中央側２３８に第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板２５８の音響レンズ７側に設置されている。第３基板２５８は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には空気が充填されている。そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４６１】
スライス方向の第３端側２３９には第３超音波素子１９５が設置されていないので、スライス方向の第３端側２３９では超音波５５が発信されない。スライス方向の第３中央側２３８には第３超音波素子１９５が設置されており、超音波５５が発信される。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第２基板２５９の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０４６２】
このように、第１０の実施形態の超音波デバイス２３５において非駆動領域２２に超音波素子４及び凹部１２が設置されない構造であっても良い。このときにも、第１基板１１、第２基板２５９及び第３基板２５８から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板２５９及び第３基板２５８は凹部１２の個数が少なく剛性が高いので扱い易い為、超音波デバイス２５７を製造しやすくできる。
【０４６３】
図６４に示すように、超音波デバイス２６１では支持基板２６２上に第３基板２６３、第２基板２６４、第１基板１１がこの順に重ねて設置されている。第１基板１１、第２基板２６４及び第３基板２６３により超音波基板２６５が構成されている。第１基板１１には第１超音波素子１９１がマトリックス状に配置されている。第１超音波素子１９１は第１基板１１の支持基板２６２側に設置されている。第１基板１１は第１超音波素子１９１と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第１超音波素子１９１が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０４６４】
第２基板２６４にはスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板２６４の支持基板２６２側に設置されている。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４６５】
スライス方向の端側２０には第２超音波素子１９２が設置されていないので、スライス方向の端側２０では超音波５５が発信されない。スライス方向の中央側２１には第２超音波素子１９２が設置されており、超音波５５が発信される。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第２基板２６４及び第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。スライス方向の端側２０では第２基板２６４に各第１超音波素子１９１と対向する場所に凹部２６４ａが設置され各第１超音波素子１９１はこの凹部２６４ａに位置している。
【０４６６】
第３基板２６３にはスライス方向の第３中央側２３８に第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板２６３の支持基板２６２側に設置されている。第３基板２６３は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。スライス方向の中央側２１では第３基板２６３の音響レンズ７側の面に各第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２または凹部２６３ａが設置され各第２超音波素子１９２はこの凹部１２または凹部２６３ａに位置している。
【０４６７】
そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４６８】
スライス方向の第３端側２３９には第３超音波素子１９５が設置されていないので、スライス方向の第３端側２３９では超音波５５が発信されない。スライス方向の第３中央側２３８には第３超音波素子１９５が設置されており、超音波５５が発信される。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第３基板２６３、第２基板２６４及び第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０４６９】
このように、超音波デバイス２５７と比較して超音波素子４が支持基板２６２側に設置された構造であっても良い。このときにも、第１基板１１、第２基板２６４及び第３基板２６３から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。また、第２基板２６４及び第３基板２６３は凹部１２の個数が少なく剛性が高いので扱い易い為、超音波デバイス２６１を製造しやすくできる。
【０４７０】
図６５に示すように、超音波デバイス２６６では支持基板２上に第３基板２６７、第２基板２６８、第１基板１１がこの順に重ねて設置されている。第１基板１１、第２基板２６８及び第３基板２６７により超音波基板２６９が構成されている。第１基板１１は超音波デバイス２５７のときと同様であり説明を省略する。
【０４７１】
第２基板２６８にはスライス方向の中央側２１に第２超音波素子１９２がマトリックス状に配置されている。第２超音波素子１９２は第２基板２６８の音響レンズ７側に設置されている。第２基板２６８は第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。そして、第１超音波素子１９１と第２超音波素子１９２とが第１方向１５に対向して配置されている。そして、第１超音波素子１９１が発信する超音波５５と第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４７２】
スライス方向の端側２０には貫通孔１０９がマトリック状に設置され、貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。従って、第２超音波素子１９２が設置されていないので、スライス方向の端側２０では超音波５５が発信されない。第２超音波素子１９２が発信する超音波５５は第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。第２超音波素子１９２と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。第２基板２６８は総ての凹部１２及び貫通孔１０９に超音波伝搬部材１７が充填されているので凹部１２だけに超音波伝搬部材１７が充填されている場合より製造し易い構造になっている。
【０４７３】
第３基板２６７にはスライス方向の第３中央側２３８に第３超音波素子１９５がマトリックス状に配置されている。第３超音波素子１９５は第３基板２６７の音響レンズ７側に設置されている。第３基板２６７は第３超音波素子１９５と対向する場所に凹部１２が設置され凹部１２には超音波伝搬部材１７が充填されている。そして、第２超音波素子１９２と第３超音波素子１９５とが第１方向１５に対向して配置されている。これにより、第２超音波素子１９２が発信する超音波５５と第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４７４】
スライス方向の第３端側２３９には貫通孔１０９がマトリック状に設置され、貫通孔１０９には超音波伝搬部材１７が充填されている。従って、第３超音波素子１９５が設置されていないので、スライス方向の第３端側２３９では超音波５５が発信されない。スライス方向の第３中央側２３８には第３超音波素子１９５が設置されており、超音波５５が発信される。第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は第２基板２６８の凹部１２や第１基板１１の凹部１２に設置された超音波伝搬部材１７を経て第１方向１５に進行する。
【０４７５】
このように、第１０の実施形態の超音波デバイス２３５と比較して非駆動領域２２に超音波素子４が設置されないで貫通孔１０９が設置された構造であっても良い。このときにも、第１基板１１、第２基板２６８及び第３基板２６７から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０４７６】
図６６に示すように、超音波デバイス２７０では支持基板２６２上に第３基板２６７、第２基板２６８、第１基板１１がこの順に重ねて設置されている。支持基板２６２は第１方向１５側の面に凹部２６２ａがマトリックス状に配置されている。この凹部２６２ａは第３基板２６７のスライス方向の第３中央側２３８に設置された第３超音波素子１９５と対向する場所に設置されている。第１基板１１、第２基板２６８及び第３基板２６７により超音波基板２７１が構成されている。第１基板１１では第１超音波素子１９１が支持基板２６２側の面に設置されており、凹部１２は音響レンズ７側に開口している。第１基板１１の他の状態は超音波デバイス２６６のときと同様であり説明を省略する。
【０４７７】
第２基板２６８では第２超音波素子１９２が支持基板２６２側の面に設置されており、凹部１２は音響レンズ７側に開口している。第２基板２６８の他の状態は超音波デバイス２６６のときと同様であり説明を省略する。第３基板２６７では第３超音波素子１９５が支持基板２６２側の面に設置されており、凹部１２は音響レンズ７側に開口している。第３基板２６７の他の状態は超音波デバイス２６６のときと同様であり説明を省略する。そして、第１超音波素子１９１、第２超音波素子１９２及び第３超音波素子１９５が発信する超音波５５は同一方向に重なって進行する。
【０４７８】
このように、超音波デバイス２６６の超音波基板２６９と比較して超音波素子４が支持基板２６２側に設置され凹部１２が音響レンズ７側に開口する配置にした構造であっても良い。このときにも、第１基板１１、第２基板２６８及び第３基板２６７から発信される超音波５５を重ねて進行させることができる。従って、超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する場所の深さを切り替えることができる。
【０４７９】
超音波デバイス２５４、超音波デバイス２６１及び超音波デバイス２７０では音響レンズ７と第１超音波素子１９１との間には超音波伝搬部材１７が設置されている。超音波素子４は水分に弱いが超音波伝搬部材１７により超音波素子４に水分が到達することを抑制できる。
【０４８０】
（第１３の実施形態）
次に、超音波トランスデューサーデバイスが搭載された超音波プローブを備えた超音波装置の一実施形態について図６７の超音波装置の構成を示す概略斜視図を用いて説明する。本実施形態における超音波プローブ及び超音波装置に搭載された超音波トランスデューサーデバイスは第１の実施形態〜第１２の実施形態に記載の超音波トランスデューサーデバイスのいずれかが用いられている。尚、第１の実施形態〜第１２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０４８１】
図６７に示すように、超音波装置２７４は超音波プローブ２７５を備えている。超音波プローブ２７５は一方向に長い略直方体の形状をしており、操作者が握り易い形状になっている。超音波プローブ２７５の長手方向をＺ方向とする。超音波プローブ２７５の−Ｚ方向の面は略平坦な面であり、平面形状が長方形になっている。平面形状の直交する２辺が延びる方向をＸ方向及びＹ方向とする。
【０４８２】
超音波プローブ２７５の−Ｚ方向側には超音波デバイス２７６が設置されている。超音波デバイス２７６は超音波５５を受信し電気信号を出力する。この超音波デバイス２７６には上記に記載の超音波デバイスのいずれかが用いられている。
【０４８３】
超音波プローブ２７５の−Ｚ方向側の面では筐体から超音波デバイス２７６が露出している。超音波プローブ２７５の内部には超音波デバイス２７６を制御する制御部２７７が設置され、超音波デバイス２７６と制御部２７７とがケーブル２７８により接続されている。制御部２７７にはＣＰＵ（中央演算装置）及び記憶装置を備えている。記憶装置には超音波デバイス２７６を駆動する駆動波形のデータや超音波デバイス２７６を駆動する手順を示すプログラムが記憶されている。そして、ＣＰＵはプログラムに沿って超音波デバイス２７６に駆動波形を出力して超音波デバイス２７６を駆動する。
【０４８４】
超音波プローブ２７５はケーブル２７９を介して制御装置２８０と接続されている。制御装置２８０は超音波プローブ２７５が出力するデータ信号を入力し、データ信号を解析して表示する装置である。制御装置２８０もＣＰＵ及び記憶装置を備えている。そして、ＣＰＵはプログラムに沿って各種の演算や制御を行う。制御装置２８０には入力部２８１及び表示部２８２が設置されている。入力部２８１はキーボードやマウスパッド、専用スイッチ、トラックボール等のポインター等の装置であり、操作者が制御装置２８０に指示する内容を入力するための装置である。表示部２８２はデータ信号を画像にして表示可能であれば良く特に限定されず、液晶表示装置やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ）表示装置を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示部２８２にＯＬＥＤを用いている。
【０４８５】
超音波プローブ２７５は被検体２８３の表面に押圧して用いられる。超音波プローブ２７５は超音波デバイス２７６から被検体２８３に向けて超音波５５を発信する。そして、超音波デバイス２７６は被検体２８３に超音波５５を発信して被検体２８３の内部で反射した超音波５５を受信する。超音波デバイス２７６は反射した超音波５５を受信し電気信号を出力する。反射した超音波５５は反射して戻る時間が反射した面により異なるので、反射した超音波５５が戻る時間を解析することにより被検体２８３の内部の構造を非破壊検査することができる。
【０４８６】
超音波デバイス２７６が受信した反射波の信号は制御部２７７に出力される。制御部２７７はＡ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）をする変換部２７７ａを備え、変換部２７７ａは超音波デバイス２７６が出力する電気信号をデジタル形式のデータ信号に変換する。そして、デジタル形式のデータ信号に変換されたデータ信号はケーブル２７９を介して制御部２７７から制御装置２８０に送信される。制御装置２８０は反射波のデータ信号を受信して解析する。そして、制御装置２８０が反射波のデータ信号を被検体２８３の内部構造を示す画像に変換して、表示部２８２が反射波のデータ信号を変換した画像を表示する。
【０４８７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波プローブ２７５は反射した超音波５５を受信し電気信号を出力する超音波デバイス２７６を備えている。そして、超音波デバイス２７６は上記に記載の超音波デバイスである。上記に記載の超音波デバイスは焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスである。従って、超音波プローブ２７５は焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスを備えた装置とすることができる。
【０４８８】
（２）本実施形態によれば、超音波装置２７４は超音波デバイス２７６、変換部２７７ａ及び表示部２８２を備えている。超音波デバイス２７６が反射した超音波５５を受信して電気信号を出力する。変換部２７７ａが電気信号をデータ信号に変換する。そして、表示部２８２がデータ信号を表示する。そして、超音波デバイス２７６には上記の超音波デバイスが用いられている。上記の超音波デバイスは焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスである。従って、超音波装置２７４は焦点深さを容易に制御することができる製造し易い超音波デバイスを備えた装置とすることができる。
【０４８９】
さらに、超音波装置２７４は超音波デバイスを観測する深さに合わせて超音波が集中する場所の深さを切り替えることにより、鮮明な超音波画像を表示することができる。
【０４９０】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では超音波基板３上に超音波素子４が設置されていた。他にもバルクタイプの超音波素子が超音波５５を発信する形態にしても良い。このときにも、バルクタイプの超音波素子を複数重ねて超音波５５の位相を制御することにより超音波５５が集中する深さを制御することができる。
【０４９１】
（変形例２）
前記第１の実施形態では超音波基板３が第１基板１１と第２基板１０との２枚の基板を重ねた構造であった。また、前記第７の実施形態では超音波基板１８８が第１基板１８７、第２基板１８６及び第３基板１８５の３枚の基板を重ねた構造であった。他にも超音波素子４を配置した基板を４枚以上重ねて設置しても良い。さらに、超音波５５の分布を切り替える種類を増やすことができる。
【符号の説明】
【０４９２】
１，６１，８４，８８，９１，９３，９７，１０１，１０４，１０６，１１０，１１３，１１５，１１７，１２３，１２７，１４２，１４９，１５２，１５５，１５７，１６０，１６２，１６５，１６７，１７０，１７３，１７５，１７７，１８０，１８４，２１１，２１９，２２１，２２５…超音波デバイス、７…音響レンズ、８…スライス方向、１０，８０，８６，９５，１０２，１０７，１１１，１２１，１２８，１５０，１５３，１５８，１６３，１６８，１７１，１７８，１８６，２２３…第２基板、１１，８５，１８７…第１基板、１５…第１方向、１６，１９１…第１超音波素子、１７…伝搬体としての超音波伝搬部材、１８，１９２…第２超音波素子、２０…スライス方向の端側、２１…スライス方向の中央側、４２，７１，２０５，２１６…第１駆動回路、５５…超音波、８９…伝搬体としての音響整合層、１３１，１４５…第２駆動回路、１８５，２２２，２２６…第３基板、１９５…第３超音波素子。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３１Ｄ】
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【図３１Ｅ】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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