CN117356109A - 超声波接收器及超声波观测装置 - Google Patents

Abstract

具备：树脂制喇叭部(300、301)；压电元件(10)，露出设置于树脂制喇叭部(300、301)的前端；隐身放大器(200a)，与压电元件(10)相隔设定最短距离地配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的将压电元件(10)的外形进行投影所得的背后区域，并被设定为变更透过压电元件(10)的超声波的反射特性；以及输入连接单元(312)，将压电元件(10)与隐身放大器(200a)之间连接。设定最短距离是以压电元件(10)与隐身放大器(200a)之间的输入连接寄生电容的理论上的最小值为基础而在设计上确定的压电元件(10)与隐身放大器(200a)之间的距离。

Description

超声波接收器及超声波观测装置

技术领域

本发明涉及用于测量声场的水听器(水中听音器)等超声波接收器，特别涉及能够应用于医用超声波诊断装置等的放大器内置型的超声波接收器及使用该超声波接收器的超声波观测装置。

背景技术

在现有的水听器系统中，压电元件的信号源电容为0.1pF左右，相对于此，从压电元件至放大器的布线电容有10pF左右，放大器内置型的超声波接收器的接收电压灵敏度极低。在现有的放大器内置型的超声波接收器中，若将作为放大器的集成电路芯片配置于压电元件附近，则超声波探头的前端部变大，因此存在不现实这一问题(参照专利文献1。)。

鉴于这一点，随着近年来集成电路芯片的小型化，尝试将放大器配置于压电元件附近(参照非专利文献1。)。但是，本发明人进行了研究后明确，在这样的情况下，新产生透过压电元件的超声波被集成电路芯片反射而再次输入至压电元件这一无用回波的问题。需要说明，在非专利文献1中，对于前端部被金属壳体覆盖且压电元件具有曲面的水听器中来自压电元件的边缘的衍射波的影响进行了研究，但对于从集成电路芯片返回来的反射波产生无用回波的问题没有进行任何研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-132498号公报

非专利文献

非专利文献1：G.Xing及其他两人，《高强度治疗用超声波的电场特性分析技术的概况(Review of field characterization techniques for high intensitytherapeutic ultrasound)》，计量学(Metrologia)，第58卷，(2021年)，022001

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于，提供具有紧凑的结构、灵敏度高且S/N比高的超声波接收器。

用于解决技术问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的第一方面的主旨是一种超声波接收器，该超声波接收器具备：(a)树脂制喇叭部，前端呈越往前越细的形状，并具有声场检测轴作为中心轴；(b)压电元件，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部的前端；(c)隐身放大器，与压电元件相隔设定最短距离地配置于树脂制喇叭部的内部的背后区域，对压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，且变更与声场检测轴平行的超声波透过压电元件后的透射波的反射特性，隐身放大器被设定为使透射波的反射波不输入到压电元件、或者通过使反射波的波面具有一定以上的角度而使波面不均匀地输入到压电元件，该背后区域是将压电元件的外形沿中心轴进行投影所得的区域；以及(d)输入连接单元，将压电元件与隐身放大器之间电连接。根据背景技术的说明，乍一看或许会认为压电元件与隐身放大器的距离越短越好，但是，在第一方面涉及的超声波接收器中，压电元件与隐身放大器的距离存在不该继续缩短的理论上的最佳值。该理论上的最佳值是如图2B所例示那样的表示输入连接单元所具有的输入连接寄生电容的变化的曲线的最小值(极小值)。图2B中将输入连接寄生电容的距离依赖性示为依赖于压电元件与隐身放大器之间的距离而增加的成分和与距离成反比例地减少的成分之和。“设定最短距离”是以理论上的最佳值为基准而在设计上确定为现实的制造技术上可实现的值的值。

本发明的第二方面的主旨是一种超声波接收器，该超声波接收器具备：(g)树脂制喇叭部，前端呈越往前越细的形状，并具有声场检测轴作为中心轴；(h)压电元件，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部的前端；(i)隐身放大器，与压电元件相隔设定最短距离地配置于树脂制喇叭部的内部的偏离背后区域的位置，对压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，并且被设定为与声场检测轴平行的超声波透过压电元件后的透射波的反射波不输入到压电元件或者通过使反射波的波面具有一定以上的角度而使波面不均匀地输入到压电元件，该背后区域是将压电元件的外形沿中心轴进行投影所得的区域；以及(j)输入连接单元，将压电元件与隐身放大器之间电连接。在第二方面涉及的超声波接收器中，设定最短距离是以寄生于输入连接单元的输入连接寄生电容的最小值(理论值)为基础而在设计上所确定的所述压电元件与所述隐身放大器之间的距离。输入连接寄生电容通过依赖于压电元件与隐身放大器之间的距离而增加的成分和与距离成反比例地减少的成分之和给定。第二方面涉及的超声波接收器中的“设定最短距离”也是尽可能接近如图2B所例示那样的曲线的理论上的极小值的值，这与第一方面涉及的超声波接收器是同样的。

本发明的第三方面的主旨是一种超声波观测装置，该超声波观测装置具备：(l)主体，在一端部侧具有前端呈越往前越细的形状的树脂制喇叭部，该树脂制喇叭部具有声场检测轴作为中心轴；(m)压电元件，一部分露出地设置于前端；(n)隐身放大器，与压电元件相隔设定最短距离地配置于树脂制喇叭部的内部的背后区域，对压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，且变更与声场检测轴平行的超声波透过压电元件后的透射波的反射特性，隐身放大器被设定为使透射波的反射波不输入到压电元件、或者使反射波的波面不均匀地输入到压电元件，该背后区域是将压电元件的外形沿中心轴进行投影所得的区域；(o)输入连接单元，将压电元件与隐身放大器之间电连接；(p)外部端子，与主体的另一端部侧连接；(q)输出连接单元，将隐身放大器与外部端子之间电连接；(r)传输线路，具有压电元件内在的信号源电容的50倍以上的大小的外部连接寄生电容，并与外部端子连接；以及(s)观测设备，与该传输线路连接。第三方面涉及的超声波观测装置中使用的设定最短距离是为使寄生于输入连接单元的输入连接寄生电容为比外部连接寄生电容的1/10小的值而在设计上确定的压电元件与隐身放大器之间的距离。

本发明的第四方面的主旨是一种超声波观测装置，该超声波观测装置具备：(t)主体，在一端部侧具有前端呈越往前越细的形状的树脂制喇叭部，该树脂制喇叭部具有声场检测轴作为中心轴；(u)压电元件，一部分露出地设置于前端；(v)隐身放大器，与压电元件相隔设定最短距离地配置于树脂制喇叭部的内部的偏离背后区域的位置，对压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，并且被设定为与声场检测轴平行的超声波透过压电元件后的透射波的反射波不输入到压电元件或者使反射波的波面不均匀地输入到压电元件，该背后区域是将压电元件的外形沿中心轴进行投影所得的区域；(w)外部端子，与主体的另一端部侧连接；(x)输出连接单元，将隐身放大器与外部端子之间电连接；(y)传输线路，具有压电元件内在的信号源电容的50倍以上的大小的外部连接寄生电容，并与外部端子连接；以及(z)观测设备，与该传输线路连接。第四方面涉及的超声波观测装置中使用的设定最短距离是为使寄生于输入连接单元的输入连接寄生电容为比外部连接寄生电容的1/10小的值而在设计上确定的压电元件与隐身放大器之间的距离。

发明效果

根据本发明，能够提供具有紧凑的结构、灵敏度高且S/N比高的超声波接收器及使用该超声波接收器的超声波观测装置。

附图说明

图1A是说明本发明的第一实施方式涉及的超声波接收器的概要的剖视示意图。

图1B是关于图1A的声场检测轴AX从与图1A所示的剖视图正交的方向观察的第一实施方式涉及的超声波接收器的剖视示意图。

图1C是第一实施方式涉及的超声波接收器的主视图。

图1D是与图1A的声场检测轴AX正交的剖面上的第一实施方式涉及的超声波接收器的剖视图。

图2A是说明压电元件与集成电路芯片之间的距离以及寄生于连接压电元件与集成电路芯片的布线的输入连接寄生电容的图。

图2B是表示压电元件与集成电路芯片间的输入连接寄生电容相对于压电元件与集成电路芯片间的距离的变化的曲线。

图3A是表示第一实施方式涉及的超声波接收器的整体结构的一例的图。

图3B是说明将图3A所示的超声波接收器与外部设备(观测设备)连接而构成第一实施方式涉及的超声波观测装置时的例子的示意图。

图3C是将图3A所示的第一实施方式涉及的超声波接收器的前端部X放大表示的俯视图。

图4是关于超声波从外部到达超声波接收器并透过压电元件后的超声波(透射波)说明在到达压电元件后经过240ns之后透射波到达集成电路芯片的时机下的透射波的波峰(波头)的波面的概念示意图。

图5是说明将图4的超声波在超声波接收器内部的传播、反射的说明中使用的波面的位置和形状作为声压的强度用黑白图的浓淡表现的情况的图。

图6是以超声波从外部到达压电元件后经过460ns之后的时机来说明图4所示的透射波被集成电路芯片反射后的超声波(反射波)的波峰的波面的位置的概念示意图。

图7的(a)是将超声波从外部到达超声波接收器之前(-20ns)的时机下的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图7的(b)是将超声波从外部到达超声波接收器的压电元件的瞬间(0ns)的时机下的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图7的(c)是将超声波到达压电元件后经过200ns之后的时机下的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图7的(d)是将到达压电元件后经过400ns之后的时机下的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图8的(a)是说明集成电路芯片的主面与构成压电体层的一对电极板的电极面所成的芯片主面倾斜角θ＝0°的图，图8的(b)是将在芯片主面倾斜角θ＝0°的情况下透射波到达集成电路芯片的主面的瞬间(180ns)的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图8的(c)是将超声波到达压电元件后经过340ns之后的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图9的(a)是说明集成电路芯片的主面与构成压电体层的一对电极板的电极面所成的芯片主面倾斜角θ＝20°的图，图9的(b)是将在芯片主面倾斜角θ＝20°的情况下透射波到达集成电路芯片的主面的中央部的瞬间(220ns)的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图9的(c)是将超声波到达压电元件后经过420ns之后的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图10的(a)是将在芯片主面倾斜角θ＝30°的情况下透射波到达集成电路芯片的主面的中央部的瞬间(240ns)的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图10的(b)是将超声波到达压电元件后经过400ns之后的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图11的(a)是将在芯片主面倾斜角θ＝40°的情况下透射波到达集成电路芯片的主面的比中央部稍靠前位置的瞬间(260ns)的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图11的(b)是将超声波到达压电元件后经过400ns之后的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图12的(a)是将在芯片主面倾斜角θ＝60°的情况下透射波到达集成电路芯片的主面的端部(边缘)的瞬间(160ns)的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图12的(b)是将超声波到达压电元件后经过260ns之后的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图13的(a)是将在芯片主面倾斜角θ＝90°的情况下透射波到达集成电路芯片的主面的端面(侧面)的瞬间(160ns)的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图13的(b)是将超声波到达压电元件后经过300ns之后的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图14A是将芯片主面倾斜角θ＝0°时的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图14B是将芯片主面倾斜角θ＝10°时的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图14C是将芯片主面倾斜角θ＝20°时的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图14D是将芯片主面倾斜角θ＝30°时的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图14E是将芯片主面倾斜角θ＝40°时的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图14F是将芯片主面倾斜角θ＝50°时的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图15是表示芯片主面倾斜角θ与S/N比的关系的图。

图16是表示超声波的波面与集成电路芯片的主面相交的最小角度和S/N比的关系的图。

图17A是说明本发明的第二实施方式涉及的超声波接收器的概要的剖视示意图。

图17B是关于图17A的声场检测轴AX从与图17A所示的剖视图正交的方向观察的第二实施方式涉及的超声波接收器的剖视示意图。

图18的(a)是将在芯片主面倾斜角θ＝90°、偏置量D＝0.3mm的情况下透射波到达集成电路芯片的主面的端部(侧面)的瞬间(160ns)的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图18的(b)是将超声波到达压电元件后经过300ns之后的时机下被集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图19的(a)是表示偏置量D＝0mm时反射波的强度的时间变化的波形图，图19的(b)是表示偏置量D＝0.3mm的第二实施方式涉及的超声波接收器中的反射波的强度的时间变化的波形图。

图20是表示第二实施方式涉及的超声波接收器中的集成电路芯片的偏置量D与S/N比的关系的图。

图21A是说明本发明的第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器的概要的剖视示意图。

图21B是关于图21A的声场检测轴AX从与图21A所示的剖视图正交的方向观察的第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器的剖视示意图。

图22A是为了说明第二实施方式的第一变形例而将在具有垂直端面的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝45°的情况下透射波到达集成电路芯片的端部(边缘)前的瞬间(160ns)的时机下的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图22B是将在具有垂直端面的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝45°的情况下、继图22A所示的状态之后透射波从集成电路芯片的端部朝向中央部的方向行进的时机(220ns)下的透射波的波峰的波面和被集成电路芯片的端部反射的反射波的波峰的波面分别表示为声压的强度的图。

图22C是将在具有垂直端面的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝45°的情况下、继图22B所示的状态之后透射波从集成电路芯片的中央部朝向相反侧的端部行进的时机(280ns)下的透射波的波峰的波面、被集成电路芯片的主面反射的反射波、透过集成电路芯片的透射波等各自的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图22D是将在具有垂直端面的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝45°的情况下、继图22C所示的状态之后透射波到达集成电路芯片的相反侧的端部的时机(340ns)下的透射波的波峰的波面、被集成电路芯片的主面反射的反射波、透过集成电路芯片的透射波等各自的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图22E是将在具有垂直端面的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝45°的情况下、继图22D所示的状态之后透射波超过集成电路芯片的相反侧的端部的位置而进一步行进的时机(400ns)下的透射波的波峰的波面、被集成电路芯片的主面反射的反射波、透过集成电路芯片的透射波等各自的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图23的(a)是将在将集成电路芯片的端部设为(11O)面且使之为相对于主面倾斜约55°的倾斜端面、而且芯片主面倾斜角θ＝90°、偏置量D＝0.4mm的情况下、透射波到达集成电路芯片的主面与倾斜端面的边界附近的瞬间(200ns)时的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图23的(b)是将继图23的(a)所示的状态之后超声波到达压电元件后经过380ns之后的时机下的被集成电路芯片的主面与倾斜端面的边界及主面反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图。

图24是在具有倒角角度的集成电路芯片的第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器中改变偏置量而示出反射波的强度的时间变化的波形图。

图25是表示具有倒角角度的集成电路芯片的第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器中集成电路芯片的偏置量与S/N比的关系的图。

图26是说明使芯片主面倾斜角θ比图17B所示的芯片主面倾斜角θ增大的本发明的第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器的结构的剖视示意图。

图27的(a)是使用具有垂直端面的通常的集成电路芯片的例子，是将在芯片主面倾斜角θ＝120°、偏置量D＝0mm的情况下透射波到达集成电路芯片的背面侧端部的瞬间(160ns)的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图27的(b)是将继图27的(a)所示的状态之后到达压电元件后240ns的时机下的被集成电路芯片的背面反射的反射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图27的(c)是将在保持与图27的(a)相同的通常的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝120°而使偏置量D＝0.4mm的情况下透射波到达集成电路芯片的主面侧端部的瞬间(180ns)的透射波的波峰的波面表示为声压的强度的图，图27的(d)是将继图27的(c)所示的状态之后到达压电元件后240ns的时机下的绕至集成电路芯片的主面行进的透射波的波峰的波面以及被集成电路芯片的主面侧端部反射的反射波的波峰的波面分别表示为声压的强度的图。

图28是在使具有垂直端面的集成电路芯片的芯片主面倾斜角为θ＝120°的第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器中改变偏置量而示出反射波的强度的时间变化的波形图。

图29是表示使具有垂直端面的集成电路芯片的芯片主面倾斜角为θ＝120°的第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器中集成电路芯片的偏置量与S/N比的关系的图。

图30A是说明本发明的第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的概要的剖视示意图。

图30B是关于图30A的声场检测轴AX从与图30A所示的剖视图正交的方向观察的第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的剖视示意图。

图31A是说明在第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器中来自超声波接收器的主体内存在的输出线的超声波的反射的图。

图31B是表示在图31A所示的第三实施方式的比较例的结构中成为问题的被输出线反射的无用回波的强度的波形图。

图32是与图30B所示的比较例对应地进行说明的图，是从与图30A所示的剖视图正交的方向观察的第三实施方式涉及的超声波接收器的剖视示意图。

图33A是说明根据第三实施方式涉及的超声波接收器、即使在超声波接收器的主体内存在输出线的情况下也能够通过配置隔挡部件来抑制来自输出线的超声波的反射的图。

图33B是表示在第三实施方式涉及的超声波接收器中看不到由从输出线反射的反射波引起的无用回波的强度的波形图。

图34是说明本发明的第四实施方式涉及的超声波接收器的概要的剖视示意图。

图35是表示在第四实施方式涉及的超声波接收器中使芯片主面倾斜角为θ＝0°时朝向薄的集成电路芯片的透射波的波峰的波面和被薄的集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面的图。

图36是表示在第四实施方式涉及的超声波接收器中使芯片主面倾斜角为θ＝0°时朝向薄的集成电路芯片的透射波的波峰的波面和被薄的集成电路芯片反射的反射波的波峰的波面的图。

图37是表示在第四实施方式涉及的超声波接收器中集成电路芯片的厚度与S/N比的关系的图。

图38是说明本发明的第五实施方式涉及的超声波接收器的概要的剖视示意图。

图39是表示在第五实施方式涉及的超声波接收器中芯片主面倾斜角θ＝0°时朝向聚酰亚胺芯片的透射波的波峰的波面和被聚酰亚胺芯片反射的反射波的波峰的波面的图。

图40是表示在第五实施方式涉及的超声波接收器中芯片主面倾斜角θ＝90°时朝向聚酰亚胺芯片的透射波的波峰的波面和被聚酰亚胺芯片反射的反射波的波峰的波面的图。

图41是将在第五实施方式涉及的超声波接收器中使集成电路芯片为聚酰亚胺基板的情况下来自集成电路芯片的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图42是说明本发明的其他实施方式涉及的超声波接收器的概要的剖视示意图。

图43是表示在其他实施方式涉及的超声波接收器中朝向圆柱型芯片的透射波的波峰的波面和被圆柱型芯片反射的反射波的波峰的波面的图。

图44是将在其他实施方式涉及的超声波接收器中来自圆柱型芯片的反射波对S/N比造成的影响表示为反射波的强度的波形图。

图45是表示在具有球型的集成电路芯片的其他实施方式涉及的超声波接收器中球面的曲率半径与来自球面的反射波对S/N比造成的影响的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的第一至第五实施方式例示性地进行说明。在以下的第一至第五实施方式的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但是，应该注意的是，附图是示意性的图，厚度与平面尺寸的关系、各部件的大小的比率等与现实不同。因此，具体的厚度、尺寸、大小等应参考可从以下的说明理解的技术思想的主旨更多样地进行判断。另外，附图相互之间当然也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。

另外，以下所示的第一至第五实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的方法及该方法中使用的装置等，本发明的技术思想并非将构成部件的材质、形状、结构、配置等、方法的步骤等特定为下述内容。本发明的技术思想并不限定于第一至第五实施方式中记载的内容，能够在权利要求书中记载的权利要求所规定的技术范围内加入各种变更。另外，以下的说明中的上下等方向的定义只是为了便于说明的定义，并不限定本发明的技术思想。例如，若将对象旋转90°来进行观察，则“上”、“下”可以变换为“左”、“右”来理解，若旋转180°来进行观察，则“上”、“下”、“左”、“右”分别可以颠倒过来理解，这是毋庸置疑的。

(第一实施方式)

如图1A及图1B所示，本发明的第一实施方式涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，呈越往前越细的喇叭形状且由高分子材料构成；压电元件(压电性电声转换元件)10，设置于该树脂制喇叭部(300、301)的尖细侧的前端；隐身放大器200a，在该树脂制喇叭部(300、301)的内部以与压电元件10相隔相当于设定最短距离d_opt的距离配置于压电元件10的附近；以及将压电元件10与隐身放大器200a电连接的输入连接单元(树脂制信号布线)312和树脂制接地布线311。

隐身放大器200a并不是越接近压电元件10越好，而是如使用式(3)在后所描述地，存在若进一步接近则变得不利的理论上的最小值。在第一实施方式涉及的超声波接收器中，以接近式(3)规定的理论值的方式定义了考虑到工艺技术上的限制等而设计的设定最短距离d_opt。于是，隐身放大器200a通过以该设定最短距离d_opt规定隐身放大器200a与压电元件10之间的距离，能够使连接压电元件10与隐身放大器200a的输入连接单元的输入连接寄生电容C_stray为尽可能小的值。如图1A、图1B以及图1D所示，树脂制喇叭部(300、301)由构成主要部分的绝缘性树脂300和成为包围绝缘性树脂300的表皮部的薄的导电性树脂层301构成。

压电元件10具有第一电极板111、与第一电极板111接触的板状的压电体层101、以及与压电体层101接触且隔着压电体层101与第一电极板111平行地对置的第二电极板112。作为压电体层101，例如能够使用聚偏氟乙烯(PVDF)膜等高分子压电性膜。PVDF膜呈现声阻抗接近于水的固有阻抗的优异的脉冲响应特性，而且具有高灵敏度、宽频带、低输出阻抗特性，因此，适合应用于水听器，但并不限定于PVDF膜。例如，可以使用PVDF膜以外的偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物、聚间苯二甲酰间苯二胺、或者亚乙烯基氰化物系共聚物等各种压电性膜。进而，也可以为陶瓷、结晶性的压电体膜。另外，也可以为高分子压电性膜与陶瓷的复合膜等。

需要说明，作为陶瓷、结晶性的压电体膜，锆钛酸铅(PZT)是有名的。但是，如上所述，为了声阻抗与水的匹配性等，水听器中使用PVDF膜的例子比使用PZT的例子多。需要说明，在超声波接收器的压电元件使用PZT的情况下，由于压电体层101的信号源电容C_signal大至10pF左右，因此，不需要减小从压电元件至隐身放大器的寄生布线电容，不需要强行将隐身放大器置于压电元件的附近。相对于此，在以PVDF膜为代表的高分子压电性膜的情况下，即使将厚度设定为30μm左右这样薄，压电体层101的信号源电容C_signal也极小，为0.01pF左右，因此，能够发挥尽可能将隐身放大器置于压电元件附近的效果。

作为隐身放大器200a，集成有对由压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大的放大电路(前置放大器电路)的板状(长方体)的半导体集成电路芯片(以下简称为“集成电路芯片”)是合适的。例如，在市售的宽频带运算放大器用的集成电路芯片中，在输入端子安装有保护电路元件等，该保护电路元件等的杂散电容有0.1～1pF左右。若采用这样的集成电路芯片作为第一实施方式涉及的超声波接收器中使用的集成电路芯片，则由于保护电路元件等的杂散电容导致接收信号的电压振幅减弱至1/10以下，损害本发明的目的。因此，第一实施方式涉及的超声波接收器中使用的集成电路芯片需要使用省略输入端子的保护电路元件、或者使保护电路元件等的杂散电容为通常的1/10以下的集成电路芯片。

与PVDF膜相比，构成隐身放大器200a的硅(Si)等半导体材料具有数倍的声阻抗，因此，在与构成树脂制喇叭部(300、301)的绝缘性树脂300的边界处超声波被反射。如图1A所示，在集成电路芯片的主面的周围配置有接合焊盘211、212、221、222、223。在作为接合焊盘之一的输入焊盘(接地侧)211上连接有导电性环氧树脂等树脂性接地布线311作为输入连接单元(第一内部布线)。树脂性接地布线311与设置于压电元件10的表面(外侧面)侧的第一电极板111连接，输入焊盘211经由树脂性接地布线311与第一电极板111电连接。

另一方面，在作为接合焊盘中的另一个的输入焊盘(信号侧)212上连接有导电性环氧树脂等树脂制信号布线312作为其他的输入连接单元(第二内部布线)。树脂制信号布线312与位于压电元件10的背面(内侧面)的第二电极板112连接，因此，输入焊盘(信号侧)212经由树脂制信号布线312与第二电极板112电连接。在构成隐身放大器200a的集成电路芯片的主面的周围，作为接合焊盘而设置有用于将由集成于芯片的放大电路放大后的信号输出至图3A所示的外部端子500的输出焊盘222。由图3A可知，输出焊盘222与外部端子500之间通过输出连接单元(输出引线)437而彼此电连接。进而，在构成隐身放大器200a的集成电路芯片的主面的周围，作为接合焊盘而分别设置有用于从省略图示的外部端子接收接地电位的接地焊盘221、用于从外部端子接收电源电位的电源焊盘223等。

“隐身放大器200a”意指透过压电元件10并透过压电元件10的超声波被集成电路芯片反射后的反射波不输入到压电元件10、或者反射波的波面相对于压电体层101的主面具有一定以上的角度而使波面不均匀地输入到压电体层101的主面这样的“以相对于超声波的低被探测性(隐身性)为特征的放大器”。即使在来自隐身放大器200a的反射波射入压电元件10的情况下，如果反射波的波面与构成压电元件10的压电体层101的主面具有一定以上的角度，则在暴露于正声压的压电体层101的部分与暴露于负声压的压电体层101的部分间，通过压电性电声转换产生的电动势被抵消。通过抵消电动势，将转换为电的比率抑制得较低，能够有助于隐身放大器200a的隐身性。

如已进行描述的，以往存在将对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大的放大电路(前置放大器)配置于压电元件10附近这一想法。但是，若要将放大器配置于压电元件10附近，则透过压电元件10的透射波被集成电路芯片反射，且反射波再次输入压电元件10，由此成为与最初转换的电信号偏离了延迟时间相应的时间的信号，产生无用回波，新产生声压-电压响应特性劣化的问题，判明并非上策。本发明人们对这一点反复进行了深入研究，结果对作为隐身放大器200a而使用的集成电路芯片的材料、尺寸、形状以及位置关系等低被探测性所需的结构进行了研究。相对于超声波的低被探测性所需的集成电路芯片的尺寸中也包含厚度。

另外，相对于超声波的低被探测性所需的集成电路芯片的位置关系中包括压电元件10与集成电路芯片的相对位置关系、配置部位、集成电路芯片相对于构成压电元件10的第一电极板111的主面的方向的相对朝向、角度。在第一实施方式涉及的超声波接收器中，对这些低被探测性中的集成电路芯片相对于第一电极板111的主面的方向的相对倾斜角θ进行了研究，消除了无用回波的问题。其结果是，根据第一实施方式涉及的超声波接收器，发现了能够大幅改善压电元件10通过电声转换生成的电信号的S/N比的显著效果。

如图3A及图3C所示，第一实施方式涉及的超声波接收器具有声场检测轴AX作为中心轴，并具有以声场检测轴AX为中心成旋转对称这样的外形。“声场检测轴AX”是通过压电元件10的中心、且与第一电极板111的主面的法线方向平行地贯穿超声波接收器的中心的中心轴。为了便于说明，将图3A及图3C所示的声场检测轴AX的延伸方向定义为“轴向”，将与声场检测轴AX垂直的方向称为“径向”。将轴向中配置压电体层101的方向称为超声波接收器的前端侧。由以下的说明可知，透过压电元件10并在超声波接收器内行进的透射波的波面具有曲面、或者成为多个波的混合。只要没有特别说明，则如图5的(b)所例示的，透过压电体层101的中心的透射波的主要部分的波面是与第一电极板111的主面的方向大致平行的平面波。由于第一电极板111与第二电极板112相互平行，因此，透过压电体层101的中心的透射波的主要部分的波面也与第二电极板112的主面的方向大致平行。

在图4中，将压电元件10的径向的一端(上端)的点及另一端(下端)的点分别作为发送源，以连续波的波面宛如扇状出现的方式表现来自压电元件10的边缘的衍射波，但图4的波面的表现只不过是用于表示概念的示意性的模型图。在图4的呈喇叭形状的绝缘性树脂300的外部也示出了从外部到达的超声波(被检测超声波)在喇叭的外壁侧行进的样子。在呈喇叭形状的绝缘性树脂300的外部还示出了来自压电元件10的边缘的被检测超声波的衍射波的波面。在图4及其之后的附图中，为了简化波面的形状、位置的显示，输入超声波接收器的超声波如被尖峰激励的接近于δ函数的小波状的超声波那样，通过2～3根简化至波面的线图来表现超声波的传播，但并不限定于小波状的超声波。

即，也需要注意，在图4及其之后的附图中表现的模型波形并非是以模仿小波的主旨示出的。将代表性频率的正弦波以一个波长截断而得到的波包含以代表性频率为中央的宽幅的频谱。即，图4及其之后的附图中将正弦波以一个波长截断而得到的波因适合于要求宽频带性的水听器的评估而被使用。需要说明，关于在超声波接收器的树脂制喇叭部(300、301)内传播的超声波的声压强度的绝对值，基本上用图5的(a)及图5的(b)所示那样的多灰阶单色图像(灰度)表示，但关于其波面，有时如图4的表现那样用简化的实线或虚线表示。利用将正弦波以一个波长截断而得到的波表示波面的形状、位置等效于如下情况：在实际输入超声波接收器的超声波为图5的(a)所示的正弦波等连续波的情况下，使用图5的(b)和(c)的显示方式，图7至图14F等所示的透射波、反射波的波面仅图示构成连续波的“波峰的波面”，而省略接续于波峰的后续的波面的图示。

假定透过压电体层101的中心的透射波的波面为与第一电极板111的主面的方向大致平行的平面波，但实际上如图7的(c)及图7的(d)所示，在超声波接收器内的树脂制喇叭部(300、301)内传播的超声波的波面具有曲面，且为多个波的混合。为了沿着时间序列进行说明，首先，图7的(a)示出超声波从外部到达超声波接收器之前的-20ns的时机下的树脂制喇叭部(300、301)内的状态。接着，图7的(b)示出超声波从外部到达超声波接收器的压电元件10的瞬间(0ns)的树脂制喇叭部(300、301)内的状态，但是，在该状态下，树脂制喇叭部(300、301)内部与-20ns的时机下的状态没有变化。图7的(c)是超声波到达压电元件10后经过了200ns之后的状态，在透过压电元件10的中央的作为平面波的透射波的上部，与以压电元件10的径向的一端(上端)的点为发送源的具有曲面状波面的来自压电元件10的边缘的衍射波合成。进而，成为在透过压电元件10的中央的平面波的下部、与以压电元件10的径向的另一端(下端)的点为发送源的具有曲面状波面的衍射波合成的复杂的波面形状。

在树脂制喇叭部(300、301)的外部，也示出了经过200ns之后的时机下的、外部超声波在喇叭的外壁侧行进的样子。如图4中所说明的，在树脂制喇叭部(300、301)的外部，在经过200ns之后的时机下，来自压电元件10的边缘的衍射波沿喇叭的外壁行进。图7的(d)以声压的强度表示超声波到达压电元件10后经过了400ns之后的时机下的透射波的波峰的波面，但与图7的(c)同样地，在平面波的上部与以压电元件10的径向的上端的点为发送源的具有曲面状波面的来自压电元件10的边缘的衍射波合成。进而，成为在平面波的下部与以压电元件10的径向的下端的点为发送源的曲面波的衍射波合成的复杂的波面形状。在图7的(d)的树脂制喇叭部(300、301)的外部示出了经过400ns之后的时机下的、外部超声波在喇叭的外壁侧比图7的(c)所示的状态更向右侧行进的样子。在图7的(d)的树脂制喇叭部(300、301)的外部，在经过400ns后的时机下，来自压电元件10的边缘的衍射波沿喇叭的外壁比图7的(c)所示的状态更向右侧行进。

如图9的(a)所定义的，在第一实施方式涉及的超声波接收器中，将暴露于透射波的集成电路芯片的主面相对于第一电极板111的主面的方向所成的角度称为“芯片主面倾斜角θ”。“主面”意指在构成第一电极板111及集成电路芯片的各个立体形状中占据最大面积的面。在长方体状的平板形状中，存在相互平行的两个主面。在透过压电体层101的中心的透射波的主要部分的波面与第一电极板111的主面的方向大致平行的前提成立的情况下，集成电路芯片的主面相对于到达构成隐身放大器200a的集成电路芯片的透射波的波面和该波面的切平面所成的角度成为芯片主面倾斜角θ。波面的切平面与声场检测轴AX相互正交。另外，集成电路芯片的主面的方向与主面的法线方向相互正交。因此，芯片主面倾斜角θ等效于作为隐身放大器200a而使用的集成电路芯片的主面的法线方向与声场检测轴AX所成的角度。

构成隐身放大器200a的板状的集成电路芯片通常具有六个面，包括形成放大电路(前置放大器)等构成所需的电路元件的一侧的主面即表面、与表面相反侧的背面、以及在集成电路芯片具有一定的厚度的情况下连接表面与背面的四个侧面(端面)。需要说明，在第一实施方式涉及的超声波接收器中，假定集成电路芯片的主面是平坦的。当超声波的波面如上所述非一定时，将到达集成电路芯片的透射波的波面的切平面与暴露于透射波的集成电路芯片的主面所成的角度中的最小角度称为“芯片主面倾斜角θ”。

与板状的压电体层101的外侧面连接的第一电极板111例如是接地电极，经由树脂性接地布线(输入连接单元)311与隐身放大器200a连接。与压电体层101的内侧面连接的第二电极板112例如是信号电极，经由树脂制信号布线(输入连接单元)312向隐身放大器200a传输压电元件10的信号。压电元件10例如检测0.1～100MHz的超声波，并将其转换为电信号。隐身放大器200a内的放大器具有对于在第一电极板111和第二电极板112之间通过电声转换产生的电信号进行放大的功能。

如图1A及图1B等的右侧所示，在内置隐身放大器200a的树脂制喇叭部(300、301)的与前端相反侧的直径大的一侧连接有树脂制圆柱状部。树脂制圆柱状部的右侧的端部侧如图3A所示进一步扩展，形成阶梯结构。如图1A等的右侧所示，形成该阶梯结构的树脂制圆柱状部收纳于金属制的筒状壳体800的内部。即，如图1A、图1B、图3A以及图3C等所示，第一实施方式涉及的超声波接收器通过使树脂制喇叭部(300、301)、与该树脂制喇叭部(300、301)连续的形成阶梯结构的树脂制圆柱状部、以及在内部收纳树脂制圆柱状部的筒状壳体800成为一体而构成主体(300、301、800)。筒状壳体800不配置于在前端配置有压电元件10的树脂制喇叭部(300、301)。构成树脂制喇叭部(300、301)的主要部分的绝缘性树脂300在超声波接收器的最前端侧决定并固定压电体层101与隐身放大器200a的位置关系。

如图2A所示，压电元件10包括第一电极板111、压电体层101以及第二电极板112。为了抑制与超声波接收器的外部的电容耦合，将外侧的第一电极板111接地，将与其对置的内侧的第二电极板112作为信号电极。第二电极板112经由树脂制信号布线312与隐身放大器200a的输入电连接。另外，如图1A、图1B以及图1D所示，隐身放大器200a的外周的大部分被导电性树脂层301覆盖，从交流上来看，能够视为与接地电极连接。在图2A中，考虑了第一电极板111与第二电极板112之间的电容中的压电元件10以外的输入连接寄生电容C_stray。

如图1A、图1B以及图1D等所示，输入连接单元(树脂制信号布线)312与接地电位之间的寄生电容C_line成为位置的函数，能够如下表现。

C_line＝C₁₁+…C_1(j-1)+C_1j+…C₂₁+…C_2(k-1)+C_2k+…C₃₁+…C_3(l-1)+C_3l+…C₄₁+…C_4(m-1)+C_4m+… ……(1)

因此，寄生电容C_line成为依赖于第二电极板112与隐身放大器200a之间的距离d的成分。在压电元件10以外的输入连接寄生电容C_stray中，除了式(1)所示的C_line以外，还存在第一电极板111与树脂制信号布线312之间以及第一电极板111与隐身放大器200a之间的寄生电容C_area。寄生电容C_area是与d成反比例的成分，当d变小时，与d成反比例的成分的贡献变大。式(1)所示的C_line严格来说与d不成比例，但视为与d近似性地成比例的成分。

于是，输入连接单元(树脂制信号布线)312周围的输入连接寄生电容C_stray能够使用与d成反比例的成分的比例常数A及与d成正比例的成分的比例常数B近似为：

C_stray＝A/d+Bd……(2)。

即，输入连接寄生电容C_stray能够通过与d成反比例的成分和与d成正比例的成分之和进行近似，能够由图2B所示那样的曲线表示。

使式(2)的输入连接寄生电容C_stray的值最小的d＝d_opt的值为：

d_opt＝(A/B)^1/2……(3)。

即，如图2B所示的曲线那样，输入连接单元(树脂制信号布线)312周围的输入连接寄生电容C_stray在理论最短距离d_idl＝(A/B)^1/2时，图2B所示的曲线也取作为极小值的最小值。根据第一实施方式涉及的超声波接收器，通过将作为隐身放大器200a的集成电路芯片配置于从压电元件10分离理论最短距离d_idl的附近位置，能够实现将输入连接寄生电容C_stray抑制为0.1pF左右的放大器内置型的结构。于是，通过将输入连接单元(树脂制信号布线)312周围的输入连接寄生电容C_stray抑制为0.1pF左右，能够使接收电压灵敏度比以往提高。

另一方面，若在比理论最短距离d_idl短的距离的位置配置隐身放大器200a，则如图2B的曲线所示，两者间的输入连接寄生电容C_stray增大至1pF左右，接收电压灵敏度反而降低。例如，将填满压电元件10与隐身放大器200a之间的空间的绝缘性树脂300的相对介电常数设为3.4左右。进而，若假定第一电极板111的面积为0.1mm²左右、连结第二电极板112与隐身放大器200a的树脂制信号布线312相对于第一电极板111的电容为100pF/m左右，则能够估算为A＝3pF/m左右、B＝100pF/m左右，能够估算理论最短距离d_idl的值为200μm左右。这样，在第一实施方式涉及的超声波接收器中，隐身放大器200a与压电元件10之间的距离也依赖于绝缘性树脂300的相对介电常数、第一电极板111的面积，但理想的是理论最短距离d_idl＝150～250μm左右，若考虑到现实的制造技术上的限制，则理想的是设定最短距离d_opt＝450～550μm左右。

即，通过将第一电极板111与隐身放大器200a之间的距离d设定为设定最短距离d_opt左右的值，能够将成为接收灵敏度降低的主要原因的输入连接寄生电容C_stray抑制得较小。需要说明，理论最短距离d_idl＝150～250μm左右、设定最短距离d_opt＝450～550μm左右这样的值只不过是单纯的例示，并不限定于这些值。另外，鉴于现实的制造技术，对于

d_idl＜d_opt……(4)

的情况例示性地进行了说明，但通过制造技术的技术革新，当然能够设为：

d_idl≈d_opt……(5)。

需要说明，主体(300、301、800)由树脂制喇叭部(300、301)和树脂制圆柱状部构成，该树脂制圆柱状部与树脂制喇叭部(300、301)的粗径侧连续且形成阶梯结构。形成该阶梯结构的树脂制圆柱状部能够使圆柱的直径变粗，因此，比较容易降低寄生于将隐身放大器200a与外部端子500之间电连接的输出连接单元437的输出连接寄生电容C_out的值。另外，通过缩短隐身放大器200a与外部端子500之间的距离，能够减小输出连接寄生电容C_out的值。进而，若能够通过隐身放大器200a将压电元件10的输出电压放大为足够高的电压，则还能够抑制由于输出连接寄生电容C_out起作用而引起的输出电压减少这样的不利情况。

如图4所示，在现有的超声波接收器中，压电元件10检测超声波，但该超声波透过压电元件10而成为透射波，并进入超声波接收器的主体(300、301、800)的内部。如图7所示，在本说明书的说明中，在超声波具有一定频率的连续波的波形或者“小波”状的波形的情况下，将该超声波到达压电元件10的时间点设为0ns。在图4的例子中，透过压电元件10的透射波在240ns后到达集成电路芯片200。进而，如图6所示，在460ns后，来自集成电路芯片200的反射波(无用回波)再次到达压电元件10。图6所示这样的反射波作为无用回波再次到达压电元件10而成为噪声，因此，使压电元件10原本应检测的信号的S/N比变差。相对于超声波接收器的前端部的直径为0.5～3mm左右的情况，当集成电路芯片200的厚度为3μm以上、一边的长度为0.3mm以上时，该状况变得特别显著。需要说明，在图6的绝缘性树脂300的外部示出了外部超声波(被检测超声波)在喇叭的外壁侧比图4所示的状态更向右方向行进的样子。在图6的绝缘性树脂300的外部，来自压电元件10的边缘的被检测超声波的衍射波的波面比图4所示的状态更向右方向地沿着喇叭形状行进。

因此，在第一实施方式涉及的超声波接收器中，当集成电路芯片配置于透过第一电极板111的透射波的传播路径上时，以芯片主面倾斜角θ成为30°以上且60°以下的方式设定集成电路芯片的主面的角度来用作隐身放大器200a。具体而言，如图1A所示，定义从压电元件10的径向的一端(上端)沿轴向延伸的虚拟线901和从压电元件10的径向的另一端(下端)沿轴向延伸的虚拟线902。而且，将图1A的虚拟线901与虚拟线902之间的区域定义为压电元件10的“背后区域”。若压电元件10为圆形，则背后区域是以通过压电元件10的中心且与第一电极板111的法线方向平行的声场检测轴AX为中心轴的对压电元件10的外周进行投影所得的圆柱状的区域。在第一实施方式涉及的超声波接收器中，当在图1A中定义的背后区域存在隐身放大器200a时，隐身放大器200a位于接收来自压电元件10的超声波的位置。

在该情况下，使图9的(a)所示的表示第一电极板111的主面方向的虚拟线911与表示暴露于超声波的集成电路芯片200的主面的倾斜的虚拟线912所成的角度即芯片主面倾斜角θ为30°以上且60°以下。这样，在第一实施方式涉及的超声波接收器中，通过利用主面的方向倾斜芯片主面倾斜角θ的集成电路芯片实现隐身放大器200a，能够得到抑制因集成电路芯片200而产生无用回波这一隐身效果。通过不产生无用回波的隐身效果，结果能够提高第一实施方式涉及的超声波接收器的S/N比。

需要说明，作为芯片主面倾斜角θ的下限的30°是为了实现实际上最低限度所需的S/N比(例如28dB)而从后述的图15所示的解析结果得到的下限值。另外，芯片主面倾斜角θ的上限60°也是为了实现实际上最低限度所需的S/N比(例如28dB)而从图15所示的解析结果得到的上限值。需要说明，若考虑到暴露于超声波的主面(表面)以外的集成电路芯片200的另一主面(背面)，则在芯片主面倾斜角θ＝0°以上且90°以下的范围内，无用回波的问题只要针对暴露于透射波的主面进行研究便已足够。在第一实施方式涉及的超声波接收器中，若芯片主面倾斜角超过θ＝90°，则截至目前未暴露于超声波的另一主面暴露于超声波，但考虑到图15所示的解析结果而将上限设定为60°。

如图3A所示，第一实施方式涉及的超声波接收器的筒状壳体800在与轴向前端侧相反侧的端部侧具有外部端子500。外部端子500是经由同轴电缆等传输线路510与其他设备连接的连接器。如图3A所示，设置于构成隐身放大器200a的集成电路芯片上的输出焊盘222与外部端子500之间通过输出连接单元(输出引线)437连接，因此，隐身放大器200a的输出被引导至外部端子500。如图3B所示，本发明的第一实施方式涉及的超声波观测装置具备主体(300、301、800)、与主体(300、301、800)的另一端部侧连接的传输线路510、以及与传输线路510连接的观测设备520。如图3B所示，在经由同轴电缆等传输线路510连接观测设备520的带电缆类型的情况下，与示波器等观测设备520的连接变得容易。需要说明，若将其他设备与图3A所示的外部端子500直接连结，则能够消除传输线路510所具有的外部连接寄生电容C_ext的影响的问题。按照采样定理，为了准确地测量任意的超声波的空间分布所需的水听器受压面的尺寸必须为超声波波长的1/2以下。在超声波频率为10MHz的情况下，其尺寸为λ/2＝0.075mm^Φ这样的小尺寸。

在将PVDF膜作为压电体层101的情况下，如上所述，PVDF膜的厚度t＝30μm，能够使压电元件10的信号源电容C_signal极小，为0.01pF左右。但是，10cm的同轴电缆具有10pF左右的寄生电容(外部连接寄生电容)C_ext。若想要使用具有这样的外部连接寄生电容C_ext的同轴电缆作为传输线路510，并与示波器等观测设备520连接来观测压电元件10中产生的电压，则观测到的电压值仅为直接测量时的1/1000。该观测电压值距离实用甚远，因此，关于超声波的空间分布，放弃测量以波长的数倍以下的尺寸细微变动的分布，具有上述0.075mm^Φ的数倍的尺寸、即面积比0.075mm^Φ大1位数左右的受压面的构成在现有技术中也是常见的。

对于能够测量的空间分布的精细度妥协等效于将水听器的指向性设定得较窄。需要说明，为了使示波器等观测设备520所显示的接收电压波形良好地近似超声波接收器的接收声压波形，要求压电元件10具有优异的脉冲响应特性。与以PZT为代表的压电陶瓷相比，以PVDF膜为代表的高分子压电材料的介电常数低近两位，因此，存在受到传输线路510等的电容的强烈影响而电压灵敏度容易变低的难点。但是，如上所述，PVDF膜的声阻抗接近水的固有阻抗。由于声阻抗的匹配性关系到优异的脉冲响应特性，因此，作为水听器用的压电元件10中使用的压电体层101，与PZT相比而更广泛地使用PVDF膜。

在第一实施方式涉及的超声波接收器中，如图4等所例示的，表现了声波从左侧向右侧的正面方向传播的情况，但并不限定于第一实施方式涉及的超声波接收器仅检测仅向一个方向传播的超声波的技术。特别是在医用超声波装置中，要求准确地测量任意的超声波的空间分布，超声波向任意的方向传播。不过，在第一实施方式涉及的超声波接收器中，从当前的技术水平下能够实现的尺寸的意义出发，放弃以接近均匀的灵敏度接收从任意方向来到超声波接收器的超声波，结果为了方便只不过将相对于超声波接收器的受压面而大致从正面到来的超声波作为主要的测量对象。即，需要注意本发明并非仅将相对于超声波接收器的受压面而大致从正面到来的超声波作为对象。根据第一实施方式涉及的超声波接收器，在压电元件10和隐身放大器200a紧凑地组装于主体(300、301、800)内的结构中，通过将作为隐身放大器200a而使用的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ设定为30°以上且60°以下，能够消除来自隐身放大器200a的无用回波的问题。因此，根据第一实施方式涉及的超声波接收器，能够实现接收电压灵敏度的提高和S/N比的改善。

首先，在如图8的(a)所示、芯片主面倾斜角θ为0°的情况下，如图8的(b)所示，在时刻180ns，透射波到达集成电路芯片200的主面。然后，在时刻340ns，如图8的(c)所示，与透射波透过集成电路芯片200而传播同时地，被集成电路芯片200的主面反射的反射波(无用回波)再次输入压电元件10。作为模拟结果，如图14A所示，确认了压电元件10中的接收电压波形从时刻340ns附近的时机开始增加。其结果可知，S/N比小于作为目标值的28dB。

接着，在如图9的(a)所示、芯片主面倾斜角θ＝20°的情况下，如图9的(b)所示，在时刻220ns，透射波到达集成电路芯片200的主面的中央。然后，在时刻420ns，如图9的(c)所示，透射波到达集成电路芯片200的主面的端部，与以端部为反射点进行传播的反射波、透过集成电路芯片200进行传播的波等混在一起同时地，被集成电路芯片200的主面反射的反射波到达压电元件10附近。作为模拟结果，确认了芯片主面倾斜角θ为20°时的压电元件10的接收电压波形也如图14C所示从时刻420ns附近的时机开始增加。其结果可知，S/N比小于作为目标值的28dB。需要说明，虽然未图示芯片主面倾斜角θ＝10°时的波面的变化，但确认了芯片主面倾斜角θ为10°时的压电元件10的接收电压波形如图14B所示从时刻340ns附近的时机开始增加。其结果可知，S/N比小于作为目标值的28dB。

在芯片主面倾斜角θ＝30°的情况下，如图10的(a)所示，在时刻240ns，透射波到达集成电路芯片200的主面的中央。然后，在时刻400ns，如图10的(b)所示，透射波到达集成电路芯片200的主面的端部，以端部为反射点进行传播的反射波、透过集成电路芯片200进行传播的波等混在一起。另一方面，被集成电路芯片200的主面反射的反射波的波面未到达压电元件10附近。作为模拟结果，确认了芯片主面倾斜角θ为30°时的压电元件10的接收电压波形也如图14D所示即使在设想反射波再次输入压电元件10的时刻也几乎没有增加。其结果可知，S/N比达到作为目标值的28dB以上。

在芯片主面倾斜角θ＝40°的情况下，如图11的(a)所示，在时刻260ns，透射波到达集成电路芯片200的主面的中央。然后，在时刻400ns，如图11的(b)所示，透射波到达集成电路芯片200的主面的端部，以端部为反射点进行传播的反射波、透过集成电路芯片200进行传播的波等混在一起。另一方面，被集成电路芯片200的主面反射的反射波朝向集成电路芯片200的上方向，反射波的波面未到达压电元件10附近。作为模拟结果，确认了芯片主面倾斜角θ为40°时的压电元件10的接收电压波形也如图14E所示在设想反射波再次输入压电元件10的时刻也几乎没有增加。其结果可知，S/N比达到作为目标值的28dB以上。需要说明，虽然未图示芯片主面倾斜角θ＝50°时的波面的变化，但确认了芯片主面倾斜角θ为50°时的压电元件10的接收电压波形也如图14F所示即使在设想反射波再次输入压电元件10的时刻也几乎没有增加。其结果可知，S/N比达到作为目标值的28dB以上。

在芯片主面倾斜角θ＝60°的情况下，如图12的(a)所示，在时刻160ns，透射波到达集成电路芯片200的主面的跟前侧的端部。然后，在时刻260ns，如图12的(b)所示，透射波到达集成电路芯片200的主面的中央部附近，来自主面的反射波、透过集成电路芯片200进行传播的波等混在一起。另一方面，在集成电路芯片200的主面的端部附近反射的反射波到达压电元件10的附近。在芯片主面倾斜角θ＝90°的情况下，如图13的(a)所示，在时刻160ns，透射波到达集成电路芯片200的端面。然后，在时刻300ns，如图13的(b)所示，透射波到达集成电路芯片200的两个主面的中央部附近，来自两个主面的反射波、透过集成电路芯片200进行传播的波等混在一起。另一方面，被集成电路芯片200的端面反射的反射波到达压电元件10的附近。

如上所述，芯片主面倾斜角θ为30°、40°、50°时的压电元件10的接收电压波形如图14D至图14F所示即使在设想反射波(无用回波)再次输入压电元件10的时刻也几乎没有增加。其结果可知，若将作为隐身放大器200a而使用的集成电路芯片200的芯片主面倾斜角θ设定为30°以上且60°以下的范围，则能够实现S/N比的目标值即28dB以上。进而，通过进行改变芯片主面倾斜角θ的模拟，作为芯片主面倾斜角θ与S/N比的关系，能够得到图15所示那样的关系。需要注意的是，在图15的横轴中，将芯片主面倾斜角θ表述为“芯片旋转角θ(倾斜角)”。

需要说明，如使用图7已经说明的那样，在超声波接收器的树脂制喇叭部(300、301)内传播的超声波的波面实际上存在具有曲面的情况、多个波混合的情况。在作为对象的超声波的波面为曲面的情况下，相对于呈曲面的波面而存在多个切平面。因此，在到达集成电路芯片200的波面为曲面的情况下，相对于暴露于超声波的集成电路芯片200的主面，存在多个芯片主面倾斜角θ。因此，在到达集成电路芯片200的透射波的波面为曲面的情况下，选择集成电路芯片200的主面成为规定的多个倾斜角中的最小角度的切平面，来决定图16的横轴的最小角度。即，在到达集成电路芯片200的透射波的波面为曲面的情况下，通过图16的横轴所示的最小角度定义作为隐身放大器200a所需的倾斜角，在最小角度为30°以上的情况下，可得到S/N比的目标值28dB以上。

如上所述，根据第一实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，能够提供实现了将压电元件10和隐身放大器200a一体化地固定于树脂制喇叭部(300、301)内部的紧凑结构、而且灵敏度高且S/N比高的超声波接收器及超声波观测装置。特别是，压电元件10能够使用与水的声阻抗的匹配性良好的PDVF膜，即使在使用PVDF膜的情况下，也能够减小输入连接寄生电容C_stray，因此，能够提供灵活运用PVDF膜的优异的脉冲响应特性、为了测量医用超声波装置发出的微小的超声波而所期待的灵敏度高且S/N比高的水听器及使用该水听器的超声波观测装置。

(第二实施方式)

如图17A及图17B所示，本发明的第二实施方式涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，前端呈越往前越细的形状，并具有与超声波的行进方向平行的声场检测轴AX作为中心轴；压电元件10，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部(300、301)的前端；隐身放大器200b，配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的偏离对压电元件10的外形进行投影所得的背后区域的位置；以及输入连接单元(树脂制信号布线)312，将压电元件10与隐身放大器200b之间电连接。隐身放大器200b以与基于式(3)确定为设计上可设定的距离的设定最短距离d_opt相当的距离配置于压电元件10的附近。隐身放大器200b对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大，并设定为使超声波的反射波不输入到压电元件10或者通过波面相对于构成压电元件10的压电体层101的主面具有一定以上的角度而使波面不均匀地输入到压电体层101的主面。

压电元件10具有PVDF膜等板状的压电体层101和夹着压电体层101的第一电极板111和第二电极板112。与压电体层101的外侧面连接的第一电极板111经由树脂性接地布线311与设置于构成隐身放大器200b的集成电路芯片的主面(表面)上的输入焊盘(接地侧)211连接。与压电体层101的内侧面连接的第二电极板112经由树脂制信号布线312与设置于构成隐身放大器200b的集成电路芯片的主面上的输入焊盘(信号侧)212连接。隐身放大器200b将构成放大电路(前置放大器)的电路元件单片集成。

另外，在构成隐身放大器200b的集成电路芯片的主面上分别设置有用于从图3A所示的外部端子500接收接地电位的接地焊盘221、用于向外部端子500输出利用集成于集成电路芯片的放大电路放大后的信号的输出焊盘222、以及用于从外部端子接收电源电位的电源焊盘223。即，虽然省略了图示，但与图3A所示同样地，第二实施方式涉及的超声波接收器的主体(300、301、800)在沿着轴向与前端侧相反侧的端部侧具有外部端子500。外部端子500与图3B所示同样地是经由同轴电缆等传输线路510与观测设备520连接的端子。

与第一实施方式涉及的超声波接收器同样地，在第二实施方式涉及的超声波接收器中，也将从压电元件10的径向的一端(上端)沿轴向延伸的虚拟线901与从压电元件10的径向的另一端(下端)沿轴向延伸的虚拟线902之间定义为“背后区域”。如图17B所示，在第二实施方式涉及的超声波接收器中，隐身放大器200b在从背后区域偏移的位置配置于与压电元件10分离设定最短距离d_opt的压电元件10的附近。如对第一实施方式涉及的超声波接收器所说明的，考虑到将压电元件10与隐身放大器200b之间电连接的输入连接单元(树脂制信号布线)312的输入连接寄生电容C_stray而将压电元件10与隐身放大器200b之间的设定最短距离d_opt设定为最佳值。在第一实施方式涉及的超声波接收器中，由于将隐身放大器200a配置于背后区域，因此，隐身放大器200a接收透过压电元件10的透射波，但在第二实施方式涉及的超声波接收器中，由于隐身放大器200b配置于未暴露于透射波的位置，因此，不需要使隐身放大器200b的芯片主面倾斜角θ为30°以上且60°以下。

在与从图1C的A-A’方向观察的剖面对应的图17A所示的水平剖视图中，隐身放大器200b的主面乍一看存在于压电元件10的背后区域，看起来暴露于透过压电元件10的透射波。但是，在以与从图1C的B-B’方向观察的剖面对应的图17B的垂直剖面观察的情况下，存在于从压电元件10的背后区域偏移的区域，隐身放大器200b的主面不会暴露于透过压电元件10的透射波。即，当以图17B的垂直剖面观察时，隐身放大器200b以尽可能地不接收来自压电元件10的透射波的方式配置于在径向上从作为中心轴的声场检测轴AX移动了为一定距离的偏置量D的位置处。例如，若假设隐身放大器200b的基准位置位于声场检测轴AX上，则偏置量D相对于该基准位置为压电元件10的径向尺寸的一半以上即可。

换言之，在第二实施方式涉及的超声波接收器中，隐身放大器200b配置于从轴向前端侧沿声场检测轴AX观察超声波接收器时不与压电元件10重叠的位置。由此，能够抑制产生作为无用回波起作用的反射波。进而，由于将隐身放大器200b配置于从作为中心轴的声场检测轴AX在径向上移动了偏置量D的位置处，因此，即便假设通过隐身放大器200b产生了反射波的情况下，也能够使反射波的波面相对于构成压电元件10的压电层101的主面具有一定以上的角度，使得反射波的波面无法均匀地射入压电层101的主面。通过使反射波的波面无法均匀地射入压电元件10，从而在暴露于正声压的压电体层101的部分与暴露于负声压的压电体层101的部分中，通过压电性电声转换产生的电动势被抵消，能够使电动势成为小的值。

虽然省略了图示，但通过具备例如以两级的阶梯结构等而使右侧变粗的超声波接收器的主体(300、301、800)、设置于主体(300、301、800)的另一端部侧的外部端子、与外部端子连接的传输线路、以及通过传输线路连接的观测设备，能够构成第二实施方式涉及的超声波观测装置。在第二实施方式涉及的超声波观测装置中，即使在传输线路如同轴电缆那样具有压电元件10的信号源电容C_signal的50倍以上的大小的外部连接寄生电容C_ext、例如外部连接寄生电容C_ext≈10pF左右的值的情况下，也能够将设定最短距离d_opt设定为使输入连接寄生电容C_stray成为比外部连接寄生电容C_ext的1/10小的值。若信号源电容C_signal的50倍为外部连接寄生电容C_ext、≈10pF，则相反地信号源电容C_signal＝0.2pF。若固定地考虑外部连接寄生电容C_ext、≈10pF，则信号源电容C_signal的100倍意味着信号源电容C_signal＝0.1pF，1000倍意味着信号源电容C_signal＝0.01pF。通过根据信号源电容C_signal的大小，将设定最短距离d_opt设定得短，以使输入连接寄生电容C_stray为比外部连接寄生电容C_ext的1/10小的值、例如C_ext/20、C_ext/50、进而C_ext/100以下，从而能够提高第二实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置的S/N比。

需要说明，主体(300、301、800)由树脂制喇叭部(300、301)和树脂制圆柱状部构成，该树脂制圆柱状部与树脂制喇叭部(300、301)的粗径侧连续，且以两级的阶梯结构而使右侧进一步变粗，由于形成为两级的阶梯结构的树脂制圆柱状部能够使圆柱的直径变粗，因此，比较容易降低寄生于将隐身放大器200b与外部端子500之间电连接的输出连接单元437的输出连接寄生电容C_out的值。另外，能够缩短隐身放大器200b与外部端子500之间的距离，减小第二实施方式涉及的超声波接收器的输出连接寄生电容C_out的值。进而，若能够通过隐身放大器200b将压电元件10的输出电压放大为足够高的电压，则也能够忽略由输出连接寄生电容C_out的作用引起的不利情况。

与第一实施方式涉及的超声波接收器同样地，在金属制的筒状壳体800内填满用于固定压电元件10与隐身放大器200b的位置关系的绝缘性环氧树脂300。筒状壳体800未配置于配置有压电元件10的超声波接收器的最前端及其附近。根据第二实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，即使是压电元件10和隐身放大器200b紧凑地组装于主体(300、301、800)内的结构，也能够消除来自隐身放大器200b的作为无用回波起作用的反射波的问题，因此能够实现接收电压灵敏度的提高及S/N比的改善。

通过使用第二实施方式涉及的超声波接收器，例如关于偏置量D＝0.3mm的情况，观测到如图18所示那样的超声波的声压强度。图18对应于以第一实施方式涉及的超声波接收器所说明的芯片主面倾斜角θ＝90°的情况，如图18的(a)所示，在时刻160ns，透射波在背后区域的端部处到达集成电路芯片200的上表面的端部。然后，在时刻300ns，如图18的(b)所示，透射波到达集成电路芯片200的一个主面(上表面)的中央部附近。另一方面，可知被集成电路芯片200的上表面的端部反射的反射波的波面到达压电元件10的附近。图19的(b)示出了关于图18所示的偏置量D＝0.3mm时的压电元件10中的接收电压波形。另外，为了比较，图19的(a)示出了关于偏置量D＝0时的压电元件10中的接收电压波形。

进而，虽然省略了图示，但对于除此以外的偏置量D也进行了与图18及图19所示同样的验证。其结果是，作为隐身放大器200b的偏置量D与S/N比的关系，能够得到如图20所示那样的关系。根据图20的结果可知，在偏置量D为0.27mm以上的范围内，可得到S/N比的目标值28dB以上。如上所述，根据第二实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，能够提供实现了将压电元件10和隐身放大器200b一体化地固定于树脂制喇叭部(300、301)内部的紧凑结构、而且灵敏度高且S/N比高的超声波接收器及超声波观测装置。特别是，压电元件10能够使用与水的声阻抗的匹配性良好的PDVF膜，即使在使用PVDF膜的情况下，也能够减小输入连接寄生电容C_stray。因此，通过灵活运用PVDF膜的优异的脉冲响应特性，能够提供可以测量医用超声波装置发出的微小的超声波的高灵敏度且S/N比高的超声波接收器及超声波观测装置。

(第二实施方式的第一变形例)

如图21A及图21B所示，本发明的第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，前端呈越往前越细的形状，并具有与超声波的行进方向平行的声场检测轴AX作为中心轴；压电元件10，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部(300、301)的前端；隐身放大器200c，配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的偏离对压电元件10的外形进行投影所得的背后区域的位置；以及输入连接单元(树脂制信号布线)312，将压电元件10与隐身放大器200c之间电连接。隐身放大器200c以与基于式(3)确定为设计上可设定的距离的设定最短距离d_opt相当的距离配置于压电元件10的附近。隐身放大器200c对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大，并设定为使超声波的反射波不输入到压电元件10或者通过波面相对于构成压电元件10的压电体层101的主面具有一定以上的角度而使波面不均匀地输入到压电元件10。

如使用图15已经说明的，当芯片主面倾斜角θ在30°≤θ≤60°的范围之外及120°≤θ≤150°的范围之外时，无法实现S/N比的目标值。无法实现S/N比的目标值的理由是因为，呈立方体的隐身放大器200b中作为对象的一个主面以外的其他面、即四个侧面中的任一侧面或另一主面产生影响。在第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器中，如图21A及图21B所示，通过将隐身放大器200c偏置配置，进而将构成隐身放大器200c的集成电路芯片的四个侧面中存在于最靠近压电元件10的位置且以第一电极板111的平行方向为长边方向的侧面(以下称为“最接近侧面201c”。)切成锥状，从而除了芯片主面倾斜角θ为0°或180°的情况以外，能够在所有角度中得到S/N比的改善效果。

在与从图1C的A-A’方向观察的剖面对应的图21A所示的水平剖视图中，隐身放大器200c乍一看存在于压电元件10的背后区域，看起来暴露于透过压电元件10的透射波。但是，在第二实施方式的第一变形例中，根据与图21A为正交方向的图21B的垂直剖面明确可知，以位于从隐身放大器200c的背后区域偏移的位置的方式移位了偏置量D而存在。进而，构成隐身放大器200c的集成电路芯片的最接近侧面201c相对于集成电路芯片的主面以预定的倒角角度被倒角。例如，若集成电路芯片的主面为(100)面，则在(100)面与(111)面所成的锐角方向上测得的角度为55°，因此，若设倒角角度/>则最接近侧面201c能够简单地作为解理面而获得。

倒角角度并不限定于55°，例如也可以为倒角角度/>等其他的角度，但优选为/>若相对于到达隐身放大器200c的超声波的波面的切平面的方向、即第一电极板111的主面的方向定义最接近侧面201c的锥角Φ，则在构成隐身放大器200c的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝90°的情况下，如下式(6)所示，锥角Φ与倒角角度/>为余角的关系。

即，若构成隐身放大器200c的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ＝90°，则优选30°≤Φ≤60°。即，在图21A及图21B所示的以芯片主面倾斜角θ规定的第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器中，构成隐身放大器200c的集成电路芯片的最接近侧面201c相对于到达隐身放大器200c的超声波的波面的切平面被设定为30°以上且60°以下的范围内的锥角Φ。

图22A示出在使用倒角角度(未倒角)的通常的集成电路芯片200j、且芯片主面倾斜角θ＝45°的情况下，在时刻160ns透射波到达集成电路芯片200j的主面与最接近侧面以90°相交的端部的情况。然后，在时刻220ns，如图22B所示，透射波沿主面的倾斜移动并到达芯片主面倾斜角θ＝45°的集成电路芯片200j的主面的中央部稍靠前的位置，但在时刻220ns，来自主面的反射波、透过集成电路芯片200j进行传播的波等混在一起。进而，示出了：在时刻220ns，在集成电路芯片200j的最接近侧面与主面相交的端部附近反射的曲面反射波朝向压电元件10附近开始传播。

图22C示出在时刻280ns、透射波沿主面的倾斜移动并到达超过芯片主面倾斜角θ＝45°的集成电路芯片200j的主面的中央部的位置的状态。在时刻280ns，朝向与透射波正交的方向的来自主面的反射波和原来的透射波混在一起，进而透过集成电路芯片200j传播的波也混在一起。进而，在图22D所示的时刻340ns，透射波沿着主面的倾斜移动并到达主面的相反侧的端部的位置。在时刻340ns，也是朝向与透射波正交的方向的来自主面的反射波和原来的透射波混在一起，进而透过集成电路芯片200j传播的波也混在一起。进而，在图22D所示的时刻400ns，透射波到达超过主面的相反侧的端部的位置，并绕至与最接近侧面对置的侧面的背侧。在时刻400ns，朝向与透射波正交的方向的来自主面的反射波和原来的透射波混在一起，进而透过集成电路芯片200j传播的波混在一起。

从图22A至图22E可知，在使用无倒角的通常的集成电路芯片200j的情况下，最开始碰到集成电路芯片200j的主面与最接近侧面以90°相交的角部，发出以角部为中心的曲面反射波。然后，被呈斜面的200j的主面反射的波随着透过压电元件10的透射波的行进而依次形成反射波面。在如图22A至图22E所示的芯片主面倾斜角θ＝45°的情况下，形成在与透过压电元件10的透射波正交的方向上传播的反射波面，不会对压电元件10造成影响。这样，即使在使用无倒角的通常的集成电路芯片200j的情况下，也能够通过芯片主面倾斜角θ的控制，使得来自集成电路芯片200j的主面所成的斜面的反射波面不会对压电元件10造成不良影响。

但是，可知来自集成电路芯片200j的最接近侧面与主面相交的角部的曲面反射波靠芯片主面倾斜角θ的控制的话无法避免。在第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器中，将隐身放大器200c所使用的集成电路芯片的倒角角度设定为/>并且将隐身放大器200c配置于偏置位置，因此，能够避免来自集成电路芯片200j的最接近侧面与主面相交的角部的曲面反射波对压电元件10造成不良影响。

在第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器中，暴露于透过压电元件10的透射波的隐身放大器200c的主面是隐身放大器200c的第一主面(表面)或第二主面(背面)。在图21B的垂直剖面中，相对于第一或第二主面定义的芯片主面倾斜角θ设定为90°。另外，当以图21B的垂直剖面观察时，隐身放大器200c以不存在于压电元件10的背后区域的方式在径向上从作为中心轴的声场检测轴AX错开偏置量D而配置，其中，该偏置量D为压电元件10的径向尺寸的一半以上。

这样，第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器的隐身放大器200c配置于在从轴向前端侧观察超声波接收器时不与压电元件10重叠的位置。通过将隐身放大器200c所使用的集成电路芯片的倒角角度设定为/>进而将隐身放大器200c配置于从声场检测轴AX错开偏置量D的位置处，能够抑制产生作为无用回波起作用的反射波。进而，根据第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器，即使在产生有可能作为无用回波起作用的反射波的情况下，通过将倒角角度/>设定为/> 也能够使反射波向不会再次输入压电元件10的方向、或者即使输入但波面相对于构成压电元件10的压电体层101的主面具有角度而使波面不会均匀地输入的方向传播，结果能够提高S/N比。

图23的(a)示出了声压强度的分布(profile)，其表示在将倒角角度的集成电路芯片用作隐身放大器200c且设偏置量D＝+0.4mm、芯片主面倾斜角θ＝90°的情况下、在时刻180ns透射波到达锥状的最接近侧面的情况。然后，在时刻380ns，如图23的(b)所示，成为透射波沿平行的主面移动并到达芯片主面倾斜角θ＝90°的隐身放大器200c的主面的中央部稍靠里的位置的声压强度的分布。在时刻380ns，以最接近侧面与主面的边界为声源的曲面反射波和沿着平行的主面移动的大致平面波的透射波混在一起。进而，在时刻380ns，由于偏置量D＝+0.4mm，因此可知以隐身放大器200c的最接近侧面与主面的边界为声源的曲面反射朝向从压电元件10的位置向上方偏移的位置传播。

与图23同样地，关于偏置量D＝-0.3mm及偏置量D＝0mm的情况，也观测到了超声波的声压强度分布的随时间变化。图24中示出了偏置量D＝-0.3mm、0mm、+0.4mm时压电元件10中的接收电压波形。在图24中，作为代表例而示出了偏置量D＝-0.3mm、0mm、+0.4mm这三个情况，但将对于除此以外的偏置量D也进行验证的结果作为偏置量D与S/N比的关系而示于图25。图25示出了若偏置量D变大则S/N比的改善效果也变大的情况。不过，即使偏置量D＝0mm，通过以倒角角度对最接近侧面201c进行锥形加工，也可以获得S/N比的目标值28dB以上。这样，根据第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器，通过附加偏置量D，并对最接近侧面201c进行锥形加工，能够将对S/N比造成的影响抑制为最小限度。

虽然省略了图示，但通过具备例如以两级的阶梯结构等而使右侧变粗的超声波接收器的主体(300、301、800)、设置于主体(300、301、800)的另一端部侧的外部端子、与外部端子连接的传输线路、以及通过传输线路连接的观测设备，能够构成第二实施方式的第一变形例涉及的超声波观测装置。在第二实施方式的第一变形例涉及的超声波观测装置中，即使在传输线路如同轴电缆那样具有压电元件10的信号源电容C_signal的50倍以上的大小的外部连接寄生电容C_ext、例如外部连接寄生电容C_ext≈10pF左右的值的情况下，也能够将设定最短距离d_opt设定为使输入连接寄生电容C_stray成为比外部连接寄生电容C_ext的1/10小的值、例如C_ext/100左右的值。

需要说明，主体(300、301、800)由树脂制喇叭部(300、301)和树脂制圆柱状部构成，该树脂制圆柱状部与树脂制喇叭部(300、301)的粗径侧连续，且以两级的阶梯结构而使右端侧进一步变粗，通过使树脂制圆柱状部的直径变粗，能够降低寄生于将隐身放大器200c与外部端子500之间电连接的输出连接单元437的输出连接寄生电容C_out的值。另外，能够缩短隐身放大器200c与外部端子500之间的距离，减小第二实施方式的第一变形例涉及的超声波接收器的输出连接寄生电容C_out的值。进而，若能够通过隐身放大器200c将压电元件10的输出电压放大为足够高的电压，则能够忽略输出连接寄生电容C_out造成的不利情况。

其结果是，能够提供实现了将压电元件10和隐身放大器200c一体化地固定于树脂制喇叭部(300、301)内部的紧凑结构、而且灵敏度高且S/N比高的超声波接收器及超声波观测装置。特别是，即使在压电元件10使用PVDF膜的情况下，也能够减小输入连接寄生电容C_stray，能够提供可以测量微小的超声波的高灵敏度且S/N比高的适合用于医用目的的超声波接收器及超声波观测装置。

(第二实施方式的第二变形例)

如图26所示，本发明的第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，前端呈越往前越细的形状，并具有与超声波的行进方向平行的声场检测轴AX作为中心轴；压电元件10，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部(300、301)的前端；隐身放大器200d，配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的偏离对压电元件10的外形进行投影所得的背后区域的位置；以及输入连接单元(树脂制信号布线)312，将压电元件10与隐身放大器200d之间电连接。隐身放大器200d以与基于式(3)确定为设计上可设定的距离的设定最短距离d_opt相当的距离配置于压电元件10的附近。隐身放大器200d对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大，并设定为使超声波的反射波不输入到压电元件10或者即使产生反射波但波面不均匀地输入到压电元件10。即使产生超声波的反射波，但如果反射波的波面在构成压电元件10的压电体层101的主面具有倾斜而使反射波的波面不均匀地输入，则通过压电性电声转换在压电元件10的内部产生的电动势被抵消，因此电动势成为小的值。

如图26所示，第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器将四个侧面为垂直侧壁的通常的集成电路芯片作为隐身放大器200d。第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器的隐身放大器200d以不接收来自压电元件10的透射波的方式配置于在径向上从作为中心轴的声场检测轴AX移动偏置量D的位置。进而，如图26所示，将作为隐身放大器200d而使用的集成电路芯片的芯片主面倾斜角θ设为120°，使之大于90°。图27的(c)及图27的(d)示出设偏置量D＝0.4mm时与隐身放大器200d相关的超声波的声压强度分布的变化。需要说明，为了进行比较，图27的(a)及图27的(b)中针对设偏置量D＝0mm且使用具有垂直侧壁的通常的集成电路芯片200e的情况示出了超声波的声压强度分布的变化。

如图27的(a)所示，在使用通常的集成电路芯片200e、且设芯片主面倾斜角θ＝120°、偏置量D＝0mm的情况下，在时刻200ns，透射波到达集成电路芯片200e的第二主面(背面)与最接近侧面以90°相交的端部。然后，在时刻240ns，如图27的(b)所示，透射波沿第二主面的倾斜移动并到达芯片主面倾斜角θ＝120°的集成电路芯片200e的第二主面的中央部稍靠前的位置。在时刻240ns，来自第二主面的反射波、透过集成电路芯片200e进行传播的波等混在一起。进而，示出了：在时刻240ns，在集成电路芯片200e的最接近侧面与第二主面相交的端部附近反射的曲面反射波朝向压电元件10的附近开始传播。其结果是，在偏置量D＝0mm的情况下，如图28的(a)所示，通过压电元件10在时刻280ns～400ns附近观测到接收电压波形。

图27的(c)是设隐身放大器200d的芯片主面倾斜角θ＝120°、偏置量D＝0.4mm的情况，在时刻180ns，透射波到达隐身放大器200d的集成电路芯片200e的第一主面(表面)与最接近侧面以90°相交的端部。然后，在时刻240ns，如图27的(d)所示，透射波绕至芯片主面倾斜角θ＝120°的隐身放大器200d的第一主面的背侧，并到达第一主面的中央部稍靠前的位置。在时刻240ns，来自第一主面的反射波、透过隐身放大器200d进行传播的波等混在一起。进而，在时刻240ns，在作为隐身放大器200d的集成电路芯片的最接近侧面与第一主面相交的端部附近反射的曲面反射波的主要部分朝向压电元件10上方的远离位置传播。在偏置量D＝0mm的情况下，如图28的(a)所示，在时刻280ns～400ns附近观测到接收电压波形，但在偏置量D＝0.4mm的情况下，如图28的(b)所示，在时刻280ns～400ns附近未看到由压电元件10产生的显著的接收电压波形。

在图27及图28中，仅例示了偏置量D＝0mm及0.4mm这两个情况，但对于除此以外的偏置量D也进行了验证。其结果是，作为用作隐身放大器200d的集成电路芯片的偏置量D与S/N比的关系，得到了如图29所示那样的关系。根据图29所示的关系，在设偏置量D＝0mm、芯片主面倾斜角θ＝120°的情况下，S/N比为28dB左右。另一方面，可知在维持芯片主面倾斜角θ＝120°并向正方向进行偏置的情况下，在偏置量D≥0.2mm的范围内，得到S/N比的目标值28dB以上。在图26中，将成为作为中心轴的声场检测轴AX的径向的下方向定义为“正方向”。另外，从图29可知，在维持芯片主面倾斜角θ＝120°并向负方向进行偏置的情况下，在偏置量D≥0.05mm的范围内，得到S/N比的目标值28dB以上。在图26中，向与声场检测轴AX正交的上方向移动的情况成为“负方向”。

需要说明，配置隐身放大器200d的树脂制喇叭部(300、301)的内部空间的容量存在限制。即，树脂制喇叭部(300、301)的尺寸越小，则隐身放大器200d的配置自由度越小。当考虑到内部空间的容量时，若能够使树脂制喇叭部(300、301)的锥面的母线的倾斜角与芯片主面倾斜角θ一致，则能够增大向树脂制喇叭部(300、301)的内部空间配置隐身放大器200d的自由度。虽然省略了图示，但通过具备例如假设在左侧配置有压电元件10且利用两级的阶梯结构等而使右侧变粗的超声波接收器的主体(300、301、800)、设置于主体(300、301、800)的另一(右侧)的端部侧的外部端子、与外部端子连接的传输线路、以及通过传输线路连接的观测设备，能够构成第二实施方式的第二变形例涉及的超声波观测装置。

在第二实施方式的第二变形例涉及的超声波观测装置中，即使在传输线路如同轴电缆那样具有压电元件10的信号源电容C_signal的50倍以上、进而例如100倍以上或者1000倍以上的大小的外部连接寄生电容C_ext、例如外部连接寄生电容C_ext≈10pF左右的值的情况下，也能够将设定最短距离d_opt设定为使输入连接寄生电容C_stray成为比外部连接寄生电容C_ext的1/10小的值、例如C_ext/100左右的值。其结果是，能够提供实现了将压电元件10和隐身放大器200d一体化地固定于树脂制喇叭部(300、301)内部的紧凑结构、而且灵敏度高且S/N比高的适合用于医用目的的超声波接收器及超声波观测装置。

需要说明，关于主体(300、301、800)的结构，例如通过加粗利用两级的阶梯结构而使右端侧进一步变粗的树脂制圆柱状部的直径，能够降低寄生于将隐身放大器200d与外部端子500之间电连接的输出连接单元的输出连接寄生电容C_out的值。另外，能够缩短隐身放大器200d与外部端子之间的距离，减小第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器的输出连接寄生电容C_out的值，若能够通过隐身放大器200d将压电元件10的输出电压放大为足够高的电压，则能够忽略由输出连接寄生电容C_out引起的不利情况。特别是，通过压电元件10使用PVDF膜，能够减小输入连接寄生电容C_stray，而且能够灵活运用优异的脉冲响应特性。因此，根据第二实施方式的第二变形例涉及的超声波接收器，能够提供可以测量微小的超声波的高灵敏度且S/N比高的适合用于医用目的的超声波接收器及超声波观测装置。

(第三实施方式的比较例)

如图30A及图30B所示，本发明的第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的压电元件10具有压电体层101和夹着压电层101的第一电极板111及第二电极板112。如图30B的垂直剖面所示，隐身放大器200f不存在于从压电元件10的径向的一端(上端)沿轴向延伸的虚拟线903与从压电元件10的径向的另一端(下端)沿轴向延伸的虚拟线904之间的背后区域。即，隐身放大器200f以尽可能不接收来自压电元件10的透射波的方式在径向上从位于中心轴的声场检测轴AX移位偏置距离D而配置。通过移动偏置距离D，能够抑制产生有可能再次输入压电元件10的反射波，并且，即使产生反射波，也使其不会再次输入压电元件10，结果可期待能够提高S/N比。

从图30B的垂直剖面可知，构成暴露于透过压电元件10的透射波的隐身放大器200f的集成电路芯片的主面为集成电路芯片的第一主面(表面)。集成电路芯片的第一主面设定为芯片主面倾斜角θ＝90°。由于从声场检测轴AX向下方错离偏置距离D而配置隐身放大器200f，因此，与压电体层101的外侧连接的第一电极板111经由向下方弯曲成L字型的树脂性接地布线311与隐身放大器200f的输入焊盘(接地侧)211连接。与压电体层101的内侧连接的第二电极板112经由弯曲成L字型的树脂制信号布线312f与隐身放大器200f的输入焊盘(信号侧)212连接。隐身放大器200f具有放大器(隐身放大器200f)。另外，在隐身放大器200f中分别设置有用于从外部端子500接收接地电位的芯片侧接地焊盘221、用于向外部端子500输出由集成于集成电路芯片的放大电路放大后的信号的芯片侧输出焊盘222、以及用于从外部端子500接收电源电位的芯片侧电源焊盘223。

构成第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的隐身放大器200f搭载于印刷基板400上。印刷基板400分别具有与隐身放大器200f的芯片侧接地焊盘221对应的中继接地焊盘411和外部接地焊盘421、与隐身放大器200f的芯片侧输出焊盘222对应的中继输出焊盘412和外部输出焊盘422、以及与隐身放大器200f的芯片侧电源焊盘223对应的中继电源焊盘413和外部电源焊盘423。芯片侧接地焊盘221和中继接地焊盘411通过Au(金)线等导电线(接地线)231相互连接，外部接地焊盘421通过Au线等导电线(接地引线)431与超声波接收器的外部端子连接。同样地，芯片侧输出焊盘222和中继输出焊盘412通过Au线等导电线(输出线)232相互连接，外部输出焊盘422通过Au线等输出连接单元(输出引线)432与超声波接收器的外部端子500连接(参照图3A。)。另外，芯片侧电源焊盘223和中继电源焊盘413通过Au线等导电线(电源线)233相互连接，外部电源焊盘423通过Au线等导电线(电源引线)433与超声波接收器的外部端子连接。

在第三实施方式的比较例中，设定为隐身放大器200f的芯片主面倾斜角θ＝90°。构成隐身放大器200f的集成电路芯片的最接近侧面被倒角成预定的锥角Φ。即，构成隐身放大器200f的集成电路芯片的最接近侧面被设定为30°≤Φ≤60°的锥角Φ。进而，在金属制的筒状壳体800内填满用于固定压电元件10与隐身放大器200f的位置关系的绝缘性环氧树脂300。筒状壳体800未配置于配置有压电元件10的超声波接收器的最前端及其附近。根据这样的第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器，即使形成为压电元件10和隐身放大器200f紧凑地组装于主体(300、301、800)内的结构，也能够消除有可能作为来自隐身放大器200f的无用回波起作用的反射波的问题，因此可期待实现接收电压灵敏度的提高和S/N比的改善。然而，如图31A及图31B所示，存在产生来自接地引线431、输出引线(输出连接单元)432以及电源引线433的反射波而对S/N比造成影响的问题。

图31A是在图30A及图30B所示的第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的结构中观测超声波的声压强度分布的随时间变化而得的图。如图31A所示，在时刻580ns，透射波到达输出引线(输出连接单元)432的后方的位置。在该时刻580ns，来自输出引线(输出连接单元)432的反射波到达构成隐身放大器200f的集成电路芯片的第一主面(上表面)的中央部附近。另一方面，在时刻580ns，在构成隐身放大器200f的集成电路芯片的上表面与被倒角成锥角Φ的最接近侧面的边界反射的曲面波的反射波的波面也存在于集成电路芯片的上表面的上方而混在一起。图31B是通过第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的压电元件10观测接收电压波形而得的图。在第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的结构的情况下，来自Au线的反射波(回波)从时刻580ns附近开始显现，并持续到时刻950ns附近。第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的S/N比为29dB。

(第三实施方式)

在第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器中，通过设定为30°≤Φ≤60°的锥角Φ，可得到为S/N比的目标值28dB以上的29dB。但是，取决于连接隐身放大器200f与超声波接收器的外部端子500的输出连接单元(输出引线)432的配置位置，会产生来自输出连接单元432的反射波，对S/N比造成不良影响。进而，取决于连接隐身放大器200f与超声波接收器的外部端子的接地引线431及电源引线433的配置位置，会产生来自外部连接引线(接地引线)431及外部连接引线(电源引线)433的反射波，对S/N比造成不良影响。因此，如图32所示，配置隔挡部件320是有效的。即，第三实施方式涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，前端呈越往前越细的形状，并具有与超声波的行进方向平行的声场检测轴AX作为中心轴；压电元件10，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部(300、301)的前端；以及隐身放大器200f，配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的偏离对压电元件10的外形进行投影所得的背后区域的位置。

隐身放大器200f以与基于式(3)确定为设计上可设定的距离的设定最短距离d_opt相当的距离配置于压电元件10的附近。隐身放大器200f对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大，并设定为使超声波的反射波不输入到压电元件10、或者反射波的波面相对于构成压电元件10的压电体层101的主面不均匀地输入到压电元件10。即使产生超声波的反射波，但如果反射波的波面在构成压电元件10的压电体层101的主面具有倾斜而使反射波的波面不均匀地输入，则通过压电性电声转换在压电元件10的内部产生的电动势被抵消，因此电动势成为小的值，这已经在前面进行了叙述。

需要说明，在图32中，虽然省略了图示，但存在将压电元件10与隐身放大器200f之间电连接的输入连接单元(树脂制信号布线)及树脂制接地布线与第一及第二实施方式涉及的超声波接收器是同样的。第三实施方式涉及的超声波接收器与第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器相比，在印刷基板400上搭载有具有平坦的隐身面作为主面的隔挡部件320这一点上具有改良的特征。至于第三实施方式涉及的超声波接收器的其他结构，与第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器相同。因此，以下对隔挡部件320进行说明，对于其他的构成要素，标注与第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的说明中使用的图号相同的附图标记而省略其详细的说明。

构成第三实施方式涉及的超声波接收器的隔挡部件320的主面的隐身面的方向相对于第一电极板111的主面的方向倾斜所定义的“隔挡倾斜角ζ”。即，隔挡倾斜角ζ设定在30°≤ζ≤60°的范围内。作为隔挡倾斜角ζ的下限值的30°与已经叙述的芯片主面倾斜角θ的下限值相同，其理由也同为基于有可能作为无用回波起作用的反射波的S/N比的改善。另外，隔挡倾斜角ζ的上限值即60°是作为为了消除可能作为自己产生的无用回波起作用的反射波对S/N比造成的影响、并且防止超声波碰到位于比隔挡部件320更靠后方(外部端子500侧)的位置的Au线等接地引线(外部连接引线)431、输出引线(输出连接单元)432以及电源引线(外部连接引线)433所需的条件而确定的角度。这样，在第三实施方式涉及的超声波接收器中，通过隔挡部件320的隐身面，来自位于其后方的接地引线431、输出引线(输出连接单元)432以及电源引线433的反射波消失，因此，即使形成为压电元件10和隐身放大器200f紧凑地组装于主体(300、301、800)内的结构，也能够实现接收电压灵敏度的提高及S/N比的改善。

在第三实施方式涉及的超声波接收器中，对于位于比隔挡部件320更靠前方处、即位于压电元件10侧的Au线等接地线231、输出线232以及电源线233，为了使来自它们的反射波的影响为最小限度，理想的是在从轴向前端侧观察超声波接收器时配置于从压电元件10的背后区域偏移的位置。同样地，对于树脂性接地布线311f及树脂制信号布线(输入连接单元)312f，理想的也是在从轴向前端侧观察超声波接收器时配置于从压电元件10的背后区域偏移的位置。进而，在不存在隔挡部件320的情况下，对于接地引线431、输出引线(输出连接单元)432以及电源引线433，理想的也是在从轴向前端侧观察超声波接收器时配置于从压电元件10的背后区域偏移的位置。

图33A是在图32所示的第三实施方式涉及的超声波接收器的结构中观测超声波的声压强度分布的随时间变化而得的图。如图33A所示，时刻520ns是没有隔挡部件320时透射波到达输出引线(输出连接单元)432后方的位置的时机。在该时刻520ns的时机，由于隔挡部件320的存在，没有来自输出引线(输出连接单元)432的反射波。取而代之，包含来自隔挡部件320的隐身面的反射波在内的多个反射波朝向压电元件10上方的远离压电元件10的位置传播。另外，在时刻520ns，在构成隐身放大器200f的集成电路芯片的上表面与被倒角成锥角Φ的最接近侧面的边界反射的曲面波的反射波的波面也存在于集成电路芯片的上表面的上方而混在一起。进而，透过构成隐身放大器200f的集成电路芯片的透射波也存在于集成电路芯片的第二主面(背面)侧。

图33B是通过第三实施方式涉及的超声波接收器的压电元件10观测接收电压波形而得的图。在第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的结构的情况下，来自Au线的反射波的影响从时刻580ns附近开始显现，并持续到时刻950ns附近，但在第三实施方式涉及的超声波接收器的情况下，虽然存在来自隔挡部件320的隐身面的些许反射波的影响，但没有观测到任何被认为是来自Au线的反射波的反射波。其结果是，第三实施方式涉及的超声波接收器的S/N比为32dB，可知与第三实施方式的比较例涉及的超声波接收器的29dB相比得到改善。

虽然省略了图示，但通过具备例如假设在左侧配置有压电元件10且利用两级的阶梯结构等而使右侧变粗的超声波接收器的主体(300、301、800)、设置于主体(300、301、800)的另一(右侧)的端部侧的外部端子、与外部端子连接的传输线路、以及通过传输线路连接的观测设备，能够构成第三实施方式涉及的超声波观测装置。在第三实施方式涉及的超声波观测装置中，即使在传输线路如同轴电缆那样具有压电元件10的信号源电容C_signal的50倍以上、进而例如100倍以上或者1000倍以上的大小的外部连接寄生电容C_ext、例如外部连接寄生电容C_ext≈10pF左右的值的情况下，也能够将设定最短距离d_opt设定为使输入连接寄生电容C_stray成为比外部连接寄生电容C_ext的1/10小的值、例如C_ext/100左右的值。

需要说明，关于主体(300、301、800)的结构，例如通过加粗利用两级的阶梯结构而使右端侧进一步变粗的树脂制圆柱状部的直径，能够将寄生于将隐身放大器200f与外部端子之间电连接的输出连接单元的输出连接寄生电容C_out的值设计得较低。进而，能够缩短隐身放大器200f与外部端子之间的距离，减小第三实施方式涉及的超声波接收器的输出连接寄生电容C_out的值，能够省略与输出连接寄生电容C_out的值相关的考虑。如上所述，根据第三实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，通过将压电元件10和隐身放大器200f一体化地固定于树脂制喇叭部(300、301)的内部，进而设置隔挡部件320，能够提供实现紧凑的结构、脉冲响应特性优异、而且灵敏度高且S/N比高的适合用于医用目的的超声波接收器及超声波观测装置。

(第四实施方式)

如图34所示，本发明的第四实施方式涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，前端呈越往前越细的形状，并具有声场检测轴AX作为中心轴；压电元件10，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部(300、301)的前端；以及隐身放大器200g，配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的对压电元件10的外形进行投影所得的背后区域。隐身放大器200g以与基于压电元件10和式(3)确定为设计上可设定的距离的设定最短距离d_opt相当的距离配置于压电元件10的附近。隐身放大器200g对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大，且变更透过压电元件10的超声波的反射特性，并被设定为使超声波的反射波不输入到压电元件10、或者使反射波的波面不均匀地输入到构成压电元件10的压电体层101的主面。即使产生超声波的反射波，但如果反射波的波面在构成压电元件10的压电体层101的主面具有倾斜而使反射波的波面不均匀地输入，则电动势成为小的值，这已经在前面进行了叙述。需要说明，关于将压电元件10与隐身放大器200g之间电连接的输入连接单元(树脂制信号布线)及树脂制接地布线，省略了图示。

当使芯片主面倾斜角θ＝45°以上时，若隐身放大器200g所使用的半导体集成电路芯片的厚度t为5μm左右以下，则即使是一边的长度为0.5mm左右的方形的硅(Si)芯片，也几乎不会产生由反射波引起的S/N比变差。该情况下，即使对隐身放大器200g加衬厚度t＝100μm左右的纯环氧树脂层，也同样不会发生由于反射波而产生无用回波的问题。因此，更理想的是使芯片主面倾斜角θ为45°以上。但是，即使使芯片主面倾斜角θ＝45°以上，但若隐身放大器200g所使用的半导体集成电路芯片的厚度t超过100μm，则也无法忽视反射波对S/N比造成的影响。因此，理想的是隐身放大器200g所使用的半导体集成电路芯片的厚度t为100μm以下。

例如，对于隐身放大器200g所使用的Si芯片的厚度t＝10μm的情况，若观测超声波的声压强度分布的随时间变化，则如图35及图36所示。当芯片主面倾斜角θ为0°时，如图35的(a)所示，在时刻240ns，透射波到达Si芯片的主面。然后，在时刻460ns，如图35的(b)所示，透射波透过Si芯片进行传播，同时，在Si芯片的主面反射的弱的反射波(无用回波)再次输入压电元件10。当芯片主面倾斜角θ＝90°时，如图36的(a)所示，在时刻140ns，透射波到达Si芯片的最接近侧面。然后，在时刻220ns，如图36的(b)所示，透射波到达Si芯片的两个主面的中央部附近，来自两个主面的反射波、透过Si芯片进行传播的波等混在一起。另一方面，在图36的(b)所示的声压强度分布中，在压电元件10附近未看到在Si芯片的端面反射的反射波。

图37示出了隐身放大器200g所使用的Si芯片的厚度t与S/N比的关系。从图37的结果显然的，当芯片主面倾斜角θ＝0°时，通过将芯片厚度t设为4μm左右以下，另外，当芯片主面倾斜角θ＝90°时，通过将芯片厚度t设为40μm左右以下，分别能够实现作为S/N比的目标值的28dB以上。不过，关于隐身放大器200g所使用的Si芯片的厚度t，需要考虑其处理的容易性。即，若芯片厚度t变得过薄，则产生安装时芯片破损的问题，因此，必须小心地处理该芯片，其结果是，有损超声波接收器的组装作业的容易性。

因此，关于隐身放大器200g所使用的Si芯片的厚度t，以不妨碍组装作业为前提，通过减薄至与芯片主面倾斜角θ相应的预定值以下，能够得到S/N比的改善效果这一显著效果。例如，通过具备假设在左侧配置有压电元件10且利用两级的阶梯结构等而使右侧变粗的超声波接收器的主体(300、301、800)、设置于主体(300、301、800)的另一(右侧)的端部侧的外部端子、与外部端子连接的传输线路、以及通过传输线路连接的观测设备，能够构成第四实施方式涉及的超声波观测装置。

在第四实施方式涉及的超声波观测装置中，即使在传输线路如同轴电缆那样具有压电元件10的信号源电容C_signal的50倍以上、进而例如100倍以上或者1000倍以上的大小的外部连接寄生电容C_ext、例如外部连接寄生电容C_ext≈10pF左右的值的情况下，设定最短距离d_opt也能够被设定为使输入连接寄生电容C_stray成为比外部连接寄生电容C_ext的1/10小的值、例如C_ext/100左右的值。需要说明，关于主体(300、301、800)的结构，例如通过加粗利用两级的阶梯结构而使右端侧进一步变粗的树脂制圆柱状部的直径，能够将寄生于将隐身放大器200g与外部端子之间电连接的输出连接单元的输出连接寄生电容C_out的值设计得较低。进而，由于能够缩短隐身放大器200g与外部端子之间的距离，减小第四实施方式涉及的超声波接收器的输出连接寄生电容C_out的值，因此能够省略与输出连接寄生电容C_out的值相关的考虑。

根据第四实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，即使在使用与水的声阻抗匹配性良好的PDVF膜的情况下，也能够实现将由板厚薄的集成电路芯片构成的隐身放大器200g和压电元件10以使输入连接寄生电容变小的方式一体化地固定于树脂制喇叭部(300、301)内部的紧凑结构。其结果是，根据第四实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，能够提供脉冲响应特性优异、而且灵敏度高且S/N比高的适合用于医用目的的超声波接收器及超声波观测装置。

(第五实施方式)

如图38所示，本发明的第五实施方式涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，前端呈越往前越细的形状，并具有声场检测轴AX作为中心轴；压电元件10，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部(300、301)的前端；以及隐身放大器200h，配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的对压电元件10的外形进行投影所得的背后区域。隐身放大器200h以与基于压电元件10和式(3)确定为设计上可设定的距离的设定最短距离d_opt相当的距离配置于压电元件10的附近。隐身放大器200h具备由高分子材料构成的隐身放大器200h，该隐身放大器200h对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大，且变更透过压电元件10的超声波的反射特性，并被设定为使超声波的反射波不输入到压电元件10、或者即使产生反射波但波面也不均匀地输入到构成压电元件10的压电体层101的主面。即使产生超声波的反射波，但如果反射波的波面在构成压电元件10的压电体层101的主面具有倾斜而使反射波的波面不均匀地输入，则电动势成为小的值。需要说明，关于将压电元件10与隐身放大器200h之间电连接的输入连接单元(树脂制信号布线)及树脂制接地布线，省略了图示。

若由超声波透过性的高分子材料构成隐身放大器200h以使隐身放大器200h的声阻抗与绝缘性树脂300的声阻抗相等，则与芯片主面倾斜角θ、芯片厚度t等无关，能够简单地解决由于反射波而产生无用回波的问题。例如，近年来，开发出了由聚酰亚胺基板等有机物半导体等高分子材料构成的芯片。有机物半导体与一般的Si基板相比具有使超声波透过的性质，因此，无需研究芯片主面倾斜角θ、芯片厚度t等，就能够解决由于反射波而产生无用回波的问题。

本发明的第五实施方式涉及的超声波接收器所使用的由高分子材料构成的芯片意指广义上的“高分子材料”，说得极端一点，只要基板的一部分由高分子材料的薄膜构成，则形成作为放大器发挥功能的有源元件等的有源区(活性区域)就不需要是有机的。活性区域例如也可以为被元件分离区域呈边框状包围的半导体层。即使在为半导体层与高分子材料层的复合结构的情况下，若使活性区域比1μm薄，则在声学上，超声波透过活性区域及高分子材料的薄膜，能够设定为几乎不会产生反射波。作为由高分子材料构成的芯片，除了聚酰亚胺基板以外，还能够使用聚萘二甲酸乙二醇酯基板、利用清漆制法的环氧基板、由声学特性与环氧树脂相似的材料构成的基板等。

若由超声波透过性的高分子材料构成第五实施方式涉及的超声波接收器的隐身放大器200h，则与芯片主面倾斜角θ、芯片厚度t等无关，能够简单地解决由于反射波而产生无用回波的问题。例如，关于使用芯片厚度t＝10μm的有机半导体芯片作为隐身放大器200h的情况，若观测超声波的声压强度分布的随时间变化，则如图39及图40所示。当芯片主面倾斜角θ为0°时，如图39的(a)所示，在时刻240ns，透射波到达有机半导体芯片的第一主面。然后，在时刻340ns，如图39的(b)所示，透射波透过有机半导体芯片的第一主面并到达第二主面，同时在有机半导体芯片的第一主面反射的弱反射波(无用回波)朝向压电元件10开始传播。当芯片主面倾斜角θ＝90°时，如图40的(a)所示，在时刻160ns，透射波到达有机半导体芯片的最接近侧面。然后，在时刻240ns，如图40的(b)所示，透射波到达有机半导体芯片的第一主面及第二主面两者的中央部附近，来自第一主面及第二主面的反射波、透过有机半导体芯片的内部并向右方向传播的波等混在一起。另一方面，在图40的(b)所示的声压强度分布中，在有机半导体芯片的最接近侧面反射的反射波也朝向压电元件10开始传播。

与图39所示的树脂制喇叭部(300、301)内部的声压强度分布的随时间变化对应的是图41的(a)所示的通过压电元件10测得的接收电压波形的变化，与图40所示的树脂制喇叭部(300、301)内部的声压强度分布的随时间变化对应的是图41的(b)的接收电压波形的变化。当芯片主面倾斜角θ＝0°时，如图15所示，若隐身放大器为Si芯片，则S/N比为12dB左右。当芯片主面倾斜角θ＝90°时，如图15所示，S/N比为12dB左右。从图20的偏置量D＝0mm的数据也可知，当隐身放大器为Si芯片且芯片主面倾斜角θ＝90°时，S/N比为12dB左右。相对于此，由图41的(a)的结果导出：当芯片主面倾斜角θ＝0°时，通过使隐身放大器200h为有机半导体芯片，能够将S/N比改善为25dB左右。另外，由图41的(b)的结果导出：当芯片主面倾斜角θ＝90°时，通过使隐身放大器200h为有机半导体芯片，能够将S/N比改善为27dB左右。

例如，通过具备假设在左侧配置有压电元件10且利用两级的阶梯结构等而使右侧变粗的超声波接收器的主体(300、301、800)、设置于主体(300、301、800)的另一(右侧)的端部侧的外部端子、与外部端子连接的传输线路、以及通过传输线路连接的观测设备，能够构成第五实施方式涉及的超声波观测装置。在第五实施方式涉及的超声波观测装置中，即使在传输线路如同轴电缆那样具有压电元件10的信号源电容C_signal的50倍以上、进而例如100倍以上或者1000倍以上的大小的外部连接寄生电容C_ext、例如外部连接寄生电容C_ext≈10pF左右的值的情况下，也能够将设定最短距离d_opt设定为使输入连接寄生电容C_stray成为比外部连接寄生电容C_ext的1/10小的值、例如C_ext/100左右的值。

需要说明，关于主体(300、301、800)的结构，例如通过加粗利用两级的阶梯结构而使右端侧进一步变粗的树脂制圆柱状部的直径，能够将寄生于电连接隐身放大器200h与外部端子之间的输出连接单元的输出连接寄生电容C_out的值设计得较低。进而，能够缩短隐身放大器200h与外部端子之间的距离，减小第五实施方式涉及的超声波接收器的输出连接寄生电容C_out的值，因此，能够省略与输出连接寄生电容C_out的值相关的考虑。

根据第五实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，通过由具有使超声波透过的性质的树脂构成隐身放大器200h，与由Si基板构成隐身放大器的情况相比，能够改善S/N比。特别是，若开发出隐身放大器200h使超声波100％透过这样的声阻抗的材料，则无需研究芯片主面倾斜角θ、芯片厚度t等，就能够解决由于反射波而产生无用回波的问题。如上所述，根据第五实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，即使在使用与水的声阻抗匹配性良好的PDVF膜的情况下，也能够实现将压电元件10和由高分子材料构成的隐身放大器200h以使输入连接寄生电容变小的方式一体化地固定于树脂制喇叭部(300、301)内部的紧凑结构。因此，根据第五实施方式涉及的超声波接收器及超声波观测装置，能够提供脉冲响应特性优异、而且灵敏度高且S/N比高的适合用于医用目的的超声波接收器及超声波观测装置。

(其他实施方式)

如上所述，使用第一至第五实施方式例示性地说明了本发明，但应理解的是，构成本公开的一部分的论述及附图并不限定本发明。本领域技术人员根据该公开可以明确各种替代实施方式、实施例以及应用技术。例如，在上述第一至第五实施方式涉及的超声波接收器中，以采用作为隐身放大器的集成电路芯片的主面是平坦且均匀的平面，反射透射波的反射面是平坦且均匀的平面为前提进行了说明，但无需将反射面限定为平面。“平面”意指高斯曲率和平均曲率始终为零的欧几里得平面。

如图42所示，本发明的其他实施方式涉及的超声波接收器具备：树脂制喇叭部(300、301)，前端呈越往前越细的形状，并具有声场检测轴AX作为中心轴；压电元件10，一部分露出地设置于该树脂制喇叭部(300、301)的前端；以及隐身放大器200i，配置于树脂制喇叭部(300、301)的内部的对压电元件10的外形进行投影所得的背后区域。隐身放大器200i以与基于压电元件10和式(3)确定为设计上可设定的距离的设定最短距离d_opt相当的距离配置于压电元件10的附近。隐身放大器200i对压电元件10通过电声转换生成的电信号进行放大，且变更透过压电元件10的超声波的反射特性，隐身放大器200i具有被设定为使超声波的反射波不输入到压电元件10、或者即使产生反射波但波面也不均匀地输入到构成压电元件10的压电体层101的主面的非平面的反射面。即使产生超声波的反射波，但如果反射波的波面在构成压电元件10的压电体层101的主面具有倾斜而使反射波的波面不均匀地输入，则电动势成为小的值。

关于将压电元件10与隐身放大器200i之间电连接的输入连接单元(树脂制信号布线)及树脂制接地布线省略了图示，但在其他实施方式涉及的超声波接收器中，对于在作为隐身放大器200i而使用的集成电路芯片的主面为非平面(曲面)、反射透射波的反射面为曲面时也能够应用的情况进行说明。作为反射透射波的反射面为曲面的立体结构的例子，一般为高斯曲率为正的球、橄榄球(旋转椭圆体)或卵型的形状，球状的集成电路芯片已得到实用化。但是，在其他实施方式涉及的超声波接收器中，为了避免复杂化，假定隐身放大器200i为圆柱型，并以将与圆柱的中心轴垂直的剖面作为解析面的二维模拟来进行说明。圆柱(圆筒)的高斯曲率为零，但平均曲率不为零。即使是圆柱型，由于已建立曲面上的光刻技术，因此也能够容易地实现圆柱状的集成电路芯片。需要说明，在高斯曲率为负时成为双曲平面。

其他实施方式涉及的超声波接收器呈图42所示那样的结构，隐身放大器200i无偏置地配置于超声波接收器的声场检测轴AX上。隐身放大器200i是直径为1.0mm左右的圆柱型芯片。在图42中，规定圆柱的旋转对称结构的中心轴与纸面垂直。关于图42所示的其他实施方式涉及的超声波接收器的树脂制喇叭部(300、301)内的超声波的声压强度分布的随时间变化，得到了图43所示那样的结果。首先，如图43的(a)所示，在时刻200ns，透射波到达圆柱型芯片的侧面中存在于最接近压电元件10的位置的最接近母线。在时刻200ns，产生朝向压电元件10传播的反射波和透过圆柱型芯片的内部并朝向与最接近母线对置的最远离母线的方向的透射波。然后，当到达时刻340ns时，如图43的(b)所示，透射波透过圆柱型芯片的内部并到达超过与最接近母线对置的最远离母线的位置，同时，在圆柱型芯片的最接近母线的位置反射的反射波的波面到达压电元件10。也存在朝向圆柱型芯片的上方及下方开始传播的反射波。进而，还存在向圆柱型芯片的右侧前进并透过圆柱型芯片的内部的透射波和从圆柱型芯片的外侧绕行的超声波。

关于压电元件10中的接收电压波形，得到了如图44所示那样的结果。根据图44，得到了S/N比为15dB的结果。该结果与将一边为1.0mm左右的方形板状的集成电路芯片设为芯片主面倾斜角θ＝0°或90°且无偏置时的S/N比几乎无变化。但是，与在第四实施方式中使芯片的厚度t变薄同样地，通过减小圆柱型芯片的尺寸，例如使之为0.1mm左右以下，能够实现作为S/N比的目标值的28dB以上。或者，与在第二实施方式中进行了偏置配置同样地，通过使圆柱型芯片的位置从位于中心轴的声场检测轴AX向径向错开偏置量D，能够实现作为S/N比的目标值的28dB以上。进而，也可以减小圆柱型芯片的尺寸，且进行偏置配置。

以上，为了避免复杂化，假定隐身放大器200i为圆柱型，以将与圆柱的中心轴垂直的剖面作为解析面的二维模拟来进行了说明。但是，若隐身放大器200i为球型，则反射波在包含图43的纸面的垂直方向在内的三维方向上分散传播。在呈三维曲面的球中，若假定超声波最开始射入球的北极，则反射部分的面积以距北极的距离的平方变大。因此，当使球面为反射面的情况下，在北极反射的超声波的能量变小，S/N比得到改善。该情况下，如图45所示，球的曲率半径越小则S/N比越大，优选曲率半径小。在图45中，曲率半径＝∞表示平面的情况。示出了：相对于曲率半径＝∞时的S/N比为8dB左右，通过将球的曲率半径设为50μm，能够使S/N比为目标值的28dB。这样，在使用球型的集成电路芯片的情况下，由于反射波在三维方向上分散传播，因此，只有远小于圆柱时的反射波到达压电元件10，所以能够更有效地发挥第二至第五实施方式涉及的超声波接收器的效果。

其他实施方式涉及的超声波接收器所使用的隐身放大器200i的形状并不限定于圆柱或球，也可以是内径为圆形的环(torus)(圆环)或甜甜圈(doughnut)状。若压电元件10为圆形，则背后区域成为将压电元件10沿着声场检测轴AX进行投影所得的圆柱状的区域。因此，若以包围圆柱状的背后区域的环来构成隐身放大器200i，则能够在从背后区域偏移的位置配置隐身放大器200i。压电元件10为圆形时的背后区域是将压电元件10的外周沿着声场检测轴AX平行移动所形成的圆柱状的投影区域，因此只要使环的内周的直径比压电元件10的外周的直径大即可。总之，根据其他实施方式涉及的超声波接收器及使用该超声波接收器的超声波观测装置，能够提供实现了将压电元件10和外形具有曲面的隐身放大器200i在树脂制喇叭部(300、301)的内部一体化为使输入连接寄生电容变小的紧凑结构、脉冲响应特性优异、而且灵敏度高且S/N比高的适合用于医用目的的超声波接收器及超声波观测装置。

需要说明，作为超声波接收器，主要以水听器为前提进行了说明，但也能够应用于除其以外的具有压电元件10的超声波接收器。另外，以隐身放大器配置于压电元件10附近为前提，但集成电路芯片也可以包含具有放大器以外的功能的集成电路，还可以为具有替代放大器的其他功能的芯片。进而，取代集成电路芯片，仅将在第三实施方式中说明的隔挡部件那样的部件配置于压电元件10的后方，也能够得到S/N比的改善效果。

另外，也可以将第一至第五实施方式中说明的各个技术思想相互组合。例如，在第五实施方式涉及的超声波接收器的说明中，从图41导出的S/N比的值是比作为目标值的28dB稍低的值。但是，通过将使用高分子材料芯片的第五实施方式涉及的超声波接收器的技术思想应用于第一至第四实施方式涉及的超声波接收器或其他实施方式涉及的超声波接收器的技术思想，来取代半导体芯片而使用高分子材料芯片，从而能够实现作为目标值的28dB以上。

进而，在第一至第三实施方式等中，例示性地说明了将压电元件与隐身放大器之间电连接的输入连接单元为树脂制信号布线的情况，但并不意图将输入连接单元限定为树脂制的布线。“输入连接单元”只要是金属布线等各种包括具有将压电元件与隐身放大器之间电连接的功能的构成的物体，则可以为任意的物体。这样，本发明并不限定于上述第一至第五实施方式的说明，可以进行各种变更，这些变更当然也包含在本发明的范围内。因此，本发明的技术范围仅由基于上述说明的妥当的权利要求书涉及的发明特定事项所确定。

附图标记说明

10…压电元件、101…压电体层、111…第一电极板、112…第二电极板、200…集成电路芯片、200a、200b、200c、200d、200f、200g、200h、200i…隐身放大器、211、212…输入焊盘、221…芯片侧接地焊盘221、222…芯片侧输出焊盘222、223…芯片侧电源焊盘、231、232、233…导电线、300…绝缘性树脂、301…导电性树脂层、311…树脂制接地布线、312…输入连接单元(树脂制信号布线)、400…印刷基板、411…中继接地焊盘、421…外部接地焊盘、412…中继输出焊盘、422…外部输出焊盘、413…中继电源焊盘、423…外部电源焊盘、431、433…外部连接引线、432、437…输出连接单元(输出引线)、500…外部端子、510…传输线路、520…观测设备、800…筒状壳体。

Claims (8)

1.一种超声波接收器，其特征在于，具备：

树脂制喇叭部，前端呈越往前越细的形状，并具有声场检测轴作为中心轴；

压电元件，一部分露出地设置于所述前端；

隐身放大器，与所述压电元件相隔设定最短距离地配置于所述树脂制喇叭部的内部的背后区域，对所述压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，且变更与所述声场检测轴平行的超声波透过所述压电元件后的透射波的反射特性，所述隐身放大器被设定为使所述透射波的反射波不输入到所述压电元件、或者使所述反射波的波面不均匀地输入到所述压电元件，所述背后区域是将所述压电元件的外形沿所述中心轴进行投影所得的区域；以及

输入连接单元，将所述压电元件与所述隐身放大器之间电连接，

所述设定最短距离是以寄生于所述输入连接单元的输入连接寄生电容的理论上的最小值为基础而在设计上所确定的所述压电元件与所述隐身放大器之间的距离，所述输入连接寄生电容能够作为依赖于所述压电元件与所述隐身放大器之间的距离而增加的成分和与所述距离成反比例地减少的成分之和来进行计算。

2.根据权利要求1所述的超声波接收器，其特征在于，

所述隐身放大器是具有平坦的主面的板状的集成电路芯片，集成电路芯片的方位被确定为使所述主面的法线方向与所述声场检测轴所成的角度为30°以上且60°以下。

3.一种超声波接收器，其特征在于，具备：

树脂制喇叭部，前端呈越往前越细的形状，并具有声场检测轴作为中心轴；

压电元件，一部分露出地设置于所述前端；

隐身放大器，与所述压电元件相隔设定最短距离地配置于所述树脂制喇叭部的内部的偏离背后区域的位置，对所述压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，并被设定为使与所述声场检测轴平行的超声波透过所述压电元件后的透射波的反射波不输入到所述压电元件、或者使所述反射波的波面不均匀地输入到所述压电元件，所述背后区域是将所述压电元件的外形沿所述中心轴进行投影所得的区域；以及

输入连接单元，将所述压电元件与所述隐身放大器之间电连接，

所述设定最短距离是以寄生于所述输入连接单元的输入连接寄生电容的理论上的最小值为基础而在设计上所确定的所述压电元件与所述隐身放大器之间的距离，所述输入连接寄生电容能够作为依赖于所述压电元件与所述隐身放大器之间的距离而增加的成分和与所述距离成反比例地减少的成分之和来进行计算。

4.根据权利要求3所述的超声波接收器，其特征在于，

所述隐身放大器是具有平坦的主面的板状的集成电路芯片，与所述主面连续的四个侧面中最接近所述压电元件的最接近侧面被倒角为与所述主面成30°以上且60°以下的角度。

5.根据权利要求4所述的超声波接收器，其特征在于，所述超声波接收器还具备：

印刷基板，所述集成电路芯片搭载于所述印刷基板的一部分上；

外部连接引线，设置于所述印刷基板的另一部分；以及

隔挡部件，为设置于所述集成电路芯片与所述外部连接导电线之间的所述印刷基板的又一部分的具有平坦的隐身面的板状部件，所述隐身面的法线方向与所述声场检测轴所成的角度为30°以上且60°以下。

6.一种超声波观测装置，其特征在于，具备：

主体，在一端部侧具有前端呈越往前越细的形状的树脂制喇叭部，所述树脂制喇叭部具有声场检测轴作为中心轴；

压电元件，一部分露出地设置于所述前端；

隐身放大器，与所述压电元件相隔设定最短距离地配置于所述树脂制喇叭部的内部的背后区域，对所述压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，且变更与所述声场检测轴平行的超声波透过所述压电元件后的透射波的反射特性，所述隐身放大器被设定为使所述透射波的反射波不输入到所述压电元件、或者使所述反射波的波面不均匀地输入到所述压电元件，所述背后区域是将所述压电元件的外形沿所述中心轴进行投影所得的区域；

输入连接单元，将所述压电元件与所述隐身放大器之间电连接；

外部端子，与所述主体的另一端部侧连接；

输出连接单元，将所述隐身放大器与所述外部端子之间电连接；

传输线路，具有所述压电元件内在的信号源电容的50倍以上的大小的外部连接寄生电容，并与所述外部端子连接；以及

观测设备，与该传输线路连接，

所述设定最短距离是为使寄生于所述输入连接单元的输入连接寄生电容成为比所述外部连接寄生电容的1/10小的值而在设计上确定的所述压电元件与所述隐身放大器之间的距离。

7.根据权利要求6所述的超声波观测装置，其特征在于，

所述隐身放大器是具有平坦的主面的板状的集成电路芯片，集成电路芯片的方位被确定为使所述主面的法线方向与所述声场检测轴所成的角度为30°以上且60°以下。

8.一种超声波观测装置，其特征在于，具备：

主体，在一端部侧具有前端呈越往前越细的形状的树脂制喇叭部，所述树脂制喇叭部具有声场检测轴作为中心轴；

压电元件，一部分露出地设置于所述前端；

隐身放大器，与所述压电元件相隔设定最短距离地配置于所述树脂制喇叭部的内部的偏离背后区域的位置，对所述压电元件通过电声转换生成的电信号进行放大，并被设定为使与所述声场检测轴平行的超声波透过所述压电元件后的透射波的反射波不输入到所述压电元件、或者使所述反射波的波面不均匀地输入到所述压电元件，所述背后区域是将所述压电元件的外形沿所述中心轴进行投影所得的区域；

外部端子，与所述主体的另一端部侧连接；

输出连接单元，将所述隐身放大器与所述外部端子之间电连接；

传输线路，具有所述压电元件内在的信号源电容的50倍以上的大小的外部连接寄生电容，并与所述外部端子连接；以及

观测设备，与该传输线路连接，

所述设定最短距离是为使寄生于所述输入连接单元的输入连接寄生电容成为比所述外部连接寄生电容的1/10小的值而在设计上确定的所述压电元件与所述隐身放大器之间的距离。