JP6939219B2 - 超音波装置 - Google Patents

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Description

本発明は、超音波装置に関するものである。
超音波探触子は被検体に超音波を発信して被検体の内部や表面で反射した反射波を受信する装置である。そして、超音波探触子は受信した反射波を電気信号に変換するトランスデューサーである。超音波探触子は超音波装置を構成する一部であり超音波プローブともいう。超音波装置は演算回路を備えており、超音波探触子が出力する電気信号はこの演算回路に入力される。そして、演算回路は被検体の内部の断面画像を演算する。この断面画像を超音波画像という。
超音波探触子は複数の超音波素子が配列した超音波素子アレイを備えている。そして、各超音波素子が超音波を発信し、反射波を受信する。超音波素子には振動膜に電極が設置されたＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）方式や、圧電素子を応用したＰＭＵＴ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）方式等がある。超音波素子アレイは超音波素子が配列したものであり配線にて接続されている。配線は各超音波素子を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易くなっている。
ＣＭＵＴ方式の超音波探触子が特許文献１に開示されている。それによると、超音波素子アレイは第１方向に超音波を発信する。そして、超音波素子アレイの第１方向側には導電膜が設置されている。さらに、超音波素子アレイの第１方向と直交する側にも導電膜が設置されている。これらの導電膜は超音波装置のシャーシグラウンドと接続されている。これにより、超音波素子アレイに向かって進行する電磁波ノイズにより超音波素子アレイが出力する電気信号にノイズが加わることを抑制していた。
国際公開第２００８／１１４５８２号
特許文献１の超音波探触子は超音波素子アレイに対して第１方向の逆側には導電膜が設置されていなかった。従って、第１方向の逆側から超音波素子アレイに向かって進行する電磁波ノイズによる影響を抑制できなかった。これらの電磁波ノイズは、上記のような超音波探触子だけでなく、超音波を用いて被測定物の有無や距離等を測定する超音波装置においても同様に問題となっていた。そこで、超音波素子アレイに向かって進行する電磁波ノイズによる影響を抑制できる超音波装置が望まれていた。
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。
［適用例１］
本適用例にかかる超音波装置であって、第１方向に超音波を発信する超音波素子アレイと前記超音波素子アレイの前記第１方向側に設置された第１導電膜とを有する超音波素子基板と、前記超音波素子基板の前記第１方向と交差する側に前記超音波素子基板を囲んで設置された導電部材を有する筐体部と、前記超音波素子基板の前記第１方向の逆側に設置され前記超音波素子基板を支持し導電性を有する支持基板と、を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、超音波装置は超音波素子基板、筐体部及び支持基板を備えている。超音波素子基板には超音波素子アレイ及び第１導電膜が設置されている。超音波素子アレイは第１方向に超音波を発信する。超音波素子アレイは超音波素子が配列したものであり配線にて接続されている。配線は各超音波素子を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易い。
そして、超音波素子アレイの第１方向側には第１導電膜が設置されている。第１方向側から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは第１導電膜に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。筐体部は導電部材を有し、導電部材は超音波素子基板の第１方向と交差する側に超音波素子基板を囲んで設置されている。従って、第１方向と交差する方向側から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは導電部材に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。
支持基板は超音波素子基板の第１方向の逆側に設置され、超音波素子基板を支持している。支持基板は導電性を有する。従って、第１方向の逆の方向側から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは支持基板に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。従って、総ての方向から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは第１導電膜、導電部材及び支持基板に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される為、超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズを低減できる。
［適用例２］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記筐体部の材質は樹脂であり、前記導電部材は前記筐体部の表面に設置された薄膜であり、前記超音波素子基板の前記第１方向側に保護部材を備え、前記保護部材の前記超音波素子基板を向く側には第２導電膜が設置され、前記第１導電膜、前記第２導電膜、前記導電部材及び前記支持基板が電気的に接続され、前記第２導電膜と前記導電部材とが導電性接着剤にて接着されることを特徴とする。
本適用例によれば、筐体部の材質は樹脂であるので、筐体部の材質が金属であるときに比べて形状が複雑であっても形成し易い。そして、導電部材は筐体部の表面に設置された薄膜であるので、蒸着装置等の製膜装置を用いて容易に設置できる。
超音波素子基板の第１方向側には保護部材が設置されている。保護部材は超音波素子基板を保護する。保護部材は超音波素子基板を向く側に第２導電膜が設置されている。そして、第１導電膜、第２導電膜、導電部材及び支持基板が電気的に接続されている。これにより、超音波素子アレイが受ける電磁波ノイズを抑制できる。そして、第２導電膜と導電部材とが導電性接着剤にて接着されている。したがって、保護部材と筐体部との固定及び第２導電膜と導電部材との電気的接続を容易に行うことができる。
［適用例３］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記導電部材と前記筐体部とは一体となっており、前記第１導電膜、前記導電部材及び前記支持基板が電気的に接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、導電部材と筐体部とは一体となっている。つまり、筐体部は導電性の材質で構成されている。そして、第１導電膜、導電部材及び支持基板が電気的に接続されている。この構成では超音波素子アレイが導電性のある部材で囲まれているので、超音波素子アレイに電磁波ノイズが到達することを抑制できる。加えて、筐体部に導電膜を設置する２次加工をなくせるので、生産性良く超音波装置を製造できる。
［適用例４］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記第１導電膜の材質は銅であることを特徴とする。
本適用例によれば、第１導電膜の材質は銅である。銅は電気抵抗が小さいので、効率良く電磁波ノイズを吸収できる。
［適用例５］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記第１導電膜には複数の穴が設置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、第１導電膜には複数の穴が設置されている。超音波素子アレイが発信する超音波は複数の穴を通過することにより減衰を低減できる。従って、超音波装置は効率良く超音波を発信できる。
［適用例６］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記超音波素子アレイに電気信号を伝送するフラットケーブルと、前記フラットケーブルを囲む編組シールドと、を備え、前記支持基板は前記編組シールドと接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、超音波装置にはフラットケーブル及び編組シールドが設置されている。超音波素子アレイには複数の超音波素子が設置されているので、各超音波素子に信号を送る複数の配線が必要である。この配線はフラットケーブルの形態になっているので、薄い構造になっている。従って、配線を棒状に束ねるときに比べて超音波装置を薄くできる。フラットケーブルを囲んで編組シールドが設置されている。そして、支持基板は編組シールドと接続されている。従って、編組シールドも支持基板と接続されているので、電磁波ノイズがフラットケーブルに到達することを抑制できる。
［適用例７］
本適用例にかかる超音波装置であって、第１方向に超音波を発信する超音波素子アレイを有する超音波素子基板と、前記超音波素子アレイの前記第１方向、前記第１方向と交差する方向及び前記第１方向と逆の方向に位置する電波シールド部と、を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、超音波装置は超音波素子基板、及び電波シールド部を備えている。超音波素子基板には超音波素子アレイが設置されている。超音波素子アレイは超音波を発信する。超音波素子アレイは超音波素子が配列したものであり配線にて接続されている。配線は各超音波素子を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易い。
そして、電波シールド部が超音波素子アレイの第１方向、第１方向と交差する方向及び第１方向と逆の方向に位置する。このように、超音波素子アレイを囲んで電波シールド部が設置されている。従って、総ての方向から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは電波シールド部に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。その結果、超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズが超音波素子アレイに到達することを抑制できる。
［適用例８］
本適用例にかかる超音波装置であって、第１方向に超音波を発信する超音波素子アレイと前記超音波素子アレイの前記第１方向側に設置された第１導電膜とを有する超音波素子基板と、前記超音波素子基板の前記第１方向と交差する側及び前記第１方向の逆側において前記超音波素子基板を囲んで設置された導電部材を有する筐体部と、を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、超音波装置は超音波素子基板、筐体部を備えている。超音波素子基板には超音波素子アレイ及び第１導電膜が設置されている。超音波素子アレイは第１方向に超音波を発信する。超音波素子アレイは超音波素子が配列したものであり配線にて接続されている。配線は各超音波素子を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易い。
そして、超音波素子アレイの第１方向側には第１導電膜が設置されている。第１方向側から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは第１導電膜に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。筐体部は導電部材を有し、導電部材は超音波素子基板の第１方向と交差する側及び第１方向の逆側に設置されている。従って、第１方向側と交差する方向側及び第１方向の逆側から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは導電部材に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。従って、総ての方向から超音波素子アレイに向かう電磁波ノイズは第１導電膜、導電部材に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される為、超音波素子アレイに電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
第１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。 超音波プローブの構成を示す概略斜視図。 超音波プローブの構造を示す模式側断面図。 超音波プローブの構造を示す模式側断面図。 超音波素子アレイの断面構造を説明するための模式側断面図。 超音波素子の構造を示す模式平面図。 超音波素子アレイの構造を示す模式平面図。 超音波装置の電気ブロック図。 第２の実施形態にかかわる超音波プローブの構造を示す模式側断面図。 超音波プローブの構造を示す模式側断面図。 第３の実施形態にかかわる超音波素子アレイの構造を示す模式平面図。 超音波素子アレイの断面構造を説明するための模式側断面図。 第４の実施形態にかかわる超音波プローブの構造を示す模式側断面図。 超音波プローブの構造を示す模式側断面図。 第５の実施形態にかかわる超音波装置の電気ブロック図。 第６の実施形態にかかわる超音波プローブの構造を示す模式側断面図。 第７の実施形態にかかわる超音波プローブの構造を示す模式側断面図。
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、部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態にかかわる超音波装置について図１〜図８に従って説明する。図１は、超音波装置の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、超音波装置１は超音波探触子としての超音波プローブ２及び本体部３を備えている。そして、超音波プローブ２と本体部３とは別体になっており、フラットケーブル４により電気的に接続されている。
超音波プローブ２は被検体５に超音波を発信する。そして、超音波プローブ２は被検体５の内部や表面で反射した反射波を受信して電気信号に変換する。次に、超音波プローブ２は反射波の情報を含む電気信号をフラットケーブル４を介して本体部３に送信する。
超音波プローブ２は内部に超音波素子アレイ６を備えている。超音波素子アレイ６には超音波素子が配列して設置されている。そして、各超音波素子は被検体５に超音波を発信する。被検体５の内部には超音波を反射し易い部位と通過し易い部位とが存在する。超音波は被検体５の内部を進行して超音波を反射し易い部位に到達したとき反射する。被検体５に向けて発信された超音波の一部は被検体５の内部で反射して進行方向を変え、超音波素子アレイ６に向かって進行する。超音波素子は超音波の音圧変動を電圧振幅に変換するトランスデューサーである。超音波素子アレイ６は超音波の反射波を受信して電気信号に変換する。
本体部３は長方形の板状の外観をしている。そして、本体部３は片手の掌で把持可能な大きさになっている。本体部３には表示装置７、入力装置８及び演算装置９等が設置されている。本体部３は板状の本体筐体部１０を備え、演算装置９は本体筐体部１０の内部に収納されている。表示装置７及び入力装置８は一部が本体筐体部１０から露出する。本体筐体部１０の材質は金属であり、導電性を有している。従って、本体筐体部１０は演算装置９のシャーシグラウンドや電磁シールドとして機能する。
入力装置８は回転スイッチやプッシュスイッチ等で構成されている。操作者は入力装置８を操作して超音波装置１に各種の指示を入力する。演算装置９は超音波プローブ２が出力する電気信号を入力して超音波画像を生成する。そして、演算装置９は超音波画像のデータを表示装置７に出力する。
表示装置７は超音波画像等の情報を表示する。表示装置７には液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、表面電界ディスプレイを用いることができる。表示装置７の表面にはタッチパネル７ａが設置されている。タッチパネル７ａは表示装置７の表面に設置された透明なシート状のスイッチである。操作者が指で表示装置７の表面を触るとき、タッチパネル７ａは指が接触した位置を検出する。操作者はタッチパネル７ａを操作して本体部３に指示入力を行う。
図２は、超音波プローブの構成を示す概略斜視図である。図２に示すように、超音波プローブ２の形状はほぼ直方体の板状になっている。超音波プローブ２の厚み方向をＺ方向とする。Ｚ方向と直交する面方向において超音波プローブ２の長手方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。
Ｚ方向において図中上側の方向は超音波プローブ２が超音波を発信する第１方向１１である。超音波プローブ２は第１方向１１側の面に保護部材としての音響レンズ１２が設置されている。音響レンズ１２は軸がＸ方向に伸びる円柱を軸に沿って切断した柱状レンズである。従って、音響レンズ１２はＸ方向側からみると凸レンズの形状になっている。そして、超音波素子アレイ６が発信する超音波を音響レンズ１２が集音する。
音響レンズ１２の外周及び音響レンズ１２の側面には筐体部１３が設置されている。＋Ｙ方向側の筐体部１３にはフラットケーブル４が接続されている。超音波プローブ２の−Ｚ方向側の面には支持基板１４が設置されている。支持基板１４は超音波素子アレイ６を支持する。超音波プローブ２は厚みが薄いので被検体５にテープ等で固定しやすい形状になっている。
図３及び図４は超音波プローブの構造を示す模式側断面図である。図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面を＋Ｘ方向側からみた図である。図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面を−Ｙ方向側からみた図である。図３及び図４に示すように、支持基板１４上には超音波吸収板１５、超音波素子基板１６、第１導電膜１７、音響整合部１８及び音響レンズ１２がこの順に重ねて設置されている。
支持基板１４は超音波素子基板１６の第１方向１１の逆側に設置され超音波素子基板１６及び超音波吸収板１５等を支持している。そして、支持基板１４は導電性を有している。従って、第１方向１１の逆の方向側から超音波素子基板１６に向かう電磁波ノイズは支持基板１４に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。支持基板１４の材質は強度があり導電性があれば良く、各種の金属を用いることができる。本実施形態では支持基板１４に、例えば、銅合金を用いている。
超音波吸収板１５は超音波素子基板１６が第１方向１１の逆側に発信する超音波を吸収する。そして、第１方向１１の逆側から超音波素子基板１６に向かう超音波の進行を抑制する。超音波吸収板１５の材質は超音波を吸収する材質であれば良く特に限定されない、シリコン等を用いることができる。本実施形態では、例えば、シリコン基板を用いている。
超音波素子基板１６は超音波素子アレイ６が設置された基板である。超音波素子アレイ６には超音波素子がマトリックス状に配置されている。超音波素子アレイ６は電気信号を入力して超音波に変換する。そして、超音波素子アレイ６は第１方向１１に超音波を発信する。さらに、超音波素子アレイ６は被検体５の内部で反射した超音波の反射波を受信して電気信号に変換する。
超音波素子基板１６は第１導電膜１７を備え、第１導電膜１７は超音波素子アレイ６の第１方向１１側に設置されている。第１導電膜１７は導体であり電波を吸収し通過させ難い。したがって、第１方向１１側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される為、超音波素子アレイ６が電磁波ノイズに晒されることを抑制できる。
第１導電膜１７上には音響整合部１８を介して音響レンズ１２が設置されている。音響整合部１８は超音波素子基板１６と音響レンズ１２との間の音響インピーダンスを調整する。音響レンズ１２及び音響整合部１８はウィスカが混入されたシリコーン樹脂にて形成されている。音響整合部１８は音響インピーダンスを調整する層であり、音響整合部１８の音響インピーダンスは超音波素子基板１６の音響インピーダンスと音響レンズ１２の音響インピーダンスとの間に調整されている。
超音波吸収板１５、超音波素子基板１６、第１導電膜１７、音響整合部１８及び音響レンズ１２の周囲には筐体部１３が設置されている。筐体部１３は内側に導電部材２１を備えている。導電部材２１は超音波素子基板１６の第１方向１１と交差する側に超音波素子基板１６を囲んで設置されている。導電部材２１は超音波素子基板１６の全周に亘って設置されている。第１方向１１と交差する方向側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは導電部材２１に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。従って、超音波素子アレイに電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
導電部材２１の材質は導電性があれば良く、電気抵抗が小さいほうがさらに良い。導電部材２１の材質は特に限定されないが金属等を用いることができる。本実施形態では、例えば、導電部材２１の材質に銅または銅合金を用いている。銅は電気抵抗が小さいので、電磁波ノイズを効率良く吸収できる。
そして、超音波素子アレイ６の第１方向１１側には第１導電膜１７が設置されている。第１方向１１側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。筐体部１３は導電部材２１を有し、導電部材２１は超音波素子基板１６の第１方向１１と交差する側に超音波素子基板１６を囲んで設置されている。従って、第１方向１１と交差する方向側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは導電部材２１に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。
支持基板１４は超音波素子基板１６の第１方向１１の逆側に設置され、超音波素子基板１６を支持している。支持基板１４は導電性を有する。従って、第１方向１１の逆の方向側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは支持基板１４に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。従って、総ての方向から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７、導電部材２１及び支持基板１４に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される為、超音波素子アレイ６に電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
筐体部１３の材質は構造を維持する強度があれば良く特に限定されないが、本実施形態では、例えば、樹脂を用いている。導電部材２１は薄膜であり、筐体部１３の表面に設置されている。筐体部１３に導電部材２１を設置する方法は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、無電解めっき法を用いることができる。このように、筐体部１３の材質は樹脂であるので、筐体部１３の材質が金属であるときに比べて形状が複雑であっても形成し易い。そして、導電部材２１は筐体部１３の表面に設置された薄膜であるので、蒸着装置等の製膜装置を用いて容易に設置できる。
超音波素子基板１６の第１方向１１側には音響レンズ１２が設置されている。音響レンズ１２は超音波素子基板１６を保護する。さらに、音響レンズ１２は超音波を集音させる機能を有する。音響レンズ１２は超音波素子基板１６側に第２導電膜２２が設置されている。第２導電膜２２は音響整合部１８の周囲に設置されている。音響整合部１８の＋Ｘ方向側及び―Ｘ方向側では、第１導電膜１７と第２導電膜２２とが重ねて配置されている。そして、第１導電膜１７と第２導電膜２２とが導電性接着剤２３により接着されている。さらに、音響整合部１８の周囲では第２導電膜２２と導電部材２１とが重ねて配置されている。そして、第２導電膜２２と導電部材２１とが導電性接着剤２３により接着されている。従って、音響レンズ１２と筐体部１３との固定及び第２導電膜２２と導電部材２１との電気的接続を容易に行うことができる。
筐体部１３の支持基板１４側の面にも導電部材２１が設置されている。導電部材２１と支持基板１４とが接触するように筐体部１３は支持基板１４と固定されている。筐体部１３と支持基板１４との固定構造は特に限定されない。ねじを用いて固定しても良く、クランプ機構を用いて固定しても良い。他にも、導電性接着剤２３を用いて筐体部１３と支持基板１４とを接着しても良い。上記の構成にすることにより、第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４が電気的に接続される。
支持基板１４上には＋Ｙ方向側にコネクター２４が設置されている。コネクター２４は支持基板１４と筐体部１３に挟まれている。超音波素子基板１６に設置された超音波素子アレイ６とコネクター２４とはフレキシブルプリント配線板２５により電気的に接続されている。フレキシブルプリント配線板２５には多数の配線が並べて設置されている。これにより、フレキシブルプリント配線板２５は複数の超音波素子に異なる電気信号を送信できる。
フラットケーブル４の一端はコネクター２４に設置される。フラットケーブル４には複数の配線が設置されており、各配線は細線の同軸ケーブルになっている。そして、コネクター２４はフレキシブルプリント配線板２５の配線と、フラットケーブル４の配線とを電気的に接続する。フラットケーブル４の他端は本体部３に設置される。フラットケーブル４はフレキシブルプリント配線板２５を介して超音波素子アレイ６に電気信号を伝送する。超音波素子アレイ６には複数の超音波素子が設置されているので、各超音波素子に信号を送る複数の配線が必要である。この配線はフラットケーブル４の形態になっているので、薄い構造になっている。従って、配線を棒状に束ねたケーブルを用いるときに比べて超音波プローブ２を薄くできる。
フラットケーブル４の外周には編組シールド２６が配置され、編組シールド２６はフラットケーブル４を囲んでいる。編組シールド２６は本体部３が備える金属製の本体筐体部１０と接続されている。編組シールド２６に囲まれたフラットケーブル４は配線固定部２７により支持基板１４に固定される。編組シールド２６は支持基板１４と配線固定部２７とに挟まれるので、編組シールド２６は支持基板１４と電気的に接続する。従って、支持基板１４は編組シールド２６と電気的に接続されている。編組シールド２６も支持基板１４と接続されているので、電磁波ノイズがフラットケーブル４に入ることを抑制できる。
支持基板１４には導電部材２１、第２導電膜２２及び第１導電膜１７が電気的に接続されている。従って、第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４が電気的に接続されている。これにより、超音波素子アレイ６が受ける電磁波ノイズを第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４が吸収して、超音波素子アレイ６に電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
図５は超音波素子アレイの断面構造を説明するための模式側断面図である。図５に示すように、超音波吸収板１５に重ねて超音波素子基板１６が設置されている。超音波素子基板１６はベース基板２８を備え、ベース基板２８は超音波素子基板１６の中では超音波吸収板１５側に位置している。ベース基板２８には等間隔に開口部２８ａが設置されている。ベース基板２８の材質には、例えば、シリコンを用いることができる。そして、開口部２８ａはシリコン基板をエッチングして形成される。
ベース基板２８の＋Ｚ方向側には振動膜２９が設置されている。振動膜２９は、例えば、ＳｉＯ2層とＺｒＯ2層との２層構造により構成される。振動膜２９はメンブレンともいう。振動膜２９の上には第１電極３０が設置されている。第１電極３０はＹ方向に伸びる第１配線３１により接続されている。第１電極３０の上には圧電体層３２が設置されている。さらに、圧電体層３２の上には第２電極３３が設置されている。第２電極３３はＸ方向に伸びる第２配線３４により接続されている。
振動膜２９、第１電極３０、圧電体層３２及び第２電極３３等により超音波素子３５が構成されている。そして、超音波素子アレイ６には超音波素子３５がマトリックス状に配置されている。第１電極３０、第１配線３１、第２電極３３及び第２配線３４は金属膜であり、本実施形態では、例えば、アルミニウムを採用している。
圧電体層３２には、例えば、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）、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）等を用いることができる。本実施形態では、例えば、圧電体層３２にＰＺＴを用いている。
圧電体層３２は、第１電極３０と第２電極３３との間に電圧が印加されることで、面内方向に伸縮する。従って、圧電体層３２に電圧を印加すると、開口部２８ａ側に凸となる撓みが生じ、振動膜２９を撓ませる。圧電体層３２に交流電圧を印加することで、振動膜２９が膜厚方向に対して振動し、この振動膜２９の振動により超音波が第１方向１１に発信される。圧電体層３２に印加される駆動電圧は、例えばピークからピークで１０〜３０Ｖであり、周波数は例えば１〜１０ＭＨｚである。
超音波素子３５は、発信された超音波が対象物で反射されて戻ってくる超音波の反射波を受信する受信素子としても動作する。超音波の反射波により振動膜２９が振動し、この振動によって圧電体層３２に応力が加わり、第１電極３０と第２電極３３との間に電圧が発生する。この電圧を受信信号として取り出すことができる。
第１配線３１、圧電体層３２、第２電極３３及び第２配線３４を覆って絶縁膜３６が設置されている。絶縁膜３６はアルミナ等の材料で形成される。さらに、絶縁膜３６を覆って内部音響整合部３７が設置されている。内部音響整合部３７及び音響整合部１８は超音波素子３５と音響レンズ１２の間の音響インピーダンスの不整合を緩和する役割を果たす。内部音響整合部３７及び音響整合部１８にはシリコーン樹脂が用いられる。
詳しくは、内部音響整合部３７及び音響整合部１８はシリコーン系の接着剤が用いられる。内部音響整合部３７では接着剤が硬化することで絶縁膜３６と第１導電膜１７とを接着させ、硬化した接着剤が内部音響整合部３７として機能する。音響整合部１８では接着剤が硬化することで第１導電膜１７と音響レンズ１２とを接着させ、硬化した接着剤が音響整合部１８として機能する。
内部音響整合部３７の第１方向１１側には第１導電膜１７が設置されている。第１導電膜１７の材質は導電性があれば良く特に限定されないが、本実施形態では例えば、銅である。銅は電気抵抗が小さいので、効率良く電磁波ノイズを吸収できる。尚、ベース基板２８〜第１導電膜１７までが超音波素子基板１６に属している。従って、超音波素子基板１６には超音波素子アレイ６及び第１導電膜１７が含まれる。
第１導電膜１７の第１方向１１側には音響整合部１８が設置されている。音響整合部１８は内部音響整合部３７とともに超音波素子３５と音響レンズ１２の間の音響インピーダンスの不整合を緩和する役割を果たす。そして、音響整合部１８の第１方向１１側には音響レンズ１２が設置されている。音響レンズ１２は超音波素子アレイ６が発信する超音波を所定の場所に集音させる。さらに、音響レンズ１２は超音波素子アレイ６を保護して汚れが超音波素子アレイ６に付着することを抑制する。
図６は超音波素子の構造を示す模式平面図である。図６に示すように、四角形の圧電体層３２の＋Ｚ方向側に第２配線３４が設置されている。第２配線３４はＸ方向に伸びる配線である。圧電体層３２の−Ｚ方向側に第１配線３１が設置されている。第１配線３１はＹ方向に伸びる配線である。そして、第１方向１１から見て第１配線３１と第２配線３４とが交差する領域の第１配線３１が第１電極３０である。第１方向１１から見て第１配線３１と第２配線３４とが交差する領域の第２配線３４が第２電極３３である。
従って、第１電極３０と第１配線３１とは一体になった導電膜である。第２電極３３と第２配線３４とは一体になった導電膜である。第１電極３０と第２電極３３とは圧電体層３２を挟んで対向した配置になっている。
図７は超音波素子アレイの構造を示す模式平面図であり、超音波素子基板１６を第１方向１１からみた図である。図７に示すように、超音波素子アレイ６では超音波素子３５がマトリックス状に配置されている。
第１配線３１はＹ方向に並ぶ８つの第１電極３０と接続してＹ方向に伸びている。第１配線３１の両端には第１端子３８が設置されている。第１配線３１が８本設置されているので、第１端子３８も片側に８個設置されている。第２配線３４はＸ方向に並ぶ８つの第２電極３３と接続してＸ方向に伸びている。第２配線３４の両端はＹ方向に伸びる第２サブ配線４１と接続されている。第２配線３４は８本設置され、各第２配線３４は総て第２サブ配線４１と接続されている。そして、第２サブ配線４１の両端には第２端子４２が設置されている。第２サブ配線４１が２本設置されているので、第２端子４２も片側に２個設置されている。
第１端子３８及び第２端子４２は絶縁膜３６、内部音響整合部３７及び第１導電膜１７に覆われておらず、露出している。そして、第１端子３８及び第２端子４２はフレキシブルプリント配線板２５と接続されている。総ての第２電極３３は第２端子４２と接続されているので、総ての第２電極３３は同じ電位になる。第１電極３０はＹ方向に並ぶ行毎に異なる第１端子３８と接続している。そして、Ｙ方向に並ぶ列の第１電極３０は同じ電位になる。
超音波素子アレイ６は超音波素子３５が配列したものであり第１配線３１及び第２配線３４にて接続されている。第１配線３１及び第２配線３４は各超音波素子３５を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易くなっている。
超音波素子アレイ６の第１方向１１側には第１導電膜１７が設置されている。第１導電膜１７は総ての超音波素子３５を覆っている。さらに、第１導電膜１７は第１配線３１、第２配線３４及び第２サブ配線４１のほとんど総てを覆っている。従って、第１方向１１側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。そして、第１導電膜１７は超音波素子アレイ６、第１配線３１及び第２配線３４に電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
第１導電膜１７のＸ方向側の両端は第１導電膜端子１７ａになっている。導電性接着剤２３によって第１導電膜端子１７ａは第２導電膜２２と接着されている。導電性接着剤２３は導電性がある接着剤である。従って、第１導電膜１７と音響レンズ１２との固定及び第１導電膜１７と第２導電膜２２との電気的接続を容易に行うことができる。
図８は超音波装置の電気ブロック図である。超音波プローブ２には超音波素子３５が複数設置されているが、図をわかりやすくするために超音波素子３５を１つのみ記載してある。図８に示すように、超音波プローブ２は超音波素子３５を有する超音波素子アレイ６を備えている。
超音波素子アレイ６は第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４に囲まれている。この、第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４により電波シールド部４３が構成されている。従って、電波シールド部４３は超音波素子アレイ６の第１方向１１、第１方向１１と交差する方向及び第１方向１１の逆方向に位置する。超音波素子アレイ６は超音波素子３５が配列したものであり第１配線３１及び第２配線３４にて接続されている。第１配線３１及び第２配線３４は各超音波素子３５を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易い。
そして、電波シールド部４３が超音波素子アレイ６の第１方向１１、第１方向１１と交差する方向及び第１方向１１の逆方向に位置する。このように、超音波素子アレイ６を囲んで電波シールド部４３が設置されている。従って、総ての方向から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは電波シールド部４３に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。その結果、電波シールド部４３は超音波素子アレイ６に電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
フラットケーブル４の構造は同軸ケーブルが複数平行に並べて配置された構造であり、平な帯状になっている。同軸ケーブルは内部導体４４を軸にして絶縁体、外部導体４５、保護被覆が同心円状に配置されている。そして、編組シールド２６はフラットケーブル４の周囲を覆っている。
超音波プローブ２において内部導体４４は超音波素子３５の第１電極３０と電気的に接続されている。外部導体４５は超音波素子３５の第２電極３３と電気的に接続されている。支持基板１４は編組シールド２６と電気的に接続されている。
本体部３は内部に演算装置９を備え、演算装置９には送受信回路４６及び駆動回路４７が設置されている。送受信回路４６はフラットケーブル４の内部導体４４及び駆動回路４７と電気的に接続されている。駆動回路４７は送受信回路４６及び表示装置７と電気的に接続されている。
送受信回路４６は超音波素子アレイ６へ電気信号を送信し、超音波素子アレイ６が出力する電気信号を受信する回路である。詳しくは、送受信回路４６は内部導体４４を介して超音波素子３５の第１電極３０と電気的に接続されている。そして、送受信回路４６は第１電極３０へ電気信号を送信し、第１電極３０が出力する電気信号を受信する。駆動回路４７は超音波素子アレイ６を駆動する駆動信号を形成する。さらに、超音波素子アレイ６が出力する電気信号を用いて超音波画像を形成して表示装置７に出力する。
演算装置９は直流電源回路４８を備え、直流電源回路４８の（＋）端子は回路グラウンド４９に接続されて接地される。回路グラウンド４９は送受信回路４６及び駆動回路４７とも電気的に接続している。直流電源回路４８の（−）端子は電気抵抗５０を介してフラットケーブル４の外部導体４５と接続されている。フラットケーブル４の外部導体４５は第２電極３３と電気的に接続されている。従って、第２電極３３には（−）電圧のバイアス電圧が印加される。第１電極３０には０ｖを中心にして電圧変動するので、圧電体層３２にはバイアス電圧を中心にした電圧波形が印加される。
本体部３では本体筐体部１０がシャーシグラウンド５１として機能している。編組シールド２６はシャーシグラウンド５１と電気的に接続されている。そして、編組シールド２６は支持基板１４と電気的に接続されているので、電波シールド部４３を構成する第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４が電気的にシャーシグラウンド５１と電気的に接続して本体筐体部１０に接地される。
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２は超音波素子基板１６、筐体部１３及び支持基板１４を備えている。超音波素子基板１６には超音波素子アレイ６及び第１導電膜１７が設置されている。超音波素子アレイ６は第１方向１１に超音波を発信する。超音波素子アレイ６は超音波素子３５が配列したものであり配線にて接続されている。配線は各超音波素子３５を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易い。
そして、超音波素子アレイ６の第１方向１１側には第１導電膜１７が設置されている。第１方向１１側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。筐体部１３は導電部材２１を有し、導電部材２１は超音波素子基板１６の第１方向１１と交差する側に超音波素子基板１６を囲んで設置されている。従って、第１方向１１と交差する方向側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは導電部材２１に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。
支持基板１４は超音波素子基板１６の第１方向１１の逆側に設置され、超音波素子基板１６を支持している。支持基板１４は導電性を有する。従って、第１方向１１の逆の方向側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは支持基板１４に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。従って、総ての方向から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７、導電部材２１及び支持基板１４に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される為、超音波素子アレイ６に電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
（２）本実施形態によれば、筐体部１３の材質は樹脂であるので、筐体部１３の材質が金属であるときに比べて形状が複雑であっても形成し易い。そして、導電部材２１は筐体部１３の表面に設置された薄膜であるので、蒸着装置等の製膜装置を用いて容易に設置できる。
超音波素子基板１６の第１方向１１側には音響レンズ１２が設置されている。音響レンズ１２は超音波素子基板１６を保護する。音響レンズ１２の超音波素子基板１６側には第２導電膜２２が設置されている。第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４が電気的に接続されている。これにより、超音波素子アレイ６が受ける電磁波ノイズを低減できる。そして、第２導電膜２２と導電部材２１とが導電性接着剤２３にて接着されている。したがって、音響レンズ１２と筐体部１３との固定及び第２導電膜２２と導電部材２１との電気的接続を容易に行うことができる。
（３）本実施形態によれば、第１導電膜１７の材質は銅である。銅は電気抵抗が小さいので、効率良く電磁波ノイズを吸収できる。
（４）本実施形態によれば、超音波プローブ２にはフラットケーブル４及び編組シールド２６が設置されている。超音波素子アレイ６には複数の超音波素子３５が設置されているので、各超音波素子３５に信号を送る複数の配線が必要である。この配線はフラットケーブル４の形態になっているので、薄い構造になっている。従って、配線を棒状に束ねるときに比べて超音波プローブ２を薄くできる。フラットケーブル４を囲んで編組シールド２６が設置されている。そして、支持基板１４は編組シールド２６と接続されている。従って、編組シールド２６は支持基板１４と接続されているので、電磁波ノイズがフラットケーブル４に入ることを抑制できる。
（５）本実施形態によれば、超音波プローブ２は超音波素子基板１６、及び電波シールド部４３を備えている。超音波素子基板１６には超音波素子アレイ６が設置されている。超音波素子アレイ６は超音波を発信する。超音波素子アレイ６は超音波素子３５が配列したものであり第１配線３１及び第２配線３４にて接続されている。第１配線３１及び第２配線３４は各超音波素子３５を接続して長くなっているため電磁波ノイズを受信し易い。
そして、電波シールド部４３が超音波素子アレイ６の第１方向１１、第１方向１１と交差する方向及び第１方向１１の逆方向に位置する。このように、超音波素子アレイ６を囲んで電波シールド部４３が設置されている。従って、総ての方向から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは電波シールド部４３に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。その結果、超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズが超音波素子アレイに到達することを抑制できる。
（６）本実施形態によれば、超音波装置１は超音波プローブ２を備えている。超音波プローブ２は超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズが超音波素子アレイに到達することを抑制できる。従って、超音波装置１は超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズが超音波素子アレイに到達することを抑制できる超音波プローブ２を備えた装置とすることができる。
（７）本実施形態によれば、超音波素子基板１６と音響レンズ１２との間に第１導電膜１７が設置されている。そして、第１導電膜１７の電位は０ｖになっている。超音波素子基板１６では第１電極３０と第２電極３３との間に、例えば、３０Ｖ程度の駆動電圧が印加される。音響レンズ１２に亀裂が入ったときも第１導電膜１７が０ｖであるので、被検体５に超音波素子３５を駆動する駆動電圧が加わることを抑制できる。
（８）本実施形態によれば、超音波素子アレイ６は電波シールド部４３により囲まれている。従って、超音波素子アレイ６が発生させる電磁波ノイズを電波シールド部４３が超音波プローブ２から放出することを抑制できる。演算装置９も、金属製の本体筐体部１０に囲まれている。従って、本体筐体部１０は演算装置９に向かって進行する電磁波ノイズを低減する。そして、演算装置９が発生させる電磁波ノイズを本体筐体部１０が本体部３から放出することを抑制できる。
（第２の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図９及び図１０の超音波プローブの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。図９は断面を＋Ｘ方向側からみた図である。図１０は断面を−Ｙ方向側からみた図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、筐体部が導電性のある材質で構成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。
すなわち、本実施形態では、図９及び図１０に示すように超音波装置５３における超音波探触子としての超音波プローブ５４は支持基板１４上に導電部材５５が設置されている。支持基板１４と導電部材５５とを固着する方法は特に限定されない。本実施形態では、例えば、支持基板１４と導電部材５５とをねじで固定した。
導電部材５５の材質は導電性があれば良く特に限定されないが、本実施形態では、例えば、導電部材５５の材質は銅を用いている。そして、耐食性及び外観を向上するために表面にニッケルめっきを施してある。このように、形状は第１の実施形態における筐体部１３と同じであり、材質は第１の実施形態における導電部材２１と同じになっている。つまり、導電部材５５は第１の実施形態における導電部材２１と筐体部１３とが一体となった構造になっている。
導電部材５５と第２導電膜２２とが導電性接着剤２３により接着されている。従って、導電部材５５と第２導電膜２２とは電気的に接続されている。そして、第２導電膜２２と第１導電膜１７とが導電性接着剤２３により接着されている。従って、第２導電膜２２と第１導電膜１７とは電気的に接続されている。従って、第１導電膜１７、導電部材５５及び支持基板１４が電気的に接続されている。
このように、導電部材５５は第１の実施形態における導電部材２１と筐体部１３とが一体となった構造になっている。つまり、筐体部１３に対応する導電部材５５は導電性の材質で構成されている。そして、第１導電膜１７、導電部材５５及び支持基板１４が電気的に接続されている。この構成では超音波素子アレイ６が導電性のある部材で囲まれているので、超音波素子アレイ６が電磁波ノイズを受信することを抑制できる。加えて、第１の実施形態における筐体部１３に導電部材２１を設置する２次加工をなくせるので、生産性良く超音波プローブ５４を製造できる。
（第３の実施形態）
次に、超音波装置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は超音波素子アレイの構造を示す模式平面図である。超音波素子基板１６に第１導電膜が重なった状態を第１方向１１からみた図である。図１２は超音波素子アレイの断面構造を説明するための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、第１導電膜１７に複数の穴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。
すなわち、本実施形態では、図１１及び図１２に示すように超音波装置５８の超音波探触子としての超音波プローブ６１には内部音響整合部３７と音響整合部１８との間に第１導電膜６２が設置されている。第１導電膜６２には複数の穴６２ａが設置されている。穴６２ａの個数と位置は特に限定されない。穴６２ａは超音波素子３５と対向する場所に設置されるのが好ましい。超音波素子アレイ６が発信する超音波は複数の穴６２ａを通過することにより減衰を低減できる。従って、超音波プローブ６１は効率良く超音波を発信できる。
（第４の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１３及び図１４の超音波プローブの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。図１３は断面を＋Ｘ方向側からみた図である。図１４は断面を−Ｙ方向側からみた図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、支持基板１４が筐体部の内部に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。
図１３及び図１４に示すように、超音波装置６５の超音波探触子としての超音波プローブ６６は支持基板６７を備えている。支持基板６７の第１方向１１側には超音波吸収板１５、超音波素子基板１６、第１導電膜１７、音響整合部１８及び音響レンズ１２がこの順に重ねて設置されている。超音波素子基板１６には第１方向１１に超音波を発信する超音波素子アレイ６が設置されている。さらに、超音波素子アレイ６の第１方向１１側には第１導電膜１７が設置されている。支持基板６７の材質は第１の実施形態の支持基板１４と同じ銅合金になっている。従って、支持基板６７の材質は導電性のある材質になっている。
支持基板６７の−Ｚ方向側にはコネクター基板６８が設置されている。コネクター基板６８にはコネクター６９が設置され、コネクター基板６８上には図示しない配線及び端子を有する回路パターンが設置されている。そして、コネクター基板６８上の端子と超音波素子基板１６上の第１端子３８及び第２端子４２とがフレキシブルプリント配線板７０により電気的に接続されている。支持基板６７は＋Ｙ方向側に貫通穴６７ａが設置されている。そして、フレキシブルプリント配線板７０は貫通穴６７ａを通って配置されている。
コネクター６９にはフラットケーブル４が接続されている。そして、フラットケーブル４の周囲を覆って編組シールド２６が設置されている。
コネクター基板６８、支持基板６７、超音波吸収板１５、超音波素子基板１６、第１導電膜１７、音響整合部１８及び音響レンズ１２のＹ方向側及びＸ方向側には角筒状の筐体部７１が設置されている。この構成では筐体部７１が超音波素子基板１６の第１方向１１と交差する側で超音波素子基板１６を囲んで設置されている。さらに、超音波素子基板１６に対して第１方向１１の逆側にも超音波素子基板１６を囲んで筐体部７１が設置されている。そして、筐体部７１の内側には導電部材７２が設置されている。
導電部材７２の材質は第１の実施形態と同じく金属等を用いることができる。本実施形態では、例えば、導電部材７２の材質に銅を用いている。
超音波素子アレイ６には第１配線３１及び第２配線３４が設置されているので電磁波ノイズを受けやすい。超音波素子アレイ６が設置された超音波素子基板１６の第１方向１１側には第１導電膜１７が設置されている。第１方向１１側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。筐体部７１は導電部材７２を有し、導電部材７２は超音波素子基板１６の第１方向１１と交差する側及び第１方向１１の逆側に設置されている。従って、第１方向１１側と交差する方向側及び第１方向１１の逆側から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは導電部材７２に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。従って、総ての方向から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは第１導電膜１７及び導電部材７２に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される為、超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズを低減できる。
第１導電膜１７及び導電部材７２により電波シールド部７３を構成している。電波シールド部７３は導電性の材質で構成され、超音波素子アレイ６が設置された超音波素子基板１６を囲んで配置されている。
電波シールド部７３が超音波素子アレイ６の第１方向１１、第１方向１１と交差する方向及び第１方向１１の逆方向に位置する。このように、超音波素子アレイ６を囲んで電波シールド部７３が設置されている。従って、総ての方向から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは電波シールド部７３に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。その結果、超音波素子アレイに到達する電磁波ノイズを抑制できる。
（第５の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１５の超音波装置の電気ブロック図を用いて説明する。超音波プローブ２には超音波素子３５が複数設置されているが、図をわかりやすくするために超音波素子３５を１つのみ記載してある。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、超音波素子３５に加える電気信号のバイアス電圧のかけかたが異なっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
図１５は超音波装置の電気ブロック図である。図１５に示すように、超音波装置７６は本体部７７及び超音波プローブ２を備えている。超音波プローブ２は超音波素子３５を有する超音波素子アレイ６を備えている。本体部７７は内部に演算装置７８を備え、演算装置７８には送受信回路４６及び駆動回路４７が設置されている。送受信回路４６はフラットケーブル４の内部導体４４及び駆動回路４７と電気的に接続されている。駆動回路４７は送受信回路４６及び表示装置７と電気的に接続されている。
詳しくは、送受信回路４６はコンデンサー８１と接続され、コンデンサー８１はフラットケーブル４の内部導体４４と接続されている。コンデンサー８１は交流成分のみを通過させるために設置されている。内部導体４４は超音波素子３５の第１電極３０と電気的に接続されている。
演算装置７８は直流電源回路８２を備え、直流電源回路８２の（−）端子は回路グラウンド４９に接続されて接地される。回路グラウンド４９は送受信回路４６及び駆動回路４７とも電気的に接続している。直流電源回路８２の（＋）端子は電気抵抗８３を介してフラットケーブル４の内部導体４４と接続されている。第１電極３０には（＋）電圧のバイアス電圧が印加される。第１電極３０に印加される電圧は（＋）電圧のバイアス電圧を中心にして電圧変動する。
フラットケーブル４の外部導体４５は回路グラウンド４９と接続される。そして、フラットケーブル４の外部導体４５は第２電極３３と電気的に接続されている。従って、第２電極３３の電圧は０Ｖになる。第１電極３０は（＋）電圧のバイアス電圧を中心にして電圧変動するので、圧電体層３２には（＋）電圧のバイアス電圧を中心にした電圧波形が印加される。
このように、超音波素子３５を駆動する電圧波形が第１の実施形態と異なっている。このときにも、電波シールド部４３が超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズを低減できる。そして、支持基板１４がシャーシグラウンド５１と電気的に接続されているので、さらに、超音波素子アレイに到達する電磁波ノイズを抑制できる。
（第６の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１６の超音波プローブの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、凸レンズを有する音響レンズ１２が平坦な保護部材と交換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。
すなわち、図１６に示すように、超音波装置８５における超音波探触子としての超音波プローブ８６では超音波素子基板１６の第１方向１１側に第１導電膜１７、音響整合部１８及び保護部材８７がこの順に重ねて設置されている。保護部材８７の第１方向１１側の面は平坦になっている。従って、超音波素子基板１６が発信する超音波は保護部材８７による集音がなされずに第１方向１１に進行する。
超音波プローブ８６は遠くに向けて超音波を発信できる。超音波プローブ８６から空中に向けて超音波を発信し離れた場所で反射した反射波を受信できる。超音波プローブ８６のときにも、第１導電膜１７、第２導電膜２２、導電部材２１及び支持基板１４等が超音波素子アレイ６を囲んでいる。従って、超音波素子アレイ６に到達する電磁波ノイズを抑制できる。
（第７の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１７の超音波プローブの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、音響レンズ１２が省略され、第１導電膜１７と筐体部１３とが一体になっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、図１７に示すように、超音波装置９０における超音波探触子としての超音波プローブ９１では支持基板１４の第１方向１１側に超音波吸収板１５、超音波素子基板１６及び音響整合部１８がこの順に重ねて設置されている。支持基板１４の第１方向１１側には有底角筒状の筐体部９２が設置されている。筐体部９２の材質は第１の実施形態における導電部材２１と同じ導電体である。詳しくは、筐体部９２の材質は銅または銅合金であり、筐体部９２の表面にはニッケルめっきによるニッケル膜が設置されている。
筐体部９２は第１方向１１側が第１導電膜１７に相当する導電膜９２ａの形態になっている。そして、導電膜９２ａは音響整合部１８に密着している。そして、支持基板１４及び筐体部９２により電波シールド部９３が構成されている。
そして、電波シールド部９３が超音波素子アレイ６の第１方向１１、第１方向１１と交差する方向及び第１方向１１の逆方向に位置する。このように、超音波素子アレイ６を囲んで電波シールド部９３が設置されている。従って、総ての方向から超音波素子アレイ６に向かう電磁波ノイズは電波シールド部９３に反射して遮蔽、又は吸収して減衰される。その結果、超音波素子アレイに到達する電磁波ノイズを抑制できる。
本実施形態によれば、超音波プローブ９１は第１の実施形態における第１導電膜１７、導電部材２１及び筐体部１３が一体となっている。つまり、筐体部９２は導電性の材質で構成されている。そして、筐体部９２と支持基板１４とが電気的に接続されている。この構成では超音波素子アレイ６が導電性のある部材で囲まれているので、超音波素子アレイ６が電磁波ノイズを受信することを抑制できる。加えて、筐体部９２では第１の実施形態の筐体部１３に導電部材２１を設置する２次加工をなくせるので、生産性良く超音波プローブ９１を製造できる。
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、導電部材２１は蒸着装置等の製膜装置を用いて設置した。他にも、金属等の導電性粒子を接着剤に分散させて塗布しても良い。他にも金属部品をインサート成形しても良い。製造しやすい方法を選択して生産性良く超音波プローブ２を製造できる。
（変形例２）
前記第１の実施形態では、超音波素子基板１６に超音波素子アレイ６を設置した。超音波素子基板１６に１つの超音波素子３５を配置しても良い。このときにも、電波シールド部４３が超音波素子３５に電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
（変形例３）
前記第２の実施形態では、導電部材５５の材質に銅を用いて、導電部材５５の表面にニッケルめっきを施した。導電部材５５の材質にアルミニウムを用いて、導電部材５５の表面にアルマイト処理を施しても良い。
前記第７の実施形態では、筐体部９２の材質に銅を用いて、筐体部９２の表面にニッケルめっきを施した。筐体部９２の材質にアルミニウムを用いて、筐体部９２の表面にアルマイト処理を施しても良い。アルミニウムも銅と同じく導電性を有するので電磁波ノイズを反射して遮蔽、又は吸収して減衰する。そして、アルミニウムは銅より入手しやすいので、材料を調達し易くできる。
（変形例４）
前記第１の実施形態では被検体５に超音波を発信する超音波プローブ２の例を示した。他にも、超音波を用いて被測定物の有無を検出する超音波装置に上記電波シールド部の構造を用いても良い。他にも、超音波を用いて被測定物と超音波装置との間の距離等を測定する超音波装置に上記電波シールド部の構造を用いても良い。このときにも超音波素子３５に電磁波ノイズが到達することを抑制できる。
１，５３，６５，７６，８５，９０…超音波装置、２，５４，６１，６６，８６，９１…超音波探触子としての超音波プローブ、４…フラットケーブル、６…超音波素子アレイ、１１…第１方向、１２…保護部材としての音響レンズ、１３，７１，９２…筐体部、１４，６７…支持基板、１６…超音波素子基板、１７，６２…第１導電膜、２１，７２…導電部材、２２…第２導電膜、２３…導電性接着剤、２６…編組シールド、３５…超音波素子、４３，７３，９３…電波シールド部、６２ａ…穴、７７…本体部、８７…保護部材、９２ａ…導電膜。

Claims (6)

  1. 第１方向に超音波を発信する超音波素子アレイと前記超音波素子アレイの前記第１方向側に設置された第１導電膜とを有する超音波素子基板と、
    前記超音波素子基板の前記第１方向と交差する側に前記超音波素子基板を囲んで設置された導電部材を有する筐体部と、
    前記超音波素子基板の前記第１方向の逆側に設置され前記超音波素子基板を支持し導電性を有する支持基板と、
    前記超音波素子アレイに電気信号を伝送する配線部と、を備え、
    前記配線部は、前記超音波素子基板の前記第１方向側の面から前記超音波素子アレイに接続されることを特徴とする超音波装置。
  2. 請求項１に記載の超音波装置であって、
    前記筐体部の材質は樹脂であり、
    前記導電部材は前記筐体部の表面に設置された薄膜であり、
    前記超音波素子基板の前記第１方向側に保護部材を備え、
    前記保護部材の前記超音波素子基板を向く側には第２導電膜が設置され、
    前記第１導電膜、前記第２導電膜、前記導電部材及び前記支持基板が電気的に接続され、
    前記第２導電膜と前記導電部材とが導電性接着剤にて接着されることを特徴とする超音波装置。
  3. 請求項１に記載の超音波装置であって、
    前記導電部材と前記筐体部とは一体となっており、
    前記第１導電膜、前記導電部材及び前記支持基板が電気的に接続されていることを特徴とする超音波装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
    前記第１導電膜の材質は銅であることを特徴とする超音波装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
    前記第１導電膜には複数の穴が設置されていることを特徴とする超音波装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
    前記配線部と電気的に接続され、前記超音波素子アレイに電気信号を伝送するフラットケーブルと、
    前記フラットケーブルを囲む編組シールドと、を備え、
    前記支持基板は前記編組シールドと接続されていることを特徴とする超音波装置。
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