JP2018532307A - 超音波変換器アセンブリ - Google Patents

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Abstract

超音波変換器アセンブリおよび関連付けられたシステムおよび方法が、本明細書に開示される。一実施形態では、超音波変換器アセンブリは、変換器層の上にある少なくとも１つの整合層を含む。複数の切溝が、少なくとも整合層の中に延在する。いくつかの側面では、切溝は、少なくとも部分的に、マイクロバルーンおよび／またはマイクロスフェアを含む充填材で充填される。一実施形態では、複数の切溝は、複数の第１の切溝および複数の第２の切溝を含み、第１の切溝は、軸方向において第１の深度を有し、第２の切溝は、軸方向において第１の深度を上回る第２の深度を有する。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１５年９月３日に出願され、ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹと題された米国仮出願第６２／２１４，１８５号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮出願の全体は、参照により本明細書中に援用される。
（技術分野）
開示される技術は、概して、超音波変換器に関し、より具体的には、超音波撮像システムと併用するために構成される超音波変換器アセンブリに関する。
本技術は、概して、超音波撮像システムと併用するために構成される、超音波変換器アセンブリを対象とする。一実施形態では、例えば。
以下に記載される詳細のいくつかは、当業者が開示される実施形態を作製および使用することを可能にするために十分な様式で以下の実施形態を説明するために提供されることを理解されたい。しかしながら、以下に説明される詳細のいくつかは、本技術のある実施形態を実践するために必要ではなくてもよい。加えて、本技術は、請求項の範囲内であるが、図１Ａ−８を参照して詳細に説明されない、他の実施形態も含むことができる。
ある詳細は、以下の説明および図１Ａ−８に記載され、本発明の種々の実施形態の完全な理解を提供する。しかしながら、多くの場合、超音波撮像と関連付けられる、周知の方法およびシステムを説明する他の詳細は、本発明の種々の実施形態の説明を不必要に曖昧にすることを回避するために、以下に記載されない。図に示される詳細、寸法、角度、および他の特徴の多くは、単に、本開示の特定の実施形態の例証である。故に、他の実施形態は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の詳細、寸法、角度、および特徴を有することができる。加えて、当業者は、本発明のさらなる実施形態が、以下に説明される詳細のいくつかを伴わずに実践されることができることを理解されるであろう。
図１Ａは、超音波変換器アセンブリを有し、本開示の技術のある実施形態に従って構成される、超音波プローブの側面図である。
図１Ｂは、図１Ａの超音波変換器アセンブリの一部の概略等角図である。
図２は、図１Ｂに示される２−２’線に沿った図１Ａおよび１Ｂの超音波変換器アセンブリの概略断面図である。
図３は、図１Ｂに示される３−３’線に沿った図１Ａおよび１Ｂの超音波変換器アセンブリの概略断面図である。
図４Ａは、図１Ｂに示される３−３’線に沿っており、本開示の技術の別の実施形態に従って構成される、超音波変換器アセンブリの概略断面図である。 図４Ｂは、図４Ａの一部の拡大図である。
図５Ａは、図１Ｂに示される３−３’線に沿っており、本開示の技術の別の実施形態に従って構成される、超音波変換器アセンブリの概略断面図である。 図５Ｂは、図５Ａの一部の拡大図である。
図６Ａは、図１Ｂに示される３−３’線に沿っており、本開示の技術の別の実施形態に従って構成される、超音波変換器アセンブリの概略断面図である。 図６Ｂは、図６Ａの一部の拡大図である。
図７は、図１Ｂに示される３−３’線に沿っており、本開示の技術の別の実施形態に従って構成される、超音波変換器アセンブリの概略断面図である。
図８は、本開示の技術のある実施形態に従って構成される、超音波変換器アセンブリを構築する方法のフロー図である。
図中、同じ参照番号は、同じまたは少なくとも概して類似する要素を識別する。任意の特定の要素の議論を促進するために、任意の参照番号の最上位桁または数字は、その要素が最初に導入される図を指す。例えば、要素１２０は、図１Ａを参照して最初に導入および議論される。
図１Ａは、本開示の技術のある実施形態に従って構成される、超音波変換器アセンブリ１２０を有する、超音波変換器プローブ１００の側面図である。図１Ｂは、変換器アセンブリ１２０の方位角（例えば、ｘ−軸に沿った）、仰角（例えば、ｙ−軸に沿った）、および軸方向（例えば、ｚ−軸に沿った）寸法を示す、変換器アセンブリ１２０の一部の概略等角側面図である。ここで図１Ａを参照すると、プローブ１００は、遠位端部分１１２と近位端部分１１４との間に延在する、エンクロージャ１１０を含む。エンクロージャ１１０は、エンクロージャ１１０の内部部分または空洞内に配置される、システム電子機器１１６（例えば、１つまたはそれを上回るプロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ビーム形成器、バッテリ、および／または他の電源）を担持または格納するように構成される。システム電子機器１１６は、歪み緩和要素１１９によってプローブの近位端に取り付けられるケーブル１１８を介して、超音波撮像システム１１７に電気的に結合される。１つまたはそれを上回る変換器要素を有する、変換器アセンブリ１２０は、システム電子機器１１６に電気的に結合される。動作時、変換器アセンブリ１２０は、１つまたはそれを上回る変換器要素からの超音波エネルギーを対象に向かって伝送し、超音波エコーを対象から受信する。超音波エコーは、１つまたはそれを上回る変換器要素によって電気信号に変換され、電気信号を処理し、１つまたはそれを上回る超音波画像を形成するように構成される、超音波撮像システム１１７内のシステム電子機器１１６および電子機器（例えば、１つまたはそれを上回るプロセッサ、メモリモジュール、ビーム形成器、ＦＰＧＡ）に電気的に伝送される。
例示的変換器アセンブリ（例えば、変換器アセンブリ１２０）を使用して対象から超音波データを捕捉するステップは、概して、超音波を発生させるステップと、超音波を対象の中に伝送するステップと、対象によって反射された超音波を受信するステップとを含む。広範囲の周波数の超音波が、超音波データを捕捉するために使用されてもよく、例えば、低周波数超音波（例えば、１５ＭＨｚ未満）および／または高周波数超音波（例えば、１５ＭＨｚを上回るまたはそれに等しい）が、使用されることができる。当業者は、例えば、限定ではないが、撮像深度および／または所望の分解能等の要因に基づいて、使用すべき周波数範囲を容易に判定することができる。
図２は、図１Ｂに示される２−２’線に沿って示される図１Ａおよび１Ｂの変換器アセンブリ１２０の概略断面図である。変換器層２３０は、超音波エネルギーを中心動作周波数（例えば、１ＭＨｚ〜約１０ＭＨｚ）で放出するように構成される、１つまたはそれを上回る変換器要素を含む。いくつかの実施形態では、変換器層２３０は、圧電材料（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、すなわち、ＰＺＴ）を備える。いくつかの実施形態では、変換器層２３０は、圧電型マイクロマシン超音波変換器（ＰＭＵＴ）または容量型マイクロマシン超音波変換器（ＣＭＵＴ）を備える。いくつかの実施形態では、変換器層２３０は、電歪セラミック材料を備える。いくつかの実施形態では、変換器層２３０は、別の好適な変換器材料を備える。
音響レンズ２２２が、変換器層２３０の上にあり、例えば、室温加硫シリコーン（ＲＴＶ）または別の好適な音響材料等の音響的に透明な材料を備える。複数の整合層２２４が、レンズ２２２と変換器層２３０との間に位置付けられる。バッキング層２４０が、変換器層２３０の下にあり、変換器層２３０の変換器要素によって生産された音響および熱エネルギーを吸収および消散させるように構成される。いくつかの実施形態では、バッキング層２４０は、装填エポキシ（例えば、タングステン粒子が装填されたエポキシ）および／またはそれを通して延在する１つまたはそれを上回るプレート（図示せず）を有する別の好適な材料を備える。
不整合層２３４が、変換器層２３０とバッキング層２４０との間に位置付けられる。不整合層２３４は、変換器層２３０から（すなわち、バッキング層２４０に向かって）伝搬する超音波エネルギーを変換器アセンブリ１２０の正面に向かって戻り（すなわち、レンズ２２２に向かって）、バッキング層２４０から離れるように後方に反射させるように構成される。いくつかの実施形態では、不整合層２３４は、変換器層２３０の音響インピーダンスと有意に異なる音響インピーダンスを有する、材料を備える。一実施形態では、例えば、不整合層２３４は、ＰＺＴの音響インピーダンス（約３４メガレイル）を有意に上回る、約１００メガレイルの音響インピーダンスを有する、炭化タングステン（ＷＣ）を備える。
しかしながら、他の実施形態では、不整合層２３４は、ＷＣ（例えば、約１００メガレイル）および変換器層２３０の音響インピーダンスを下回る音響インピーダンスを有する、１つまたはそれを上回る材料を含む。いくつかの実施形態では、不整合層２３４は、約３３メガレイルの音響インピーダンスを有する、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を備える。いくつかの実施形態では、不整合層２３４は、約２２メガレイルの音響インピーダンスを有する、多結晶シリコンを備える。いくつかの実施形態では、不整合層２３４は、約８メガレイル〜約１５メガレイルまたは約１０．７メガレイルの音響インピーダンスを有する、銅装填黒鉛を備える。いくつかの実施形態では、別の好適な不整合層が、使用されることができる。
複数の整合層２２４（第１の整合層２２４Ａ、第２の整合層２２４Ｂ、および第３の整合層２２４Ｃとして別個に識別される）が、変換器層２３０とレンズ２２２との間に位置付けられる。いくつかの実施形態では、変換器層２３０の音響インピーダンス（例えば、約２０メガレイル〜約３５メガレイル）は、第１の整合層２２４Ａの音響インピーダンス（例えば、約１０メガレイル〜約２０メガレイル）を上回る。いくつかの実施形態では、第１の整合層２２４Ａの音響インピーダンスは、第２の整合層２２４Ｂの音響インピーダンス（例えば、約５メガレイル〜約１０メガレイル）を上回る。いくつかの実施形態では、第２の整合層２２４Ｂの音響インピーダンスは、第３の整合層２２４Ｃの音響インピーダンス（約２メガレイル〜約５メガレイル）を上回る。さらに、図２の図示される実施形態では、変換器アセンブリ１２０は、３つの整合層２２４を含む。しかしながら、いくつかの実施形態では、変換器アセンブリ１２０は、２つまたはそれを下回る整合層２２４を含む。他の実施形態では、変換器アセンブリ１２０は、４つまたはそれを上回る整合層２２４を含む。
図３は、図１Ｂに示される３−３’線（すなわち、方位角軸と平行）に沿っており、本開示の技術の種々の実施形態に従って構成される、図１Ｂの変換器アセンブリ１２０の概略断面図である。複数のトレンチ、溝、または第１の切溝３４２が、軸方向において第１の深度で変換器アセンブリ１２０の中に延在する。複数のトレンチ、溝、または第２の切溝３４４は、軸方向において第２の深度で延在する。いくつかの実施形態では、第２の深度は、第１の深度を上回る。しかしながら、他の実施形態では、第１および第２の深度は、実質的に等しくあることができる。当業者が理解するように、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、変換器層２３０の個々の要素を隔離し、および／または個々の要素間の音響クロストークを減衰させるように構成されることができる。第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、少なくとも部分的に、充填材３４８で充填される。
図示される実施形態では、第１の切溝３４２は、整合層２２４を通して延在する一方、第２の切溝３４４は、整合層２２４、変換器層２３０、および不整合層２３４を通して延在し、バッキング層２４０の中に延在する。しかしながら、他の実施形態では、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、軸方向に対して図３に示されるものより小さいまたはより大きい深度で延在することができる。いくつかの実施形態では、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、軸方向に対して同一深度を有するが、異なる材料で充填される。さらに、いくつかの実施形態では、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、同一または類似幅（例えば、約０．０１ｍｍ〜約０．１ｍｍ）を有する。しかしながら、他の実施形態では、第１の切溝３４２は、第２の切溝３４４の第２の幅と異なる第１の幅を有する。
充填材３４８は、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４の少なくとも一部を充填する、１つまたはそれを上回る材料を備える。図示される実施形態では、個々の第１の切溝３４２内の充填材３４８の深度は、実質的に同一である。同様に、個々の第２の切溝３４４内の充填材３４８の深度もまた、実質的に同一である。しかしながら、いくつかの実施形態では、個々の第１の切溝３４２および個々の第２の切溝内の充填材の深度３４８は、仰角方向において変動する。いくつかの実施形態では、例えば、縁から変換器アセンブリ１２０の中心に向かってアポダイズ（階段化または湾曲化）された深度プロファイルが、利用されることができる。いくつかの実施形態では、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、異なる充填材で充填される。
いくつかの実施形態では、充填材３４８は、エポキシまたはポリマー中に懸濁されたマイクロバルーンを含む、複合材を備える。マイクロバルーンは、ガス（例えば、空気または炭化水素ガス）を囲繞またはカプセル化する、ガラスまたはプラスチックマイクロスフェアを含む、または中実マイクロスフェアであることができる。マイクロバルーンまたはマイクロスフェアは、変動比率でエポキシまたはポリマーと混合され、変動する粘度および密度を有する複合材を達成することができる。いくつかの実施形態では、例えば、「スラリー」複合材が、マイクロバルーンおよびエポキシまたはポリマーと混合されることができる。
いくつかの実施形態では、充填材３４８は、例えば、密度約０．０００５ｇ／ｃｍ３〜約０．１ｇ／ｃｍ３または約０．００１ｇ／ｃｍ３〜約０．０１ｇ／ｃｍ３または約０．００１２ｇ／ｃｍ３を有する１つまたはそれを上回る材料を備える、複合材を含む。いくつかの実施形態では、充填材は、空気の音響インピーダンスの１０％以内またはそれ未満の音響インピーダンスを有する、複合材を備える。いくつかの実施形態では、充填材３４８は、マイクロバルーン、エアロゲル、または発泡体を備える。いくつかの実施形態では、充填材３４８は、材料が変換器アセンブリ１２０の軸方向において変動する音響インピーダンスを有するような段階化された音響インピーダンスを有する、複合材を備える。一実施形態では、例えば、段階化された音響インピーダンス材料は、軸方向における高さの増加に伴って減少する、音響インピーダンスを有する。
当業者が理解するように、従来の変換器アセンブリは、圧電変換器と、２つの整合層と、無不整合層と、従来の材料（例えば、ＲＴＶ等のレンズ材料）で充填される切溝とを含み得る。そのような従来の変換器アセンブリは、７５％の典型的−６ｄＢ帯域幅を有することができる。本開示の技術の実施形態は、従来の圧電変換器アセンブリと比較して、帯域幅および効率における有意な性能増加の利点を提供することが予期される。本開示の技術のある実施形態は、例えば、従来の圧電変換器設計と比較して最大１２０％の−６ｄＢ比帯域および最大８ｄＢの感度利得を含む、変換器アセンブリを含む。本開示の技術の実施形態は、従来の圧電変換器アセンブリと類似または同じ表面温度を伴うより低い伝送電圧を用いて、より高いメカニカルインデックス（したがって、より深い撮像透過度）の付加的利点を提供することが予期される。
図４Ａ、５Ａ、６Ａ、および７は、本開示の実施形態に従って構成される変換器アセンブリの図１Ｂに示される３−３’線（すなわち、方位角方向と平行）に沿った概略断面図である。図４Ｂ、５Ｂ、および６Ｂは、対応する部分図４Ａ、５Ａ、および６Ａの拡大図である。
最初に図４を参照すると、変換器アセンブリ４２０は、第１の切溝３４２と、充填材３４８内に形成される溝４５２を有する、第２の切溝３４４と含む。溝４５２は、方位角方向において第１の切溝３４２および第２の切溝３４４の幅に実質的に類似する幅を有する。いくつかの実施形態では、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、異なる溝深度を有することができる。図４Ａおよび４Ｂの図示される実施形態では、溝４５２は、レンズ２２２と同一材料（例えば、ＲＴＶ）で充填される。しかしながら、他の実施形態では、別の材料が、使用されてもよい。
次に、図５を参照すると、変換器アセンブリ５２０は、第１の切溝３４２と、充填材３４８内に形成される部分または溝５５４を有する、第２の切溝とを含む。溝５５４は、方位角方向において第１の切溝３４２および第２の切溝３４４の幅より小さい幅（例えば、１／２幅、１／４幅、１／８幅）を有する。いくつかの実施形態では、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、異なる溝深度を有することができる。図５Ａおよび５Ｂの図示される実施形態では、溝５５４は、レンズ２２２と同一材料（例えば、ＲＴＶ）で充填される。しかしながら、他の実施形態では、別の材料が、使用されてもよい。
次に、図６を参照すると、超音波変換器アセンブリ６２０は、第１の切溝３４２と、充填材３４８内に形成される部分または溝６５６を有する、第２の切溝とを含む。溝６５６は、方位角方向において第１の切溝３４２および第２の切溝３４４の幅より小さい幅（例えば、１／２幅、１／４幅、１／８幅）を有する。いくつかの実施形態では、第１の切溝３４２および第２の切溝３４４は、異なる溝深度を有することができる。図５Ａおよび５Ｂの図示される実施形態では、溝６５６は、レンズ２２２と同一材料（例えば、ＲＴＶ）で充填される。しかしながら、他の実施形態では、別の材料が、使用されてもよい。
ここで図７を参照すると、超音波変換器アセンブリ７２０は、第１の切溝３４２と、第２の充填材７５４（例えば、マイクロバルーンを備える複合材）の上方に第１の充填材７５２（例えば、ポリマー）を有する、第２の切溝とを含む。いくつかの実施形態では、溝は、図４Ａ−６Ｂを参照して前述のように、第１の充填材７５２内に形成されることができる。
図８は、本開示の技術のある実施形態に従って超音波変換器アセンブリを構築するプロセス８００のフロー図である。ブロック８１０では、プロセス８００が開始する。ブロック８３０では、プロセス８００は、接着剤（例えば、エポキシ、ポリマー）を使用して、変換器層（例えば、図２の変換器層２３０）の下側表面を不整合層の上側表面に接合する。ブロック８４０では、プロセス８００は、第１の整合層を変換器層に接合し、１つまたはそれを上回る付加的整合層を第１の整合層に接合する。いくつかの実施形態では、プロセス８００は、随意に、エポキシを使用して、不整合層（例えば、図２の不整合層２３４）の下側表面をバッキング層（例えば、図２のバッキング層２４０）の上側表面に接合することができる。ブロック８５０では、プロセス８００は、１回またはそれを上回る切断を行い、１つまたはそれを上回る切溝（例えば、図３の第１の切溝３４２または第２の切溝３４４）を変換器アセンブリ内に形成する。ブロック８６０では、プロセス８００は、ブロック８５０で形成される切溝の少なくとも一部に充填材（例えば、マイクロバルーンを備える充填材）を挿入する、または別様にそれで充填する。
決定ブロック８７０では、プロセス８００は、１つまたはそれを上回る溝がブロック８６０で形成される切溝の中に挿入される充填材内に形成されるべきかどうかを判定する。該当する場合、プロセス８００は、ブロック８７５に進み、１つまたはそれを上回る切溝が、ブロック８６０で切溝の中に挿入される充填材内に形成される（例えば、図４Ａおよび４Ｂの溝４５２、図５Ａおよび５Ｂの溝５５４、および／または図６Ａおよび６Ｂの溝６５６）。ブロック８８０では、レンズ材料（例えば、ＲＴＶまたは別の好適なレンズ材料）が、変換器アセンブリの正面（すなわち、最上整合層上）上に適用される。
本明細書の説明および請求項全体を通して別途文脈により明確に指定されない限り、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、および同等物の単語は、排他的または網羅的な意味ではなく、包含的な意味（すなわち、例えば、「含むがこれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ， ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」）の意味に解釈するものとする。本明細書で使用されるように、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語またその任意の変形は、２つまたはそれを上回る要素間の直接的または間接的のいずれかの任意の接続または結合を意味する。そのような要素間の接続または結合は、物理的、論理的、またはその組み合わせであることができる。加えて、本願で使用されるとき、「本明細書における（ｈｅｒｅｉｎ）」、「上記（ａｂｏｖｅ）」、「下記（ｂｅｌｏｗ）」という用語および同様の趣旨の用語は、本願全体を指すものであって、本願の任意の特定の部分を指すものではない。文脈が許す場合、単数形または複数形を使用した上の前述の発明を実施するための形態における用語はまた、それぞれ、複数または単数を含んでいてもよい。２つまたはそれを上回る項目のリストを指す「または（ｏｒ）」という用語は、当該用語の以下の解釈の全てを網羅する。すなわち、当該リストの項目の任意のもの、当該リストの項目の全て、および当該リストの項目の任意の組み合せ。
本開示の技術の実施例の前述の発明を実施するための形態は、包括的なものではなく、かつ本開示の技術を上で開示した精密な形態に限定することを意図していない。本開示の技術の具体的実施例は、例証目的で前述されており、当業者が認識するであろうように、本開示の技術の範囲内で種々の均等な修正が可能である。
本明細書に提供される本開示の技術の種々の例証および教示はまた、必ずしも前述のシステムではない他のシステムにも適用されることができる。前述の種々の実施例の要素および作用は、本開示の技術のさらなる実装を提供するように組み合わせられることができる。本開示の技術のいくつかの代替実装は、前述のそれらの実装に対する付加的要素を含んでもよいだけではなく、また、より少ない要素を含んでもよい。例えば、いくつかの実装では、本開示の技術に従って構成される変換器アセンブリは、３つより少ない整合層または４つまたはそれを上回る整合層を含んでもよい。他の実装では、変換器アセンブリは、不整合層を伴わずに本開示の技術に従って構成されることができる。
本開示の技術に対するこれらのおよび他の変更は、前述の発明を実施するための形態に照らして行われることができる。前述の説明が本開示の技術のある実施例を説明し、想定される最良の形態を説明しているが、前述がいかに詳細に文書化されていようとも、本開示の技術は、多くの方法で実践されることができる。本システムの詳細は、その具体的実装においてかなり異なり得るが、依然として、本明細書に開示される本発明によって包含されている。前述のように、本開示の技術のある特徴または側面を説明する際に使用される特定の専門用語は、当該用語が関連付けられている本開示の技術の任意の具体的特性、特徴、または側面に制限されるように本明細書において再定義されていることを含意すると見なされるべきではない。一般に、以下の請求項で使用する用語は、前述の発明を実施するための形態の項が明示的に当該用語を定義しない限り、本発明を本明細書に開示する具体的実施例を限定するものと解釈すべきではない。

Claims (30)

  1. 超音波変換器アセンブリであって、
    超音波エネルギーを軸方向において放出するように構成される、変換器層と、
    前記軸方向において前記変換器層の上にある、整合層と、
    少なくとも前記整合層の中に延在する複数の切溝であって、前記切溝は、少なくとも部分的に、マイクロバルーンまたはマイクロスフェアを備える充填材で充填される、切溝と、
    を備える、超音波変換器アセンブリ。
  2. 前記複数の切溝は、複数の第１の切溝および複数の第２の切溝を含み、前記第１の切溝は、前記軸方向において第１の深度を有し、前記第２の切溝は、前記軸方向において前記第１の深度を上回る第２の深度を有する、請求項１に記載の超音波変換器アセンブリ。
  3. 前記変換器層の下にあるバッキング層をさらに備える、請求項２に記載の変換器アセンブリ。
  4. 前記変換器層と前記バッキング層との間の不整合層をさらに備え、前記第２の切溝は、前記整合層、前記変換器層、および前記不整合層を通して前記バッキング層の中に延在する、請求項２に記載の変換器アセンブリ。
  5. 前記不整合層の音響インピーダンスは、炭化タングステンの音響インピーダンス未満である、請求項５に記載の変換器アセンブリ。
  6. 前記充填材の中に形成される溝をさらに備え、前記切溝は、第１の幅を方位角方向において有し、前記溝は、前記方位角方向において前記第１の幅未満の第２の幅を有する、請求項１に記載の変換器アセンブリ。
  7. 前記第２の幅は、前記第１の幅の２分の１を上回る、請求項６に記載の変換器アセンブリ。
  8. 前記第２の幅は、前記第１の幅の４分の１未満である、請求項６に記載の変換器アセンブリ。
  9. 前記溝は、前記軸方向において前記整合層の厚さ未満の深度を有する、請求項６に記載の変換器アセンブリ。
  10. 前記溝は、前記軸方向において前記整合層の厚さを上回る深度を有する、請求項６に記載の変換器アセンブリ。
  11. 前記軸方向における個々の切溝内の充填材の深度は、方位角方向において変動する、請求項１に記載の変換器アセンブリ。
  12. 前記軸方向における個々の切溝内の充填材の深度は、仰角方向において変動する、請求項１に記載の変換器アセンブリ。
  13. 前記充填材は、軸方向において段階化される、音響インピーダンスを含む、請求項１に記載の変換器アセンブリ。
  14. 超音波変換器アセンブリを構築する方法であって、
    圧電層の上側表面を整合層の下側表面に接合するステップと、
    前記圧電層の下側表面を不整合層に接合するステップと、
    前記整合層の中に延在する第１の複数の切溝を形成するステップと、
    前記整合層、前記圧電層、および前記不整合層を通して延在する第２の複数の切溝を形成するステップであって、前記第１の複数の切溝の深度は、前記第２の複数の切溝の深度未満である、ステップと、
    を含む、方法。
  15. バッキング層の上側表面を前記不整合層の下側表面に接合するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 少なくとも部分的に、前記第１の切溝および前記第２の切溝をマイクロバルーンを備える充填材で充填するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  17. 前記第１の切溝または前記第２の切溝のうちの少なくとも１つ内の充填材の中に溝を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記整合層は、ある厚さを有し、前記溝を形成するステップは、仰角方向において前記整合層の厚さ未満の深度を有する溝を形成するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 個々の切溝内の前記充填材の深度を方位角方向において変動させるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 超音波変換器アセンブリであって、
    超音波エネルギーを放出するように構成される複数の圧電変換器要素を備える、圧電層と、
    前記圧電層の上にある、複数の整合層であって、Ｚ−軸が、前記複数の整合層および前記圧電層を通して延在する、複数の整合層と、
    少なくとも前記複数の整合層の中に延在する、複数の第１の切溝および複数の第２の切溝であって、前記第１の切溝は、前記Ｚ−軸に対して第１の深度を有し、前記第２の切溝は、前記Ｚ−軸に対して第２の深度を有し、前記第２の深度は、前記第１の深度を上回り、前記切溝は、少なくとも部分的に、２つまたはそれを上回る材料を備える複合充填材で充填される、複数の第１の切溝および複数の第２の切溝と、
    を備える、超音波変換器アセンブリ。
  21. 前記複合材は、異なる音響インピーダンスを有する２つまたはそれを上回る材料を備える、請求項２０に記載の超音波変換器アセンブリ。
  22. 前記複合充填材は、空気の音響インピーダンスの約１０％以内の音響インピーダンスを有する、請求項２０に記載の超音波変換器アセンブリ。
  23. 前記複合材は、エポキシ中に懸濁されたマイクロバルーンを含み、前記複合材は、空気の音響インピーダンスの約５％以内の音響インピーダンスを有する、請求項２０に記載の超音波変換器アセンブリ。
  24. 前記圧電層の下にある、バッキング層と、
    前記変換器層と前記バッキング層との間の不整合層であって、前記第２の切溝は、前記１つまたはそれを上回る整合層、前記圧電層、および前記不整合層を通して前記バッキング層の中に延在する、不整合層と、
    をさらに備える、請求項２０に記載の超音波変換器アセンブリ。
  25. 前記不整合層の音響インピーダンスは、炭化タングステンの音響インピーダンスと実質的に異なる、請求項２４に記載の変換器アセンブリ。
  26. 前記不整合層の音響インピーダンスは、前記圧電層の音響インピーダンス未満である、請求項２４に記載の変換器アセンブリ。
  27. 前記圧電層および前記複数の整合層は、方位角軸に沿って延在するある長さを有し、
    前記複合充填材の中に形成される溝をさらに備え、前記第１および第２の切溝は、前記方位角軸に対して第１の幅を有し、前記溝は、前記方位角軸に対して前記第１の幅未満の第２の幅を有する、請求項２０に記載の変換器アセンブリ。
  28. 前記圧電層および前記複数の整合層は、方位角軸に沿って延在するある長さを有し、対応する個々の第１および第２の切溝内の前記複合充填材の前記第１の深度および前記第２の深度は、前記方位角軸に対して変動する、請求項２０に記載の変換器アセンブリ。
  29. 前記圧電層および前記複数の整合層は、仰角軸に沿って延在するある幅を有し、対応する個々の第１および第２の切溝内の前記複合充填材の前記第１の深度および前記第２の深度は、前記仰角軸に対して変動する、請求項２０に記載の変換器アセンブリ。
  30. 前記複合充填材は、前記Ｚ−軸に対して段階化される、音響インピーダンスを有する、請求項２０に記載の変換器アセンブリ。
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