JP3505296B2 - 超音波探触子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探触子に関
し、特に音響レンズを用いて超音波ビームのフォーカシ
ングを行う超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断においては、リニア電子走査
方式やセクタ電子走査方式等の様々な電子走査アレイ探
触子が用いられている。例えばリニア電子走査方式のア
レイ探触子は、微小な短冊形の圧電振動子を多数配列し
たアレイ型の振動子部を有し、送受信する圧電振動子を
順次切り換えることにより超音波ビームの走査を実現す
る。このような電子走査アレイ探触子では、超音波の指
向性を鋭くして分解能を増すために、電子走査と同時
に、圧電振動子の配列方向（アレイ方向と呼ぶ）につい
ていわゆる電子フォーカスが行われる。

【０００３】電子フォーカスはアレイ方向についての分
解能向上を狙ったものであるが、電子走査アレイ探触子
では、更にスライス方向（すなわち、アレイ方向と垂直
な方向）についての分解能を向上させるために、振動子
アレイの前面に固定焦点の音響レンズを設けるのが一般
的である。

【０００４】図７は、従来のリニアアレイ探触子を示す
斜視図であり、内部構造を詳しく説明するために部分的
に断面を切って図示している。

【０００５】図７に示すように、リニアアレイ探触子に
おいては、複数の圧電振動子１００がアレイ方向に整列
してバッキング材１２０上に固定されており、これら圧
電振動子１００上には生体との音響インピーダンスの整
合をはかるために２層の音響整合層１３０ａ及び１３０
ｂが設けられている。個々の圧電振動子１００は、圧電
セラミック等の材質からなる圧電体１１０の表面に正電
極１１５ａ及び負電極１１５ｂを設けた構造となってい
る。音響整合層１３０の上には、アレイの各圧電振動子
１００から放射される超音波ビームをスライス方向につ
いて収束させるために、音響レンズ１４０が設けられて
いる。なお、電極１１５ａ，１１５ｂのスライス方向端
部からリード線が引き出されるが、図７においてはこの
リード線の図示を省略している。

【０００６】図７はリニア型のアレイ探触子を表したも
のであるが、セクタ型やコンベックス型の探触子も基本
的な構成は同様であり、スライス方向の分解能（以下
「スライス分解能」と呼ぶ）を増すために振動子アレイ
の前面に音響レンズを設けることが多い。

【０００７】このように振動子アレイの前面に音響レン
ズを設けた場合、音響レンズは固定焦点であるため焦点
距離の近傍では良好なスライス分解能を得ることができ
るが、焦点距離近傍から遠く離れた位置では超音波ビー
ムが広がりスライス分解能が劣化する。超音波画像とし
ては、探触子近傍から遠方までできるだけ分解能の均一
な画像が得られることが望ましいが、固定焦点の音響レ
ンズを用いる以上、スライス分解能の均一性の高い画像
を得ることは困難であった。

【０００８】このような状況に対し、スライス分解能を
できるだけ均一化するために様々な試みが為されてい
る。

【０００９】その一つは、個々の圧電振動子をスライス
方向にも分割して全体として２次元配列とし、通常のア
レイ方向だけでなく、スライス方向の並びに沿ってもデ
ィレイを設けることにより、スライス方向についても電
子フォーカスを行うという手法である。しかしながら、
この手法を利用した装置は、探触子の製造の困難さや、
電子走査や電子フォーカスの制御のための回路構成の複
雑化・大規模化のため、コストが高くなるという問題が
あった。

【００１０】また、他の手法として、特願平２−５１３
９７５号には、電気機械結合係数がスライス方向に沿っ
て徐々に小さくなるように圧電体の分極率にスライス方
向に沿った重みづけを施すという手法が開示されてい
る。この手法では、圧電体の各部分の分極率を、図８に
示すようなステップ状のパターンでスライス方向に沿っ
て重みづけする。これにより各圧電振動子の送受信エネ
ルギーにスライス方向に沿った重みづけがなされる。し
かしながら、このような圧電体の分極率の重みづけも、
各圧電振動子が極めて小さいことを考えれば、かなり困
難であるといわざるを得ない。

【００１１】更にこのほかに、特願平３−１９５５７２
号には、スライス分解能を均一化する手法として、圧電
体の表面に設けられる電極の外形形状を例えば菱形形状
とすることにより圧電振動子の送受信エネルギーにスラ
イス方向に沿った重みづけを行うという手法が開示され
ている。図９は、この手法を用いた超音波探触子の振動
子部を示す概略図である。この手法では、図９に示され
るように、各圧電振動子１００の圧電体１１０の表面に
設けられる電極１１５を、スライス方向中央部から端部
に向かって次第に幅が狭くなる菱形形状とすることによ
り、圧電振動子１００から送受信されるエネルギーをス
ライス方向に沿って重みづけする。このような手法によ
れば、各圧電振動子１００のスライス方向中央部ほど送
受信エネルギーが大きくなるので、スライス分解能の距
離依存性を改善することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示す構成には、様々な製造上の問題が存在する。

【００１３】その一つは、電極１１５からのリード線の
引出しの困難性である。すなわち、リード線は、構造
上、圧電振動子１００のスライス方向端部から引き出す
ことになるが、電極１１５の当該端部は幅が狭いためリ
ード線の取り付けが極めて困難である。

【００１４】また、製造上の問題としては、他に圧電振
動子の切り出しの困難性がある。すなわち、一般に圧電
振動子を製造する場合、圧電材料からなる長い基板の表
面に電極を形成した後、これを所望のピッチごとに切断
することにより個々の圧電振動子を得る。従って、図９
に示す構成を採用する場合、図１０に示すように、長い
圧電体板１５０の表面上にアレイ方向に沿って多数の菱
形形状の電極１１５を形成し、このようにしてできた圧
電振動子板２００を所定ピッチごとに切断することによ
り個々の圧電振動子１００を得る。この場合、圧電振動
子板２００を各電極１１５のアレイ方向端部で正確に切
断する必要があるが、個々の圧電振動子のピッチは小さ
いので（小さいものではピッチが０．２ｍｍ以下のもの
も存在する）、この作業は極めて精密な制御が必要とな
る。

【００１５】更に、図９に示す構成には、電極形状の汎
用性の点で問題があった。すなわち、アレイ型振動子に
おける個々の圧電振動子のピッチは、例えばセクタ型探
触子はリニア型探触子に比べて圧電振動子のピッチが小
さい等というように、探触子の用途や種類によってそれ
ぞれ異なってくる。ところが、図９に示す構成では、特
定形状の電極は特定のピッチにしか対応しないので、異
なったピッチの圧電振動子を作るためには、それぞれの
ピッチに応じて形状の異なった電極を用いる必要があっ
た。

【００１６】本発明は、このような諸問題を解決するた
めになされたものであり、音響レンズのフォーカシング
方向についての分解能の距離依存性を改善することがで
き、しかも比較的容易に製造することが可能な超音波探
触子を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明に係る超音波探触子は、圧電振動子の圧電
体の表面に設けられる正及び負の電極のうち少なくとも
一方を、複数の空孔を有する電極であって前記空孔部分
の占める面積比率が電極の中央部から端部に向かうほど
大きくなるように重みづけが施されたアポタイズ電極
（重みづけ電極）としたこと特徴とする。ここで、重み
づけの関数としては、例えばハミング関数やガウス分布
などを用いることができる。

【００１８】前記電極についての重みづけは、空孔の数
密度を電極内の位置に応じて変化させることによって行
うこともできるし、空孔の大きさを電極内の位置に応じ
て変化させることによって行うこともできる。

【００１９】本発明に係る超音波探触子では、アポタイ
ズ電極において空孔部分の占める面積比率が電極の中央
部から端部に向かうほど大きくなるので、振動子の中央
ほど電極の有効部分の面積比率が大きくなる。従って、
圧電体に与えられる励振エネルギーが振動子の中央部ほ
ど大きくなるので振動子の中央部ほど送信音圧が大きく
なり、また超音波を受信したときに生じる受信電圧も振
動子の中央部ほど大きくなる。これにより、音響レンズ
のフォーカシング方向についての分解能の距離依存性を
改善することができる。

【００２０】特にアレイ探触子においては、各圧電振動
子に設けられる電極として、空孔の占める面積比率がス
ライス方向に沿って中央から端部に向かうほど大きくな
るように重みづけが施されたアポタイズ電極を用いるこ
とにより、スライス分解能の距離依存性が改善される。

【００２１】そして、このようなアポタイズ電極は、振
動子端部においても電極部分が広範囲に分布しているた
め、リード線の引き出しが容易となる。

【００２２】また、アレイ型の探触子の場合、本発明に
おけるアポタイズ電極は、スライス方向について空孔の
面積比率の重みづけが施されるが、アレイ方向について
は一様な構造となっている。従って、アポタイズ電極を
用いる場合、従来の菱形形状電極のように異なるピッチ
ごとに異なった電極パターンを用意する必要はなく、ア
ポタイズ電極が形成された圧電振動子板を切断する時の
ピッチを変えるだけで、様々なピッチの圧電振動子を得
ることができる。更には、圧電振動子の切り出し時に
も、従来の菱形形状電極のように圧電振動子板を電極端
部に合わせて切断する必要がないので、制御が容易とな
る。

【００２３】また、本発明に係る超音波探触子の他の構
成は、各圧電振動子の圧電体の表面に設けられる正及び
負の電極のうち少なくとも一方を、アレイ方向に沿った
複数のスリットを有する電極であって前記スリットの占
める面積比率が前記スライス方向に沿って中央部から端
部に向かうほど大きくなるように重みづけが施されたア
ポタイズ電極としたことを特徴とする。

【００２４】この構成によっても、電極の有効部分の面
積比率を圧電振動子の中央部分ほど高くすることができ
るので、圧電振動子の中央部分ほど送受信エネルギーを
大きくすることができる。これにより、スライス方向分
解能の距離依存性を改善することができる。しかも、こ
の構成は、アポタイズ電極はアレイ方向については一様
な構造となっているので、前述した構成と同様の様々な
製造上の利点を有する。

【００２５】また、本発明に係る超音波探触子の製造方
法は、圧電体板の表面に、複数の空孔を有する電極であ
って前記空孔の占める面積比率がスライス方向に沿って
中央部から端部に向かうほど大きくなるように重みづけ
が施されたアポタイズ電極を形成して圧電振動子板を得
る電極形成工程と、電極形成工程で形成された電極に所
定の電圧を印加することにより、前記圧電体板にスライ
ス方向に沿った分極率の分布を与える分極率調整工程
と、分極率調整工程を経た圧電振動子板をアレイ方向に
そって所定ピッチごとに分割して圧電振動子を得る分割
工程と、を含むことを特徴とする。

【００２６】この方法によれば、圧電体板にアポタイズ
電極を形成した後にそのアポタイズ電極に所定の電圧を
印加した場合、空孔の分布に応じてスライス方向中央部
ほど圧電体板に作用する電界が強くなるため、圧電体板
に対しスライス方向中央部ほど分極率が高くなるように
分極率の分布を与えることができる。この結果、アポタ
イズ電極による重みづけと圧電体の分極率分布による重
みづけとの両方の重みづけが施された圧電振動子板を得
ることができる。そして、この圧電振動子板をアレイ方
向に沿って所定ピッチごとに分割することにより、個々
の圧電振動子を得る。このように、圧電体板上にアポタ
イズ電極を形成した後にこのアポタイズ電極に所定電圧
を印加して圧電体の分極率を調整することにより、圧電
体の電極空孔に対応する部分の分極率を、電極に接して
いる部分の分極率よりも小さくすることができる。した
がって、この方法によれば、圧電体の電極空孔に対応す
る部分における圧電効果の発生を抑制することができ、
アポタイズ電極によるスライス方向重みづけの効果をよ
り確実なものとすることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る超音波探触子
の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

【００２８】実施形態１．図１は、本発明の実施形態１
における超音波探触子の振動子部の構成を示す概略図で
ある。図に示すように、本実施形態の超音波探触子はア
レイ型であり、その振動子部は、アレイ方向に沿って配
列された複数の圧電振動子１０を含んでいる。なお、本
実施形態に係る超音波探触子の全体構成は、図７に示し
たものと同様である。

【００２９】このような構成の探触子において、各圧電
振動子１０に設けられたアポタイズ電極１２には、多数
の微小な空孔１４が貫通形成されている。本実施形態で
は、これら多数の空孔１４は、すべてほぼ同じ面積を有
しており、アポタイズ電極１２のスライス方向中央部か
ら端部にかけて次第に密になるように設けられている。
このときの空孔１４の分布関数としては、例えばハミン
グ関数やガウス分布を用いる。微小な空孔１４は、エッ
チング等の手法により比較的容易に形成することができ
る。

【００３０】このように、本実施形態に係るアポタイズ
電極１２は、空孔１４の数密度をスライス方向中央部か
ら端部にかけて次第に高くすることにより、電極全体に
対する空孔部分の面積比率が電極のスライス方向端部ほ
ど大きくなるように構成されている。これにより、アポ
タイズ電極１２においては、圧電体に対して電極として
作用する有効部分がスライス方向中央部ほど大面積とな
る。図２に、アポタイズ電極１２の有効部分の面積比率
のスライス方向に沿った分布の例を示すが、これはあく
まで一例であり、スライス方向中央部ほど電極の有効面
積の比率が大きくなるような分布であればこの他の分布
であっても良い。

【００３１】このように電極のスライス方向端部に近く
なるほど有効電極部分の比率が低くなるようにすること
により、図９に示した菱形形状の電極と同様の圧電振動
子１０の重みづけが可能となる。従って、本実施形態の
アポタイズ電極１２によれば、各圧電振動子１０のスラ
イス方向中央部ほど、圧電体に与えられる励振エネルギ
ーが大きくなり（すなわち、送信音圧が大きくなり）、
また超音波を受信したときに生じる受信電圧も大きくな
る。このようなアポタイズ電極１２を備えた圧電振動子
１０を用いることにより、探触子のスライス分解能を均
一に近づけることが可能になる。

【００３２】なお、この本実施形態の効果は、圧電振動
子１０の正負の２つの電極のうちの一方のみをアポタイ
ズ電極とする場合、及び両方ともアポタイズ電極とする
場合のいずれの構成によっても得ることができる。もち
ろん、正負電極の両方をアポタイズ電極とする場合のほ
うが重みづけの度合は高くなる。

【００３３】また、この例では、アポタイズ電極１２に
おける空孔部分の面積比率をスライス方向に沿って変化
させるために、各空孔１４の面積を同一とし、その数密
度をスライス方向に沿って変化させたが、空孔部分の面
積比率を変化させる方法としては、この他にも各空孔１
４の面積をスライス方向に沿って変化させるという方法
もある。すなわち、スライス方向に沿って中央部から端
部にかけて次第に空孔１４の面積が大きくしていくとい
う方法である。この方法によっても、空孔部分の面積比
率を、アポタイズ電極１２のスライス方向端部に行くほ
ど大きくなるようにすることができる。

【００３４】また、本実施形態においては、空孔１４の
形状は特に限定されず、円形、楕円形、多角形その他ど
のような形状を採用しても良い。

【００３５】以上に説明したように、本実施形態の構成
は、スライス分解能の均一化に有効であるが、この他に
も図９に示したような菱形形状電極を用いる構成に比べ
て様々な製造上の利点を有する。以下、本実施形態にお
ける圧電振動子の製造プロセスについて説明しつつ、そ
れら本実施形態の構成の利点を説明する。

【００３６】本実施形態における圧電振動子を製造する
場合、まずその圧電振動子の幅（スライス方向の幅）と
同一幅を有する長い圧電体板を用意し、その圧電体板の
表面に電極を形成する。この電極の形成は、メッキや蒸
着、スパッタなどの様々な手法により行うことができ
る。そして、半導体プロセス技術等において周知のエッ
チング等の手法により、電極に対してスライス方向の端
部ほど空孔の面積比率が高くなるようなパターンで多数
の空孔を穿設する。この結果、図３に示すような圧電振
動子板２０が得られる。そして、この圧電振動子板２０
をアレイ方向に沿って所望のピッチ毎に切り出すことに
より、個々の圧電振動子１０が得られる。

【００３７】ここで、本実施形態では、個々の空孔は圧
電振動子１０の大きさに比べてはるかに小さいため、図
３に示す圧電振動子板２０はアレイ方向についてはほぼ
一様な構造であるとみなすことができる。従って、この
圧電振動子板２０からは、どのようなピッチで切出しを
行っても、同一の重みづけ効果を有する圧電振動子１０
が得られる。すなわち、本実施形態においては、図９に
示した菱形形状電極を用いる場合と異なり、一種類の重
みづけパターンの圧電振動子板から様々なピッチの圧電
振動子を得ることが可能となる。

【００３８】また、このことは、圧電振動子板から個々
の圧電振動子を切り出す際の切断位置の位置決めに多少
の誤差が生じた場合でも、得られる圧電振動子のスライ
ス方向重みづけが変化しないことを意味する。したがっ
て、この構造を採用すれば圧電振動子を切出す際の切断
位置の位置決め制御の負担が大幅に軽減される。

【００３９】更に、本実施形態のように空孔型のアポタ
イズ電極を採用した場合、空孔型のアポタイズ電極は端
部においても電極部分が広範囲に分布しているためリー
ド線の引き出しが容易となり、この結果探触子の組立て
が容易となる。

【００４０】また、本実施形態において、更に圧電体自
体の分極率に重みづけを施すこともできる。すなわち、
図３に示す圧電振動子板２０を形成した後、アポタイズ
電極１２に高電圧を印加すれば、空孔１４の分布に応じ
て圧電体のスライス方向中央部ほど分極率が高くなるよ
うに重みづけを施すことができる。このようにして製造
した圧電振動子板２０を所定ピッチで切り出すことによ
り、個々の圧電振動子が得られる。このような圧電体分
極率の調整によれば、圧電体の電極下方部分は空孔下方
部分よりも相対的に分極率が高くなるので、実際に圧電
振動子を用いる場合の空孔領域における圧電効果の発生
を低減し、アポタイズ電極によるスライス方向重みづけ
の効果をより確実なものとすることができる。

【００４１】この効果について、更に詳しく説明する。
圧電振動子１０からリード線を引き出す方法には、電極
端部にリード線を取り付ける方法のほかに、電極全体を
覆うように導電性材質の箔を電極表面に導電的に接着し
てこの箔をリードとして用いる方法や、導電性材質から
なる音響整合層を電極表面に導電的に接着してこの音響
整合層からリード線を引き出す方法がある。ところが、
後二者の方法では、圧電体表面の電極空孔下方の部分に
は、電極自体は存在しないものの少し離れた位置に導電
体（導電性の箔又は音響整合層）が存在することにな
り、この導電体の影響で圧電体の空孔下方部分にも弱い
圧電効果が生じる場合がある。そして、この弱い圧電効
果によってアポタイズ電極によるスライス方向重みづけ
の効果が劣化してしまう可能性がある。これに対し、圧
電体板表面にアポタイズ電極を形成した後に高電圧を印
加して圧電体板の分極率を調整する方法を採れば、圧電
体の空孔下方部分の分極率は低くなるので、導電性の箔
又は音響整合層を用いてリード線を引き出す構成とした
場合における圧電体の空孔下方部分の圧電効果を低減す
ることができ、この結果アポタイズ電極によるスライス
方向重みづけの効果の劣化を防ぐことができる。

【００４２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、近傍から遠方に至るまで均一に近いスライス分解能
が得られ、しかも製造が比較的容易なアレイ探触子を得
ることができる。

【００４３】なお、本実施形態の構成は、リニア型、セ
クタ型、コンベックス型等のあらゆるタイプの電子走査
型探触子に適用可能である。

【００４４】また、以上説明した実施形態では、アレイ
探触子についての本発明の適用例について説明したが、
本発明はアレイ型に限らず単一振動子型の探触子にも適
用可能である。単一振動子型の探触子においても、フォ
ーカシングのために振動子の前面に音響レンズを設ける
ことが多いので、分解能の不均一さの問題が生じる場合
があるが、このような場合でも本発明を適用すれば問題
は解消される。例えば、円形振動子の場合について説明
すると、その振動子の電極に空孔を設け、その空孔の分
布パターンを図４に示すように中心近傍ほど空孔部分の
面積比率が小さくなるように重みづけすれば、上記実施
形態と同様の原理により音響レンズによる分解能の距離
依存性が改善される。他の形状の振動子の場合も、これ
と同様に振動子の中心近傍ほど空孔の面積比率が小さく
なるようなパターンで電極に重みづけを施すことによ
り、分解能の均一化を図ることができる。

【００４５】実施形態２．実施形態１では、電極に対し
て空孔を所定の分布で設けることにより、圧電振動子の
送受信エネルギーのスライス方向の重みづけを行った。
これに対して、この実施形態２では、空孔ではなくスリ
ットを所定の分布で設けることにより、圧電振動子の送
受信エネルギーのスライス方向重みづけを行う。

【００４６】図５は、本発明の実施形態２の超音波探触
子の振動子部の構成を示す概略図である。

【００４７】図５において、アレイを形成する各圧電振
動子１０のアポタイズ電極１２には、多数のスリット１
６が形成されている。このスリット１６はアポタイズ電
極１２を縦断しているので、圧電体表面におけるスリッ
ト１６に対応する部分には電極が存在しない。本実施形
態では、このスリット１６を、電極の有効面積比率がス
ライス方向中央部で高く、端部で低くなるように分布さ
せることによりスライス方向重みづけを行う。図５の例
では、スリット１６を、スライス方向端部に行くほど密
で、かつその幅が広くなるような分布で形成している。
なお、図５では分かりやすくするためにスリット１６を
誇張して示している。したがって、実際の圧電振動子１
０では、図５に示したものよりもスリットの幅は遥かに
幅が小さく、スリットの本数も多い。

【００４８】このように、スライス方向端部に行くほど
密になるように電極１２にスリットを設けることによっ
て、圧電振動子１０の送受信エネルギーのスライス方向
の重みづけを行うことができる。

【００４９】なお、スライス方向の重みづけは、スリッ
トの幅をすべて同一とし、スリットの分布密度をスライ
ス方向端部に向かって高くすることによってもできる
し、また１本１本のスリットの幅をスライス方向端部に
向かって大きくすることによってもできる。図５の例は
この両者を併用したものである。

【００５０】このようなスリット１６により重みづけさ
れた圧電振動子１０は、実施形態１の場合と同様にして
製造することができる。すなわち、まず、長い圧電体板
上に電極を形成した後、電極の一部をエッチング等の手
法で除去することにより、図５に示すようなパターンで
スリットを形成する。ここで、スリットによる重みづけ
は、正負の電極の一方に行うだけでもよいし、両電極に
対して行ってもよい。この結果得られる圧電振動子板を
アレイ方向に沿って所定ピッチごとに切り出すことによ
り、圧電振動子１０が得られる。

【００５１】したがって、本実施形態によれば、実施形
態１と同様、１つのパターンの圧電振動子板から、同一
の重みづけ効果を有する様々なピッチの圧電振動子を得
ることができる。また、圧電振動子を切出す際の切断位
置の位置決め制御の負担も軽減される。

【００５２】なお、図５に示した構成では、アポタイズ
電極１２はスリット１６により分断されているため、電
極のスライス方向端部からリード線を引き出したので
は、電極全体に電圧を印加することができない。そこ
で、本実施形態では、リード線の代わりに金属等の導電
性物質の箔を用いて電極に電圧を印加する。この構成に
ついて、図６を用いて更に詳しく説明する。

【００５３】図６は、本実施形態における超音波探触子
の組み立て方法を説明するための断面図であり、図７と
同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略
する。

【００５４】図６において、圧電振動子１０は、圧電体
１１と正負のアポタイズ電極１２ａ，１２ｂとから構成
される。アポタイズ電極１２ａ，１２ｂは、スライス方
向重みづけのためにスリットが形成されている。なお、
この図６も、図５と同様スリットを実際よりも誇張して
示している。

【００５５】そして、本実施形態では、探触子の組み立
て時に、圧電振動子１０を導電箔３０ａ，３０ｂで挟み
込む。この結果導電箔３０ａ，３０ｂはアポタイズ電極
１２ａ，１２ｂのすべての部分に接触するので、この導
電箔３０ａ，３０ｂからアポタイズ電極１２ａ，１２ｂ
の各部へ電圧を印加することが可能となる。導電箔３０
ａ，３０ｂとしては金属箔やＦＰＣ（フレキシブルプリ
ント板）を用いることができる。導電箔３０ａ，３０ｂ
は圧電振動子１０とほぼ同じ幅を有しており、各圧電振
動子ごとに１対の導電箔３０ａ，３０ｂが設けられる。
なお、導電箔３０ａ，３０ｂとアポタイズ電極１２ａ，
１２ｂの表面とは、例えば導電性接着剤を用いて接着す
る。

【００５６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、近傍から遠方に至るまで均一に近いスライス分解能
が得られ、しかも製造が比較的容易なアレイ探触子を得
ることができる。

【００５７】本実施形態の構成は、リニア型、セクタ
型、コンベックス型等のあらゆるタイプの電子走査型探
触子に適用可能である。

【００５８】なお、本実施形態においても、実施形態１
と同様、スリットによる重みづけに加え圧電体の分極率
に分布を与えることにより、圧電体のスリット領域にお
いて導電箔の影響によって生じる圧電効果を低減するこ
とができ、アポタイズ電極によるスライス方向重みづけ
の効果の劣化を防ぐことができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音響レンズに起因する分解能の距離依存性が改善されし
かも製造容易な超音波探触子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態１の超音波探触子の振動子部の概略
構成を示す説明図である。

【図２】 実施形態１の超音波探触子の圧電振動子にお
ける電極の有効部分の面積比率のスライス方向に沿った
分布を示す図である。

【図３】 実施形態１の超音波探触子の圧電振動子を切
出す際の元となる圧電振動子板を示す概略図である。

【図４】 円形の単一振動子に本発明を適用する場合の
空孔の分布パターンの一例を示す図である。

【図５】 実施形態２の超音波探触子の振動子部の概略
構成を示す説明図である。

【図６】 実施形態２の超音波探触子の組み立て方法を
説明するための図である。

【図７】 アレイ探触子の一般的な構造を示すための部
分断面斜視図である。

【図８】 圧電体の分極率の調節による従来の圧電振動
子の重みづけの方法を説明するための図である。

【図９】 電極を菱形形状にすることにより重みづけを
施した従来の圧電振動子のアレイを示す概略図である。

【図１０】 従来の圧電振動子板を示す概略図である。

【符号の説明】 １０，１００ 圧電振動子、１２ アポタイズ電極、１
４ 空孔、１６ スリット、２０ 圧電振動子板、１１
０ 圧電体、１１５ａ 正電極、１１５ｂ 負電極、１
２０ バッキング材、１３０ａ，１３０ｂ 音響整合
層、１４０ 音響レンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−46900（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−192700（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−293399（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 17/00 330 H04R 17/00 332 A61B 8/00 G01N 29/24 502

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレイ状に配列された複数の圧電振動子
   を有する超音波探触子の製造方法であって、 圧電体板の表面に、複数の空孔を有する電極であって前
   記空孔の占める面積比率がスライス方向に沿って中央部
   から端部に向かうほど大きくなるように重みづけが施さ
   れたアポタイズ電極を形成して圧電振動子板を得る電極
   形成工程と、 電極形成工程で形成されたアポタイズ電極に所定の電圧
   を印加することにより、前記圧電体板にスライス方向に
   沿った分極率の分布を与える分極率調整工程と、 分極率調整工程を経た圧電振動子板をアレイ方向にそっ
   て所定ピッチごとに分割して圧電振動子を得る分割工程
   と、 を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の超音波探触子の製造方
   法において、前記アポタイズ電極は、前記空孔の数密度
   を電極内の位置に応じて変化させることによって重みづ
   けされることを特徴とする超音波探触子の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の超音波探触子の製造方
   法において、前記アポタイズ電極は、前記空孔の大きさ
   を電極内の位置に応じて変化させることによって重みづ
   けされることを特徴とする超音波探触子の製造方法。
4. 【請求項４】 アレイ状に配列された複数の圧電振動子
   を有する超音波探触子の製造方法であって、 圧電体板の表面に、アレイ方向に沿った複数のスリット
   を有する電極であって前記スリットの占める面積比率が
   前記スライス方向に沿って中央部から端部に向かうほど
   大きくなるように重みづけが施されたアポタイズ電極を
   形成して圧電振動子板を得る電極形成工程と、 電極形成工程で形成されたアポタイズ電極に所定の電圧
   を印加することにより、前記圧電体板にスライス方向に
   沿った分極率の分布を与える分極率調整工程と、 分極率調整工程を経た圧電振動子板をアレイ方向にそっ
   て所定ピッチごとに分割して圧電振動子を得る分割工程
   と、 を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。