JP2013208164A - 超音波装置、超音波プローブ、電子機器、診断装置及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位相走査時の超音波強度の変化を低減することができる超音波装置、超音波プローブ、電子機器、診断装置及び処理装置等を提供すること。
【解決手段】超音波装置２００は、超音波素子アレイ１００と、可変容量回路１１０とを含む。超音波素子アレイ１００は、各超音波素子列において複数の超音波素子が第１の方向に沿って配置される第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波素子列ＵＥＣ１〜ＵＥＣｎと、第１の方向Ｄ１に沿って配線される第１〜第ｎの信号線ＤＬ１〜ＤＬｎと、第１の方向Ｄ１に交差する第２の方向Ｄ２に沿って配線される第１〜第ｍ（ｍは２以上の整数）のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬｍとを有する。第１〜第ｎの超音波素子列ＵＥＣ１〜ＵＥＣｎは、第２の方向Ｄ２に沿って配置される。可変容量回路１１０は、第１〜第ｍのコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬｍに共通接続され、当該超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、超音波装置、超音波プローブ、電子機器、診断装置及び処理装置等に関する。

対象物に向けて超音波を照射し、対象物内部における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信するための装置として、例えば人体の内部を検査するための超音波診断装置が知られている。超音波診断装置に用いられる超音波装置（超音波プローブ）として、特許文献１には圧電素子をマトリックスアレイ状に配列し、行・列毎に配線を設けることで行方向及び列方向にビームを走査する手法が開示されている。しかしながらこの手法では、アレイ正面に出射する場合にコモン電極線の電位が変動して超音波強度が小さくなるという問題がある。

特開２００６−６１２５２号公報

本発明の幾つかの態様によれば、位相走査時の超音波強度の変化を低減することができる超音波装置、超音波プローブ、電子機器、診断装置及び処理装置等を提供できる。

本発明の一態様は、超音波素子アレイと、可変容量回路とを含み、前記超音波素子アレイは、各超音波素子列において複数の超音波素子が第１の方向に沿って配置される第１の超音波素子列〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波素子列と、前記第１の方向に沿って配線される第１の信号線〜第ｎの信号線と、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って配線される第１のコモン電極線〜第ｍ（ｍは２以上の整数）のコモン電極線とを有し、前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列は、前記第２の方向に沿って配置され、前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列のうちの、第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｎである整数）の超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第１の電極は、前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線のうちの第ｊの信号線に接続され、前記第ｊの超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第２の電極は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線のうちのいずれかに接続され、前記可変容量回路は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線に共通接続され、前記可変容量回路の容量値は、当該超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定される超音波装置に関係する。

本発明の一態様によれば、第１〜第ｍのコモン電極線に容量を付加し、さらにその容量値を動作状態に応じて変化させることができるから、第１〜第ｍのコモン電極線の電位の変動を低減することができる。その結果、放射される超音波の強度の低下を抑えることができるから、動作状態に関わらず超音波強度を一定にすることなどが可能になる。

また本発明の一態様では、前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列の前記各超音波素子列は、前記複数の超音波素子として、前記第１の方向に沿って配置される第１の超音波素子〜第ｍの超音波素子を有し、前記第１の超音波素子〜前記第ｍの超音波素子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｍである整数）の超音波素子が有する前記第２の電極は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線のうちの第ｉのコモン電極線に接続されてもよい。

このようにすれば、例えば超音波素子をｍ行ｎ列のマトリックス状に配置し、第ｉ行の各超音波素子が有する第２の電極を第ｉのコモン電極線に接続することができる。

また本発明の一態様では、超音波出力の位相走査時において、前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線に対して、同位相の第１の駆動信号〜第ｎの駆動信号が入力される第１の動作状態では、前記可変容量回路の容量値が第１の容量値に設定され、前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線に対して、互いに異なる位相の前記第１の駆動信号〜前記第ｎの駆動信号が入力される第２の動作状態では、前記可変容量回路の容量値が前記第１の容量値より小さい第２の容量値に設定されてもよい。

このようにすれば、同位相の駆動信号が入力される第１の動作状態では大きな容量値に設定され、互いに異なる位相の駆動信号が入力される第２の動作状態では小さな容量値に設定される。こうすることで、コモン電極線の電圧変動が大きくなる第１の状態において、放射される超音波の強度の低下を抑えることができる。

また本発明の一態様では、前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線に対して、前記第１の駆動信号〜前記第ｎの駆動信号が第１の期間〜第ｎの期間において入力され、前記第１の期間〜前記第ｎの期間の重なり度合に応じて、前記可変容量回路の前記第２の容量値が設定されてもよい。

このようにすれば、第１〜第ｎの期間の重なり度合に応じて容量値が設定されるから、位相走査時のビーム方向による超音波強度の変化を抑制することができる。

また本発明の一態様では、前記第１の期間〜前記第ｎの期間の前記重なり度合が大きいほど、前記可変容量回路の前記第２の容量値が大きな値に設定されてもよい。

このようにすれば、第１〜第ｎの期間の重なり度合が大きい場合、即ちコモン電極線の電圧変動が大きくなる場合に容量値を大きな値に設定することができるから、位相走査時のビーム方向による超音波強度の変化を低減することができる。

また本発明の一態様では、前記可変容量回路は、超音波を放射する送信期間には、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線と電気的に接続され、超音波エコー信号を受信する受信期間には、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線と電気的に非接続となってもよい。

このようにすれば、受信期間には可変容量回路の容量をコモン電極線から電気的に切り離すことができるから、エコー信号を受信する際の受信感度の低減などを防止することができる。

また本発明の一態様では、前記可変容量回路は、圧電素子により構成される容量素子を有してもよい。

このようにすれば、容量素子を超音波素子と同一の製造プロセスにより形成することができるから、超音波素子アレイと同一の基板上に形成することができる。

本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波装置を含む超音波プローブに関係する。

本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波装置を含む電子機器に関係する。

また、本発明の他の態様では、前記可変容量回路の容量値を前記超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定する制御部を含んでもよい。

このようにすれば、制御部により、可変容量回路の容量値を超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定することができるから、位相走査時のビーム方向による超音波強度の変化を低減することなどが可能になる。

本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波装置を含む診断装置に関係する。

本発明の他の態様は、超音波素子アレイを有する超音波装置の処理装置であって、前記超音波素子アレイの送受信処理を行う送受信部と、可変容量回路と、前記送受信部の制御及び前記可変容量回路の容量値を設定する制御を行う制御部とを含み、前記超音波素子アレイは、各超音波素子列において複数の超音波素子が第１の方向に沿って配置される第１の超音波素子列〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波素子列と、前記第１の方向に沿って配線される第１の信号線〜第ｎの信号線と、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って配線される第１のコモン電極線〜第ｍ（ｍは２以上の整数）のコモン電極線とを有し、前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列は、前記第２の方向に沿って配置され、前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列のうちの、第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｎである整数）の超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第１の電極は、前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線のうちの第ｊの信号線に接続され、前記第ｊの超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第２の電極は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線のうちのいずれかに接続され、前記可変容量回路は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線に共通接続され、前記制御部は、前記可変容量回路の容量値を、前記超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定する処理装置に関係する。

本発明の他の態様によれば、超音波素子アレイのコモン電極線に接続された可変容量回路の容量値を、超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定することができるから、位相走査時のビーム方向による超音波強度の変化を低減することなどが可能になる。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、超音波素子の基本的な構成例。 超音波装置の構成例。 超音波装置における位相走査を説明する図。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、位相走査時におけるコモン電極線の電位の変化を説明する図。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、駆動信号波形及びコモン電極線の電圧変動の一例。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、駆動信号波形及びコモン電極線の電圧変動の一例。 図７（Ａ）は、コモン電極線の電位の安定化を説明する図。図７（Ｂ）は、可変容量回路の第１の構成例。図７（Ｃ）は、可変容量回路の第２の構成例。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、可変容量回路を設けた場合の駆動信号波形及びコモン電極線の電圧変動の一例。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、可変容量回路を設けた場合の駆動信号波形及びコモン電極線の電圧変動の一例。 可変容量回路の第２の構成例による容量設定の一例。 プローブヘッド、超音波プローブ及び電子機器の基本的な構成例。

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。

１．超音波素子
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に、本実施形態の超音波装置に含まれる超音波素子ＵＥの基本的な構成例を示す。本実施形態の超音波素子ＵＥは、第１電極層ＥＬ１、圧電体層ＰＥ、第２電極層ＥＬ２、メンブレン（支持部材）ＭＢ、空洞領域（空洞部）ＣＡＶを含む。なお、本実施形態の超音波素子ＵＥは図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

図１（Ａ）は、基板（シリコン基板）ＳＵＢに形成された超音波素子ＵＥの、素子形成面側の基板に垂直な方向から見た平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面を示す断面図である。

第１電極層ＥＬ１は、メンブレンＭＢの上層に例えば金属薄膜で形成される。この第１電極層ＥＬ１は、図１（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波素子ＵＥに接続される配線であってもよい。

圧電体層ＰＥは、例えばＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）薄膜により形成され、第１電極層ＥＬ１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ＰＥ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（ＰｂＴｉＯ_３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ_３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ_３）などを用いてもよい。

第２電極層ＥＬ２は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体層ＰＥの少なくとも一部を覆うように設けられる。この第２電極層ＥＬ２は、図１（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波素子ＵＥに接続される配線であってもよい。

メンブレンＭＢは、例えばＳｉＯ_２薄膜とＺｒＯ_２薄膜との２層構造により空洞領域ＣＡＶの上層に設けられる。このメンブレンＭＢは、圧電体層ＰＥ及び第１、第２電極層ＥＬ１、ＥＬ２を支持すると共に、圧電体層ＰＥ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。

空洞領域ＣＡＶは、シリコン基板ＳＵＢ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）等によりエッチングすることで形成される。この空洞領域ＣＡＶの開口部ＯＰより超音波が放射される。

超音波素子ＵＥの第１の電極は、第１電極層ＥＬ１により形成され、第２の電極は、第２電極層ＥＬ２により形成される。具体的には、第１電極層ＥＬ１のうちの圧電体層ＰＥに覆われた部分が第１の電極を形成し、第２電極層ＥＬ２のうちの圧電体層ＰＥを覆う部分が第２の電極を形成する。即ち、圧電体層ＰＥは、第１の電極と第２の電極に挟まれて設けられる。

圧電体層ＰＥは、第１の電極と第２の電極との間、即ち第１電極層ＥＬ１と第２電極層ＥＬ２との間に電圧が印加されることで、面内方向に伸縮する。圧電体層ＰＥの一方の面は第１電極層ＥＬ１を介してメンブレンＭＢに接合されているが、他方の面には第２電極層ＥＬ２が形成されるものの、第２電極層ＥＬ２上には他の層が形成されない。そのため圧電体層ＰＥのメンブレンＭＢ側が伸縮しにくく、第２電極層ＥＬ２側が伸縮し易くなる。従って、圧電体層ＰＥに電圧を印加すると、空洞領域ＣＡＶ側に凸となる撓みが生じ、メンブレンＭＢを撓ませる。圧電体層ＰＥに交流電圧を印加することで、メンブレンＭＢが膜厚方向に対して振動し、このメンブレンＭＢの振動により超音波が開口部ＯＰから放射される。圧電体層ＰＥ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。

２．超音波装置
図２に、本実施形態の超音波装置２００の構成例を示す。本構成例の超音波装置２００は、超音波素子アレイ１００及び可変容量回路１１０を含む。超音波素子アレイ１００は、第１の超音波素子列〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波素子列ＵＥＣ１〜ＵＥＣｎ、第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の信号線ＤＬ１〜ＤＬｎ、第１〜第ｍ（ｍは２以上の整数）のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬｍを含む。図２では、例としてｍ＝８、ｎ＝１２の場合を示すが、これ以外の値であってもよい。なお、本実施形態の超音波装置２００は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

第１〜第ｎの超音波素子列ＵＥＣ１〜ＵＥＣｎは、第１の方向Ｄ１に沿って配置される複数の超音波素子ＵＥをそれぞれ有する。具体的には、各超音波素子列ＵＥＣは、複数の超音波素子が第１の方向Ｄ１に沿って配置される第１の超音波素子〜第ｍの超音波素子を有する。また、第１〜第ｎの超音波素子列ＵＥＣ１〜ＵＥＣｎは、第１の方向Ｄ１に交差する第２の方向Ｄ２に沿って配置される。例えば、図２では、第１〜第１２の超音波素子列ＵＥＣ１〜ＵＥＣ１２が、第２の方向Ｄ２に沿って配置される。

超音波素子ＵＥは、例えば図１（Ａ）、図２（Ｂ）に示した構成とすることができる。以下の説明において、超音波素子ＵＥのアレイ内での位置を特定する場合には、例えば第４行第６列に位置する超音波素子をＵＥ４６と表記する。例えば第６の超音波素子列ＵＥＣ６は、ＵＥ１６、ＵＥ２６、・・・ＵＥ７６、ＵＥ８６の８個の超音波素子を含む。

第１〜第８（広義には第ｍ）のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８は、超音波素子アレイ１００において第２の方向Ｄ２に沿って配線される。第ｊの超音波素子列ＵＥＣｊを構成する複数の超音波素子がそれぞれ有する第２の電極は、第１〜第ｍのコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬｍのうちのいずれかに接続される。具体的には、例えば図２に示すように、第１〜第８のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦８である整数）のコモン電極線ＣＬｉは、各超音波素子列ＵＥＣの第ｉの超音波素子ＵＥが有する第２の電極に接続される。

第１〜第８のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８には、コモン電圧ＶＣＯＭが供給される。このコモン電圧は一定の直流電圧であればよく、０Ｖ即ちグランド電位（接地電位）でなくてもよい。

第１〜第８（広義には第ｍ）のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８は、可変容量回路１１０に共通接続される。

第１〜第１２（広義には第ｎ）の信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２は、超音波素子アレイ１００において第１の方向Ｄ１に沿って配線される。第１〜第１２の信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２のうちの第ｊ（ｊは１≦ｊ≦１２である整数）の信号線ＤＬｊは、超音波素子アレイ１００の第ｊ列に配置される超音波素子ＵＥがそれぞれ有する第１の電極に接続される。

具体的には、例えば図２に示す超音波素子ＵＥ１１については、第１の電極が信号線ＤＬ１に接続され、第２の電極が第１のコモン電極線ＣＬ１に接続される。また、例えば図２に示す超音波素子ＵＥ４６については、第１の電極が第６の信号線ＤＬ６に接続され、第２の電極が第４のコモン電極線ＣＬ４に接続される。

超音波素子ＵＥの配置は、図２に示すｍ行ｎ列のマトリックス配置に限定されない。例えば奇数番目の超音波素子列にｍ個の超音波素子が配置され、偶数番目の超音波素子列にｍ−１個の超音波素子が配置される、いわゆる千鳥配置であってもよい。

超音波を放射する送信期間には、超音波素子ＵＥを駆動する第１〜第１２の駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２が信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２を介して各超音波素子に入力される。また、超音波エコー信号を受信する受信期間には、超音波素子ＵＥからの受信信号が信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２を介して出力される。

駆動信号電圧とコモン電圧との差の電圧が各超音波素子ＵＥに印加され、所定の周波数の超音波が放射される。例えば、図２の超音波素子ＵＥ１１には、信号線ＤＬ１に供給される駆動信号電圧ＶＤＲ１とコモン電極線ＣＬ１に供給されるコモン電圧ＶＣＯＭとの差ＶＤＲ１−ＶＣＯＭが印加される。同様に、超音波素子ＵＥ４６には、信号線ＤＬ６に供給される駆動信号電圧ＶＤＲ６とコモン電極線ＣＬ４に供給されるコモン電圧ＶＣＯＭとの差ＶＤＲ６−ＶＣＯＭが印加される。

可変容量回路１１０は、超音波装置２００の動作状態に応じて容量値（キャパシタンス値）が可変に設定される。即ち、可変容量回路１１０の容量値は、制御部（図示せず）の制御に基づいて、超音波装置２００の動作状態に応じた容量値に設定される。具体的には、超音波出力の位相走査時において、第１〜第１２（広義には第ｎ）の信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２に対して、同位相の第１〜第１２（広義には第ｎ）の駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２が入力される第１の動作状態では、可変容量回路１１０の容量値が第１の容量値に設定される。また、第１〜第１２の信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２に対して、互いに異なる位相の第１〜第１２の駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２が入力される第２の動作状態では、可変容量回路１１０の容量値が第１の容量値より小さい第２の容量値に設定される。なお、位相走査については、後で詳細に説明する。

また具体的には、超音波出力の位相走査時において、第１〜第１２の信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２に対して、第１〜第１２の駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２が第１〜第１２の期間において入力される。そして、第１〜第１２の期間の重なり度合に応じて第２の容量値が設定される。より具体的には、第１〜第１２の期間の重なり度合が大きいほど、第２の容量値が大きな値に設定される。

ここで第１〜第１２の期間の重なりとは、２つ以上の期間の少なくとも一部が時間的に重複することをいう。そして重複する期間の数が多いほど重なり度合が大きい。例えば第１の期間の一部と第２の期間の一部が重複する場合は重なり度合は２であり、第１、第２、第３の期間のそれぞれの一部が重複する場合は重なり度合が３である。或いは、重なり度合は、１本のコモン電極線に接続される１２個の超音波素子のうちの同時に駆動される超音波素子の個数と考えてもよい。例えば第１の期間の一部と第２の期間の一部が重複する場合は、その重複する期間において同時に駆動される超音波素子は２個であり、第１、第２、第３の期間のそれぞれの一部が重複する場合は、その重複する期間において同時に駆動される超音波素子は３個である。

可変容量回路１１０の一端は、第１〜第８のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８に接続され、他端には所定の電圧ＶＡが印加される。この所定の電圧ＶＡは、直流電圧であればよく、コモン電圧ＶＣＯＭでなくてもよい。

可変容量回路１１０は、圧電素子（超音波素子）により構成される容量素子（キャパシター）を有してもよい。こうすることで、容量素子を超音波素子アレイ１００と同一の基板上に形成することができる。さらに、基板（シリコン基板）上にＣＭＯＳトランジスターなどを形成することで、スイッチ素子と容量素子とを含む可変容量回路１１０を超音波素子アレイ１００と同一基板上に設けることができる。

なお、可変容量回路１１０の一部を超音波装置２００ではなく、後述する接続部２１０（図１１）又はプローブ本体２３０（図１１）に設けてもよい。

後述するように、可変容量回路１１０を設けることで、位相走査（ビームステアリング）時におけるコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８の電位の変化を抑制することができる。その結果、位相走査時のビーム方向による超音波出力（超音波強度）の変化を抑制することができる。

第１〜第１２の駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２の位相が一致している場合には、各超音波素子からそれぞれ放射される超音波が合成されて、超音波素子アレイ１００に垂直な方向（アレイ面の法線方向）に放射される超音波が形成される。一方、駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２が互いに位相差をもつ場合には、合成された超音波は位相差に応じてアレイ面の法線方向からずれた方向に放射される。この現象を利用すれば、各駆動信号の位相差を変化させることで超音波の放射方向を変化させることができる。各駆動信号の位相差を制御することで、超音波の放射方向（ビーム方向）を走査することを「位相走査」又は「ビームステアリング」と呼ぶ。

図３は、本実施形態の超音波装置２００における位相走査を説明する図である。簡単にするために、図３では４個の超音波素子ＵＥ１〜ＵＥ４について説明する。ＵＥ１〜ＵＥ４は、等間隔ｄで配置されている。そして供給される駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ４の位相はＶＤＲ１が最も早く、ＶＤＲ２、ＶＤＲ３、ＶＤＲ４の順に所定の位相差だけ遅くなる。即ち、駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ４は、ＶＤＲ１、ＶＤＲ２、ＶＤＲ３、ＶＤＲ４の順に所定の時間差Δｔを伴って供給される。

図３には、各超音波素子ＵＥ１〜ＵＥ４から放射された超音波の或る時刻における波面Ｗ１〜Ｗ４を示す。各超音波素子から放射された超音波は合成されて、合成された超音波の波面ＷＴを形成する。この波面ＷＴの法線方向ＤＴが合成された超音波の放射方向（ビーム方向）となる。ビーム方向ＤＴとアレイ面の法線方向との成す角度θｓは、
ｓｉｎθｓ＝ｃ×Δｔ／ｄ （１）
で与えられる。ここでｃは音速、Δｔは駆動信号の時間差、ｄは素子間隔である。

このように位相走査、即ち各超音波素子に供給する駆動信号の位相差（時間差）を変化させることで、ビーム方向を変化させることができる。具体的には、例えば図２に示す構成例では、信号線ＤＬ１〜ＤＬ１２に供給する駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２の位相差（時間差）を変化させることで、ビーム方向を第２の方向Ｄ２に沿って走査（スキャン）させることができる。即ち、第２の方向Ｄ２は位相走査のスキャン方向であり、第１の方向Ｄ１はスライス方向である。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、位相走査時におけるコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８の電位の変化を説明する図である。簡単にするために、第ｉ行の６個の超音波素子ＵＥ、信号線ＤＬ１〜ＤＬ６及び第ｉのコモン電極線ＣＬｉについて説明する。

図４（Ａ）には、超音波素子ＵＥ及びコモン電極線ＣＬｉの等価回路を示す。超音波素子ＵＥは、電気的には容量素子（キャパシター）ＣＥとみなすことができる。コモン電極線ＣＬｉは配線抵抗ＲＣＯＭを有するから、各超音波素子ＵＥには抵抗素子ＲＣＯＭを介してコモン電圧ＶＣＯＭが印加される。コモン電極線ＣＬｉは、超音波素子ＵＥが持つ容量ＣＥを介して信号線ＤＬ１〜ＤＬ６に接続されるから、信号線ＤＬ１〜ＤＬ６に入力される駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ６によって、コモン電極線ＣＬｉの電位が変化する。

図４（Ｂ）には、正面出射、即ち超音波のビーム方向がアレイ面の法線方向である場合（第１の動作状態）の駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ６の波形の一例を示す。正面出射時には、同位相の駆動信号が同一タイミングで入力されるから、６個の超音波素子が同時に駆動される。即ち、駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ６が第１〜第６の期間Ｔ１〜Ｔ６において入力され、第１〜第６の期間Ｔ１〜Ｔ６の重なり度合は６である。

図４（Ｃ）には、超音波のビーム方向がアレイ面の法線方向からずれた方向である場合（第２の動作状態）の駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ６の波形の一例を示す。この場合には、駆動信号は互いに位相差（時間差）を伴って入力される。期間ＴＢ１、ＴＢ３では同時に駆動される超音波素子は１個であるが、期間ＴＢ２では同時に駆動される超音波素子は２個である。即ち、駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ６が第１〜第６の期間Ｔ１〜Ｔ６において入力され、期間ＴＢ１、ＴＢ３では重なり度合は１であり、期間ＴＢ２では重なり度合は２である。

このように、図４（Ｂ）に示す正面出射の場合では、１本のコモン電極線に接続される全ての超音波素子が同時に駆動されるから、コモン電極線の電位変化（電圧変動）は大きくなる。一方、図４（Ｃ）に示すビームを傾けた場合では、同時に駆動される超音波素子の個数は少なくなるから、コモン電極線の電位変化（電圧変動）は図４（Ｂ）の場合より小さくなる。上記の説明では、１本のコモン電極線について説明したが、コモン電極線が複数ある場合でも同様である。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、回路シミュレーションによる駆動信号波形及びコモン電極線の電圧変動の一例を示す。具体的には、駆動信号波形は図４（Ａ）のＶＤＲ３の波形であり、コモン電極線の電圧はＶＤＲ３が入力される超音波素子のコモン電極ノード（図４（Ａ）のＮ３）の電圧Ｖ（Ｎ３）である。

図５（Ａ）には第１のステアリング角（ビーム方向とアレイ面の法線方向とが成す角）θ１の場合を示し、図５（Ｂ）には第２のステアリング角θ２（＜θ１）の場合を示し、図６（Ａ）には正面出射（ステアリング角が０）の場合を示す。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）から分かるように、ステアリング角が小さいほどコモン電極線の電圧変動は大きくなる。これは上述したように、ステアリング角が小さいほど同時に駆動される超音波素子の個数が多くなり、反対にステアリング角が大きいほど同時に駆動される超音波素子の個数が少なくなるからである。

図６（Ｂ）には、超音波素子に印加される電圧（実効電圧）ＶＤＲ３−Ｖ（Ｎ３）を示す。ステアリング角がθ１の場合には、Ａ１に示すように最も実効電圧の振幅が大きくなる。そしてステアリング角θ２（＜θ１）の場合には、Ａ２に示すように実効電圧の振幅がθ１の場合よりも小さくなり、正面出射の場合にはＡ３に示すように実効電圧の振幅が最も小さくなる。このように、ステアリング角が小さくなるほど実効電圧の振幅は小さくなり、反対にステアリング角が大きくなるほど実効電圧の振幅は大きくなる。

実効電圧の振幅がステアリング角によって変化すると、放射される超音波の強度がステアリング角によって変化してしまう。例えば超音波診断装置などで位相走査する場合に、ビーム方向によって放射される超音波強度が変化するためにエコー信号の強度も方向により変化する。その結果、正確なエコー画像を得ることが難しいなどの問題が生じる。

本実施形態の超音波装置２００は、この問題を解決する手段を提供するものである。本実施形態の超音波装置２００によれば、コモン電極線に可変容量回路１１０を接続することで、位相走査を行う場合に放射される超音波の強度の変化を低減する、或いは強度をほぼ一定にすることができる。

図７（Ａ）は、本実施形態の超音波装置２００によるコモン電極線の電位の安定化を説明する図である。図７（Ａ）には、簡単にするために、第ｉ行の６個の超音波素子ＵＥ、信号線ＤＬ１〜ＤＬ６及び第ｉのコモン電極線ＣＬｉを示すが、コモン電極線が複数有る場合でも同様である。

可変容量回路１１０の一端は、コモン電極線ＣＬｉに接続され、他端には所定の電圧ＶＡが印加される。この所定の電圧ＶＡは、直流電圧であればよく、コモン電圧ＶＣＯＭでなくてもよい。この可変容量回路１１０の容量値（キャパシタンス値）ＣＡを、コモン電極線ＣＬｉと信号線ＤＬ１〜ＤＬ６との間の結合容量（図７（Ａ）では６×ＣＥ）より十分大きくすることで、コモン電極線ＣＬｉの電位変動を抑制することができる。

上述したように、ステアリング角によって同時に駆動される超音波素子の個数が異なる。駆動されない超音波素子はコモン電極線ＣＬｉの電位に影響を与えないから、同時に駆動される超音波素子の個数をｋ個とした場合に、可変容量回路１１０の容量値ＣＡをｋ×ＣＥより十分大きくすればよい。即ち、正面出射（ステアリング角が０）の場合に容量値ＣＡを最大に設定し、ステアリング角が大きくなるほど容量値ＣＡを小さく設定することができる。

このようにすれば、可変容量回路１１０の容量ＣＡを、電位安定化に必要な容量値を超えて過剰に大きな値に設定することを避けることができる。その結果、容量ＣＡを充放電するための過渡的な電流を低減することができるから、可変容量回路１１０を付加することによる消費電力の増大を抑えることができる。

図７（Ｂ）に、本実施形態の可変容量回路１１０の第１の構成例を示す。第１の構成例の可変容量回路１１０は、可変容量ＣＡ及びスイッチ素子ＳＷを含む。なお、本実施形態の可変容量回路１１０は図７（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

スイッチ素子ＳＷは、可変容量ＣＡと直列に設けられ、送信期間にはオン状態に設定され、受信期間にはオフ状態に設定される。このようにすれば、可変容量回路１１０は、送信期間にはコモン電極線に電気的に接続され、受信期間にはコモン電極線に電気的に非接続となる。こうすることで、受信期間には可変容量ＣＡをコモン電極線から電気的に切り離すことができるから、エコー信号を受信する際の受信感度の低減などを防止することができる。スイッチ素子ＳＷは、制御部（図示せず）の制御に基づいてオン状態又はオフ状態に設定される。

図７（Ｃ）に、本実施形態の可変容量回路１１０の第２の構成例を示す。第２の構成例の可変容量回路１１０は、第１〜第５の容量素子（キャパシター）ＣＡ１〜ＣＡ５及び第１〜第５のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５を含む。なお、本実施形態の可変容量回路１１０は図７（Ｃ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

第１〜第５の容量素子ＣＡ１〜ＣＡ５は、例えば圧電素子により構成することができる。こうすることで、容量素子ＣＡ１〜ＣＡ５を超音波素子ＵＥと同一の製造プロセスにより形成することができるから、超音波素子アレイ１００と同一の基板上に形成することができる。

第１〜第５のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５は、第１〜第５の容量素子ＣＡ１〜ＣＡ５に直列に設けられ、同時に駆動される超音波素子の個数（広義には超音波装置の動作状態）に応じてオン状態又はオフ状態に設定される。こうすることで、同時に駆動される超音波素子の個数に応じて容量値を可変に設定することができる。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５は、制御部（図示せず）の制御に基づいてオン状態又はオフ状態に設定される。第２の構成例の可変容量回路１１０による容量値の設定の詳細については、後述する
図７（Ｂ）、図７（Ｃ）のスイッチ素子ＳＷ、ＳＷ１〜ＳＷ５は、例えばＣＭＯＳトランジスターにより実現することができる。ＣＭＯＳプロセスに超音波素子（圧電素子）を形成するプロセスを組み込むことで、超音波素子アレイ１００と可変容量回路１１０とを同一基板上に形成することもできる。

なお、スイッチ素子ＳＷ、ＳＷ１〜ＳＷ５は、図示していない制御部によりオン・オフ制御される。この制御部は、後述する超音波プローブに設けてもよいし、本体装置に設けてもよい。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、本実施形態の可変容量回路１１０を設けた場合の、回路シミュレーションによる駆動信号波形及びコモン電極線の電圧変動の一例を示す。具体的には、駆動信号波形は図７（Ａ）のＶＤＲ３の波形であり、コモン電極線の電圧はＶＤＲ３が入力される超音波素子のコモン電極ノード（図７（Ａ）のＮ３）の電圧Ｖ（Ｎ３）である。

図８（Ａ）には、図５（Ａ）と同じ第１のステアリング角θ１で、コモン電極線に容量ＣＡを付加しない場合を示す。図８（Ｂ）には、図５（Ｂ）と同じ第２のステアリング角θ２（＜θ１）で、コモン電極線に容量ＣＡを付加した場合を示す。図９（Ａ）には正面出射（ステアリング角が０）の場合で、コモン電極線にさらに大きな容量値のＣＡを付加した場合を示す。図８（Ｂ）、図９（Ａ）から分かるように、コモン電極線に容量ＣＡを付加することでコモン電極線の電位が安定になる。

図９（Ｂ）には、超音波素子に印加される電圧（実効電圧）ＶＤＲ３−Ｖ（Ｎ３）を示す。コモン電極線に容量ＣＡを付加することで、ステアリング角に関わらず実効電圧の振幅がほとんど一定になることが分かる（図９（Ｂ）のＢ１、Ｂ２、Ｂ３）。

図１０には、本実施形態の可変容量回路１１０の第２の構成例（図７（Ｃ））による容量設定の一例を示す。ここでは簡単にするために、図７（Ａ）に示すような６本の信号線ＤＬ１〜ＤＬ６に駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ６が入力される場合を説明する。また、図７（Ｃ）の容量素子ＣＡ１〜ＣＡ５は、同一の容量値であるとする。

図１０には、第１〜第４の送信期間ＴＣ１〜ＴＣ４における、駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲ６の波形、同時に駆動される超音波素子の個数（重なり度合）及びコモン電極線に接続される容量素子数を示す。

第１の送信期間ＴＣ１は、正面出射の場合（第１の動作状態）であって、同時に駆動される超音波素子の個数（重なり度合）は６である。この場合は図７（Ｃ）のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５を全てオン状態に設定し、こうすることで容量素子ＣＡ１〜ＣＡ５の全てがコモン電極線に接続される。即ち、コモン電極線に接続される容量素子数を５に設定することができる。

第２、第３、第４の送信期間ＴＣ２、ＴＣ３、ＴＣ４は、互いに異なる位相の駆動信号が入力される場合（第２の動作状態）であって、ステアリング角がそれぞれφ２、φ３、φ４（φ２＜φ３＜φ４）の場合である。

第２の送信期間ＴＣ２では、同時に駆動される超音波素子数（重なり度合）は期間の初めには１であり、次に２になり、その後３、４、３、２、１と変化する。これに対応してスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５を個別にオン・オフすることで、コモン電極線に接続される容量素子数を０、１、２、３、２、１、０と可変に設定することができる。

第３の送信期間ＴＣ３では、同時に駆動される超音波素子数（重なり度合）は期間の初めには１であり、次に２になり、そして１になる。これに対応してスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５を個別にオン・オフすることで、コモン電極線に接続される容量素子数を０、１、０と可変に設定することができる。

第４の送信期間ＴＣ４では、ステアリング角がさらに大きくなり、同時に駆動される超音波素子数（重なり度合）は１である。これに対応してスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ５を全てオフ状態に設定することで、コモン電極線に接続される容量素子数を０に設定することができる。

このように本実施形態の超音波装置によれば、同時に駆動される超音波素子数（重なり度合）に応じてコモン電極線に接続される容量の容量値を可変に設定することができる。そして重なり度合が大きいほど容量値が大きな値に設定される。こうすることで、コモン電極線の電位変動を低減することができるから、位相走査時のビーム方向による超音波強度の変化を抑制することができる。その結果、ビーム方向に関わらず超音波強度を一定にすることができるから、例えば超音波診断装置などで精度の高いエコー画像を得ることなどが可能になる。

３．超音波プローブ、電子機器、診断装置及び処理装置
図１１に、本実施形態の超音波装置２００を含む超音波プローブ３００、電子機器（診断装置）４００及び処理装置の基本的な構成例を示す。超音波プローブ３００は、プローブヘッド２２０及びプローブ本体２３０を含む。プローブヘッド２２０は、超音波装置２００及び接続部２１０を含む。プローブ本体２３０は、送受信部と制御部（超音波プローブ側制御部）ＣＮＴＬとを含む。

また、処理装置は、超音波素子アレイ１００の送受信処理を行う送受信部と、可変容量回路１１０と、送受信部の制御及び可変容量回路１１０の容量値を設定する制御を行う制御部（超音波プローブ側制御部）ＣＮＴＬとを含む。なお、処理装置が行う制御の一部は、制御部（本体装置側制御部）３１０により実現されてもよい。

プローブヘッド２２０は、接続部２１０を介して脱着可能であり、診断対象に合わせて交換することができる。接続部２１０は、超音波装置２００とプローブ本体２３０とを電気的に接続するためのものであって、例えばフレキシブル基板とコネクターなどで構成することができる。

送受信部は、超音波素子アレイ１００の送受信処理を行い、マルチプレクサーＭＵＸ、駆動信号発生器ＨＶ＿Ｐ、送受信切換スイッチＴ／Ｒ＿ＳＷ及びアナログフロントエンドＡＦＥを含む。

マルチプレクサーＭＵＸは、駆動信号及び受信信号のチャネル切換を行う。例えば駆動信号発生器ＨＶ＿Ｐ、送受信切換スイッチＴ／Ｒ＿ＳＷ及びアナログフロントエンドＡＦＥが８チャネル分の信号に対応する構成である場合には、マルチプレクサーＭＵＸがこの８チャネル分の信号を超音波素子アレイ１００の信号線ＤＬ１〜ＤＬｎに分配する。

駆動信号発生器ＨＶ＿Ｐは、制御部（超音波プローブ側制御部）ＣＮＴＬの制御に基づいて、超音波素子ＵＥを駆動するための駆動信号ＶＤＲ１〜ＶＤＲｎを生成する。

送受信切換スイッチＴ／Ｒ＿ＳＷは、送信時及び受信時の信号の切換を行う。受信時にはマルチプレクサーＭＵＸとアナログフロントエンドＡＦＥとを電気的に接続して、プローブヘッド２２０からの受信信号をアナログフロントエンドＡＦＥに出力する。送信時には、マルチプレクサーＭＵＸとアナログフロントエンドＡＦＥとを電気的に非接続にして、駆動信号がアナログフロントエンドＡＦＥに入力することを防止する。

アナログフロントエンドＡＦＥは、受信信号の増幅、ゲイン設定、周波数設定、Ａ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）などを行い、検出データ（検出情報）として処理部３２０に出力する。アナログフロントエンドＡＦＥは、例えば低雑音増幅器、電圧制御アッテネーター、プログラマブルゲインアンプ、ローパスフィルター、Ａ／Ｄコンバーターなどで構成することができる。

制御部（超音波プローブ側制御部）ＣＮＴＬは、送受信部の制御を行う。具体的には、駆動信号発生器ＨＶ＿Ｐに対して駆動信号の位相、周波数の制御を行い、アナログフロントエンドＡＦＥに対して受信信号の周波数設定の制御を行う。また、制御部ＣＮＴＬは、可変容量回路１１０の容量値を設定する制御を行う。具体的には、可変容量回路１１０のスイッチ素子をオン・オフして、容量値の設定制御を行う。制御部ＣＮＴＬは、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）で実現することができる。

なお、送受信部の制御及び可変容量回路１１０の容量値を設定する制御は、制御部（超音波プローブ側制御部）ＣＮＴＬが行ってもよいし、或いは制御部（本体装置側制御部）３１０が行ってもよい。

電子機器４００は、例えば超音波診断装置であって、超音波プローブ３００、本体装置４１０を含む。本体装置４１０は、制御部（本体装置側制御部）３１０、処理部３２０、ＵＩ（ユーザーインターフェース）部３３０、表示部３４０を含む。

制御部（本体装置側制御部）３１０は、超音波プローブ３００に対して超音波の送受信制御を行い、処理部３２０に対して検出データの画像処理等の制御を行う。処理部３２０は、アナログフロントエンドＡＦＥからの検出データを受けて、必要な画像処理や表示用画像データの生成などを行う。ＵＩ（ユーザーインターフェース）部３３０は、ユーザーの行う操作（例えばタッチパネル操作など）に基づいて制御部（本体装置側制御部）３１０に必要な命令（コマンド）を出力する。表示部３４０は、例えば液晶ディスプレイ等であって、処理部３２０からの表示用画像データを表示する。

なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また超音波装置、超音波プローブ、電子機器、診断装置及び処理装置の構成、動作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。

１００ 超音波素子アレイ、１１０ 可変容量回路、２００ 超音波装置、
２１０ 接続部、２２０ プローブヘッド、２３０ プローブ本体、
３００ 超音波プローブ、３１０ 制御部（本体装置側制御部）、３２０ 処理部、
３３０ ＵＩ部、３４０ 表示部、４００ 電子機器、４１０ 本体装置、
ＵＥ 超音波素子、ＵＥＣ１〜１２ 超音波素子列、ＤＬ１〜ＤＬ１２ 信号線、
ＣＬ１〜ＣＬ８ コモン電極線、ＶＤＲ１〜ＶＤＲ１２ 駆動信号、
ＶＣＯＭ コモン電圧

Claims (12)

1. 超音波素子アレイと、
   可変容量回路とを含み、
   前記超音波素子アレイは、
   各超音波素子列において複数の超音波素子が第１の方向に沿って配置される第１の超音波素子列〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波素子列と、
   前記第１の方向に沿って配線される第１の信号線〜第ｎの信号線と、
   前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って配線される第１のコモン電極線〜第ｍ（ｍは２以上の整数）のコモン電極線とを有し、
   前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列は、前記第２の方向に沿って配置され、
   前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列のうちの、第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｎである整数）の超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第１の電極は、前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線のうちの第ｊの信号線に接続され、
   前記第ｊの超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第２の電極は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線のうちのいずれかに接続され、
   前記可変容量回路は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線に共通接続され、
   前記可変容量回路の容量値は、当該超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定されることを特徴とする超音波装置。
2. 請求項１において、
   前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列の前記各超音波素子列は、
   前記複数の超音波素子として、
   前記第１の方向に沿って配置される第１の超音波素子〜第ｍの超音波素子を有し、
   前記第１の超音波素子〜前記第ｍの超音波素子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｍである整数）の超音波素子が有する前記第２の電極は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線のうちの第ｉのコモン電極線に接続されることを特徴とする超音波装置。
3. 請求項１又は２において、
   超音波出力の位相走査時において、
   前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線に対して、同位相の第１の駆動信号〜第ｎの駆動信号が入力される第１の動作状態では、前記可変容量回路の容量値が第１の容量値に設定され、
   前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線に対して、互いに異なる位相の前記第１の駆動信号〜前記第ｎの駆動信号が入力される第２の動作状態では、前記可変容量回路の容量値が前記第１の容量値より小さい第２の容量値に設定されることを特徴とする超音波装置。
4. 請求項３において、
   前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線に対して、前記第１の駆動信号〜前記第ｎの駆動信号が第１の期間〜第ｎの期間において入力され、前記第１の期間〜前記第ｎの期間の重なり度合に応じて、前記可変容量回路の前記第２の容量値が設定されることを特徴とする超音波装置。
5. 請求項４において、
   前記第１の期間〜前記第ｎの期間の前記重なり度合が大きいほど、前記可変容量回路の前記第２の容量値が大きな値に設定されることを特徴とする超音波装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記可変容量回路は、
   超音波を放射する送信期間には、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線と電気的に接続され、
   超音波エコー信号を受信する受信期間には、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線と電気的に非接続となることを特徴とする超音波装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記可変容量回路は、
   圧電素子により構成される容量素子を有することを特徴とする超音波装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波装置を含むことを特徴とする超音波プローブ。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波装置を含むことを特徴とする電子機器。
10. 請求項９において、
    前記可変容量回路の容量値を前記超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定する制御部を含むことを特徴とする電子機器。
11. 請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波装置を含むことを特徴とする診断装置。
12. 超音波素子アレイを有する超音波装置の処理装置であって、
    前記超音波素子アレイの送受信処理を行う送受信部と、
    可変容量回路と、
    前記送受信部の制御及び前記可変容量回路の容量値を設定する制御を行う制御部とを含み、
    前記超音波素子アレイは、
    各超音波素子列において複数の超音波素子が第１の方向に沿って配置される第１の超音波素子列〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の超音波素子列と、
    前記第１の方向に沿って配線される第１の信号線〜第ｎの信号線と、
    前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って配線される第１のコモン電極線〜第ｍ（ｍは２以上の整数）のコモン電極線とを有し、
    前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列は、前記第２の方向に沿って配置され、
    前記第１の超音波素子列〜前記第ｎの超音波素子列のうちの、第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｎである整数）の超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第１の電極は、前記第１の信号線〜前記第ｎの信号線のうちの第ｊの信号線に接続され、
    前記第ｊの超音波素子列を構成する前記複数の超音波素子がそれぞれ有する第２の電極は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線のうちのいずれかに接続され、
    前記可変容量回路は、前記第１のコモン電極線〜前記第ｍのコモン電極線に共通接続され、
    前記制御部は、前記可変容量回路の容量値を、前記超音波装置の動作状態に応じた容量値に設定することを特徴とする処理装置。

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