[发明专利]超声波换能器、电子设备和超声波内窥镜

说明书

技术领域

本发明涉及将元器件配置成矩阵状而成的超声波换能器、电子设备和超声波内窥镜，其中，所述元器件通过具备机电转换元件而成。

背景技术

公知有通过形成二维阵列并改变依次驱动各个机电转换元件的方向而能够双向切换超声波的电子扫描方向的超声波换能器，其中，上述二维阵列是将能够发送接收超声波的多个压电体等机电转换元件排列成矩阵的阵列。例如，在日本特开2005-277864号公报中公开有具有这种二维阵列的电子扫描式超声波换能器。

在具有二维阵列的电子扫描式超声波换能器中，因为需要对构成二维阵列的各个机电转换元件连接用于进行信号的输入输出的信号配线，所以信号配线的条数变多，线缆束(复合同轴线缆)变粗，因此存在导致装置大型化这样的问题。例如，在二维阵列是由n行m列机电转换元件构成的情况下，就需要n×m条信号配线。

在电子扫描式超声波换能器中，作为削减信号配线条数的方法，公知有配设多路转接器等切换装置的方法，该多路转接器在二维阵列附近切换针对各个机电转换元件的信号输入输出路径。但是，在实现二维扫描时，不会大幅度削减二维阵列与多路转接器之间的配线数。而且，为了驱动机电转换元件并发送超声波，所需的电压比较高，因此多路转接器自身比较难以小型化，仍然无法回避装置的大型化。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而做出来的，其目的在于提供一种超声波换能器以及具有该超声波换能器的电子设备、超声波内窥镜，该超声波换能器能够双向切换超声波的电子扫描方向，并且能够大幅度削减信号配线的条数而使装置小型化。

本发明的超声波换能器的特征在于，包括：元器件，其包括机电转换元件、第1电极端子以及第2电极端子，所述机电转换元件包括相对配置的第1电极和第2电极，并将输入到上述第1电极与上述第2电极之间的电信号转换为振动，上述第1电极端子与上述第1电极进行电连接，上述第2电极端子与上述第2电极进行电连接；阵列部，其将上述元器件配置成在行方向上n个、在列方向上m(n≤m)个的矩阵状而成；阵列形成部，其在上述阵列部中对列方向一维阵列状态和行方向一维阵列状态之间进行切换，上述列方向一维阵列状态由对配置于同一列的上述元器件组内的上述第1电极端子进行了电连接的m个元器件组构成，上述行方向一维阵列状态由对配置于同一行的上述元器件组内的上述第1电极端子进行了电连接的n个元器件组构成；信号配线，该信号配线配置为，在上述列方向一维阵列状态下，与构成各个上述m个元器件组的上述元器件中的至少1个上述第1电极进行电连接，并且在上述行方向一维阵列状态下，与构成各个上述n个元器件组的上述元器件中的至少1个上述第1电极进行电连接；以及接地电位配线，该接地电位配线配置为，在上述列方向一维阵列状态和上述行方向一维阵列状态下，与所有的上述第2电极进行电连接。

本发明的电子设备的特征在于，包括上述超声波换能器。另外，本发明的超声波内窥镜的特征在于，包括上述电子设备。

附图说明

图1是第1实施方式的超声波换能器的立体图；

图2是在第1实施方式中、在机电转换元件中使用c-MUT时的超声波换能器的立体图；

图3是第1实施方式的超声波换能器的俯视图；

图4是图3的IV-IV剖面图；

图5是表示列方向一维阵列状态的图；

图6是图5的VI-VI剖面图；

图7是表示行方向一维阵列状态的图；

图8是说明第2实施方式的阵列部与接地电位配线的连接方式的图；

图9是说明第3实施方式的阵列部与信号配线的连接方式的图；

图10是说明第4实施方式的阵列部与信号配线的连接方式的图；

图11是说明第5实施方式的元器件与电极端子的形态的图；

图12是说明第6实施方式的阵列部的形态的图；

图13是说明第7实施方式的阵列形成部的形态的俯视图；

图14是图13的XIV-XIV剖面图；

图15是表示第7实施方式的变形例的图；

图16是说明第8实施方式的阵列形成部的形态的剖面图；

图17是说明第8实施方式的阵列形成部的动作的俯视图；

图18是说明第8实施方式的阵列形成部的动作的俯视图；

图19是表示第8实施方式的变形例的图；

图20是说明第9实施方式的超声波换能器的结构的剖面图；

图21是说明应用本发明的超声波换能器的超声波内窥镜的结构的图；

图22是说明应用本发明的超声波换能器的超声波探伤装置的结构的图。

具体实施方式