WO2012057272A1 - 超音波プローブ装置及びその制御方法 - Google Patents

超音波プローブ装置及びその制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012057272A1
WO2012057272A1 PCT/JP2011/074832 JP2011074832W WO2012057272A1 WO 2012057272 A1 WO2012057272 A1 WO 2012057272A1 JP 2011074832 W JP2011074832 W JP 2011074832W WO 2012057272 A1 WO2012057272 A1 WO 2012057272A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bias voltage
frequency
value
voltage value
determination
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/074832
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
峰雪 村上
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Publication of WO2012057272A1 publication Critical patent/WO2012057272A1/ja
Priority to US13/774,301 priority Critical patent/US8867314B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • B06B1/0223—Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0269—Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies
    • B06B1/0276—Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies with simultaneous generation, e.g. with modulation, harmonics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0292—Electrostatic transducers, e.g. electret-type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2406—Electrostatic or capacitive probes, e.g. electret or cMUT-probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic probe apparatus, and more particularly to an ultrasonic probe apparatus having a capacitive ultrasonic element and a control method thereof.
  • the cMUT has a lower electrode disposed on a substrate, an upper electrode disposed in a thin film facing the lower electrode, and a cavity positioned between the lower electrode and the upper electrode.
  • the capacitance changes between the electrodes, and the thin film vibrates. Due to this vibration, the cMUT emits ultrasonic waves. That is, the cMUT can transmit ultrasonic waves.
  • the thin film vibrates.
  • the cMUT Due to this vibration, the charge charged in the lower electrode and the upper electrode changes. By detecting this change in charge, the cMUT can detect ultrasonic waves. That is, the cMUT can receive ultrasonic waves.
  • a DC bias voltage is applied between the lower electrode and the upper electrode to charge the lower electrode and the upper electrode in advance, for example, Patent Document 1 Is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a technique for improving the reception efficiency of ultrasonic waves in acquiring an ultrasonic image using such a cMUT.
  • An ultrasonic wave propagating over a short distance has a sufficiently large amplitude when received.
  • the DC bias voltage to be applied is set to be small.
  • Patent Document 2 discloses that the DC bias voltage is gradually increased in order to continuously receive ultrasonic waves reflected in the vicinity and ultrasonic waves reflected in the distance.
  • the DC bias voltage applied to the cMUT is changed in accordance with the frequency of the ultrasonic wave to be transmitted / received.
  • an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe apparatus having a cMUT in which a frequency band that can be transmitted and received is widened and a control method thereof.
  • an ultrasonic probe apparatus has a plurality of capacitance types in which the frequency range of ultrasonic waves that can be transmitted and received changes according to the bias voltage value of the applied DC bias voltage.
  • An ultrasonic probe apparatus including an ultrasonic transducer, wherein each of the plurality of capacitive ultrasonic transducers belongs to any one of a plurality of groups, and each of the plurality of groups includes , Including at least one of the capacitive ultrasonic transducers, and all frequencies included in the operating frequency that is a continuous frequency band within the operating period of the ultrasonic probe device are transmitted by the ultrasonic probe device.
  • / or band control for determining the bias voltage value different for each group and the timing of applying a DC bias voltage having the bias voltage value, as received.
  • a bias voltage changing unit that changes the DC bias voltage applied to the capacitive ultrasonic transducer according to the bias voltage value determined by the band control unit and the timing. It is characterized by that.
  • the ultrasonic probe apparatus control method changes the frequency range of ultrasonic waves that can be transmitted and received according to the bias voltage value of the applied DC bias voltage.
  • a plurality of capacitive ultrasonic transducers, and each of the plurality of capacitive ultrasonic transducers is in any one of m groups (m is a natural number of 2 or more).
  • Each of the m groups is a method for controlling an ultrasonic probe apparatus including at least one capacitive ultrasonic transducer, and n (n is a natural number equal to or less than m) is 1.
  • the bias voltage which is a relationship between the bias voltage value and the transmissible frequency that is the frequency range of ultrasonic waves that can be transmitted and / or received by the capacitive ultrasonic transducer when the DC bias voltage is applied.
  • -frequency Based on the relation information, a first bias voltage value at which the lowest value of the operating frequency, which is a continuous frequency band transmitted and / or received by the ultrasonic probe device, becomes the lowest value of the transmittable / receiveable frequency is calculated.
  • n is 2 or more, based on the bias voltage-frequency relationship information, the nth bias voltage value is the minimum of the transmittable / receiveable frequency when the DC bias voltage of the nth bias voltage value is applied.
  • an ultrasonic probe apparatus control method has a frequency range of ultrasonic waves that can be transmitted and received according to a bias voltage value of an applied DC bias voltage.
  • Each of the m groups is a method for controlling an ultrasonic probe apparatus including at least one of the capacitive ultrasonic transducers, and the electrostatic group is applied when the DC bias voltage is applied.
  • the ultrasonic probe Based on the bias voltage-frequency relationship information, which is the relationship between the bias voltage value and the transmittable / receiveable frequency that is the frequency range of ultrasonic waves that can be transmitted and / or received by the capacitive ultrasonic transducer, the ultrasonic probe Calculating the first bias voltage value at which the lowest value of the operating frequency, which is a continuous frequency band transmitted and / or received by the device, becomes the lowest value of the transmittable / receiveable frequency; and the bias voltage-frequency relationship information On the basis of the second bias voltage value, when the DC bias voltage having the second bias voltage value is applied, the lowest value of the transmittable / receiveable frequency is the DC bias voltage having the first bias voltage value applied.
  • the capacitance-type ultrasonic wave belonging to the nth group (n is a natural number of m or less) with the passage of time during the operation period.
  • the first applied bias voltage value which is a value when n is 1, of the nth applied bias voltage value, which is the bias voltage value of the DC bias voltage applied to the vibrator, is Changing the bias voltage value from the first bias voltage value to the first bias voltage value, and when n is 2 or more, the n-th applied bias voltage value is determined based on the bias voltage-frequency relationship information.
  • the minimum value of the transmittable / receivable frequency when the DC bias voltage of the value is applied is equal to or less than the maximum value of the transmittable / receiveable frequency when the DC bias voltage of the (n-1) th applied bias voltage value is applied. And applying the DC bias voltage having the n-th applied bias voltage value to the capacitive ultrasonic transducer belonging to the n-th group. To do.
  • an ultrasonic probe apparatus having a plurality of cMUTs and a control method thereof having a wide frequency band that can be transmitted and received.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic probe apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a part related to determination of a bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics of impedance corresponding to the bias voltage to be applied in the cMUT.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the applied bias voltage and the resonance frequency and the relationship between the applied bias voltage and the anti-resonance frequency in the cMUT.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic probe apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a part related to determination of a bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a method for determining a bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a part related to determination of a bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a part related to determination of the bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a diagram schematically illustrating a bias voltage applied to the first cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a diagram schematically illustrating a bias voltage applied to the second cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a part related to determination of the bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a part related to determination of the bias voltage applied to the cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A is a diagram schematically illustrating a bias voltage applied to the first cMUT of the ultrasonic probe device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13B is a diagram schematically illustrating a bias voltage applied to the second cMUT of the ultrasonic probe apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an outline of the configuration of the ultrasonic probe apparatus according to this embodiment.
  • This ultrasonic probe apparatus uses capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers (cMUT) as an ultrasonic source.
  • the ultrasonic probe apparatus has a cMUT array 100 including a plurality of cMUTs 110.
  • the cMUT 110 is arranged in a planar shape with the direction of ultrasonic wave emission aligned in one direction.
  • Each cMUT 110 has an upper electrode 112 and a lower electrode 114 facing each other. A gap 116 is provided between the upper electrode 112 and the lower electrode 114.
  • an AC voltage is applied between the upper electrode 112 and the lower electrode 114 of each cMUT 110, the capacitance between the electrodes changes, and the electrostatic attractive force acting between the electrodes changes. Since the lower electrode 114 and the surrounding structure are fixed, the upper electrode 112 and the surrounding structure vibrate due to a change in electrostatic attraction force. Therefore, each cMUT 110 generates an ultrasonic wave when an AC voltage is applied between the upper electrode 112 and the lower electrode 114. In this way, the cMUT 110 can transmit ultrasonic waves.
  • the ultrasonic probe apparatus acquires an internal image of an object using ultrasonic waves by using the ultrasonic transmission / reception function of the cMUT 110.
  • the cMUT 110 In the cMUT 110, if a bias voltage is applied in advance between the upper electrode 112 and the lower electrode 114, the frequency characteristics of vibration of the upper electrode 112 change. The higher the bias voltage to be applied, the lower the resonance frequency of the upper electrode 112. Therefore, the higher the bias voltage applied, the cMUT 110 can emit lower frequency ultrasonic waves and can receive lower frequency ultrasonic waves. Conversely, the lower the bias voltage applied, the higher the resonance frequency of the upper electrode 112. Therefore, the lower the bias voltage applied, the cMUT 110 can emit higher frequency ultrasonic waves and can receive higher frequency ultrasonic waves.
  • the cMUTs 110 belonging to the cMUT array 100 are divided into two groups. That is, the cMUT array 100 includes a cMUT 110 that forms a first group and a cMUT 110 that forms a second group. A high bias voltage is applied to the first group of cMUTs 110 and a low bias voltage is applied to the second group of cMUTs 110. Accordingly, when the entire cMUT array 100 is regarded as one transmission / reception unit, the frequency band of ultrasonic waves that can be transmitted / received can be expanded.
  • the first group of cMUTs 110 is referred to as a first cMUT 130
  • the second group of cMUTs is referred to as a second cMUT 140.
  • the present ultrasonic probe apparatus has a control unit 210, a band control unit 220, a pulse generator 260, a first bias adjuster 272, and a second bias adjustment. And a storage unit 290.
  • the ultrasonic probe apparatus has a plurality of amplifiers 310, a plurality of A / D converters 320, a beam synthesis circuit 330, and a digital scan converter (DSC) 340 for causing the cMUT array 100 to detect ultrasonic waves. And have.
  • the ultrasonic probe apparatus includes an input unit 410 and a display 420.
  • the input unit 410 is a keyboard, for example, and is connected to the control unit 210.
  • the user uses this keyboard to input information on the depth (desired depth) of the portion where image acquisition is desired.
  • the input depth information is output to the control unit 210.
  • the control unit 210 determines the frequency band of the ultrasonic waves emitted from the cMUT array 100 based on the input depth information, and outputs a value related to the band to the band control unit 220.
  • the control unit 210 controls the pulse generator 260.
  • the control unit 210 also controls the entire ultrasonic probe apparatus. Therefore, the control unit 210 is also connected to the beam combining circuit 330, for example.
  • the control unit 210 is also connected to the storage unit 290. Therefore, the control unit 210 can appropriately use the information stored in the storage unit 290 when controlling each unit of the ultrasonic probe apparatus. Further, the control unit 210 is connected to the display unit 420 and can display necessary information on the display unit 420.
  • a value related to the frequency band is input from the control unit 210 to the band control unit 220. Based on the input value, the band controller 220 calculates two types of bias adjustment values. These two types of bias adjustment values are values necessary to satisfy the frequency band when the ultrasonic frequency band emitted by the cMUT array 100 acquires an image having a desired depth.
  • the band controller 220 outputs one (first) bias adjustment value of the two types of calculated bias adjustment values to the first bias adjuster 272, and outputs the other (second) bias adjustment value to the second. Is output to the bias adjuster 274. Further, the band control unit 220 outputs two types of bias adjustment values to the display unit 420.
  • the bandwidth control unit 220 is also connected to the storage unit 290 via the control unit 210. Therefore, the bandwidth control unit 220 can appropriately read the information stored in the storage unit 290 and use the read information.
  • the pulse generator 260 generates a pulse signal under the control of the control unit 210 and outputs it to the first bias adjuster 272 and the second bias adjuster 274.
  • the first bias adjuster 272 receives the first bias adjustment value from the band controller 220 and the pulse signal from the pulse generator 260. Then, the first bias adjuster 272 outputs a drive signal to each of the first cMUTs 130. This drive signal is a signal in which a pulse signal is superimposed on a bias voltage adjusted based on the first bias adjustment value.
  • the second bias adjuster 274 receives the second bias adjustment value from the band controller 220 and the pulse signal from the pulse generator 260.
  • the second bias adjuster 274 outputs a drive signal to each second cMUT 140.
  • This drive signal is a signal in which a pulse signal is superimposed on a bias voltage adjusted based on the second bias adjustment value.
  • the first bias adjuster 272 and the second bias adjuster 274 function as a bias voltage changing unit.
  • a signal line from the band controller 220 to the display unit 420, a signal line from the band controller 220 to the first bias adjuster 272, and a signal line from the band controller 220 to the second bias adjuster 274 May be separate signal lines from the beginning.
  • the plurality of amplifiers 310 are connected to one cMUT 110, respectively.
  • Each amplifier 310 receives a potential difference between the upper electrode 112 and the lower electrode 114 of each cMUT 110 as an output signal of the cMUT 110, and each amplifier 310 amplifies the output signal.
  • Each amplifier 310 outputs the amplified signal to the A / D converter 320, respectively.
  • Each A / D converter 320 receives an amplified signal from the amplifier 310.
  • Each A / D converter 320 performs A / D conversion on the input signal, and outputs a digital signal (hereinafter referred to as a digital echo signal) obtained by the conversion to the beam synthesis circuit 330.
  • a digital echo signal is input from each A / D converter 320 to the beam synthesis circuit 330.
  • the beam synthesis circuit 330 synthesizes the digital echo signals input from the A / D converters 320 to generate an image signal.
  • the beam synthesis circuit 330 outputs the generated image signal to the control unit 210 and the DSC 340.
  • An image signal is input from the beam synthesis circuit 330 to the DSC 340.
  • the DSC 340 creates a display signal based on the image signal input from the beam synthesis circuit 330.
  • This display signal is a signal for displaying an image on the display 420 which is a monitor, for example.
  • the DSC 340 outputs the created display signal to the display unit 420.
  • a display signal is input from the DSC 340 to the display device 420. Accordingly, the display device 420 displays an image based on the display signal.
  • the bias adjustment value is input from the band controller 220 to the display device 420. Thereby, the display 420 displays the bias
  • the display 420 displays (1) numerical values of the two types of bias adjustment values themselves, (2) numerical values of the respective frequency bands of the first cMUT 130 and the second cMUT 140, and (3) Any of a numerical value of a frequency band when the first cMUT 130 and the second cMUT 140 are combined, (4) a graphical representation of the numerical value, and (5) a combination of (1) to (4) above may be used.
  • the band control unit 220 includes a Vdc calculation unit 222, a fr / fa calculation unit 224, a frequency determination unit 226, a frequency resetting unit 228, and a Vdc determination unit 230.
  • a value related to the frequency band is input from the control unit 210 to the Vdc calculation unit 222.
  • the Vdc calculation unit 222, the fr / fa calculation unit 224, the frequency determination unit 226, and the frequency resetting unit 228 perform a predetermined calculation to calculate a bias adjustment value, and the Vdc determination unit 230 determines the bias adjustment value. To do.
  • the Vdc determination unit 230 outputs the determined bias adjustment value to the first bias adjuster 272, the second bias adjuster 274, and the display 420. Details of each unit in the band control unit 220 will be described later together with an explanation of the operation of the ultrasonic probe apparatus according to the present embodiment.
  • the input unit 410 acquires, for example, the distance from the cMUT array 100 to the farthest position of the portion where the image is to be acquired, that is, the depth L of the deepest portion of the portion where the image is to be acquired from the user.
  • the input unit 410 is, for example, a keyboard, and the user inputs a value of depth L from the keyboard.
  • the input unit 410 outputs the acquired value of the depth L to the control unit 210.
  • the input unit 410 is not limited to the keyboard, and may be any unit that can input the value of the depth L, such as a button, lever, or knob.
  • the input unit 410 may be a mouse.
  • the user uses the mouse to select the value of the depth L from the image displayed on the display 420, or to select the button for instructing increase or decrease to determine the value of the depth L. can do.
  • the value of the depth L associated with the image can be determined.
  • the control unit 210, the input unit 410 that is a mouse, and the display 420 cooperate to acquire the value of the depth L.
  • the control unit 210 that has acquired the value of the depth L determines the minimum value frq_low and the maximum value frq_up based on the value of the depth L.
  • the minimum value frq_low and the maximum value frq_up are values related to the frequency band described above, and are values representing the frequency band in which the cMUT array 100 functions.
  • Control unit 210 outputs the determined minimum value frq_low and maximum value frq_up to Vdc calculation unit 222 in band control unit 220.
  • the control unit 210 uses, for example, the following method in order to determine the minimum value frq_low and the maximum value frq_up from the value of the depth L.
  • the relationship between the depth L, the minimum value frq_low, and the maximum value frq_up is stored as a table in the storage unit 290, and the control unit 210 determines the value of the depth L based on the relationship in the storage unit 290.
  • the minimum value frq_low and the maximum value frq_up may be determined.
  • the storage unit 290 stores an expression indicating the relationship between the depth L, the minimum value frq_low, and the maximum value frq_up, and the control unit 210 calculates the minimum value from the value of the depth L based on the expression.
  • the frq_low and the maximum value frq_up may be calculated.
  • the storage unit 290 functions as a storage unit related to distance (depth) -frequency.
  • the minimum value frq_low and the maximum value frq_up output from the control unit 210 are input to the Vdc calculation unit 222 in the band control unit 220.
  • the Vdc calculation unit 222 calculates the first bias voltage value Vdc_1 based on the minimum value frq_low, and calculates the second bias voltage value Vdc_2 based on the maximum value frq_up.
  • FIG. 3 shows an example of the relationship (characteristic) between the vibration frequency and the electrical impedance in the cMUT 110.
  • the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents impedance.
  • each of a dotted line, an alternate long and short dash line, a broken line, a solid line, and an alternate long and two short dashes line has a bias voltage applied between the upper electrode 112 and the lower electrode 114 (hereinafter simply referred to as a bias voltage) of 60 V
  • the characteristics at 90V, 130V, 165V and 200V are shown.
  • the overall trends in frequency and impedance are similar, even with different bias voltages.
  • the impedance of the cMUT 110 gradually decreases as the frequency increases, takes a minimum value, then increases, takes a maximum value, and decreases again.
  • the frequency at which the impedance becomes the minimum value is the resonance frequency of the cMUT 110
  • the frequency at which the impedance becomes the maximum value is the anti-resonance frequency of the cMUT 110.
  • the frequency band in which each cMUT 110 functions is the frequency band from the resonance frequency shown here to the anti-resonance frequency.
  • the resonance frequency and the anti-resonance frequency are also different. More specifically, the resonance frequency and the antiresonance frequency of the cMUT 110 are lower as the bias voltage is higher, and are higher as the bias voltage is lower. Therefore, the frequency band in which the cMUT 110 functions is lower as the bias voltage is higher, and is higher as the bias voltage is lower.
  • FIG. 4 shows an example of the relationship between the bias voltage Vdc and the resonance frequency fr, and the relationship between the bias voltage Vdc and the antiresonance frequency fa.
  • the above formula (1) and the above formula (2) are stored in the storage unit 290, and the bandwidth control unit 220 is connected to the above formula (1) and the above formula (2) via the control unit 210. ) Can be read out.
  • the Vdc calculation unit 222 calculates the first bias voltage value Vdc_1 from the minimum value frq_low input from the control unit 210 based on the following formula (3) using the formula (1).
  • Vdc_1 f ⁇ 1 (frq_low) (3)
  • the Vdc calculation unit 222 calculates the second bias voltage value Vdc_2 from the maximum value frq_up input from the control unit 210 based on the following equation (4) using the equation (2).
  • Vdc_2 g ⁇ 1 (frq_up) (4)
  • the Vdc calculation unit 222 outputs the calculated first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 to the fr, fa calculation unit 224.
  • the fr and fa calculation unit 224 receives the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 from the Vdc calculation unit 222.
  • the fr, fa calculation unit 224 calculates the determination anti-resonance frequency fa_d by the following equation (5) using the first bias voltage value Vdc_1 and the equation (2).
  • fa_d g (Vdc_1) (5)
  • the fr, fa calculation unit 224 calculates the determination resonance frequency fr_d by the following equation (6) using the second bias voltage value Vdc_2 and the equation (1).
  • fr_d f (Vdc_2) (6)
  • the fr, fa calculation unit 224 outputs the calculated determination resonance frequency fr_d and determination anti-resonance frequency fa_d, the first bias voltage value Vdc_1, and the second bias voltage value Vdc_2 to the frequency determination unit 226.
  • the frequency determination unit 226 determines whether or not fr_d ⁇ fa_d for the determination resonance frequency fr_d and the determination anti-resonance frequency fa_d input from the Vdc calculation unit 222. When fr_d ⁇ fa_d, the frequency determination unit 226 outputs the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 input from the fr, fa calculation unit 224 to the Vdc determination unit 230.
  • the frequency determination unit 226 outputs a signal indicating that fr_d ⁇ fa_d is not satisfied, to the frequency resetting unit 228.
  • the frequency resetting unit 228 to which a signal indicating that fr_d ⁇ fa_d is not input from the frequency determination unit 226 acquires the maximum value frq_up from the Vdc calculation unit 222, and sets a value that is smaller than the acquired maximum value frq_up by a predetermined value, The new maximum value frq_up is set.
  • the frequency resetting unit 228 outputs the reset new maximum value frq_up to the Vdc calculation unit 222.
  • the data is output to the fa calculation unit 224. Thereafter, the processing proceeds in the same manner as described above.
  • the first bias voltage value Vdc_1 and the determination anti-resonance frequency fa_d do not change. Therefore, the Vdc calculation unit 222 does not need to calculate the first bias voltage value Vdc_1 again, and only needs to hold the first bias voltage value Vdc_1 calculated before.
  • the fr, fa calculation unit 224 does not need to calculate the determination anti-resonance frequency fa_d again, and only needs to hold the determination anti-resonance frequency fa_d calculated previously.
  • the frequency resetting unit 228 repeats the resetting process for reducing the maximum value frq_up until the frequency determining unit 226 determines that fr_d ⁇ fa_d.
  • the frequency determination unit 226 outputs the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 to the Vdc determination unit 230.
  • the Vdc determination unit 230 receives the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 from the frequency determination unit 226.
  • the Vdc determining unit 230 determines the bias voltage applied to the first cMUT 130 as the first bias voltage value Vdc_1, and determines the bias voltage applied to the second cMUT 140 as the second bias voltage value Vdc_2.
  • the Vdc determining unit 230 outputs the first bias voltage value Vdc_1 to the first bias adjuster 272, and outputs the second bias voltage value Vdc_2 to the second bias adjuster 274.
  • the Vdc determination unit 230 outputs a signal representing the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 to the display unit 420.
  • the first bias adjuster 272 applies the first bias voltage value Vdc_1 input from the Vdc determining unit 230 to the first cMUT 130.
  • the second bias adjuster 274 applies the second bias voltage value Vdc_2 input from the Vdc determination unit 230 to the second cMUT 140.
  • the display 420 displays the values of the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2. At this time, not only the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 but also the minimum value frq_low and the determination anti-resonance frequency fa_d, and the determination resonance frequency fr_d and the maximum value frq_up are displayed on the display 420. You may make it do.
  • the Vdc calculation unit 222 functions as a bias voltage calculation unit
  • the fr, fa calculation unit 224 functions as a frequency calculation unit.
  • the relationship between the minimum value frq_low and the maximum value frq_up, the determination resonance frequency fr_d and the determination anti-resonance frequency fa_d, and the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2 is illustrated in FIG. The description will be given with reference. In the example shown in FIG. 5, it is assumed that the minimum value frq_low is 22 MHz and the maximum value frq_up is 24 MHz.
  • the first bias voltage value Vdc_1 is obtained as 200 V using the above equation (3).
  • the determination anti-resonance frequency fa_d is obtained as 23.5 MHz using the above equation (5).
  • the second bias voltage value Vdc_2 is found to be 140 V using the above equation (4).
  • the cMUT array 100 can transmit and receive in a continuous frequency band without interruption from the minimum value frq_low to the maximum value frq_up.
  • fr_d ⁇ fa_d the frequency band in which the cMUT array 100 functions is discontinuous, and a non-functional frequency band exists between the minimum value frq_low and the maximum value frq_up.
  • determination by the frequency determination unit 226 and frequency resetting by the frequency resetting unit 228 are performed so that such a discontinuous frequency band does not exist.
  • the first bias adjuster 272 applies the first bias voltage value Vdc_1 input from the Vdc determining unit 230 to the first cMUT 130.
  • the second bias adjuster 274 applies the second bias voltage value Vdc_2 input from the Vdc determination unit 230 to the second cMUT 140.
  • the display 420 displays the values of the first bias voltage value Vdc_1 and the second bias voltage value Vdc_2.
  • the control unit 210 outputs a command for generating a pulse to the pulse generator 260.
  • the pulse generator 260 generates a pulse under the control of the control unit 210.
  • the pulse generator 260 outputs the generated pulse to the first bias adjuster 272 and the second bias adjuster 274.
  • the first bias adjuster 272 superimposes the pulse input from the pulse generator 260 on the first bias voltage value Vdc_1, and outputs a superimposed signal to the first cMUT 130.
  • the second bias adjuster 274 superimposes the pulse input from the pulse generator 260 on the second bias voltage value Vdc_2, and outputs a superimposed signal to the second cMUT 140.
  • the first cMUT 130 oscillates according to the superimposed pulse wave from the state where the first bias voltage value Vdc_1 is applied, and has an ultrasonic component having a frequency component from the minimum value frq_low to the determination anti-resonance frequency fa_d. Inject.
  • the second cMUT 140 oscillates according to the superimposed pulse wave from the state in which the second bias voltage value Vdc_2 is applied, and has a frequency component from the determination resonance frequency fr_d to the maximum value frq_up. Inject ultrasonic waves.
  • the cMUT array 100 having the first cMUT 130 and the second cMUT 140 emits ultrasonic waves having frequency components in a band from the minimum value frq_low to the maximum value frq_up.
  • the ultrasonic waves emitted from the cMUT array 100 propagate through the irradiation object. A part of the propagating ultrasonic wave is reflected according to the acoustic impedance of the irradiation object.
  • the ultrasonic wave propagating in the irradiation object is easily attenuated as the frequency is high. For this reason, an ultrasonic wave having a lower frequency propagates to a position farther from the cMUT array 100.
  • an ultrasonic frequency is selected such that the ultrasonic wave reaches a position corresponding to the depth L.
  • the ultrasonic wave reflected in the irradiation object reaches the cMUT array 100 again.
  • the ultrasonic waves that reach the cMUT array 100 vibrate the upper electrode 112 of the cMUT 110 constituting the cMUT array 100. Due to the vibration of the upper electrode 112, the potential difference between the upper electrode 112 and the lower electrode 114 changes.
  • the first cMUT 130 since the first cMUT 130 is in a state where the first bias voltage value Vdc_1 is applied, the first cMUT 130 can receive ultrasonic waves in a band from the minimum value frq_low to the determination anti-resonance frequency fa_d.
  • the second cMUT 140 since the second cMUT 140 is in a state where the second bias voltage value Vdc_2 is applied, the second cMUT 140 can receive ultrasonic waves in a band from the determination resonance frequency fr_d to the maximum value frq_up.
  • the cMUT array 100 can receive ultrasonic waves having frequency components in a band from the minimum value frq_low to the maximum value frq_up.
  • the band from the minimum value frq_low to the maximum value frq_up corresponds to the operating frequency.
  • the minimum value frq_low to the determination anti-resonance frequency fa_d in the state where the first bias voltage value Vdc_1 is applied.
  • This band corresponds to the transmittable / receiveable frequency in a state where the first bias voltage value Vdc_1 is applied, for example.
  • each amplifier 310 The potential difference between the upper electrode 112 and the lower electrode 114 in each cMUT 110 is output to each amplifier 310.
  • Each amplifier 310 amplifies the inputted potential difference and outputs it to the A / D converter 320.
  • Each A / D converter 320 performs A / D conversion on the amplified signal input from each amplifier 310, and outputs a digital echo signal obtained by the conversion to the beam synthesis circuit 330.
  • a digital echo signal is input from each A / D converter 320 to the beam synthesis circuit 330.
  • the beam combining circuit 330 combines the digital echo signals to form an image signal. As a result, the beam combining circuit 330 can acquire an image having a predetermined depth.
  • the beam synthesis circuit 330 outputs the acquired image signal to the control unit 210 and the DSC 340.
  • the DSC 340 creates a display signal to be displayed on the display 420 that is a monitor, for example, based on the image signal input from the beam combining circuit 330.
  • the DSC 340 outputs the created display signal to the display unit 420.
  • a display signal is input from the DSC 340 to the display device 420, and the display device 420 displays an image based on the display signal.
  • the ultrasonic probe apparatus irradiates an ultrasonic irradiation target with ultrasonic waves, and based on the reflected ultrasonic waves from the ultrasonic irradiation target, Images can be acquired.
  • the cMUT 110 constituting the cMUT array 100 is divided into two groups of a first cMUT 130 and a second cMUT 140, and different bias voltages are applied to each group.
  • the first cMUT 130 and the second cMUT 140 function in different frequency bands.
  • the two frequency bands are set so that they are adjacent to each other or a part of them overlaps, that is, do not leave.
  • the ultrasonic probe apparatus can transmit (emerge) ultrasonic waves with high energy over a wide frequency band by combining two groups. Ultrasonic waves can be received with high efficiency.
  • the ultrasonic probe apparatus can acquire an image with a wide depth with high efficiency. Further, according to the present embodiment, since the cMUT array 100 itself functions as a frequency filter, it is not necessary to separately provide a frequency filter in the receiving circuit or the like, and the circuit configuration can be simplified.
  • the relationship between the bias voltage Vdc and the resonance frequency fr and the relationship between the bias voltage Vdc and the anti-resonance frequency fa are expressed by equations such as the above equations (1) and (2).
  • equations such as the above equations (1) and (2).
  • a table showing these relationships may be prepared and used.
  • the relationship between the bias voltage Vdc and the frequency at which the cMUT 110 functions in the present embodiment, an example using the relationship between the bias voltage Vdc, the resonance frequency fr, and the anti-resonance frequency fa is shown.
  • the vibration surface of the cMUT 110 with respect to the frequency The relationship indicating the frequency characteristics of the cMUT 110 according to other bias voltage Vdc, such as the full width at half maximum of the amplitude, can be similarly used.
  • the cMUTs 110 constituting the cMUT array 100 are divided into two groups, a first cMUT 130 and a second cMUT 140.
  • the cMUTs 110 constituting the cMUT array 100 are divided into three groups.
  • the cMUT array 100 has a first cMUT, a second cMUT, and a third cMUT.
  • the bias voltage of the first cMUT is adjusted by the first bias adjuster
  • the bias voltage of the second cMUT is adjusted by the second bias adjuster
  • the bias voltage of the third cMUT is 3 is adjusted by a bias adjuster.
  • control unit 210 acquires the value of the depth L, determines the minimum value frq_low based on the value of the depth L, and outputs it to the Vdc calculation unit 222 in the band control unit 220. To do.
  • the Vdc calculation unit 222 in the band control unit 220 sets the minimum value frq_low as the first determination resonance frequency fr_1 and, as in the first embodiment, based on the first determination resonance frequency fr_1 and the function f.
  • the Vdc calculation unit 222 outputs the calculated first bias voltage value Vdc_1 to the fr, fa calculation unit 224.
  • the fr, fa calculation unit 224 outputs the calculated second determination anti-resonance frequency fa_2 to the Vdc calculation unit 222 in the same manner as described above.
  • the Vdc calculation unit 222 and the fr, fa calculation unit 224 output the first bias voltage value Vdc_1, the second bias voltage value Vdc_2, and the third bias voltage value Vdc_3 to the Vdc determination unit 230.
  • the Vdc determining unit 230 outputs the input first bias voltage value Vdc_1 to the first bias adjuster, and outputs the input second bias voltage value Vdc_2 to the second bias adjuster.
  • the input third bias voltage value Vdc_3 is output to the third bias adjuster.
  • the first bias adjuster applies the input first bias voltage value Vdc_1 to the first cMUT, and the second bias adjuster applies the input second bias voltage value Vdc_2 to the second cMUT.
  • the third bias adjuster applies the input third bias voltage value Vdc_3 to the third cMUT.
  • the cMUT array 100 can function in a frequency band from the minimum value of the frequency at which the first cMUT functions to the maximum value of the frequency at which the third cMUT functions.
  • the functioning frequency band is continuous, and there is no frequency band that does not function on the way.
  • the entire cMUT array 100 functions in a wider frequency band than in the first embodiment having two groups.
  • the first to third bias voltage values are determined in descending order of the bias voltage value.
  • each bias voltage value can be determined so that it can function reliably in the frequency band on the low frequency side. That is, such a determination method is advantageous when it is desired to reliably acquire information reflected on the side far from the cMUT array 100.
  • each bias voltage value may be determined in order from the smallest bias voltage value. In that case, it is advantageous when it is desired to reliably acquire information reflected on the side closer to the cMUT array 100.
  • the number of groups can be four or more as in the present modification. As the number of groups increases, the functioning frequency band can be increased. In this case, similarly to the difference between the first embodiment and the present modification, the number of components may be increased or decreased in accordance with the number of groups.
  • the ultrasonic probe apparatus accurately obtains an image in a range close to the sound source, and images the far field, that is, the deep part with high sensitivity. For this reason, in the present embodiment, the bias voltage in the first embodiment is changed over time.
  • the overall configuration of the ultrasonic probe apparatus in the present embodiment is substantially the same as that in the first embodiment described with reference to FIG. However, a part of the configuration of the control unit 210 and the bandwidth control unit 220 is different.
  • FIG. 6 shows the configuration of the control unit 210 according to the present embodiment.
  • the control unit 210 according to the present embodiment includes an initial frequency setting unit 212, a final frequency setting unit 214, and a maximum reception period calculation unit 216.
  • the input unit 410 which is a keyboard, acquires a range of distance from the cMUT array that acquires an image from the user.
  • the distance from the cMUT array 100 in the range to the end closer to the cMUT array 100 is the depth L1
  • the distance to the far end is the depth L2.
  • the input unit 410 outputs the acquired values of the depth L1 and the depth L2 to the control unit 210.
  • the initial frequency setting unit 212 determines the maximum value frq_up based on the input depth L1.
  • the initial frequency setting unit 212 may determine the maximum value frq_up based on a table indicating the relationship between the depth L1 and the maximum value frq_up, or a relational expression between the depth L1 and the maximum value frq_up.
  • the maximum value frq_up may be calculated based on
  • the final frequency setting unit 214 determines the minimum value frq_low at which the cMUT array 100 functions based on the input depth L2.
  • the final frequency setting unit 214 may determine the minimum value frq_low based on a table indicating the relationship between the depth L2 and the minimum value frq_low, or a relational expression between the depth L2 and the minimum value frq_low.
  • the minimum value frq_low may be calculated based on the above.
  • the maximum reception period calculation unit 216 calculates the maximum reception period T based on the depth L2 and, for example, the following equation (7).
  • T 2 ⁇ L2 / c (7)
  • c is the sound speed of the medium. Therefore, the maximum reception period T obtained by Expression (7) indicates the time during which the ultrasonic waves reciprocate between the cMUT array 100 and the farthest part where the image is to be acquired (depth L2).
  • control unit 210 outputs maximum value frq_up, minimum value frq_low, and maximum reception period T to band control unit 220.
  • the band control unit 220 includes a count control unit 232, a Vdc calculation unit 234, a fr / fa calculation unit 236, an intermediate frequency calculation unit 238, a frequency determination unit 240, and a frequency resetting unit. 242 and a Vdc determination unit 244.
  • the Vdc calculator 234 calculates the maximum bias voltage value Vdc_max from the minimum value frq_low based on the following formula (8).
  • Vdc_max f ⁇ 1 (frq_low)
  • the Vdc calculation unit 234 calculates the minimum bias voltage value Vdc_min from the maximum value frq_up based on the following equation (9).
  • Vdc_min g ⁇ 1 (frq_up) (9)
  • the cMUT array 100 is caused to function at frequencies from (a) frq_low to (b) frq_up as frequency bands. Therefore, in this calculation as described above, first, for example, in FIG. 8, (c) Vdc_max is obtained from (a) frq_low, and (d) Vdc_min is obtained from (b) frq_up.
  • the fr, fa calculation unit 236 calculates the determination anti-resonance frequency value fa_0 when the bias voltage is Vdc_max, based on the following equation (10).
  • fa_0 g (Vdc_max) (10)
  • the fr, fa calculation unit 236 calculates the value fr_0 of the determination resonance frequency when the bias voltage is Vdc_min from the minimum bias voltage value Vdc_min calculated by the Vdc calculation unit 234, based on the following equation (11).
  • fr — 0 f (Vdc_min) (11)
  • the determination resonance frequency and the determination anti-resonance frequency are simply the resonance frequency and the anti-resonance frequency.
  • the intermediate frequency calculation unit 238 calculates the bias voltage Vdc_X from the anti-resonance frequency fa_0 calculated by the fr, fa calculation unit 236 based on the following equation (12).
  • Vdc_X f ⁇ 1 (fa — 0) (12)
  • an anti-resonance frequency fa_x when the bias voltage Vdc_X is applied is calculated from the calculated bias voltage Vdc_X based on the following formula (13).
  • fa_X g (Vdc_X) (13)
  • the frequency determination unit 240 determines whether or not fr_0 ⁇ fa_X.
  • the Vdc determining unit 244 sets the first bias voltage Vdc (t) _a to Vdc_X. Further, the second bias voltage Vdc (t) _b is set to Vdc_min.
  • the bias voltage Vdc_X is applied to the first cMUT 130 controlled by the first bias adjuster 272 so as to function from the resonance frequency fa_0 to the anti-resonance frequency fa_X (frequency).
  • fa_0 is an anti-resonance frequency when Vdc_max, but a resonance frequency when Vdc_X).
  • the bias voltage minimum value Vdc_min is applied to the second cMUT 140 controlled by the second bias adjuster 274 so as to function from the resonance frequency fr_0 to the maximum value frq_up.
  • the frequency resetting unit 242 resets Vdc_X according to the following equation (14).
  • Vdc_X g ⁇ 1 (fr — 0) (14)
  • the Vdc determining unit 244 sets the first bias voltage Vdc (t) _a to Vdc_X reset by the frequency resetting unit 242 and sets the second bias voltage Vdc (t) _b to Vdc_min. .
  • the Vdc determination unit 244 outputs the set first bias voltage Vdc (t) _a to the first bias adjuster 272, and sets the set second bias voltage Vdc (t) _b to the second bias adjustment. Output to the unit 274.
  • the Vdc determining unit 244 determines the first bias voltage Vdc (t) _a by the following equation (15).
  • Vdc (t) _a Vdc_X + (Vdc_max ⁇ Vdc_X) / N ⁇ i ... (15) That is, the bias voltage Vdc (t) _a applied to the first cMUT 130 is increased by a voltage obtained by equally dividing the difference between Vdc_X and Vdc_max by the number of bias steps N.
  • the fr, fa calculator 236 calculates the value of the antiresonance frequency fa_i at the bias voltage Vdc (t) _a from the first bias voltage Vdc (t) _a based on the following equation (16).
  • fa_i g (Vdc (t) _a) (16)
  • the fr, fa calculator 236 calculates the value of the resonance frequency fr_i at the bias voltage Vdc (t) _b from the second bias voltage Vdc (t) _b based on the following equation (17).
  • fr_i f (Vdc (t) _b) (17)
  • the frequency determination unit 240 determines whether or not fr_i ⁇ fa_i.
  • the Vdc determination unit 244 When fr_i ⁇ fa_i, the Vdc determination unit 244 outputs the first bias voltage Vdc (t) _a to the first bias adjuster 272, and outputs the second bias voltage Vdc (t) _b to the second bias voltage Vdc (t) _b. Is output to the bias adjuster 274. That is, when the increased first bias voltage Vdc (t) _a is applied to the first cMUT 130 and the unchanged second bias voltage Vdc (t) _b is applied to the second cMUT 140. When the frequencies at which the respective cMUTs function overlap with each other, the second bias voltage Vdc (t) _b is applied to the second cMUT 140 without changing from the previous value.
  • the Vdc determining unit 244 resets Vdc (t) _b according to the following equation (18).
  • Vdc (t) _b f ⁇ 1 (fa_i) (18)
  • the Vdc determination unit 244 outputs Vdc (t) _a as the bias voltage to the first bias adjuster 272, and uses the reset Vdc (t) _b as the bias voltage to the second bias adjuster 274. Output. That is, by this process, the second bias voltage Vdc (t) _b is reset so that the frequency band in which the first cMUT 130 functions and the frequency band in which the second cMUT 140 functions are adjacent to each other.
  • the Vdc determination unit 230 functions as a bias voltage determination unit.
  • the bias voltage applied to the first cMUT 130 increases from Vdc_X to Vdc_max at a constant rate as time elapses.
  • the bias voltage applied to the second cMUT 140 increases with time from Vdc_min to Vdc_X as the bias voltage applied to the first cMUT 130 increases.
  • the cMUT array 100 having the first cMUT 130 and the second cMUT 140 as a whole functions from a state that functions from the resonance frequency fa_0 to the maximum value frq_up over time, from a minimum value frq_low to an anti-resonance frequency fa_X. It changes to the state and functions from the minimum value frq_low to the maximum value frq_up throughout the entire period.
  • the pulse generator 260 generates a pulse at the time of ultrasonic image acquisition, and this pulse is applied to the first cMUT 130 and the second cMUT 140.
  • the pulse generator 260 generates a pulse under the control of the control unit 210 when acquiring an ultrasonic image, as in the first embodiment.
  • the generated pulse is applied to the first cMUT 130 via the first bias adjuster 272 and also applied to the second cMUT 140 via the second bias adjuster 274.
  • the first cMUT 130 emits a pulse wave in a state where the bias voltage value Vdc_X is applied, and then receives the ultrasonic wave reflected in the irradiation object while the applied bias voltage increases.
  • the second cMUT 140 emits a pulse wave in a state where the bias voltage value Vdc_min is applied, and then receives the ultrasonic wave reflected in the irradiation object while the applied bias voltage increases. .
  • the potential difference between the upper electrode 112 and the lower electrode 114 changes due to the vibration of the upper electrode 112 of each cMUT 110 that has received the reflected wave.
  • Each amplifier 310 amplifies the potential difference between the upper electrode 112 and the lower electrode 114 in each cMUT 110, and each A / D converter 320 A / D converts the amplified signal.
  • the beam synthesis circuit 330 acquires an image signal.
  • the image signal is transmitted to the display device 420 via the DSC 340, and the display device 420 displays an image based on the image signal.
  • the bias voltage applied to the first cMUT 130 increases from Vdc_X to Vdc_max, and the bias voltage applied to the second cMUT 140 increases from Vdc_min to Vdc_X.
  • the cMUT array 100 including the first cMUT 130 and the second cMUT 140 has a relatively high functioning frequency band immediately after emitting a pulse wave, and then the functioning frequency band gradually decreases. .
  • the ultrasonic wave received by the cMUT array 100 immediately after emitting the pulse wave is an ultrasonic wave reflected near the cMUT array 100
  • the ultrasonic wave includes many relatively high frequency components.
  • the ultrasonic wave received by the cMUT array 100 becomes an ultrasonic wave that is gradually reflected away from the cMUT array 100, so that the ultrasonic wave gradually includes many low frequency components.
  • the frequency band in which the cMUT array 100 functions changes at an appropriate timing in accordance with the frequency component included in the received ultrasonic wave that changes with time.
  • the cMUT array 100 can efficiently receive ultrasonic waves, has good reception sensitivity, and improves the quality of images to be acquired. Further, in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • frq_up and frq_low are both high, so Vdc_min, Vdc_X, and Vdc_max are all low, and Vdc (t) _A and Vdc (t) _a also change at low values.
  • the ultrasonic wave is emitted from the cMUT array 100 to the nearest portion where an image is to be acquired after the pulse wave is emitted.
  • t1 2 ⁇ L1 / c (where c is the sound velocity of the medium)
  • the bias voltage is increased.
  • the cMUT array 100 has a first cMUT, a second cMUT, and a third cMUT.
  • the bias voltage of the first cMUT is adjusted by the first bias adjuster
  • the bias voltage of the second cMUT is adjusted by the second bias adjuster
  • the bias voltage of the third cMUT is 3 is adjusted by a bias adjuster.
  • the Vdc calculation unit 234 calculates the bias voltages Vdc_min and Vdc_max so as to function in the frequency band from the minimum value frq_low to the maximum value frq_up. Thereafter, as in the case of the second embodiment, the fr, fa calculation unit 236, the intermediate frequency calculation unit 238, the frequency determination unit 240, and the frequency resetting unit 242, as shown in FIG.
  • Bias voltage at t 0 for voltages applied to the two groups of cMUTs 110, ie, the first bias voltage Vdc_a (t), the second bias voltage Vdc_b (t), and the third bias voltage Vdc_c (t) Values Vdc_a (0), Vdc_b (0), and Vdc_c (0) are calculated.
  • the Vdc calculation unit 222 outputs the calculated maximum bias voltage value Vdc_max to the fr, fa calculation unit 236.
  • the fr, fa calculation unit 236 outputs the calculated second determination anti-resonance frequency fa_2 to the Vdc calculation unit 234 in the same manner as described above.
  • the fr, fa calculation unit 236 outputs the calculated third determination anti-resonance frequency fa_3 to the Vdc calculation unit 234 in the same manner as described above.
  • the frequency determination unit 240 determines whether the fourth determination anti-resonance frequency fa_4 is equal to or greater than the maximum value frq_up. If the fourth determination anti-resonance frequency fa_4 is equal to or lower than the maximum value frq_up, the first bias voltage value Vdc_a (0), the second bias voltage value Vdc_b (0), and the third bias voltage value Vdc_c ( 0) is reset to a smaller value.
  • the frequency determination unit 240 determines that the Vdc determination unit 244 uses the first bias voltage value Vdc_a (0) as the first bias adjuster.
  • the second bias voltage value Vdc_b (0) is output to the second bias adjuster, and the third bias voltage value Vdc_c (0) is output to the third bias adjuster.
  • the Vdc determining unit 244 outputs the first bias voltage Vdc_a (t) to the first bias adjuster, outputs the second bias voltage Vdc_b (t) to the second bias adjuster, and outputs the third bias voltage.
  • the voltage Vdc_c (t) is output to the third bias adjuster.
  • the first bias adjuster applies a bias voltage to the first cMUT
  • the second bias adjuster applies a bias voltage to the second cMUT
  • the third bias adjuster applies the third cMUT.
  • a bias voltage is applied to.
  • the number of groups of cMUTs 110 constituting the cMUT array 100 can be increased. If the number of groups is further increased, the cMUT array 100 can function in a wider frequency band as a whole. Furthermore, the same effect as the second embodiment can be obtained.
  • the frequency determination unit 240 determines whether the fourth determination anti-resonance frequency fa_4 is equal to or higher than the maximum value frq_up. This determination is unnecessary if the cMUT array 100 does not need to function. In that case, since the Vdc determining unit 244 determines the bias voltage values in order from the larger bias voltage value, each bias voltage value is set so that it can function reliably in the frequency band on the low frequency side. Can be determined. That is, such a determination method is advantageous when it is desired to reliably acquire information reflected on the side far from the cMUT array 100.
  • the Vdc determining unit 244 may determine each bias voltage value in order from the one with the smallest bias voltage value. In that case, it is advantageous when it is desired to reliably acquire information reflected on the side closer to the cMUT array 100.
  • the number of groups can be four or more, as in the present modification. As the number of groups increases, the functioning frequency band can be expanded. In this case, similarly to the difference between the second embodiment and this modification, the number of each component can be increased or decreased in accordance with the number of groups.
  • a third embodiment of the present invention will be described.
  • the description is limited to the differences from the second embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the first bias voltage Vdc_a (t) and the second bias voltage Vdc_b (t) are changed simultaneously.
  • this embodiment is an embodiment suitable for the case where it is desired to image a portion close to the cMUT array 100 with particularly high accuracy.
  • the bias voltage applied to the second cMUT 140 functioning in a relatively high frequency band is a short time after the pulse wave is emitted. It cannot be changed. Thereafter, when a time period in which all the ultrasonic waves reflected from the portion close to the cMUT array 100 have reached the cMUT array 100 has elapsed, the bias voltage applied to the second cMUT 140 can be increased.
  • the bias voltage applied to the first cMUT 130 that is applied with a relatively high bias voltage and functions in a relatively low frequency band increases the bias voltage applied to the second cMUT 140 immediately after the pulse wave is emitted. It is increased until it starts. Thereafter, after starting to increase the bias voltage applied to the second cMUT 140, the bias voltage applied to the first cMUT 130 is maintained at a constant value.
  • the configuration of the control unit 210 according to this embodiment is shown in FIG.
  • the control unit 210 according to the present embodiment is obtained by replacing the maximum reception period calculation unit 216 of the control unit 210 according to the second embodiment described with reference to FIG. 6 with a switching period calculation unit 218.
  • the switching period calculation unit 218 calculates the switching period Tc based on the depths L1 and L2 and, for example, the following equation (21).
  • T (L2-L1) / 2c (21)
  • c is the sound speed of the medium. Therefore, the switching period Tc obtained by Expression (21) indicates the time for which the ultrasonic waves reciprocate from the cMUT array 100 to the intermediate position between the farthest part and the nearest part for which an image is to be acquired.
  • control unit 210 outputs maximum value frq_up, minimum value frq_low, and switching period Tc to band control unit 220.
  • the first bias voltage value is obtained by the Vdc calculation unit 234, the fr, fa calculation unit 236, the intermediate frequency calculation unit 238, the frequency determination unit 240, and the frequency resetting unit 242.
  • Vdc_X that is an initial value of Vdc (t) _a
  • Vdc_min that is an initial value of the second bias voltage value Vdc (t) _b are calculated.
  • the Vdc determining unit 244 sets the first bias voltage Vdc (t) _a to Vdc_X, and sets the second bias voltage Vdc (t) _b to Vdc_min.
  • the Vdc determination unit 244 outputs the set first bias voltage Vdc (t) _a to the first bias adjuster 272, and sets the set second bias voltage Vdc (t) _b to the second bias adjustment. Output to the unit 274.
  • Vdc (t) _a Vdc_X + (Vdc_max ⁇ Vdc_X) / N ⁇ i (22)
  • Vdc (t) _b Vdc (t) _b (23) That is, the Vdc determining unit 244 increases the bias voltage Vdc (t) _a applied to the first cMUT 130 by a voltage obtained by equally dividing the difference between Vdc_X and Vdc_max by the number of bias steps N. On the other hand, the Vdc determining unit 244 does not change the bias voltage Vdc (t) _b applied to the second cMUT 140.
  • Vdc determining unit 244 outputs Vdc (t) _a as the bias voltage to the first bias adjuster 272 and outputs Vdc (t) _b as the bias voltage to the second bias adjuster 274.
  • the count control unit 232 determines whether i ⁇ 2N is satisfied.
  • the Vdc determining unit 244 determines the first bias voltage Vdc (t) _a by the following equation (24), and the second bias voltage Vdc (t) by the following equation (25). _B is determined.
  • Vdc (t) _a Vdc (t) _a (24)
  • Vdc (t) _b Vdc_min + (Vdc_X ⁇ Vdc_min) / N ⁇ (i ⁇ N) (25) That is, the Vdc determination unit 244 does not change the bias voltage Vdc (t) _a applied to the first cMUT 130.
  • the Vdc determining unit 244 increases the bias voltage Vdc (t) _b applied to the second cMUT 140 by a voltage obtained by equally dividing the difference between Vdc_min and Vdc_X by the number of bias steps N.
  • Vdc determining unit 244 outputs Vdc (t) _a as the bias voltage to the first bias adjuster 272 and outputs Vdc (t) _b as the bias voltage to the second bias adjuster 274.
  • the second cMUT 140 changes from a state that functions from the resonance frequency fr_0 to the maximum value frq_up to a state that functions from the resonance frequency fa_0 to the anti-resonance frequency fa_X.
  • the pulse generator 260 generates a pulse at the time of ultrasonic image acquisition, and this pulse is applied to the first cMUT 130 and the second cMUT 140. Is done.
  • the first cMUT 130 emits a pulse wave in a state where the bias voltage value Vdc_X is applied, and then receives the ultrasonic wave reflected in the irradiation object.
  • the second cMUT 140 emits a pulse wave in a state where the bias voltage value Vdc_min is applied, and then receives an ultrasonic wave reflected in the irradiation object.
  • An ultrasound image is obtained based on the signals received by the first cMUT 130 and the second cMUT 140.
  • the ultrasonic probe apparatus can image a portion close to the cMUT array 100 with particularly high accuracy.
  • the ultrasonic wave that is reflected near the cMUT array 100 and reaches the cMUT array 100 has a relatively high frequency.
  • the bias voltage applied to the second cMUT 140 is not changed from the low value Vdc_min until the time Tc after the pulse wave is emitted. That is, the second cMUT 140 functions in a relatively high frequency band from the time when the pulse wave is emitted until the time Tc. Meanwhile, ultrasonic waves having a relatively low frequency are received by the first cMUT in which the bias voltage gradually increases.
  • the ultrasonic waves that reach the cMUT array 100 include a lot of ultrasonic waves reflected at a portion far from the cMUT array 100, and therefore include a lot of ultrasonic waves having a relatively low frequency. Therefore, in order to gradually reduce the frequency band in which the second cMUT 140 functions, the bias voltage applied to the second cMUT 140 gradually increases.
  • the ultrasonic probe apparatus can image a portion close to the cMUT array 100 with particularly high accuracy, and also receives low-frequency ultrasonic waves well by adjusting the bias voltage. Therefore, a good image can be obtained even in a portion far from the cMUT array 100. The same effect can be obtained even if the bias voltage applied to the second cMUT is kept constant without being changed.
  • the bias voltage applied to the second cMUT 140 is kept low so that a portion close to the cMUT array 100 is imaged particularly accurately, so that high-frequency ultrasonic waves can be captured efficiently. It is configured as follows. On the other hand, in order to image a portion far from the cMUT array 100 with particularly high accuracy, for example, the bias voltage applied to the first cMUT 130 is kept high so that low-frequency ultrasonic waves can be captured efficiently. May be configured.
  • the bias voltage applied to the first cMUT 130 when the bias voltage applied to the first cMUT 130 is kept high, the bias voltage applied to the other second cMUT 140 may be gradually decreased from the higher one to the lower one.
  • the bias voltage applied to the other second cMUT 140 when the bias voltage is gradually lowered, sensitivity to a gradually higher frequency is improved, and as a result, it is possible to receive an ultrasonic wave having a harmonic component that is generated along with the nonlinear formation of sound propagation. An effect is obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the column of problems to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention can be obtained. The configuration in which this component is deleted can also be extracted as an invention.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

　超音波プローブ装置は、複数の静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）と、帯域制御部（２２０）と、バイアス電圧変更部（２７２，２７４）とを有する。複数の静電容量型超音波振動子の各々は、複数のグループのうちの何れか１つに属し、複数のグループの各々は、少なくとも１つの静電容量型超音波振動子を含む。帯域制御部は、超音波プローブ装置の動作期間内で、連続した周波数帯である動作周波数に含まれる全ての周波数が、超音波プローブ装置によって送信及び／又は受信されるように、グループ毎に異なるバイアス電圧値と、バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加するタイミングとを決定する。バイアス電圧変更部は、帯域制御部が決定するバイアス電圧値とタイミングとに応じて、静電容量型超音波振動子に印加する直流バイアス電圧を変更する。

Description

超音波プローブ装置及びその制御方法
　本発明は、超音波プローブ装置、特に静電容量型超音波素子を有する超音波プローブ装置及びその制御方法に関する。
　近年、超音波素子として、静電容量型の超音波素子（ｃａｐａｓｉｔｉｖｅ　Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ；ｃＭＵＴ）が注目されている。一般に、ｃＭＵＴは、基板上に配置された下部電極と、下部電極と対向する薄膜内に配置された上部電極と、下部電極及び上部電極の間に位置する空洞部とを有する。下部電極と上部電極との間に電圧が印加されると、当該電極間で静電容量が変化し、前記薄膜が振動する。この振動により、ｃＭＵＴは超音波を射出する。即ち、ｃＭＵＴは、超音波を送信することができる。また、ｃＭＵＴが超音波を受けると、前記薄膜は振動する。この振動により、下部電極と上部電極とに帯電する電荷が変化する。この電荷の変化を検出することで、ｃＭＵＴは、超音波を検出することができる。即ち、ｃＭＵＴは、超音波を受信することができる。ｃＭＵＴが、上記のように超音波を送受信する際には、下部電極と上部電極との間に直流バイアス電圧を印加し、下部電極と上部電極を予め帯電させておくことが、例えば特許文献１に開示されている。
　上記のようなｃＭＵＴから超音波を送信し、当該ｃＭＵＴでその反射波を受信することで、超音波画像を取得する超音波プローブ装置が知られている。このようなｃＭＵＴを用いた超音波画像の取得において、超音波の受信効率を向上させる技術が、例えば特許文献２に開示されている。短い距離を伝搬する超音波は受信時の振幅が十分大きい。このことを考慮して、特許文献２に開示されている技術においては、ｃＭＵＴの近くで反射した超音波を当該ｃＭＵＴが受信する際には、印加する前記直流バイアス電圧が小さく設定されている。また、長い距離を伝搬する超音波は受信時の振幅が小さいため、前記直流バイアス電圧が低いと検出感度が低くなってしまう。このことを考慮して、ｃＭＵＴの遠くで反射した超音波を当該ｃＭＵＴが受信する際には、超音波に対して感度がよくなるように、印加する前記直流バイアス電圧が大きく設定されている。また、特許文献２には、近くで反射した超音波と遠くで反射した超音波とを連続的に受信するために、直流バイアス電圧を徐々に大きくすることが開示されている。
日本国特表２００５－５１０２６４号公報 日本国特開２００６－１２２３４４号公報
　前記特許文献１及び特許文献２に係る技術では、送受信したい超音波の周波数に合わせてｃＭＵＴに印加する直流バイアス電圧が変化させられている。しかしながら、ｃＭＵＴにおいては、送受信できる超音波の周波数帯域をシフトさせるのみならず、送受信できる周波数帯域の幅を広くすることが好ましい。
　そこで本発明は、送受信できる周波数帯域を広帯域化したｃＭＵＴを有する、超音波プローブ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
　前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、超音波プローブ装置は、印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて送受信できる超音波の周波数範囲が変化する複数の静電容量型超音波振動子を具備する超音波プローブ装置であって、前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、複数のグループのうちの何れか１つに属し、該複数のグループの各々は、少なくとも１つの該静電容量型超音波振動子を含み、当該超音波プローブ装置の動作期間内で、連続した周波数帯である動作周波数に含まれる全ての周波数が、当該超音波プローブ装置によって送信及び／又は受信されるように、前記グループ毎に異なる前記バイアス電圧値と、当該バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加するタイミングとを決定する帯域制御部と、前記帯域制御部が決定する前記バイアス電圧値と前記タイミングとに応じて、前記静電容量型超音波振動子に印加する前記直流バイアス電圧を変更する、バイアス電圧変更部と、を具備することを特徴とする。
　また、前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、超音波プローブ装置の制御方法は、　印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて、送受信できる超音波の周波数範囲が変化する、複数の静電容量型超音波振動子を具備し、前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）のグループのうちの何れか１つに属し、該ｍ個のグループの各々は、少なくとも１つの前記静電容量型超音波振動子を含む、超音波プローブ装置の制御方法であって、ｎ（ｎはｍ以下の自然数）が１のとき、前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係である、バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、当該超音波プローブ装置が送信及び／又は受信する連続した周波数帯である動作周波数の最低値が、前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を算出することと、ｎが２以上のとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎのバイアス電圧値を、該第ｎのバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、第（ｎ－１）のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定することと、第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第ｎのバイアス電圧値を有する前記直流バイアス電圧を印加することと、を具備することを特徴とする。
　また、前記目的を果たすため、本発明の別の一態様によれば、超音波プローブ装置の制御方法は、印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて、送受信できる超音波の周波数範囲が変化する、複数の静電容量型超音波振動子を具備し、前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）のグループのうちの何れか１つに属し、該ｍ個のグループの各々は、少なくとも１つの前記静電容量型超音波振動子を含む超音波プローブ装置の制御方法であって、前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係である、バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、当該超音波プローブ装置が送信及び／又は受信する連続した周波数帯である動作周波数の最低値が、前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を算出することと、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第２のバイアス電圧値を、該第２のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、前記第１のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定することと、動作期間中の時間経過と共に、第ｎ番目（ｎはｍ以下の自然数）のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である、第ｎ印加バイアス電圧値の、ｎが１であるときの値である第１印加バイアス電圧値を、前記第２のバイアス電圧値から前記第１のバイアス電圧値まで変化させることと、ｎが２以上のとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎ印加バイアス電圧値を、該第ｎ印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、第（ｎ－１）印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定することと、第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第ｎ印加バイアス電圧値を有する前記直流バイアス電圧を印加することと、を具備することを特徴とする。
　本発明によれば、異なるｃＭＵＴに異なるバイアス電圧を印加することで、送受信できる周波数帯域を広帯域化した、複数のｃＭＵＴを有する、超音波プローブ装置及びその制御方法を提供できる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波プローブ装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の決定に係る一部分の構成例を示すブロック図である。 図３は、ｃＭＵＴにおける、印加するバイアス電圧に応じたインピーダンスの周波数特性の一例を示す図である。 図４は、ｃＭＵＴにおける、印加するバイアス電圧と共振周波数との関係、及び印加するバイアス電圧と反共振周波数との関係の一例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施形態に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の決定方法の一例を説明するための図である。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の決定に係る一部分の構成例を示すブロック図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の決定に係る一部分の構成例を示すブロック図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の一例を説明するための図である。 図９Ａは、本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブ装置の第１のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の概略を示す図である。 図９Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブ装置の第２のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の概略を示す図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の一例を説明するための図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の決定に係る一部分の構成例を示すブロック図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態に係る超音波プローブ装置のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の決定に係る一部分の構成例を示すブロック図である。 図１３Ａは、本発明の第３の実施形態に係る超音波プローブ装置の第１のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の概略を示す図である。 図１３Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る超音波プローブ装置の第２のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧の概略を示す図である。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る超音波プローブ装置の構成の概略を図１に示す。本超音波プローブ装置は、超音波源としてｃａｐａｓｉｔｉｖｅ　Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ（ｃＭＵＴ）を用いている。本超音波プローブ装置は、複数のｃＭＵＴ１１０を含むｃＭＵＴアレイ１００を有する。ｃＭＵＴアレイ１００において、ｃＭＵＴ１１０は、超音波の射出方向を一方向に揃えて、平面状に配置されている。
　各ｃＭＵＴ１１０は、互いに対向する上部電極１１２と下部電極１１４とを有している。上部電極１１２と下部電極１１４との間には、空隙１１６が設けられている。各ｃＭＵＴ１１０の、上部電極１１２と下部電極１１４との間に交流電圧が印加されると、当該電極間の電気容量が変化し、当該電極間に働く静電吸引力が変化する。下部電極１１４及びその周辺の構造物は固定されているので、静電吸引力の変化によって、上部電極１１２及びその周辺の構造物が振動する。したがって、各ｃＭＵＴ１１０は、上部電極１１２と下部電極１１４との間に交流電圧が印加されると、超音波を発生する。このように、ｃＭＵＴ１１０は、超音波を送信することができる。
　また、各ｃＭＵＴ１１０に超音波が入射すると、上部電極１１２及びその周辺の構造物は、振動する。その結果、上部電極１１２と下部電極１１４との間の電気容量が変化する。この上部電極１１２と下部電極１１４との間の電気容量の変化を計測することによって、超音波の入射が検出され得る。このように、ｃＭＵＴ１１０は、超音波を受信することができる。超音波プローブ装置は、このようなｃＭＵＴ１１０の超音波送受信機能を利用して、超音波による物体の内部画像の取得を行うものである。
　ｃＭＵＴ１１０では、上部電極１１２と下部電極１１４との間に予めバイアス電圧を印加しておくと、上部電極１１２の振動の周波数特性が変化する。印加するバイアス電圧がより高い程、上部電極１１２の共振周波数がより低くなる。したがって、印加するバイアス電圧がより高い程、ｃＭＵＴ１１０は、より低い周波数の超音波を射出することができ、また、より低い周波数の超音波を受信することができる。逆に、印加するバイアス電圧がより低い程、上部電極１１２の共振周波数がより高くなる。したがって、印加するバイアス電圧がより低い程、ｃＭＵＴ１１０は、より高い周波数の超音波を射出することができ、また、より高い周波数の超音波を受信することができる。
　本実施形態では、ｃＭＵＴアレイ１００に属するｃＭＵＴ１１０は、２つのグループに分けられている。即ち、ｃＭＵＴアレイ１００は、第１のグループを形成するｃＭＵＴ１１０と、第２のグループを形成するｃＭＵＴ１１０とを有している。第１のグループのｃＭＵＴ１１０には高いバイアス電圧が印加され、第２のグループのｃＭＵＴ１１０には低いバイアス電圧が印加される。これにより、ｃＭＵＴアレイ１００全体を１つの送受信部と見なしたときに、送受信できる超音波の周波数帯域が広げられ得る。以下、第１のグループのｃＭＵＴ１１０を第１のｃＭＵＴ１３０と記し、第２のグループのｃＭＵＴを第２のｃＭＵＴ１４０と記す。
　本超音波プローブ装置は、ｃＭＵＴアレイ１００から超音波を射出させるために、コントロール部２１０と、帯域制御部２２０と、パルス発生器２６０と、第１のバイアス調整器２７２と、第２のバイアス調整器２７４と、記憶部２９０とを有する。また、本超音波プローブ装置は、ｃＭＵＴアレイ１００に超音波を検出させるために、複数のアンプ３１０と、複数のＡ／Ｄ変換器３２０と、ビーム合成回路３３０と、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）３４０とを有する。また、本超音波プローブ装置は、入力部４１０と表示器４２０とを有する。
　入力部４１０は例えばキーボードであって、コントロール部２１０と接続している。ユーザはこのキーボードを使用して、画像取得を行いたい部分の深さ（所望の深さ）の情報を入力する。入力された深さ情報はコントロール部２１０に出力される。コントロール部２１０は、入力された深さ情報に基づいて、ｃＭＵＴアレイ１００が射出する超音波の周波数帯域を決定し、当該帯域に係る値を帯域制御部２２０に出力する。また、コントロール部２１０は、パルス発生器２６０を制御する。また、コントロール部２１０は、本超音波プローブ装置全体の制御を行う。したがって、コントロール部２１０は、例えばビーム合成回路３３０とも接続している。また、コントロール部２１０は記憶部２９０とも接続している。よって、本超音波プローブ装置の各部の制御を行う際に、コントロール部２１０は記憶部２９０に記憶されている情報を適宜用いることができる。また、コントロール部２１０は、表示器４２０に接続しており、表示器４２０に必要な情報を表示させることができる。
　帯域制御部２２０には、コントロール部２１０から周波数帯域に係る値が入力される。入力された値に基づいて、帯域制御部２２０は２種類のバイアス調整値を算出する。この２種類のバイアス調整値は、ｃＭＵＴアレイ１００が射出する超音波の周波数帯域が所望の深さの画像を取得するときの周波数帯域を満たすために必要な値である。帯域制御部２２０は、算出した２種類のバイアス調整値のうち、一方（第１）のバイアス調整値を第１のバイアス調整器２７２に出力し、他方（第２）のバイアス調整値を第２のバイアス調整器２７４に出力する。また、帯域制御部２２０は、２種類のバイアス調整値を、表示器４２０に出力する。なお、帯域制御部２２０も、コントロール部２１０を介して記憶部２９０と接続している。よって、帯域制御部２２０は記憶部２９０に記憶されている情報を適宜読みだして、読み出した情報を用いることができる。
　パルス発生器２６０は、コントロール部２１０の制御の下、パルス信号を発生し、それを第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４に出力する。第１のバイアス調整器２７２には、帯域制御部２２０から第１のバイアス調整値が入力されると共に、パルス発生器２６０からパルス信号が入力される。そして、第１のバイアス調整器２７２は駆動信号を、第１のｃＭＵＴ１３０の各々に出力する。この駆動信号は、第１のバイアス調整値に基づいて調整されたバイアス電圧にパルス信号が重畳した信号である。一方、第２のバイアス調整器２７４には、帯域制御部２２０から第２のバイアス調整値が入力されると共に、パルス発生器２６０からパルス信号が入力される。そして、第２のバイアス調整器２７４も第１のバイアス調整器２７２と同様に、駆動信号を各第２のｃＭＵＴ１４０に出力する。この駆動信号は、第２のバイアス調整値に基づいて調整したバイアス電圧にパルス信号が重畳した信号である。この様に、例えば第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４は、バイアス電圧変更部として機能する。なお、帯域制御部２２０から表示器４２０までの信号線、帯域制御部２２０から第１のバイアス調整器２７２までの信号線、及び帯域制御部２２０からと第２のバイアス調整器２７４までの信号線は、最初から別々の信号線であっても良い。
　複数のアンプ３１０は、それぞれ１つのｃＭＵＴ１１０と接続している。各アンプ３１０には、各ｃＭＵＴ１１０の上部電極１１２と下部電極１１４との電位差がｃＭＵＴ１１０の出力信号として入力され、各アンプ３１０は当該出力信号を増幅する。各アンプ３１０は、増幅した信号を、それぞれＡ／Ｄ変換器３２０に出力する。各Ａ／Ｄ変換器３２０には、アンプ３１０から増幅信号が入力される。各Ａ／Ｄ変換器３２０は、入力された信号をＡ／Ｄ変換し、変換により得られたデジタル信号（以降、デジタルエコー信号と称する）を、ビーム合成回路３３０に出力する。
　ビーム合成回路３３０には、各Ａ／Ｄ変換器３２０からデジタルエコー信号が入力される。ビーム合成回路３３０は、各Ａ／Ｄ変換器３２０から入力されたデジタルエコー信号を合成し、画像信号を生成する。ビーム合成回路３３０は、生成した画像信号を、コントロール部２１０やＤＳＣ３４０に出力する。ＤＳＣ３４０には、ビーム合成回路３３０から画像信号が入力される。ＤＳＣ３４０は、ビーム合成回路３３０から入力された画像信号に基づいて、表示用信号を作成する。この表示用信号は、例えばモニタである表示器４２０に画像を表示させるための信号である。ＤＳＣ３４０は、作成した表示用信号を、表示器４２０に出力する。表示器４２０には、ＤＳＣ３４０から表示用信号が入力される。これにより、表示器４２０は、当該表示用信号に基づいて画像を表示する。また、表示器４２０には、帯域制御部２２０からバイアス調整値が入力される。これにより、表示器４２０は当該バイアス調整値を表示する。
　ここで、表示器４２０に表示されるのは、（１）２種類のバイアス調整値そのものの数値、（２）第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０とのそれぞれの周波数帯域の数値、（３）第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０とを合わせたときの周波数帯域の数値、（４）数値をグラフィカルに表わしたもの、（５）上記（１）～（４）の組合せのいずれでもよい。
　帯域制御部２２０の構成を、図２を参照して更に説明する。帯域制御部２２０は、図２に示すように、Ｖｄｃ算出部２２２と、ｆｒ，ｆａ算出部２２４と、周波数判定部２２６と、周波数再設定部２２８と、Ｖｄｃ決定部２３０とを有する。Ｖｄｃ算出部２２２には、コントロール部２１０から、前記周波数帯域に係る値が入力される。Ｖｄｃ算出部２２２と、ｆｒ，ｆａ算出部２２４と、周波数判定部２２６と、周波数再設定部２２８は所定の演算を行ってバイアス調整値を算出し、Ｖｄｃ決定部２３０は、バイアス調整値を決定する。Ｖｄｃ決定部２３０は、決定したバイアス調整値を、第１のバイアス調整器２７２と、第２のバイアス調整器２７４と、表示器４２０とに出力する。帯域制御部２２０内の各部の詳細については、本実施形態に係る超音波プローブ装置の動作の説明とともに後述する。
　本実施形態に係る超音波プローブ装置の動作を、図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る超音波の射出について説明する。入力部４１０は、例えばｃＭＵＴアレイ１００から画像を取得したい部分の最も遠い位置までの距離、即ち、画像を取得したい部分の最も深い部分の深さＬを、ユーザから取得する。入力部４１０は、例えばキーボードであり、ユーザは当該キーボードから深さＬの値を入力する。入力部４１０は、取得した深さＬの値を、コントロール部２１０に出力する。
　また、入力部４１０は、キーボードに限らず、ボタン、レバー、つまみを用いたもの等、深さＬの値を入力できるものならば、どのようなものでもよい。また、入力部４１０は、マウスであってもよい。この場合、ユーザは、マウスを使って、表示器４２０に表示された画像から深さＬの値を選択したり、増加又は減少を指示するボタンを選択して深さＬの値を決定したりすることができる。また、表示器４２０に表示させた画像の一部を選択することで、当該画像と関連付けられた深さＬの値を決定することができる。これらの場合、コントロール部２１０、マウスである入力部４１０、及び表示器４２０が連携して深さＬの値を取得する。
　深さＬの値を取得したコントロール部２１０は、深さＬの値に基づいて、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐを決定する。最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐは前述した周波数帯域に係る値であって、ｃＭＵＴアレイ１００が機能する周波数帯域を表わす値である。コントロール部２１０は、決定した最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐを、帯域制御部２２０内のＶｄｃ算出部２２２に出力する。
　ここで、コントロール部２１０は、深さＬの値から、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐを決定するために、例えば以下の方法を用いる。例えば、深さＬと最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐとの関係を、記憶部２９０はテーブルとして記憶しておき、コントロール部２１０は、記憶部２９０の当該関係に基づいて、深さＬの値から最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐを決定してもよい。また、記憶部２９０は、深さＬと最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐとの関係を示す式を記憶しておき、コントロール部２１０は、当該式に基づいて、深さＬの値から、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐを算出してもよい。このように、記憶部２９０は、距離（深さ）－周波数に関する記憶部として機能する。
　帯域制御部２２０内のＶｄｃ算出部２２２には、コントロール部２１０が出力した最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐが入力される。Ｖｄｃ算出部２２２は、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗに基づいて、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を算出し、最大値ｆｒｑ＿ｕｐに基づいて、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を算出する。
　ここで、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２の算出について図面を参照して説明する。図３は、ｃＭＵＴ１１０における振動周波数と電気的インピーダンスとの関係（特性）の一例を示している。図３において、横軸は周波数で、縦軸はインピーダンスである。また、図３において、点線、一点鎖線、破線、実線、二点鎖線の各々は、上部電極１１２と下部電極１１４との間に印加するバイアス電圧（以下、単にバイアス電圧と称する）が、６０Ｖ、９０Ｖ、１３０Ｖ、１６５Ｖ、２００Ｖのときの特性を示している。図３に示すように、バイアス電圧が異なっても、周波数とインピーダンスとの全体的な傾向は、類似である。即ち、ｃＭＵＴ１１０のインピーダンスは、周波数が増加するに従って、徐々に減少し、極小値をとり、その後上昇して極大値をとり、再び減少する。
　ここで、インピーダンスが極小値となる周波数は、当該ｃＭＵＴ１１０の共振周波数であり、インピーダンスが極大値となる周波数は、当該ｃＭＵＴ１１０の反共振周波数である。各ｃＭＵＴ１１０が機能する周波数帯域は、ここで示した共振周波数から反共振周波数までの周波数帯域である。
　図３に示すように、バイアス電圧が異なると、共振周波数及び反共振周波数も異なる。より詳しくは、ｃＭＵＴ１１０の共振周波数及び反共振周波数は、バイアス電圧が高い程、低くなり、バイアス電圧が低い程、高くなる。したがって、ｃＭＵＴ１１０が機能する周波数帯域は、バイアス電圧が高い程、低くなり、バイアス電圧が低い程、高くなる。
　図４に、バイアス電圧Ｖｄｃと共振周波数ｆｒとの関係、及びバイアス電圧Ｖｄｃと反共振周波数ｆａとの関係の一例を示す。この図に示すように、ｃＭＵＴ１１０の特性に応じて、バイアス電圧Ｖｄｃと共振周波数ｆｒとの関係は、関数ｆによって、　
　　ｆｒ＝ｆ（Ｖｄｃ）　・・・（１）　
と表される。また、ｃＭＵＴ１１０の特性に応じて、バイアス電圧Ｖｄｃと反共振周波数ｆａとの関係は、関数ｇによって、　
　　ｆａ＝ｇ（Ｖｄｃ）　・・・（２）　
と表される。本実施形態において、上記式（１）及び上記式（２）は、記憶部２９０に記憶されており、帯域制御部２２０は、コントロール部２１０を介して、上記式（１）及び上記式（２）を読み出すことができる。
　再び図２を参照して、本実施形態に係る動作を説明する。本実施形態において、Ｖｄｃ算出部２２２は、式（１）を用いて、コントロール部２１０から入力した最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗより、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を、下記式（３）に基づいて算出する。　
　　Ｖｄｃ＿１＝ｆ－１（ｆｒｑ＿ｌｏｗ）　・・・（３）　
同様に、Ｖｄｃ算出部２２２は、式（２）を用いて、コントロール部２１０から入力した最大値ｆｒｑ＿ｕｐより、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を、下記式（４）に基づいて算出する。　
　　Ｖｄｃ＿２＝ｇ－１（ｆｒｑ＿ｕｐ）　・・・（４）
　Ｖｄｃ算出部２２２は、算出した第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を、ｆｒ，ｆａ算出部２２４に出力する。
　ｆｒ，ｆａ算出部２２４には、Ｖｄｃ算出部２２２から、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２が入力される。ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１と式（２）とを用いて、判定用反共振周波数ｆａ＿ｄを下記式（５）により算出する。　
　　ｆａ＿ｄ＝ｇ（Ｖｄｃ＿１）　・・・（５）　
また同様に、ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２と式（１）とを用いて、判定用共振周波数ｆｒ＿ｄを下記式（６）により算出する。　
　　ｆｒ＿ｄ＝ｆ（Ｖｄｃ＿２）　・・・（６）
　ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、算出した判定用共振周波数ｆｒ＿ｄ及び判定用反共振周波数ｆａ＿ｄ、並びに第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を、周波数判定部２２６に出力する。
　周波数判定部２２６は、Ｖｄｃ算出部２２２から入力された判定用共振周波数ｆｒ＿ｄ及び判定用反共振周波数ｆａ＿ｄについて、ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄであるか否かを判定する。ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄであるとき、周波数判定部２２６は、ｆｒ，ｆａ算出部２２４から入力された第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を、Ｖｄｃ決定部２３０に出力する。
　一方、ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄでないとき、周波数判定部２２６は、周波数再設定部２２８に、ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄでない旨の信号を出力する。周波数判定部２２６からｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄでない旨の信号が入力された周波数再設定部２２８は、Ｖｄｃ算出部２２２から最大値ｆｒｑ＿ｕｐを取得し、取得した最大値ｆｒｑ＿ｕｐよりも所定の値だけ小さな値を、新たな最大値ｆｒｑ＿ｕｐに設定する。周波数再設定部２２８は、再設定した新たな最大値ｆｒｑ＿ｕｐを、Ｖｄｃ算出部２２２に出力する。周波数再設定部２２８から新たな最大値ｆｒｑ＿ｕｐが入力されたＶｄｃ算出部２２２は、前述と同様に、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１と第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２とを決定し、それらをｆｒ，ｆａ算出部２２４に出力する。以下、前述と同様に処理を進める。この際、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び判定用反共振周波数ｆａ＿ｄは、変化しない。したがって、Ｖｄｃ算出部２２２は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を再度算出する必要は無く、前に算出した第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を保持しているだけでよい。同様に、ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、判定用反共振周波数ｆａ＿ｄを再度算出する必要は無く、前に算出した判定用反共振周波数ｆａ＿ｄを保持しているだけでよい。
　このようにして、周波数判定部２２６がｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄと判定するまで、周波数再設定部２２８は、最大値ｆｒｑ＿ｕｐを低下させる再設定処理を繰り返す。ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄであるとき、周波数判定部２２６は、Ｖｄｃ決定部２３０に、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を出力する。
　ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄのとき、Ｖｄｃ決定部２３０には、周波数判定部２２６から、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２が入力される。Ｖｄｃ決定部２３０は、第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧を第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１に決定し、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧を第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２に決定する。Ｖｄｃ決定部２３０は、第１のバイアス調整器２７２に、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を出力し、第２のバイアス調整器２７４に、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を出力する。また、Ｖｄｃ決定部２３０は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１と第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２とを表す信号を、表示器４２０に出力する。
　第１のバイアス調整器２７２は、第１のｃＭＵＴ１３０に、Ｖｄｃ決定部２３０から入力された第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を印加する。同様に、第２のバイアス調整器２７４は、第２のｃＭＵＴ１４０に、Ｖｄｃ決定部２３０から入力された第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を印加する。表示器４２０は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１と第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２との値を表示する。この際、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２に限らず、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び判定用反共振周波数ｆａ＿ｄ、並びに、判定用共振周波数ｆｒ＿ｄ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐを表示器４２０に表示するようにしてもよい。　
　この様に、例えばＶｄｃ算出部２２２は、バイアス電圧算出部として機能し、例えばｆｒ，ｆａ算出部２２４は、周波数算出部として機能する。
　ここで、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ及び最大値ｆｒｑ＿ｕｐ、判定用共振周波数ｆｒ＿ｄ及び判定用反共振周波数ｆａ＿ｄ、並びに第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２の関係を、図５に示す例を参照して説明する。図５に示す例では、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗは、２２ＭＨｚであり、最大値ｆｒｑ＿ｕｐは、２４ＭＨｚであるとする。
　この場合、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ＝２２ＭＨｚより、上記式（３）を用いて、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１は、２００Ｖと求まる。このとき、上記式（５）を用いて、判定用反共振周波数ｆａ＿ｄは、２３．５ＭＨｚと求まる。一方、最大値ｆｒｑ＿ｕｐ＝２４ＭＨｚより、上記式（４）を用いて、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２は、１４０Ｖと求まる。このとき、上記式（６）を用いて、判定用共振周波数ｆｒ＿ｄは、２３．３ＭＨｚと求まる。ｆｒ＿ｄ＝２３．３ＭＨｚ≦ｆａ＿ｄ＝２３．５ＭＨｚであるので、周波数判定部２２６は、Ｖｄｃ決定部２３０に、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１及び第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を出力する。
　図５に示す例では、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１＝２００Ｖが印加される第１のｃＭＵＴ１３０は、共振周波数である最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗ＝２２ＭＨｚから反共振周波数である判定用反共振周波数ｆａ＿ｄ＝２３．５ＭＨｚまで機能する。また、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２＝１４０Ｖが印加される第２のｃＭＵＴ１４０は、共振周波数である判定用共振周波数ｆｒ＿ｄ＝２３．３ＭＨｚから反共振周波数である最大値ｆｒｑ＿ｕｐ＝２４ＭＨｚまで機能する。したがって、第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０を有するｃＭＵＴアレイ１００は、２２ＭＨｚから２４ＭＨｚまでの周波数帯域で機能する（超音波の送受信ができる）。
　上記のとおり、ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄであるとき、当該ｃＭＵＴアレイ１００は、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで途切れることなく連続した周波数帯域で送受信ができる。なお、ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄでないとき、ｃＭＵＴアレイ１００が機能する周波数帯域は、不連続となり、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから最大値ｆｒｑ＿ｕｐの間に、機能しない周波数帯域が存在することになる。本実施形態では、このような不連続な周波数帯域が存在しないように、周波数判定部２２６における判定と、周波数再設定部２２８における周波数の再設定を行っている。
　再び図１を参照して、本実施形態にかる超音波プローブ装置の動作の続きを説明する。第１のバイアス調整器２７２は、第１のｃＭＵＴ１３０に、Ｖｄｃ決定部２３０から入力された第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を印加する。同様に、第２のバイアス調整器２７４は、第２のｃＭＵＴ１４０に、Ｖｄｃ決定部２３０から入力された第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を印加する。表示器４２０は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１と第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２との値を表示する。
　超音波画像取得時において、コントロール部２１０は、パルス発生器２６０に、パルスを発生させる指令を出力する。パルス発生器２６０は、コントロール部２１０の制御の下、パルスを生成する。パルス発生器２６０は、生成したパルスを第１のバイアス調整器２７２、及び第２のバイアス調整器２７４に出力する。第１のバイアス調整器２７２は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１に、パルス発生器２６０から入力されたパルスを重畳し、重畳信号を第１のｃＭＵＴ１３０に出力する。第２のバイアス調整器２７４は、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２に、パルス発生器２６０から入力されたパルスを重畳し、重畳信号を第２のｃＭＵＴ１４０に出力する。
　第１のｃＭＵＴ１３０は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１が印加された状態から、重畳されたパルス波に応じた振動をし、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから判定用反共振周波数ｆａ＿ｄまでの周波数成分を有する超音波を射出する。同様に、第２のｃＭＵＴ１４０は、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２が印加された状態から、重畳されたパルス波に応じた振動をし、判定用共振周波数ｆｒ＿ｄから最大値ｆｒｑ＿ｕｐまでの周波数成分を有する超音波を射出する。その結果、第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０を有するｃＭＵＴアレイ１００は、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから最大値ｆｒｑ＿ｕｐまでの帯域の周波数成分を有する超音波を射出する。
　ｃＭＵＴアレイ１００から射出された超音波は、照射対象物内を伝搬する。照射対象物の音響インピーダンスに応じて、伝搬する超音波の一部は、反射する。なお、照射対象物内を伝搬する超音波は、周波数が高い程減衰しやすい。このため、周波数が低い超音波程、ｃＭＵＴアレイ１００から遠い位置まで伝搬する。本実施形態では、深さＬに応じた位置まで超音波が到達するような超音波の周波数が選択されている。照射対象物内で反射した超音波は、再びｃＭＵＴアレイ１００に到達する。ｃＭＵＴアレイ１００に到達した超音波は、ｃＭＵＴアレイ１００を構成するｃＭＵＴ１１０の上部電極１１２を振動させる。上部電極１１２の振動により、上部電極１１２と下部電極１１４との電位差は変化する。
　ここで、第１のｃＭＵＴ１３０は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１が印加された状態であるため、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから判定用反共振周波数ｆａ＿ｄまでの帯域の超音波を受信することができる。一方、第２のｃＭＵＴ１４０は、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２が印加された状態であるため、判定用共振周波数ｆｒ＿ｄから最大値ｆｒｑ＿ｕｐまでの帯域の超音波を受信することができる。その結果、ｃＭＵＴアレイ１００は、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから最大値ｆｒｑ＿ｕｐまでの帯域の周波数成分を有する超音波を受信することができる。
　このように、例えば、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから最大値ｆｒｑ＿ｕｐまでの帯域は、動作周波数に対応し、例えば、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１が印加された状態における最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから判定用反共振周波数ｆａ＿ｄまでの帯域は、例えば第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１が印加された状態における送受信可能周波数に対応する。
　各ｃＭＵＴ１１０における上部電極１１２と下部電極１１４との電位差は、各アンプ３１０に出力される。各アンプ３１０は、入力された電位差を増幅し、それぞれＡ／Ｄ変換器３２０に出力する。各Ａ／Ｄ変換器３２０は、各アンプ３１０から入力された増幅信号をＡ／Ｄ変換し、変換により得られたデジタルエコー信号を、ビーム合成回路３３０に出力する。
　ビーム合成回路３３０には、各Ａ／Ｄ変換器３２０からデジタルエコー信号が入力される。そして、ビーム合成回路３３０は、当該デジタルエコー信号を合成し、画像信号を形成する。その結果、ビーム合成回路３３０は、所定の深さの画像を取得することができる。ビーム合成回路３３０は、取得した画像信号を、コントロール部２１０及びＤＳＣ３４０に出力する。ＤＳＣ３４０は、ビーム合成回路３３０から入力された画像信号に基づいて、例えばモニタである表示器４２０に表示させるための表示用信号を作成する。ＤＳＣ３４０は、作成した表示用信号を、表示器４２０に出力する。表示器４２０には、ＤＳＣ３４０から表示用信号が入力され、表示器４２０は、当該表示用信号に基づいて画像を表示する。
　以上のようにして、本実施形態に係る超音波プローブ装置は、超音波照射対象物に超音波を照射し、超音波照射対象物からの反射超音波に基づいて、超音波照射対象物内の画像を取得することができる。
　本実施形態では、ｃＭＵＴアレイ１００を構成するｃＭＵＴ１１０は、第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０との２つのグループに分けられ、グループ毎に異なるバイアス電圧が印加されている。その結果、第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０とは、互いに異なる周波数帯域で機能する。しかも、当該２つの周波数帯域は、隣り合う又はその一部が重なり合うように、即ち、離れないように設定されている。このような本実施形態によれば、超音波プローブ装置は、２つのグループの組み合わせによって、広い周波数帯域に渡って高いエネルギの超音波を送信（射出）することができ、また、広い周波数帯域の超音波を高効率で受信することができる。送信（射出）と受信の両方において広い周波数帯域の超音波を用いることができるので、本実施形態に係る超音波プローブ装置は、高効率に奥行きの広い画像を取得することができる。また、本実施形態によれば、ｃＭＵＴアレイ１００自身が、いわば周波数フィルタとしての機能を果たすので、受信回路等に別途周波数フィルタが設けられる必要がなく、回路構成が簡略化され得る。
　なお、本実施形態では、バイアス電圧Ｖｄｃと共振周波数ｆｒとの関係、及びバイアス電圧Ｖｄｃと反共振周波数ｆａとの関係は、前述の式（１）及び式（２）のように、式で表わされることとして説明したが、これらの関係を示すテーブルを用意して、それを用いてもよいことは勿論である。更に、バイアス電圧ＶｄｃとｃＭＵＴ１１０が機能する周波数との関係として、本実施形態では、バイアス電圧Ｖｄｃと共振周波数ｆｒ及び反共振周波数ｆａとの関係を用いる例を示したが、周波数に対するｃＭＵＴ１１０の振動面の振幅の半値全幅等、その他のバイアス電圧Ｖｄｃに応じたｃＭＵＴ１１０の周波数特性を示す関係も同様に用いることができる。
　［第１の実施形態の変形例］
　第１の実施形態の変形例について、第１の実施形態との相違点に限定して説明する。第１の実施形態では、ｃＭＵＴアレイ１００を構成するｃＭＵＴ１１０を、第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０の２つのグループに分けている。本変形例では、ｃＭＵＴアレイ１００を構成するｃＭＵＴ１１０を、３つのグループに分ける。
　したがって、ｃＭＵＴアレイ１００は、第１のｃＭＵＴと、第２のｃＭＵＴと、第３のｃＭＵＴとを有する。そして、第１のｃＭＵＴのバイアス電圧は、第１のバイアス調整器によって調整され、第２のｃＭＵＴのバイアス電圧は、第２のバイアス調整器によって調整され、第３のｃＭＵＴのバイアス電圧は、第３のバイアス調整器によって調整される。
　本変形例においても、コントロール部２１０は、深さＬの値を取得し、深さＬの値に基づいて、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗを決定し、それを帯域制御部２２０内のＶｄｃ算出部２２２に出力する。
　帯域制御部２２０内のＶｄｃ算出部２２２は、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗを第１の判定用共振周波数ｆｒ＿１とし、第１の実施形態と同様に、第１の判定用共振周波数ｆｒ＿１と関数ｆに基づいて、Ｖｄｃ＿１＝ｆ－１（ｆｒ＿１）より、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を算出する。Ｖｄｃ算出部２２２は、算出した第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を、ｆｒ，ｆａ算出部２２４に出力する。
　ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１と関数ｇとに基づいて、ｆａ＿１＝ｇ（Ｖｄｃ＿１）より、第１の判定用反共振周波数ｆａ＿１を算出する。第１の実施形態の場合と異なり本変形例では、ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、算出した第１の判定用反共振周波数ｆａ＿１を、Ｖｄｃ算出部２２２に出力する。
　Ｖｄｃ算出部２２２は、次に、第１の判定用反共振周波数ｆａ＿１以下の周波数である第２の判定用共振周波数ｆｒ＿２を設定する。その後、第２の判定用共振周波数ｆｒ＿２と関数ｆに基づいて、Ｖｄｃ＿２＝ｆ－１（ｆｒ＿２）より、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を算出する。Ｖｄｃ算出部２２２は、算出した第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を、ｆｒ，ｆａ算出部２２４に出力する。
　ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２と関数ｇに基づいて、ｆａ＿２＝ｇ（Ｖｄｃ＿２）より、第２の判定用反共振周波数ｆａ＿２を算出する。ｆｒ，ｆａ算出部２２４は、前記と同様に、算出した第２の判定用反共振周波数ｆａ＿２を、Ｖｄｃ算出部２２２に出力する。
　Ｖｄｃ算出部２２２は、第２の判定用反共振周波数ｆａ＿２以下の周波数である第３の判定用共振周波数ｆｒ＿３を設定する。その後、前述と同様に、第３の判定用共振周波数ｆｒ＿３と関数ｆに基づいて、Ｖｄｃ＿３＝ｆ－１（ｆｒ＿３）より、第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿３を算出する。
　Ｖｄｃ算出部２２２及びｆｒ，ｆａ算出部２２４は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１と、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２と、第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿３とを、Ｖｄｃ決定部２３０に出力する。Ｖｄｃ決定部２３０は、入力された第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を、第１のバイアス調整器に出力し、入力された第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を、第２のバイアス調整器に出力し、入力された第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿３を、第３のバイアス調整器に出力する。
　第１のバイアス調整器は、入力された第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿１を第１のｃＭＵＴに印加し、第２のバイアス調整器は、入力された第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿２を第２のｃＭＵＴに印加し、第３のバイアス調整器は、入力された第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿３を第３のｃＭＵＴに印加する。
　以上のようにすることで、ｃＭＵＴアレイ１００は、第１のｃＭＵＴが機能する周波数の最小値から、第３のｃＭＵＴが機能する周波数の最大値までの周波数帯域で、機能することができる。そして、この機能する周波数帯域は連続しており、途中機能しない周波数帯域はない。このように、２つのグループを有する第１の実施形態よりも、３つのグループを有する本変形例では、ｃＭＵＴアレイ１００全体では、より広い周波数帯域で機能するようになる。
　本変形例では、バイアス電圧値が大きい方から順に、第１乃至第３のバイアス電圧値を決定した。このようにすれば、低周波数側の周波数帯域で確実に機能することができるように、各バイアス電圧値を決定できる。即ち、このような決定方法は、ｃＭＵＴアレイ１００から遠い側で反射される情報を確実に取得したいときに有利である。
　なお、バイアス電圧値が小さい方から順に各バイアス電圧値を決定してもよい。その場合、ｃＭＵＴアレイ１００から近い側で反射される情報を確実に取得したいときに有利である。
　なお、グループの数は、本変形例と同様にして、４つ以上とすることもできる。グループの数がより増えれば、機能する周波数帯域をより増やすことができる。この場合、第１の実施形態と本変形例との違いと同様に、グループ数に合わせて、各構成要素の数を増減させて機能させればよい。
　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態について説明する。ここで第２の実施形態の説明では、第１の実施形態との相違点に限定して説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第１の実施形態においては、ｃＭＵＴアレイ１００から遠いところの画像を取得することに重点を置いている。したがって、第１の実施形態においては、周波数判定部２２６において、ｆｒ＿ｄ≦ｆａ＿ｄでないと判定されたとき、周波数再設定部２２８は、周波数帯域の最大値ｆｒｑ＿ｕｐを、下げるように再設定する。即ち、第１の実施形態においては、このような場合、超音波プローブ装置は、ｃＭＵＴアレイ１００から近い部分の画像取得を犠牲にしている。
　これに対して、本実施形態では、超音波プローブ装置は、音源から近い範囲の画像を精度よく取得するとともに、遠方、即ち深部までも感度よく画像化する。このために、本実施形態では、第１の実施形態におけるバイアス電圧が、時間経過と共に変化させられる。本実施形態における超音波プローブ装置全体の構成は、図１を参照して説明した第１の実施形態におけるその構成とほぼ同じである。ただし、コントロール部２１０と帯域制御部２２０の構成の一部が異なる。
　本実施形態に係るコントロール部２１０の構成を、図６に示す。本実施形態に係るコントロール部２１０は、初期周波数設定部２１２と、最終周波数設定部２１４と、最大受信期間算出部２１６とを有する。
　例えばキーボードである入力部４１０は、ユーザから、画像を取得するｃＭＵＴアレイからの距離の範囲を取得する。ここで、当該範囲のｃＭＵＴアレイ１００からｃＭＵＴアレイ１００に近い方の端までの距離を深さＬ１、遠い方の端までの距離を深さＬ２とする。入力部４１０は、取得した深さＬ１及び深さＬ２の値を、コントロール部２１０に出力する。
　初期周波数設定部２１２は、入力した深さＬ１に基づいて、最大値ｆｒｑ＿ｕｐを決定する。ここで、初期周波数設定部２１２は、深さＬ１と、最大値ｆｒｑ＿ｕｐとの関係を示すテーブルに基づいて最大値ｆｒｑ＿ｕｐを決定してもよいし、深さＬ１と、最大値ｆｒｑ＿ｕｐとの関係式に基づいて最大値ｆｒｑ＿ｕｐを算出してもよい。
　同様に、最終周波数設定部２１４は、入力した深さＬ２に基づいて、ｃＭＵＴアレイ１００が機能する最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗを決定する。ここで、最終周波数設定部２１４は、深さＬ２と、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗとの関係を示すテーブルに基づいて最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗを決定してもよいし、深さＬ２と、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗとの関係式に基づいて最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗを算出してもよい。
　また、最大受信期間算出部２１６は、深さＬ２と、例えば次式（７）に基づいて、最大受信期間Ｔを算出する。　
　　Ｔ＝２×Ｌ２／ｃ　・・・（７）　
ここで、ｃは媒質の音速である。したがって、式（７）で求まる最大受信期間Ｔは、ｃＭＵＴアレイ１００から画像を取得したい最も遠い部位までの間（深さＬ２）を、超音波が往復する時間を示す。　
　コントロール部２１０は、図６に示すように、最大値ｆｒｑ＿ｕｐと、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗと、最大受信期間Ｔとを、帯域制御部２２０に出力する。
　帯域制御部２２０は、図７に示すように、カウント制御部２３２と、Ｖｄｃ算出部２３４と、ｆｒ，ｆａ算出部２３６と、中間周波数算出部２３８と、周波数判定部２４０と、周波数再設定部２４２と、Ｖｄｃ決定部２４４とを有する。
　まず、帯域制御部２２０内のカウント制御部２３２は、カウント用の変数ｉを０に設定する。また、カウント制御部２３２は、コントロール部２１０から入力した最大受信期間Ｔに基づいて、例えば定数αを用いて、Ｎ＝αＴより、バイアス刻み数Ｎを算出する。
　次に、Ｖｄｃ算出部２３４は、下記式（８）に基づいて、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗよりバイアス電圧最大値Ｖｄｃ＿ｍａｘを算出する。　
　　Ｖｄｃ＿ｍａｘ＝ｆ－１（ｆｒｑ＿ｌｏｗ）　・・・（８）　
　また、Ｖｄｃ算出部２３４は、下記式（９）に基づいて、最大値ｆｒｑ＿ｕｐよりバイアス電圧最小値Ｖｄｃ＿ｍｉｎを算出する。　
　　Ｖｄｃ＿ｍｉｎ＝ｇ－１（ｆｒｑ＿ｕｐ）　・・・（９）
　以降、図８に一例を示しながら、各演算を説明する。本実施形態に係る超音波プローブ装置では、周波数帯域として（ａ）ｆｒｑ＿ｌｏｗから（ｂ）ｆｒｑ＿ｕｐまでの周波数でｃＭＵＴアレイ１００を機能させる。そこで、上記のとおり本算出ではまず、例えば図８における、（ａ）ｆｒｑ＿ｌｏｗより、（ｃ）Ｖｄｃ＿ｍａｘを求め、（ｂ）ｆｒｑ＿ｕｐより、（ｄ）Ｖｄｃ＿ｍｉｎを求める。
　ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、Ｖｄｃ算出部２３４が算出したバイアス電圧最大値Ｖｄｃ＿ｍａｘより、下記式（１０）に基づいて、バイアス電圧がＶｄｃ＿ｍａｘの時の判定用反共振周波数の値ｆａ＿０を算出する。　
　　ｆａ＿０＝ｇ（Ｖｄｃ＿ｍａｘ）　・・・（１０）　
また、ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、Ｖｄｃ算出部２３４が算出したバイアス電圧最小値Ｖｄｃ＿ｍｉｎより、下記式（１１）に基づいて、バイアス電圧がＶｄｃ＿ｍｉｎの時の判定用共振周波数の値ｆｒ＿０を算出する。　
　　ｆｒ＿０＝ｆ（Ｖｄｃ＿ｍｉｎ）　・・・（１１）　
本算出により、例えば図８における（ｅ）ｆａ＿０と、（ｆ）ｆｒ＿０が求まる。なお、以下の説明では、判定用共振周波数及び判定用反共振周波数は、単に共振周波数及び反共振周波数とする。
　中間周波数算出部２３８は、下記式（１２）に基づいて、ｆｒ，ｆａ算出部２３６が算出した反共振周波数ｆａ＿０より、バイアス電圧Ｖｄｃ＿Ｘを算出する。　
　　Ｖｄｃ＿Ｘ＝ｆ－１（ｆａ＿０）　・・・（１２）　
　続いて、下記式（１３）に基づいて、算出したバイアス電圧Ｖｄｃ＿Ｘより、バイアス電圧Ｖｄｃ＿Ｘを印加したときの反共振周波数ｆａ＿ｘを算出する。　
　　ｆａ＿Ｘ＝ｇ（Ｖｄｃ＿Ｘ）　・・・（１３）　
　本算出により、例えば図８における（ｇ）Ｖｄｃ＿Ｘと、（ｈ）ｆａ＿Ｘが求まる。
　周波数判定部２４０は、ｆｒ＿０≦ｆａ＿Ｘであるか否かを判定する。ｆｒ＿０≦ｆａ＿ｘであるとき、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、Ｖｄｃ＿Ｘに設定する。また、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、Ｖｄｃ＿ｍｉｎに設定する。Ｖｄｃ決定部２４４は、設定した第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、第１のバイアス調整器２７２に出力し、設定した第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、第２のバイアス調整器２７４に出力する。図８に示す例では、ｆｒ＿０≦ｆａ＿Ｘである。
　このように、ｉ＝０のとき、第１のバイアス調整器２７２が制御する第１のｃＭＵＴ１３０には、共振周波数ｆａ＿０から反共振周波数ｆａ＿Ｘまで機能するように、バイアス電圧Ｖｄｃ＿Ｘが印加される（周波数ｆａ＿０はＶｄｃ＿ｍａｘのときは反共振周波数であるが、Ｖｄｃ＿Ｘのときは共振周波数となる）。また、ｉ＝０のとき、第２のバイアス調整器２７４が制御する第２のｃＭＵＴ１４０には、共振周波数ｆｒ＿０から最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで機能するように、バイアス電圧最小値Ｖｄｃ＿ｍｉｎが印加される。以上により、第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０とを有するｃＭＵＴアレイ１００は、ｉ＝０のとき、共振周波数ｆａ＿０から最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで機能する。
　一方、周波数判定部２４０における判定で、ｆｒ＿０≦ｆａ＿Ｘでないとき、周波数再設定部２４２は、次式（１４）により、Ｖｄｃ＿Ｘを再設定する。　
　　Ｖｄｃ＿Ｘ＝ｇ－１（ｆｒ＿０）　・・・（１４）　
本処理により、初めに候補としたバイアス電圧を印加しても、第１のｃＭＵＴ１３０が機能する周波数帯域と第２のｃＭＵＴ１４０が機能する周波数帯域とが重なり合わないときに、それら２つの周波数帯域が重なり合うように、Ｖｄｃ＿Ｘがより小さな値に再設定される。
　その後、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、周波数再設定部２４２が再設定したＶｄｃ＿Ｘに設定し、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、Ｖｄｃ＿ｍｉｎに設定する。Ｖｄｃ決定部２４４は、設定した第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、第１のバイアス調整器２７２に出力し、設定した第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、第２のバイアス調整器２７４に出力する。
　第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４への出力が終わると、カウント制御部２３２は、ｉ＝ｉ＋１に再設定する。次に、カウント制御部２３２は、ｉ≦Ｎであるか否かを判定する。ｉ≦Ｎでないとき、当該第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４への出力処理を終了する。
　一方、ｉ≦Ｎであるとき、Ｖｄｃ決定部２４４は、次式（１５）により、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを決定する。　
　　Ｖｄｃ（ｔ）＿ａ＝Ｖｄｃ＿Ｘ＋（Ｖｄｃ＿ｍａｘ－Ｖｄｃ＿Ｘ）／Ｎ×ｉ　
　　　　　・・・（１５）　
即ち、第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、Ｖｄｃ＿ＸとＶｄｃ＿ｍａｘとの差をバイアス刻み数Ｎで等分した電圧だけ増加させる。
　ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、下記式（１６）に基づいて、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａより、バイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａのときの反共振周波数ｆａ＿ｉの値を算出する。　
　　ｆａ＿ｉ＝ｇ（Ｖｄｃ（ｔ）＿ａ）　・・・（１６）　
　また、ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、下記式（１７）に基づいて、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂより、バイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂのときの共振周波数ｆｒ＿ｉの値を算出する。　
　　ｆｒ＿ｉ＝ｆ（Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂ）　・・・（１７）　
　周波数判定部２４０は、ｆｒ＿ｉ≦ｆａ＿ｉであるか否かを判定する。
　ｆｒ＿ｉ≦ｆａ＿ｉであるとき、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、第１のバイアス調整器２７２に出力し、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、第２のバイアス調整器２７４に出力する。即ち、増加させた第１のバイアス電圧バイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを第１のｃＭＵＴ１３０に印加し、変化させていない第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを第２のｃＭＵＴ１４０に印加させたとき、それぞれのｃＭＵＴが機能する周波数が、互いに重なり合うときには、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂは、前回の値から変化させずに、第２のｃＭＵＴ１４０に印加される。
　一方、ｆｒ＿ｉ≦ｆａ＿ｉでないとき、Ｖｄｃ決定部２４４は、次式（１８）により、Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを再設定する。　
　　Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂ＝ｆ－１（ｆａ＿ｉ）　・・・（１８）　
　その後、Ｖｄｃ決定部２４４は、Ｖｄｃ（ｔ）＿ａをバイアス電圧として、第１のバイアス調整器２７２に出力し、再設定したＶｄｃ（ｔ）＿ｂをバイアス電圧として、第２のバイアス調整器２７４に出力する。即ち、本処理により、第１のｃＭＵＴ１３０が機能する周波数帯域と第２のｃＭＵＴ１４０が機能する周波数帯域とが隣接するように、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂが再設定される。
　Ｖｄｃ決定部２４４による、第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４への出力の後、カウント制御部２３２は、ｉ＝ｉ＋１に設定し、再びｉ≦Ｎであるか否かを判定する。以降ｉ≦Ｎである間、上記の処理を繰り返す。尚、これらの処理は、カウント制御部２３２により、時間（１／α）毎に行われるように制御されている。　
　この様に例えば、Ｖｄｃ決定部２３０は、バイアス電圧決定部として機能する。
　以上により、図９Ａに示すように、第１のｃＭＵＴ１３０に印加されるバイアス電圧は、時間経過とともに、Ｖｄｃ＿ＸからＶｄｃ＿ｍａｘまで一定の割合で増加する。また、図９Ｂに示すように、第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるバイアス電圧は、時間経過とともに、Ｖｄｃ＿ｍｉｎからＶｄｃ＿Ｘまで、第１のｃＭＵＴ１３０に印加されるバイアス電圧の増加に応じて増加する。その結果、第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０とを有するｃＭＵＴアレイ１００は全体として、時間経過と共に、共振周波数ｆａ＿０から最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで機能する状態から、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから反共振周波数ｆａ＿Ｘまで機能する状態へと変化して、全期間を通じると、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで機能する。
　本実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、超音波画像取得時において、パルス発生器２６０はパルスを生成し、このパルスは、第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０に印加される。ここで、このパルスが第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるタイミングは、時間ｔ＝０（ｉ＝０）のときである。即ち、パルス波を射出するとき、第１のｃＭＵＴ１３０には、Ｖｄｃ＿Ｘのバイアス電圧が印加されており、第２のｃＭＵＴ１４０には、Ｖｄｃ＿ｍｉｎのバイアス電圧が印加されている。そして、パルス波を射出後、第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるバイアス電圧は、増加する。
　上記のとおり、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、超音波画像取得時において、パルス発生器２６０は、コントロール部２１０の制御の下、パルスを生成する。生成されたパルスは、第１のバイアス調整器２７２を介して、第１のｃＭＵＴ１３０に印加され、また、第２のバイアス調整器２７４を介して、第２のｃＭＵＴ１４０に印加される。
　第１のｃＭＵＴ１３０は、バイアス電圧値Ｖｄｃ＿Ｘが印加された状態でパルス波を射出し、その後、印加されるバイアス電圧が増加しながら、照射対象物内で反射した、超音波を受信する。同様に、第２のｃＭＵＴ１４０は、バイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｍｉｎが印加された状態でパルス波を射出し、その後、印加されるバイアス電圧が増加しながら、照射対象物内で反射した、超音波を受信する。
　反射波を受信した各ｃＭＵＴ１１０の上部電極１１２の振動により、上部電極１１２と下部電極１１４との電位差は変化する。各ｃＭＵＴ１１０における上部電極１１２と下部電極１１４との電位差を、各アンプ３１０が増幅し、その増幅された信号を各Ａ／Ｄ変換器３２０がＡ／Ｄ変換する。変換により得られたデジタルエコー信号に基づいて、ビーム合成回路３３０は画像信号を取得する。この画像信号はＤＳＣ３４０を介して表示器４２０に送信され、この画像信号に基づいて表示器４２０は画像を表示する。
　前述のとおり、時間経過とともに、第１のｃＭＵＴ１３０に印加されるバイアス電圧は、Ｖｄｃ＿ＸからＶｄｃ＿ｍａｘまで増加し、第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるバイアス電圧は、Ｖｄｃ＿ｍｉｎからＶｄｃ＿Ｘまで増加する。その結果、第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０により構成されるｃＭＵＴアレイ１００は、パルス波を射出した直後は、機能する周波数帯域は比較的高く、その後、機能する周波数帯域は、徐々に低くなる。
　パルス波を射出した直後にｃＭＵＴアレイ１００が受信する超音波は、ｃＭＵＴアレイ１００から近いところで反射された超音波であるので、当該超音波は、比較的高い周波数成分を多く含む。その後、時間が経過するとともに、ｃＭＵＴアレイ１００が受信する超音波は、ｃＭＵＴアレイ１００から徐々に遠いところで反射された超音波となるので、当該超音波は、徐々に低い周波数成分を多く含むことになる。
　即ち、本実施形態によれば、時間経過とともに変化する受信する超音波に含まれる周波数成分に合わせて、適切なタイミングで、ｃＭＵＴアレイ１００が機能する周波数帯域が変化する。その結果、当該ｃＭＵＴアレイ１００は、効率よく超音波を受信でき、受信感度は良好であり、取得する画像の品質も向上する。更に、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
　なお、本実施形態において、ｃＭＵＴアレイ１００に近い範囲を画像化したい場合には、ｆｒｑ＿ｕｐとｆｒｑ＿ｌｏｗとは、共に高くなるので、Ｖｄｃ＿ｍｉｎと、Ｖｄｃ＿Ｘと、Ｖｄｃ＿ｍａｘとは、共に低くなり、Ｖｄｃ（ｔ）＿ａ及びＶｄｃ（ｔ）＿ａも、低い値で推移することになる。
　なお、上記説明においては、時間ｔ＝０から、バイアス電圧を増加させるようにしたが、例えば、パルス波を射出してから、ｃＭＵＴアレイ１００から画像を取得したい最も近い部位までの間を超音波が往復する時間、即ち、ｔ１＝２×Ｌ１／ｃ（ここで、ｃは媒質の音速）だけ、待機時間が設けられ、その後バイアス電圧が増加させられるように構成されてもよい。この場合、バイアス電圧が増加させられる時間は、最大受信期間Ｔよりｔ１だけ短くなる。したがって、その分バイアス刻み数Ｎは、Ｎ＝α（Ｔ－ｔ１）のように小さくなる。
　［第２の実施形態の変形例］
　第２の実施形態の変形例について、第２の実施形態との相違点に限定して説明する。第２の実施形態では、ｃＭＵＴアレイ１００を構成するｃＭＵＴ１１０を、第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０の２つのグループに分けている。本変形例では、ｃＭＵＴアレイ１００を構成するｃＭＵＴ１１０を、３つのグループに分ける。
　したがって、ｃＭＵＴアレイ１００は、第１のｃＭＵＴと、第２のｃＭＵＴと、第３のｃＭＵＴとを有する。そして、第１のｃＭＵＴのバイアス電圧は、第１のバイアス調整器によって調整され、第２のｃＭＵＴのバイアス電圧は、第２のバイアス調整器によって調整され、第３のｃＭＵＴのバイアス電圧は、第３のバイアス調整器によって調整される。
　この場合も、図１０に示すように、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗからの最大値ｆｒｑ＿ｕｐまでの周波数帯域で機能するように、Ｖｄｃ算出部２３４は、バイアス電圧Ｖｄｃ＿ｍｉｎ及びＶｄｃ＿ｍａｘを算出する。その後、第２の実施形態の場合と同様に、ｆｒ，ｆａ算出部２３６と、中間周波数算出部２３８と、周波数判定部２４０と、周波数再設定部２４２とによって、図１０に示すように、３つのグループのｃＭＵＴ１１０にそれぞれ印加する電圧、即ち第１のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ａ（ｔ）と、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ｂ（ｔ）と、第３のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ｃ（ｔ）について、ｔ＝０におけるバイアス電圧値である、Ｖｄｃ＿ａ（０）と、Ｖｄｃ＿ｂ（０）と、Ｖｄｃ＿ｃ（０）を算出する。
　例えば、Ｖｄｃ算出部２３４は、入力した周波数帯域の最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗと関数ｆに基づいて、Ｖｄｃ＿ｍａｘ＝ｆ－１（ｆｒｑ＿ｌｏｗ）より、最大バイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｍａｘを算出する。Ｖｄｃ算出部２２２は、算出した最大バイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｍａｘを、ｆｒ，ｆａ算出部２３６に出力する。
　ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、入力した最大バイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｍａｘと関数ｇとに基づいて、ｆａ＿１＝ｇ（Ｖｄｃ＿ｍａｘ）より、第１の判定用反共振周波数ｆａ＿１を算出する。第２の実施形態の場合と異なり本変形例では、ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、算出した第１の判定用反共振周波数ｆａ＿１を、Ｖｄｃ算出部２３４に出力する。
　Ｖｄｃ算出部２３４は、次に、第１の判定用反共振周波数ｆａ＿１以下の周波数である第１の判定用共振周波数ｆｒ＿１を設定する。その後、第１の判定用共振周波数ｆｒ＿１と関数ｆに基づいて、Ｖｄｃ＿ａ（０）＝ｆ－１（ｆｒ＿１）より、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ａ（０）を算出する。Ｖｄｃ算出部２３４は、算出した第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ａ（０）を、ｆｒ，ｆａ算出部２３６に出力する。
　ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、入力した第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ａ（０）と関数ｇに基づいて、ｆａ＿２＝ｇ（Ｖｄｃ＿ａ（０））より、第２の判定用反共振周波数ｆａ＿２を算出する。ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、前記と同様に、算出した第２の判定用反共振周波数ｆａ＿２を、Ｖｄｃ算出部２３４に出力する。
　Ｖｄｃ算出部２３４は、次に、第２の判定用反共振周波数ｆａ＿２以下の周波数である第２の判定用共振周波数ｆｒ＿２を設定する。その後、第２の判定用共振周波数ｆｒ＿２と関数ｆに基づいて、Ｖｄｃ＿ｂ（０）＝ｆ－１（ｆｒ＿２）より、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｂ（０）を算出する。Ｖｄｃ算出部２３４は、算出した第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｂ（０）を、ｆｒ，ｆａ算出部２３６に出力する。
　ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、入力した第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｂ（０）と関数ｇに基づいて、ｆａ＿３＝ｇ（Ｖｄｃ＿ｂ（０））より、第３の判定用反共振周波数ｆａ＿３を算出する。ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、前記と同様に、算出した第３の判定用反共振周波数ｆａ＿３を、Ｖｄｃ算出部２３４に出力する。
　Ｖｄｃ算出部２３４は、次に、第３の判定用反共振周波数ｆａ＿３以下の周波数である第３の判定用共振周波数ｆｒ＿３を設定する。その後、第３の判定用共振周波数ｆｒ＿３と関数ｆに基づいて、Ｖｄｃ＿ｂ（０）＝ｆ－１（ｆｒ＿３）より、第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｃ（０）を算出する。Ｖｄｃ算出部２３４は、算出した第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｃ（０）を、ｆｒ，ｆａ算出部２３６に出力する。
　ｆｒ，ｆａ算出部２３６は、入力した第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｃ（０）と関数ｇに基づいて、ｆａ＿３＝ｇ（Ｖｄｃ＿ｂ（０））より、第４の判定用反共振周波数ｆａ＿４を算出する。　
　周波数判定部２４０は、第４の判定用反共振周波数ｆａ＿４が最大値ｆｒｑ＿ｕｐ以上であるかを判定する。第４の判定用反共振周波数ｆａ＿４が最大値ｆｒｑ＿ｕｐ以下であれば、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ａ（０）と、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｂ（０）と、第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｃ（０）とを小さな値に再設定する。
　周波数判定部２４０は、第４の判定用反共振周波数ｆａ＿４が最大値ｆｒｑ＿ｕｐ以上となったら、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ａ（０）を第１のバイアス調整器に、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｂ（０）を第２のバイアス調整器に、第３のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｃ（０）を第３のバイアス調整器に、それぞれ出力する。
　その後、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ＿ａ（ｔ）を、Ｖｄｃ＿ａ（０）から、時間経過と共にｔ＝ＴのときにＶｄｃ＿ｍａｘとなるように、徐々に増加させる。また、Ｖｄｃ決定部２４４は、例えば、　
　　ｇ（Ｖｄｃ＿ａ（ｔ））＝ｆ（Ｖｄｃ＿ｂ（ｔ））　・・・（１９）　
となるように、Ｖｄｃ＿ｂ（ｔ）を決定し、　
　　ｇ（Ｖｄｃ＿ｂ（ｔ））＝ｆ（Ｖｄｃ＿ｃ（ｔ））　・・・（２０）　
となるように、Ｖｄｃ＿ｃ（ｔ）を決定する。このように、第１のｃＭＵＴ、第２のｃＭＵＴ及び第３のｃＭＵＴが射出する超音波の周波数帯域が連続するようにバイアス電圧を調整する。周波数帯域が連続するように設定されれば、この他の設定方法でもよい。
　Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ａ（ｔ）を第１のバイアス調整器に出力し、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ｂ（ｔ）を第２のバイアス調整器に出力し、第３のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ｃ（ｔ）を第３のバイアス調整器に出力する。第１のバイアス調整器は、第１のｃＭＵＴにバイアス電圧を印加し、第２のバイアス調整器は、第２のｃＭＵＴにバイアス電圧を印加し、第３のバイアス調整器は、第３のｃＭＵＴにバイアス電圧を印加する。
　以上説明したとおり本変形例によれば、ｃＭＵＴアレイ１００を構成するｃＭＵＴ１１０のグループの数を増やすことができる。グループ数をより増やせば、ｃＭＵＴアレイ１００は、全体としてより広い周波数帯域で機能することができる。更に、第２の実施形態と同様の効果も得られる。
　なお、図１０に示す例は、ｇ（Ｖｄｃ＿ｍａｘ）＝ｆ（Ｖｄｃ＿ａ（０））、ｇ（Ｖｄｃ＿ａ（０））＝ｆ（Ｖｄｃ＿ｂ（０））、ｇ（Ｖｄｃ＿ｂ（０））＝ｆ（Ｖｄｃ＿ｃ（０））、ｇ（Ｖｄｃ＿ｃ（０））＝ｆ（Ｖｄｃ＿ｍｉｎ）となる特殊な例である。
　また、前記のバイアス電圧値の決定方法では、周波数判定部２４０は、第４の判定用反共振周波数ｆａ＿４が最大値ｆｒｑ＿ｕｐ以上であるかを判定しているが、周波数帯域の最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで、ｃＭＵＴアレイ１００が機能する必要がない場合、この判定は、不要である。その場合、Ｖｄｃ決定部２４４は、バイアス電圧値が大きい方から順に、バイアス電圧値を決定しているので、低周波数側の周波数帯域で確実に機能することができるように、各バイアス電圧値を決定できる。即ち、このような決定方法は、ｃＭＵＴアレイ１００から遠い側で反射される情報を確実に取得したいときに有利である。
　また、Ｖｄｃ決定部２４４は、バイアス電圧値が小さい方から順に各バイアス電圧値を決定してもよい。その場合、ｃＭＵＴアレイ１００から近い側で反射される情報を確実に取得したいときに有利である。
　更に、グループの数は、本変形例と同様にして、４つ以上とすることもできる。グループの数がより増えれば、機能する周波数帯域はより広げられ得る。この場合、第２の実施形態と本変形例との違いと同様に、グループ数に合わせて、各構成要素の数は増減され得る。
　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態について説明する。ここで第３の実施形態の説明では、第２の実施形態との相違点に限定して説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第２の実施形態においては、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ａ（ｔ）と第２のバイアス電圧Ｖｄｃ＿ｂ（ｔ）とを、同時に変化させている。これに対して、本実施形態は、例えばｃＭＵＴアレイ１００から近い部分を特に精度良く画像化したい場合などに適する実施形態である。
　第１のｃＭＵＴ１３０と第２のｃＭＵＴ１４０とのうち、比較的低いバイアス電圧が印加され、比較的高い周波数帯域で機能する第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧は、パルス波を射出してからしばらくの間は変化させられない。その後、ｃＭＵＴアレイ１００から近い部分で反射した超音波が、ｃＭＵＴアレイ１００に全て到達したと思われる時間が経過したら、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧を上昇させられる。一方で、比較的高いバイアス電圧が印加され、比較的低い周波数帯域で機能する第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧は、パルス波を射出した直後から、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧を上昇させ始めるまでの間、増加させられる。その後、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧を上昇させ始めてからは、第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧は、一定値に維持される。
　本実施形態に係るコントロール部２１０の構成を、図１１に示す。本実施形態に係るコントロール部２１０は、図６を参照して説明した、第２の実施形態に係るコントロール部２１０の最大受信期間算出部２１６を、切替期間算出部２１８に置き換えたものである。切替期間算出部２１８は、深さＬ１及びＬ２と、例えば次式（２１）に基づいて、切替期間Ｔｃを算出する。　
　　Ｔ＝（Ｌ２－Ｌ１）／２ｃ　・・・（２１）　
ここで、ｃは媒質の音速である。したがって、式（２１）で求まる切替期間Ｔｃは、ｃＭＵＴアレイ１００から、画像を取得したい最も遠い部位と最も近い部位との中間位置までを、超音波が往復する時間を示す。　
　コントロール部２１０は、図１１に示すように、最大値ｆｒｑ＿ｕｐと、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗと、切替期間Ｔｃとを、帯域制御部２２０に出力する。
　帯域制御部２２０の動作について、第２の実施形態と異なる点を、図１２を参照して説明する。まず、帯域制御部２２０内のカウント制御部２３２は、カウント用の変数ｉを０に設定する。また、カウント制御部２３２は、コントロール部２１０から入力した切替期間Ｔｃに基づいて、例えば定数βを用いて、Ｎ＝βＴｃより、バイアス刻み数Ｎを算出する。
　その後、第２の実施形態の場合と同様に、Ｖｄｃ算出部２３４、ｆｒ，ｆａ算出部２３６、中間周波数算出部２３８、周波数判定部２４０、及び周波数再設定部２４２によって、第１のバイアス電圧値Ｖｄｃ（ｔ）＿ａの初期値となるＶｄｃ＿Ｘと、第２のバイアス電圧値Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂの初期値となるＶｄｃ＿ｍｉｎとを算出する。
　その後、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、Ｖｄｃ＿Ｘに設定し、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、Ｖｄｃ＿ｍｉｎに設定する。Ｖｄｃ決定部２４４は、設定した第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、第１のバイアス調整器２７２に出力し、設定した第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、第２のバイアス調整器２７４に出力する。
　Ｖｄｃ決定部２４４による、第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４への出力の後、カウント制御部２３２は、ｉ＝ｉ＋１に再設定する。次に、カウント制御部２３２は、ｉ≦Ｎであるか否かを判定する。ｉ≦Ｎのとき、Ｖｄｃ決定部２４４は、下記式（２２）により、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを決定し、下記式（２３）により、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを決定する。
　　Ｖｄｃ（ｔ）＿ａ＝Ｖｄｃ＿Ｘ＋（Ｖｄｃ＿ｍａｘ－Ｖｄｃ＿Ｘ）／Ｎ×ｉ　
　　　　　・・・（２２）　
　　Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂ＝Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂ　・・・（２３）　
即ち、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、Ｖｄｃ＿ＸとＶｄｃ＿ｍａｘとの差をバイアス刻み数Ｎで等分した電圧だけ増加させる。一方、Ｖｄｃ決定部２４４は、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂは、変化させない。
　その後、Ｖｄｃ決定部２４４は、Ｖｄｃ（ｔ）＿ａをバイアス電圧として、第１のバイアス調整器２７２に出力し、Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂをバイアス電圧として、第２のバイアス調整器２７４に出力する。
　Ｖｄｃ決定部２４４による、第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４への出力の後、カウント制御部２３２は、ｉ＝ｉ＋１に設定し、再びｉ≦Ｎであるか否かを判定する。以降ｉ≦Ｎである間、上記の処理は繰り返される。なお、これらの処理は、カウント制御部２３２により、時間（１／２β）毎に行われるように制御されている。
　一方、ｉ≦Ｎでないとき、カウント制御部２３２は、ｉ≦２Ｎであるか否かを判定する。ｉ≦２Ｎであるとき、Ｖｄｃ決定部２４４は、次式（２４）により、第１のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを決定し、次式（２５）により、第２のバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを決定する。　
　　Ｖｄｃ（ｔ）＿ａ＝Ｖｄｃ（ｔ）＿ａ　・・・（２４）　
　　Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂ＝Ｖｄｃ＿ｍｉｎ
　　　　　　　＋（Ｖｄｃ＿Ｘ－Ｖｄｃ＿ｍｉｎ）／Ｎ×（ｉ－Ｎ）　・・・（２５）　即ち、Ｖｄｃ決定部２４４は、第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ａを、変化させない。一方、Ｖｄｃ決定部２４４は、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂを、Ｖｄｃ＿ｍｉｎとＶｄｃ＿Ｘとの差をバイアス刻み数Ｎで等分した電圧だけ増加させる。
　その後、Ｖｄｃ決定部２４４は、Ｖｄｃ（ｔ）＿ａをバイアス電圧として、第１のバイアス調整器２７２に出力し、Ｖｄｃ（ｔ）＿ｂをバイアス電圧として、第２のバイアス調整器２７４に出力する。
　Ｖｄｃ決定部２４４による、第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４への出力の後、カウント制御部２３２は、ｉ＝ｉ＋１に設定し、再びｉ≦Ｎであるか否かと、ｉ≦２Ｎであるか否かを判定する。以降ｉ≦２Ｎである間、上記の処理が繰り返される。なお、これらの処理も、カウント制御部２３２により、時間（１／２β）毎に行われるように制御されている。その後、ｉ≦２Ｎでなくなると、当該第１のバイアス調整器２７２及び第２のバイアス調整器２７４への出力処理を終了する。
　以上により、図１３Ａに示すように、第１のｃＭＵＴ１３０に印加されるバイアス電圧は、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔｃまで、時間経過とともに、Ｖｄｃ＿ＸからＶｄｃ＿ｍａｘまで一定の割合で増加する。即ち、図８に示すように、時間経過とともに、第１のｃＭＵＴ１３０は、共振周波数ｆａ＿０から反共振周波数ｆａ＿Ｘまで機能する状態から、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗから反共振周波数ｆａ＿０まで機能する状態へと変化する。その後、第１のｃＭＵＴ１３０に印加されるバイアス電圧は、時刻ｔ＝Ｔｃからｔ＝２Ｔｃまで、Ｖｄｃ＿ｍａｘで一定となる。即ち、第１のｃＭＵＴ１３０は、最小値ｆｒｑ＿ｌｏｗからｆａ＿０まで機能する状態で維持される。
　また、図１３Ｂに示すように、第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるバイアス電圧は、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔｃまで、Ｖｄｃ＿ｍｉｎで一定となる。即ち、第２のｃＭＵＴ１４０は、図８に示すように、共振周波数ｆｒ＿０から最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで機能する状態で維持される。その後、第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるバイアス電圧は、時刻ｔ＝Ｔｃからｔ＝２Ｔｃまで、時間経過とともに、Ｖｄｃ＿ｍｉｎからＶｄｃ＿Ｘまで一定の割合で増加する。即ち、時間経過とともに、第２のｃＭＵＴ１４０は、共振周波数ｆｒ＿０から最大値ｆｒｑ＿ｕｐまで機能する状態から、共振周波数ｆａ＿０から反共振周波数ｆａ＿Ｘまで機能する状態へと変化する。
　本実施形態においても、第２の実施形態の場合と同様に、超音波画像取得時において、パルス発生器２６０は、パルスを生成し、このパルスは、第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０に印加される。ここで、このパルスが第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるタイミングは、時間ｔ＝０（ｉ＝０）のときである。即ち、パルス波を射出するとき、第１のｃＭＵＴ１３０には、Ｖｄｃ＿Ｘのバイアス電圧が印加されており、第２のｃＭＵＴ１４０には、Ｖｄｃ＿ｍｉｎのバイアス電圧が印加されている。そして、パルス波を射出後、時間ｔ＝Ｔｃまで、第１のｃＭＵＴ１３０に印加されるバイアス電圧は増加し、その後一定となり、第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるバイアス電圧は、時間ｔ＝Ｔｃまで一定であり、その後増加する。
　第１のｃＭＵＴ１３０は、バイアス電圧値Ｖｄｃ＿Ｘが印加された状態でパルス波を射出し、その後、照射対象物内で反射した超音波を受信する。同様に、第２のｃＭＵＴ１４０は、バイアス電圧値Ｖｄｃ＿ｍｉｎが印加された状態でパルス波を射出し、その後、照射対象物内で反射した超音波を受信する。第１のｃＭＵＴ１３０及び第２のｃＭＵＴ１４０が受信した信号に基づいて、超音波画像が得られる。
　本実施形態によれば、超音波プローブ装置は、ｃＭＵＴアレイ１００から近い部分を特に精度良く画像化することができる。即ち、ｃＭＵＴアレイ１００から近い部分で反射して、ｃＭＵＴアレイ１００に到達する超音波は、比較的高い周波数を有している。本実施形態においては、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧は、パルス波を射出してから時間Ｔｃまでの間は、低い値であるＶｄｃ＿ｍｉｎから変化させない。即ち、第２のｃＭＵＴ１４０は、パルス波を射出してから時間Ｔｃまでの間は、比較的高い周波数帯域で機能する。その間、比較的低い周波数を有する超音波は、バイアス電圧が徐々に上昇する第１のｃＭＵＴによって受信される。
　時間Ｔｃが経過した後は、ｃＭＵＴアレイ１００に到達する超音波は、ｃＭＵＴアレイ１００から遠い部分で反射した超音波を多く含むので、比較的低い周波数の超音波を多く含む。そこで、第２のｃＭＵＴ１４０が機能する周波数帯域を徐々に低下させるため、第２のｃＭＵＴ１４０に印加されるバイアス電圧は徐々に上昇する。
　このように本実施形態によれば、超音波プローブ装置は、ｃＭＵＴアレイ１００から近い部分を特に精度良く画像化することができるとともに、バイアス電圧の調整によって、低周波数の超音波も良好に受信することができるので、ｃＭＵＴアレイ１００から遠い部分も、良好な画像を得ることができる。　
　また、第２のｃＭＵＴに印加するバイアス電圧が変化させられずに、一定に保たれても同様の効果が得られる。
　なお、本実施形態においては、ｃＭＵＴアレイ１００から近い部分を特に精度良く画像化するため、高い周波数の超音波を効率よく捉えるよう、第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧は、低いまま維持されるよう構成されている。これとは逆に、ｃＭＵＴアレイ１００から遠い部分を特に精度良く画像化するため、低い周波数の超音波を効率よく捉えるよう、例えば第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧が、高いまま維持されるように構成されてもよい。
　また、第１のｃＭＵＴ１３０に印加するバイアス電圧を高いまま維持するとき、もう一方の第２のｃＭＵＴ１４０に印加するバイアス電圧を、高いほうから低いほうに徐々に下げるようにしてもよい。このように、バイアス電圧を徐々に下げると、徐々に高い周波数に対する感度がよくなり、その結果、音の伝搬の非線形成に伴って生じる、高調波成分を有する超音波を受信することができるという効果が得られる。
　尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Claims (25)

  1. 　印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて送受信できる超音波の周波数範囲が変化する複数の静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）を具備する超音波プローブ装置であって、
    　前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、複数のグループのうちの何れか１つに属し、該複数のグループの各々は、少なくとも１つの該静電容量型超音波振動子を含み、
    　当該超音波プローブ装置の動作期間内で、連続した周波数帯である動作周波数に含まれる全ての周波数が、当該超音波プローブ装置によって送信及び／又は受信されるように、前記グループ毎に異なる前記バイアス電圧値と、当該バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加するタイミングとを決定する帯域制御部（２２０）と、
    　前記帯域制御部が決定する前記バイアス電圧値と前記タイミングとに応じて、前記静電容量型超音波振動子に印加する前記直流バイアス電圧を変更する、バイアス電圧変更部（２７２，２７４）と、
    　を具備することを特徴とする超音波プローブ装置。
  2. 　前記バイアス電圧値は、前記動作期間中に変化せず、
    　前記動作周波数に含まれる全ての周波数は、前記動作期間中を通して前記複数のグループに属する静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）によって送信及び／又は受信される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ装置。
  3. 　前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係を示す、バイアス電圧－周波数関係情報を記憶する記憶部（２９０）を更に具備し、
    　前記帯域制御部（２２０）は、前記記憶部に記憶された前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記バイアス電圧値を決定する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の超音波プローブ装置。
  4. 　前記グループの数はｍ個（ｍは２以上の自然数）であり、
    　前記帯域制御部（２２０）は、
    　　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記動作周波数の最低値が前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を決定し、
    　　ｎ（ｎはｍ以下の自然数）が２以上のとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎのバイアス電圧値を、該第ｎのバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、第（ｎ－１）のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定し、
    　前記バイアス電圧変更部（２７２，２７４）は、第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）に、前記第ｎのバイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ装置。
  5. 　前記第ｎのバイアス電圧値を、ｎが小さい方から順に決定していくことを特徴とする請求項４に記載の超音波プローブ装置。
  6. 　前記グループの数は２つであり、
    　前記帯域制御部（２２０）は、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　前記動作周波数の最低値が前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値と、
    　　前記動作周波数の最高値が前記送受信可能周波数の最高値となる第２のバイアス電圧値と、
    　を算出するバイアス電圧算出部（２２２）と、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　前記第１のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である判定用最高周波数と、
    　　前記第２のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最低値である判定用最低周波数と、
    　を算出する周波数算出部（２２４）と、
    　前記判定用最高周波数が前記判定用最低周波数以上であるか否かを判定する周波数判定部（２２６）と、
    　前記判定用最高周波数が前記判定用最低周波数以上でないとき、前記最高周波数をより小さな値に再設定し、前記バイアス電圧算出部による算出と、前記周波数算出部による算出と、前記周波数判定部による判定とを繰り返させる、周波数再設定部（２２８）と、
    　を有し、
    　前記判定用最高周波数が前記判定用最低周波数以上であるとき、前記バイアス電圧変更部（２７２，２７４）は、２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）に、前記第１のバイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、他方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第２のバイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ装置。
  7. 　前記グループの数はｍ個（ｍは２以上の自然数）であり、
    　前記帯域制御部は、
    　　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎのバイアス電圧値（ｎはｍ以下の自然数）を算出するバイアス電圧算出部（２２２）と、
    　　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎの判定用最高周波数を算出する周波数算出部（２２４）と、
    　を有し、
    　前記バイアス電圧算出部は、
    　　ｎが１のとき、前記動作周波数の最低値が前記送受信可能周波数の最低値となる前記第ｎのバイアス電圧値を算出し、
    　　ｎが２以上のとき、前記第（ｎ－１）の判定用最高周波数が前記送受信可能周波数の最低値以上となる前記第ｎのバイアス電圧値を算出し、
    　前記周波数算出部は、
    　　ｎが１以上（ｍ－１）以下のとき、前記第ｎのバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である前記第ｎの判定用最高周波数を算出し、
    　前記バイアス電圧変更部（２７２，２７４）は、第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）に、前記第ｎのバイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ装置。
  8. 　前記バイアス電圧－周波数関係情報は、
    　　前記バイアス電圧値と前記送受信可能周波数の最小値との関係が、該バイアス電圧値と前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）の共振周波数との関係を示す情報であり、
    　　前記バイアス電圧値と前記送受信可能周波数の最大値との関係が、該バイアス電圧値と前記静電容量型超音波振動子の反共振周波数との関係を示す情報である、
    　ことを特徴とする請求項３乃至７のうち何れか１項に記載の超音波プローブ装置。
  9. 　前記超音波が到達する距離と該超音波の周波数との関係を示す情報を記憶する距離－周波数関係記憶部（２９０）と、
    　前記超音波が到達する距離と該超音波の周波数との関係に基づいて、ユーザが指定する前記超音波の到達距離から、前記動作周波数の最低値を決定するコントロール部（２１０）と、
    　を更に具備することを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の超音波プローブ装置。
  10. 　前記動作期間の開始時に、当該超音波プローブ装置は、超音波を送信し、
    　前記動作期間中に、当該超音波プローブ装置は、超音波を受信し、
    　前記バイアス電圧値は、前記超音波を受信している前記動作期間中に変化し、
    　前記動作期間中の各時点での当該超音波プローブ装置が送信及び／又は受信する連続した周波数帯である瞬間動作周波数に含まれる全ての周波数は、前記複数のグループに属する静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）によって送信及び／又は受信される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ装置。
  11. 　前記動作期間中の時間経過に従って、
    　　前記瞬間動作周波数の最高値である前記瞬間最高周波数は、前記動作周波数の最高値から単調減少し、
    　　前記瞬間動作周波数の最低値である前記瞬間最低周波数は、初期値から単調減少して前記動作周波数の最低値に達する、
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の超音波プローブ装置。
  12. 　前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係を示す、バイアス電圧－周波数関係情報を記憶する記憶部（２９０）を更に具備し、
    　前記帯域制御部（２２０）は、前記記憶部に記憶された前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記バイアス電圧値と前記タイミングとを決定する、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の超音波プローブ装置。
  13. 　前記グループの数はｍ個（ｍは２以上の自然数）であり、
    　前記帯域制御部（２２０）は、
    　　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記動作周波数の最低値が前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を決定し、
    　　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第２のバイアス電圧値を、該第２のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、前記第１のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定し、
    　　前記動作期間中の時間経過と共に、第ｎ番目（ｎはｍ以下の自然数）のグループに属する前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である、第ｎ印加バイアス電圧値の、ｎが１であるときの値である第１印加バイアス電圧値を、前記第２のバイアス電圧値から前記第１のバイアス電圧値まで変化させ、
    　　ｎが２以上のとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎ印加バイアス電圧値を、該第ｎ印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、第（ｎ－１）印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定し、
    　前記バイアス電圧変更部（２７２，２７４）は、第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第ｎ印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加する、
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の超音波プローブ装置。
  14. 　前記第ｎのバイアス電圧値を、ｎが小さい方から順に決定していくことを特徴とする請求項１３に記載の超音波プローブ装置。
  15. 　前記グループの数は２つであり、
    　前記帯域制御部（２２０）は、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　前記動作周波数の最低値が前記送受信可能周波数の最低値となる最大バイアス電圧値と、
    　　前記動作周波数の最高値が前記送受信可能周波数の最高値となる最小バイアス電圧値と、
    　を算出するバイアス電圧算出部（２３４）と、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　前記最大バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である第１の判定用最高周波数と、
    　　前記最小バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最低値である第１の判定用最低周波数と、
    　を算出する周波数算出部（２３６）と、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　第１の判定用最高周波数が前記送受信可能周波数の最高値となる中間バイアス電圧値と、
    　　前記中間バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である第２の判定用最高周波数と、
    　を算出する中間周波数算出部（２３８）と、
    　前記第２の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上であるか否かを判定する周波数判定部（２４０）と、
    　前記第２の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上でないとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記第１の判定用最低周波数が前記送受信可能周波数の最高値となる前記バイアス電圧値を算出し、該バイアス電圧値を中間バイアス電圧値に再設定する周波数再設定部（２４２）と、
    　　２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である第１印加バイアス電圧値と、
    　　他方に属する前記静電容量型超音波振動子に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である第２印加バイアス電圧値と、
    　を決定するバイアス電圧決定部（２４４）と、
    　を有し、
    　前記バイアス電圧決定部は、第１印加バイアス電圧値を、前記動作期間中の時間経過と共に、前記中間バイアス電圧値から、前記最大バイアス電圧値まで変化させ、
    　前記周波数算出部は、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記第１印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最高値である第３の判定用最高周波数を算出し、
    　前記周波数判定部は、前記第３の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上であるか否かを判定し、
    　前記第３の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上であるとき、前記バイアス電圧変更部（２７２，２７４）は、２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第１印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、他方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記最小バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、
    　前記第３の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上でないとき、
    　　前記バイアス電圧決定部は、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記送受信可能周波数の最低値が前記第３の判定用最高周波数以下となる第２印加バイアス電圧値を算出し、
    　　前記バイアス電圧変更部は、２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第１印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、他方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第２印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加する、
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の超音波プローブ装置。
  16. 　前記グループの数はｍ個（ｍは２以上の自然数）であり、
    　前記帯域制御部（２２０）は、
    　　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記動作周波数の最低値が前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を算出するバイアス電圧算出部（２３４）と、
    　　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記第１のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値を算出する周波数算出部（２３６）と、
    　　前記動作期間中の前記静電容量型超音波振動子に印加する前記バイアス電圧値を決定するバイアス電圧決定部（２４４）と、
    　を有し、
    　前記バイアス電圧決定部は、第ｎ番目（ｎはｍ以下の自然数）のグループに属する前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である、第ｎ印加バイアス電圧値のｎが１であるときの値である第１印加バイアス電圧値を、前記第２のバイアス電圧値から、前記第１のバイアス電圧値まで変化させ、
    　前記周波数算出部は、ｎが２以上（ｍ－１）以下のとき、前記第ｎのバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最高値である第ｎの判定用最高周波数を算出し、
    　前記バイアス電圧決定部は、ｎが２以上のとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎ印加バイアス電圧値を、該第ｎ印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、前記第（ｎ－１）の判定用最高周波数以下となるように決定し、
    　前記バイアス電圧変更部（２７２，２７４）は、第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に印加する直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値を、前記第ｎ印加バイアス電圧値とする、
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の超音波プローブ装置。
  17. 　前記バイアス電圧－周波数関係情報は、
    　　前記バイアス電圧値と前記送受信可能周波数の最小値との関係が、該バイアス電圧値と前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）の共振周波数との関係を示す情報であり、
    　　前記バイアス電圧値と前記送受信可能周波数の最大値との関係が、該バイアス電圧値と前記静電容量型超音波振動子の反共振周波数との関係を示す情報である、
    　ことを特徴とする請求項１２乃至１６のうち何れか１項に記載の超音波プローブ装置。
  18. 　前記超音波が到達する距離と該超音波の周波数との関係を示す情報を記憶する距離－周波数関係記憶部と、
    　前記超音波が到達する距離と該超音波の周波数との関係に基づいて、ユーザが指定する前記超音波の到達距離から、前記動作周波数の最低値を決定するコントロール部と、
    　を更に具備することを特徴とする請求項１０乃至１６のうち何れか１項に記載の超音波プローブ装置。
  19. 　前記動作期間の開始時に、当該超音波プローブ装置は、超音波を送信し、
    　前記動作期間中に、当該超音波プローブ装置は、超音波を受信し、
    　前記バイアス電圧値は、前記超音波を受信している前記動作期間中に変化し、
    　前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係を示す、バイアス電圧－周波数関係情報を記憶する記憶部（２９０）を更に具備し、
    　前記グループの数は２つであり、
    　前記前記帯域制御部（２２０）は、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　前記動作周波数の最低値が前記送受信可能周波数の最低値となる最大バイアス電圧値と、
    　　前記動作周波数の最高値が前記送受信可能周波数の最高値となる最小バイアス電圧値と、
    　を算出するバイアス電圧算出部（２３４）と、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　前記最大バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である第１の判定用最高周波数と、
    　　前記最小バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最低値である第１の判定用最低周波数と、
    　を算出する周波数算出部（２３６）と、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、
    　　第１の判定用最高周波数が前記送受信可能周波数の最高値となる中間バイアス電圧値と、
    　　前記中間バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である第２の判定用最高周波数と、
    　を算出する中間周波数算出部（２３８）と、
    　前記第２の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上であるか否かを判定する周波数判定部（２４０）と、
    　前記第２の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上でないとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記第１の判定用最低周波数が前記送受信可能周波数の最高値となる前記バイアス電圧値を算出し、該バイアス電圧値を中間バイアス電圧値に再設定する周波数再設定部（２４２）と、
    　　２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である第１印加バイアス電圧値と、
    　　他方に属する前記静電容量型超音波振動子に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である第２印加バイアス電圧値と、
    　を決定するバイアス電圧決定部（２４４）と、
    　を有し、
    　前記バイアス電圧決定部は、前記動作期間中の時間経過と共に、
    　　前記第１印加バイアス電圧値を前記中間バイアス電圧値から前記最大バイアス電圧値まで変化させ、前記第２印加バイアス電圧値を前記最小バイアス電圧値に維持し、
    　　前記第１印加バイアス電圧値を前記最大バイアス電圧値にした後は、前記第１印加バイアス電圧値を前記最大バイアス電圧値に維持し、前記第２印加バイアス電圧値を前記最小バイアス電圧値から前記中間バイアス電圧値まで変化させ、
    　前記バイアス電圧変更部（２７２，２７４）は、２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第１印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、他方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第２印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ装置。
  20. 　印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて、送受信できる超音波の周波数範囲が変化する、複数の静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）を具備し、前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）のグループのうちの何れか１つに属し、該ｍ個のグループの各々は、少なくとも１つの前記静電容量型超音波振動子を含む、超音波プローブ装置の制御方法であって、
    　ｎ（ｎはｍ以下の自然数）が１のとき、前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係である、バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、当該超音波プローブ装置が送信及び／又は受信する連続した周波数帯である動作周波数の最低値が、前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を算出することと、
    　ｎが２以上のとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎのバイアス電圧値を、該第ｎのバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、第（ｎ－１）のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定することと、
    　第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第ｎのバイアス電圧値を有する前記直流バイアス電圧を印加することと、
    　を具備することを特徴とする超音波プローブ装置の制御方法。
  21. 　印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて、送受信できる超音波の周波数範囲が変化する、複数の静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）を具備し、前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、２つのグループのうちの何れか１つに属し、該２つのグループの各々は、少なくとも１つの前記静電容量型超音波振動子を含む、超音波プローブ装置の制御方法であって、
    　前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係である、バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、当該超音波プローブ装置が送信及び／又は受信する連続した周波数帯である動作周波数の最低値が、前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記動作周波数の最高値が、前記送受信可能周波数の最高値となる第２のバイアス電圧値を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記第１のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である判定用最高周波数を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記第２のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最低値である判定用最低周波数を算出することと、
    　前記判定用最高周波数が前記判定用最低周波数以上であるか否かを判定することと、
    　前記判定用最高周波数が前記判定用最低周波数以上でないとき、前記最高周波数をより小さな値に再設定し、前記第２のバイアス電圧値の算出と、前記判定用最高周波数の算出と、前記判定用最低周波数の算出と、前記判定とを繰り返すことと、
    　前記判定用最高周波数が前記判定用最低周波数以上であるとき、２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第１のバイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、他方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第２のバイアス電圧値を有する前記直流バイアス電圧を印加することと、
    　を具備することを特徴とする超音波プローブ装置の制御方法。
  22. 　印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて、送受信できる超音波の周波数範囲が変化する、複数の静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）を具備し、前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）のグループのうちの何れか１つに属し、該ｍ個のグループの各々は、少なくとも１つの前記静電容量型超音波振動子を含む超音波プローブ装置の制御方法であって、
    　前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係である、バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、当該超音波プローブ装置が送信及び／又は受信する連続した周波数帯である動作周波数の最低値が、前記送受信可能周波数の最低値となる第１のバイアス電圧値を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第２のバイアス電圧値を、該第２のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、前記第１のバイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定することと、
    　動作期間中の時間経過と共に、第ｎ番目（ｎはｍ以下の自然数）のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に印加する前記直流バイアス電圧の前記バイアス電圧値である、第ｎ印加バイアス電圧値の、ｎが１であるときの値である第１印加バイアス電圧値を、前記第２のバイアス電圧値から前記第１のバイアス電圧値まで変化させることと、
    　ｎが２以上のとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第ｎ印加バイアス電圧値を、該第ｎ印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最低値が、第（ｎ－１）印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値以下となるように決定することと、
    　第ｎ番目のグループに属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第ｎ印加バイアス電圧値を有する前記直流バイアス電圧を印加することと、
    　を具備することを特徴とする超音波プローブ装置の制御方法。
  23. 　印加される直流バイアス電圧のバイアス電圧値に応じて、送受信できる超音波の周波数範囲が変化する、複数の静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）を具備し、前記複数の静電容量型超音波振動子の各々は、２つのグループのうちの何れか１つに属し、該２つのグループの各々は、少なくとも１つの前記静電容量型超音波振動子を含む、超音波プローブ装置の制御方法であって、
    　前記直流バイアス電圧を印加したときに前記静電容量型超音波振動子によって送信及び／又は受信できる超音波の周波数範囲である送受信可能周波数と、前記バイアス電圧値との関係である、バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、当該超音波プローブ装置が送信及び／又は受信する連続した周波数帯である動作周波数の最低値が、前記送受信可能周波数の最低値となる最大バイアス電圧値を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記動作周波数の最高値が、前記送受信可能周波数の最高値となる最小バイアス電圧値を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記最大バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である第１の判定用最高周波数を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記最小バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最低値である第１の判定用最低周波数を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、第１の判定用最高周波数が前記送受信可能周波数の最高値となる中間バイアス電圧値を算出することと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記中間バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの、前記送受信可能周波数の最高値である第２の判定用最高周波数を算出することと、
    　前記第２の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上であるか否かを判定することと、
    　前記第２の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上でないとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記第１の判定用最低周波数が前記送受信可能周波数の最高値となる前記バイアス電圧値を算出し、該バイアス電圧値を中間バイアス電圧値に再設定することと、
    　前記動作期間中の時間経過と共に、第１印加バイアス電圧値を、前記中間バイアス電圧値から、前記最大バイアス電圧値まで変化させることと、
    　前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて算出した、前記第１印加バイアス電圧値の直流バイアス電圧を印加したときの前記送受信可能周波数の最高値である第３の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上であるか否かを判定することと、
    　前記第３の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上であるとき、２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第１印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、他方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記最小バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加することと、
    　前記第３の判定用最高周波数が前記第１の判定用最低周波数以上でないとき、前記バイアス電圧－周波数関係情報に基づいて、前記送受信可能周波数の最低値が前記第３の判定用最高周波数以下となる第２印加バイアス電圧値を算出し、２つある前記グループのうち一方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第１印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加し、他方に属する前記静電容量型超音波振動子に、前記第２印加バイアス電圧値を有する直流バイアス電圧を印加することと、
    　を具備することを特徴とする超音波プローブ装置の制御方法。
  24. 　前記バイアス電圧－周波数関係情報は、
    　　前記バイアス電圧値と前記送受信可能周波数の最小値との関係が、前記バイアス電圧値と前記静電容量型超音波振動子（１１０，１３０，１４０）の共振周波数との関係を示す情報であり、
    　　前記バイアス電圧値と前記送受信可能周波数の最大値との関係が、前記バイアス電圧値と前記静電容量型超音波振動子の反共振周波数との関係を示す情報である、
    　ことを特徴とする請求項２０乃至２３のうち何れか１項に記載の超音波プローブ装置の制御方法。
  25. 　前記超音波が到達する距離と該超音波の周波数との関係に基づいて、ユーザが指定する前記超音波の到達距離から、前記動作周波数の最低値を決定することを特徴とする請求項２０乃至２３のうち何れか１項に記載の超音波プローブ装置の制御方法。
PCT/JP2011/074832 2010-10-27 2011-10-27 超音波プローブ装置及びその制御方法 WO2012057272A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/774,301 US8867314B2 (en) 2010-10-27 2013-02-22 Ultrasonic probe device and its control method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010240786A JP5734620B2 (ja) 2010-10-27 2010-10-27 超音波プローブ装置及びその制御方法
JP2010-240786 2010-10-27

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/774,301 Continuation US8867314B2 (en) 2010-10-27 2013-02-22 Ultrasonic probe device and its control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012057272A1 true WO2012057272A1 (ja) 2012-05-03

Family

ID=45993975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/074832 WO2012057272A1 (ja) 2010-10-27 2011-10-27 超音波プローブ装置及びその制御方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8867314B2 (ja)
JP (1) JP5734620B2 (ja)
WO (1) WO2012057272A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108366774A (zh) * 2015-12-02 2018-08-03 蝴蝶网络有限公司 电容式微机械超声换能器（cmut）的偏置及相关装置和方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5578810B2 (ja) * 2009-06-19 2014-08-27 キヤノン株式会社 静電容量型の電気機械変換装置
JP5734620B2 (ja) * 2010-10-27 2015-06-17 オリンパス株式会社 超音波プローブ装置及びその制御方法
US8649302B2 (en) 2011-02-15 2014-02-11 Intel Mobile Communications GmbH Receiver for receiving RF-signals in a plurality of different communication bands and transceiver
KR20150046637A (ko) * 2013-10-22 2015-04-30 삼성전자주식회사 광음향 이미지와 초음파 이미지를 위한 광대역 초음파 프로브
KR101670595B1 (ko) * 2015-05-11 2016-10-31 한양대학교 산학협력단 정전 용량형 초음파 트랜스듀서를 이용한 다중 초음파 시스템
DE102015009899A1 (de) * 2015-07-30 2017-02-02 Giesecke & Devrient Gmbh Einrichtung und Verfahren zur Untersuchung von Wertdokumenten und / oder des Transports von Wertdokumenten mittels Ultraschall
WO2017149421A1 (en) * 2016-03-03 2017-09-08 Koninklijke Philips N.V. Ultrasonic cmut transducer array with improved depth of field
DK3245988T3 (da) 2016-05-18 2024-01-29 Sonikure Holdings Ltd System til ultralydsforstærket transskleral levering af lægemidler
US11047979B2 (en) * 2016-07-27 2021-06-29 Sound Technology Inc. Ultrasound transducer array
JP7203824B2 (ja) * 2017-08-15 2023-01-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 周波数調整可能な管腔内超音波装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004222827A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Aloka Co Ltd 超音波探触子及び超音波診断装置
WO2005120355A1 (ja) * 2004-06-07 2005-12-22 Olympus Corporation 静電容量型超音波トランスデューサ
JP2006122344A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Toshiba Corp 超音波画像診断装置
JP2006200976A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Denso Corp 超音波センサ
JP2008119318A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Hitachi Medical Corp 超音波探触子及び超音波診断装置
JP2009055474A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Olympus Medical Systems Corp 超音波トランスデューサ、超音波診断装置及び超音波顕微鏡

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585546A (en) * 1994-10-31 1996-12-17 Hewlett-Packard Company Apparatus and methods for controlling sensitivity of transducers
JP3356996B2 (ja) * 1998-08-21 2002-12-16 アロカ株式会社 超音波診断装置
US6585653B2 (en) 2001-07-31 2003-07-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Micro-machined ultrasonic transducer (MUT) array
JP4575372B2 (ja) * 2004-06-10 2010-11-04 オリンパス株式会社 静電容量型超音波プローブ装置
EP1762181B1 (en) * 2004-06-11 2016-04-06 Olympus Corporation Ultrasonic probe and ultrasonographic device
JP2005349003A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Toshiba Corp 超音波診断装置
CN101888809B (zh) * 2007-12-13 2012-11-28 株式会社日立医疗器械 超声波诊断装置和超声波探头
JP5325630B2 (ja) * 2009-03-27 2013-10-23 株式会社東芝 マイクロホン装置並びにその調整装置及び調整方法
JP5734620B2 (ja) * 2010-10-27 2015-06-17 オリンパス株式会社 超音波プローブ装置及びその制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004222827A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Aloka Co Ltd 超音波探触子及び超音波診断装置
WO2005120355A1 (ja) * 2004-06-07 2005-12-22 Olympus Corporation 静電容量型超音波トランスデューサ
JP2006122344A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Toshiba Corp 超音波画像診断装置
JP2006200976A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Denso Corp 超音波センサ
JP2008119318A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Hitachi Medical Corp 超音波探触子及び超音波診断装置
JP2009055474A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Olympus Medical Systems Corp 超音波トランスデューサ、超音波診断装置及び超音波顕微鏡

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108366774A (zh) * 2015-12-02 2018-08-03 蝴蝶网络有限公司 电容式微机械超声换能器（cmut）的偏置及相关装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5734620B2 (ja) 2015-06-17
US20130163383A1 (en) 2013-06-27
US8867314B2 (en) 2014-10-21
JP2012095111A (ja) 2012-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5734620B2 (ja) 超音波プローブ装置及びその制御方法
JP6684817B2 (ja) 超音波システム及び方法
JP2016533825A (ja) デュアルモードｃｍｕｔトランスデューサ
JP5966621B2 (ja) 超音波デバイス、超音波プローブ及び超音波診断装置
JPWO2009075280A1 (ja) 超音波診断装置と超音波探触子
JP2011217842A (ja) 超音波診断装置
JP2012217611A (ja) 超音波診断装置および超音波画像生成方法
WO2011122049A9 (ja) 焦点情報決定方法および装置並びに環境音速取得方法および装置
JP5589132B2 (ja) 超音波診断装置
JP2009101145A (ja) 超音波診断方法及び装置
JP6852603B2 (ja) 超音波診断装置、送信条件設定方法、およびプログラム
JP5281107B2 (ja) 超音波診断装置および超音波画像生成方法
JP6782649B2 (ja) 超音波撮像装置
JP2009090104A (ja) 超音波診断方法及び装置
JP5313610B2 (ja) 超音波診断方法及び装置
JP2015116332A (ja) 超音波プローブおよび超音波診断装置
JP5661489B2 (ja) 超音波診断装置
JP2013244207A (ja) 超音波診断装置およびデータ処理方法
WO2004032744A1 (ja) 超音波診断装置
JP2024508328A (ja) 窓化非線形周波数変調チャープを使用する音響画像処理及び測定
JP2015198734A (ja) 超音波診断装置及び制御プログラム
JP2011156287A (ja) 超音波診断装置
JP2019136297A (ja) 超音波診断装置
JP2017136253A (ja) 制御システム及び制御方法
JP2016172112A (ja) 超音波デバイス、超音波プローブ及び超音波診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11836405

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11836405

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1