[發(fā)明專利]超聲波換能器、超聲波探測器、診斷裝置以及電子設備

有效

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• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN103417246B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 鶴野次郎
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術領域

本發(fā)明涉及超聲波換能器、超聲波探測器、診斷裝置以及電子設備。

背景技術

眾所周知有將多個超聲波元件配置成矩陣狀而成的超聲波換能器。

該超聲波換能器具備具有多個開口的基板、設置在該基板上的用于閉塞所述各開口的支撐膜以及設置在該支撐膜的與所述各開口相對應的部位上的壓電元件。支撐膜中，由俯視觀察時與支撐膜的開口一致的部位即開口對應部位構成隔膜。于是，由隔膜及設置在該隔膜上的壓電元件構成超聲波元件。

眾所周知，在這樣的超聲波換能器中，設置隔膜面積相互不同的兩種超聲波元件，以相互不同的頻率進行驅動(例如，參照專利文獻1)。而且，在專利文獻1中，隔膜面積大的多個超聲波元件以并聯方式彼此電連接。同樣，隔膜面積小的多個超聲波元件以并聯方式彼此電連接。

比較上述兩種超聲波元件的時候，隔膜面積大的超聲波元件由于其諧振頻率低，因此以低頻率進行驅動，發(fā)出低頻超聲波。另外，隔膜面積小的超聲波元件由于其諧振頻率高，因此以高頻率進行驅動，發(fā)出高頻超聲波。

在具有使用了該超聲波換能器的超聲波探測器的診斷裝置中，在診斷作為檢查對象的活體中深的部位(遠距離)時，由于高頻超聲波無法到達深的部位，因此使用低頻超聲波進行診斷。另外，在診斷活體的淺的部位(近距離)時，為了使分辨率增大，使用高頻超聲波進行診斷。

然而，存在如下問題:因為隔膜面積越大，超聲波元件的靈敏度越高，在所述現有的超聲波換能器中，隔膜面積小的超聲波元件的靈敏度低于隔膜面積大的超聲波元件的靈敏度。于是，根據其靈敏度的差異，從各超聲波元件輸出的信號的大小不同，為了使其信號的大小相配合，存在著電路結構復雜化的問題。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利特開2006-75425號公報

發(fā)明內容

發(fā)明要解決的技術問題

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低兩種超聲波元件組的靈敏度差并能夠收發(fā)多個頻率的超聲波信號、且實現電路構成簡單化的超聲波換能器、超聲波探測器、診斷裝置以及電子設備。

解決技術問題的技術方法

這樣的目的是通過以下本發(fā)明實現的。

本發(fā)明的超聲波換能器的特征在于，具有:m個第一超聲波元件，具有第一隔膜，并進行超聲波的收發(fā)，m為1以上的整數;以及n個第二超聲波元件，具有面積小于上述第一隔膜的第二隔膜，并進行超聲波的收發(fā)，n為大于m的整數，當上述m為2以上的整數時，上述m個第一超聲波元件被以串聯方式電連接，上述n個第二超聲波元件被以串聯方式電連接，當上述m個第一超聲波元件的上述第一隔膜的面積的總和為A、上述n個第二超聲波元件的上述第二隔膜的面積的總和為B時，B/A為0.9以上且1.1以下。

基于此，能夠降低兩種超聲波元件組的靈敏度的差，并收發(fā)多個頻率的超聲波，且實現電路構成的簡單化。

本發(fā)明的超聲波換能器的特征在于，是周期性地配置多個超聲波元件單元而成，上述超聲波元件單元具有:m個第一超聲波元件，具有第一隔膜，并進行超聲波的收發(fā)，m為1以上的整數;以及n個第二超聲波元件，具有面積小于上述第一隔膜的第二隔膜，并進行超聲波的收發(fā)，n為大于m的整數，當上述m為2以上的整數時，上述m個第一超聲波元件被以串聯方式電連接，上述n個第二超聲波元件被以串聯方式電連接，當上述m個第一超聲波元件的上述第一隔膜的面積的總和為A、上述n個第二超聲波元件的上述第二隔膜的面積的總和為B時，B/A為0.9以上且1.1以下。

基于此，能夠降低兩種超聲波元件組的靈敏度的差，并收發(fā)多個頻率的超聲波，且實現電路構成的簡單化。

因此，本發(fā)明的超聲波換能器能夠適用于超聲波探測器。

在本發(fā)明的超聲波換能器中，上述n為3以上的整數，在以串聯方式電連接上述n個第二超聲波元件中每一個的配線中，上述n個第二超聲波元件的彼此電連接的相鄰兩個上述第二超聲波元件間的各配線的距離相同。

基于此，在n個第二超聲波元件中，彼此電連接的相鄰兩個第二超聲波元件間的超聲波的位相差可以相同，基于此能夠容易地進行設計。

在本發(fā)明的超聲波換能器中，上述m為3以上的整數，上述n為4以上的整數，在以串聯方式電連接上述m個第一超聲波元件中每一個的配線中，上述m個第一超聲波元件的彼此電連接的相鄰兩個上述第一超聲波元件間的各配線的距離相同。

基于此，在m個第一超聲波元件中，彼此電連接的相鄰兩個第一超聲波元件間的超聲波的位相差可以相同，基于此能夠容易地進行設計。