JP2001045596A - 超音波振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】音響整合層の厚さ方向におけるインピーダンス
変化をなだらかにして送受波効率を向上させた超音波振
動子を提供すること。 【解決手段】Ｖ字溝１４，…，１４及び平面部１５を備
えた第１音響整合層１１に、溶融状態の第２音響整合層
用樹脂部材１２ａを流し込み、第２音響整合層用樹脂部
材１２ａを硬化させることにより、第１音響整合層１１
と第２音響整合層１２との間に混合層１９を形成して一
体的な接合状態になるので、接合面における超音波の反
射が混合層１９によって防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子と音響レ
ンズとの間に少なくとも２つ以上の音響整合層を設け、
安定した超音波特性を得られる超音波振動子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波振動子から生体組織内に超
音波パルスを繰り返し送信し、生体組織から反射される
超音波パルスのエコーを同一あるいは別体に設けた超音
波振動子で受信し、この超音波パルスを送受信する方向
を徐々にずらすことによって、生体内の被検部位におけ
る複数の方向から収集したエコー情報を二次元的な可視
像の超音波断層画像として表示して、病気の診断等に用
いることができるようにした超音波診断装置が種々提案
されている。

【０００３】特に、医療分野における超音波検査の普及
はめざましく、産婦人科、内科、循環器科、外科などで
は必要不可欠なものになっており、超音波振動子の特性
のさらなる安定化が望まれていた。

【０００４】例えば、特開昭５７−６０７９４号公報に
は樹脂部材に添加した高密度の金属粉末をメッシュの繊
維に対して沈降させて、準周期的な厚さ変化を呈する高
音響インピーダンス層を形成するようにしたインピーダ
ンス整合装置が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭５７−６０７９４号公報に開示されているインピー
ダンス整合装置では、溶融した樹脂部材に添加されてい
る金属粉末の沈降状態と硬化速度とを制御すること、す
なわち温度変化等によって沈殿していく金属粉末の分布
状態を全体的に均一にして硬化させることができないの
で、所望の音響インピーダンス特性を得ることが難しか
った。

【０００６】このため、複数の音響整合層を設けて音響
インピーダンスの変化をなだらかにするようにした超音
波振動子もあるが、各音響整合層同士の境界面が明確に
存在することにより、この境界面（接合面）で超音波が
反射する不具合が生じて送受波効率が低下する要因にな
っていた。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、音響整合層の厚さ方向におけるインピーダンス変
化をなだらかにして送受波効率を向上させた超音波振動
子を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波振動子
は、圧電素子と音響レンズとの間に少なくとも２つ以上
の音響整合層を積層させた超音波振動子であって、前記
音響整合層同士の接合面に凹凸部を設けている。

【０００９】この構成によれば、接合面に凹凸部を設け
たことにより、音響整合層同士の接合面が凹凸形状の混
合層を形成するので、この接合面において超音波が反射
することが防止される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図３は本発明の一実施
形態に係り、図１は超音波振動子の構成を説明する図、
図２は第１音響整合層に形成する凹凸部について説明す
る図、図３は第１音響整合層と第２音響整合層との間に
混合層を設ける工程を示す一部断面図を含む説明図であ
る。

【００１１】なお、図１（ａ）は超音波振動子の全体構
成及び断面構成を説明する図、図１（ｂ）はアレイ状圧
電素子の構成例を説明する図、図１（ｃ）は図１（ａ）
の矢印Ａで示す音響整合層同士の接合面を示す拡大図、
図２（ａ）はダイシングソー用ブレードを説明する図、
図２（ｂ）は第１音響整合層にダイシングソー用プレー
トで加工したＶ字形状溝を説明する図、図２（ｃ）は第
１音響整合層の一面側に交叉したＶ字形状溝を形成する
工程を示す図である。

【００１２】図１（ａ）に示すように超音波振動子１
は、ジルコン酸チタン酸塩又はチタン酸塩等の微小平板
状を、所定の高さ寸法，幅寸法及び長さ寸法に加工して
アレイ状に配列して形成したり、例えば、同図（ｂ）に
示すように圧電素子平板に、図示しないダイシングブレ
ードで幅寸法ｄ（ｄ＝３０μm ）のダイシング溝を形成
して１サブエレメントの幅寸法がｗ（ｗ≒１００μm ）
になるように、１エレメント同士のピッチ寸法をＰ（Ｐ
＝３９０μm ）に設定した短冊状の圧電素子部１０ａを
複数形成したアレイ状圧電素子１０を有している。

【００１３】前記アレイ状圧電素子１０の超音波放射面
側には図示しない金属製のベース材を介して例えば両面
テープや接着剤等によって固定されたマコールガラスや
ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂部材等で形成され、圧電
素子１０の音響インピーダンスと被検体である生体との
音響インピーダンスとの間の隔たりを少なくするための
第１音響整合層１１及び第２音響整合層１２が設けら
れ、この第２音響整合層１２の前面にはシリコンやエポ
キシ等の樹脂部材で形成された音響レンズ１３が配置さ
れている。

【００１４】一方、前記アレイ状圧電素子１０の反超音
波放射面側には例えばフェライト入りのポリクロロプレ
ンゴム，タングステン粉末，アルミナ粉末を混入したエ
ポキシ樹脂等の弾性体を成形した超音波吸収体としての
バッキング層１６と、前記アレイ状に分割された各圧電
素子部１０ａと図示しない配線部材を介して電気的に接
続された配線基板１７と、前記バッキング層１６を形成
するためのバッキング材を充填するための枠部材である
サイドボード１８とが設けられている。

【００１５】そして、図１（ｃ）に示すように前記前記
アレイ状圧電素子１０と前記音響レンズ１３との間に設
けられた第１音響整合層１１と第２音響整合層１２との
接合面には超音波の反射を防止するための凹凸部２が設
けられている。

【００１６】なお、前記音響レンズ１３は、シリコン樹
脂で形成した場合には凸レンズであり、エポキシ樹脂で
形成した場合には凹レンズである。また、前記第１音響
整合層１１は、一般的に第２音響整合層１２より硬い部
材又はフィラーを混入した樹脂部材等で形成されてい
る。

【００１７】ここで、第１音響整合層１１と前記第２音
響整合層１２との接合面に凹凸部２を設ける工程につい
て説明する。本実施形態においては、前記第１音響整合
層１１と前記第２音響整合層１２との接合面に凹凸部を
設けるため、まず、硬化状態で例えば 8Ｍレイリー（Ra
yl）の第１音響整合層１１の一面側に図２（ａ）に示す
ダイシングソー用ブレード（以下ブレードと略記する）
２０を使用して整合層凹凸部３を形成する。

【００１８】前記ダイシングソー用ブレード２０の幅寸
法は、超音波特性に悪影響を及ぼすことのない寸法とさ
れている超音波の波長の１／２０以上の寸法であり、か
つ超音波が出射されるサブエレメントの幅寸法 ｗ の１
／２未満である例えば４５μmに設定するとともに、歯
先形状をＶ字形状に形成している。

【００１９】つまり、前記ブレード２０の先端部に所望
のテーパ−面２１を設けて、図２（ｂ）に示すように第
１音響整合層１１の一面側に幅４５μm で断面形状がＶ
字形状のＶ字溝１４を形成するようになっている。

【００２０】そして、前記第１音響整合層１１の一面側
に形成するＶ字溝１４の深さ寸法を、例えば、１／２０
λ（λ：超音波の波長）以上の寸法で、かつ第１音響整
合層１１が分離しない深さ寸法である厚さ寸法（約１０
０μm ）の１／２未満である例えば４５μm に設定して
いる。このため、前記図２（ａ）に示したダイシングソ
ー用ブレード２０のテーパー面２１と側面との交点が先
端から約４５μm の位置に設定されている。

【００２１】前記Ｖ字溝１４は、前記図２（ｂ）に示す
ように前記第１音響整合層１１に連続して形成されてお
り、このＶ字溝１４，１４間には超音波特性に悪影響を
及ぼすことのないといわれる約１０μm の幅寸法の平面
部１５を残している。したがって、連続するＶ字溝１４
のピッチは５５μm である。

【００２２】そして、本実施形態においては等ピッチで
複数形成したＶ字溝１４，…，１４に対して図２（ｃ）
に示すように直交するＶ字溝１４を等ピッチに形成して
いく。このことにより、前記第１音響整合層１１の一面
上には複数の直交したＶ字溝１４，…，１４と、これら
Ｖ字溝１４，１４間に残された平面部１５とで整合層凹
凸部３が構成される。なお、この第１音響整合層１１の
一面側に形成するＶ字溝１４は、直交する２方向に限定
されるものではなく、交叉する２方向であればよい。

【００２３】次に、図３に示すようにＶ字溝１４と平面
部１５とを形成した一面側が底部となるように第１音響
整合層１１の周囲に整形用枠部材２２を配置する。そし
て、前記整形用枠部材２２と第１音響整合層１１とで構
成される空間部に、例えば 2.4Ｍレイリーの第２音響整
合層１２を形成する溶融した状態の第２音響整合層用樹
脂部材１２ａを所定量流し込む。

【００２４】このことによって、前記第１音響整合層１
１に形成されているＶ字溝１４，…，１４及び平面部１
５に沿って第２音響整合層用樹脂部材１２ａが流れ込
み、所定時間経過後、前記第２音響整合層用樹脂部材１
２ａが硬化して前記図１（ｃ）に示すように第１音響整
合層１１と第２音響整合層１２との間で、前記整合層凹
凸部３が前記第１音響整合層１１と前記第２音響整合層
１２との混合層１９として形成されて一体的に接合され
る。

【００２５】この後、前記第１音響整合層１１の裏面側
に圧電素子部１０ａを複数形成したアレイ状圧電素子１
０を配設する一方、前記第２音響整合層１２の表面側に
シリコンやエポキシ等、樹脂製の音響レンズ１３を接着
剤で固定して超音波振動子１を形成する。

【００２６】このように、圧電素子と音響レンズとの間
に第１音響整合層と第２音響整合層とを設ける際、第１
音響整合層の一面側に直交又は交叉した所定寸法でＶ字
溝を連続的に形成し、第２音響整合層を形成する溶融し
た状態の第２音響整合層用樹脂部材を所定量流し込み硬
化させて第２音響整合層を形成することによって、第１
音響整合層と第２音響整合層との接合面に、第１音響整
合層と第２音響整合層とが混じりあった混合層を形成し
て入射超音波及び出射超音波の反射を防止することがで
きる。

【００２７】このことにより、各圧電素子部１０ａから
出射される超音波は、第１音響整合層１１、この第１音
響整合層１１と第２音響整合層１２とが混ざり合った混
合層１９、第２音響整合層１２を通過して音響レンズ１
３から出射されていくとき、前記第１音響整合層１１と
第２音響整合層１２との接合面で反射されることなく第
１音響整合層１１から第２音響整合層１２に伝播されて
いく。

【００２８】また、音響レンズ１３から入射する反射エ
コーは、第２音響整合層１２、この第２音響整合層１２
と第１音響整合層１１とが混ざり合った混合層１９、第
１音響整合層１１を通過して各圧電素子部１０ａに入射
していくとき、前記第２音響整合層１２と第１音響整合
層１１との接合面で反射されることなく第２音響整合層
１２から第１音響整合層１１に伝播されていく。

【００２９】なお、前記第１音響整合層１１と第２音響
整合層１２との接合面に混合層１９を設ける工程は、上
述した工程に限定されるものではなく、以下に示すよう
な工程によっても第１音響整合層１１と第２音響整合層
１２との接合面に凹凸部２である混合層１９を構成する
ことができる。

【００３０】図４は、第１音響整合層と第２音響整合層
との間に混合層を設ける他の工程を示す一部断面図を含
む説明図であり、本実施形態においては、フィラーを混
入させていない第２音響整合層１２の一面側に、前記テ
ーパー面２１を形成したブレード２０で複数の直交又は
交叉するＶ字溝１４を規則正しく連続させて整合層凹凸
部３を形成している。

【００３１】そして、整合層凹凸部３を形成した第２音
響整合層１２の周囲に整形用枠部材２２を配置し、前記
整形用枠部材２２と第２音響整合層１２とで構成される
空間部に、例えば 8Ｍレイリーの第１音響整合層１１を
形成する溶融した状態のフィラー入りの第１音響整合層
用樹脂部材１１ａを所定量流し込む。

【００３２】このことによって、前記図１（ｃ）に示し
たと同様に前記第２音響整合層１２に形成されているＶ
字溝１４，…，１４に第１音響整合層用樹脂部材１１ａ
が流れ込み、所定時間経過後硬化して、第１音響整合層
１１と第２音響整合層１２との間に前記第１音響整合層
１１と前記第２音響整合層１２とが混じりあった凹凸部
２としての混合層１９が形成されて一体的に接合され
る。その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同
部材には同符合を付して説明を省略する。

【００３３】このように、第１音響整合層とは異なりフ
ィラーが混入されていない第２音響整合層の一面側に複
数の溝を形成することによって、ダイシングソー用ブレ
ードの消耗を少なくして加工性を向上させることができ
る。その他の作用及び効果は上述した実施形態と同様で
ある。

【００３４】図５ないし図７は第１音響整合層と第２音
響整合層との間に混合層を設ける別の工程を示す図であ
り、図５は凹凸部成形型を説明する図、図６は音響整合
層に凹凸部を押圧加工する工程を説明する一部断面図を
含む図、図７は第１音響整合層と第２音響整合層との間
に混合層を設ける別の工程を示す一部断面図を含む説明
図である。なお、図５（ａ）は金属製板部材にＶ字溝を
形成する工程を示す図、図５（ｂ）は金属製板部材に形
成したＶ字溝を説明する図、図５（ｃ）は凹凸部成形型
の斜視図である。

【００３５】本実施形態においては硬質化された音響整
合層に整合層凹凸部を形成する代わりに、図５（ａ），
（ｂ）に示すような金属製板部材３１の一面側に前記ブ
レード２０を用いて、複数の直交又は交叉するＶ字溝３
２及び平面部３３を規則正しく連続形成して凹凸部形成
部４を設け、前記凹凸部形成部４を設けた面に対向する
面側に厚さ調整部材３４を配設して、凹凸部成形型３０
（同図（ｃ）参照）を構成している。

【００３６】このため、本実施形態においては、図６に
示すように一端側が開口した音響整合層成形枠体（以下
枠体と略記する）２３を用意し、この枠体２３の空間部
に例えば第２音響整合層１２を形成する溶融した状態の
第２音響整合層用樹脂部材１２ａを所定量流し込み、こ
の第２音響整合層用樹脂部材１２ａが完全に硬化する前
の軟状態のときに、前記凹凸部形成部４を形成した凹凸
部成形型３０を、枠体２３内に配置して、前記第２音響
整合層用樹脂部材１２ａの表面に押し付けていく。

【００３７】すると、前記厚さ調整部材３４の下面と枠
体２３の上面とが当接して、前記凹凸部成形型３０の凹
凸部形成部４が第２音響整合層用樹脂部材１２ａの表面
に食い込んだ状態になる。そして、この状態で暫く押圧
保持した後、前記凹凸部成形型３０を第２音響整合層用
樹脂部材１２ａから取り外す。このことによって、一面
側に整合層凹凸部３を形成した第２音響整合層１２が形
成される。

【００３８】この後は、図７に示すように前記枠体２３
と第２音響整合層１２とで構成される空間部に例えば、
8Ｍレイリーの第１音響整合層１１を形成する溶融した
状態の第１音響整合層用樹脂部材１１ａを所定量流し込
む。

【００３９】このことによって、前記図１（ｃ）に示し
たと同様に前記第２音響整合層１２に形成されているＶ
字溝１４，…，１４に第１音響整合層用樹脂部材１１ａ
が流れ込み、所定時間経過後硬化して、第１音響整合層
１１と第２音響整合層１２との間に前記第１音響整合層
１１と前記第２音響整合層１２とが混じりあった混合層
１９が形成されて一体的に接合される。その他の構成は
上述した実施形態と同様であり、同部材には同符合を付
して説明を省略する。

【００４０】このように、凹凸部形成部を備えた凹凸部
成形型を形成し、この凹凸部成形型を音響整合層成形枠
体に充填した音響整合層用樹脂部材が完全硬化する前の
柔らかな表面に押圧保持することにより、凹凸部成形型
に形成されている凹凸部形成部を音響整合層用樹脂部材
に押圧加工して、一面側に整合層凹凸部を形成した音響
整合層を容易に形成することができる。

【００４１】このことにより、凹凸部成形型を硬化前の
音響整合層用樹脂部材に押圧することによって、整合層
凹凸部を設けた音響整合層の形成を容易に行える。

【００４２】なお、凹凸部成形型によって、完全硬化前
の第２音響整合層の一面側に整合層凹凸部を形成する代
わりに、凹凸部成形型によって完全硬化前の第１音響整
合層の一面側に凹凸部を形成するようにしてもよい。

【００４３】また、凹凸部成形型を用いて音響整合層に
整合層凹凸部を形成する際、凹凸部成形型にかける押圧
力は、フィラーが混入されていない分だけ第２音響整合
層に押圧加工するときの方が小さくなる。その他の作用
及び効果は上述した実施形態と同様である。

【００４４】図８ないし図１１は第１音響整合層と第２
音響整合層との間に混合層を設けるまた他の工程を示す
図、図８は凹凸部成形型の他の構成を説明する図、図９
は音響整合層に１つの凹凸部を押圧加工する工程を説明
する図、図１０は音響整合層に交叉する凹凸部を押圧加
工する工程を示す一部断面図を含む説明図、図１１は第
１音響整合層と第２音響整合層との間に混合層を設ける
また他の工程を示す一部断面図を含む説明図である。な
お、図８（ａ）は凹凸部成形型の他の構成を示す一部断
面図を含む説明図、図８（ｂ）は凹凸部成形型を構成す
る金属製繊維部材を説明する図、図９（ａ）は音響整合
層に凹凸部を押圧加工する工程を示す一部断面図を含む
説明図、図９（ｂ）は音響整合層に形成したＵ字溝を説
明する図である。

【００４５】本実施形態においてはブレード２０を用い
て、複数の直交又は交叉するＶ字溝３２及び平面部３３
を規則正しく連続形成して凹凸部形成部４を一面側に設
けて凹凸部成形型３０を構成する代わりに、図８
（ａ），（ｂ）に示すように枠部材４１に線径が約４５
μm の金属製繊維部材として例えば複数のステンレス繊
維４２，…，４２を配設して凹凸部成形型４０を構成し
ている。なお、ステンレス繊維４２，４２同士の間には
約１０μm の隙間を設けている。

【００４６】そして、図９（ａ）に示す音響整合層成形
枠体（以下枠体と略記する）２４を用意し、この枠体２
３の空間部に例えば第２音響整合層１２を形成する溶融
した状態の第２音響整合層用樹脂部材１２ａを所定量流
し込む。

【００４７】そして、前記枠体２４内に流し込まれた第
２音響整合層用樹脂部材１２ａが完全に硬化する前の軟
状態のときに、前記枠体２４上に凹凸部成形型４０を配
置し、前記ステンレス繊維４２，…，４２が第２音響整
合層用樹脂部材１２ａの表面に近づくように前記凹凸部
成形型４０を押圧していく。

【００４８】すると、前記枠体２４の側板２４ａの上面
と凹凸部成形型４０の枠部材４１の下面とが密着した状
態で、前記側板２４ａが底板２４ｂに対して押し下げら
れていく。

【００４９】このことにより、前記ステンレス繊維４
２，…，４２が第２音響整合層用樹脂部材１２ａの表面
に食い込んだ状態になる。そして、この状態で暫く押圧
保持した後、前記凹凸部成形型４０を第２音響整合層用
樹脂部材１２ａから一旦取り外す。すると、図９（ｂ）
に示すように前記第２音響整合層用樹脂部材１２ａの一
面側に断面形状が半円形状で直径寸法が約４５μm の連
続するＵ字溝４３，…，４３と平面部４４，…，４４と
が構成が形成される。

【００５０】次いで、前記第２音響整合層用樹脂部材１
２ａが軟状態であるうちに引き続き、図１０に示すよう
に前記Ｕ字溝４３，…，４３に対して直交したＵ字溝４
３，…，４３を形成するため、凹凸部成形型４０に対し
て枠体２４を９０度回転させ、再び凹凸部成形型４０の
ステンレス繊維４２，…，４２を完全硬化前の第２音響
整合層用樹脂部材１２ａの表面に押し付けていく。

【００５１】すると、前記ステンレス繊維４２，…，４
２が再び第２音響整合層用樹脂部材１２ａの表面に食い
込んで、第２音響整合層用樹脂部材１２ａの一面側に２
方向で直交したＵ字溝４３，…，４３が形成される。そ
して、この後、図１１に示すように前記枠体２４の側板
２４ａを元の位置に戻し、この枠体２４と第２音響整合
層１２とで構成される空間部に例えば、 8Ｍレイリーの
第１音響整合層１１を形成する溶融した状態の第１音響
整合層用樹脂部材１１ａを所定量流し込む。

【００５２】このことによって、前記図１（ｃ）に示し
たと同様に前記第２音響整合層１２に形成されているＵ
字溝４３に第１音響整合層用樹脂部材１１ａが流れ込
み、所定時間経過後硬化して、第１音響整合層１１と第
２音響整合層１２との間に前記第１音響整合層１１と前
記第２音響整合層１２とが混じりあった混合層１９が形
成されて一体的に接合される。その他の構成及び作用・
効果は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符
合を付して説明を省略する。

【００５３】図１２は第１音響整合層と第２音響整合層
との間に混合層を設けるまた別の工程を示す図であり、
図１２（ａ）はサンドブラスト装置によって微小粒を音
響整合層の一面側に配置している状態を説明する図、図
１２（ｂ）は音響整合層の一面側に配置された微小粒を
示す図、図１２（ｃ）は第１音響整合層と第２音響整合
層との間に混合層を設けるまた別の工程を示す一部断面
図を含む説明図である。

【００５４】本実施形態においては硬質化された音響整
合層にブレード２０によって整合層凹凸部３を形成した
り、凹凸部成形型３０，４０によって音響整合層に整合
層凹凸部３を形成する代わりに、図１２（ａ）に示すよ
うに完全硬化前の第２音響整合層用樹脂部材１２ａの表
面にサンドブラスト装置５０によって、前記第１音響整
合層１１に混入されているフィラーと同一の微小粒５
１，…，５１を配置している。

【００５５】そして、前記第２音響整合層用樹脂部材１
２ａの表面に配置される微小粒５１，５１の間に１０μ
m の隙間が形成されるように、前記サンドブラスト装置
５０の噴出口５２から噴出される気体の噴出力及び噴出
口５２から第２音響整合層用樹脂部材表面までの距離が
適宜設定されている。

【００５６】このことによって、前記サンドブラスト装
置５０の噴出口５２から微小粒５１を前記第２音響整合
層用樹脂部材１２ａの表面に噴出させることによって、
図１２（ｂ）に示すように微小粒５１が第２音響整合層
用樹脂部材１２ａの表面に食い込んで配置される。

【００５７】次に、図１２（ｃ）に示すように前記第２
音響整合層１２の周囲に整形用枠部材２２を配置し、こ
の整形用枠部材２２と第２音響整合層１２とで構成され
る空間部に、例えば 8Ｍレイリーの第１音響整合層１１
を構成する溶融した状態の第１音響整合層用樹脂部材１
１ａを所定量流し込み、この第１音響整合層用樹脂部材
１１ａを硬化させることによって、前記第１音響整合層
１１と前記第２音響整合層１２との間に第１音響整合層
１１と第２音響整合層１２とが混じりあった混合層１９
が形成されて一体的に接合される。その他の構成及び作
用・効果は上述した実施形態と同様であり、同部材には
同符合を付して説明を省略する。

【００５８】なお、上述した実施形態においては、音響
整合層を第１音響整合層と第２音響整合層としている
が、音響整合層の層数は２つに限定されるものではな
く、２つ以上の音響整合層を設ける構成であってもよ
く、上述した工程を繰り返し行うことによって音響整合
層を積層していく。

【００５９】尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに
限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能である。

【００６０】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。

【００６１】（１） 圧電素子と音響レンズとの間に少
なくとも２つ以上の音響整合層を積層させた超音波振動
子において、前記音響整合層同士の接合面に凹凸部を設
けた超音波振動子。

【００６２】（２）前記凹凸部は、硬化した状態の一音
響整合層の一面側に切削加工で形成され、この切削加工
で形成した凹凸部を備えた一音響整合層に他音響整合層
を形成する樹脂部材を溶融した状態で流し込んで、前記
一音響整合層と他音響整合層とを接合した付記１記載の
超音波振動子。

【００６３】（３）前記凹凸部は、樹脂部材が完全に硬
化する前の一音響整合層の一面側に凹凸部成形型を押圧
加工して形成され、この押圧加工で形成された凹凸部を
備えた一音響整合層に他音響整合層を形成する樹脂部材
を溶融した状態で流し込んで、前記一音響整合層と他音
響整合層とを接合した付記１記載の超音波振動子。

【００６４】（４）前記凹凸部成形型は、硬質部材で形
成され、この硬質部材の一面側に切削加工で形成した凹
凸部形成部を備える付記３記載の超音波振動子。

【００６５】（５）前記凹凸部成形型は、枠部材に金属
繊維を配列して形成される付記３記載の超音波振動子。

【００６６】（６）前記凹凸部は、樹脂部材が完全に硬
化する前の一音響整合層の一面側に微小粒を配置して構
成され、この微小粒を配置した一音響整合層に他音響整
合層を形成する樹脂部材を溶融した状態で流し込んで、
前記一音響整合層と他音響整合層とを接合した付記１記
載の超音波振動子。

【００６７】（７）前記微小粒は、サンドブラスト装置
によって一音響整合層の一面側に配置される付記６記載
の超音波振動子。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、音
響整合層の厚さ方向におけるインピーダンス変化をなだ
らかにして送受波効率を向上させた超音波振動子を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図３は本発明の一実施形態に係り、
図１は超音波振動子の構成を説明する図

【図２】図２は第１音響整合層に形成する凹凸部につい
て説明する図

【図３】第１音響整合層と第２音響整合層との間に混合
層を設ける工程を示す一部断面図を含む説明図

【図４】第１音響整合層と第２音響整合層との間に混合
層を設ける他の工程を示す一部断面図を含む説明図

【図５】図５ないし図７は第１音響整合層と第２音響整
合層との間に混合層を設ける別の工程を示す図であり、
図５は凹凸部成形型を説明する図

【図６】音響整合層に凹凸部を押圧加工する工程を説明
する一部断面図を含む図

【図７】第１音響整合層と第２音響整合層との間に混合
層を設ける別の工程を示す一部断面図を含む説明図

【図８】図８ないし図１１は第１音響整合層と第２音響
整合層との間に混合層を設けるまた他の工程を示す図で
あり、図８は凹凸部成形型を説明する図

【図９】音響整合層に１つの凹凸部を押圧加工する工程
を説明する図

【図１０】音響整合層に交叉する凹凸部を押圧加工する
工程を示す一部断面図を含む説明図

【図１１】第１音響整合層と第２音響整合層との間に混
合層を設けるまた他の工程を示す一部断面図を含む説明
図

【図１２】図１２は第１音響整合層と第２音響整合層と
の間に混合層を設けるまた別の工程を示す図

【符号の説明】

１…超音波振動子 １０…アレイ状圧電素子 １１…第１音響整合層 １２…第２音響整合層 １３…音響レンズ １９…混合層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子と音響レンズとの間に少なくと
   も２つ以上の音響整合層を積層させた超音波振動子にお
   いて、 前記音響整合層同士の接合面に凹凸部を設けたことを特
   徴とする超音波振動子。