超聲波測定裝置、頭單元、探測器及圖像裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供超聲波測定裝置、頭單元、探測器及圖像裝置。超聲波測定裝置包括：超聲波換能器器件，具有基板及具有配置在基板上的第一通道群及第二通道群的超聲波換能器元件陣列；第一集成電路裝置，在超聲波換能器元件陣列的第一方向上的一個端部，以長邊方向沿著與第一方向交叉的第二方向的方式安裝于基板，進(jìn)行向第一通道群發(fā)送信號及接收來自第一通道群的信號中的至少一個；及第二集成電路裝置，在超聲波換能器元件陣列的第一方向上的另一端部，以長邊方向沿著第二方向的方式安裝于基板，進(jìn)行向第二通道群發(fā)送信號及接收來自第二通道群的信號中的至少一個，在超聲波換能器元件陣列中，第一通道群和第二通道群對應(yīng)每個通道交替地沿第二方向配置。
【專利說明】超聲波測定裝置、頭單元、探測器及圖像裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波測定裝置、超聲波頭單元、超聲波探測器及超聲波圖像裝置等。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為收發(fā)超聲波的超聲波換能器元件，使用塊型(bulk)的壓電部件。例如在專利文獻(xiàn)I中，公開了如下的超聲波探測器:從塊型的壓電部件的后面電極的一部分到壓電部件的側(cè)面設(shè)有絕緣體層，并以與壓電部件的前面電極連續(xù)且繞到后面電極側(cè)的方式設(shè)有導(dǎo)電體層，在壓電部件的后面?zhèn)龋纬捎谌嵝曰宓牟季€與導(dǎo)電體層及后面電極連接。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-341085號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明擬解決的課題
[0007]但是，為了驅(qū)動塊型的壓電部件，例如需要100V左右的高電壓，因此，需要使用高耐壓的驅(qū)動1C。高耐壓的IC存在以下的問題:一般而言安裝面積大，IC的個數(shù)多，從而難以實現(xiàn)搭載該IC的裝置的小型化。
[0008]依據(jù)本發(fā)明若干方式，能夠提供可實現(xiàn)裝置的小型化的超聲波測定裝置、超聲波頭單元、超聲波探測器及超聲波圖像裝置等。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發(fā)明一方式涉及一種超聲波測定裝置，其包括:超聲波換能器器件，具有基板以及具有配置在所述基板上的第一通道群及第二通道群的超聲波換能器元件陣列；第一集成電路裝置，在所述超聲波換能器元件陣列的第一方向上的一個端部，以長邊方向沿著與所述第一方向交叉的第二方向的方式安裝于所述基板，進(jìn)行向所述第一通道群發(fā)送信號以及接收來自所述第一通道群的信號中的至少一個；以及第二集成電路裝置，在所述超聲波換能器元件陣列的所述第一方向上的另一個端部，以長邊方向沿著所述第二方向的方式安裝于所述基板，進(jìn)行向所述第二通道群發(fā)送信號以及接收來自所述第二通道群的信號中的至少一個，在所述超聲波換能器元件陣列中，所述第一通道群和所述第二通道群對應(yīng)每個通道交替地沿所述第二方向配置。
[0011]依據(jù)本發(fā)明的一方式，在超聲波換能器元件陣列的第一方向上的一個端部配置第一集成電路裝置，在另一個端部配置第二集成電路裝置，由第一集成電路裝置進(jìn)行信號的發(fā)送及接收中至少一方的第一通道群和由第二集成電路裝置進(jìn)行信號的發(fā)送及接收中至少一方的第二通道群沿第二方向交替配置。由此，可使裝置小型化。
[0012]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，在第一掃描期間，所述第一集成電路裝置將第I?第k脈沖信號中的奇數(shù)編號的脈沖信號輸出到第I?第k通道中的屬于所述第一通道群的通道，所述第二集成電路裝置將所述第I?第k脈沖信號中的偶數(shù)編號的脈沖信號輸出到所述第I?第k通道中的屬于所述第二通道群的通道，在所述第一掃描期間后的第二掃描期間，所述第二集成電路裝置將所述奇數(shù)編號的脈沖信號輸出到第2?第k+Ι通道中的屬于所述第二通道群的通道，所述第一集成電路裝置將所述偶數(shù)編號的脈沖信號輸出到所述第2?第k+Ι通道中的屬于所述第一通道群的通道，其中，k為2以上的自然數(shù)。
[0013]這樣的話，在對應(yīng)每個通道交替地配置第一通道群和第二通道群的本發(fā)明的一方式中，能夠進(jìn)行掃描動作。
[0014]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，包括將控制所述第一掃描期間及所述第二掃描期間中的發(fā)送的控制指令輸出到所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置的處理部，所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置中的各集成電路裝置具有進(jìn)行脈沖信號的發(fā)送的多個發(fā)送電路、以及基于所述控制指令控制所述多個發(fā)送電路的控制電路。
[0015]這樣的話，處理部輸出控制指令，各集成電路裝置基于控制指令控制多個發(fā)送電路，從而多個發(fā)送電路能夠發(fā)送第一掃描期間及第二掃描期間中的脈沖信號。
[0016]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，包括進(jìn)行接收信號的接收處理的處理部，所述處理部基于通過所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置發(fā)送信號而得的來自所述第一通道群的所述接收信號及來自所述第二通道群的所述接收信號進(jìn)行所述接收處理。
[0017]這樣的話，利用處理部對來自第一通道群的接收信號及來自第二通道群的接收信號進(jìn)行接收處理，從而能夠在例如接收聚焦處理(受信7 * —力7処理)等接收處理中對多個通道的接收信號進(jìn)行合成。
[0018]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，在所述超聲波換能器元件陣列中，第I?第N通道沿所述第二方向配置，所述第一通道群是所述第I?第N通道中的奇數(shù)編號的通道，所述第二通道群是所述第I?第N通道中的偶數(shù)編號的通道，其中，N為2以上的自然數(shù)。
[0019]這樣的話，能夠?qū)?yīng)每個通道交替地配置由第一集成電路裝置進(jìn)行發(fā)送及接收中至少一方的第一通道群、以及由第二集成電路裝置進(jìn)行發(fā)送及接收中至少一方的第二通道群。
[0020]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，所述第一集成電路裝置具有沿所述第二方向配置、對所述第一通道群發(fā)送信號的多個發(fā)送電路，所述第二集成電路裝置具有沿所述第二方向配置、對所述第二通道群發(fā)送信號的多個發(fā)送電路。
[0021]這樣的話，第一集成電路裝置能夠向奇數(shù)編號的通道輸出發(fā)送信號，第二集成電路裝置能夠向偶數(shù)編號的通道輸出發(fā)送信號。由此，能夠使通道的配置節(jié)距(C f )小于發(fā)送電路的配置節(jié)距，故能夠?qū)崿F(xiàn)元件節(jié)距更小的超聲波換能器元件陣列。
[0022]另外，在本發(fā)明的一方式中，所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置也可以以倒裝芯片安裝的方式安裝于所述基板。
[0023]這樣的話，例如不是通過平面封裝等在硬性基板上安裝集成電路裝置，而是能夠在超聲波換能器器件上安裝集成電路裝置，從而可小型化超聲波測定裝置。
[0024]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，所述第一通道群及所述第二通道群中的各通道具有第I?第m元件群，所述第I?第m元件群中的各元件群所含有的多個超聲波換能器元件在所述各元件群內(nèi)電并聯(lián)連接，所述第I?第m元件群電串聯(lián)連接，其中，m為2以上的自然數(shù)。
[0025]這樣的話，由于第I?第m元件群被串聯(lián)連接，從而在第I?第m元件群的接收電壓的振幅相加，能夠提高接收靈敏度。另外，由于各元件群所含有的超聲波換能器元件被并聯(lián)連接，從而能夠增大發(fā)送聲壓。這樣一來，能夠兼顧發(fā)送聲壓的增大和接收靈敏度的提聞。
[0026]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，所述第一通道群及所述第二通道群中的各通道具有第I?第m元件群，所述第I?第m元件群中的各元件群所含有的多個超聲波換能器元件在所述各元件群內(nèi)電串聯(lián)連接，所述第I?第m元件群電并聯(lián)連接，其中，m為2以上的自然數(shù)。
[0027]這樣的話，在各元件群中，多個超聲波換能器元件被串聯(lián)連接，從而多個超聲波換能器元件上的接收電壓的振幅相加，能夠提高接收靈敏度。另外，由于第I?第m元件群被并聯(lián)連接，從而能夠增大發(fā)送聲壓。這樣一來，能夠兼顧發(fā)送聲壓的增大和接收靈敏度的提聞。
[0028]另外，在本發(fā)明的一方式中，也可以是，所述基板具有陣列狀配置的多個開口，所述超聲波換能器元件陣列對應(yīng)所述多個開口中的每一個具有超聲波換能器元件，所述超聲波換能器元件具有堵住所述多個開口中的對應(yīng)開口的振動膜、以及設(shè)于所述振動膜之上的壓電元件部，所述壓電元件部具有設(shè)于所述振動膜之上的下部電極、設(shè)置成覆蓋所述下部電極的至少一部分的壓電體層、以及設(shè)置成覆蓋所述壓電體層的至少一部分的上部電極。
[0029]這樣的話，能夠通過利用壓電體層使堵住開口的振動膜振動的超聲波換能器元件構(gòu)成超聲波換能器元件陣列。由此，與使用塊型壓電元件的情況相比，可以以低電壓的驅(qū)動信號驅(qū)動超聲波換能器元件，能夠以低耐壓的工藝制造集成電路裝置，從而可以緊湊地形成集成電路裝置。
[0030]另外，本發(fā)明的另一方式涉及包括上述任一段落所述的超聲波測定裝置的超聲波頭單元。
[0031]另外，本發(fā)明的又一其它方式涉及包括上述任一段落所述的超聲波測定裝置的超聲波探測器。
[0032]另外，本發(fā)明的又一其它方式涉及包括上述超聲波探測器以及顯示顯示用圖像數(shù)據(jù)的顯示部的超聲波圖像裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1的(A)、圖1的⑶是說明本實施方式的比較例的說明圖。
[0034]圖2的⑷是超聲波探測器的規(guī)格和疾病的例中。圖2的⑶是市售的一般性探測器的規(guī)格的例中。
[0035]圖3的(A)?圖3的(C)是超聲波換能器元件的構(gòu)成例。
[0036]圖4是超聲波換能器器件(device)的構(gòu)成例。
[0037]圖5的(A)、圖5的⑶是通道的構(gòu)成例。
[0038]圖6是超聲波測定裝置的基本構(gòu)成例。
[0039]圖7是超聲波測定裝置的基本構(gòu)成例。
[0040]圖8是超聲波測定裝置的構(gòu)成例的電路框圖。
[0041]圖9是集成電路裝置的詳細(xì)構(gòu)成例。
[0042]圖10是收發(fā)控制的說明圖。
[0043]圖11是集成電路裝置的布局構(gòu)成例。
[0044]圖12是超聲波探測器的構(gòu)成例。
[0045]圖13是超聲波測定裝置的第二構(gòu)成例的電路框圖。
[0046]圖14是集成電路裝置的第二詳細(xì)構(gòu)成例。
[0047]圖15是集成電路裝置的第二布局構(gòu)成例。
[0048]圖16是通道的第一變形構(gòu)成例。
[0049]圖17是通道的第二變形構(gòu)成例。
[0050]圖18是頭單元的構(gòu)成例。
[0051]圖19的(A)?圖19的(C)是超聲波頭單元的詳細(xì)構(gòu)成例。
[0052]圖20的(A)、圖20的⑶是超聲波探測器的構(gòu)成例。
[0053]圖21是超聲波圖像裝置的構(gòu)成例。
[0054][附圖標(biāo)記說明]
[0055]10超聲波換能器兀件,21第一電極層,22第二電極層,30壓電體層,40開口，50振動膜，60基板，100超聲波換能器元件陣列，110第一集成電路裝置，112發(fā)送電路，114控制電路，115各向異性導(dǎo)電膜，116多路復(fù)用器，118收發(fā)切換電路，120第二集成電路裝置，122發(fā)送電路，124控制電路，125各向異性導(dǎo)電膜，126多路復(fù)用器，128收發(fā)切換電路，130第一柔性基板，140第二柔性基板，200超聲波換能器器件(元件芯片)，210連接部，220超聲波頭單元，230接觸部件，240探測器殼體，250支撐部件，260固定用部件，270保護(hù)部件，300超聲波探測器，310探測器頭，320探測器主體，330處理裝置，332發(fā)送部，334收發(fā)控制部，335接收部，340集成電路裝置，350電纜，400電子設(shè)備主體，410控制部，420處理部，421?424連接器，425頭單元側(cè)連接器，426探測器主體側(cè)連接器，430用戶界面部，431?433硬性基板，440顯示部，441?448集成電路裝置，451?455電路元件，500處理部，550模擬前置電路，560收發(fā)控制電路，570限幅電路，600殼體，610聲部件，CHl?CH128通道，CTSl、CTS2控制電路，DL切片方向(第一方向)，DS掃描方向(第二方向)，EGl?EG4元件群，HLl第一長邊，HL2第二長邊，LCl?LC128公共電極線，LXl?LX128信號電極線，Pl?P8脈沖信號，Sffl?SW64開關(guān)元件，Tl?T5掃描期間，TDl?TD64偽端子，TTl?TT64發(fā)送端子(收發(fā)端子)，TXl?TX64發(fā)送電路，UEl超聲波換能器元件，XAl?XA128通道端子，XCl?XC128公共端子

【具體實施方式】
[0056]以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。此外，以下說明的本實施方式并非不當(dāng)?shù)叵薅?quán)利要求書中記載的本發(fā)明的內(nèi)容，在本實施方式中說明的所有構(gòu)成作為本發(fā)明的解決手段未必是必須的。
[0057]1.本實施方式的比較例
[0058]如上所述，使用塊型的超聲波換能器元件時，需要高耐壓的驅(qū)動1C，存在難以進(jìn)行裝置的小型化的課題。例如，在手提式的超聲波圖像裝置等中，存在使其探測器、裝置主體小型化的需求，但搭載高耐壓的驅(qū)動IC則會妨礙小型化。
[0059]另外，在上述專利文獻(xiàn)I中，作為超聲波換能器元件的塊型壓電部件的電極經(jīng)由柔性基板與收發(fā)部連接。在柔性基板上僅形成有連接電極和收發(fā)部的布線，故存在部件件數(shù)、成本增加的課題。
[0060]另外，驅(qū)動超聲波換能器元件的IC(集成電路裝置)基本全部都安裝在作為硬性基板的主基板上，故設(shè)想IC通過扁平封裝構(gòu)成，IC在主基板上占據(jù)大的面積。另外，為了驅(qū)動塊型壓電部件，需要采用耐100V程度的高電壓的半導(dǎo)體工藝(半導(dǎo)體7 Π 7 )，故IC的安裝面積大。這樣，在專利文獻(xiàn)I的方法中，存在當(dāng)應(yīng)用于例如手提式的超聲波圖像裝置等時難以實現(xiàn)裝置的小型化的課題。
[0061]另外，要使用如上所述安裝面積大的IC來實現(xiàn)裝置的小型化時，可通過減少驅(qū)動通道數(shù)來減少驅(qū)動IC的面積或個數(shù)，故存在超聲波換能器元件陣列的通道數(shù)減少的課題。若通道數(shù)減少，則超聲波束的收斂性下降，從而作為超聲波圖像裝置的重要特性的分辨率下降。
[0062]因此，在本實施方式中，如以圖3的㈧等而在隨后所述地，使用薄膜的壓電元件(壓電體層30)構(gòu)成超聲波換能器元件。在該結(jié)構(gòu)中，能夠以1V?30V驅(qū)動超聲波換能器元件，故能夠使驅(qū)動IC小型化。例如在圖1的(A)中示出本實施方式的比較構(gòu)成例。
[0063]在該比較構(gòu)成例中，包括通道CHl?CH64和從兩端驅(qū)動通道CHl?CH64的集成電路裝置ic1、IC2。通道CHl?CH64由多個超聲波換能器元件構(gòu)成，例如隨后以圖5的(A)所述的元件列。由通道CHl?CH64構(gòu)成超聲波換能器元件陣列，設(shè)其掃描方向的長度為頭長〃卜''長)W。集成電路裝置IC1、IC2配置成其長邊方向沿著頭長W的方向，采用沿其長邊并排64通道的輸出端子的構(gòu)成。在本實施方式中，驅(qū)動電壓是比塊型壓電部件更低的電壓，因此，可使集成電路裝置IC1、IC2小型化，形成圖1的(A)那樣的構(gòu)成。
[0064]圖2的(A)示出本實施方式中設(shè)想的規(guī)格和疾病的例子，圖2的(B)示出市售的一般性探測器的規(guī)格的例子。根據(jù)診查的疾病的種類，具有適合觀察的深度，根據(jù)該深度設(shè)定超聲波的頻率、通道數(shù)。例如，對于圖2的(A)所示的淋巴腫大、褥瘡等，分別確定了適于觀察的深度、超聲波的頻率。如圖2的(B)所示，確定超聲波的頻率時，與其對應(yīng)地確定頭長、通道數(shù)。一般而言，深度越淺，越需要更高的頻率和更多的通道。
[0065]另一方面，如圖2的(A)、圖2的(B)所示，不管疾病、通道數(shù)如何，頭長都是相同(或大致相同)的。即，為了應(yīng)對觀察淺的部分的疾病，需要多通道化，但頭長不變。例如，如圖1的(B)所示，用與64通道時相同的頭長W構(gòu)成128通道。在該情況下，需要使集成電路裝置IC1、IC2為128通道，但由于采用耐1V?30V電壓的工藝，故難以在維持長邊方向的長度的同時實現(xiàn)多通道化。因此，長邊方向的長度變得比頭長W長，存在難以進(jìn)行緊湊的配置/布線的課題。
[0066]2.超聲波換能器元件
[0067]以下說明能夠解決這樣的課題的本實施方式的超聲波測定裝置。首先，說明適用于本實施方式的超聲波測定裝置的超聲波換能器元件。
[0068]圖3的(A)?圖3的(C)示出適用于本實施方式的超聲波換能器器件的超聲波換能器元件10的構(gòu)成例。該超聲波換能器元件10包括振動膜50 (薄膜，支撐部件)、第一電極層21 (下部電極層)、壓電體層30 (壓電體膜)、第二電極層22 (上部電極層)。
[0069]超聲波換能器兀件10形成于基板60。基板60例如是娃基板。圖3的(A)是從與元件形成面?zhèn)鹊幕?0垂直的方向觀察超聲波換能器元件10的俯視圖。圖3的(B)是示出沿圖3的㈧的AA’的截面的截面圖。圖3的(C)是示出沿圖3的㈧的BB’的截面的截面圖。
[0070]第一電極層21在振動膜50的上層例如由金屬薄膜形成。該第一電極層21也可如圖3的(A)所示那樣是向元件形成區(qū)域的外側(cè)延長并與相鄰的超聲波換能器元件10連接的布線。
[0071]壓電體層30例如由PZT(鋯鈦酸鉛)薄膜形成，設(shè)置成覆蓋第一電極層21的至少一部分。此外，壓電體層30的材料不限于PZT，也可使用例如鈦酸鉛(PbT13),鋯酸鉛(PbZrO3)，鈦酸鉛鑭((Pb，La)T13)等。
[0072]第二電極層22例如由金屬薄膜形成，設(shè)置成覆蓋壓電體層30的至少一部分。該第二電極層22也可以是如圖3的(A)所示那樣的向元件形成區(qū)域的外側(cè)延長并與相鄰的超聲波換能器元件10連接的布線。
[0073]第一電極層21中的被壓電體層30覆蓋的部分及第二電極層22中的覆蓋壓電體層30的部分中的一方形成第一電極，另一方形成第二電極。壓電體層30設(shè)置成被第一電極和第二電極夾著。也稱這些第一電極、第二電極、壓電體層30為壓電元件部。
[0074]振動膜50設(shè)置成以例如S12薄膜和ZrO2薄膜的兩層結(jié)構(gòu)堵住開口 40。該振動膜50支撐壓電體層30及第一電極層21、第二電極層22并隨壓電體層30的伸縮而振動，從而可使超聲波產(chǎn)生。
[0075]開口 40 (空穴區(qū)域)是通過從基板60的背面(未形成元件的面)側(cè)利用反應(yīng)性離子蝕刻(RIE:Reactive 1n Etching)等進(jìn)行蝕刻而形成的。由因該開口 40的形成而可振動的振動膜50的尺寸決定超聲波的共振頻率，其超聲波向壓電體層30側(cè)(圖3的(A)中是從紙面里側(cè)向近前方向)發(fā)射。
[0076]通過在第一電極和第二電極之間、即第一電極層21和第二電極層22之間施加電壓，壓電體層30向面內(nèi)方向伸縮。超聲波換能器元件10采用使薄的壓電元件(壓電體層30)和金屬板(振動膜50)相貼合的單晶(Unimorph:壓電單晶片、單層壓電片)結(jié)構(gòu)，當(dāng)壓電體層30在面內(nèi)伸縮時，貼合的振動膜50的尺寸不變，故產(chǎn)生彎曲。通過向壓電體層30施加交流電壓，振動膜50相對于膜厚方向發(fā)生振動,通過該振動膜50的振動,發(fā)射超聲波。施加于該壓電體層30的電壓例如為1V?30V，頻率例如是IMHz?10MHz。
[0077]通過如上所述地構(gòu)成超聲波換能器元件10，與塊型的超聲波換能器元件相比，能夠使元件小型化，故能使元件節(jié)距變窄。由此，能夠抑制柵瓣(々'' > 一 ^口一 7'' )的產(chǎn)生。另外，與塊型的超聲波換能器元件相比，能夠以小的電壓振幅驅(qū)動，故能夠以低耐壓的電路元件構(gòu)成驅(qū)動電路。
[0078]3.超聲波換能器器件
[0079]圖4示出本實施方式的超聲波測定裝置中包含的超聲波換能器器件200的構(gòu)成例。
[0080]此外，以下，作為超聲波換能器器件200，舉例說明了采用使用上述壓電元件(薄膜壓電元件)的類型的換能器的情況，但本實施方式并不限定于此。例如也可采用使用C-MUT (Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducers:電容式微超聲換能器)等電容性元件的類型的換能器。
[0081]另外，以下舉例說明收發(fā)通道由第I?第128通道構(gòu)成的情況，但本實施方式并不限定于此，也可由N = 128以外的第I?第N通道構(gòu)成。另外，以下舉例說明元件群連接在通道端子(信號端子)和公共端子之間的情況，但本實施方式并不限定于此。即，也可以將元件群連接在兩個信號端子之間并向該兩個信號端子供給例如逆相位的信號。
[0082]超聲波換能器器件200包括:基板60、在基板60形成的超聲波換能器元件陣列100、在基板60形成的通道端子XAl?XA128(信號端子)、在基板60形成的公共端子XCl?XC128 (廣義上為信號端子)、在基板60形成的信號電極線LXl?LX128、及在基板60形成的公共電極線LCl?LC128(廣義上為信號電極線)。
[0083]通道端子XAi (i為奇數(shù))及公共端子XCi配置在切片方向(^ 4 ^方向)DL中的超聲波換能器元件陣列100的一個端部。通道端子XAi與信號電極線LXi的一端連接，公共端子XCi與公共電極線LCi的一端連接。通道端子XAi+l(i+l為偶數(shù))及公共端子XCi+Ι配置在切片方向DL中的超聲波換能器元件陣列100的另一個端部。通道端子XAi+1與信號電極線LXi+1的一端連接，公共端子XCi+1與公共電極線LCi+1的一端連接。例如，基板60是以掃描方向DS為長邊方向的矩形，沿著該矩形的一個長邊配置奇數(shù)編號的通道端子XAi及公共端子XCi，沿矩形的另一個長邊配置偶數(shù)編號的通道端子XAi+Ι及公共端子XCi+Ι ο
[0084]這里，切片方向DL (第一方向)及掃描方向DS (第二方向)表不基板60的平面上的方向。掃描方向DS與例如線性掃描、扇形掃描等掃描動作中掃描超聲波束的方向?qū)?yīng)。切片方向DL是與掃描方向DS交叉(例如正交)的方向，在例如掃描超聲波束而得到斷層圖像的情況下，其對應(yīng)于和該斷層正交的方向。
[0085]超聲波換能器元件陣列100包括沿掃描方向DS配置的通道CHl?CH128。各通道CHi, CHi+1由電連接的多個超聲波換能器元件10構(gòu)成，與信號電極線LX1、LXi+l的另一端及公共電極線LC1、LCi+Ι的另一端連接。后述通道CH1、CHi+l的詳細(xì)構(gòu)成。
[0086]按以下進(jìn)行超聲波的收發(fā)。以奇數(shù)編號的通道為例，向通道端子XAi供給發(fā)送信號(例如電壓脈沖)時，通道CHi的超聲波換能器元件10將該發(fā)送信號轉(zhuǎn)換成超聲波，發(fā)射超聲波。接著，超聲波換能器元件10將對象物反射的超聲回波轉(zhuǎn)換為接收信號(例如電壓信號)，該接收信號從通道端子XAi輸出。此外，向公共端子XCi供給公共電壓(例如固定的電壓)。
[0087]4.通道
[0088]圖5的(A)示出通道CHi (通道元件群)的詳細(xì)構(gòu)成例。此外，也可同樣地構(gòu)成通道 CHi+1。
[0089]通道CHi包括沿切片方向DL配置的超聲波換能器元件UEl?UE8。超聲波換能器元件UEl?UE8的一個電極(例如圖3的(A)的第一電極層21)與信號電極線LXi連接。另一個電極(例如圖3的(A)的第二電極層22)與公共電極線LYl?LY8連接。公共電極線LYl?LY8沿掃描方向DS布線，與公共電極線LCi連接。
[0090]在將圖5的(A)的通道CHi應(yīng)用于圖4的情況下，則在超聲波換能器元件陣列100中，按8行128列的矩陣狀配置超聲波換能器元件10。
[0091]此外，上面舉例說明了沿切片方向DL配置8個超聲波換能器元件的情況，但本實施方式并不限定于此，也可配置M = 8以外的M個(M為2以上的自然數(shù))超聲波換能器元件。即，超聲波換能器元件陣列100可以是M行N列的矩陣。另外，超聲波換能器元件陣列100不限于矩陣狀的配置。例如，也可以混合切片方向DL的元件數(shù)不同的通道，或者，在掃描方向DS、切片方向DL上，元件可不配置在一條直線上(例如，鋸齒狀(千鳥格子狀)的配置)。
[0092]另外，上面舉例說明了 I通道由I列元件列構(gòu)成的情況，但本實施方式并不限定于此，I通道可由多列元件列構(gòu)成。例如如圖5的(B)所示，通道CHi具有沿切片方向DL配置的超聲波換能器元件UEll?UE18及UE21?UE28。超聲波換能器元件UEll?UE18、UE21?UE28與信號電極線LXl1、LX2i連接。信號電極線LXl1、LX2i與通道端子XAi連接。
[0093]另外，上面舉例說明了公共端子與各通道連接、在各通道分離公共電極線的情況，但本實施方式并不限定于此。例如，通道CHl?CH128可與共同的公共電極線及公共端子連接。
[0094]5.超聲波測定裝置的基本構(gòu)成
[0095]圖6、圖7示出本實施方式的超聲波測定裝置的基本構(gòu)成例。該超聲波測定裝置包括超聲波換能器器件200、第一柔性基板130、第二柔性基板140和安裝到超聲波換能器器件200的基板60的第一集成電路裝置110及第二集成電路裝置120。此外，以下適當(dāng)稱超聲波換能器器件200為元件芯片。
[0096]在元件芯片200的基板60的超聲波出射方向側(cè)(即、形成有壓電體層30 —側(cè))的面SYM，沿切片方向DL形成有信號電極線LXl?LX128，安裝集成電路裝置110、120。在安裝了集成電路裝置110、120的狀態(tài)下，集成電路裝置110的發(fā)送端子TTl?TT64和偽端子TDl?TD64與奇數(shù)編號的信號電極線LX1、LX3、...、LX127連接，集成電路裝置120的發(fā)送端子TTBl?TTB64和偽端子TDBl?TDB64與偶數(shù)編號的信號電極線LX2、LX4、...、LX128連接。
[0097]發(fā)送端子TTl?TT64沿集成電路裝置110的第一長邊(圖11的HLl)排列。偽端子TDl?TD64沿著集成電路裝置110的第二長邊(HL2)排列。集成電路裝置110以長邊沿著掃描方向DS且發(fā)送端子TTl?TT64側(cè)的長邊朝著超聲波換能器元件陣列100側(cè)的方式安裝于基板60。在從集成電路裝置110的安裝側(cè)觀察基板60的俯視觀察中，信號電極線LX1、LX3、...、LX127通過集成電路裝置110之下。
[0098]這里，“偽端子”例如是不輸入輸出發(fā)送信號、接收信號、控制信號等信號的端子，例如是僅形成凸點端子(^ 7端子)而在該凸點端子上未連接有電路的端子。此外，偽端子也可以包括在制造過程的測試工序中進(jìn)行信號輸入輸出的測試端子。另外，也可在偽端子上連接靜電保護(hù)電路。
[0099]此外，也可沿集成電路裝置110的第一短邊(圖11的HSl)、第二短邊(HS2)配置控制端子(圖9的TP)?？刂贫俗优c形成于元件芯片200的基板60的控制信號線連接。該控制信號線例如由與在圖3的(A)等中說明的第一電極層21、第二電極層22相同的布線層(導(dǎo)電層)形成。從例如圖8的收發(fā)控制電路560向控制端子供給發(fā)送脈沖信號、收發(fā)控制信號，集成電路裝置110基于該發(fā)送脈沖信號、收發(fā)控制信號生成發(fā)送信號。另外，雖省略了圖示，但在集成電路裝置110上也可設(shè)置公共輸出端子。公共輸出端子對元件芯片200的公共電極線LC1、LC3、...、LC127供給公共電壓。
[0100]集成電路裝置110的端子是凸點端子，例如通過對集成電路裝置110的襯墊端子(〃 y卜''端子)鍍金屬而形成?；蛘?，可以對集成電路裝置110的元件形成面形成作為絕緣層的樹脂層、金屬布線和與該金屬布線連接的凸點端子。
[0101]集成電路裝置120的端子也可以與集成電路裝置110的端子同樣地構(gòu)成。在俯視觀察中，信號電極線LX2、LX4、...、LX128通到集成電路裝置120之下。
[0102]在柔性基板130上形成有信號線LTl?LT64。該信號線LTl?LT64形成于柔性基板130的內(nèi)側(cè)(朝向圖7的紙面的右側(cè))，與元件芯片200的奇數(shù)編號的通道端子XA1、XA3、...、XA127連接。信號線LTl?LT64的另一端延伸到柔性基板130的另一端，與例如用于連接后段的電路基板的連接器端子等連接。
[0103]柔性基板140也能與柔性基板130同樣地構(gòu)成。柔性基板140的信號線LTBl?LTB64與元件芯片200的偶數(shù)編號的通道端子ΧΑ2、ΧΑ4、...、ΧΑ128連接。
[0104]說明上述的超聲波測定裝置的動作。來自集成電路裝置110，120的發(fā)送信號經(jīng)由發(fā)送端子TTl?ΤΤ64、ΤΤΒ1?ΤΤΒ64和信號電極線LXl?LX128輸入超聲波換能器元件陣列100。超聲波換能器元件陣列100根據(jù)該發(fā)送信號發(fā)射超聲波，該超聲波從觀察對象反射，其反射波被超聲波換能器元件陣列100接收。在該超聲波的接收時，來自超聲波換能器元件陣列100的接收信號經(jīng)由信號電極線LXl?LX128和通道端子XAl?ΧΑ128向柔性基板130、140的信號線LTl?LT64、LTBl?LTB64輸出。然后，接收信號輸出至后段的接收電路(例如圖8的模擬前置電路550)。集成電路裝置110、120的詳細(xì)電路構(gòu)成/動作將在后描述。
[0105]6.倒裝芯片安裝
[0106]以下，以集成電路裝置110為例說明倒裝芯片安裝。此外，集成電路裝置120也采用同樣的安裝方法。
[0107]如圖7所示，集成電路裝置110的安裝通過使用各向異性導(dǎo)電膜115(ACF:Anisotropic Conductive Film)的倒裝芯片安裝(裸片安裝)來實現(xiàn)。各向異性導(dǎo)電膜115是包含金屬微粒等導(dǎo)電粒子的樹脂膜。將該各向異性導(dǎo)電膜115夾在中間，將集成電路裝置110粘接到基板60并使各向異性導(dǎo)電膜115熱固化，從而各向異性導(dǎo)電膜115固化收縮，通過該固化收縮，使集成電路裝置110和基板60互相拉向彼此。并且，通過集成電路裝置110的突起端子(凸點)壓碎導(dǎo)電粒子而與基板60的布線導(dǎo)通，通過該突起端子抵抗固化收縮的力而支撐集成電路裝置110。對于未被端子壓迫的部分的膜，導(dǎo)電粒子間因樹脂而保持在絕緣狀態(tài)，故不會產(chǎn)生端子的短路。
[0108]通過這樣使用各向異性導(dǎo)電膜115對基板60進(jìn)行倒裝芯片安裝，與將扁平封裝的集成電路裝置安裝于后段的印刷基板(硬性基板)的情況相比，能夠縮減安裝面積。另外，本實施方式的元件芯片200如上所述地可用1V?30V左右驅(qū)動，故能夠小型化集成電路裝置110。因此，可容易地實現(xiàn)以需要高耐壓的集成電路裝置的塊型壓電元件所難以實現(xiàn)的借助倒裝芯片安裝的小型化。另外，基板60由和集成電路裝置110相同的硅基板構(gòu)成。即，因為是熱膨脹率相同的物體彼此的接合，所以與熱膨脹率不同的不同材料的接合相比，能夠?qū)崿F(xiàn)接合可靠性高的安裝。
[0109]此外，倒裝芯片安裝例如是使元件形成面在基板60側(cè)進(jìn)行安裝的面朝下安裝?；蛘撸部梢允鞘乖纬擅娴谋趁嬖诨?0側(cè)進(jìn)行安裝的面朝上安裝。
[0110]在本實施方式中，在集成電路裝置110上設(shè)有偽端子TDl?TD64。假設(shè)未設(shè)置有偽端子TDl?TD64時，則僅在集成電路裝置110的一個長邊上存在發(fā)送端子TTl?TT64，各向異性導(dǎo)電膜115的固化收縮的力在無端子側(cè)和有端子側(cè)產(chǎn)生不平衡。由于該不平衡，在無端子側(cè)產(chǎn)生使集成電路裝置110和基板60互相拉向彼此的力。另一方面，由于該拉向彼此的力，在存在端子的側(cè)產(chǎn)生支起端子的力，故有發(fā)送端子TTl?TT64從信號電極線LX1、LX3、...、LX127懸起的可能性。
[0111]在這一點上，在本實施方式中，在集成電路裝置110的第二長邊設(shè)有偽端子TDl?TD64。由此，相對于各向異性導(dǎo)電膜115的固化收縮的力，發(fā)送端子TTl?TT64的對抗力和偽端子TDl?TD64的對抗力抵消，力變得均衡，能夠保證發(fā)送端子TTl?TT64和信號電極線 LX1、LX3、...、υ(127 的導(dǎo)通。
[0112]此外，在本實施方式中，不限于采用各向異性導(dǎo)電膜115(ACF)的安裝，例如也可使用 ACP(Anisotropic Conductive Paste:各向異性導(dǎo)電膠)、NCF(Non_Conductive Film:非導(dǎo)電膜)、NCP(Non_Conductive Paste:非導(dǎo)電膠)等將集成電路裝置110安裝于基板60。
[0113]第二集成電路裝置120也與上述同樣地進(jìn)行安裝。即，集成電路裝置120利用各向異性導(dǎo)電膜125而以倒裝芯片安裝的方式安裝于元件芯片200的超聲波出射方向側(cè)的面SYM。
[0114]7.超聲波測定裝置的詳細(xì)構(gòu)成
[0115]圖8示出超聲波測定裝置的構(gòu)成例的電路框圖。該超聲波測定裝置包括元件芯片200、集成電路裝置110、120、處理部500。處理部500包括模擬前置電路550、收發(fā)控制電路560。
[0116]收發(fā)控制電路560對集成電路裝置110、120進(jìn)行超聲波的發(fā)送控制、接收控制。收發(fā)控制電路560將其控制信號經(jīng)由集成電路裝置110、120的控制端子(圖9的TP)供給到集成電路裝置110、120。
[0117]從元件芯片200經(jīng)由柔性基板130、140向模擬前置電路550輸入接收信號，模擬前置電路550對該接收信號進(jìn)行接收處理。接收處理是例如放大處理、A/D轉(zhuǎn)換處理、接收聚焦(受信7 *—力7 )處理等。另外，模擬前置電路550包括限制集成電路裝置110、120輸出的高電壓的發(fā)送信號的限幅電路570。發(fā)送信號的振幅是1V?30V左右，而模擬前置電路550以數(shù)V進(jìn)行動作，因此，發(fā)送信號按照原樣輸入到模擬前置電路550時會有破壞(靜電破壞)模擬前置電路550的可能性。因此，設(shè)置限幅電路570而不將發(fā)送信號輸入到模擬前置電路550。此外，可以不設(shè)置限幅電路570，而是設(shè)置在超聲波的發(fā)送期間斷開的開關(guān)元件。
[0118]集成電路裝置110包括放大發(fā)送脈沖信號的發(fā)送電路112、和基于來自收發(fā)控制電路560的指示控制發(fā)送電路112的控制電路114。集成電路裝置120包括放大發(fā)送脈沖信號的發(fā)送電路122、和基于來自收發(fā)控制電路560的指示控制發(fā)送電路122的控制電路124。
[0119]圖9示出集成電路裝置110的詳細(xì)構(gòu)成例。此外，舉例說明了集成電路裝置110，但集成電路裝置120也能同樣構(gòu)成。集成電路裝置110包括發(fā)送電路TXl?TX64(例如脈沖發(fā)生器)和控制電路114。發(fā)送電路TXl?ΤΧ64對應(yīng)于圖8的發(fā)送電路112。
[0120]在超聲波的發(fā)送期間，收發(fā)控制電路560經(jīng)由端子群TP(控制端子)對控制電路114輸入發(fā)送控制指令。例如，發(fā)送控制指令寫入未圖示的寄存器。控制電路114基于發(fā)送控制指令進(jìn)行掃描控制、發(fā)送聚焦控制(送信7 * —力7制御)，向發(fā)送電路TXl?TX64供給發(fā)送脈沖信號。發(fā)送電路TXl?TX64放大供給的發(fā)送脈沖信號，將該放大的發(fā)送脈沖信號經(jīng)由發(fā)送端子TTl?TT64輸出到超聲波換能器元件陣列100。
[0121]在超聲波的接收期間，超聲波換能器元件陣列100接收來自觀察對象的超聲波的反射波，該接收信號經(jīng)由信號電極線LX1、LX3、...、LX127輸入到模擬前置電路550。接收信號與發(fā)送信號相比更為微弱(電壓振幅小)，故不受限幅電路570限制而通過，輸入到模擬前置電路550的接收電路等(例如低噪聲放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路)。
[0122]8.收發(fā)控制
[0123]以進(jìn)行線性掃描的情況為例，對收發(fā)控制進(jìn)行詳細(xì)說明。圖10示出收發(fā)控制的說明圖。以下，以用8通道輸出I個超聲波束的情況為例進(jìn)行說明，但本實施方式并不限定于此。
[0124]圖10所示的掃描期間T1、T2、...分別是在線性掃描中收發(fā)I個超聲波束的期間。脈沖信號Pl?Ρ8是構(gòu)成I個超聲波束的脈沖波形的信號。通過發(fā)送聚焦控制(送信7才一力^制御)，在脈沖信號Pl?Ρ8中設(shè)有延遲。例如，在向正面方向(與基板60垂直)發(fā)射超聲波束的情況下，外側(cè)的脈沖信號Ρ1、Ρ8最先發(fā)射,朝著中心的脈沖信號Ρ4、Ρ5而延遲增大。
[0125]在掃描期間Tl中，通過通道CHl?CH8進(jìn)行收發(fā)。即，集成電路裝置110的發(fā)送電路TXl?ΤΧ4將奇數(shù)編號的脈沖信號Ρ1、Ρ3、Ρ5、Ρ7輸出到奇數(shù)編號的通道CH1、CH3、CH5、CH7。另外，集成電路裝置120的發(fā)送電路TXl?TX4將偶數(shù)編號的脈沖信號P2、P4、P6、P8輸出到偶數(shù)編號的通道CH2、CH4、CH6、CH8。在接收時，模擬前置電路550接收通道CHl?CH8的接收信號，根據(jù)發(fā)送時的延遲進(jìn)行延遲調(diào)整，相加得到I個接收信號(深度方向的I行量的信號)。
[0126]在下一掃描期間T2中，移I個通道，通過通道CH2?CH9進(jìn)行收發(fā)。即，集成電路裝置120的發(fā)送電路TXl?TX4將奇數(shù)編號的脈沖信號PU P3、P5、P7輸出到偶數(shù)編號的通道CH2、CH4、CH6、CH8。另外，集成電路裝置110的發(fā)送電路TX2?TX5將偶數(shù)編號的脈沖信號P2、P4、P6、P8輸出到奇數(shù)編號的通道CH3、CH5、CH7、CH9。模擬前置電路550從通道CH2?CH9的接收信號得到I個接收信號。
[0127]在以后的掃描期間T3、T4、..?中，每次移一個通道，進(jìn)行同樣的收發(fā)控制。
[0128]此外,脈沖信號Pl?Ρ8不限于向正面發(fā)射超聲波束,例如也可以是向相對于正面傾斜的方向發(fā)射超聲波束的具有延遲的波形。另外，脈沖信號Pl?Ρ8在各掃描期間不必是相同的，例如也可以是在各掃描期間具有不同的延遲的脈沖信號。例如，也可以具有在掃描期間Τ1、Τ2、Τ3、..?依次改變發(fā)射方向的延遲。
[0129]另外，本實施方式中不限于線性掃描，例如也可以進(jìn)行扇形掃描(相位掃描)。在進(jìn)行扇形掃描的情況下，通過通道CHl?CH128的相位控制掃描波束方向。此時，適當(dāng)?shù)乜刂萍呻娐费b置110負(fù)責(zé)的奇數(shù)編號的通道和集成電路裝置120負(fù)責(zé)的偶數(shù)編號的通道的延遲，從而控制通道CHl?CHl28的相位差(延遲)。
[0130]9.集成電路裝置的布局構(gòu)成
[0131]圖11示出集成電路裝置110的布局構(gòu)成例。此外，以集成電路裝置110為例進(jìn)行說明，但集成電路裝置120也能夠同樣地構(gòu)成。集成電路裝置110包括發(fā)送電路TXl?TX64、控制電路 CTS1、CTS2。
[0132]發(fā)送電路TXl?TX64沿著集成電路裝置110的長邊方向排列。通過這樣的配置，集成電路裝置110沿長邊方向構(gòu)成為細(xì)長的矩形狀，從而能夠使集成電路裝置110的發(fā)送端子TTl?TT64與超聲波換能器元件陣列100相對。由此，元件芯片200上的布線變簡單，能緊湊地構(gòu)成超聲波換能器器件200。此外，集成電路裝置110的長邊是第一長邊HLl和第二長邊HL2。第一長邊HLl是在安裝時與超聲波換能器元件陣列100對置的邊，是排列發(fā)送端子TTl?TT64的邊。第二長邊HL2是在安裝時與通道端子ΧΑ1、ΧΑ3、...、XA127相對的邊，是排列偽端子TDl?TD64的邊。
[0133]控制電路CTSl配置于集成電路裝置110的第一短邊HSl側(cè)。另外，控制電路CTS2配置在集成電路裝置110的第二短邊HS2側(cè)?？刂齐娐稢TS1、CTS2對應(yīng)于圖8的控制電路114。通過這樣地將控制電路CTSl、CTS2配置在短邊側(cè)，從而能夠在短邊配置控制端子，能夠沿長邊方向保持細(xì)長形狀的同時有效活用短邊。
[0134]10.超聲波探測器
[0135]圖12示出包括本實施方式的超聲波測定裝置的超聲波探測器的構(gòu)成例。該超聲波探測器包括殼體600、聲部件610、元件芯片200、集成電路裝置110、120、柔性基板130、140、連接器421?424、硬性基板431?433、集成電路裝置441?448、電路元件451?455。
[0136]聲部件610例如由聲匹配層、聲透鏡等構(gòu)成，進(jìn)行元件芯片200和觀察對象之間的聲阻抗的匹配、超聲波束的收斂等。例如，將集成電路裝置110、120的硅基板研磨得較薄，將該集成電路裝置110、120安裝于超聲波換能器器件200的基板60。聲部件610例如由硅樹脂(硅橡膠)的層形成，該硅樹脂的層連同集成電路裝置110、120在內(nèi)地覆蓋超聲波換能器器件200的出射面。這樣，通過將集成電路裝置110、120包納在聲部件610中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)研磨得較薄的集成電路裝置110、120的保護(hù)以及探測器頭的小型化。
[0137]與超聲波換能器器件200連接的柔性基板130、140通過連接器421、422連接到硬性基板432。硬性基板431?433通過連接器423、424連接，在硬性基板431?433上安裝有集成電路裝置441?448和電路元件451?455。
[0138]在集成電路裝置441?448中包括圖8等中說明的模擬前置電路550、收發(fā)控制電路560。另外，集成電路裝置441?448例如能夠包括進(jìn)行與連接超聲波探測器的超聲波圖像裝置的主體部的通信處理的通信處理電路、進(jìn)行圖像處理的圖像處理電路等。作為電路元件451?455，例如可以使用電阻元件、電容器、線圈、電子按鈕、開關(guān)等各種電路元件。
[0139]如上所述，塊型的超聲波換能器元件需要100V左右的驅(qū)動電壓，故需要高耐壓的驅(qū)動1C，存在難以實現(xiàn)裝置(例如探測器)的小型化的課題。因此，如用圖1的(A)等說明的那樣，在本實施方式中使用薄膜的壓電元件作為超聲波換能器元件，從而能夠使驅(qū)動電壓降至1V?30V，能夠以低耐壓的驅(qū)動IC實現(xiàn)小型化。
[0140]然而，如在圖1的⑶等中說明的那樣，存在需要減少通道的配置節(jié)距的情況，隨著通道數(shù)的增加而驅(qū)動IC的尺寸變大，故可能無法實現(xiàn)緊湊的配置。例如在圖11等的布局中，由于耐壓的關(guān)系，發(fā)送電路TXl?TX64的配置節(jié)距不能小于既定量以上，故有可能使驅(qū)動IC的尺寸大幅大于圖1的⑶的頭長W。
[0141]因此，本實施方式的超聲波測定裝置包括超聲波換能器器件200、第一集成電路裝置110和第二集成電路裝置120(圖4、圖6等)。
[0142]而且，超聲波換能器器件200具有基板60和配置在基板60上的超聲波換能器元件陣列100。超聲波換能器元件陣列100具有第一通道群(CH1、CH3、...、CH127)及第二通道群(CH2、CH4、...、CH128)。第一集成電路裝置110在超聲波換能器元件陣列100的第一方向(切片方向DL)的一個端部上以長邊方向沿著與第一方向交叉的第二方向(掃描方向DS)的方式安裝于基板60，進(jìn)行向第一通道群發(fā)送信號及接收來自第一通道群的信號中的至少一個。第二集成電路裝置120在超聲波換能器元件陣列100的第一方向的另一個端部上以長邊方向沿著第二方向的方式安裝于基板60，進(jìn)行向第二通道群發(fā)送信號及接收來自第二通道群的信號中的至少一個。
[0143]于是，在超聲波換能器元件陣列100中，第一通道群(CH1、CH3、...、CH127)和第二通道群(CH2、CH4、...、CH128)對應(yīng)每個通道交替地沿第二方向配置。
[0144]這樣一來，集成電路裝置110、120分別隔一個通道供給發(fā)送信號即可，從而即使不改變集成電路裝置110的尺寸，也能夠縮小超聲波換能器元件陣列100的通道的配置節(jié)距。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的配置，并能對應(yīng)如圖2的(A)等中說明的各種用途。另外，能在相同面積上安裝的超聲波換能器元件增多，從而可實現(xiàn)高分辨率化。
[0145]這里，通道是指，配置于超聲波換能器元件陣列100的超聲波換能器元件中由與同一信號電極線連接(即、被供給同一發(fā)送信號)的超聲波換能器元件構(gòu)成的元件群。例如，在圖5的(A)的例子中，超聲波換能器元件UEl?UE8構(gòu)成通道?；蛘撸诤笫龅膱D16的例子中，超聲波換能器元件UEll?UE43構(gòu)成通道。
[0146]另外，在本實施方式中，在第一掃描期間Tl中，第一集成電路裝置110將第I?第k脈沖信號Pl?P8(k = 8，k為2以上的自然數(shù)即可)中的奇數(shù)編號的脈沖信號P1、P3、P5、P7輸出到第I?第k通道CHl?CH8中的屬于第一通道群的通道CHl、CH3、CH5、CH7，第二集成電路裝置120將第I?第k脈沖信號Pl?P8中的偶數(shù)編號的脈沖信號P2、P4、P6、P8輸出到第I?第k通道CHl?CH8中的屬于第二通道群的通道CH2、CH4、CH6、CH8。在第一掃描期間Tl之后的第二掃描期間T2中，第二集成電路裝置120將奇數(shù)編號的脈沖信號PU P3、P5、P7輸出到第2?第k+Ι通道CH2?CH9中的屬于第二通道群的通道CH2、CH4、CH6、CH8，第一集成電路裝置110將偶數(shù)編號的脈沖信號P2、P4、P6、P8輸出到第2?第k+Ι通道CH2?CH9中的屬于第一通道群的通道CH3、CH5、CH7、CH9 (圖10等)。
[0147]這樣一來，在第一通道群(CH1、CH3、...、CH127)和第二通道群(CH2、CH4、...、CH128)每一通道地交替配置的本實施方式中，能夠?qū)崿F(xiàn)掃描動作。即，通過集成電路裝置110、120在每一掃描期間將偶數(shù)編號和奇數(shù)編號的脈沖信號交替輸出，從而能夠?qū)崿F(xiàn)每一掃描期間逐一通道地轉(zhuǎn)移超聲波束的線性掃描。
[0148]另外，在本實施方式中，超聲波測定裝置包括將控制第一掃描期間Tl及第二掃描期間T2中的發(fā)送的控制指令輸出到第一集成電路裝置110及第二集成電路裝置120的處理部500 (圖8等)。第一集成電路裝置110及第二集成電路裝置120的各集成電路裝置具有進(jìn)行脈沖信號Pl?P8的發(fā)送的多個發(fā)送電路TXl?TX64、以及基于控制指令控制多個發(fā)送電路的控制電路114、124(圖9等)。
[0149]通過準(zhǔn)備這樣的控制指令，能夠向集成電路裝置110、120指示上述的掃描動作。即、處理部500輸出控制指令，控制電路114、124解釋控制指令，設(shè)定脈沖信號的延遲、輸出通道，從而發(fā)送電路TXl?TX64能夠發(fā)送適當(dāng)?shù)拿}沖信號Pl?P8。
[0150]另外，在本實施方式中，處理部500進(jìn)行接收信號的接收處理。即，處理部500基于通過第一集成電路裝置I1及第二集成電路裝置120發(fā)送信號而得的來自第一通道群(CH1、CH3、...、CH127)的接收信號及來自第二通道群(CH2、CH4、...、CH128)的接收信號進(jìn)行接收處理(圖8等)。
[0151]在接收處理中，需要通過接收聚焦處理等合成多個通道的接收信號以得到最終的接收信號。關(guān)于這點，在本實施方式中，集成電路裝置110、120分別對奇數(shù)編號、偶數(shù)編號的通道進(jìn)行發(fā)送，通過在接收時由處理部500對奇數(shù)編號及偶數(shù)編號的通道的接收信號進(jìn)行接收處理，從而能夠得到最終的接收信號。
[0152]另外，在本實施方式中，在超聲波換能器元件陣列100中，第I?第N通道CHl?CH128(N= 128，N為2以上的自然數(shù)即可)沿第二方向(掃描方向DS)配置。第一通道群是第I?第N通道中的奇數(shù)編號的通道CH1、CH3、...、ΟΠ27。第二通道群是第I?第N通道中的偶數(shù)編號的通道CH2、CH4、...、ΟΠ28。
[0153]這樣一來，可交替地配置由第一集成電路裝置110進(jìn)行信號的發(fā)送及接收中至少一方的第一通道群和由第二集成電路裝置120進(jìn)行信號的發(fā)送及接收中至少一方的第二通道群。
[0154]另外，在本實施方式中，第一集成電路裝置110的多個發(fā)送電路TXl?ΤΧ64沿第二方向(掃描方向DS)配置(圖11等)，對第一通道群(CH1、CH3、...、CH127)發(fā)送信號。第二集成電路裝置120的多個發(fā)送電路TXl?ΤΧ64沿第二方向配置，對第二通道群(CH2、CH4、...、CH128)發(fā)送信號。
[0155]這樣一來，第一集成電路裝置110能夠向奇數(shù)編號的通道輸出發(fā)送信號，第二集成電路裝置120能夠向偶數(shù)編號的通道輸出發(fā)送信號。由此，可使沿掃描方向DS排列的發(fā)送電路的個數(shù)減為通道數(shù)的一半，從而能夠以相同尺寸的集成電路裝置110、120實現(xiàn)一半的元件節(jié)距的超聲波換能器元件陣列100。
[0156]另外，在本實施方式中，第一集成電路裝置110及第二集成電路裝置120以倒裝芯片安裝的方式安裝于基板60。
[0157]這樣一來，由于不是例如通過扁平封裝等將集成電路裝置安裝于硬性基板、而是能將集成電路裝置110、120安裝在超聲波換能器器件200上，從而可小型化超聲波測定裝置。
[0158]11.超聲波測定裝置的第二詳細(xì)構(gòu)成
[0159]在上述實施方式中，舉例說明了集成電路裝置110僅包括發(fā)送電路TXl?TX64和控制電路114的情況，但本實施方式并不限定于此，集成電路裝置110可進(jìn)一步包括開關(guān)元件、多路復(fù)用器。以下對該情況下的超聲波測定裝置的構(gòu)成例進(jìn)行說明。
[0160]圖13示出超聲波測定裝置的構(gòu)成例的電路框圖。該超聲波測定裝置包括元件芯片200、集成電路裝置110、120、處理部500。處理部500包括模擬前置電路550、收發(fā)控制電路560。此外，對與圖8等中說明的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的標(biāo)記，并適當(dāng)省略說明。
[0161]集成電路裝置110包括:放大發(fā)送脈沖信號的發(fā)送電路112、進(jìn)行來自發(fā)送電路112的發(fā)送信號的發(fā)送控制和來自元件芯片200的接收信號的接收控制的多路復(fù)用器116、將來自多路復(fù)用器116的接收信號向模擬前置電路550輸出的收發(fā)切換電路118、以及基于來自收發(fā)控制電路560的指示控制發(fā)送電路112、多路復(fù)用器116和收發(fā)切換電路118的控制電路114。同樣，集成電路裝置120包括發(fā)送電路122、多路復(fù)用器126、收發(fā)切換電路128和控制電路124。
[0162]圖14示出集成電路裝置110的詳細(xì)構(gòu)成例。此外，雖然舉例說明集成電路裝置110，但也能同樣地構(gòu)成集成電路裝置120。集成電路裝置110包括發(fā)送電路了乂1?了乂64(脈沖發(fā)生器)、控制電路114、多路復(fù)用器116、開關(guān)元件SWl?SW64(收發(fā)切換開關(guān))。發(fā)送電路TXl?TX64與圖13的發(fā)送電路112對應(yīng)，開關(guān)元件SWl?SW64與圖13的收發(fā)切換電路118對應(yīng)。
[0163]在超聲波的發(fā)送期間，收發(fā)控制電路560經(jīng)由端子群TP(控制端子)向控制電路114輸入發(fā)送控制指令。控制電路114基于發(fā)送控制指令向發(fā)送電路TXl?TX64供給發(fā)送脈沖信號。發(fā)送電路TXl?TX64放大供給的發(fā)送脈沖信號并向多路復(fù)用器116輸出。多路復(fù)用器116將放大的發(fā)送脈沖信號經(jīng)由發(fā)送端子TTl?TT64向超聲波換能器元件陣列100輸出。
[0164]在發(fā)送期間中，開關(guān)元件SWl?SW64基于來自控制電路114的指示而斷開，來自發(fā)送電路TXl?TX64的發(fā)送脈沖信號不向模擬前置電路550輸出。模擬前置電路550 —般以數(shù)V左右的電壓進(jìn)行動作，截斷發(fā)送脈沖信號，使其不被具有1V?30V左右的振幅的發(fā)送脈沖信號破壞。
[0165]在超聲波的接收期間中，超聲波換能器元件陣列100接收來自觀察對象的超聲波的反射波，該接收信號經(jīng)由收發(fā)端子TTl?TT64輸入多路復(fù)用器116。多路復(fù)用器116將該接收信號輸出到開關(guān)元件SWl?SW64。開關(guān)元件SWl?SW64在超聲波換能器元件陣列100的超聲波的接收期間導(dǎo)通，經(jīng)由接收信號輸出端子TRl?TR64向模擬前置電路550輸出接收信號。
[0166]12.第二詳細(xì)構(gòu)成中的收發(fā)控制
[0167]以圖10中說明的線性掃描為例，對收發(fā)控制進(jìn)行詳細(xì)說明。在線性掃描中，發(fā)送電路TX5?TX64設(shè)定為非動作模式(例如節(jié)電模式、掉電模式)，開關(guān)元件SW5?SW64斷開。多路復(fù)用器116基于來自控制電路114的指示進(jìn)行發(fā)送信號、接收信號的轉(zhuǎn)換控制(卞
夕''制御)。
[0168]具體而言，在掃描期間Tl中，集成電路裝置110的發(fā)送電路TXl?TX4輸出奇數(shù)編號的脈沖信號PU P3、P5、P7。多路復(fù)用器116將該脈沖信號PU P3、P5、P7輸出到通道CH1、CH3、CH5、CH7。集成電路裝置120的發(fā)送電路TXl?TX4輸出偶數(shù)編號的脈沖信號P2、P4.P6.P8,多路復(fù)用器126將該脈沖信號P2、P4、P6、P8輸出到通道CH2、CH4、CH6、CH8。
[0169]在接收時，集成電路裝置110的多路復(fù)用器116將通道CH1、CH3、CH5、CH7的接收信號經(jīng)由集成電路裝置I1的開關(guān)元件SWl?SW4輸出到模擬前置電路550。集成電路裝置120的多路復(fù)用器126將通道CH2、CH4、CH6、CH8的接收信號經(jīng)由集成電路裝置120的開關(guān)元件SWl?SW4輸出到模擬前置電路550。
[0170]在下一掃描期間T2中，移I個通道，利用通道CH2?CH9進(jìn)行收發(fā)。S卩，集成電路裝置120的發(fā)送電路TXl?TX4輸出奇數(shù)編號的脈沖信號P1、P3、P5、P7，多路復(fù)用器126將該脈沖信號P1、P3、P5、P7輸出到通道CH2、CH4、CH6、CH8。另外，集成電路裝置110的發(fā)送電路TXl?TX4輸出偶數(shù)編號的脈沖信號P2、P4、P6、P8，多路復(fù)用器116將該脈沖信號P2、P4、P6、P8 輸出到通道 CH3、CH5、CH7、CH9。
[0171]在接收時，集成電路裝置120的多路復(fù)用器126將通道CH2、CH4、CH6、CH8的接收信號經(jīng)由集成電路裝置120的開關(guān)元件SWl?SW4輸出到模擬前置電路550。集成電路裝置110的多路復(fù)用器116將通道CH3、CH5、CH7、CH9的接收信號經(jīng)由集成電路裝置110的開關(guān)元件SWl?SW4輸出到模擬前置電路550。
[0172]在以后的掃描期間T3、T4、..?中，多路復(fù)用器116—個一個地轉(zhuǎn)移通道，進(jìn)行同樣的收發(fā)控制。
[0173]此外，本實施方式中不限于線性掃描，也可以進(jìn)行例如扇形掃描(相位掃描)。在進(jìn)行扇形掃描的情況下，在發(fā)送時發(fā)送電路TXl?ΤΧ64輸出脈沖信號，在接收時開關(guān)元件Sffl?SW64導(dǎo)通。
[0174]另外，在圖14中舉例說明了具有64通道(元件芯片200的通道數(shù)128的一半)的發(fā)送電路和開關(guān)元件的情況，但本實施方式并不限定于此。例如，在進(jìn)行線性掃描的情況下，也可以構(gòu)成為具有4通道(輸出I個超聲波束的通道數(shù)8的一半)的發(fā)送電路和開關(guān)元件。
[0175]這樣，在本實施方式的超聲波測定裝置中，能夠根據(jù)掃描模式、驅(qū)動通道數(shù)、接收通道數(shù)等，將發(fā)送電路、開關(guān)元件的個數(shù)(及與之對應(yīng)的端子的個數(shù))構(gòu)成為各種組合。
[0176]另外，在本實施方式中，也可構(gòu)成為省略多路復(fù)用器116、126。在該情況下，在進(jìn)行線性掃描時，與圖9中說明的發(fā)送動作同樣，在每一掃描期間依次切換輸出發(fā)送信號的發(fā)送電路。在接收時，在掃描期間Tl中，集成電路裝置110的開關(guān)元件SWl?SW4和集成電路裝置120的開關(guān)元件SWl?SW4使通道CHl?CH8的接收信號通過。在下一掃描期間Τ2中，集成電路裝置120的開關(guān)元件SWl?SW4和集成電路裝置110的開關(guān)元件SW2?SW5使通道CH2?CH9的接收信號通過。這樣，依次切換導(dǎo)通的開關(guān)元件。
[0177]13.集成電路裝置的第二布局構(gòu)成
[0178]圖15示出集成電路裝置110的第二布局構(gòu)成例。以下舉例說明集成電路裝置110，但集成電路裝置120也能夠同樣構(gòu)成。集成電路裝置110包括多路復(fù)用器MUXl?MUX64、發(fā)送電路TXl?ΤΧ64、開關(guān)元件SWl?SW64、控制電路CTS1、CTS2。此外，多路復(fù)用器MUXl?MUX64與圖14的多路復(fù)用器116對應(yīng)，控制電路CTSl、CTS2與圖14的控制電路114對應(yīng)。
[0179]多路復(fù)用器MUXl?MUX64沿集成電路裝置110的第一長邊HLl排列。多路復(fù)用器MUX既可以如圖15那樣單元化(★ >化)配置，也可以作為一體的電路塊而形成。在作為一體的電路塊而形成的情況下，該電路塊的長邊配置成沿著第一長邊HL1。通過這樣的配置，能夠?qū)⒍嗦窂?fù)用器MUXl?MUX64與收發(fā)端子TTl?TT64對應(yīng)地配置在近的位置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高效的布局。
[0180]開關(guān)元件SWl?SW64沿集成電路裝置110的第二長邊HL2排列。在第二長邊HL2排列接收信號輸出端子TRl?TR64。開關(guān)元件SWl?SW64如圖15那樣單元化(★力化)配置。通過這樣的配置，能夠?qū)㈤_關(guān)元件SWl?SW64與接收信號輸出端子TRl?TR64對應(yīng)地配置在近的位置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高效的布局。
[0181]接收信號線LR1、LR3、...、LR127的一端與接收信號輸出端子TRl?TR64連接。通道端子ΧΑ1、ΧΑ3、...、XA127與接收信號線LR1、LR3、...、LR127的另一端連接。來自開關(guān)元件SWl?SW64的接收信號經(jīng)由接收信號線LR1、LR3、...、LR127從通道端子ΧΑ1、ΧΑ3、...、XA127向模擬前置電路550輸出。接收信號線LR1、LR3、...、LR127沿切片方向DL布線。
[0182]發(fā)送電路TXl?TX64在多路復(fù)用器MUXl?MUX64和開關(guān)元件SWl?SW64之間沿長邊方向排列。發(fā)送電路TXl?TX64如圖15那樣單元化配置。
[0183]控制電路CTSl配置在集成電路裝置110的第一短邊HSl側(cè)。另外，控制電路CTS2配置在集成電路裝置110的第二短邊HS2側(cè)。通過這樣地將控制電路CTS1、CTS2配置在短邊側(cè)，從而能夠在短邊配置控制端子，在沿長邊方向保持細(xì)長形狀的同時有效活用短邊。
[0184]此外，在以上的實施方式中，舉例說明了集成電路裝置110、120僅進(jìn)行發(fā)送的情況和進(jìn)行發(fā)送及接收的情況，但本實施方式并不限定于此，集成電路裝置110、120進(jìn)行發(fā)送及接收中至少一方即可。例如，也可以是集成電路裝置110僅進(jìn)行發(fā)送，而集成電路裝置120僅進(jìn)行接收。在該情況下，在奇數(shù)編號的64通道進(jìn)行發(fā)送，在偶數(shù)編號的64通道進(jìn)行接收。作為集成于集成電路裝置120的接收電路，例如設(shè)想接收信號的放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路等I旲擬如置電路。
[0185]14.通道的變形構(gòu)成例
[0186]在圖5的(A)、圖5的(B)中，舉例說明了超聲波換能器元件并聯(lián)連接于通道端子XAi和公共端子XCi之間的情況，但本實施方式并不限定于此。
[0187]圖16示出通道CHi的第一變形構(gòu)成例。通道CHi包括并聯(lián)連接于信號電極線LXi和公共電極線LCi之間的元件群EGl?EGm(m為m會2的自然數(shù))。此外，以下舉例說明m=4的情況，但本實施方式并不限定于此。
[0188]元件群EGl?EG4中的各元件群具有串聯(lián)連接的j個超聲波換能器元件10 (j為j會2的自然數(shù))。此外，以下舉例說明j = 3的情況，但本實施方式并不限定于此。具體而言，元件群EGt (t為t = 4 = m的自然數(shù))具有設(shè)于信號電極線LXi和節(jié)點NAtl之間的超聲波換能器元件UEtl、設(shè)于節(jié)點NAtl和節(jié)點NAt2之間的超聲波換能器元件UEt2、和設(shè)于節(jié)點NAt2和公共電極線LCi之間的超聲波換能器元件UEt3。
[0189]各元件群EGt的超聲波換能器元件UEtl?UEt3沿掃描方向DS配置，元件群EGl?EG4沿切片方向DL配置。具體而言，元件群EGl?EG4的第s超聲波換能器元件UEls、UE2s、UE3s、UE4s(s為s蘭3 = j的自然數(shù))沿切片方向DL配置。
[0190]依據(jù)上述第一變形例，各通道CHi (或CHi+1)具有第I?第m元件群EGl?EG4(m=4，m為2以上的自然數(shù)即可)。第I?第m元件群EGl?EG4中的各元件群所含有的多個超聲波換能器元件在各元件群內(nèi)電串聯(lián)連接。第I?第m元件群EGl?EG4電并聯(lián)連接。
[0191]這樣一來，在各元件群中多個超聲波換能器元件在端子XA1、XCi之間串聯(lián)連接，從而多個超聲波換能器元件的接收電壓的振幅相加，能夠提高接收靈敏度。另外，通過使元件群EGl?EG4并聯(lián)連接，從而可以增大發(fā)送聲壓。這樣，能夠兼顧發(fā)送聲壓的增大和接收靈敏度的提高，能夠抑制因發(fā)送超聲波帶來的對人體的影響，同時以高S/N接收來自人體深處的微小回波。
[0192]圖17示出通道CHi的第二變形構(gòu)成例。通道CHi包括在信號電極線LXi和公共電極線LCi之間串聯(lián)連接的元件群EGl?EGm(m為m 3 2的自然數(shù))。以下舉例說明m =3的情況,但本實施方式并不限于此。
[0193]元件群EGl?EG3中的各元件群具有并聯(lián)連接的j個超聲波換能器元件10 (j為j 3 2的自然數(shù))。以下舉例說明了 j = 4的情況，但本實施方式并不限定于此。具體而言，元件群EGl具有在信號電極線LXi和節(jié)點NAl之間并聯(lián)連接的超聲波換能器元件UEll?UE14,元件群EG2具有在節(jié)點NAl和節(jié)點NA2之間并聯(lián)連接的超聲波換能器元件UE21?UE24,元件群EG3具有在節(jié)點NA2和公共電極線LCi之間并聯(lián)連接的超聲波換能器元件UE31 ?UE34。
[0194]各元件群的超聲波換能器元件UEll?UE14、UE21?UE24、UE31?UE34沿掃描方向DS配置，元件群EGl?EG3沿切片方向DL配置。具體而言，超聲波換能器元件UEls、UE2s、UE3s(s為s蘭4 = j的自然數(shù))沿切片方向DL配置。
[0195]依據(jù)上述的第二變形例，各通道CHi (或CHi+1)具有第I?第m元件群EGl?EG3 (m = 3，m為2以上的自然數(shù)即可)。第I?第m元件群EGl?EG3中的各元件群所包含的多個超聲波換能器元件在各元件群內(nèi)電并聯(lián)連接。第I?第m元件群EGl?EG3電串聯(lián)連接。
[0196]這樣一來，元件群EGl?EG3在端子XA1、XCi之間串聯(lián)連接，因此，元件群EGl?EG3的接收電壓的振幅相加，能夠提高接收靈敏度。另外，通過使各元件群的超聲波換能器元件并聯(lián)連接，從而能夠增大發(fā)送聲壓。這樣，能夠兼顧發(fā)送聲壓的增大和接收靈敏度的提高，能夠抑制因發(fā)送超聲波帶來的對人體的影響，同時以高S/N接收來自人體深處的微小回波。
[0197]15.頭單元
[0198]圖18示出搭載有本實施方式的超聲波測定裝置的頭單元220的構(gòu)成例。圖18所示的頭單元220包括元件芯片200、連接部210、支撐部件250。
[0199]元件芯片200對應(yīng)于圖4中說明的超聲波換能器器件。元件芯片200包括超聲波換能器元件陣列100、第一芯片端子群XGl (奇數(shù)編號的通道端子XA1、公共端子XCi)、第二芯片端子群XG2(偶數(shù)編號的通道端子XAi+Ι、公共端子XCi+Ι)。集成電路裝置110、120以倒裝芯片安裝的方式安裝于元件芯片200。元件芯片200經(jīng)由連接部210與探測器主體所具有的處理裝置(例如圖21的處理裝置330)電連接。
[0200]連接部210電連接探測器主體和頭單元220，包括具有多個連接端子的連接器421、422、和設(shè)有連接器421、422的柔性基板130、140。在柔性基板130上形成有連接設(shè)于元件芯片200的第一邊側(cè)的第一芯片端子群XGl和連接器421的端子群的第一布線群。在柔性基板140上形成有連接設(shè)于元件芯片200的第二邊側(cè)的第二芯片端子群XG2和連接器422的端子群的第二布線群。
[0201]此外，連接部210并不限于圖18所示的構(gòu)成。例如，也可以在柔性基板130上設(shè)置第一連接端子群以替代連接器421。也可以在柔性基板140上設(shè)置第二連接端子群以替代連接器422。
[0202]通過設(shè)置連接部210，能夠?qū)⑻綔y器主體和頭單元220電連接，進(jìn)而，可使頭單元220相對于探測器主體可裝卸。
[0203]支撐部件250是支撐元件芯片200的部件，如后所述，在支撐部件250的第一面?zhèn)仍O(shè)有多個連接端子，元件芯片200支撐于支撐部件250的作為第一面的背面的第二面?zhèn)?。此夕卜，元件芯?00、連接部210及支撐部件250的具體結(jié)構(gòu)將在后描述。
[0204]圖19的(A)?圖19的(C)示出頭單元220的詳細(xì)構(gòu)成例。圖19的(A)示出支撐部件250的第二面SF2側(cè)，圖19的⑶示出支撐部件250的第一面SFl側(cè)，圖19的(C)示出支撐部件250的側(cè)面?zhèn)取?br> [0205]在支撐部件250的第一面SFl側(cè)設(shè)有連接器421、422。連接器421、422相對于探測器主體側(cè)的對應(yīng)的連接器是可裝卸的。
[0206]元件芯片200支撐于支撐部件250的作為第一面SFl的背面的第二面SF2側(cè)。柔性基板130、140的另一端與元件芯片200的端子連接。固定用部件260設(shè)于支撐部件250的各角落部，用于將頭單元220固定于探測器殼體。
[0207]如圖19的(C)所示，在元件芯片200的表面(圖3的⑶中形成有壓電體層30的面)上設(shè)有保護(hù)元件芯片200的保護(hù)部件270 (保護(hù)膜)。集成電路裝置110、120連同元件芯片200的表面一起被保護(hù)部件270所覆蓋。
[0208]16.超聲波探測器
[0209]圖20的(A)、圖20的⑶示出應(yīng)用了上述頭單元220的超聲波探測器300的構(gòu)成例。圖20的㈧示出探測器頭310安裝于探測器主體320的情況，圖20的⑶示出探測器頭310從探測器主體320分離的情況。
[0210]探測器頭310包括頭單元220、與被檢體接觸的接觸部件230及存放頭單元220的探測器殼體240。元件芯片200設(shè)于接觸部件230和支撐部件250之間。
[0211]探測器主體320包括處理裝置330及探測器主體側(cè)連接器426。處理裝置330包括接收部335 (模擬前置部)、收發(fā)控制部334。接收部335進(jìn)行來自超聲波換能器元件的超聲波回波信號(接收信號)的接收處理。收發(fā)控制部334進(jìn)行集成電路裝置110、120、接收部335的控制。探測器主體側(cè)連接器426與頭單元側(cè)連接器425連接。探測器主體320利用電纜350與電子設(shè)備(例如超聲波圖像裝置)主體連接。
[0212]頭單元220存放于探測器殼體240，且可將頭單元220從探測器殼體240卸下。這樣便可以只更換頭單元220。或者，也可以在存放于探測器殼體240的狀態(tài)下、即作為探測器頭310來更換。
[0213]17.超聲波圖像裝置
[0214]圖21示出超聲波圖像裝置的構(gòu)成例。超聲波圖像裝置包括超聲波探測器300、電子設(shè)備主體400。超聲波探測器300包括超聲波頭單元220、處理裝置330。電子設(shè)備主體400包括控制部410、處理部420、用戶界面部430、顯示部440。
[0215]處理裝置330包括收發(fā)控制部334、接收部335 (模擬前置部)。超聲波頭單元220包括元件芯片200 (超聲波換能器器件)、安裝于元件芯片200的集成電路裝置340、和將元件芯片200連接到電路基板(例如硬性基板)的連接部210 (連接器部)。在電路基板上安裝有收發(fā)控制部334、接收部335。集成電路裝置340包括發(fā)送部332。此外，集成電路裝置340與集成電路裝置110、120對應(yīng)。
[0216]在發(fā)送超聲波的情況下，收發(fā)控制部334對發(fā)送部332進(jìn)行發(fā)送指示，發(fā)送部332接收該發(fā)送指示并將驅(qū)動信號放大成高電壓并輸出驅(qū)動電壓。接收部335具有未圖示的限幅電路，該限幅電路截斷驅(qū)動電壓。在接收超聲波的反射波的情況下，接收部335接收通過元件芯片200檢測到的反射波的信號。接收部335基于來自收發(fā)控制部334的接收指示，處理反射波的信號(例如放大處理、A/D轉(zhuǎn)換處理等)，將處理后的信號發(fā)送到處理部420。處理部420將該信號視頻化并使顯示部440顯示。
[0217]此外，本實施方式的超聲波測定裝置不限于上述的醫(yī)療用的超聲波圖像裝置，其可應(yīng)用于各種電子設(shè)備。例如，作為應(yīng)用了超聲波換能器器件的電子設(shè)備，可設(shè)想非破壞檢查建筑物等的內(nèi)部的診斷設(shè)備、利用超聲波的反射檢測用戶的手指的運動的用戶界面設(shè)備坐寸ο
[0218]此外，以上詳細(xì)說明了本實施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，可進(jìn)行與本發(fā)明的新穎內(nèi)容及效果實際并不脫離的很多的變形。因此，這樣的變形例均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在說明書或附圖中，至少一次與更廣義或同義的不同術(shù)語一起記載的術(shù)語，在說明書或附圖的任何地方都可替換為該不同術(shù)語。另外，本實施方式及變形例的所有組合均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，集成電路裝置、超聲波換能器元件、超聲波換能器器件、超聲波頭單元、超聲波探測器、超聲波圖像裝置的構(gòu)成/動作、集成電路裝置的安裝方法、超聲波束的掃描方法等均不限于本實施方式中所說明的，可進(jìn)行各種變形實施。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波測定裝置，其特征在于，包括: 超聲波換能器器件，具有基板以及具有配置在所述基板上的第一通道群及第二通道群的超聲波換能器元件陣列； 第一集成電路裝置，在所述超聲波換能器元件陣列的第一方向上的一個端部，以長邊方向沿著與所述第一方向交叉的第二方向的方式安裝于所述基板，進(jìn)行向所述第一通道群發(fā)送信號以及接收來自所述第一通道群的信號中的至少一個；以及 第二集成電路裝置，在所述超聲波換能器元件陣列的所述第一方向上的另一個端部，以長邊方向沿著所述第二方向的方式安裝于所述基板，進(jìn)行向所述第二通道群發(fā)送信號以及接收來自所述第二通道群的信號中的至少一個， 在所述超聲波換能器元件陣列中，所述第一通道群和所述第二通道群對應(yīng)每個通道交替地沿所述第二方向配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 在第一掃描期間，所述第一集成電路裝置將第I?第k脈沖信號中的奇數(shù)編號的脈沖信號輸出到第I?第k通道中的屬于所述第一通道群的通道，所述第二集成電路裝置將所述第I?第k脈沖信號中的偶數(shù)編號的脈沖信號輸出到所述第I?第k通道中的屬于所述第二通道群的通道， 在所述第一掃描期間后的第二掃描期間，所述第二集成電路裝置將所述奇數(shù)編號的脈沖信號輸出到第2?第k+Ι通道中的屬于所述第二通道群的通道，所述第一集成電路裝置將所述偶數(shù)編號的脈沖信號輸出到所述第2?第k+Ι通道中的屬于所述第一通道群的通道，其中，k為2以上的自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 所述超聲波測定裝置包括將控制所述第一掃描期間及所述第二掃描期間中的發(fā)送的控制指令輸出到所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置的處理部， 所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置中的各集成電路裝置具有進(jìn)行脈沖信號的發(fā)送的多個發(fā)送電路、以及基于所述控制指令控制所述多個發(fā)送電路的控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 所述超聲波測定裝置包括進(jìn)行接收信號的接收處理的處理部， 所述處理部基于通過所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置發(fā)送信號而得的來自所述第一通道群的所述接收信號及來自所述第二通道群的所述接收信號進(jìn)行所述接收處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 在所述超聲波換能器元件陣列中，第I?第N通道沿所述第二方向配置， 所述第一通道群是所述第I?第N通道中的奇數(shù)編號的通道， 所述第二通道群是所述第I?第N通道中的偶數(shù)編號的通道，其中，N為2以上的自然數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 所述第一集成電路裝置具有沿所述第二方向配置、對所述第一通道群發(fā)送信號的多個發(fā)送電路， 所述第二集成電路裝置具有沿所述第二方向配置、對所述第二通道群發(fā)送信號的多個發(fā)送電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 所述第一集成電路裝置及所述第二集成電路裝置以倒裝芯片安裝的方式安裝于所述基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 所述第一通道群及所述第二通道群中的各通道具有第I?第m元件群， 所述第I?第m元件群中的各元件群所含有的多個超聲波換能器元件在所述各元件群內(nèi)電并聯(lián)連接， 所述第I?第m元件群電串聯(lián)連接，其中，m為2以上的自然數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 所述第一通道群及所述第二通道群中的各通道具有第I?第m元件群， 所述第I?第m元件群中的各元件群所含有的多個超聲波換能器元件在所述各元件群內(nèi)電串聯(lián)連接， 所述第I?第m元件群電并聯(lián)連接，其中，m為2以上的自然數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的超聲波測定裝置，其特征在于， 所述基板具有陣列狀配置的多個開口， 所述超聲波換能器元件陣列對應(yīng)所述多個開口中的每一個具有超聲波換能器元件， 所述超聲波換能器元件具有堵住所述多個開口中的對應(yīng)開口的振動膜、以及設(shè)于所述振動膜之上的壓電元件部， 所述壓電元件部具有設(shè)于所述振動膜之上的下部電極、設(shè)置成覆蓋所述下部電極的至少一部分的壓電體層、以及設(shè)置成覆蓋所述壓電體層的至少一部分的上部電極。
11.一種超聲波頭單元，其特征在于， 包括權(quán)利要求1至10中任一項所述的超聲波測定裝置。
12.—種超聲波探測器，其特征在于， 包括權(quán)利要求1至10中任一項所述的超聲波測定裝置。
13.—種超聲波圖像裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求12所述的超聲波探測器；以及 顯示顯示用圖像數(shù)據(jù)的顯示部。
【文檔編號】A61B8/00GK104337545SQ201410345789
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】遠(yuǎn)藤甲午 申請人:精工愛普生株式會社