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公開番号2024141458
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053131
出願日2023-03-29
発明の名称超音波探触子
出願人富士フイルム株式会社
代理人個人,個人
主分類H04R 17/00 20060101AFI20241003BHJP(電気通信技術)
要約【課題】複数の分割素子部分間のクロストークを抑制できる超音波探触子を提供する。
【解決手段】複数の圧電素子(2)がバッキング材(1)の上にアジマス方向に沿って配列された超音波探触子であって、複数の圧電素子(2)は、それぞれ、信号電極層(2A)と圧電体部(2B)とグランド電極層(2C)が積層された積層体からなり、それぞれの圧電素子(2)は、エレベーション方向に複数の分割素子部分(A)に分断され、それぞれのグランド電極層(2C)上に配置された音響整合層(3)を有し、複数の分割素子部分(A)の間に充填剤(4)が充填され、それぞれの分割素子部分(A)のエレベーション方向の両端における一対の側面上にそれぞれ導電性部材(5)が配置され、導電性部材(5)が、グランド電極層(2C)に接続されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の圧電素子がバッキング材の上にアジマス方向に沿ってアレイ状に配列された超音波探触子であって、
前記複数の圧電素子は、それぞれ、前記バッキング材の表面上に信号電極層と圧電体部とグランド電極層が順次積層された積層体からなり、
それぞれの前記圧電素子は、エレベーション方向に複数の分割素子部分に分断され、
前記複数の分割素子部分に対応し且つそれぞれ前記分割素子部分の前記グランド電極層の上に配置された複数の音響整合層を有し、
前記アジマス方向に配列された前記複数の圧電素子の間およびそれぞれの前記圧電素子における前記複数の分割素子部分の間に充填剤が充填され、
それぞれの前記分割素子部分の前記エレベーション方向の両端における一対の側面上にそれぞれ導電性部材が配置され、
前記導電性部材が、前記分割素子部分の前記グランド電極層に接続されている超音波探触子。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記導電性部材は、それぞれの前記分割素子部分の前記グランド電極層の上に配置された前記音響整合層の前記エレベーション方向の側面にまで延びている請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
それぞれの前記分割素子部分の前記側面上に形成された前記導電性部材は、前記エレベーション方向に隣接する前記分割素子部分との間に充填されている前記充填剤の下部に沿って前記隣接する前記分割素子部分にまで延び、前記隣接する前記分割素子部分の前記側面上に配置された前記導電性部材に接続されている請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記導電性部材は、前記充填剤よりも高い硬度を有している請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項５】
前記導電性部材は、ショア硬度８０以上の硬度を有する請求項４に記載の超音波探触子。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記圧電素子から発せられる超音波の波長より小さい寸法の厚さを有する請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項７】
前記導電性部材は、前記圧電素子から発せられる超音波の波長の１／１０より小さい寸法の厚さを有する請求項６に記載の超音波探触子。
【請求項８】
複数の圧電素子がバッキング材の上にアジマス方向に沿ってアレイ状に配列された超音波探触子の製造方法であって、
前記バッキング材の表面上に第１導電層と圧電体層と第２導電層が順次積層された積層体を形成し、
前記積層体の上に音響整合層を形成し、
前記積層体および前記音響整合層をダイシングすることにより前記アジマス方向に沿って配列された前記複数の圧電素子を形成し、
それぞれの前記圧電素子をダイシングすることによりエレベーション方向に複数の分割素子部分に分断し、
それぞれ前記分割素子部分における前記第２導電層からなるグランド電極層に接続されるように、それぞれの前記分割素子部分の前記エレベーション方向の両端における一対の側面上に導電性部材を配置し、
前記アジマス方向に配列された前記複数の圧電素子の間およびそれぞれの前記圧電素子における前記複数の分割素子部分の間に充填剤を充填する
超音波探触子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、高感度の超音波探触子に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を用いた超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、超音波探触子から被検体に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを超音波探触子で受信し、その受信信号を電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
超音波探触子は、通常、いわゆるアジマス方向においてアレイ状に配列された複数の圧電素子を有している。一般的に、超音波探触子では、複数の圧電素子間においていわゆるクロストークが生じることにより、超音波画像の画質が低下することがあった。そこで、複数の圧電素子間におけるクロストークを低減するために、特許文献１に開示されるように、複数の圧電素子間の溝が絶縁部材により埋められたいわゆる１次元の振動子アレイを有する超音波探触子が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－２８５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アジマス方向の他にいわゆるエレベーション方向においても複数の圧電素子が複数の分割素子部分に分断されたいわゆるマトリックス状の振動子アレイが知られている。マトリックス状の振動子アレイでは、複数の圧電素子に共通するグランド電極層が形成されることが多い。マトリックス状の振動子アレイの分割素子部分間のクロストークを抑制するために特許文献１の技術に基づいてグランド電極層ごと圧電素子を複数の分割素子部分に分断すると、孤立したグランド電極層が形成されてしまい、全ての分割素子部分のグランド電極層から配線を引き出すことが困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、マトリックス状の振動子アレイにおいて、全てのグランド電極層から配線を引き出しつつ複数の分割素子部分間のクロストークを抑制できる超音波探触子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下の構成によれば、上記目的を達成できる。
〔１〕複数の圧電素子がバッキング材の上にアジマス方向に沿ってアレイ状に配列された超音波探触子であって、
複数の圧電素子は、それぞれ、バッキング材の表面上に信号電極層と圧電体部とグランド電極層が順次積層された積層体からなり、
それぞれの圧電素子は、エレベーション方向に複数の分割素子部分に分断され、
複数の分割素子部分に対応し且つそれぞれ分割素子部分のグランド電極層の上に配置された複数の音響整合層を有し、
アジマス方向に配列された複数の圧電素子の間およびそれぞれの圧電素子における複数の分割素子部分の間に充填剤が充填され、
それぞれの分割素子部分のエレベーション方向の両端における一対の側面上にそれぞれ導電性部材が配置され、
導電性部材が、分割素子部分のグランド電極層に接続されている超音波探触子。
〔２〕導電性部材は、それぞれの分割素子部分のグランド電極層の上に配置された音響整合層のエレベーション方向の側面にまで延びている〔１〕に記載の超音波探触子。
〔３〕それぞれの分割素子部分の側面上に形成された導電性部材は、エレベーション方向に隣接する分割素子部分との間に充填されている充填剤の下部に沿って隣接する分割素子部分にまで延び、隣接する分割素子部分の側面上に配置された導電性部材に接続されている〔１〕に記載の超音波探触子。
〔４〕導電性部材は、充填剤よりも高い硬度を有している〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の超音波探触子。
〔５〕導電性部材は、ショア硬度８０以上の硬度を有する〔４〕に記載の超音波探触子。
〔６〕導電性部材は、圧電素子から発せられる超音波の波長より小さい寸法の厚さを有する〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の超音波探触子。
〔７〕導電性部材は、圧電素子から発せられる超音波の波長の１／１０より小さい寸法の厚さを有する〔６〕に記載の超音波探触子。
〔８〕複数の圧電素子がバッキング材の上にアジマス方向に沿ってアレイ状に配列された超音波探触子の製造方法であって、
バッキング材の表面上に第１導電層と圧電体層と第２導電層が順次積層された積層体を形成し、
積層体の上に音響整合層を形成し、
積層体および音響整合層をダイシングすることによりアジマス方向に沿って配列された複数の圧電素子を形成し、
それぞれの圧電素子をダイシングすることによりエレベーション方向に複数の分割素子部分に分断し、
それぞれ分割素子部分における第２導電層からなるグランド電極層に接続されるように、それぞれの分割素子部分のエレベーション方向の両端における一対の側面上に導電性部材を配置し、
アジマス方向に配列された複数の圧電素子の間およびそれぞれの圧電素子における複数の分割素子部分の間に充填剤を充填する
超音波探触子の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、複数の圧電素子がバッキング材の上にアジマス方向に沿ってアレイ状に配列され、複数の圧電素子は、それぞれ、バッキング材の表面上に信号電極層と圧電体部とグランド電極層が順次積層された積層体からなり、それぞれの圧電素子は、エレベーション方向に複数の分割素子部分に分断され、複数の分割素子部分に対応し且つそれぞれ分割素子部分のグランド電極層の上に配置された複数の音響整合層を有し、アジマス方向に配列された複数の圧電素子の間およびそれぞれの圧電素子における複数の分割素子部分の間に充填剤が充填され、それぞれの分割素子部分のエレベーション方向の両端における一対の側面上にそれぞれ導電性部材が配置され、導電性部材が、分割素子部分のグランド電極層に接続されているため、マトリックス状の振動子アレイにおいて、全てのグランド電極層から配線を引き出しつつ複数の分割素子部分間のクロストークを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る超音波探触子の一部を示す斜視図である。
本発明の実施の形態に係る超音波探触子の断面図である。
本発明の実施の形態に係る超音波探触子の製造方法を示すフローチャートである。
バッキング材上に形成された積層体および音響整合層の断面図である。
複数の分割素子部分および音響整合層の断面図である。
複数の分割素子部分間に形成された導電性部材を示す断面図である。
ダイシングされた導電性部材を示す図である。
本発明の実施の形態の第１の変形例に係る超音波探触子の断面図である。
本発明の実施の形態の第２の変形例に係る超音波探触子の断面図である。
本発明の実施の形態の第３の変形例に係る超音波探触子の断面図である。
本発明の実施の形態の第４の変形例に係る超音波探触子の断面図である。
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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