超聲波探測器、超聲波測定裝置以及超聲波圖像裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及超聲波探測器、超聲波測定裝置以及超聲波圖像裝置。其中，超聲波探測器特征在于，包括：具有超聲波換能器器件的超聲波傳感器部，以及設置于具有上述超聲波傳感器部的傳感器面的引導部，上述引導部使得在上述超聲波傳感器部朝向被檢體的位置使上述傳感器面與上述被檢體的表面接觸并向第一方向移動時相對于上述被檢體的阻力小于向與上述第一方向正交的第二方向移動時相對于上述被檢體的阻力。
【專利說明】超聲波探測器、超聲波測定裝置以及超聲波圖像裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波探測器、超聲波測定裝置以及超聲波圖像裝置等。

【背景技術】
[0002]已知有利用超聲波測定系統(tǒng)(超聲波診斷裝置)得到全景圖像的方法。為了得到該全景圖像，檢查人員必須徒手一面使超聲波探測器沿著需要的軌道移動，一面進行超音波測定。但是，始終使探測器與體表保持垂直的同時，一面使對體表的按壓力恒定一面使探測器沿著預期的軌道準確地移動是很困難的，因此存在難以得到準確的全景圖像的問題。
[0003]針對該問題，例如在專利文獻I中公開有利用導軌引導超聲波探測器移動的方法。但是，這種方法存在難以按照各種測定部位的形狀或體形等進行準確的測定、裝置變得復雜等問題。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開2007-21172號公報


【發(fā)明內容】

[0007]根據本發(fā)明的幾個方式，可以提供能夠使超聲波探測器沿著需要的軌道移動的超聲波探測器、超聲波測定裝置以及超聲波圖像裝置等。
[0008]本發(fā)明的一個方式涉及一種超聲波探測器，包括:具有超聲波換能器器件的超聲波傳感器部，以及設置于具有上述超聲波傳感器部的傳感器面的引導部，上述引導部使得在上述超聲波傳感器部朝向被檢體的位置使上述傳感器面與上述被檢體的表面接觸并向第一方向移動時相對于上述被檢體的阻力小于向與上述第一方向正交的第二方向移動時相對于上述被檢體的阻力。
[0009]根據本發(fā)明一個方式，通過設置在超聲波探測器的傳感器面的引導部，超聲波探測器向第一方向的移動比向第二方向容易，因此使用者可以使超聲波探測器準確地向第一方向移動。其結果，可以以簡單的結構容易地進行一面使超聲波探測器沿著所需要的軌道準確移動一面取得多個超聲波圖像等。
[0010]另外，本發(fā)明的一個方式可以是，上述傳感器面在俯視觀察中具有細長形狀，上述引導部是將上述傳感器面的長度方向作為上述第一方向的結構。
[0011]這樣，引導部可以向傳感器面的長度方向引導超聲波探測器的移動。
[0012]另外，本發(fā)明的一個方式中可以，上述引導部具有將上述傳感器面的長度方向作為上述第一方向的第一引導部和第二引導部，上述超聲波傳感器部配置在上述第一引導部與上述第二引導部之間。
[0013]這樣，第一和第二引導部可以向傳感器面的長度方向引導超聲波探測器的移動，因此使用者可以向傳感器面的長度方向準確地引導超聲波探測器。
[0014] 另外，本發(fā)明的一個方式中可以，上述傳感器面在俯視觀察中具有矩形形狀，上述引導部在上述俯視觀察中具有設置在上述傳感器面的四個角部的第一引導部、第二引導部、第三引導部和第四引導部。
[0015]這樣，第一至第四引導部可以向第一方向引導超聲波探測器的移動，因此使用者可以使超聲波探測器向第一方向準確地移動。
[0016]另外，本發(fā)明的一個方式中，上述引導部可以與固定在上述被檢體上的超聲波測定用片材的一部分卡合，引導超聲波探測器向上述傳感器面的上述第一方向的移動。
[0017]這樣，在將超聲波測定用片材固定在被檢體上進行超聲波測定的情況下，引導部可以引導超聲波探測器向傳感器面的第一方向的移動，因此使用者可以使超聲波探測器例如向超聲波測定用片材的長度方向準確地移動。并且，由于可以按照被檢體的形狀等固定超聲波測定用片材，因此可以按照各種測定部位的形狀或體型等準確地移動。
[0018]另外，本發(fā)明的一個方式中，上述引導部從上述傳感器面起算的高度可以在上述超聲波測定用片材的厚度以下。
[0019]這樣，超聲波探測器的傳感器面可以與超聲波測定用片材的表面接觸，因此可以可靠地進行超聲波測定。
[0020]另外，本發(fā)明的一個方式中可以，上述引導部通過與上述被檢體之間的摩擦，使得在上述超聲波傳感器部朝向被檢體的位置使上述傳感器面與上述被檢體的表面接觸并向上述第一方向移動時相對于上述被檢體的阻力小于向上述第二方向移動時相對于上述被檢體的阻力。
[0021]這樣，即使在不使用超聲波測定用片材的情況下，也可以使超聲波探測器相對于被檢體向第一方向的移動比向第二方向的容易，因此使用者可以使超聲波探測器向第一方向準確地移動。
[0022]另外，本發(fā)明的一個方式中可以，上述傳感器面具有細長形狀，在上述傳感器面包括設置在上述傳感器面的長度方向的槽部。
[0023]這樣，可以將涂布在被檢體表面或超聲波測定用片材上的凝膠通過槽部有效地集中在超聲波傳感器部的發(fā)射面，因此可以防止空氣進入超聲波傳感器部與被檢體或超聲波測定用片材之間。
[0024]另外，本發(fā)明的一個方式中可以，上述超聲波傳感器部以上述超聲波換能器器件的掃描方向與上述傳感器面的長度方向平行的方式設置在上述傳感器面，上述引導部引導超聲波探測器向上述傳感器面的長度方向移動。
[0025]這樣，引導部可以向掃描方向引導超聲波探測器的移動。
[0026]本發(fā)明的其他方式涉及一種超聲波測定裝置，包括:上述任一項所述的超聲波探測器、進行超音波的發(fā)送處理的發(fā)送部、進行超聲波回波的接收處理的接收部以及進行超聲波測定的控制處理的處理部，上述處理部根據來自上述接收部的接收信號，生成超聲波全景圖像。
[0027]根據本發(fā)明的其他方式，可以以簡單的結構容易地一面使超聲波探測器沿著所需要的軌道準確移動一面取得超聲波全景圖像等。
[0028] 本發(fā)明的其他方式涉及一種超聲波圖像裝置，包括上述記載的超聲波測定裝置和顯示顯示用圖像數(shù)據的顯示部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是超聲波探測器的基本結構例。
[0030]圖2是超聲波探測器的比較例。
[0031]圖3 (A)、圖3 (B)是超聲波探測器的第一結構例。
[0032]圖4 (A)、圖4 (B)是超聲波探測器的第一結構例的變形例。
[0033]圖5 (A)、圖5 (B)是超聲波探測器的第二結構例。
[0034]圖6 (A)、圖6 (B)是超聲波探測器進行的超聲波測定的第一例。
[0035]圖7 (A)、圖7 (B)是超聲波探測器進行的超聲波測定的第二例。
[0036]圖8是超聲波探測器進行的超聲波測定的第三例。
[0037]圖9是超聲波探測器的移動的說明圖。
[0038]圖10 (A)、圖10 (B)超聲波換能器元件的基本結構例。
[0039]圖11是超聲波換能器器件的結構例。
[0040]圖12是超聲波測定裝置和超聲波圖像裝置的基本結構例。
[0041]圖13 (A)、圖13 (B)是超聲波圖像裝置的具體結構例。
[0042]符號說明
[0043]10超聲波換能器元件、21第一電極層(下部電極)、
[0044]22第二電極層(上部電極)、30壓電體膜(壓電體層)、
[0045]40空洞區(qū)域、42振動膜、45開口、
[0046]60基板、100超聲波測定裝置、
[0047]110發(fā)送部、120接收部、130處理部、
[0048]200超聲波測定用片材、220-1、220_2槽部、
[0049]300超聲波探測器、310超聲波傳感器部、
[0050]312超聲波換能器器件、320傳感器面、
[0051]330-1 ~330-4 引導部、340 槽部、350 電纜、
[0052]400超聲波圖像裝置、410顯示部、
[0053]800超聲波探測器(比較例)、810超聲波傳感器部(比較例)

【具體實施方式】
[0054]以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行具體說明。此外，以下說明的本實施方式并非不合理地限制權利要求的范圍所記載的本發(fā)明的內容，并非本實施方式中說明的全部結構作為本發(fā)明的解決方法都是必需的。
[0055]1.超聲波探測器
[0056]圖1表示本實施方式的超聲波探測器300的基本結構例。本實施方式的超聲波探測器300包括超聲波傳感器部310和引導部330(330-1、330-2)。此外，本實施方式的超聲波探測器300不局限于圖1的結構，可以實施將其一部分結構要素省略，或者替換為其他的結構要素，或者添加其他的結構要素等各種變形。
[0057]如圖1所示，超聲波探測器300在測定時，將朝向被檢體側的面作為傳感器面320，將傳感器面320的長度方向設為X方向(廣義上的第一方向)，將與X方向正交的方向設為Y方向(廣義上的第二方向)，將與X方向和Y方向正交且在測定時朝向被檢體的方向設為Z方向。
[0058]傳感器面320是形成超聲波探測器300的殼體的外表面的其中一個面，是在超聲波測定時朝向被檢體側的面。傳感器面320可以是平面，也可以是曲面。傳感器面320例如在從Z方向側觀察的俯視觀察中具有細長的形狀或矩形形狀。傳感器面320的長度方向是指，例如傳感器面320在俯視觀察中是細長形狀的情況下沿著長度方向的方向，傳感器面320在俯視觀察中是矩形形狀的情況下沿著長邊的方向。傳感器面320例如在俯視觀察中可以是橢圓形或與其近似的形狀，或者在俯視觀察中是矩形的四個角被切掉的形狀或與其近似的形狀。
[0059]超聲波傳感器部310具有超聲波換能器器件(未圖示)，向被檢體(對象物)發(fā)送超聲波，接收來自被檢體的超聲波回波。超聲波傳感器部310以超聲波換能器器件的掃描方向沿著與傳感器面320的長度方向正交的方向(Y方向)的方式設置在傳感器面320?；蛘叱暡▊鞲衅鞑?10以超聲波換能器器件的掃描方向沿著傳感器面320的長度方向(X方向)的方式設置在傳感器面320。例如如圖1所示，超聲波傳感器部310配置在第一引導部330-1與第二引導部330-2之間。后面將對超聲波換能器器件進行具體說明。
[0060]引導部330是設置在傳感器面320，從傳感器面320向被檢體側(Z方向側)突出的部件。引導部330使得在超聲波傳感器部310朝向被檢體的位置使傳感器面320與被檢體的表面接觸并向X方向移動時相對于被檢體的阻力小于向Y方向移動時相對于被檢體的阻力。其結果，超聲波探測器300向X方向的移動比向Y方向容易。引導部330引導向傳感器面320的長度方向的移動。引導部330是以傳感器面320的長度方向為X方向的結構。
[0061]如圖1所不，引導部330例如是以長度方向為X方向的方式設置的第一引導部330-1和第二引導部330-2。第一引導部330-1相對于通過傳感器面320的中心且與X方向平行的中心軸設置在-Y方向側，第二引導部330-2相對于通過傳感器面320的中心且與X方向平行中心軸設置在+Y方向側。
[0062]如后所述，在使用超聲波測定用片材進行超聲波測定時，引導部330與固定在被檢體上的超聲波測定用片材的一部分卡合，可以引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。或者在不使用超聲波測定用片材進行超聲波測定時，引導部330通過與被檢體之間的摩擦，可以使超聲波探測器300相對于被檢體向X方向的移動比向Y方向的移動容易。
[0063] 圖2作為比較例示出超聲波探測器800。圖2所示的比較例的超聲波探測器800與本實施方式的超聲波探測器300不同，在超聲波探測器800的長度方向的前端部分設置有超聲波傳感器部810。這樣的超聲波探測器難以一面使探測器穩(wěn)定地保持與被檢體表面垂直一面進行測定。
[0064]而本實施方式的超聲波探測器300如圖1所示，由于是鼠標形狀，因此可以將超聲波傳感器部設置在探測器的重心位置或靠近重心位置的位置。由此，容易一面使探測器穩(wěn)定地保持與被檢體表面垂直一面進行測定。
[0065]圖3 (A)、圖3 (B)表不本實施方式的超聲波探測器300的第一結構例。第一結構例的超聲波探測器300包括超聲波傳感器部310、第一和第二引導部330-1、330-2以及槽部340。此外，本實施方式的超聲波探測器300不局限于圖3 (A)、圖3 (B)的結構，可以實施將其一部分結構要素省略，或者替換為其他的結構要素，或者添加其他的結構要素等各種變形。例如也可以省略槽部340。
[0066]圖3 (A)是從Z方向側、即測定時朝向被檢體側的面即傳感器面320側觀察到的圖，圖3 (B)是從-X方向側觀察到的圖。另外，X、Y、Z的O各方向與圖1所示的方向對應。
[0067]圖3 (A)所示的超聲波探測器300的傳感器面320在從Z方向側觀察的俯視觀察中具有近似矩形形狀的形狀。具體而言，具有使矩形的四個角變形成圓形的形狀。
[0068]超聲波傳感器部310在圖1中已經進行了說明，在此省略具體說明。此外，超聲波傳感器部310的超聲波發(fā)射面無需與傳感器面320設置在同一個面內，超聲波傳感器部310的一部分(例如聲學透鏡等)也可以從傳感器面320向Z方向突出?；蛘叻粗暡▊鞲衅鞑?10的超聲波發(fā)射面也可以從傳感器面320向-Z方向后退。
[0069]第一和第二引導部330-1、330_2以長度方向為X方向的方式設置在傳感器面320上，引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。第一引導部330-1在傳感器面320上，相對于與X方向平行的中心軸設置在-Y方向側，第二引導部330-2在傳感器面320上，相對于與X方向平行中心軸設置在+Y方向側。
[0070]如圖3(A)、圖3(B)所示，第一、第二引導部330-1、330_2是在X方向具有長度，在Y方向具有寬度，向Z方向(被檢體側)突出的部件，沿著Y方向的截面是矩形或近似矩形的形狀。此外，第一、第二引導部330-1、330-2可以不是相同的形狀。例如第一引導部330-1的長度可以長于第二引導部330-2的長度，第一引導部330-1的寬度也可以寬于第二引導部330-2的寬度。或者，第一引導部330-1與第二引導部330-2的截面形狀也可以不同。例如，第一引導部330-1的Z方向的厚度也可以比第二引導部330-2的Z方向的厚度厚。
[0071 ] 槽部340是在X方向具有長度，在Y方向具有寬度，在-Z方向具有深度，在傳感器面320開口的槽部,設置成在傳感器面320上長度方向為X方向(廣義上的第一方向)，即，槽部340的長度方向為傳感器面320的長度方向。槽部340在沿著Y方向的截面具有凹形形狀。如圖3 (Α)、圖3 (B)所示，也可以在傳感器面320上，相對于超聲波傳感器部310在+X方向側的區(qū)域和-X方向側的區(qū)域分別設置多個槽部340。槽部340的數(shù)量不局限于圖示的數(shù)量。多個槽部340的各槽部的形狀也可以不同，例如各槽部的長度、寬度、深度等可以各不相同。另外，各槽部也可以彼此不平行。
[0072]通過設置槽部340，在一面使超聲波探測器300向X方向移動一面進行超聲波測定的情況下，可以將涂布在被檢體表面或超聲波測定用片材上的凝膠通過槽部340有效地集中在超聲波傳感器部310的發(fā)射面。由此可以防止空氣進入超聲波傳感器部310與被檢體或超聲波測定用片材之間。
[0073] 圖4 (Α)、圖4 (B)表不本實施方式的超聲波探測器300的第一結構例的變形例。在第一結構例的變形例中，超聲波傳感器部310以超聲波換能器器件的掃描方向與傳感器面320的長度方向平行的方式設置在傳感器面320。第一、第二引導部330-1、330_2引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向移動。即，可以引導超聲波探測器300向掃描方向的移動。
[0074]這樣，根據本實施方式的超聲波探測器300的第一結構例的變形例,一面使超音波探測器300沿著需要的軌道向掃描方向移動一面進行超聲波測定，可以容易地取得沿著需要的軌道的多個超聲波圖像。其結果，可以得到例如沿著需要的軌道的超聲波全景圖像坐寸ο
[0075]圖5 (A)、圖5 (B)表示本實施方式的超聲波探測器300的第二結構例。第二結構例的超聲波探測器300包括超聲波傳感器部310、第一至第四引導部330-1~330-4以及槽部340。此外，本實施方式的超聲波探測器300不局限于圖5 (A)、圖5 (B)的結構，可以實施將其一部分結構要素省略，或者替換為其他的結構要素，或者添加其他的結構要素等各種變形。例如也可以省略槽部340。
[0076]圖5 (A)是從Z方向側、即在測定時朝向被檢體側的面即傳感器面320側觀察到的圖，圖5 (B)是從-X方向側觀察到的圖。另外，X、Y、Z的各方向與圖1所示的方向對應。
[0077]超聲波傳感器部310已在圖1、圖3 (Α)、圖3 (B)中進行了說明，因此在此省略具體說明。
[0078]第一至第四引導部330-1~330-4設置在傳感器面320的第一至第四角部，引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。
[0079]在傳感器面320，在將設置有超聲波傳感器部310的區(qū)域的X坐標χ的范圍設為xa≤X≤xb,將Y坐標y的范圍設為ya≤y≤yb的情況下,第一角部是在傳感器面320上X < xa且y < ya的區(qū)域。并且，第二角部是在傳感器面320上x < xa且y > yb的區(qū)域，第三角部是在傳感器面320上X > xb且y < ya的區(qū)域，第四角部是在傳感器面320上X > xb ? y > yb 的區(qū)域。
[0080]如圖5 (A)、圖5 (B)所示，第一至第四引導部330-1~330-4是在X方向具有長度，在Y方向具有寬度，從傳感器面320向Z方向(被檢體側)突出的部件，沿著Y方向的截面是矩形或與其相近的形狀。此外，第一至第4引導部330-1~330-4的形狀不局限于圖示的形狀，也可以是例如圓柱形或橢圓柱形等。另外，第一至第四引導部330-1~330-4也可以是分別不同的形狀。另外，也可以相對于通過傳感器面320的中心且與X方向平行的中心軸，或者相對于通過傳感器面320的中心且與Y方向平行的中心軸彼此不對稱地配置第一至第四引導部330-1~330-4。
[0081]槽部340已在圖3 (A)、圖3 (B)中進行了說明，在此省略具體說明。
[0082]圖6 (A)、圖6 (B)表示本實施方式的超聲波探測器300進行的超聲波測定的第一例。在此表示使用第一結構例的超聲波探測器300和超聲波測定用片材200的情況。圖6(A)是從-Z方向側、即傳感器面320的相反側觀察到的圖，圖6 (B)是從-X方向側觀察到的圖。
[0083]超聲波測定用片材200由使超聲波透過的超聲波透過介質構成,在超聲波測定時固定在被檢體表面。超聲波探測器300經由超聲波測定用片材200向被檢體(對象物)發(fā)射超聲波。
[0084]超聲波測定用片材200是為了在超聲波測定時確保超聲波傳感器部310與被檢體之間的聲匹配(聲阻抗匹配)而設置在超聲波探測器300與被檢體之間的使超聲波透過的片材。
[0085]第一和第二引導部330-1、330_2與固定在被檢體上的超聲波測定用片材200的一部分卡合，向傳感器面320的長度方向(X方向)弓丨導超聲波探測器300的移動。具體而言，第一引導部330-1與超聲波測定用片材200的-Y方向側的端部卡合，第二引導部330-2與超聲波測定用片材200的+Y方向側的端部卡合,從而可以向傳感器面320的長度方向(X方向)引導超聲波探測器300的移動。即，超聲波測定用片材200的-Y方向側的端部的面(端面)和與該面相對的第一引導部330-1的面接觸，超聲波測定用片材200的+Y方向側的端部的面和與該面相對的第二引導部330-2的面接觸，可以限制與面垂直的方向即Y方向上的超聲波探測器300的移動。
[0086]超聲波測定用片材200的一部分是超聲波測定用片材200的一部分，是與引導部330卡合并引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)移動的部分，或者限制超聲波探測器300在Y方向的移動的部分。例如是與引導部330的突出的部分接觸并嵌合的部分，是通過嵌合引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)移動的部分，或者是限制超聲波探測器300在Y方向的移動的部分。具體而言，可以是圖6(A)、圖6 (B)所示的端部，另外也可以是圖7 (A)、圖7 (B)所示的槽部。
[0087]第一、第二引導部330-1、330_2的從傳感器面320起算的高度DA在超聲波測定用片材200的厚度DB以下。稱為，第一、第二引導部330-1、330-2各自的高度DA也可以不同。
[0088]在圖6 (A)、圖6 (B)中，作為示例示出超聲波探測器300的第一結構例(圖3 (A)、圖3 (B))的情況，第一結構例的變形例(圖4 (A)、圖4 (B))的情況也同樣。另外，第二結構例(圖5 (A)、圖5 (B))的情況也同樣。即，第一、第三引導部330-1、330-3與超聲波測定用片材200的-Y方向側的端部卡合，第二、第四引導部330-2、330-4與超聲波測定用片材200的+Y方向側的端部卡合，從而可以引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。
[0089]超聲波測定用片材200的端部是形成超聲波測定用片材200的外表面的六個面中包括+Y方向側的面及其附近的部分以及包括-Y方向側的面及其附近的部分。
[0090]在圖7 (A)、圖7 (B)中示出本實施方式的超聲波探測器300進行的超聲波測定的第二例。在此表示使用第一結構例的超聲波探測器300和超聲波測定用片材200的情況。圖7 (A)是從-Z方向側、即傳感器面320的相反側觀察到的圖，圖7 (B)是從-X方向側觀察到的圖。
[0091]圖7 (A)、圖7 (B)所示的超聲波測定用片材200包括沿著超聲波測定用片材200的長度方向(X方向)設置的第一、第二槽部220-1、220-2。第一、第二槽部220_1、220_2是引導超聲波探測器300移動的槽部。
[0092]第一、第二槽部220-1、220_2是設置在超聲波測定用片材200的超聲波探測器300側的面上，在X方向具有長度，在Y方向具有寬度，在Z方向具有深度，在超聲波測定用片材200的超聲波探測器300側的面開口的槽部。第一、第二槽部220-1、220-2在沿著Y方向的截面具有凹形形狀。第一槽部220-1相對于沿著超聲波測定用片材200的長度方向(X方向)的中心軸設置在-Y方向側，第二槽部220-2相對于沿著超聲波測定用片材200的長度方向(X方向)的中心軸設置在+Y方向側。
[0093] 第一、第二引導部330-1、330_2與固定在被檢體上的超聲波測定用片材200的一部分卡合，引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。具體而言，第一引導部330-1與超聲波測定用片材200的第一槽部220-1嵌合(廣義上是卡合)，第二引導部330-2與超聲波測定用片材200的第二槽部220-2嵌合，從而可以引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。或者可以限制超聲波探測器300相對于被檢體在Y方向上的移動。即，第一引導部330-1的面和與該面相對的第一槽部220-1的面接觸，第二引導部330-2的面和與該面相對的第二槽部220-2的面接觸，從而可以引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。
[0094]第一、第二引導部330-1、330_2的從傳感器面320起算的高度DA在超聲波測定用片材200的厚度DB以下。此外，第一、第二引導部330-1、330-2各自的高度DA也可以不同。第一、第二引導部330-1、330-2的高度DA是從傳感器面320到向Z方向突出的前端的長度。
[0095]在圖7 (A)、圖7 (B)中，作為示例示出了超聲波探測器300的第一結構例(圖3(A)、圖3 (B))的情況，第一結構例的變形例(圖4 (A)、圖4 (B))的情況也同樣。另外，第二結構例(圖5 (A)、圖5 (B))的情況也同樣。即，第一、第三卡合部330-1、330-3與超聲波測定用片材200的第一槽部220-1卡合，第二、第四卡合部330-2、330-4與超聲波測定用片材200的第二槽部220-2卡合，從而可以引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。
[0096]圖8表示本實施方式的超聲波探測器300進行的超聲波測定的第三例。在此表示未使用超聲波測定用片材200的情況。圖8是從-X方向側觀察到的圖。
[0097]第一、第二引導部330-1、330_2通過與被檢體之間的摩擦，使得在超聲波傳感器部310朝向被檢體的位置使傳感器面320與被檢體的表面接觸并向X方向移動時相對于被檢體的阻力小于向Y方向移動時相對于被檢體的阻力。其結果，第一、第二引導部330-1、330-2通過與被檢體之間的摩擦，可以使超聲波探測器300相對于被檢體向X方向的移動比向Y方向的移動容易。超聲波探測器300的第二結構例也同樣，第一至第四引導部330-1~330-4通過與被檢體之間的摩擦，可以使超聲波探測器300相對于被檢體向X方向的移動比向Y方向的移動容易。
[0098] 此外，在不使用超聲波測定用片材200的情況下，通過在被檢體表面涂布凝膠，可以防止空氣進入被檢體與超聲波傳感器部310之間。如上所述，通過在超聲波探測器300的傳感器面320設置槽部340，可以將涂布在被檢體表面的凝膠通過槽部340有效地集中在超聲波傳感器部310的發(fā)射面。
[0099]圖9是表示通過超聲波測定用片材200引導的超聲波探測器300的移動的說明圖。將超聲波測定用片材200的長度方向作為X方向。
[0100]如上所述，設置在超聲波探測器300的引導部330與固定在被檢體上的超聲波測定用片材200的一部分卡合,可以引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向(X方向)的移動。
[0101]如圖9所示，使用者將超聲波測定用片材200固定在被檢體的測定對象部位(關注的區(qū)域)，在其上安裝超聲波探測器300。此時，以掃描方向或切片方向(7 7 4 7方向)與X方向平行的方式安裝。超聲波探測器300的Y方向上的移動被限制，但X方向上的移動不受限制。即，超聲波探測器300可以在超聲波測定用片材200的長度方向上自由移動。其結果，可以使超聲波探測器300可靠地沿著由超聲波測定用片材200規(guī)定的軌道移動。另外，由于可以按照被檢體的形狀等固定超聲波測定用片材200，因此可以使超聲波探測器300按照各種測定部位的形狀或被檢體的體型等準確地移動。
[0102]這樣，由于可以一面使超聲波探測器300沿著規(guī)定的軌道移動一面進行超聲波測定，因此例如關于被檢體部位可以容易地取得沿著規(guī)定軌道的多個超聲波圖像等。并且，可以根據沿著規(guī)定軌道的多個超聲波圖像獲得超聲波全景圖像或三維超聲波圖像等。
[0103]如上所述，根據本實施方式的超聲波探測器300，通過設置在傳感器面320的引導部330，可以引導超聲波探測器300向傳感器面320的長度方向的移動。而且，通過使用超聲波測定用片材，可以引導超聲波探測器在超聲波測定用片材的長度方向上的移動。其結果，可以以簡單的結構容易地進行以下操作，即，使用者一面使超聲波探測器向超聲波測定用片材的長度方向、即沿著規(guī)定的軌道準確地移動，一面取得多個超聲波圖像等。而且可以根據這樣取得的多個超聲波圖像，獲得超聲波全景圖像或三維超聲波圖像等。
[0104]2.超聲波換能器器件
[0105]本實施方式的超聲波探測器300的超聲波傳感器部310具有超聲波換能器器件312。圖10 (A)、圖10 (B)表示超聲波換能器器件312具有的超聲波換能器元件10 (薄膜壓電式超聲波換能器元件)的基本結構例。本實施方式的超聲波換能器元件10具有振動膜42和壓電元件部。壓電元件部具有第一電極層21、壓電體膜30以及第二電極層22。此外，本實施方式的超聲波換能器兀件10不局限于圖10 (A)、圖10 (B)的結構,可以實施將其一部分結構要素省略，或者替換為其他的結構要素，或者添加其他的結構要素等各種變形。
[0106]圖10 (A)是從與元件形成面?zhèn)鹊幕宕怪钡姆较蛴^察到的形成在基板60 (硅基板)上的超聲波換能器元件10的俯視圖。圖10 (B)是表示沿著圖10 (A)的A-A’的截面的截面圖。
[0107]第一電極層21 (下部電極)在振動膜42的上層例如由金屬薄膜形成。如圖10 (A)所示，該第一電極層21也可以是向元件形成區(qū)域的外側延長，與相鄰的超聲波換能器元件10連接的配線。
[0108]壓電體膜30 (壓電層)例如由PZT (鋯鈦酸鉛)薄膜形成，設置成至少覆蓋第一電極層21的一部分。此外，壓電體膜30的材料不局限于PZT，也可以使用例如鈦酸鉛(PbTi03)、鋯酸鉛(PbZrO3)、鈦酸鉛鑭((Pb、La) T13)等。
[0109]第二電極層22 (上部電極)例如由金屬薄膜形成，設置成至少覆蓋壓電體膜30的一部分。如圖10 (A)所示，該第二電極層22也可以是向元件形成區(qū)域的外側延長，與相鄰的超聲波換能器元件10連接的配線。
[0110]振動膜42 (隔膜)設置成利用例如S12薄膜和ZrO2薄膜的雙層結構堵塞開口 45。該振動膜42可以支撐壓電體膜30和第一、第二電極層21、22并隨著壓電體膜30的伸縮而振動，產生超聲波。
[0111]開口 45配置在基板60上。由開口 45形成的空洞區(qū)域40通過從基板60的背面(未形成元件的面)側開始利用反應性離子蝕刻(RIE:Reactive 1n Etching)等進行蝕刻而形成。由因形成該空洞區(qū)域40而可振動的振動膜42的尺寸決定超聲波的諧振頻率，向壓電體膜30側(在圖10 (A)中從紙面的內側朝向外側方向)發(fā)射其超聲波。
[0112]超聲波換能器元件10的下部電極由第一電極層21形成，上部電極由第二電極層22形成。具體而言，第一電極層21中的被壓電體膜30覆蓋的部分形成下部電極，第二電極層22中的覆蓋壓電體膜30的部分形成上部電極。即，壓電體膜30設置成被下部電極和上部電極夾著。
[0113]壓電體膜30通過被向下部電極與上部電極之間，即第一電極層21與第二電極層22之間施加電壓而向面內方向伸縮。超聲波換能器元件10使用貼合薄的壓電元件部和振動膜42的單晶物(單晶片)結構，壓電元件部在面內伸縮時，貼合的振動膜42的尺寸保持不變，因此發(fā)生彎曲。因此，通過向壓電體膜30施加交流電壓，振動膜42相對于膜厚方向振動，通過該振動膜42的振動而發(fā)射超聲波。施加在壓電體膜30上的電壓例如是1V~30V，頻率例如是IMHZ~10MHZ。
[0114]塊狀)超聲波換能器元件的驅動電壓從峰到峰是100 V左右，而在圖10(A)、圖10 (B)所示的薄膜壓電式超聲波換能器元件中，可以使驅動電壓從峰值到峰減小到1V~30 V左右。
[0115]超聲波換能器元件10也作為接收發(fā)射的超聲波被對象物反射后返回的超聲波回波的接收元件而動作。振動膜42基于超聲波回波而振動，通過該振動向壓電體膜30施加壓力，在下部電極與上部電極之間產生電壓?？梢詫⒃撾妷鹤鳛榻邮招盘柸〕?。
[0116]圖11表示本實施方式的超聲波探測器300具有的超聲波換能器器件312的結構例。本結構例的超聲波換能器器件312包括配置成陣列狀的多個超聲波換能器元件10、第I~第η (η是2以上的整數(shù))驅動電極線DLl~DLn、以及第I~第m (m是2以上的整數(shù))公共電極線CLl~CLm。在圖11中作為示例示出m=8、n=12的情況，也可以是除此之外的數(shù)值。此外，本實施方式的超聲波換能器器件312不局限于圖11的結構，也可以實施將其一部分結構要素省略，或者替換成其他結構要素，或者添加其他結構要素的各種變形。
[0117]多個超聲波換能器元件10配置成m行η列的矩陣狀。例如如圖11所示，在X方向配置8行，并且在與X方向交叉的Y方向配置12列。超聲波換能器元件10例如可以形成圖10 (Α)、圖10 (B)所示的結構。
[0118]第I~第12 (廣義上第η)驅動電極線DLl~DL12配置在X方向。第I~第12驅動電極線DLl~DL12中的第j (j是I≤j≤12的整數(shù))驅動電極線DLj與配置在第j列的各超聲波換能器元件10具有的第一電極連接。
[0119]在發(fā)射超聲波的發(fā)送期間，后述的發(fā)送部110輸出的第I~第12發(fā)送信號VTl~VT12通過驅動電極線DLl~DL12供應到各超聲波換能器元件10。并且，在接收超聲波回波信號的接收期間，來自超聲波換能器元件10的接收信號VRl~VR12通過驅動電極線DLl~DL12向后述的接收部120輸出。
[0120]第I~第8 (廣義上第m)公共電極線CLl~CL8配置在Y方向。超聲波換能器元件10具有的第二電極與第I~第m公共電極線CLl~CLm中的任意一個連接。具體而言，例如如圖11所示,第I~第8公共電極線CLl~CL8中的第i (i是I≤i≤8的整數(shù))公共電極線CLi與配置在第i列的各超聲波換能器元件10具有的第二電極連接。
[0121]在I~第8公共電極線CLl~CL8被供應有公共電壓VC0M。該公共電壓是恒定的直流電壓即可，也可以不是OV即地電位(接地電位)。
[0122]例如關于第I行第I列的超聲波換能器元件10，第一電極與驅動電極線DLl連接，第二電極與第一公共電極線CLl連接。另外，例如關于第4行第6列的超聲波換能器元件10，第一電極與第6驅動電極線DL6連接，第二電極與第4公共電極線CL4連接。
[0123]此外，超聲波換能器元件10的配置不局限于圖11所示的m行η列的矩陣配置。例如也可以在奇數(shù)列配置m個超聲波換能器元件10，在偶數(shù)列配置m-Ι個超聲波換能器元件10即所謂的交錯配置。
[0124]超聲波換能器器件312包含的元件不局限于上述的薄膜壓電式超音波換能器元件，例如可以是塊狀壓電式超聲波換能器元件，也可以是電容式微加工超聲傳感器元件(CMUT:Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)。
[0125]3.超聲波測定裝置及超聲波圖像裝置
[0126]圖12表示本實施方式的超聲波測定裝置100和超聲波圖像裝置400的基本結構例。超聲波測定裝置100包括超聲波探測器300、發(fā)送部110、接收部120以及處理部130。超聲波圖像裝置400包括超聲波測定裝置100和顯示部410。此外，本實施方式的超聲波測定裝置100和超聲波圖像裝置400不局限于圖12的結構，也可以實施將其一部分結構要素省略，或者替換成其他結構要素，或者添加其他結構要素的各種變形。
[0127]超聲波探測器300已經進行了說明，因此在此省略具體說明。此外，如圖12所示，超聲波探測器300可以間隔著超聲波測定用片材200進行超聲波測定，也可以不間隔著超聲波測定用片材200進行超聲波測定。
[0128]發(fā)送部110進行超聲波的發(fā)送處理。具體而言，發(fā)送部110向超聲波探測器300輸出發(fā)送信號(驅動信號)，超聲波探測器300具有的超聲波換能器器件312將電信號即發(fā)送信號轉換成超聲波，然后向對象物發(fā)射超聲波。發(fā)送部110的至少一部分也可以設置于超聲波探測器300。
[0129]接收部120進行超聲波回波的接收處理。具體而言，超聲波探測器300具有的超聲波換能器器件312將來自對象物的超聲波回波轉換成電信號。然后，接收部120對來自超聲波換能器器件312的電信號即接收信號(模擬信號)進行放大、檢波、Α/D轉換、相位匹配等接收處理，將接收處理后的信號即接收信號(數(shù)字數(shù)據)向處理部130輸出。接收部120的至少一部分也可以設置于超聲波探測器300。
[0130]處理部130根據超聲波測定的控制處理或來自接收部120的接收信號進行圖像數(shù)據的生成處理。生成的圖像數(shù)據向顯示部410輸出。
[0131] 顯示部410例如是液晶顯示器、有機EL顯示器等顯示裝置，顯示來自處理部130的顯示用圖像數(shù)據。
[0132]圖13 (A)、圖13 (B)表示本實施方式的超聲波圖像裝置400的具體結構例。圖13 (A)表示便攜式超聲波圖像裝置400，圖13 (B)表示固定式超聲波圖像裝置400。
[0133]超聲波探測器300通過電纜350與超聲波圖像裝置主體連接。顯示部410對顯示用圖像數(shù)據進行顯示。
[0134]此外，如上所述對本實施方式進行了具體說明，但可以進行實質上不脫離本發(fā)明的新事項和效果的諸多變形，這對于本領域的技術人員來說是容易理解的。因此，這樣的變形例都落入本發(fā)明的范圍。例如在說明書或附圖中，至少一次與更廣義或同義的不同的術語一起記載的術語在說明書或附圖的任何位置都可以替換成該不同的術語。而且，超聲波探測器、超聲波測定裝置以及超聲波圖像裝置的結構、動作也都不局限于在本實施方式說明的內容，可以進行各種變形。
【權利要求】
1.一種超聲波探測器，其特征在于， 包括: 超聲波傳感器部，具有超聲波換能器器件；以及 引導部，設置于具有所述超聲波傳感器部的傳感器面， 所述引導部使得在所述超聲波傳感器部朝向被檢體的位置使所述傳感器面與所述被檢體的表面接觸并向第一方向移動時相對于所述被檢體的阻力小于向與所述第一方向正交的第二方向移動時相對于所述被檢體的阻力。
2.根據權利要求1所述的超聲波探測器，其特征在于， 所述傳感器面在俯視觀察中具有細長形狀， 所述引導部是將所述傳感器面的長度方向作為所述第一方向的結構。
3.根據權利要求1或2所述的超聲波探測器，其特征在于， 所述引導部具有將所述傳感器面的長度方向作為所述第一方向的第一引導部和第二引導部， 所述超聲波傳感器部配置在所述第一引導部與所述第二引導部之間。
4.根據權利要求1所述的超聲波探 測器，其特征在于， 所述傳感器面在俯視觀察中具有矩形形狀， 所述引導部在所述俯視觀察中具有設置在所述傳感器面的四個角部的第一引導部、第二引導部、第三引導部和第四引導部。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的超聲波探測器，其特征在于， 所述引導部與固定在所述被檢體上的超聲波測定用片材的一部分卡合，引導超聲波探測器向所述傳感器面的所述第一方向移動。
6.根據權利要求5所述的超聲波探測器，其特征在于， 所述引導部從所述傳感器面起算的高度在所述超聲波測定用片材的厚度以下。
7.根據權利要求1至4中任一項所述的超聲波探測器，其特征在于， 所述引導部通過與所述被檢體之間的摩擦，使得在所述超聲波傳感器部朝向所述被檢體的位置使所述傳感器面與所述被檢體的表面接觸并向所述第一方向移動時相對于所述被檢體的阻力小于向所述第二方向移動時相對于所述被檢體的阻力。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的超聲波探測器，其特征在于， 所述傳感器面具有細長形狀， 在所述傳感器面包括設置在所述傳感器面的長度方向的槽部。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的超聲波探測器，其特征在于， 所述超聲波傳感器部以所述超聲波換能器器件的掃描方向與所述傳感器面的長度方向平行的方式設置在所述傳感器面， 所述引導部引導超聲波探測器向所述傳感器面的長度方向移動。
10.一種超聲波測定裝置，其特征在于， 包括: 權利要求1至9中任一項所述的超聲波探測器； 發(fā)送部，進行超音波的發(fā)送處理； 接收部，進行超聲波回波的接收處理；以及處理部，進行超聲波測定的控制處理，所述處理部根據來自所述接收部的接收信號，生成超聲波全景圖像。
11.一種超聲波圖像裝置，其特征在于，包括:權利要求10所述的超聲波測定裝置；以及顯示部，顯示顯示用圖像 數(shù)據。
【文檔編號】A61B8/00GK104068890SQ201410101209
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2013年3月29日
【發(fā)明者】清瀨攝內 申請人:精工愛普生株式會社