间，压电体膜63的面内变形增大，其结果是由压电效应产生的电压增大。另一方面，发 现如下情况：当厚度比低于〇. 6时，妨碍提高接收灵敏度的原因即电极下的压电体膜63的 厚度t2增大，由此压电元件57的整个结构变硬的效果开始产生影响。即，并不是只要槽64 的深度Dt增大就会提高接收灵敏度，而是用于使接收灵敏度最佳的Dt有最佳的范围。该 范围由槽64的压电体膜63的厚度h和电极下的压电体膜63的厚度12之比来确定。从图 17确认到，若下式成立，则槽64会有助于有效提高接收灵敏度。
[0120] 公式 5
[0121]
[0122] 从图17叫
知那样，确认到若厚度比达到0. 4,则接收灵敏度提高到最大限度。观察 到若厚度比低于0. 4则接收灵敏度降低。对于槽64的形成，深度Dt越深，形成的处理时间 越增加。生产率下降。除此之外，除去的压电体材料的体积增大。因而，如果设定厚度比在 0. 4以上，则就能够最大限度地提高生产率。
[0123] 如图18所示，确认到即使厚度比变化，振膜24的固有振动频率也不会有1MHz以 上大的变化。因而，可知如下情况：即使采用在压电体膜63上形成槽64来提高接收灵敏度 的手段，只要是在本实施方式的范围内，压电元件57的振动特性就不会变动。固有振动频 率与声波的波长成反比，借助波长来确定压电元件57的空间分辨率，因此固有振动频率的 降低会带来分辨率降低。因此，即使是采用提高接收灵敏度的压电元件57的结构，固有振 动频率降低在元件的设计上也不优选。
[0124] (8)第2实施方式的接收阵列的结构
[0125] 如图19所示，在接收阵列RR中，槽64从第1电极61和第2电极62之间向外侧 并朝向压电体膜63的边缘延伸，在第1电极61和第2电极62间的空间与压电体膜63的 边缘的之间中断。槽64虽然延伸到虚拟垂直面66的外侧，但是并没有到达压电体膜63的 边缘。这样，槽64也可以不完全横切压电体膜63的一个面。即使是在这种情况下，由于压 电体膜63的厚度在电极61、62彼此之间局部减少，所以在电极61、62彼此之间，压电体膜 63的变形集中于电力线的路径，能够有效利用压电效应。
[0126] (9)其他实施方式的超声波诊断装置
[0127] 图20简要示出其他实施方式的超声波诊断装置11的电路结构。超声波诊断装置 11具备与超声波器件17的接收阵列RR电连接的集成电路芯片81。集成电路芯片81具备 接收电路82、多路复用器（开关）83以及极化电路84。多路复用器83将接收电路82和极 化电路84选择地连接在第1压电元件57组上。接收电路82根据压电效应，从与成对的第 3导电体67以及第4导电体68连接的第1压电元件57接收电压。根据接收到的电压，检 测超声波。极化电路84对各个第1压电元件57供给极化电压。在此，在接收超声波时，极 化电路84与第1压电元件57分离。多路复用器83对第1压电元件57切换接收电路82 的连接以及极化电路84的连接。极化电压的供给根据需要适当地实施即可。
[0128] 另外，如上所述详细说明了本实施方式，但是本领域技术人员能够容易理解的是， 能够在不脱离本发明的新事项以及效果的情况下进行较多的变形。因而，这样的变形例都 包含在本发明的范围内。例如，在说明书或者附图中，至少一次，与更广义或者同义的不同 词语一起记载的术语在说明书或者附图的任何一个位置，都能置换成该不同词语。另外，超 声波诊断装置11、装置终端12、超声波探头13、显示面板15、机壳16、声透镜18、第1以及 第2布线板19a、19b、基体21、第2压电元件23、声调节层51等结构以及动作也不限于本实 施方式中说明的内容，可进行各种变形。
【主权项】
1. 一种压电元件，其特征在于，包括： 振膜； 压电体，配置在所述振膜上； 第1电极，配置在所述压电体上； 第2电极，配置在所述压电体上并且是与所述第1电极隔开的位置上；以及 槽，在从所述振膜的厚度方向观察的俯视下，该槽位于所述第1电极和所述第2电极之 间，并将所述压电体的表面分成两个。2. 根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于， 所述槽从所述第1电极和所述第2电极之间向外侧并朝向所述压电体的边缘延伸，并 横切所述压电体的一个面。3. 根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于， 所述槽从所述第1电极和所述第2电极之间向外侧并朝向所述压电体的边缘延伸，并 在空间和所述压电体的所述边缘之间中断，该空间为所述第1电极和所述第2电极之间的 空间。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的压电元件，其特征在于， 所述槽在所述俯视下沿穿过所述振膜的重心的直线延伸。5. 根据权利要求4所述的压电元件，其特征在于， 所述振膜形成为在所述俯视下呈矩形，所述槽以与所述矩形的任一边平行的方式延伸 设置。6. 根据权利要求3或4所述的压电元件，其特征在于， 所述压电体形成为在所述俯视下相对于所述直线呈线对称。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的压电元件，其特征在于， 在所述槽中形成有拉伸弹性模量比所述压电体小的保护膜。8. 根据权利要求7所述的压电元件，其特征在于， 所述保护膜是填充在所述槽中的声调节层。9. 根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于， 在所述俯视下，所述第1电极的沿所述槽的纵长方向的宽度以及所述第2电极的沿所 述槽的纵长方向的宽度小于所述压电体的沿所述槽的纵长方向的宽度。10. 根据权利要求9所述的压电元件，其特征在于， 在所述俯视下，所述压电体仅配置在所述振膜的区域内。11. 根据权利要求1至10中任一项所述的压电元件，其特征在于， 所述压电体的在所述槽处沿所述厚度方向确定的厚度h和所述压电体的在所述槽以 外处沿所述厚度方向确定的厚度t2之间满足下式关系：〇12. 根据权利要求11所述的压电元件，其特征在于， 所述厚度h和所述厚度12之间满足下式关系：o13.根据权利要求11或12所述的压电元件，其特征在于， 所述厚度h和所述厚度12之间满足下式关系：〇14. 一种压电器件，其特征在于，包括： 权利要求1至13中任一项所述的压电元件； 第2振膜； 第2压电体，配置在所述第2振膜上； 第3电极，配置在所述第2压电体上； 第4电极，配置在所述第2压电体上并且是与所述第3电极隔开的位置上； 第2槽，在从所述第2振膜的厚度方向观察的俯视下，位于所述第3电极和所述第4电 极之间，并将所述第2压电体的表面分成两个；以及 导电体部，对所述第2电极和所述第3电极进行电连接。15. -种压电器件，其特征在于，包括： 权利要求1至13中任一项所述的压电元件； 第2振膜； 第3电极，配置在所述第2振膜上； 第2压电体，配置在所述第3电极上；以及 第4电极，配置在所述第2压电体上。16. -种探头，其特征在于，具有多个权利要求1至13中任一项所述的压电元件。17. -种探头，其特征在于，具有多个权利要求14所述的压电器件。18. -种探头，其特征在于，具有多个权利要求15所述的压电器件。19. 一种电子设备，其特征在于，具有多个权利要求1至13中任一项所述的压电元件。20. -种电子设备，其特征在于，具有多个权利要求14所述的压电器件。21. -种电子设备，其特征在于，具有多个权利要求15所述的压电器件。22.根据权利要求19至21中任一项所述的电子设备，其特征在于， 所述电子设备包括： 极化电路，与所述压电元件连接，并对所述压电元件供给极化电压； 接收电路，与所述压电元件连接，并根据压电效应从所述压电元件接收电压；以及 开关，切换所述极化电路以及所述接收电路对所述压电元件的连接。23. -种超声波图像装置，其特征在于，具有多个权利要求1至13中任一项所述的压电 元件。24. -种超声波图像装置，其特征在于，具有多个权利要求14所述的压电器件。25. -种超声波图像装置，其特征在于，具有多个权利要求15所述的压电器件。26.根据权利要求23至25中任一项所述的超声波图像装置，其特征在于， 所述超声波图像装置包括： 极化电路，与所述压电元件连接，并对所述压电元件供给极化电压； 接收电路，与所述压电元件连接，并根据压电效应从所述压电元件接收电压；以及 开关，切换所述极化电路以及所述接收电路对所述压电元件的连接。27. -种压电元件，其特征在于，包括： 振膜； 压电体，配置在所述振膜上； 第1信号电极，配置在所述压电体的一个面上； 第2信号电极，配置在所述压电体的所述一个面上并且是与所述第1信号电极隔开的 位置上；以及 槽，在从所述振膜的厚度方向观察的俯视下，该槽位于所述第1信号电极和所述第2信 号电极之间，并在与所述振膜的表面垂直的方向上缩小所述压电体的厚度。
【专利摘要】本发明提供一种压电元件、压电器件、探头、电子设备及超声波图像装置，其能够避免压电体产生裂纹，最大限度地发挥压电体的压电效应。超声波换能器元件(57)包括：振膜(58)；压电体(63)，配置在振膜(58)上；第1电极(61)，配置在压电体(63)上；第2电极(62)，配置在压电体(63)上并且是与第1电极(61)隔开的位置上；以及槽(64)，在从振膜(58)的厚度方向观察的俯视下，位于第1电极(61)和第2电极(62)之间，并将压电体(63)的表面分成两个。
【IPC分类】H01L41/08, H04R17/00, H01L41/09, A61B8/00
【公开号】CN104954958
【申请号】CN201510130669
【发明人】鹤野次郎, 舩坂司, 中村友亮, 宫泽弘, 伊藤浩, 山田昌佳
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年3月24日
【公告号】US20150273526