(57)【要約】【課題】送受信回路の構成を変えずに種々のプローブを接続可能な超音波測定装置、超音波画像装置及び電子機器等を提供すること。【解決手段】送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎと受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎとを有するコネクター１５０と、送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎに対して送信信号を出力する送信回路１１０と、受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎからの受信信号の電圧制限を行う電圧制限回路１６０と、電圧制限された受信信号が入力される受信回路１２０と、を含む。コネクター１５０は、超音波トランスデューサー素子アレイ２１０が送受信兼用の超音波トランスデューサー素子で構成される第１の超音波プローブと、超音波トランスデューサー素子アレイ２１０の中に送信専用の超音波トランスデューサー素子及び受信専用の超音波トランスデューサー素子のうち少なくとも一方が含まれる第２の超音波プローブと、を接続可能である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信用端子と複数の受信用端子とを有し、超音波プローブを接続するためのコネクターと、
前記複数の送信用端子に対して送信信号を出力する送信回路と、
前記複数の受信用端子からの受信信号の電圧制限を行う電圧制限回路と、
電圧制限された前記受信信号が入力される受信回路と、
を含み、
前記コネクターは、
超音波トランスデューサー素子アレイが送受信兼用の超音波トランスデューサー素子で構成される第１の超音波プローブと、超音波トランスデューサー素子アレイの中に送信専用の超音波トランスデューサー素子及び受信専用の超音波トランスデューサー素子のうち少なくとも一方が含まれる第２の超音波プローブと、の両方の超音波プローブを接続可能なコネクターであることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記送信回路に前記送信信号を出力させる送信処理と、前記受信回路により受信された前記受信信号の受信処理とを行う処理部を含み、
前記処理部は、
前記コネクターに接続される超音波プローブの識別情報に基づいて、前記送信処理及び前記受信処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記処理部は、
前記コネクターに接続される超音波プローブの超音波トランスデューサー素子と、前記コネクターの前記複数の送信用端子との対応を表す送信用対応情報と、前記コネクターに接続される超音波プローブの超音波トランスデューサー素子と、前記コネクターの前記複数の受信用端子との対応を表す受信用対応情報と、を前記識別情報に基づいて取得し、
前記送信用対応情報に基づいて前記送信信号の前記送信処理を行い、前記受信用対応情報に基づいて前記受信信号の前記受信処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記コネクターは、
前記識別情報が入力される識別情報入力端子を有し、
前記処理部は、
前記コネクターに接続される超音波プローブにより設定された前記識別情報入力端子の電圧レベルに基づいて前記識別情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項５】
請求項２又は３において、
前記処理部は、
前記コネクターに接続される超音波プローブの記憶部に記憶された前記識別情報を読み出すことで、前記識別情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第１の超音波プローブを含み、
前記第１の超音波プローブは、
前記コネクターに接続可能なプローブ側コネクターを有し、
前記プローブ側コネクターは、
前記複数の送信用端子からの前記送信信号が入力される複数の送信信号入力端子と、
前記複数の受信用端子へ前記受信信号を出力する複数の受信信号出力端子と、
を有することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の超音波プローブは、
前記複数の送信信号入力端子のいずれかに接続される送信線と、
前記複数の受信信号出力端子のいずれかに接続される受信線と、
を有し、
前記送信線及び前記受信線は、
前記送受信兼用の超音波トランスデューサー素子に共通接続されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第２の超音波プローブを含み、
前記第２の超音波プローブは、
前記コネクターに接続可能なプローブ側コネクターを有し、
前記プローブ側コネクターは、
前記複数の送信用端子からの前記送信信号が入力される複数の送信信号入力端子と、
前記複数の受信用端子へ前記受信信号を出力する複数の受信信号出力端子と、
を有することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２の超音波プローブは、
前記複数の送信信号入力端子のいずれかと前記送信専用の超音波トランスデューサー素子とを接続する送信線と、
前記複数の受信信号出力端子のいずれかと前記受信専用の超音波トランスデューサー素子とを接続する受信線と、
を有することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記第１の超音波プローブ及び前記第２の超音波プローブは、
アレイ状に配置された複数の開口を有する基板と、
前記複数の開口の各開口に対応する位置に超音波トランスデューサー素子を有する前記超音波トランスデューサー素子アレイと、
を有し、
前記超音波トランスデューサー素子は、
前記複数の開口のうちの対応する開口を塞ぐ振動膜と、
前記振動膜の上に設けられる圧電素子部と、
を有し、
前記圧電素子部は、
前記振動膜の上に設けられる下部電極と、
前記下部電極の少なくとも一部を覆うように設けられる圧電体層と、
前記圧電体層の少なくとも一部を覆うように設けられる上部電極と、
を有することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載された超音波測定装置と、
表示部と、
を含むことを特徴とする超音波画像装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれかに記載された超音波測定装置を含むことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定装置、超音波画像装置及び電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、超音波測定装置の用途が拡大される傾向にあり、それに伴って超音波トランスデューサー素子の高感度化や小型化、素子形状の多様化が予想される。例えば、従来は１Ｄアレイ（素子が１次元に配列されたアレイ）が一般的であったが、２Ｄアレイ（素子が２次元に配列されたアレイ）等の素子配列の変化が予想される。或いは、従来は送信と受信を同一素子で行うことが一般的であったが、開口合成技術を利用した送信素子及び受信素子の専用化等が予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０９９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来は、送信と受信を同一素子で行うプローブを前提として送受信回路を構成しており、使用するプローブ専用の送受信回路を用意する必要があった。そのため、種々のプローブ（例えば２Ｄアレイのプローブや、送受別素子のプローブ）を用いる場合には、プローブの種類毎に専用の送受信回路を用意する必要があるという課題がある。
【０００５】
例えば特許文献１には、１．５次元アレイ型超音波プローブと２次元アレイ型超音波プローブとで装置本体側のコネクターを共有する超音波診断装置が開示されている。しかしながら、送受信兼用の超音波トランスデューサー素子を想定した構成であり、送信１チャンネル及び受信１チャンネルを１つの超音波トランスデューサー素子に対応させた構成となっている。即ち、任意構成の超音波プローブを接続することが想定されておらず、接続できる超音波プローブの構成が限定されている。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、送受信回路の構成を変えずに種々のプローブを接続可能な超音波測定装置、超音波画像装置及び電子機器等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、複数の送信用端子と複数の受信用端子とを有し、超音波プローブを接続するためのコネクターと、前記複数の送信用端子に対して送信信号を出力する送信回路と、前記複数の受信用端子からの受信信号の電圧制限を行う電圧制限回路と、電圧制限された前記受信信号が入力される受信回路と、を含み、前記コネクターは、超音波トランスデューサー素子アレイが送受信兼用の超音波トランスデューサー素子で構成される第１の超音波プローブと、超音波トランスデューサー素子アレイの中に送信専用の超音波トランスデューサー素子及び受信専用の超音波トランスデューサー素子のうち少なくとも一方が含まれる第２の超音波プローブと、の両方の超音波プローブを接続可能なコネクターである超音波測定装置に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、コネクターに複数の送信用端子と複数の受信用端子が設けられ、その複数の送信用端子に対して送信信号が送信され、複数の受信用端子からの受信信号に対して電圧制限及び受信が行われる。これにより、超音波トランスデューサー素子が送受信兼用である第１の超音波プローブだけでなく、送信専用の超音波トランスデューサー素子及び受信専用の超音波トランスデューサー素子のうち少なくとも一方を含む第２の超音波プローブを接続できる。このように、送受信回路の構成を変えずに種々のプローブを接続することが可能である。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記送信回路に前記送信信号を出力させる送信処理と、前記受信回路により受信された前記受信信号の受信処理とを行う処理部を含み、前記処理部は、前記コネクターに接続される超音波プローブの識別情報に基づいて、前記送信処理及び前記受信処理を行ってもよい。
【００１０】
このように識別情報に基づいて送信処理及び受信処理を行うことで、超音波プローブがコネクターに接続されたときに、その接続された超音波プローブに応じた送信処理及び受信処理を行うことができる。また、処理の切り替えで対応できるため、ハードウェア的な切り替えが不要であり、回路構成を簡素化できる。
【００１１】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記コネクターに接続される超音波プローブの超音波トランスデューサー素子と、前記コネクターの前記複数の送信用端子との対応を表す送信用対応情報と、前記コネクターに接続される超音波プローブの超音波トランスデューサー素子と、前記コネクターの前記複数の受信用端子との対応を表す受信用対応情報と、を前記識別情報に基づいて取得し、前記送信用対応情報に基づいて前記送信信号の送信処理を行い、前記受信用対応情報に基づいて前記受信信号の受信処理を行ってもよい。
【００１２】
このように送信用対応情報と受信用対応情報を識別情報に基づいて取得することで、超音波トランスデューサー素子と送信用端子及び受信用端子との対応を知ることができる。この対応に基づいて、コネクターに接続された超音波プローブに適切な送信処理及び受信処理を行うことができる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記コネクターは、前記識別情報が入力される識別情報入力端子を有し、前記処理部は、前記コネクターに接続される超音波プローブにより設定された前記識別情報入力端子の電圧レベルに基づいて前記識別情報を取得してもよい。
【００１４】
このようにすれば、コネクターの識別情報入力端子に対して超音波プローブが電圧レベルを入力することで、コネクターに接続された超音波プローブの識別情報を取得できる。即ち、電圧レベルと超音波プローブの種類を対応させることで、電圧レベルを識別情報として用いることができる。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記コネクターに接続される超音波プローブの記憶部に記憶された前記識別情報を読み出すことで、前記識別情報を取得してもよい。
【００１６】
このようにすれば、超音波プローブの記憶部から識別情報を読み出すことで、識別情報を取得できる。記憶部にはデータを記憶できるので、例えば超音波プローブの駆動方式を指定する情報や、超音波の周波数の情報等を記憶しておき、それらの情報を識別情報として取得することができる。
【００１７】
また本発明の一態様では、前記コネクターに接続可能なプローブ側コネクターを有する前記第１の超音波プローブを含み、前記プローブ側コネクターは、前記複数の送信用端子からの前記送信信号が入力される複数の送信信号入力端子と、前記複数の受信用端子へ前記受信信号を出力する複数の受信信号出力端子と、を有してもよい。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記第１の超音波プローブは、前記複数の送信信号入力端子のいずれかに接続される送信線と、前記複数の受信信号出力端子のいずれかに接続される受信線と、を有し、前記送信線及び前記受信線は、前記送受信兼用の超音波トランスデューサー素子に共通接続されてもよい。
【００１９】
第１の超音波プローブは送受信兼用の超音波トランスデューサー素子を用いたプローブであり、従来は送受信兼用の端子をプローブ側コネクターに設けていた。この点、本発明の一態様によれば、プローブ側コネクターに複数の送信信号入力端子と複数の受信信号出力端子を設けることで、第１の超音波プローブを送信用端子と受信用端子が設けられたコネクターに接続できる。
【００２０】
また本発明の一態様では、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記コネクターに接続可能なプローブ側コネクターをする前記第２の超音波プローブを含み、前記プローブ側コネクターは、前記複数の送信用端子からの前記送信信号が入力される複数の送信信号入力端子と、前記複数の受信用端子へ前記受信信号を出力する複数の受信信号出力端子と、を有してもよい。
【００２１】
また本発明の一態様では、前記第２の超音波プローブは、前記複数の送信信号入力端子のいずれかと前記送信専用の超音波トランスデューサー素子とを接続する送信線と、前記複数の受信信号出力端子のいずれかと前記受信専用の超音波トランスデューサー素子とを接続する受信線と、を有してもよい。
【００２２】
第２の超音波プローブは送信専用の超音波トランスデューサー素子及び受信専用の超音波トランスデューサー素子の少なくとも一方を含むプローブである。このようなプローブでは、送信と受信で接続端子を分けて接続する。この点、本発明の一態様では、コネクターの端子が送信用端子と受信用端子に分かれているため、送信用端子に送信専用の超音波トランスデューサー素子を接続し、受信専用の超音波トランスデューサー素子に受信用端子を接続できる。
【００２３】
また本発明の一態様では、前記第１の超音波プローブ及び前記第２の超音波プローブは、アレイ状に配置された複数の開口を有する基板と、前記複数の開口の各開口に対応する位置に超音波トランスデューサー素子を有する前記超音波トランスデューサー素子アレイと、を有し、前記超音波トランスデューサー素子は、前記複数の開口のうちの対応する開口を塞ぐ振動膜と、前記振動膜の上に設けられる圧電素子部と、を有し、前記圧電素子部は、前記振動膜の上に設けられる下部電極と、前記下部電極の少なくとも一部を覆うように設けられる圧電体層と、前記圧電体層の少なくとも一部を覆うように設けられる上部電極と、を有してもよい。
【００２４】
このように圧電体層を用いて超音波トランスデューサー素子を構成することで、バルク圧電素子を用いる場合に比べて駆動電圧を小さくできる。これにより、Ｔ／Ｒスイッチ回路を用いずに電圧制限回路で受信回路を保護することが可能となり、種々のアレイ構成の超音波プローブを接続することが可能となる。
【００２５】
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載された超音波測定装置と、表示部と、を含む超音波画像装置に関係する。
【００２６】
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載された超音波測定装置を含む電子機器に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態の超音波測定装置の比較例。
【図２】本実施形態の超音波測定装置の構成例、超音波プローブの第１の構成例。
【図３】超音波プローブの第２の構成例。
【図４】超音波プローブの第３の構成例。
【図５】超音波プローブの第４の構成例。
【図６】回路装置の詳細な構成例。
【図７】電圧制限回路の詳細な構成例。
【図８】識別情報の取得手法の変形例。
【図９】識別情報に対応する特性情報の第１の例。
【図１０】識別情報に対応する特性情報の第２の例。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、超音波トランスデューサー素子の構成例。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、超音波画像装置の構成例。図１２（Ｃ）は、コネクターを設ける位置の変形例。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２９】
１．比較例
図１に、本実施形態の超音波測定装置の比較例を示す。超音波測定装置は、超音波プローブ２００と、回路装置１００と、を含む。
【００３０】
超音波プローブ２００は、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥｎ（ｎは２以上の自然数）がアレイ配置される超音波トランスデューサー素子アレイ２１０と、コネクター２５０と、コネクター２５０の端子ＴＰ１〜ＴＰｎと超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥｎを接続する送受信線ＬＴＲ１〜ＬＴＲｎと、を含む。
【００３１】
回路装置１００は、超音波プローブ２００のコネクター２５０を接続するためのコネクター１５０と、送信回路１１０と、受信回路１２０と、送信回路１１０又は受信回路１２０をコネクター１５０の端子ＴＤ１〜ＴＤｎに接続するためのＴ／Ｒスイッチ回路１４０と、送受信処理（送受信制御）を行う処理部１３０と、を含む。
【００３２】
従来の超音波測定装置に用いられる超音波プローブ２００では、バルク圧電素子を用いることを前提としている。バルク圧電素子を駆動するためには１００Ｖ程度の高電圧が必要であり、エコーを受信する際には同一素子から数ｍＶ以下の信号を受信する必要がある。そのため、送受信を行う回路装置１００は、高電圧駆動と微弱信号受信を前提とした設計となっている。即ち、受信回路１２０の入力は高耐圧にできないため、送信回路１１０からの駆動電圧が直接に入力されると受信回路１２０が破壊するという問題がある。これに対応するため、Ｔ／Ｒスイッチ回路１４０を超音波プローブ２００との問に挿入し、送信期間では受信回路１２０を送信回路１１０の出力から切り離す。また、電圧制限をするための電圧制限回路を受信回路１２０の入力に備えていた。
【００３３】
このＴ／Ｒスイッチ回路１４０は、バルク圧電素子を送受信兼用で用いる場合には、必須の構成である。仮にＴ／Ｒスイッチ回路１４０を設けないとすれば、電圧制限回路で送信信号の電圧を下げることになり、電圧制限回路の抵抗（図７のＲＶ）を大きくする必要がある。受信回路１２０の入力電圧は、電圧制限回路の抵抗と受信回路の入力インピーダンスで電圧分割されるため、電圧制限回路の抵抗を大きくすると受信感度が低下し、実用的でない。そのため、Ｔ／Ｒスイッチ回路１４０を設けて送信信号を遮断する必要がある。
【００３４】
この高耐圧のＴ／Ｒスイッチ回路１４０を伴う回路構成は、コストアップや感度低下の要因となるとともに、接続される超音波プローブ２００の構成を制限する。例えば、図３に示すような送信と受信を別の超音波トランスデューサー素子で行う超音波プローブ２００は、コネクター２５０に送信用の端子と受信用の端子を有する。そのため、送受信兼用を前提としたＴ／Ｒスイッチ回路１４０を含む構成をそのまま用いることはできない。或いは、図５に示すような２Ｄアレイの超音波プローブ２００は、そもそも駆動方式が異なり、またコネクター２５０に送信用の端子と受信用の端子を有する。この場合も、そのプローブ専用に構成した回路装置１００が必要である。
【００３５】
以上のように、従来の超音波測定装置では、新たなアレイ構成の超音波プローブ２００を同一の回路装置１００及びコネクター１５０に接続し、種々の超音波プローブ２００を切り替えて使うことができない。
【００３６】
２．超音波測定装置
図２に、上記のような課題を解決できる本実施形態の超音波測定装置の構成例を示す。超音波測定装置は、回路装置１００と、超音波プローブ２００と、を含む。なお、超音波プローブ２００は着脱可能な構成であり、超音波測定装置としては超音波プローブ２００を含んでも含まなくてもよい。
【００３７】
回路装置１００は、複数の送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎと複数の受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎ（ｎは２以上の自然数）とを有するコネクター１５０と、複数の送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎに対して送信信号を出力する送信回路１１０と、複数の受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎからの受信信号の電圧制限を行う電圧制限回路１６０と、電圧制限された受信信号が入力される受信回路１２０と、送信信号の送信処理と受信信号の受信処理を行う処理部１３０と、を含む。
【００３８】
例えば、回路装置１００は回路基板に複数のＩＣ（集積回路装置）や素子を実装して構成したものである。コネクター１５０は、例えば装置本体（図１２の本体部４２０）の筐体に設けられたコネクターであり、そのコネクターの端子と回路基板とが例えばフレキシブル基板等で接続される。或いは、回路基板に直接コネクターが実装され、そのコネクターが装置本体の筐体に露出してもよい。
【００３９】
このような構成とすることで、コネクター１５０には種々の超音波プローブ２００を接続可能である。具体的には、超音波トランスデューサー素子アレイ２１０が送受信兼用の超音波トランスデューサー素子で構成される第１の超音波プローブを接続できる。例えば、図２に示す超音波プローブ２００である。図２の例では、送受信兼用の超音波トランスデューサー素子ＵＥｉ（ｉはｉ≦ｎの自然数）を送信用端子ＴＤｉ及び受信用端子ＲＤｉに共通接続できる。
【００４０】
或いは、超音波トランスデューサー素子アレイ２１０の中に送信専用の超音波トランスデューサー素子及び受信専用の超音波トランスデューサー素子のうち少なくとも一方が含まれる第２の超音波プローブを接続できる。例えば、図３に示す超音波プローブ２００である。図３の例では、送信専用の超音波トランスデューサー素子ＵＴｊ（ｊはｊ≦ｍ＜ｎの自然数）を送信用端子ＴＤｊに接続し、受信専用の超音波トランスデューサー素子ＵＲｊを受信用端子ＲＤｊに接続できる。なお、図３には素子アレイが送信専用及び受信専用の素子を含む場合を示すが、素子アレイの構成はこれに限定されない。例えば、送受信兼用の素子が更に含まれてもよい。或いは、送信専用及び受信専用の素子のいずれか一方のみが含まれてもよい。
【００４１】
或いは、コネクター１５０には、図４に示すように２つの送信用端子が１つの素子に対応する超音波プローブ２００や、図５に示すような２Ｄアレイの超音波プローブ２００を接続することができる。
【００４２】
コネクター１５０に接続する超音波プローブ２００の種類が変わると、例えば素子アレイの形状や素子数（端子数）、素子と端子の対応、素子の特性（周波数等）、駆動方式等が変わる。回路装置１００は、接続された超音波プローブ２００を認識し、処理部１３０がその超音波プローブ２００に応じて制御を切り替えることで、種々の超音波プローブ２００を制御することができる。この点については、図９等で詳細に後述する。
【００４３】
さて、本実施形態ではＴ／Ｒスイッチ回路１４０が省略され、電圧制限回路１６０により受信回路１２０を保護している。このような構成は、例えば図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）で後述する薄膜圧電素子を用いることで可能となる。
【００４４】
具体的には、超音波プローブ２００は、アレイ状に配置された複数の開口４０を有する基板６０と、複数の開口４０の各開口に対応する位置に超音波トランスデューサー素子１０を有する超音波トランスデューサー素子アレイ２１０と、を有する。超音波トランスデューサー素子１０は、複数の開口４０のうちの対応する開口を塞ぐ振動膜５０と、振動膜５０の上に設けられる圧電素子部と、を有する。圧電素子部は、振動膜５０の上に設けられる下部電極２１と、下部電極２１の少なくとも一部を覆うように設けられる圧電体層３０と、圧電体層３０の少なくとも一部を覆うように設けられる上部電極２２と、を有する。
【００４５】
このように薄膜の圧電体層３０を用いて超音波トランスデューサー素子を構成することで、バルク圧電素子に比べて低い駆動電圧で素子を駆動することができる。例えば、バルク圧電素子の駆動電圧が１００Ｖ程度であるのに対して、薄膜圧電素子の駆動電圧は３０Ｖ程度である。これにより、電圧制限回路１６０の抵抗（図７のＲＶ）を小さくすることが可能となり、十分な受信感度を確保しつつＴ／Ｒスイッチ回路１４０を省略し、送受信別の端子を有する自由度の高い回路構成を実現できる。
【００４６】
３．超音波プローブの第１の構成例
次に、回路装置１００のコネクター１５０に接続可能な超音波プローブの構成例を説明する。
【００４７】
図２に、超音波プローブ２００の第１の構成例を示す。この超音波プローブ２００は、回路装置１００のコネクター１５０に接続可能なプローブ側コネクター２５０を有する。プローブ側コネクター２５０は、コネクター１５０の複数の送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎからの送信信号が入力される複数の送信信号入力端子ＴＰ１〜ＴＰｎと、コネクター１５０の複数の受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎへ受信信号を出力する複数の受信信号出力端子ＲＰ１〜ＲＰｎと、を有する。
【００４８】
また、超音波プローブ２００は、送受信兼用の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥｎを有する超音波トランスデューサー素子アレイ２１０と、コネクター２５０の複数の送信信号入力端子ＴＰ１〜ＴＰｎに接続される複数の送信線ＬＴ１〜ＬＴｎと、コネクター２５０の複数の受信信号出力端子ＲＰ１〜ＲＰｎに接続される複数の受信線ＬＲ１〜ＬＲｎと、を有する。
【００４９】
送信信号入力端子ＴＰｉ（ｉはｉ≦ｎの自然数）及び受信信号出力端子ＲＰｉは、送信線ＬＴｉ及び受信線ＬＲｉにより超音波トランスデューサー素子ＵＥｉの一方の電極（例えば図１１（Ａ）の下部電極２１）に共通接続される。超音波トランスデューサー素子ＵＥｉの他方の電極（例えば図１１（Ａ）の上部電極２２）はグランド電圧のノード（又はコモン電圧のノード）に接続される。超音波トランスデューサー素子アレイ２１０が設けられるプローブヘッドとコネクター２５０とは例えばケーブルで接続されるが、送信線ＬＴｉと受信線ＬＲｉは例えばコネクター２５０の内部で分岐してもよいし、或いはプローブヘッド側で分岐してもよい。
【００５０】
なお、各超音波トランスデューサー素子ＵＥｉは、複数の超音波トランスデューサー素子で構成してもよい。例えば、ｍ行ｎ列のマトリックス状に超音波トランスデューサー素子を配列し、各列のｍ個の素子を並列に接続してもよい。この場合、第ｉ列のｍ個の素子が超音波トランスデューサー素子ＵＥｉに相当する。
【００５１】
以上のように、送受信兼用の素子を用いた超音波プローブ２００であっても、送信と受信で端子を分けることで、本実施形態の回路装置１００に接続することができる。回路装置１００には電圧制限回路１６０が設けられているため、超音波プローブ２００側では単に端子を分けておくだけでよい。そのため、超音波プローブ２００には、受信回路１２０を保護するための新たな回路を設ける必要はなく、プローブのサイズや重量の増加を最小限にできる。
【００５２】
４．超音波プローブの第２の構成例
図３に、超音波プローブ２００の第２の構成例を示す。この超音波プローブ２００は、超音波トランスデューサー素子アレイ２１０と、プローブ側コネクター２５０と、複数の送信線ＬＴ１〜ＬＴｍ（ｍは２≦ｍ＜ｎの自然数）と、複数の受信線ＬＲ１〜ＬＲｍと、を含む。なお、既に上述した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５３】
超音波トランスデューサー素子アレイ２１０は、送信専用の超音波トランスデューサー素子ＵＴ１〜ＵＴｍと、受信専用の超音波トランスデューサー素子ＵＲ１〜ＵＲｍと、を有する。なお、各素子は第１の構成例と同様に複数の超音波トランスデューサー素子を接続して構成してもよい。コネクター２５０の送信信号入力端子ＴＰｊ（ｊはｊ≦ｍの自然数）は、送信線ＬＴｊにより超音波トランスデューサー素子ＵＴｊの一方の電極に接続される。一方、コネクター２５０の受信信号出力端子ＲＰｊは、受信線ＬＲｊにより超音波トランスデューサー素子ＵＲｊの一方の電極に接続される。
【００５４】
このように、送信専用の素子と受信専用の素子を用いた超音波プローブ２００では、そもそも送信と受信で端子を分ける必要があるが、本実施形態の回路装置１００は、そのような超音波プローブ２００も接続可能である。
【００５５】
５．超音波プローブの第３の構成例
図４に、超音波プローブ２００の第３の構成例を示す。この超音波プローブ２００は、超音波トランスデューサー素子アレイ２１０と、プローブ側コネクター２５０と、抵抗素子Ｒ１１〜Ｒｋ１、Ｒ１２〜Ｒｋ２（ｋ＝ｎ／２）と、を含む。なお、既に上述した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
超音波トランスデューサー素子アレイ２１０は、送受信兼用の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥｋを有する。コネクター２５０の送信信号入力端子ＴＰ１、ＴＰ２には、それぞれ抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２の一端が接続される。そして、抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２の他端と受信信号出力端子ＲＰ１とが、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１の一方の電極に共通接続される。以降も同様に、２つの送信信号入力端子と１つの受信信号出力端子が１つの超音波トランスデューサー素子に接続される。
【００５７】
この超音波プローブ２００は、２つの矩形の送信パルスを抵抗分割で組み合わせて階段状の送信パルスを形成できる。即ち、送信信号入力端子ＴＰ１には第１のパルサーが接続され、送信信号入力端子ＴＰ２には第２のパルサーが接続されるとする。まず第１のパルサーが矩形波を出力し始め、次に第２のパルサーが矩形波を出力し、その後に第１のパルサーが矩形波を出力し終わる。抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２で分割された電圧は階段状となるので、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１には階段状の送信パルスが印加される。
【００５８】
この超音波プローブ２００は送受信兼用の超音波プローブ２００の派生であるが、１つの素子に対して送信と受信で端子数が異なっている。そのため、図１の比較例のように送信と受信で１対１の端子対応で設計した回路装置１００には接続することができない。この点、本実施形態では送信と受信で端子を分けて回路装置１００を構成しているため、１つの素子に対して送信と受信で端子数が異なる超音波プローブ２００であっても接続可能である。
【００５９】
６．超音波プローブの第４の構成例
図５に、超音波プローブ２００の第４の構成例を示す。この超音波プローブ２００は、超音波トランスデューサー素子アレイ２１０と、プローブ側コネクター２５０と、行電極ＥＴ１〜ＥＴｎと、列電極ＥＲ１〜ＥＲｎと、を含む。なお、既に上述した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
超音波トランスデューサー素子アレイ２１０は、ｎ行ｎ列のマトリックス状に配置された送受信兼用の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１１〜ＵＥｎｎを有する。行電極ＥＴｉ（ｉはｉ≦ｎの自然数）は、例えば図１１（Ａ）の下部電極２１であり、第ｉ行の超音波トランスデューサー素子ＵＥｉ１〜ＵＥｉｎに共通接続される。列電極ＥＲｊ（ｊはｊ≦ｎの自然数）は、例えば図１１（Ａ）の上部電極２２であり、第ｊ列の超音波トランスデューサー素子ＵＥ１ｊ〜ＵＥｎｊに共通接続される。コネクター２５０の送信信号入力端子ＴＰｉは行電極ＥＴｉに接続され、コネクター２５０の受信信号出力端子ＲＰｊは列電極ＥＲｊに接続される。
【００６１】
この超音波プローブ２００は、列方向の位相差スキャンで送信を行い、行方向の位相差スキャンで受信を行うことで、２次元スキャンを行うことができる。即ち、送信時には、受信信号出力端子ＲＰ１〜ＲＰｎをコモン電圧に設定し、送信信号入力端子ＴＰ１〜ＴＰｎに位相差を調整した送信パルスを入力する。超音波ビームは列方向で収束するので、行方向に広がった平面のようなビームとなる。受信時には、送信信号入力端子ＴＰ１〜ＴＰｎをコモン電圧に設定し、受信信号出力端子ＲＰ１〜ＲＰｎからの受信信号を、位相差を調整して受信する。行方向に収束して列方向に広がった平面のような感度特性となる。行方向に広がったビームの平面と、列方向に広がった受信感度の平面との交線の信号が得られることになる。ビームを列方向にスキャンし、受信感度を行方向にスキャンすることによって、交線が２次元スキャンされ、３次元画像を得ることができる。
【００６２】
この超音波プローブ２００は２Ｄアレイに相当するが、送信と受信で端子を分ける必要があり、更に図２〜図４の１Ｄプローブとは制御が大きく異なっている。このような超音波プローブ２００であっても、本実施形態では送信と受信の端子を分けたことによって接続可能である。制御の違いは処理部１３０等が処理を切り替えて対応できるため、１Ｄプローブ、２Ｄプローブに関わらず接続することが可能である。
【００６３】
７．回路装置
次に、回路装置１００の詳細と、上述した超音波プローブ２００を接続した場合の制御手法について説明する。
【００６４】
まず、図６に回路装置１００の詳細な構成例を示す。送信回路１１０は、送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎに送信パルスを出力するパルサーＰＳ１〜ＰＳｎを含む。電圧制限回路１６０は、受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎから入力される電圧を制限する制限回路ＶＬ１〜ＶＬｎを含む。受信回路１２０は、制限回路ＶＬ１〜ＶＬｎを通過した信号のＤＣ成分をカットするキャパシターＣＡ１〜ＣＡｎと、キャパシターＣＡ１〜ＣＡｎを通過した信号を増幅するアンプＡＭ１〜ＡＭｎ（例えばLNA: Low Noise Amplifier）と、アンプＡＭ１〜ＡＭｎにより増幅された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路ＡＤ１〜ＡＤｎと、を含む。
【００６５】
図７に、制限回路ＶＬ１の詳細な構成例を示す。なお、ＶＬ２〜ＶＬｎも同様に構成できる。制限回路ＶＬ１は、受信用端子ＲＤ１とノードＮ１の間に接続される抵抗素子ＲＶと、ノードＮ１と出力ノードＮＶＱの間に接続されるキャパシターＣＶと、出力ノードＮＶＱにカソード端子が接続されるダイオードＤＶ１と、出力ノードＮＶＱにアノード端子が接続されるダイオードＤＶ２と、を含む。
【００６６】
キャパシターＣＶは、受信信号のＤＣ成分（超音波トランスデューサー素子に印加するバイアス電圧）をカットする。ダイオードＤＶ１、ＤＶ２は順方向電圧よりも大きい電圧が受信用端子ＲＤ１に印加された場合に、グランドに対して電流を逃がす。このとき、抵抗素子ＲＶが電圧降下を生じるので、出力ノードＮＶＱの電圧が制限される。
【００６７】
処理部１３０は、送信回路１１０に送信信号を出力させる送信処理を行う送信処理部１３１と、受信回路１２０により受信された受信信号の受信処理を行う受信処理部１３２と、超音波プローブ２００の識別情報を取得する識別情報取得部１３３と、識別情報に対応する超音波プローブ２００の特性情報を記憶する記憶部１３４と、を含む。
【００６８】
コネクター１５０に超音波プローブ２００が接続された場合、その超音波プローブ２００の識別情報を識別情報取得部１３３が取得する。そして、記憶部１３４から特性情報を読み出し、その特性情報に基づいて送信処理部１３１が送信処理を行い、受信処理部１３２が受信処理を行う。
【００６９】
送信処理及び受信処理とは、例えば駆動方式（例えば１Ｄスキャン、２Ｄスキャン、位相差スキャン、リニアスキャン等）や、超音波の周波数、送信用端子及び受信用端子と超音波トランスデューサー素子との対応（即ち、チャンネル対応）の制御処理である。
【００７０】
送信処理では、例えばパルサーＰＳ１〜ＰＳｎに送信パルスを出力させるタイミング（遅延量、位相差）や、送信パルスの周波数等を制御する。送信パルスのタイミングは、チャンネル対応や駆動方式、超音波の周波数によって決まる。例えばプローブ側のチャンネルと端子の並びがランダムな対応であったとしても、各チャンネルが所望の遅延量となるように、チャンネルと端子の対応に応じて遅延量を制御すればよい。
【００７１】
受信処理では、例えばＡ／Ｄ変換回路ＡＤ１〜ＡＤｎからの受信信号のタイミング（遅延量、位相差）を合わせて加算する処理等を行う。受信信号のタイミングは、チャンネル対応や駆動方式、超音波の周波数によって決まる。例えば、受信処理部１３２は不図示のメモリーを有し、そのメモリーに受信信号が記憶される。受信用端子とメモリーのアドレスに対応があるため、プローブ側のチャンネルと端子の対応に応じてアドレスを選択することで、所望のチャンネルの受信信号を読み出すことができる。
【００７２】
以上のように、コネクター１５０に接続される超音波プローブ２００の識別情報に基づいて送信処理及び受信処理を行うことで、様々な用途やタイプの超音波プローブ２００を接続して測定や超音波画像の取得を行うことができる。また、処理部１３０が行う処理を超音波プローブ２００に応じて切り替えるだけなので、例えばセレクター等によりハードウェア的に信号を切り替える必要がなく、コストを低減できる。
【００７３】
８．制御手法
次に、図２〜図５の超音波プローブ２００を接続した場合の制御手法について説明する。
【００７４】
図２等に示すように、超音波プローブ２００のコネクター１５０は、識別情報を出力する識別情報出力端子ＩＤＰ１、ＩＤＰ２を有する。そして、回路装置１００のコネクター１５０は、識別情報出力端子ＩＤＰ１、ＩＤＰ２からの識別情報が入力される識別情報入力端子ＩＤＤ１、ＩＤＤ２を有する。
【００７５】
識別情報出力端子ＩＤＰ１、ＩＤＰ２は、超音波プローブ２００の種類に応じた電圧レベルに内部で設定されている。例えば、図２の超音波プローブ２００では、識別情報出力端子ＩＤＰ１、ＩＤＰ２はグランド電圧に接続される。或いは、図３の超音波プローブ２００では、識別情報出力端子ＩＤＰ１はグランド電圧に接続され、識別情報出力端子ＩＤＰ１はフローティング（非接続）である。回路装置１００の内部では、識別情報入力端子ＩＤＤ１、ＩＤＤ２が抵抗素子を介して例えば電源電圧にプルアップされており、フローティングの識別情報出力端子ＩＤＰ１と、それに接続される識別情報入力端子ＩＤＤ１は、結果的に電源電圧に設定される。
【００７６】
図６に示すように、識別情報取得部１３３は、識別情報入力端子ＩＤＤ１、ＩＤＤ２の電圧レベルに基づいて識別情報を取得する。例えば、識別情報取得部１３３は、電圧レベルがグランド電圧の場合には論理レベル“０”とし、電圧レベルが電源電圧である場合には論理レベル“１”とする。即ち、図２〜図５の超音波プローブ２００を接続した場合、それぞれＩＤ＝“００”、“０１”、“１０”、“１１”を識別情報として取得する。
【００７７】
識別情報取得部１３３は、取得した識別情報に対応する特性情報を記憶部１３４から読み出し、送信処理部１３１や受信処理部１３２へ出力する。特性情報は、例えば図９で後述するチャンネル対応の情報や、図１０で後述するアレイタイプや周波数、素子ピッチ等の情報である。
【００７８】
なお、識別情報の取得手法は上記に限定されない。例えば、図８に示すように、超音波プローブ２００は、識別情報を記憶する記憶部２６０を含んでもよい。この場合、識別情報取得部１３３は、識別情報入力端子ＩＤＤ１、ＩＤＤ２及び識別情報出力端子ＩＤＰ１、ＩＤＰ２を介して記憶部２６０から識別情報を読み出す。例えば、図６の場合と同様にして処理部１３０の記憶部１３４から特性情報を読み出す。或いは、超音波プローブ２００側の記憶部２６０に特性情報を記憶しておき、その特性情報を識別情報として読み出してもよい。この場合には、必ずしもＩＤ＝“００”等の情報は必要なく、特性情報そのものを識別情報としてもよい。
【００７９】
以上のような構成により、超音波プローブ２００をコネクター１５０に接続した際に、その接続した超音波プローブ２００の識別情報を識別情報入力端子ＩＤＤ１、ＩＤＤ２を介して取得できる。これにより、接続した超音波プローブ２００に応じて送信処理及び受信処理を切り替えることができる。
【００８０】
図９に、特性情報の第１の例としてチャンネル対応情報の例を示す。チャンネル対応情報は、超音波プローブ２００の超音波トランスデューサー素子と、コネクター１５０の送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎとの対応を表す送信用対応情報と、超音波プローブの超音波トランスデューサー素子と、コネクター１５０の受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎとの対応を表す受信用対応情報と、を含む。
【００８１】
例えば、図２の超音波プローブ２００（ＩＤ＝“００”）は送受信兼用なので、超音波トランスデューサー素子ＵＥ１〜ＵＥｎが、送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｎ及び受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｎに対応する。図３の超音波プローブ２００（ＩＤ＝“０１”）は送受信別なので、送信専用の超音波トランスデューサー素子ＵＴ１〜ＵＴｍが送信用端子ＴＤ１〜ＴＤｍに対応し、受信専用の超音波トランスデューサー素子ＵＲ１〜ＵＲｍが受信用端子ＲＤ１〜ＲＤｍに対応する。対応する素子がない端子ＴＤｍ＋１〜ＴＤｎ、ＲＤｍ＋１〜ＲＤｎは、非接続（ＮＣ）である。
【００８２】
識別情報取得部１３３は上記のチャンネル対応情報を取得し、そのチャンネル対応情報に応じた処理を送信処理部１３１と受信処理部１３２が行う。例えばリニアスキャンを例にとる。ＩＤ＝“００”では１回のスキャンで８チャンネルの送受信を行うとする。即ち、第１回のスキャンでは送信用端子ＴＤ１〜ＴＤ８に送信パルスを出力し、受信用端子ＲＤ１〜ＲＤ８からの受信信号を受信して１ラインの信号を生成する。これを１チャンネル（１端子）ずつシフトしながら端子ＴＤｎ、ＲＤｎまでスキャンし、（ｎ−７）ラインのＢモード画像を生成する。一方、ＩＤ＝“０１”では１回のスキャンで４チャンネルの送受信を行うとする。即ち、第１回のスキャンでは送信用端子ＴＤ１〜ＴＤ４に送信パルスを出力し、受信用端子ＲＤ１〜ＲＤ４からの受信信号を受信して１ラインの信号を生成する。これを１チャンネル（１端子）ずつシフトしながら端子ＴＤｍ、ＲＤｎｍまでスキャンし、（ｍ−３）ラインのＢモード画像を生成する。非接続（ＮＣ）の端子は用いない。
【００８３】
このように、識別情報に基づいてチャンネル対応情報を取得することで、超音波プローブ２００のアレイ形式やチャンネル構成、プローブ側のチャンネルとコネクター端子との対応の情報が得られ、その情報に応じた送信制御及び受信制御を行うことができる。
【００８４】
図１０に、特性情報の第２の例を示す。この例では、チャンネル対応情報に加えて、超音波プローブ２００のアレイタイプ、超音波の周波数、素子ピッチの情報を取得する。なお、チャンネル対応情報は図９と同様なので図示を省略している。
【００８５】
アレイタイプは、例えば１Ｄアレイ、２Ｄアレイ等を指定する情報である。この情報により、超音波プローブ２００の駆動方式を決めることができる。周波数や素子ピッチの情報は、超音波トランスデューサー素子の形状や配置ピッチで決まる情報である。周波数や素子ピッチが直接に指定されてもよいし、素子の形式を示す番号等により間接的に周波数や素子ピッチが指定されてもよい。周波数や素子ピッチの情報により、送信パルスの周波数や、送信パルスの遅延量、受信信号の遅延量を決めることができる。
【００８６】
このように、チャンネル対応情報だけでなく、更に詳細な超音波プローブ２００の情報を取得し、その情報に基づいて送信処理や受信処理の内容を決定してもよい。
【００８７】
９．超音波トランスデューサー素子
図２等で説明したように、本実施形態では薄膜圧電素子を用いる。このような超音波トランスデューサー素子の構成例を図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示す。
【００８８】
なお、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示す超音波トランスデューサー素子１０は、基板６０上に形成される。この基板６０と、その上に配置された超音波トランスデューサー素子アレイを超音波トランスデューサーデバイスと呼ぶ。基板６０には更に、端子や、その端子と超音波トランスデューサー素子とを接続する配線を形成できる。例えば図２の超音波プローブ２００において、送信線ＬＴ１及び受信線ＬＲ１は基板６０上の送受信端子に接続され、その送受信端子と超音波トランスデューサー素子ＵＥ１とが基板６０上の配線で接続される。
【００８９】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示す超音波トランスデューサー素子１０は、振動膜５０（メンブレン、支持部材）、下部電極２１（第１電極層）、圧電体層３０（圧電体膜）、上部電極２２（第２電極層）を含む。
【００９０】
超音波トランスデューサー素子１０は、基板６０に形成される。基板６０は例えばシリコン基板である。図１１（Ａ）は、超音波トランスデューサー素子１０を、素子形成面側の基板６０に垂直な方向から見た平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＡＡ’に沿った断面を示す断面図である。図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）のＢＢ’に沿った断面を示す断面図である。
【００９１】
下部電極２１は、振動膜５０の上層に例えば金属薄膜で形成される。この下部電極２１は、素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【００９２】
圧電体層３０は、例えばＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）薄膜により形成され、下部電極２１の少なくとも一部を覆うように設けられる。なお、圧電体層３０の材料は、ＰＺＴに限定されるものではなく、例えばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３）などを用いてもよい。
【００９３】
上部電極２２は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体層３０の少なくとも一部を覆うように設けられる。この上部電極２２は、素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【００９４】
振動膜５０は、例えばＳｉＯ２薄膜とＺｒＯ２薄膜との２層構造により開口４０を塞ぐように設けられる。この振動膜５０は、圧電体層３０及び下部電極２１、上部電極２２を支持すると共に、圧電体層３０の伸縮に従って振動し、超音波を発生させることができる。
【００９５】
開口４０（空洞領域）は、基板６０の裏面（素子が形成されない面）側から反応性イオンエッチング（RIE: Reactive Ion Etching）等によりエッチングすることで形成される。この開口４０の形成によって振動可能になった振動膜５０のサイズによって超音波の共振周波数が決定され、その超音波は圧電体層３０側（図１１（Ａ）において紙面奥から手前方向）に放射される。
【００９６】
圧電体層３０は、下部電極２１と上部電極２２との間に電圧が印加されることで、面内方向に伸縮する。超音波トランスデューサー素子１０は、薄手の圧電素子（圧電体層３０）と金属板（振動膜５０）を貼り合わせたモノモルフ（ユニモルフ）構造を用いており、圧電体層３０が面内で伸び縮みすると貼り合わせた振動膜５０の寸法はそのままであるため反りが生じる。圧電体層３０に交流電圧を印加することで、振動膜５０が膜厚方向に対して振動し、この振動膜５０の振動により超音波が放射される。この圧電体層３０に印加される電圧は、例えば１０〜３０Ｖであり、周波数は例えば１〜１０ＭＨｚである。
【００９７】
上記のように超音波トランスデューサー素子１０を構成することにより、バルク型の超音波トランスデューサー素子に比べて素子を小型化できるため、素子ピッチを狭くすることができる。これにより、グレーティングローブの発生を抑制できる。また、バルク型の超音波トランスデューサー素子に比べて小さい電圧振幅で駆動できるため、低耐圧の回路素子で駆動回路を構成できる。
【００９８】
１０．電子機器
本実施形態の超音波測定装置を適用できる電子機器として、例えば超音波により生体内の画像を撮影する超音波診断装置や、超音波を用いた非破壊検査装置、超音波により物体位置を検出する装置等が想定される。
【００９９】
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に、電子機器の例として、超音波により対象物（例えば生体や、非破壊検査対象物）の画像を撮影する超音波画像装置４００の構成例を示す。図１２（Ａ）は携帯型の超音波画像装置４００を示し、図１２（Ｂ）は据置型の超音波画像装置４００を示す。
【０１００】
携帯型及び据置型の超音波画像装置４００は共に、本体部４２０、超音波プローブ３００、ケーブル３５０及び表示部４１０を含む。本体部４２０にはコネクター１５０が設けられ、ケーブル３５０にはコネクター２５０が設けられる。そして、コネクター１５０とコネクター２５０を接続することで、超音波プローブ２００が本体部４２０に接続される。本体部４２０は回路装置１００を含み、回路装置１００の処理部１３０が受信信号から表示用画像データを生成し、表示部４１０は、その表示用画像データを表示する。
【０１０１】
なお、コネクター１５０、２５０を設ける位置は、ケーブル３５０の先端に限定されない。例えば、図１２（Ｃ）に示すように、超音波プローブ２００がプローブ本体３２０とプローブヘッド３１５を含み、プローブ本体３２０に回路装置１００の全体又は一部とコネクター１５０が設けられ、プローブヘッド３１５にコネクター２５０が設けられてもよい。
【０１０２】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また回路装置、超音波プローブ、超音波測定装置、超音波画像装置、電子機器等の構成、動作及び超音波画像の処理方法等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  超音波トランスデューサー素子、２１  下部電極、２２  上部電極、
３０  圧電体層、４０  開口、５０  振動膜、６０  基板、１００  回路装置、
１１０  送信回路、１２０  受信回路、１３０  処理部、１３１  送信処理部、
１３２  受信処理部、１３３  識別情報取得部、１３４  記憶部、
１４０  Ｔ／Ｒスイッチ回路、１５０  コネクター、１６０  電圧制限回路、
２００  超音波プローブ、２１０  超音波トランスデューサー素子アレイ、
２５０  プローブ側コネクター、２６０  記憶部、３００  超音波プローブ、
３１５  プローブヘッド、３２０  プローブ本体、３５０  ケーブル、
４００  超音波画像装置、４１０  表示部、４２０  本体部、
ＡＤ１〜ＡＤｎ  Ａ／Ｄ変換回路、ＡＭ１〜ＡＭｎ  アンプ、
ＣＡ１〜ＣＡｎ  キャパシター、ＩＤＤ１，ＩＤＤ２  識別情報入力端子、
ＩＤＰ１，ＩＤＰ２  識別情報出力端子、ＬＲ１〜ＬＲｎ  受信線、
ＬＴ１〜ＬＴｎ  送信線、ＰＳ１〜ＰＳｎ  パルサー、
ＲＤ１〜ＲＤｎ  受信用端子、ＲＰ１〜ＲＰｎ  受信信号出力端子、
ＴＤ１〜ＴＤｎ  送信用端子、ＴＰ１〜ＴＰｎ  送信信号入力端子、
ＵＥ１〜ＵＥｎ  超音波トランスデューサー素子、ＶＬ１〜ＶＬｎ  制限回路
【図１】
2015181496.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015181496.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015181496.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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