[发明专利]超声波装置、超声波换能器装置及超声波图像装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波装置、超声波换能器装置、利用他们的探测器、电子设备以及超声波图像装置等。

背景技术

如专利文献1所示，一般公知有超声波诊断装置这样的超声波图像装置。当每次形成超声波图像时，超声波探子(探测器)抵碰被检体。可以测量抵碰时的接触压力。使用cMUT(静电电容型)振子测量压力。如果压力施加，则真空间隙缩小。在cMUT振子根据真空间隙的缩小来测量静电电容。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2005/120358号

cMUT振子可以兼用于超声波图像的形成以及压力的测量。cMUT振子一律形成为同一形状。接触压力由于可以作用于所有的cMUT振子，所以如果将超声波接收信号的劣化减小则提高压力的测量敏感度是困难的。

发明内容

根据本发明的至少一个方式，提供一种在超声波接收信号的劣化小的状态下也可以高精度地测量压力的超声波装置。

(1)本发明一个方面涉及超声波装置，其包括：基板，具有多个第一开口部以及第二开口部，所述第二开口部的开口面积大于所述第一开口部的开口面积；第一超声波换能器元件，对应每个所述第一开口部设置在堵塞所述第一开口部的具有第一面积的第一振动膜上，且包括夹着压电体的两个电极；以及第二超声波换能器元件，设置在堵塞第二开口部且具有比所述第一面积大的第二面积的第二振动膜上，且包括夹着压电体的两个电极，所述第一开口部配置为阵列状，且所述第二开口部配置在所述第一开口部被配置为阵列状的区域与所述基板的外缘之间。

根据施加给第二振动膜的压力的大小，第二振动膜的谐振频率变化。根据谐振频率的变化，可以指定压力的大小。此时，由于第二振动膜大于用于形成超声波图像的第一超声波换能器元件的第一振动膜，所以在第二超声波换能器元件的第二振动膜处相对于压力灵敏度被提高。这样，压力测量的精度也被提高。第二超声波换能器元件由于部分具有与第一超声波换能器元件相同的元件构造，因此在制造超声波装置时，在第一超声波换能器元件的形成和第二超声波换能器元件的形成中，将制造工序至少部分可以共同。可以尽可能抑制制造工序的增加。

(2)可以具备多个所述第二开口部，且具备被分别配置在所述多个所述第二开口部的所述第二超声波换能器元件。当基板压碰对象物时，如果施加给各个第二超声波换能器元件的压力被指定，则根据各个压力的大小，可以相对于物体推测超声波装置的姿势。当调整超声波装置的姿势时，可以提供指标。

(3)所述多个所述第二开口部可以在包括沿第一方向相互分离的位置和沿与所述第一方向交叉的第二方向相互分离的位置的地方，被配置在三处以上。如果在三处指定相等的压力，则可以相对于对象物确立基板的水平姿势

(4)所述第二开口部在从基板的厚度方向观察到的俯视观察中可以形成为圆形。这样，相对于压力第二超声波换能器元件的灵敏度被提高。

(5)超声波装置还可以具备：衬垫材料，与所述基板结合，在所述第二开口部内，在与所述第二振动膜之间划分密封空间。这样，相对于压力第二超声波换能器元件的灵敏度被提高。

(6)超声波身背还可以具备：导电体，与所述第一超声波换能器元件的所述两个电极中的一个以及所述第二超声波换能器元件的所述两个电极中的一个共同连接。当制造超声波装置时，可以通过一个工序形成第一超声波换能器元件的一个电极、第二超声波换能器元件的一个电极、以及导电体。可以尽可能地抑制制造工序的增加。

(7)可以由共同的连续膜的一部分分别形成所述第一振动膜以及所述第二振动膜。第一振动膜的表面以及第二振动膜的表面在一个面上连续，所以通过第二振动膜检测的压力可以以高精度反映第一振动膜的姿势。

(8)超声波装置还可以具备：声透镜，在从所述基板的厚度方向观察到的俯视观察中，在所述第一开口部被配置为阵列状的区域与配置有所述第二开口部的区域之间，规定形成凹陷的表面。第一振动膜的超声波振动传播给声透镜。第二振动膜的超声波振动传播给声透镜。声透镜在第一开口部的区域和第二开口部的区域通过凹陷进行声音分断，所以可以在第一超声波换能器元件和第二超声波换能器元件之间通过声透镜避免相互影响。