JP6683095B2 - 超音波デバイス、超音波プローブおよび超音波装置 - Google Patents
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Description
本適用例にかかる超音波デバイスであって、超音波を第1方向と前記第1方向と逆向きの第2方向とに送信する超音波素子が設置された第1基板と、前記第2方向に送信される超音波を減衰する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板とを接触状態と非接触状態との一方に切り換える切替部と、を備えることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第1基板には前記超音波素子が配列して設置され、前記第2基板には前記第1基板と接触する接触場所が配列して設置され、前記第1基板と前記第2基板とは同じ振動特性を有し、前記超音波素子の空間的周期は前記接触場所の空間的周期と同じ第1周期であり、前記第1基板の厚み方向からみて前記超音波素子の重心と前記接触場所の重心との間の距離は前記第1周期の半分であることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記超音波素子が超音波を送信する間は前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記接触状態にして、前記超音波素子が超音波を送信した後に前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記非接触状態にすることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第2基板の厚み方向で対向する2面間を超音波が往復する時間を往復時間とするとき、前記超音波素子が超音波を送信した後、前記往復時間が経過する前後の所定の時間前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記非接触状態にし、前記往復時間の間隔で少なくとも1回以上前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記非接触状態にすることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記第1基板と前記第2基板とは固定部にて接着され、前記第1基板及び前記第2基板はシリコン基板であり、前記固定部には有機樹脂材料が用いられることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記超音波素子及び前記切替部には圧電素子が用いられることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記超音波素子及び前記切替部には薄膜圧電素子が用いられることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記超音波素子及び前記切替部にはバルク状の圧電素子が用いられることを特徴とする。
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に記載の超音波デバイスであることを特徴とする。
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に記載の超音波デバイスであることを特徴とする。
本実施形態では、超音波デバイスと、この超音波デバイスを用いて超音波を送信する、超音波送信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9に従って説明する。図1は、超音波デバイスの構造を示す模式平面図であり、図2は、超音波デバイスの構造を示す模式側面図である。図1及び図2に示すように、超音波デバイス1は四角形の板状の形状をしている。超音波デバイス1の1側面が延びる方向をX方向とし、X方向に延びる側面と直交する側面が延びる方向をY方向とする。超音波デバイス1の厚み方向をZ方向とする。X方向、Y方向、Z方向は互いに直交する方向である。
(1)本実施形態によれば、超音波デバイス1は第1基板2、第2基板9及び切替部8を備えている。第1基板2には超音波素子3が設置され、超音波素子3は超音波を第1方向6と第1方向6と逆向きの第2方向7に送信する。第2基板9は第2方向7に送信される超音波を減衰する。そして、切替部8は第1基板2と第2基板9とを接触状態と非接触状態との一方に切り換える。第1基板2と第2基板9とが非接触状態のとき、第1基板2と第2基板9との間には空気が存在する。第1基板2及び第2基板9は固体であり空気は気体であるので音響インピーダンスに大きな差がある。従って、第1基板2と第2基板9とが非接触状態のときには第1基板2と第2基板9との間で超音波が反射するので伝播し難い。第1基板2と第2基板9とは共に固体であるため、第1基板2と第2基板9とが接触状態のときには、第1基板2と第2基板9との間で超音波が伝播し易い。
次に超音波デバイスの駆動方法の一実施形態について図10の超音波の送信と接触場所の接触状態及び非接触状態との関係を説明するためのタイムチャートを用いて説明する。
本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、切替部8の駆動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。
(1)本実施形態によれば、超音波素子3が送信した超音波の一部が第2基板9内を進行し第2基板9の第2端の面で反射する。反射した超音波が第1基板2と第2基板9との境界に到達する時間が往復時間34である。超音波素子3が超音波を送信した後往復時間34が経過する前に切替部8が第1基板2と第2基板9とを非接触状態にする。このとき、第1基板2と第2基板9との境界に到達した超音波は反射して再度第2基板9の内部に進行する。
次に超音波デバイスの一実施形態について図11及び図12を用いて説明する。図11及び図12は切替部の構造を示す要部模式側面図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、第2基板にはバルク状の圧電素子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。
(1)本実施形態によれば、切替部39には圧電素子が用いられている。圧電素子は応答性良く駆動することができる。従って、切替部39を応答性良く駆動することができる。
次に超音波デバイスの一実施形態について図13及び図14を用いて説明する。図13及び図14は切替部の構造を示す要部模式側面図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、第1基板及び第2基板にはバルク状の圧電素子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。
(1)本実施形態によれば、切替部49には圧電素子が用いられている。圧電素子は応答性良く駆動することができる。従って、切替部49を応答性良く駆動することができる。
次に、超音波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15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デバイスは第1の実施形態〜第4の実施形態に記載の超音波デバイスである。尚、第1の実施形態〜第4の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(1)本実施形態によれば、超音波プローブ55は超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイス56を備えている。そして、超音波デバイス56は上記に記載の超音波デバイス1、超音波デバイス37または超音波デバイス43のいずれかである。上記に記載の超音波デバイス1、超音波デバイス37または超音波デバイス43は薄い構造にすることができる。従って、超音波プローブ55は薄い超音波デバイスを備えた装置とすることができる。
前記第1の実施形態では、超音波素子3及び切替部8がマトリックス状に2次元に配列されていた。超音波素子3及び切替部8は1列に配列されていても良い。このときにも、切替部8が接触場所14を接触状態と非接触状態とに制御することにより第2基板9を薄くすることができる。超音波素子3及び切替部8を1列に配列するときには音響レンズを設置しても良い。超音波の音圧を強くして鮮明な超音波画像を形成することができる。
Claims (10)
- 超音波を第1方向と前記第1方向と逆向きの第2方向とに送信する超音波素子が設置された第1基板と、
前記第2方向に送信される超音波を減衰する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを接触状態と非接触状態との一方に切り換える切替部と、を備えることを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項1に記載の超音波デバイスであって、
前記第1基板には前記超音波素子が配列して設置され、
前記第2基板には前記第1基板と接触する接触場所が配列して設置され、
前記第1基板と前記第2基板とは同じ振動特性を有し、
前記超音波素子の空間的周期は前記接触場所の空間的周期と同じ第1周期であり、
前記第1基板の厚み方向からみて前記超音波素子の重心と前記接触場所の重心との間の距離は前記第1周期の半分であることを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項1または2に記載の超音波デバイスであって、
前記超音波素子が超音波を送信する間は前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記接触状態にして、
前記超音波素子が超音波を送信した後に前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記非接触状態にすることを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項3に記載の超音波デバイスであって、
前記第2基板の厚み方向に対向する2面間を超音波が往復する時間を往復時間とするとき、
前記超音波素子が超音波を送信した後、
前記往復時間が経過する前後の所定の時間前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記非接触状態にし、
前記往復時間の間隔で少なくとも1回以上前記切替部が前記第1基板と前記第2基板とを前記非接触状態にすることを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項1〜4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1基板と前記第2基板とは固定部にて接着され、
前記第1基板及び前記第2基板はシリコン基板であり、
前記固定部には有機樹脂材料が用いられることを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の超音波デバイスであって、
前記超音波素子及び前記切替部には圧電素子が用いられることを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項6に記載の超音波デバイスであって、
前記超音波素子及び前記切替部には薄膜圧電素子が用いられることを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項6に記載の超音波デバイスであって、
前記超音波素子及び前記切替部にはバルク状の圧電素子が用いられることを特徴とする超音波デバイス。 - 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1〜8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。 - 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1〜8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。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016192981A JP6683095B2 (ja) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 超音波デバイス、超音波プローブおよび超音波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016192981A JP6683095B2 (ja) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 超音波デバイス、超音波プローブおよび超音波装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2018056878A JP2018056878A (ja) | 2018-04-05 |
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Family
ID=61834273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2016192981A Active JP6683095B2 (ja) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 超音波デバイス、超音波プローブおよび超音波装置 |
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JP (1) | JP6683095B2 (ja) |
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2016
- 2016-09-30 JP JP2016192981A patent/JP6683095B2/ja active Active
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