CN102959993B - 超声波探头和超声波诊断装置 - Google Patents

Abstract

超声波探头（102）的超声波的传播效率较高，并且能够取得清晰度较高的超声波诊断图像，超声波振子具有：压电体（208），产生超声波；以及第一匹配层（101），从压电体（208）观察配置在规定方向上，用于进行压电体（208）与被检体的声匹配，第一匹配层（101）具有规定方向的厚度恒定、在与规定方向垂直的方向上排列的、包含超声波的透射率的频率特性相互不同的至少2个匹配区域的多个匹配区域（101a、101b、101c）。

Description

超声波探头和超声波诊断装置

技术领域

本发明涉及超声波探头和超声波诊断装置。特别涉及用于对被检体进行超声波诊断的具有超声波振子的超声波探头和超声波诊断装置。

背景技术

在医疗领域中，为了观察被检体内部并进行诊断，开发了各种摄像技术。特别地，通过收发超声波而取得被检体的内部信息的超声波摄像能够实时进行图像观察，而且，与X线照片或RI（radio isotope）闪烁照相机等的其他医用图像技术不同，不会被放射线照射。因此，超声波摄像作为安全性高的摄像技术，除了利用于产科领域中的胎儿诊断以外，还利用于包含妇科系统、循环器官系统、消化器官系统等的广泛领域中。超声波摄像是利用超声波在声阻抗不同的区域的边界（例如构造物的边界）进行反射的性质的图像生成技术，将超声波射束发送到人体等的被检体内，接收在被检体内产生的超声波回波，求出产生超声波回波的反射点或反射强度，由此，提取存在于被检体内的构造物（例如内脏或病变组织等）的轮廓。

在进行这种超声波摄像的装置（被称为超声波诊断装置、超声波摄像装置等）中，作为发送和接收超声波的超声波传感器，一般使用在以PZT（锆钛酸铅：Pb（lead）zirconate titanate）为代表的压电陶瓷或以PVDF（聚偏二氟乙烯：polyvinyliden difluoride）为代表的高分子压电材料等的压电体的两面形成电极的振子（压电振子）。

图2是一维阵列型超声波探头的一例的概略图。如图2所示，一维阵列型的超声波探头403具有：具有压电体208、信号电极206、接地电极207和匹配层203的多个超声波振子205；衬垫（Backing）201；接地布线202；信号布线204；声透镜209。

所有的接地电极207与一根接地布线202连接。信号电极206分别连接不同的信号布线204。信号电极206和接地电极207粘接在压电体208的相互面对的一对表面上。设从信号电极206针对接地电极207的朝向为+Z。在接地电极207的+Z侧具有匹配层203。

如图2所示，一维阵列型的超声波探头403的多个超声波振子205在吸收声波的衬垫部件201的+Z侧排列成一维阵列状。并且，在超声波振子205的更靠+Z侧具有声透镜209，构成为通过声透镜209对被检体（图略）放射超声波。

对各个超声波振子205的2个电极207和206施加电压时，由于压电效应而使压电体208伸缩，产生超声波。如上所述，多个超声波振子205排列成一维（或二维状），通过依次驱动各超声波振子，能够形成在规定方向上发送的超声波射束。并且，超声波振子接收在被检体内反射而返回的超声波而进行伸缩，从而产生电信号。该电信号被用作超声波的接收信号。

图4是超声波诊断装置的一例的概略图。如图4所示，具有超声波探头403的超声波诊断装置401构成为，利用缆线405连接超声波探头403和诊断装置主体404。诊断装置主体404经由缆线405对超声波探头403发送用于使超声波振子振动的信号，并且，根据来自超声波探头403的信号，将被检体内的状态图像化为超声波诊断图像。

在这种超声波探头中，由于以下理由，在压电体208与被检体之间具有匹配层203。

不同物质相接的边界面中的超声波的传播效率由于这些物质的声阻抗而变化。具体而言，在声阻抗之差较大的边界面中，超声波容易反射，所以，超声波的传播损失增大。

因此，通过在超声波振子与被检体之间插入匹配层，能够实现声阻抗的匹配。通过匹配层，从振子朝向被检体而阶段地改变声阻抗，由此，使各边界面中的超声波的反射率降低，抑制超声波的传播损失。

但是，公知当通过设置匹配层来提高超声波的传播效率时，另一方面，频带变窄，产生超声波诊断图像的清晰度降低的弊端。寻求实现不降低超声波诊断图像的清晰度的匹配层。

以往，为了实现不降低超声波诊断图像的清晰度的匹配层，公开了如下技术：在与超声波传播方向垂直的表面内，具有匹配层的厚度不同的多个区域，从而实现宽带化（例如专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-299195号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，为了提高超声波的传播效率而设于超声波探头中的匹配层使透射的超声波的频带变窄，具有降低超声波诊断图像的清晰度的问题。由此，课题在于，实现超声波的传播效率较高、且能够取得清晰度较高的超声波诊断图像的超声波探头。

针对上述课题，在专利文献1所记载的结构中，在与超声波传播方向垂直的表面内，具备具有厚度不同的多个区域的匹配层。该情况下，通过匹配层的各区域的超声波脉冲产生时间差。在安装了声透镜的情况下，也无法完全消除该时间差，产生具有时间差的多个超声波脉冲在被检体内重合的现象。因此，从匹配层放出的超声波的波形从理想的输入脉冲波形偏离，超声波诊断图像中的超声波传播方向的清晰度降低。由此，专利文献1所公开的技术没有解决上述课题。

本发明的目的在于，解决所述现有的课题，提供超声波的传播效率较高、且能够驱动清晰度较高的超声波诊断图像的超声波探头等。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的一个方式的超声波探头用于对被检体进行超声波诊断，且具有超声波振子，其中，所述超声波振子具有：压电体，产生超声波；以及第一匹配层，从所述压电体观察配置在规定方向上，用于进行所述压电体与所述被检体的声匹配，所述第一匹配层具有所述规定方向的厚度恒定、在与所述规定方向垂直的方向上排列的、包含超声波的透射率的频率特性相互不同的至少2个匹配区域的多个匹配区域。

由此，通过具有与以往相同的频率特性的匹配层，能够扩宽透射匹配层的超声波的频带。这是因为，由于透射各个匹配区域的超声波的频率特性不同，所以，在匹配层全体中合并透射各个匹配区域的超声波时，与透射具有与以往相同的频率特性匹配层的超声波相比，频带扩宽。而且，由于超声波传播方向（规定方向）的厚度恒定，所以，透射各匹配区域的超声波脉冲不产生时间差。其结果，超声波脉冲以近似输入脉冲波形的波形在被检体内传播，得到高清晰度的超声波诊断图像。

并且，优选所述多个匹配区域包含密度相互不同的至少2个匹配区域。

由此，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，密度不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，优选所述第一匹配层包含声阻抗相互不同的多个匹配部件，所述多个匹配部件中的至少1个匹配部件具有与所述规定方向平行的多个尖细形状，所述尖细形状的粗细在所述规定方向上连续增加或减少。

由此，能够使匹配层内部接近压电体的声阻抗为近似压电体的声阻抗的值，能够使匹配层内部接近被检体的声阻抗为近似被检体的声阻抗的值。并且，在匹配层的内部，能够在超声波的传播方向上连续改变声阻抗。

并且，优选所述多个匹配区域中的1个匹配区域中的与所述规定方向垂直的表面的每单位面积的所述尖细形状的个数与其他匹配区域的该表面的每单位面积的所述尖细形状的个数不同。

由此，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，尖细形状的密度不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，优选所述匹配区域中的具有所述尖细形状的匹配部件在所述规定方向上的大小与其他匹配区域中的所述尖细形状在所述规定方向上的大小不同。

由此，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，尖细形状的超声波传播方向的高度不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，优选所述匹配区域中的具有所述尖细形状的匹配部件在所述匹配区域的排列方向上的宽度与其他匹配区域中的具有所述尖细形状的匹配部件在所述匹配区域的排列方向上的宽度不同。

由此，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，尖细形状的粗细不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，优选所述第一匹配层的表面和背面中的远离所述压电体的表面是平面。

由此，匹配层与声透镜的接触面成为平面，超声波探头能够在宽温度范围内接收宽带的超声波。其结果，能够得到高清晰度的超声波诊断图像。这是因为，由于声透镜针对温度变化的收缩率较大，所以，在该接触面不是平面的情况下，可能由于声透镜的收缩而使声透镜剥离。

并且，优选所述第一匹配层具有在所述规定方向上层叠的多个匹配部层，所述多个匹配部层中的至少1个匹配部层具有在与所述规定方向垂直的方向上排列的、超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。

由此，在以更高精度进行压电体与被检体的声匹配的同时，能够扩宽透射匹配层的超声波的频带。这是因为，通过具有不同声阻抗的多个匹配部层，从压电体到被检体而阶段地进行声匹配，并且，通过多个匹配区域，能够扩宽超声波的透射率的频率特性。

并且，优选所述多个匹配部层中的每一个匹配部层在所述规定方向上的厚度恒定。

由此，超声波探头能够在宽温度范围内接收宽带的超声波。其结果，能够得到高清晰度的超声波诊断图像。这是因为，在各匹配部层的厚度不恒定的情况下，可能由于匹配部层针对温度变化的收缩率的变化而使匹配部层彼此剥离。

并且，优选所述第一匹配层由以规定混合率混合了多个材料而得到的混合物形成，所述匹配区域中的混合率与其他匹配区域中的混合率不同。

并且，优选所述第一匹配层包含烧结材料。

并且，优选所述第一匹配层至少包含银、铜和丙烯系的材料中的至少1种材料以及二氧化硅。

并且，优选所述第一匹配层包含粒径相互相差5倍以上的多个粒子作为材料。

由此，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，混合物中的材料的混合率不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，优选在所述匹配区域的排列方向上的所述匹配区域的宽度为所述超声波诊断中使用的超声波的波长以上。

由此，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，在匹配区域的宽度比超声波的波长短的情况下，不形成超声波的透射率的频率特性为规定值的匹配区域。

并且，优选调和1微米以下的粒径的金属纳米（毫微）粒子，使该第一匹配层中的至少一部分金属整体化，通过金属纳米粒子的调和比例决定该第一匹配层的密度。

由此，能够高效制造具有多个不同密度的匹配部件。这是因为，使用同一材料，仅变更这些材料的调和比例，就能够制造具有多个不同密度的匹配部件。

并且，优选所述超声波振子还具有：衬垫部件，相对于所述压电体配置在配置有所述第一匹配层的一侧的相反侧，用于吸收超声波；以及第二匹配层，配置在所述衬垫部件与所述压电体之间，具有在与所述规定方向垂直的方向上排列的、透射的超声波的频率不同的多个匹配区域。

由此，能够提高从压电体向被检体方向传播的超声波的声压。

并且，优选所述超声波振子还具有：衬垫部件，相对于所述压电体配置在配置有所述第一匹配层的一侧的相反侧，用于吸收超声波；以及高反射层，配置在所述衬垫部件与所述压电体之间，具有反射超声波的性质。

由此，能够扩宽透射匹配层的超声波的频带。

并且，优选多个所述超声波振子排列成一维阵列状，在多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中，与所述匹配区域的排列方向上的两端部的所述匹配区域透射的超声波的频率的平均值即平均频率相比，所述排列方向上的中央部的所述匹配区域透射的超声波的所述平均频率较低。

由此，能够得到高清晰度的超声波诊断图像。

并且，优选多个所述超声波振子排列成一维阵列状，在多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中，与所述匹配区域的排列方向上的两端部的所述匹配区域透射的超声波的频率的平均值即平均频率相比，所述排列方向上的中央部的所述匹配区域透射的超声波的所述平均频率较高。

由此，能够取得高S/N的超声波诊断图像。

并且，优选多个所述超声波振子排列成一维阵列状，多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中的所述匹配区域的顺序与其他超声波振子中的所述匹配区域的顺序不同。

并且，优选多个所述超声波振子排列成一维阵列状，多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中的所述匹配区域的顺序的超声波探头中的排列模式为周期性的。

由此，能够取得高清晰度、且S/N高的超声波诊断图像。

并且，本发明的一个方式的超声波诊断装置具有：超声波探头；以及诊断装置，生成用于使所述压电体产生超声波的信号，根据所述超声波探头从被检体接收到的信号生成超声波诊断图像。

由此，能够发挥上述超声波探头的效果，并且能够进行被检体的超声波诊断。

发明效果

根据本发明的超声波探头等，通过实现不降低超声波诊断图像的清晰度的匹配层，在超声波诊断中得到清晰度高的诊断图像。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的超声波探头的一例的剖视图。

图2是一维阵列型超声波探头的一例的概略图。

图3是现有型的超声波探头的剖视图。

图4是超声波诊断装置的一例的概略图。

图5是示出实施方式1的超声波探头与被检体的接触面处的声压分布的图。

图6是本发明的实施方式2的超声波探头的一例的剖视图。

图7是本发明的实施方式1的超声波探头的多透射率层的一例的剖视图。

图8是本发明的实施方式1的超声波探头的多透射率层的另一例的剖视图。

图9是本发明的实施方式1的超声波探头的多透射率层的另一例的剖视图。

图10是示出包含银的混合物中的银的调和率与声阻抗的关系的图。

图11是示出包含铜的混合物中的铜的调和率与声阻抗的关系的图。

图12是示出包含丙烯的混合物中的丙烯的调和率与声阻抗的关系的图。

图13是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的一例的剖视图。

图14是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。

图15是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。

图16是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。

图17是示出多阻抗层的声阻抗与匹配层的平均透射频率的关系的图。

图18是示出另一多阻抗层的声阻抗与匹配层的平均透射频率的关系的图。

图19是示出另一多阻抗层的声阻抗与匹配层的平均透射频率的关系的图。

图20是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。

图21是示出另一多阻抗层的声阻抗与匹配层的平均透射频率的关系的图。

图22是本发明的实施方式3的超声波振子的一例的剖视图。

图23是本发明的实施方式4的超声波振子的剖视图。

图24是示出本发明的实施方式3的匹配层的透射特性的图。

图25是示出本发明的实施方式3的另一匹配层的透射特性的图。

图26是示出2层的匹配层的平均透射频率与多密度层的密度的关系的图。

图27是示出本发明的实施方式3的匹配层的平均透射频率与多密度层的密度的关系的图。

图28是本发明的实施方式3的另一超声波振子的剖视图。

图29是示出（与超声波传播方向垂直的轴中的）位置与多密度层的平均密度的关系的一例的图。

图30是本发明的实施方式4的超声波振子的剖视图。

图31是示出本发明的实施方式4的匹配层的平均透射频率与多密度层的密度的关系的图。

图32是本发明的实施方式5的超声波振子的剖视图。

图33是示出本发明的实施方式5的匹配层的平均透射频率与多密度层的密度的关系的图。

图34是本发明的实施方式5的另一超声波振子的剖视图。

图35是示出现有型的超声波探头和超声波传播的概略图。

图36是示出本发明的实施方式6的超声波探头和超声波传播的概略图。

图37是示出本发明的实施方式6的另一超声波探头和超声波传播的概略图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式均示出本发明的优选的一个具体例。以下实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置和连接方式、步骤、步骤的顺序等是一例，并非限定本发明的主旨。并且，关于以下实施方式的结构要素中的未记载于示出本发明的最上位概念的独立权利要求中的结构要素，作为构成更加优选的方式的任意的结构要素进行说明。

并且，有时针对相同结构要素使用相同标号并省略说明。

（实施方式1）

图1是本实施方式的超声波探头的一例的剖视图。

如图1所示，本实施方式的超声波探头102具有压电体208、信号电极206、接地电极207。并且，更加优选具有衬垫201和声透镜209。

超声波探头102与现有型的超声波探头304的不同之处在于，超声波探头102在接地电极207与被检体（图略）之间具有匹配层101。

匹配层101具有在X方向上排列的、超声波的透射率不同的多个匹配区域。在压电体208中产生的超声波的透射率被设计成，X方向的中央的匹配区域101a最高，匹配区域101b、101c这样越是两端越低。因此，透射中央的匹配区域101a的超声波的声压最高，两端的匹配区域101c的声压最低。代替现有型的超声波探头，通过在超声波诊断装置（图4）中使用本发明的超声波探头，能够进行高S/N的超声波诊断。

通过使用本发明的超声波探头能够进行高S/N的超声波诊断的理由如下所示。

图3是现有型的超声波探头的剖视图。在从超声波探头表面放射的超声波的声压的频率特性在其表面上恒定时，在被检体内，不仅形成主瓣302，还形成副瓣303。在超声波诊断图像中，针对由主瓣302取得的图像，重叠由副瓣303取得的图像作为噪声。由于产生这种副瓣，引起超声波诊断图像的S/N（信号对噪音比）降低。

通过图1所示的超声波探头102，使透射中央的匹配区域101a的超声波的声压高于两端，由此，与以往相比，能够减小副瓣104的声压。由于以上的理由，能够进行高S/N的超声波诊断。

这里，示出实现具有透射率不同的多个区域的匹配层（以下也称为多透射率层。）的方法的例子。

图7是本实施方式的超声波探头的多透射率层的一例的剖视图。

图7所示的匹配层703由具有近似压电体208的声阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被检体的活体组织的声阻抗的第二匹配部件701构成。第一匹配部件702为圆锥型。第一匹配部件702将压电体208侧作为底面、将被检体侧作为顶点而配置有多个。并且，在匹配层703中，构成为利用第二匹配部件701充满第一匹配部件702占据的部分以外的部分。

这里，圆锥型的第一匹配部件702是在金属、半导体、陶瓷或树脂中混入了金属或氧化物的复合部件，声阻抗的值为10～30MRayl。第二匹配部件701是各种树脂或在树脂中混入了金属或氧化物的复合部件，声阻抗的值为1.2～3MRayl。一般地，压电体208的声阻抗为20～30MRayl，被检体的活体组织的声阻抗为1.5MRayl左右。由此，通过如上所述配置第一匹配部件和第二匹配部件，在匹配层与压电体之间、以及匹配层与被检体的活体组织之间的双方中，能够减小声阻抗之差。

举出上述材料的具体例时，作为第一匹配部件702，存在铝（17MRayl）、铅（22MRayl）、硅（20MRayl）、银约95%二氧化硅约5%的混合物（16MRayl）、石英（16MRayl）等。并且，作为第二匹配部件701，存在硅橡胶（1.5MRayl）、丙烯树脂（3MRayl）、聚酰亚胺（3MRayl）等的塑料类、橡胶类。

匹配层703在匹配区域703a、703b和703c中，配置有由第一匹配部件702构成的圆锥的间隔不同。即构成为，X方向的中央的匹配区域703a的圆锥的间隔最窄，匹配区域703b、703c这样越是两端，圆锥的间隔越宽。

这样，圆锥间隔越宽的区域，超声波的透射率越低。由此，通过按照每个区域调节圆锥间隔，能够设计具有任意透射率的多透射率层。

并且，优选圆锥间隔在最宽的区域中也为超声波的波长的四分之一以下。这是因为，由此能够实现灵敏度高、且能够观察到更深部的超声波探头。

图8是本实施方式的超声波探头的多透射率层的另一例的剖视图。

图8所示的匹配层804由具有近似压电体208的声阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被检体的活体组织的声阻抗的第二匹配部件构成。第一匹配部件702为圆锥型。第一匹配部件702将压电体208侧作为底面、将被检体侧作为顶点而配置有多个。并且，在匹配层804中，构成为利用第二匹配部件803、802和801充满第一匹配部件702占据的部分以外的部分。

在匹配层804中，匹配区域804a、804b和804c分别具有第二匹配部件803、802和801。设为如下材料：匹配部件803的声阻抗最近似压电体208，越是接近两端的区域的匹配部件802、801，与压电体208之间的声阻抗之差越大。

这样，第二匹配部件的声阻抗越近似压电体，透射率越高，通过按照每个区域调节第二匹配部件的声阻抗，能够设计多透射率层。

另外，这里，示出第二匹配部件的声阻抗按照每个匹配区域而不同的多透射率层的例子，但是，也可以是第二匹配部件的声阻抗恒定、第一匹配部件的声阻抗按照每个匹配区域而不同的多透射率层。该情况下，第一匹配部件的声阻抗越近似被检体，透射率越高，所以，通过调节第一匹配部件的声阻抗，能够设计多透射率层。由此，在超声波诊断中，能够提高S/N。

另外，也可以构成为第一匹配部件和第二匹配部件双方按照每个匹配区域而不同。

但是，多数情况下，第二匹配部件使用金属那样难以加工的材料，所以，优选使用一种第二匹配部件。通过使用一种第二匹配部件，能够实现更加廉价的超声波探头。

另外，多数情况下，第一匹配部件是按照材料而使热膨胀率大幅不同的材料，优选使用一种第一匹配部件，能够实现耐热性更加优良的超声波探头。

如以上所示，通过使用多透射率层即匹配层703和匹配层804作为图1的匹配层101，能够实现本发明的超声波探头102。

另外，匹配层703能够比匹配层804廉价地制作。与匹配层703相比，匹配层804的波长依赖性小，成为容易设计的结构，所以，优选按照用途而使用最佳结构。

另外，通过按照每个区域而采用匹配部件和圆锥间隔的双方不同的多透射率层，能够利用较少的匹配部件的种类，更加自由地设计匹配层的透射率，所以是优选的。

图9是本实施方式的超声波探头的多透射率层的另一例的剖视图。

在图9所示的匹配层904中，匹配区域904a、904b和904c分别由一种匹配部件901、902和903构成。并且，匹配部件901、902和903由声阻抗相互不同的材料构成。这样，在各匹配区域由一种匹配部件构成（没有图7和图8这样的圆锥构造）的情况下，通过按照每个匹配区域而由声阻抗不同的材料构成，透射率按照每个区域而不同。因此，当然满足本发明的匹配层的特性。由此，在超声波诊断中，能够提高S/N。

以下，将这样具有声阻抗不同的多个匹配区域的匹配层称为多阻抗层。

并且，更加优选各匹配区域的声速大致恒定，优选厚度也大致恒定。由此，抑制透射过各区域的超声波脉冲的时间偏差，超声波传播方向的清晰度提高。

这样，通过图9的结构（多阻抗层），在设计被检体内的声场的情况下，能够任意设计透射率，所以，更加优选使用由具有不同声阻抗的多个材料构成的混合材料。

为了制作具有不同声阻抗的多个材料，本申请发明人进行专心研讨，判明能够如下实现。

图10是示出包含银和二氧化硅的混合物中的银的调和率与声阻抗的关系的图。本申请发明人的独自研讨的结果判明，在包含银和二氧化硅的混合物中，通过如图10所示调整银的调和比，能够实现至少在3.8～25MRayl的范围内具有任意声阻抗的材料。

图11是示出包含铜和二氧化硅的混合物中的铜的调和率与声阻抗的关系的图。本申请发明人的独自研讨的结果判明，在包含铜和二氧化硅的混合物中，通过如图11所示改变铜的调和比，能够实现至少在4～8MRayl的范围内具有任意声阻抗的材料。

图12是示出包含丙烯和二氧化硅的混合物中的丙烯的调和率与声阻抗的关系的图。本申请发明人的独自研讨的结果判明，在包含丙烯和二氧化硅的混合物中，通过如图12所示改变铜的调和比，能够实现至少在2.2～3.8MRayl的范围内具有任意声阻抗的材料。

这样，通过使用由多个材料构成的混合材料，能够制作任意声阻抗的材料，所以，能够任意设计透射率。

由此，能够自由设计透射率，所以，副瓣的抑制效果进一步增加，超声波诊断中的S/N提高。

以上，使用图7～9说明了匹配层由三种匹配区域构成、越是两端而使升压阶段降低的例子。但是，作为本发明的超声波探头，优选在匹配层内具有更多的匹配区域。具体而言，如图5的实线501所示，更加优选构成为从中央朝向两端而使声压连续降低。

并且，更加优选为近似以中央部的匹配区域为中心的正太分布的声压分布，能够进一步抑制副瓣。

通过使超声波在X方向上进行扫描，在能够进行三维超声波诊断的超声波诊断装置中，得到X方向（扫描方向）的清晰度提高的效果。

并且，在图7和图8所示的匹配层的结构中，能够通过由多阻抗层构成的匹配层（图9）实现宽带化，这方面更加优选。并且，图9所示的匹配层能够比图7和图8所示的匹配层廉价地制作，这方面更加优选。

并且，优选超声波探头表面的超声波的声压为按照每个频率而不同的（位置）分布。图5示出一例，优选频率越高，如点划线502所示，X方向的宽度越细，成为局部声压分布，频率越低，如实线501所示，X方向的宽度越宽，成为平缓的声压分布。

由此，能够抑制频率较高的超声波和频率较低的超声波的、主瓣103和副瓣104的能量比的偏差，被检体内部的超声波脉冲波形更加稳定。因此，在被检体内部的超声波诊断图像中，超声波传播方向（Z方向）的清晰度提高。

并且，例如，在图5中，将声压为中央部的匹配区域的一半的X方向的宽度设为半值宽度时，更加优选半值宽度与频率成反比例，由此，能够进一步提高超声波诊断中的S/N。

这样，为了在超声波探头与被检体的接触面实现按照每个频率而不同的声压分布，需要实现具有透射率的频率特性（纵轴透射率-横轴频率的曲线图形状）不同的多个区域的匹配层，下面示出该实施方式。

图13是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的一例的剖视图。对图13所示的具有透射率的频率特性不同的多个区域的匹配层（以下称为多透射F特层。）的一例即匹配层1301进行说明。

与匹配层703同样，匹配层1301由具有近似压电体208的声阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被检体的活体组织的声阻抗的第二匹配部件701构成。圆锥型的第一匹配部件702将压电体208侧作为底面、将被检体侧作为顶点而配置有多个。并且，在匹配层1301中，构成为利用第二匹配部件701充满第一匹配部件702占据的部分以外的部分。并且，在匹配层1301中，在图13的点A附近，与由第一匹配部件702构成的圆锥的底面积相邻的圆锥的间隔最宽，越接近点B，圆锥的底面积越小，与此相伴，相邻的圆锥的间隔也变窄。

这样，在圆锥的间隔按照每个部分而不同的匹配层中，圆锥的间隔越宽的部分，越能够增大由（低频的透射率）÷（高频的透射率）定义的值，能够实现多透射F特层。

图14是本实施方式的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。对图14所示的多透射F特层的另一例即匹配层1401进行说明。

与匹配层703同样，匹配层1401由具有近似压电体208的声阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被检体的活体组织的声阻抗的第二匹配部件701构成。圆锥型的第一匹配部件702将压电体208侧作为底面、将被检体侧作为顶点而配置有多个。并且，在匹配层1401中，构成为利用第二匹配部件701充满第一匹配部件702占据的部分以外的部分。并且，在匹配层1401中，在图14的点A附近，由第一匹配部件702构成的圆锥的高度最高，越接近点B，圆锥的高度越低。这样，在圆锥的高度按照每个部分而不同的匹配层中，圆锥的高度越高的部分，由（低频的透射率）÷（高频的透射率）定义的值越大，能够实现多透射F特层。

为了实现多透射F特层，本申请发明人进行专心研讨，判明能够如下实现。

图16是本实施方式的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。对图16所示的多透射F特层的另一例即匹配层1606进行说明。

匹配层1606是重叠了银约90%、二氧化硅约10%的混合物（约11.9MRayl、厚度约45μm）的压电体侧的匹配层1607、以及由5种匹配部件1601、1602、1603、1604、1605构成的被检体侧的多阻抗层而得到的双层构造的匹配层。另外，将这种包含多个层的匹配层的各个层称为匹配部层。

并且，匹配部件1601为银约85%、二氧化硅约15%的混合物（约9.7MRayl），匹配部件1602为铜约80%、二氧化硅约20%的混合物（约7.7MRayl），匹配部件1603为铜约55%、二氧化硅约45%的混合物（约5.9MRayl），匹配部件1604为二氧化硅100%（约3.8MRayl），匹配部件1605为丙烯约55%、二氧化硅约45%的混合物（约2.0MRayl）。

任意情况下，声速约为1800m/s。并且，设匹配部件1601～1605的厚度约为90μm。

设压电体208为PZT系的压电陶瓷（约26MRayl、声速约3500m/s），在被检体（约1.5MRayl）时，判明为，如图17所示，从压电体对被检体放射且在被检体内反射而再次入射到压电体的超声波的平均频率（以下设为平均透射频率。）依赖于多阻抗层的声阻抗。但是，平均透射频率为10MHz以下的范围的平均。

如图17所示，多阻抗层的声阻抗越大，平均透射频率越低。能够利用该特性设计多透射F特层。

并且，在设匹配层1607为银约95%、二氧化硅约5%的混合物（约20MRayl、厚度约45μm）、多阻抗层的厚度也为45μm的情况下，多阻抗层的声阻抗与平均透射频率的关系成为图18的关系。由此，示出多阻抗层和多阻抗层以外的匹配层的厚度不是必须不同。

并且，设匹配层1606为被检体侧成为多阻抗层的双层构造的匹配层，但是，多阻抗层不是必须为被检体侧。

例如，在构成为在被检体侧具有厚度90μm、声阻抗2.0MRayl的匹配层、在压电体侧具有厚度45μm的多阻抗层的情况下，多阻抗层的声阻抗与平均透射频率的关系成为图19中实线1901所示的关系，能够用于设计多透射F特层的情况。

进而，在构成为在被检体侧具有厚度90μm、声阻抗3.8MRayl的匹配层、在压电体侧具有厚度45μm的多阻抗层的情况下，多阻抗层的声阻抗与平均透射频率的关系成为图19中点划线1902所示的关系，通过使被检体侧和压电体侧的两个层成为多阻抗层，平均透射频率的调整范围进一步扩大，能够自由设计多透射F特层。即，能够实现S/N更高的超声波诊断装置，所以是优选的。

图20是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。对图20所示的多透射F特层的另一例即匹配层2006进行说明。

匹配层2006是在由银约90%、二氧化硅约10%的混合物（约11.9MRayl、厚度约90μm）构成的压电体侧的匹配层2007和由丙烯约55%、二氧化硅约45%的混合物（约2.0MRayl、厚度约45μm）构成的被检体侧的匹配层2008之间夹着由5种匹配部件2001、2002、2003、2004、2005构成的多阻抗层（厚度约45μm）的3层构造的匹配层。

并且，匹配部件2001为银约88%、二氧化硅约12%的混合物（10.8MRayl），匹配部件2002为银约85%、二氧化硅约15%的混合物（约9.7MRayl），匹配部件2003为铜约80%、二氧化硅约20%的混合物（约7.7MRayl），匹配部件2004为铜约55%、二氧化硅约45%的混合物（约5.9MRayl），匹配部件2005为二氧化硅100%（约3.8MRayl）。

任意情况下，声速约为1800m/s。

设压电体208为PZT系的压电陶瓷（约26MRayl、声速约3500m/s），在被检体（约1.5MRayl）时，图21示出多阻抗层的声阻抗与平均透射频率的关系。

这样，在3层中的一层为多阻抗层的匹配层2006的情况下，通过改变多阻抗层的声阻抗，也能够调节平均透射频率，成为可设计的多透射F特层。

以上示出在2层或3层的匹配层中至少1层为多阻抗层的例子，但是，在4层以上的情况下，通过包含多阻抗层，也能够设计平均透射频率。

图15是本发明的实施方式1的超声波探头的匹配层的另一例的剖视图。如图15所示，对多透射F特层的另一例即匹配层1501进行说明。

匹配层1501是重叠组合2层匹配层1401而得到的匹配层。下面更加详细地示出。匹配层1501由具有近似压电体208的声阻抗的第一匹配部件702、具有近似被检体的活体组织的声阻抗的第二匹配部件701、以及具有小于第一匹配部件702且大于第二匹配部件701的声阻抗的第三匹配部件1502构成。如图15所示，设2个匹配层1401为1401a和1401b。在1401a中，圆锥型的第一匹配部件702将压电体208侧作为底面而配置有多个，在1401a中，构成为利用第三匹配部件1502充满第一匹配部件702占据的部分以外的部分。并且，在更上方（被检体侧）的1401b中，配置有多个由圆锥型的第三匹配部件1502构成的三角锥，形成利用第二匹配部件701充满第三匹配部件1502占据的部分以外的部分的层。

这样，通过重合多层匹配层1401，能够更加自由地设计超声波探头表面的声压的频率特性，所以是优选的。由此，在超声波诊断图像中，能够进一步提高S/N。

并且，在重合多层匹配层1401的情况下，更加优选相邻的层的圆锥的高度不同，能够进一步提高清晰度。例如，在图15的例子中，关于由第一匹配部件702和第三匹配部件1502构成的层1401b，圆锥的高度成为（点A附近）>（点C附近）>（点B附近），但是，关于由第三匹配部件1502和第二匹配部件701构成的层1401a，圆锥的高度构成为（点A附近）>（点C附近）≈（点B附近）。并且，在2个层中，点A附近的圆锥的高度不同。

并且，不限于匹配层1401的重合，通过组合并重合匹配层703、匹配层804、匹配层904等的多透射率层、或匹配层1301、匹配层1606、匹配层2006等的多透射F特层，也能够更加自由地设计声压的频率特性，能够提高超声波诊断图像中的清晰度，所以是优选的。

另外，优选压电体101与声透镜209的接触面为平面。另外，相对于压电体的厚度，也可以具有10%左右的误差。由此，能够在宽温度范围内得到高清晰度的超声波诊断图像。这是因为，声透镜针对温度变化的收缩率较大，所以，在该接触面不是平面的情况下，可能由于声透镜的收缩而使声透镜剥离。

另外，优选各匹配部层各自的厚度恒定。由此，能够在宽温度范围内得到高清晰度的超声波诊断图像。这是因为，在各匹配部层的厚度不恒定的情况下，可能由于匹配部层针对温度变化的收缩率的变化而使匹配部层彼此剥离。

如上所述，根据本发明的一个方式的超声波探头，通过具有与以往相同的频率特性的匹配层，能够扩宽透射匹配层的超声波的频带。这是因为，由于透射各个匹配区域的超声波的频率特性不同，所以，在匹配层全体中合并透射各个匹配区域的超声波时，与透射具有与以往相同的频率特性匹配层的超声波相比，频带扩宽。而且，由于超声波传播方向（规定方向）的厚度恒定，所以，透射各匹配区域的超声波脉冲不产生时间差。其结果，超声波脉冲以近似输入脉冲波形的波形在被检体内传播，得到高清晰度的超声波诊断图像。

并且，能够使匹配层内部接近压电体的声阻抗为近似压电体的声阻抗的值，能够使匹配层内部接近被检体的声阻抗为近似被检体的声阻抗的值。并且，在匹配层的内部，能够在超声波的传播方向上连续改变声阻抗。

并且，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，尖细形状的密度不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，尖细形状的超声波传播方向的高度不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，尖细形状的粗细不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，匹配层与声透镜的接触面成为平面，超声波探头能够在宽温度范围内接收宽带的超声波。其结果，能够得到高清晰度的超声波诊断图像。这是因为，由于声透镜针对温度变化的收缩率较大，所以，在该接触面不是平面的情况下，可能由于声透镜的收缩而使声透镜剥离。

并且，在以更高精度进行压电体与被检体的声匹配的同时，能够扩宽透射匹配层的超声波的频带。这是因为，通过具有不同声阻抗的多个匹配部层，从压电体到被检体而阶段地进行声匹配，并且，通过多个匹配区域，能够扩宽超声波的透射率的频率特性。

并且，超声波探头能够在宽温度范围内接收宽带的超声波。其结果，能够得到高清晰度的超声波诊断图像。这是因为，在各匹配部层的厚度不恒定的情况下，可能由于匹配部层针对温度变化的收缩率的变化而使匹配部层彼此剥离。

并且，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，混合物中的材料的混合率不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

并且，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，在匹配区域的宽度比超声波的波长短的情况下，不形成超声波的透射率的频率特性为规定值的匹配区域。

并且，能够高效制造具有多个不同密度的匹配部件。这是因为，使用同一材料，仅变更这些材料的调和比例，就能够制造具有多个不同密度的匹配部件。

并且，能够提高从压电体向被检体方向传播的超声波的声压。

并且，能够扩宽透射匹配层的超声波的频带。

（实施方式2）

图6是本实施方式的超声波探头的一例的剖视图。

如图6所示，本发明的超声波探头602具有压电体208、信号电极206、接地电极207。并且，更加优选具有衬垫201和声透镜209。

超声波探头602与现有型的超声波振子304的不同之处在于，在接地电极207与被检体（图略）之间具有匹配层601。

超声波探头602被设计成，从匹配层601的X方向（各超声波振子的长度方向）的两端部的匹配区域601c放射的超声波的平均频率高于从中央部的匹配区域601a放射的超声波的平均频率。

由此，使原本适用于会聚用途的高频率的超声波局部缩小为更细，较粗地传播频率较低的超声波。进而，按照频率对在被检体反射的超声波信号进行分离并解析，能够得到由局部较细的射束（高频率）得到的超声波诊断图像和由较粗的射束（低频率）得到的超声波诊断图像双方的信息。

由较粗的射束得到的超声波诊断图像是区域内的反射和散射被平均的图像，所以，通过将其用于位置调节，能够进行高速的定位。并且，由局部较细的射束得到的超声波图像未对局部得到的反射和散射的信息进行平均，能够以高对比度得到该图像。

本实施方式的超声波探头如实施方式1中说明的那样，当然能够使用多透射率层或多透射F特层进行设计，对于匹配层的结构，这里省略说明。

对实施方式1和实施方式2进行比较，说明各个方式的特征。实施方式1能够廉价地实现高S/N的超声波诊断，这方面是优选的。并且，实施方式2优选用于初期癌症的发现等、需要基于更加详细的图像进行诊断的用途。

并且，进而，如图2所示，在多个超声波振子排列成一维阵列状的超声波探头中，优选交替排列实施方式1的超声波振子和实施方式2的超声波振子。这是因为，通过分别控制各个超声波振子，能够同时实现两个超声波振子的特性。

并且，实施方式1、2均如下所述。

在实施方式1和实施方式2中，示出了由圆锥型的匹配部件和嵌入该圆锥之间的其他匹配部件构成的匹配层的例子（图7、图8、图13、图14和图15等），但是，这些匹配层如下所述。

匹配部件不是必须为圆锥形状，至少具有凹凸即可。更加优选为从压电体朝向被检体而使截面积连续减小的形状。例如，可以是三角锥型、四角锥型或吊钟型等的尖细柱状体中的任意一方。通过使尖细柱状体的凹凸的高低差和宽度不同，得到与实施方式1中说明的圆锥型的高度或间隔不同的情况相同的效果。

并且，在图7和图8的例子中，优选匹配层101的（从压电体针对被检体方向的）厚度比超声波的波长的一半厚。由此，全部区域的平均透射率提高，成为更高灵敏度的超声波探头，所以，直到被检体的更深部为止得到超声波诊断图像。

并且，在实施方式1和实施方式2中使用的多阻抗层如下所述。

首先，优选声阻抗不同的各匹配区域的宽度比在压电体中产生的超声波的波长长。

这是因为，通过波的衍射现象，减轻由于超声波的波长以下的长度范围内的声阻抗高低差而引起的透射率的频率特性之差。通过使各匹配区域的宽度比在压电体中产生的超声波的波长长，能够更加自由地设计声压分布的频率特性，所以是更加优选的。

并且，在本实施方式的多阻抗层中，声阻抗不同的多个区域在图9中与X方向垂直的表面进行分割，但是，不是必须为与X方向垂直的表面，分割的表面不是与Z方向垂直的表面即可。

并且，在本实施方式中，使用由铜、银和丙烯以及二氧化硅的混合物构成的匹配层，但是，这些是一例，当然也可以使用铁或钨等的其他材料。

关于本实施方式所示的铜、银、丙烯与二氧化硅的混合物，通过改变其混合比例，声阻抗的变化增大，并且声速大致恒定。因此，能够抑制由于透射各匹配区域的超声波的时间偏差而引起的超声波诊断图像的画质降低，所以，可以说是本发明优选的材料。

特别地，关于银与二氧化硅的混合物，在代替材料较少的声阻抗较高的区域中，能够在宽范围内调节声阻抗。因此，能够更加自由地设计透射率分布，所以可以说是优选的材料。

并且，关于铜与二氧化硅的混合物，能够廉价地在宽范围内调节声阻抗，所以是优选的。

并且，通过分别在上述范围中增加二氧化硅中混合的银、铜的比例，密度单调增加，通过增加丙烯的比例，密度单调减少，所以，容易设计匹配层。

并且，优选在匹配层材料成膜后进行烧结工序。即，所述匹配层不是在银或铜等的金属粒子在结合材料内单独分散的常态下使用，优选结合各个粒子而整体化，由此，能够得到更高阻抗的膜，设计的自由度进一步提高。

并且，优选二氧化硅中混合的金属为低于数百纳米米级的金属纳米粒子。金属纳米粉末根据其表面积的大小而富有反应性，烧结开始温度依赖于粒径而在100℃～350℃之间变化，但是，能够通过廉价的加热单元缩短升温、降温的时间，能够廉价地制作匹配层。

并且，上述示出使用二氧化硅作为结合材料的例子，但是，也可以使用氧化钛或氧化铌等的其他无机系结合材料，还可以使用有机系的结合材料。但是，在使用二氧化硅的上述例子中，能够抑制声速的变化并增大密度的变化，进而，考虑廉价等方面，是作为本发明的结合材料的最佳材料。

进而，关于本发明的超声波振子中的匹配层，优选通过水等稀释匹配层用的材料，通过印刷或喷射方式进行成膜。使用按照每种材料而不同的喷嘴，通过印刷或喷射方式进行成膜，由此，容易按照每个场所改变混合材料的浓度。由此，与使用蒸镀、溅射、旋涂等手段的情况相比，能够廉价地形成多阻抗层，所以，在本发明中是优选的。

并且，如上所述，在通过按照每个场所（区域）改变多个材料的浓度而实现的多阻抗层中，优选在相邻的区域中包含同一材料。这是因为，由于每个区域的紧密贴合性提高，所以，超声波振子的振动耐性和耐热性提高。

并且，如上所述，在由多个材料的混合物构成的匹配层的情况下，更加优选为平均粒径相差一位程度（至少5倍）以上的材料的混合物。这是因为，通过使用粒径不同的多个材料的混合物，在浓度不同的多个区域中，能够抑制伴随混合物的调和比的变化而引起的声速的变化。

并且，更加优选在匹配层中包含烧结材料。

以上，在实施方式1和实施方式2中，作为本发明的超声波探头和超声波诊断装置，示出了一维阵列型的超声波探头和具有该超声波探头的超声波诊断装置，但是，在本说明书中，实施方式所示的结构是一例，当然能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。

即，在使用K31模式的超声波探头中，也发挥同样的效果。即，通过在超声波探头与被检体的接触面中具有超声波的声压-频率特性不同的多个区域，能够实现高精度的超声波诊断装置。

并且，更加优选在压电体208与衬垫201之间也具有匹配层（图略），优选压电体208与衬垫201之间的匹配层也是多透射率层或透射率进一步按照每个频率而不同的匹配层，能够减轻由于包含压电体208的超声波振子的Q值按照每个区域而不同所引起的超声波脉冲波形的差异。即，在被检体侧的多透射率层的透射率比较高的区域中，优选设计为衬垫201侧的多透射率层的透射率比较低，在被检体侧的多透射率层的透射率比较低的区域中，优选设计为衬垫201侧的多透射率层的透射率比较高。由此，减轻了按照每个区域而生成的超声波的脉冲波形的差异，所以，深度方向的超声波诊断图像中的清晰度提高。

并且，也可以在压电体与衬垫之间具有提高超声波反射率的透射防止层。由此，能够实现更高灵敏度的超声波探头，所以，能够直到被检体的更深部为止进行超声波诊断。

并且，作为能够设计与被检体接触的接触面中的声压分布的超声波探头，考虑二维阵列型超声波探头、且在X方向上也施加按照每个超声波振子而不同的电压的方法等。但是，各超声波振子较细，制造成品率降低，针对落下冲击等的可靠性也降低。并且，由于制造工序数也增加，所以导致高价格化。

因此，更加优选为具有如本发明那样生成透射率分布的匹配层的方式。

并且，更加优选为二维阵列型超声波探头、且具有如本发明那样具有透射率分布的匹配层，能够以较少的分割数实现更高的S/N，所以，能够抑制制造成品率的降低、针对落下冲击的可靠性的降低、由于制造工序数增加而引起的高价格化。

并且，作为实现越是从各振子的中央接近X方向的两端、超声波的声压越低的超声波探头的方法，可以使用对超声波振子实施槽加工并形成压电体的密度分布的方法；使其具有极化强度的分布的方法；越是从各振子的中央接近X方向的两端、电极（信号电极和接地电极中的至少一方）越细的方法等。但是，在对超声波振子实施槽加工的方法中，制造工序复杂，稳定性降低。并且，在使其具有极化强度的分布的方法中，极化工序复杂。并且，在越是从各振子的中央接近X方向的两端、电极越细的方法中，切断部位和电极的定位复杂，制造成品率降低。因此，优选使用本实施方式所示的匹配层。

并且，作为与本发明同样生成透射率分布的匹配层，也可以使用在各超声波振子的中央和X方向的两端、平均粒径不同的匹配层等，但是，由于在粒径大且衰减多的区域中散射的声波成为超声波诊断图像中的噪声的原因，所以，更加优选为本实施方式所示的匹配层的结构。

以上，在实施方式1和实施方式2中示出了本发明的超声波探头。与现有型同样，作为图2的一维阵列型或二维阵列型排列的超声波探头，通过用于图4的超声波诊断装置，具有所述的S/N提高等的效果。

（实施方式3）

在本实施方式中，对具备具有密度不同的多个匹配区域的匹配层的超声波振子进行说明。

图22是本实施方式的超声波振子的一例的剖视图。

图22的超声波振子具有压电体102，具有在压电体的相互面对的一对表面上形成的驱动电极206和207。由此，发送并接收超声波。并且，具有匹配层2201和2202，以使得高效地在与被检体之间收发由压电体208和驱动电极206、207生成的超声波。进而，在匹配层2202与被检体之间具有保持缩小超声波射束的作用的声透镜209，以提高诊断图像的分辨率。

匹配层2201由密度不同的2个匹配区域2201a和2201b构成。并且，这里，匹配区域2201a和2201b在与超声波传播的Z方向平行的表面被分割。

本申请发明人进行专心研讨，判明能够如下实现具有密度不同的多个匹配区域的匹配层。

图22是本发明的本实施方式的超声波振子的一例的剖视图。

关于图22所示的超声波振子，设压电体208为PZT系的压电陶瓷（密度约7.4g/cc、声速约3500m/s），通过对相互面对的一对表面烧上银，形成驱动电极206和207。

并且，匹配层2202为银约90%、二氧化硅约10%的混合物（密度约6.6g/cc、厚度约45μm），匹配层2201的匹配区域2201a为银约85%、二氧化硅约15%的混合物（密度约5.4g/cc、厚度约90μm、声速约1800m/s），匹配层2201的匹配区域2201b为丙烯约55%、二氧化硅约45%的混合物（密度约1.1g/cc、厚度约90μm、声速约1800m/s）。

并且，声透镜209使用声阻抗近似活体的硅橡胶（密度约1.5g/cc、声速约947m/s）。

图24是示出本发明的实施方式3的匹配层的透射特性的图。

图24示出上述结构的超声波振子的匹配层2201和2202针对各频率的透射率的平方（以下设为透射特性。）。这里，设为透射率的平方是因为，在利用超声波振子进行诊断的情况下，超声波往复于压电体与被检体之间，所以，2次通过匹配层。

更详细地讲，图24示出匹配层2202和匹配层2201的区域2201a的透射特性，图25示出匹配层2202和匹配层2201的区域2201b的透射特性。

根据图25可知，2个区域的透射特性大幅不同。在图24中透射率最大的峰值频率约为4MHz，与此相对，在图25中约为7MHz。

这样，判明为，在具有2层的匹配层的情况下，通过改变其中至少1层的密度，能够改变透射的超声波的频率。（以下，设匹配层101那样具有密度不同的多个区域的（匹配）层为“多密度层”。）

并且，在图24中，示出了多密度层为密度5.4g/cc和密度1.1g/cc这2种密度的情况下的透射特性，但是，同样，在图22的结构的超声波振子中多密度层为下述密度的情况下，对透射特性进行评价并调查多密度层的密度与平均透射频率的关系的结果，成为图27的关系。

（1）（银约85%、二氧化硅约15%的混合物（密度约5.4g/cc）：101a）

（2）铜约80%、二氧化硅约20%的混合物（密度约4.3g/cc）

（3）铜约55%、二氧化硅约45%的混合物（密度约3.3g/cc）

（4）二氧化硅100%（密度约2.1g/cc）

（5）（丙烯约55%、二氧化硅约45%的混合物（密度约1.1g/cc）：101b）

任意情况下，声速约为1800m/s。并且，厚度约为90μm。

根据图27判明为，在本实施方式的结构中，相对于多密度层的密度增加，平均透射频率降低。

并且，以上示出匹配层105的厚度为45μm、匹配层101的厚度为90μm（声速均为约1800m/s）的例子，但是，作为本发明的实施方式，不限于各匹配层的厚度，发挥宽带化的效果。

例如，图26示出在匹配层2201和2202的厚度均为45μm的情况下、匹配层2201的密度和透射2层的匹配层的平均频率的关系。如图26所示，在2层的匹配层的厚度相同的情况下，相对于多密度层的密度增加，平均透射频率也降低。这里，作为例子，图26是示出匹配层2202为银约95%、二氧化硅约5%的混合物（密度约8.6g/cc）的情况下的关系的图。

如上所述，根据本发明的一个方式的超声波探头，能够实现超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。这是因为，密度不同的多个匹配区域的超声波的透射率的频率特性不同。

（实施方式4）

图30是示出本实施方式的超声波振子的一例的概略剖视图。

与图22所示的实施方式3的超声波振子同样，图30的超声波振子由压电体208、在压电体208的相互面对的一对表面上形成的驱动电极206和207、2层的匹配层、声透镜209构成。2层的匹配层为匹配层3001、3002，匹配层3002为多密度层。

即，在实施方式3中，2层的匹配层中的被检体侧的层为多密度层，与此相对，在本实施方式中，2层的匹配层中的压电体208侧的层为多密度层。

本申请发明人进行专心研讨，判明能够如下实现具有上述多密度层的2层的匹配层。

在本实施方式中，设匹配层3001为丙烯约55%、二氧化硅约45%的混合物（密度约1.1g/cc、厚度约90μm），设匹配层3002的匹配区域3002a为银约95%、二氧化硅约5%的混合物（密度约8.6g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3002b为银约90%、二氧化硅约10%的混合物（密度约6.6g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3002c为银约85%、二氧化硅约15%的混合物（密度约5.4g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3002d为铜约80%、二氧化硅约20%的混合物（密度约4.3g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3002e为铜约55%、二氧化硅约45%的混合物（密度约3.3g/cc、厚度约45μm）。

并且，在任意区域中，声速约为1800m/s。

利用上述结构求出多密度层（匹配层3002）的各区域的平均透射频率，图31中实线3101示出多密度层（匹配层3002）的密度与2层的匹配层的平均透射频率的关系。

根据图31判明为，多密度层的密度越增加，平均透射频率越降低。

并且，如图23所示，在体侧的匹配层（图30中的匹配层3001）为二氧化硅100%（密度约2.1g/cc、厚度约90μm）的匹配层2301的情况下，匹配层3002的密度与2层的匹配层的平均透射频率的关系为图31的点划线3102所示的关系。

在匹配层3002的密度相同的情况下，通过使匹配层3001的密度变化，平均透射频率也变化。即，判明为，通过具有2层的匹配层、且双方为多密度层，能够进一步扩大可实现的带宽（能够进一步实现宽带化）。

由此，与具有多个匹配层、且其中1层为多密度层的超声波振子相比，具有多个多密度层的超声波振子能够进一步实现宽带化，所以是优选的。

根据实施方式3和实施方式4判明为，通过具有2层的匹配层、且使至少1层为多密度层，不用改变匹配层的厚度，就能够收发各种频率的超声波，能够实现宽带的超声波振子。

（实施方式5）

接着，使用图32示出具有3层的匹配层、且至少1层为多密度层的例子。

本申请发明人进行专心研讨，判明能够如下实现至少1层为多密度层的3层的匹配层。

与实施方式3的超声波振子同样，图32的超声波振子由压电体208、在压电体208的相互面对的一对表面上形成的驱动电极206和207、匹配层、声透镜209构成。

图32的超声波振子中的匹配层由3层的匹配层构成，设匹配层3201为丙烯约55%、二氧化硅约45%的混合物（密度约1.1g/cc、厚度约45μm），设匹配层3203为银约90%、二氧化硅约10%的混合物（密度约6.6g/cc、厚度约90μm）。

并且，匹配层3202为多密度层，设匹配区域3202a为银约88%、二氧化硅约12%的混合物（密度约6.0g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3202b为银约85%、二氧化硅约15%的混合物（密度约5.4g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3202c为铜约80%、二氧化硅约20%的混合物（密度约4.3g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3202d为铜约55%、二氧化硅约45%的混合物（密度约3.3g/cc、厚度约45μm），设匹配区域3202e为二氧化硅约100%（密度约2.1g/cc、厚度约45μm）。

并且，在任意区域中，声速约为1800m/s。

利用上述结构求出多密度层（匹配层3202）的各区域的平均透射频率，图33中实线3301示出多密度层（匹配层3202）的密度与3层的匹配层的平均透射频率的关系。

根据图33判明为，多密度层的密度越增加，平均透射频率越降低。

并且，如图34所示，在体侧的匹配层（图32中的匹配层3203）为银约95%、二氧化硅5%的匹配层3401的情况下，匹配层3202的密度与3层的匹配层的平均透射频率的关系为图33的点划线3302所示的关系。

可知，在匹配层3202的密度相同的情况下，通过使匹配层3203的密度变化，平均透射频率变化。即，可知，通过具有3层的匹配层、且其中2层为多密度层，与仅3层中的1层为多密度层的情况相比，能够扩大可实现的带宽（能够进一步实现宽带化）。

即，与实施方式4同样，在具有3层的匹配层的情况下，通过具有多个多密度层，能够进一步实现宽带化，所以可以说是优选的。

另外，实施方式3～5均如下所述。

在实施方式3～5中示出了具有2层或3层的匹配层的超声波振子，但是，在4层以上或1层的匹配层的情况下也同样，通过至少使其中1层为多密度层，发挥本发明的效果。但是，与具有1层的匹配层的情况（即仅具有多密度层的情况）相比，通过具有2层以上的匹配层、且至少1层为多密度层，宽带化的效果显著提高。因此，优选构成为具有2层以上的匹配层、且至少1层为多密度层。

并且，在本实施方式3～5中，设多密度层为分别各具有一个密度不同的区域的层进行了说明，但是，图28示出实施方式3的另一方式，如匹配层2801那样，也可以构成为具有2个以上的相同密度的区域。通过在多个部位具有相同密度的区域，能够进一步减轻被检体内的超声波射束形状的频率依存性，超声波射束扫描方向（X方向或Y方向）的清晰度提高，所以是优选的。

并且，在本发明的超声波振子中的多密度层中，优选密度不同的各区域的宽度（至少一个方向的区域宽度）比在压电体中产生的超声波的波长长。

这是因为，通过波的衍射现象，消除了由于超声波的波长以下的密度变化而引起的宽带化的效果的一部分，通过使各区域的宽度比在压电体中产生的超声波的波长长，得到更大的宽带化的效果，是更加优选的。

并且，图29示出多密度层的密度分布的例子。这里，设横轴为X方向，但是，只要是与Z方向垂直的（XY面内的）方向即可，可以将任意方向设为横轴。并且，由于所述理由（根据波长以上的宽度的区域中的密度变化，宽带化的效果增大），纵轴设为与超声波的波长相同的（横轴的：这里为X方向的）长度区域的平均密度。例如，图29示出匹配层2201的密度分布，如点划线2901所示，分成1.1g/cc的部分和5.4g/cc的部分这2个部分。

但是，例如如实线2902或虚线2903那样，即使是密度连续变化的多密度层，只要是在与超声波的波长相同程度的长度区域中平均的密度根据场所而变化的多密度层，则宽带化的效果增大，所以，发挥本发明的效果。

并且，在本实施方式的多密度层中，密度不同的多个区域（2201a和2201b）在图22中与Y方向垂直的表面进行分割，但是，不是必须为与Y方向垂直的表面，分割的表面不是与Z方向垂直的表面即可。

并且，在本实施方式中，使用由铜、银或丙烯与二氧化硅的混合物构成的匹配层，但是，这些是一例，当然也可以使用铁或钨等的其他材料。

但是，关于这里所示的铜、银或丙烯与二氧化硅的混合物，通过改变其混合比例，密度的变化增大，并且声速大致恒定，所以，能够抑制由于透射各区域的超声波的时间偏差而引起的超声波诊断图像的画质降低，所以，可以说是本发明优选的材料。

特别地，例如，通过使银在二氧化硅中混合的比例为0%～99%的范围内的任意比例，能够在约2.2～约8.6g/cc的宽范围中实现任意的密度，通过混合银并按照场所改变其浓度，宽带化的效果进一步增大。

并且，例如，通过使铜在二氧化硅中混合的比例为0%～99%的范围内的任意比例，能够在约2.2～约5.6g/cc的范围中实现任意的密度，并且，能够实现非常廉价的匹配层，所以是优选的。

并且，例如，通过使丙烯在二氧化硅中混合的比例为0%～55%的范围内的任意比例，能够在约2.2～约1.1g/cc的范围中实现任意的密度，是优选的。

通过分别在上述范围中增加二氧化硅中混合的银或铜的比例，密度单调增加，通过增加丙烯的比例，密度单调减少，所以，容易设计匹配层。

并且，优选在匹配层材料成膜后进行烧结工序。即，所述匹配层不是在银、铜等的金属粒子在结合材料内单独分散的常态下使用，优选结合各个粒子而整体化，由此，能够得到更高阻抗的膜，宽带化的效果也增大。

并且，优选二氧化硅中混合的金属为低于数百纳米级的金属纳米粒子。金属纳米粒子根据其表面积的大小而富有反应性，烧结开始温度为100℃～350℃，温度依赖于粒径而变化，但是，能够通过廉价的加热单元缩短升温、降温的时间，能够廉价地制作匹配层。

并且，上述示出使用二氧化硅作为结合材料的例子，但是，也可以使用氧化钛或氧化铌等的其他无机系结合材料，还可以使用有机系的结合材料。但是，在使用二氧化硅的上述例子中，能够抑制声速的变化并增大密度的变化，进而，考虑廉价等方面，是作为本发明的结合材料的最佳材料。

进而，关于本发明的超声波振子中的匹配层，优选通过水等稀释匹配层用的材料，通过印刷或喷射方式进行成膜。使用按照每种材料而不同的喷嘴，通过印刷或喷射方式进行成膜，由此，容易按照每个场所改变混合材料的浓度，与使用蒸镀、溅射、旋涂等手段的情况相比，能够廉价地形成多密度层，所以，在本发明中是优选的。

并且，如上所述，在通过按照每个场所（匹配区域）改变多个材料的浓度而实现的多密度层中，优选在相邻的区域中包含同一材料，由于每个匹配区域的紧密贴合性提高，所以，超声波振子的振动耐性和耐热性提高。

并且，如上所述，在由多个材料的混合物构成的匹配层的情况下，更加优选为平均粒径相差一位程度（至少5倍）以上的材料的混合物，通过使用粒径不同的多个材料的混合物，在浓度不同的多个区域中，能够使声速保持大致恒定。

在多密度层的密度不同的多个区域中，通过使厚度或声速也不同，如上所述，引起由于透射各区域的时间偏差而使超声波波形劣化的课题。但是，宽带化的效果进一步增大。因此，也可以构成为具有密度和厚度或声速的双方不同的多个区域。即，也可以构成为与现有例（专利文献1）进行组合。

在本发明中，由于密度也不同，所以，与现有例相比，能够以较少的声速或厚度的差异实现宽带化，与仅直接使用现有例的情况相比，能够抑制超声波波形的劣化并实现宽带化。

在多密度层中的多个区域中，在构成为声速或厚度不同的情况下，优选超声波通过各匹配区域的时间偏差为超声波的一个周期的1/4以下。这是因为，能够进一步抑制由于超声波波形的劣化而引起的清晰度的降低。

（实施方式6）

在本实施方式中，示出具有实施方式3～5所示的超声波振子的超声波诊断装置。

本实施方式的超声波诊断装置的结构如图4所示。但是，超声波探头403采用图2所示的结构。超声波探头403具有实施方式3～5所示的超声波振子。

信号电极206和接地电极207形成在压电体208的相互面对的一对表面上，在形成有信号布线206的表面，多个压电体208以一维阵列状粘接在吸收不需要声波的衬垫部件201上。

在压电体208的+Z侧具有匹配层203，在匹配层203的+Z侧具有声透镜209，构成为通过声透镜对被检体（图略）放射超声波。

这里，如实施方式3～5记载的那样，匹配层203包含多密度层。

通过使用实施方式3～5所记载的超声波振子（具有包含多密度层的匹配层的超声波振子）的超声波探头，能够进行更宽带的超声波的收发，能够进行高清晰度的超声波诊断。

并且，通常，如图35所示，在利用一个声透镜使从具备不具有多密度层的匹配层3503的超声波振子放射的超声波会聚的情况下，频率越高的超声波，得到越强的会聚效果，所以，如图35中点划线3501所示缩小为较细，但是，频率越低的超声波，会聚效果越弱，如实线3502所示，成为较粗的超声波射束。

这样，意味着作为粗细根据频率而不同的超声波射束在被检体内传播，即，成为超声波脉冲的波形根据被检体内的场所而不同的形状，引起超声波诊断图像的画质降低。

因此，如图36所示，优选使用本发明的匹配层3603（包含至少一层的多密度层），设计成从X方向（各超声波振子的长度方向）的两端放射的超声波的平均频率低于从中心部分放射的超声波的平均频率。例如，在实施方式3～5所示的例子中，任意情况下，多密度层的密度越高，平均透射频率越低，在这些情况下，通过采用越是X方向的两端、多密度层的密度越高的结构，能够实现上述情况。

如点划线3601所示，频率越高的超声波越是从中心附近放射，如实线3602所示，频率越低的超声波越是从宽区域放射，通过采用这种结构，在利用一个声透镜进行会聚的情况下，也能够将被检体内的射束粗细调节为相同程度，能够抑制由于被检体内的场所不同而引起的超声波脉冲波形的变化，由此，能够抑制超声波诊断图像的画质降低。

并且，如图37所示，通过使用本发明的匹配层3703（包含至少一层的多密度层），设计成从X方向（各超声波振子的长度方向）的两端放射的超声波的平均频率高于从中心部分放射的超声波的平均频率，能够构成为，如点划线3701所示，将频率较高的超声波缩小为较细，如实线3702所示，较粗地传播频率较低的超声波。

通过采用图37的结构，按照每个频率对在被检体反射的超声波信号进行分离并制作超声波诊断图像，能够得到由较细的射束得到的超声波诊断图像和由较粗的射束得到的超声波诊断图像双方的信息。

由较粗的射束得到的超声波诊断图像是区域内的反射或散射被平均的图像，所以，通过将其用于位置调节，能够进行高速的定位，由较细的射束得到的超声波诊断图像未对局部得到的反射或散射的信息进行平均，能够以高对比度得到该图像。

更一般地讲，作为能够廉价地实现高S/N的超声波诊断的结构，优选为图36的结构，但是，在如初期癌症的发现等、需要基于更加详细的图像进行诊断的用途中，优选为图37的结构。

并且，进而，如图2所示，在多个超声波振子排列成一维阵列状的超声波探头中，具有图36的结构的超声波振子和图37的结构的超声波振子双方，使各个超声波振子在不同的定时进行超声波振动，由此，能够同时实现双方的超声波振子的特性，所以是优选的。

并且，更加优选为不同顺序的超声波振子排列成一维阵列状。通过使各个超声波振子以不同的频率特性发送超声波，能够发送具有较宽频带的超声波。

并且，更加优选为周期性地以等间隔的方式配置相同结构的超声波振子。例如，优选为交替排列图36的结构的超声波振子和图37的结构的超声波振子的超声波探头。并且，优选构成为将2个图36的结构的超声波振子和1个图37的结构的超声波振子作为3个超声波振子集而周期性地排列等。

如上所述，通过周期性地排列，能够以更高的清晰度同时实现双方的超声波振子的特性。

另外，在本实施方式中示出了一维阵列型的超声波探头，但是，二维阵列型的超声波探头当然也发挥同样的效果。

并且，对利用缆线连接诊断装置和超声波探头的结构的超声波诊断装置进行了说明，但是，也可以构成为在两者之间以无线方式传送信号。

以上示出了本发明的超声波振子和超声波诊断装置，但是，本说明书所示的结构是一例，当然能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。

如上所述，根据本发明的一个方式的超声波探头，能够取得高清晰度的超声波诊断图像。

并且，能够取得高S/N的超声波诊断图像。

并且，能够取得高清晰度、且S/N高的超声波诊断图像。

以上，根据实施方式说明了本发明的安装方法，但是，本发明不限于该实施方式。只要不脱离本发明的主旨，则对本实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、组合不同实施方式中的结构要素而构筑的方式也包含在本发明的范围内。

【产业上的可利用性】

根据本发明的超声波探头，能够抑制副瓣并任意设计每个频率的声场分布，作为高清晰度的超声波诊断装置用超声波探头等是有用的。

标号说明

101、203、301、601、703、804、904、1301、1401、1501、1606、1607、2006、2007、2008：匹配层；101a、101b、101c、601a、602b、602c、703a、703b、703c、804a、804b、804c、904a、904b、904c、1601、1602、1603、1604、1605、2001、2002、2003、2004、2005：匹配区域；102、304、403、602：超声波探头；103：主瓣；104：副瓣；201：衬垫；202：接地布线；204：信号布线；205：超声波振子；206：信号电极；207：接地电极；208：压电体；209：声透镜；302：主瓣；303：副瓣；401：超声波诊断装置；402：被检体；404：诊断装置主体；405：缆线；701、801、802、803、901、902、903：第二匹配部件；702：第一匹配部件；1502：第三匹配部件。

Claims (20)

1.一种超声波探头，用于对被检体进行超声波诊断，且具有超声波振子，其中，

所述超声波振子具有：

压电体，产生超声波；以及

第一匹配层，从所述压电体观察配置在规定方向上，用于进行所述压电体与所述被检体的声匹配，

所述第一匹配层具有所述规定方向的厚度恒定、在与所述规定方向垂直的方向上排列的、包含超声波的透射率的频率特性相互不同的至少2个匹配区域的多个匹配区域，

所述第一匹配层包含声阻抗相互不同的多个匹配部件，所述多个匹配部件中的至少1个匹配部件具有与所述规定方向平行的多个尖细形状，

所述尖细形状的粗细在所述规定方向上连续增加或减少，

所述2个匹配区域中的1个匹配区域中的具有所述尖细形状的匹配部件在所述规定方向上的大小与所述2个匹配区域中的另1个匹配区域中的所述尖细形状在所述规定方向上的大小不同。

2.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述多个匹配区域包含密度相互不同的至少2个匹配区域。

3.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述多个匹配区域中的1个匹配区域中的与所述规定方向垂直的表面的每单位面积的所述尖细形状的个数与其他匹配区域的该表面的每单位面积的所述尖细形状的个数不同。

4.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述多个匹配区域中的1个匹配区域中的具有所述尖细形状的匹配部件在所述多个匹配区域的排列方向上的宽度与其他匹配区域中的具有所述尖细形状的匹配部件在所述多个匹配区域的排列方向上的宽度不同。

5.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述第一匹配层的正面和背面中的远离所述压电体的面是平面。

6.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述第一匹配层具有在所述规定方向上层叠的多个匹配部层，

所述多个匹配部层中的至少1个匹配部层具有在与所述规定方向垂直的方向上排列的、超声波的透射率的频率特性不同的多个匹配区域。

7.如权利要求6所述的超声波探头，其中，

所述多个匹配部层中的每一个匹配部层在所述规定方向上的厚度恒定。

8.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述第一匹配层由以规定混合率混合了多个材料而得到的混合物形成，

所述多个匹配区域中的1个匹配区域中的混合率与其他匹配区域中的混合率不同。

9.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述第一匹配层包含烧结材料。

10.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述第一匹配层至少包含银、铜和丙烯系的材料中的至少1种材料以及二氧化硅。

11.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述第一匹配层包含粒径相互相差5倍以上的多个粒子作为材料。

12.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

在所述多个匹配区域的排列方向上的匹配区域的宽度为所述超声波诊断中使用的超声波的波长以上。

13.如权利要求2所述的超声波探头，其中，

调和1微米以下的粒径的金属纳米粒子，使该第一匹配层中的至少一部分被金属整体化，通过金属纳米粒子的调和比例决定该第一匹配层的密度。

14.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述超声波振子还具有：

衬垫部件，相对于所述压电体配置在配置有所述第一匹配层的一侧的相反侧，用于吸收超声波；以及

第二匹配层，配置在所述衬垫部件与所述压电体之间，具有在与所述规定方向垂直的方向上排列的、透射的超声波的频率不同的多个匹配区域。

15.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

所述超声波振子还具有：

衬垫部件，相对于所述压电体配置在配置有所述第一匹配层的一侧的相反侧，用于吸收超声波；以及

高反射层，配置在所述衬垫部件与所述压电体之间，具有反射超声波的性质。

16.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

多个所述超声波振子排列成一维阵列状，

在多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中，与所述多个匹配区域的排列方向上的两端部的匹配区域透射的超声波的频率的平均值即平均频率相比，所述排列方向上的中央部的匹配区域透射的超声波的所述平均频率较低。

17.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

多个所述超声波振子排列成一维阵列状，

在多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中，与所述多个匹配区域的排列方向上的两端部的匹配区域透射的超声波的频率的平均值即平均频率相比，所述排列方向上的中央部的匹配区域透射的超声波的所述平均频率较高。

18.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

多个所述超声波振子排列成一维阵列状，

多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中的匹配区域的顺序与其他超声波振子中的匹配区域的顺序不同。

19.如权利要求1所述的超声波探头，其中，

多个所述超声波振子排列成一维阵列状，

多个所述超声波振子中的每一个超声波振子中的匹配区域的顺序在超声波探头中的排列模式为周期性的。

20.一种超声波诊断装置，具有：

权利要求1～19中的任意一项所述的超声波探头；以及

诊断装置，生成用于使所述压电体产生超声波的信号，根据所述超声波探头从被检体接收到的信号生成超声波诊断图像。