JP3944009B2

JP3944009B2 - 超音波振動子及びその製造方法

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Publication number: JP3944009B2
Application number: JP2002191305A
Authority: JP
Inventors: 正平佐藤
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004040250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波の送受波を行う超音波振動子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
２Ｄアレイ振動子は、縦横に振動素子を配列してなるアレイ振動子であり、超音波ビームを電子的に二次元走査して三次元エコーデータ空間を形成する場合に用いられる。その場合の電子走査方法としては、電子セクタ走査などが知られている。２Ｄアレイ振動子は極めて多数の振動素子によって構成され、各振動素子へ接続されるリード線（接続電極）も多数となる。このため２Ｄアレイ振動子を実際に製造する際の製造コストは非常に大きい。
【０００３】
そこで、複数の振動素子の中で、実際に超音波の機能させる振動素子を少数に限定し、更にそれらを分散配置して、超音波ビームの二次元走査を実現することが提案されている。これはスパース型２Ｄ振動子と称される。このスパース型２Ｄアレイ振動子の場合、グレイティングローブ（不要輻射）が大きくなり、超音波画像の画質が劣化するという問題がある。その理由は、縦横の分割溝の形成によって、複数の振動素子（個々の振動素子は有効振動素子又は無効振動素子として機能する）を分割形成する製造上の要請から、有効振動素子間の実際の間隔が、振動素子間のピッチの整数倍となるためである。一般に、グレイティングローブを低減するためには、振動素子間のピッチを小さくすべきであるが、振動素子間のピッチを振動素子サイズよりも小さくすることは不可能である。
【０００４】
振動素子の配列や形状が規則的になることに伴う問題は、スパース型２Ｄアレイ振動子の他に、通常の２Ｄアレイ振動子、１．５Ｄアレイ振動子（電子走査方向と直交するエレベーション方向にも振動素子を配列して電子制御を行うもの）、１Ｄアレイ振動子においても生じる。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、超音波振動子において、圧電材料の特殊加工を要することなく、振動素子の配列や形状などの設計の自由度を高められるようにすることにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、振動素子間のピッチを振動素子の整数分の１にできるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、振動素子の配列の規則性を崩してグレイティングローブを低減することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、圧電材料からなり縦横に整列配置された複数の要素として構成される要素アレイと、前記要素アレイに対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、を含み、前記各要素グループごとにそれぞれ振動素子が構成され、前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、例えば、圧電材料（振動子材料）からなる圧電板を縦横に溝切りあるいはダイシングすることによって複数の要素がマトリックス状に形成され、すなわち要素アレイが構成される。その要素アレイに対しては複数の要素グループが設定され、各要素グループごとに共通接続電極が電気的に接続される。よって、それらの共通接続関係にある複数の要素は、それら全体として超音波の送波・受波を行う振動素子として機能する。よって、要素グループの設定パターン如何によって、所望の位置に所望の形状の振動素子を構成することが可能であり、つまり、圧電材料の複雑な加工を要することなく、配線すなわち電極接続を適宜を行うだけで振動素子を構成できる。ここで、要素は振動素子の形状最小単位あるいは位置決め最小単位を構成するものである。なお、要素アレイの内で一部の要素が超音波の送受波を行わない無効要素とされてもよい。その場合には、無効要素自身を電気的に開放状態においてもよいが、電気的に短絡状態におくのが望ましい。また、要素アレイの内で単独で振動素子として機能する要素があってもよい。
【００１０】
望ましくは、前記要素アレイの裏側にはバッキング層が設けられ、前記バッキング層には前記複数の共通接続電極が挿通される。複数の共通接続電極の形成パターンを適宜設定することによって、所望の振動素子パターンを構成することができる。複数の共通接続電極をバッキング層に設ければ、各振動素子への信号接続を容易に行える。
【００１１】
望ましくは、前記各要素グループは、それぞれ同一要素数によって構成され、かつ、それぞれ同一形状を有する。また、前記要素アレイに対して設定される複数の要素グループの中には、第１要素グループと、その第１要素グループとは要素数及び形状の少なくとも一方が異なる第２要素グループが含まれる。
【００１２】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、圧電材料からなり縦横に整列配置された複数の要素として構成される要素アレイと、前記要素アレイに対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、を含み、前記各要素グループごとに振動素子が構成され、前記要素アレイ上に複数の振動素子が分散的に設定され、前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、スパース型２Ｄ振動子が構成され、それを構成する複数の振動素子はそれぞれ複数の要素によって構成される。例えば、２×２個の要素によって振動素子を構成する場合には、縦方向及び横方向における振動素子間の最小ピッチは要素１個分となる。つまり、その場合には、従来よりもピッチを半分にでき、グレイティングローブを低減可能である。各振動素子は互いに同一形状を有していてもよいが、アレイ中央とアレイ周辺とでその形状（あるいは要素数）を可変するようにしてもよい。また、送波振動素子と受波振動素子が別々に構成される場合には、それらの間で要素数を変えるようにしてもよい。
【００１４】
望ましくは、前記要素アレイは、前記振動素子を構成する複数の有効要素と、前記振動素子を構成しない複数の無効要素と、からなる。
【００１５】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、圧電材料からなりエレベーション方向に整列した要素列を電子走査方向に並べて構成される要素アレイと、前記各要素列に対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、を含み、前記各要素グループごとに振動素子が構成され、前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、１Ｄアレイ振動子や１．５Ｄアレイ振動子などのアレイ振動子において、エレベーション方向に整列した要素列ごとに振動素子パターン（配列）を自在に設定可能である。
【００１７】
なお、隣接する要素列間で前記エレベーション方向における振動素子パターンが互いに異ならせてもよい。この構成によれば、規則性を緩和することになるので、その規則性ゆえに生じるグレイティングローブを低減することが可能である。
【００１８】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、圧電材料からなりエレベーション方向に整列した要素列を電子走査方向に並べて構成される要素アレイと、前記各要素列に対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、前記各要素列における要素グループに属しない各孤立要素ごとに設けられた複数の個別接続電極と、を含み、前記各要素グループ及び前記各単独要素ごとに振動素子が構成され、前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、振動素子は複数の要素で構成されるとともに必要に応じて単独の要素で構成され、すなわち、各振動素子ごとにそれを構成する要素数が適宜設定される。各振動素子には共通接続電極（要素グループの場合）又は個別接続電極（単独要素の場合）が接続される。
【００２０】
（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、圧電材料からなりエレベーション方向に整列した要素列を電子走査方向に並べて構成される要素アレイと、前記各要素列における送波及び受波の少なくとも一方で利用される有効要素群に対して接続される複数の接続電極と、を含み、隣接する要素列間で有効要素群からなる開口位置をエレベーション方向に異ならせたことを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、隣接する要素列間においてエレベーション方向の開口位置を異ならせることが可能となり、開口位置に多様性をもたせることができる。
【００２２】
（６）また、上記目的を達成するために、本発明は、圧電材料からなりエレベーション方向及び電子走査方向に並んで構成される複数の要素としての要素アレイと、前記各要素アレイに対して設定された各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、を含み、前記各要素グループは振動素子を構成し、前記各振動素子は前記エレベーション方向を長手方向とした形態を有し、且つ、前記各振動素子が前記電子走査方向に並んで整列し、前記各振動素子における長手方向に沿った両側辺が要素を単位とした凹凸形状を有することを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、圧電材料に対する特殊な切削などを要することなく、所望の形状をもった振動素子を構成することができる。
【００２４】
（７）また、上記目的を達成するために、本発明は、圧電材料からなり縦横に整列配置された複数の要素として構成される要素アレイに対し、その要素アレイに対して設定される各要素グループごとに、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極を設け、前記各共通接続電極の形成に際し、前記各共通接続電極がそれに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有するようにし、前記要素アレイを構成する要素が振動素子の位置決め単位及び形状単位の少なくとも一方を構成することを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、縦方向及び横方向における振動素子間の最小ピッチを振動素子よりも小さくでき、かつ、振動素子自体は従来同様の大きさを維持することも可能である。よって、分解能が高くアーチファクトの少ない超音波画像を形成可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１には、本発明に係る超音波振動子の要部構成が斜視図として示されている。この超音波振動子はスパース型２Ｄ振動子である。
【００２８】
バッキング１０は超音波吸収部材によって構成されるものであり、そのバッキング１０には上下方向に沿って複数のリード１２が埋設されている。各リード１２は、スパース型２Ｄ振動子を構成する各振動素子ごとに設けられており、これについては後に詳述する。バッキング１０の上面１０Ａ上には電極アレイ１４が形成される。この電極アレイ１４は縦横に整列した複数の電極パッド１６によって構成されるものである。
【００２９】
要素アレイ１８は、スパッタリング等の公知の方法で、上面及び下面に極薄の導電層（電極）が形成された圧電材料をカッティングしてなるものである。すなわち、各要素２０の上面には図示されていないグランド側電極、各要素２０の下面には図示されていないシグナル側電極が形成されている。また、バッキング１０の上面１０Ａには、各電極パッド１６に対応した位置に複数の要素２０が設けられており、各電極パッド１６は、各要素２０のシグナル電極と位置的に対応している。これらの複数の要素２０は要素アレイ１８を構成する。後述するように、要素アレイ１８は大別して有効要素と無効要素とで構成され、有効要素を利用して超音波の送受波が行われている。
【００３０】
また、各要素２０のグランド側電極の共通リードとして、要素アレイ１８の上側には例えば銅箔などからなるグランドリード２２が設けられる。そのグランドリード２２の上面側には整合層アレイ２４が設けられる。整合層アレイ２４は複数の整合層２６からなり、各整合層２６は各要素２０ごとに設けられている。なお、図１においては整合層アレイ２４が一層のみ示されているが、それを二層とするようにしてもよい。
【００３１】
なお、各要素２０の上面及び下面には金などによって構成される電極膜が形成されているが、図１においてはそれが図示省略されている。要素アレイ１８は、例えば１６０×１６０個の要素２０からなるものであり、一般的には、１枚の圧電板に対して縦及び横のそれぞれの方向に沿って溝切りすなわちダイシングを行うことによりそれらの要素２０が形成される。この場合においては、後に説明するように、そのようなダイシング等によって電極アレイ１４も同時に形成される。
【００３２】
上述したように、バッキング１０内には垂直方向に沿って複数のリード１２が設けられており、本実施形態においては、各リード１２は振動素子を構成する例えば４つの要素２０の中央部分を中心としてそれら４つの要素２０に跨る水平断面を有している。すなわち、リード１２の上面は４つの電極パッド１６に電気的に接続され、それらの電極パッド１６とグランドリード２２との間に高電圧が印加されると、当該振動素子から超音波が前方（図において上方）に放射され、一方、当該振動素子によって超音波が受波されると、そこで生じた電気信号が対応するリード１２を介して外部の超音波診断装置本体へ出力されることになる。
【００３３】
次に図２〜図５を用いて、図１に示したスパース型２Ｄ振動子の製造プロセスについて説明する。なお、図２〜図４には、バッキング１０の一部分が示されている。図２に示されるように、バッキング１０にはあらかじめ振動素子を形成する位置に共通接続電極としてのリード１２が上下方向に貫通するように設けられている。ここで、図２において符号１２Ａはリード１２の上面を示しており、符号１２Ｂはリード１２の下面を示している。
【００３４】
図３に示されるように、バッキング１０の上面１０Ａには、一定の厚みをもって電極パッド層３０が全面的に形成される。
【００３５】
その一方において、バッキング１０の下面側には、各リード１２に対応してコンタクト３２が形成される。ここで、バッキング１０の下面側の全体にわたって電極層を形成し、エッチングあるいはダイシングなどを利用して各リード１２ごとにコンタクト３２を形成するようにしてもよい。いずれにしても各リード１２間における電気的な絶縁性が確保される必要がある。
【００３６】
図３に示した状態において、電極パッド層３０の上面側に圧電板（図示せず）が貼付けられ、その後、ダイシングソーを利用して圧電板と電極パッド層３０とが縦方向及び横方向に沿って所定のピッチで溝切りすなわちカッティングされる。
【００３７】
図４には、そのカッティング後の電極パッド層３０が示されており、ここでは４つの電極パッド１６が示されている。
【００３８】
図１に示したように、各電極パッド１６に対応して、同じサイズをもって要素２０も同時に形成されているが、図４においてはそれが図示省略されている。図４に示されるように、４つの電極パッド１６の中央部分を中心としてリード１２が４つの電極パッド１６に跨って電気的に接続されている。よって、コンタクト３２に対して電気信号を与えると、その信号がリード１２を介して４つの電極パッド１６に同時伝達され、これによって当該信号が４つの要素２０に対して同時に印加されることになる。
【００３９】
なお、上記の説明においては、バッキング１０の上面側に電極パッド層３０を形成したが（図３参照）、もちろん圧電板の下面側に電極パッド層を形成した後に両部材の貼り合わせを行うようにしてもよい。いずれにしても、圧電板のダイシング時において同時に電極パッド１６を形成するようにすれば、製造過程を簡略化できる。
【００４０】
ちなみに、それらダイシングが行われた後に、図１に示した要素アレイ１８上にグランドリード２２が設けられ、さらにその上側に整合部材が設けられた後、当該整合部材に対してダイシングを行うことによって整合層アレイ２４が形成される。
【００４１】
図５には、要素アレイ１８が示されている。この要素アレイ１８は上述したように超音波の送受波を行う有効要素２０Ａとそれ以外の無効要素２０Ｂとからなるものである。要素アレイ１８においては、複数の要素グループが設定され、図５に示す例では４つの要素（有効要素）によって各要素グループが構成されている。
【００４２】
その要素グループには共通接続電極としてのリード１２が接続され、これによって図５に示すように振動素子３４が構成される。図５に示されるように、各振動素子３４は、ほぼ４つの要素の面積を足した大きさを有しているが、縦方向及び横方向における振動素子３４間の最小ピッチは要素１個分である。すなわち、振動素子３４の整数分の１に振動子間ピッチを設定することが可能となる。
【００４３】
図６には、比較例としての従来のスパース型２Ｄ振動子が示されている。この振動子は大別して有効素子３６Ａと無効素子３６Ｂとからなり、図５と同様に、有効素子はアレイ面方向に沿って分散的に配置されているが、各有効素子間のピッチは振動素子１個分である。これに対して、図５に示す構成によれば、振動素子の面積をほぼ維持しつつ、素子間ピッチを従来よりも半分にできるという利点がある。
【００４４】
なお、図５に示す例では、１つの振動子３４が２×２個の要素によって構成されていたが、そのサイズは任意に設定することが可能であり、その形状も任意に設定することが可能である。本実施形態においては、上述したように縦方向及び横方向にダイシングを行い、その一方において、リードの配置や形状を適宜設定することにより製造工程を複雑化させることなく、また製造コストを上げることなく、多様なスパース型２Ｄ振動子を構成できるという利点がある。
【００４５】
図７〜図１０を用いて他の実施形態について説明する。
【００４６】
図７に示す実施形態においては。いわゆる１．５Ｄアレイ振動子が示されている。この１．５Ｄアレイ振動子は縦横に配列された複数の要素からなるものであり、図においてＸ方向が電子走査方向であり、Ｙ方向がエレベーション方向である。
【００４７】
図７に示されるように、電子走査方向に沿って複数の要素列４０，４１が整列しており、各要素列４０，４１はエレベーション方向に整列した複数の要素によって構成されている。
【００４８】
例えば、要素列４０に着目すると、当該要素列４０は要素４２〜５８によって構成されており、その要素列４０には３つの要素グループ６０〜６４が設定されており、具体的には、要素グループ６０は要素４４，４６で構成され、要素グループ６２は要素４８，５０，５２で構成され、要素グループ６４は要素５４，５６で形成されている。各要素グループ６０〜６４はそれぞれ独立した振動素子を構成するものであり、一方、端部に孤立して設けられている要素４２，５８はそれぞれ単独で振動素子を構成する。ちなみに、図７において符号６６〜７４は電極パッドを示しており、電極パッド６８〜７２は要素グループに対応した共通接続電極であり、電極パッド６６，７４は個別接続電極である。
【００４９】
図７に示されるように、隣接する要素列間において、振動素子パターンが異なっている。図７においては、符号４０によって示される要素列の振動素子パターンと符号４１によって示される要素列の振動素子パターンとが交互に設定されている。ここで、符号４１で示される要素パターンにおいては中央部分の振動素子がエレベーション方向に広がった単一の要素のみによって構成され、以下そこからエレベーション方向の両端側にそれぞれ２つずつの要素によって２つの振動素子が構成されている。図７において各振動素子に電極パッド７６〜８４が接続されている。
【００５０】
図７に示す構成例によれば、１．５Ｄ振動子を構成する場合に、エレベーション方向において電子的な位相制御を行えると共に、隣接する要素列間において振動素子パターンを変化させてそれが規則性をもつことによる問題を軽減できるという利点がある。
【００５１】
もちろん、図７に示す実施形態においても、図１に示した実施形態と同様に、単に電極パッドのパターンを適宜設定するだけでよく、特別なダイシング加工は不要である。
【００５２】
図８に示す実施形態においては、図７に示した実施形態と同様に、電子走査方向に沿って複数の要素列９０，９１が構成されており、各要素列９０，９１はエレベーション方向に整列した複数の要素によって構成されている。
【００５３】
ここで、要素列９０について着目すると、当該要素列９０は要素９２〜１１２によって構成され、またその要素列９０に対しては複数の要素グループ１１４〜１２２が設定されている。それらの要素グループ１１４〜１２２はそれぞれ振動素子を構成するものである。
【００５４】
また、複数の要素に跨って共通の電極パッド１２４〜１３２が設けられている。ちなみに、端部の要素９２は超音波の送受波においては機能しない無効要素である。
【００５５】
図８に示されるように、この１．５Ｄ振動子においては隣接する要素列間における振動素子パターンが異なっており、送受波開口の位置がエレベーション方向に交互に異なっている。
【００５６】
具体的には、要素列９０における振動子パターンと要素列９１における振動子パターンとが交互に設定されており、ここにおいて要素列９１では要素列９０とは異なる例の端部における要素が無効要素とされている。ちなみに、符号１３４〜１４２はそれぞれ共通の電極パッドを示している。
【００５７】
よって、図８に示す実施形態によれば、各要素列ごとに送受波開口の位置をシフトさせることができるので、規則性を緩和してグレーティングローブを抑制できるという利点がある。
【００５８】
図９にはさらに実施形態が示されている。この図９に示される振動子は１Ｄ振動子である。具体的には、電子走査方向に複数の要素グループ１３４，１３６が整列しており、各要素グループ１３４，１３６はそれぞれ振動素子を構成する。各要素グループ１３４，１３６はエレベーション方向に伸長した形態を有しており、エレベーション方向における各位置において電子走査方向に凸凹した形態を有している。
【００５９】
具体的に説明すると、例えば要素アレイにおける各段１３８〜１４８について着目すると、偶数段と奇数段とでは要素グループを構成する要素ペアの位置が電子走査方向に要素１個分だけ異なっている。
【００６０】
なお、図９において符号１５０〜１５４は端部における無効要素を示している。
【００６１】
図９に示すようなグループ設定が行われる場合、例えば図１０に示すようなシグナル電極を利用することが可能である。すなわち、要素グループ１３４，１３６の形態に合致した電極パッド１５６〜１６０を構成するものである。
【００６２】
図９及び図１０に示した実施形態によれば、従来において単に長方形の振動素子を形成する場合に比べてよりその形態の多様性を上げて、形態の規則性に基づくグレーティングローブを低減できるという利点がある。図９に示した実施形態は一例であって、これ以外にも各種のグループ設定を行うことができ、いずれにしても、本実施形態においては縦横のカッティングを行うだけで電極形状の操作によって所望の振動素子形状及びその位置を設定できるという利点がある。
【００６３】
例えば図５に示した実施形態においては、各振動素子３４すなわち各要素グループが同一要素数をもって同一形状で構成されていたが、それには限られない。すなわち、各要素グループについてそれを構成する要素数及びその形状を非同一としてもよい。
【００６４】
図１１には、代表的な２つの要素グループ２００，２０２が示されている（それ以外の要素グループについては図示省略されている）。要素グループ２００は、左右方向に並んだ２つの要素２０４，２０６によって構成され、それらにはリード２０８が接続されている。一方、要素グループ２０２は、正方形に配列された４つの要素２１０〜２１６によって構成され、それらにはリード２１８が接続されている。このように、各要素グループごとに、要素数及び形状を異ならせてもよい。
【００６５】
また、図１２にも、代表的な２つの要素グループ２２０，２２２が示されている（それ以外の要素グループについては図示省略されている）。要素グループ２２０は、Ｌ字形状に並んだ４つの要素２２４〜２３０によって構成され、それらにはリード２３２が接続されている。一方、要素グループ２２２は、正方形に配列された４つの要素２３４〜２４０によって構成され、それらにはリード２４２が接続されている。２つの要素グループ２２２，２２４は、互いに同一の素子数を有するが、その形状は異なっている。いずれにしても、リードの形状（あるいは要素接続関係）を適宜設定することにより、所望の要素数及び形状で振動素子を構成することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超音波振動子において、圧電材料の特殊加工を要することなく、振動素子の配列や形状などの設計の自由度を高められる。また、本発明によれば、振動素子間のピッチを振動素子の正数分の１にすることが可能となる。また、本発明によれば、振動素子の配列の規則性を崩してグレーティングローブを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波振動子の好適な実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る超音波振動子の製造プロセスを説明するための図である。
【図３】本発明に係る超音波振動子の製造プロセスを説明するための図である。
【図４】本発明に係る超音波振動子の製造プロセスを説明するための図である。
【図５】スパース型２Ｄ振動子を示す説明図である。
【図６】比較例を示す図である。
【図７】１．５Ｄ振動子を説明するための図である。
【図８】１．５Ｄ振動子を説明するための図である。
【図９】１Ｄ振動子を説明するための図である。
【図１０】図９に示す１Ｄ振動子に対して用いられる電極を説明するための図である。
【図１１】要素グループの構成例を説明するための図である。
【図１２】要素グループの他の構成例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０バッキング、１２リード、１４電極アレイ、１６電極パッド、１８要素アレイ、２０要素、２２グランドリード、２４整合層アレイ、２６整合層、３４振動素子（要素グループ）。

Claims

圧電材料からなり縦横に整列配置された複数の要素として構成される要素アレイと、
前記要素アレイの下面側において、前記要素アレイに対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、
を含み、
前記各要素グループごとにそれぞれ振動素子が構成され、
前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする超音波振動子。
請求項１記載の超音波振動子において、
前記要素アレイの裏側にはバッキング層が設けられ、
前記バッキング層には前記複数の共通接続電極が挿通されたことを特徴とする超音波振動子。
請求項１記載の超音波振動子において、
前記各要素グループは、それぞれ同一要素数によって構成され、かつ、それぞれ同一形状を有することを特徴とする超音波振動子。
請求項１記載の超音波振動子において、
前記要素アレイに対して設定される複数の要素グループの中には、第１要素グループと、その第１要素グループとは要素数及び形状の少なくとも一方が異なる第２要素グループが含まれることを特徴とする超音波振動子。
圧電材料からなり縦横に整列配置された複数の要素として構成される要素アレイと、
前記要素アレイに対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、
を含み、
前記各要素グループごとに振動素子が構成され、
前記要素アレイ上に複数の振動素子が分散的に設定され、
前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする超音波振動子。
請求項５記載の超音波振動子において、
前記要素アレイは、前記振動素子を構成する複数の有効要素と、前記振動素子を構成しない複数の無効要素と、からなることを特徴とする超音波振動子。
圧電材料からなりエレベーション方向に整列した要素列を電子走査方向に並べて構成される要素アレイと、
前記各要素列に対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、
を含み、
前記各要素グループごとに振動素子が構成され、
前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする超音波振動子。
圧電材料からなりエレベーション方向に整列した要素列を電子走査方向に並べて構成される要素アレイと、
前記各要素列に対して設定される各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、
前記各要素列における要素グループに属しない各孤立要素ごとに設けられた複数の個別接続電極と、
を含み、
前記各要素グループ及び前記各孤立要素ごとに振動素子が構成され、
前記各共通接続電極は、それに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有することを特徴とする超音波振動子。
圧電材料からなりエレベーション方向に整列した要素列を電子走査方向に並べて構成される要素アレイと、
前記各要素列における送波及び受波の少なくとも一方で利用される有効要素群に対して接続される複数の接続電極と、
を含み、
隣接する要素列間で有効要素群からなる開口位置をエレベーション方向に異ならせたことを特徴とする超音波振動子。
圧電材料からなりエレベーション方向及び電子走査方向に並んで構成される複数の要素としての要素アレイと、
前記各要素アレイに対して設定された各要素グループごとに設けられ、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極と、
を含み、
前記各要素グループは振動素子を構成し、
前記各振動素子は前記エレベーション方向を長手方向とした形態を有し、且つ、前記各振動素子が前記電子走査方向に並んで整列し、
前記各振動素子における長手方向に沿った両側辺が要素を単位とした凹凸形状を有することを特徴とする超音波振動子。
圧電材料からなり縦横に整列配置された複数の要素として構成される要素アレイに対し、その要素アレイに対して設定される各要素グループごとに、要素グループを構成する複数の要素に共通接続される複数の共通接続電極を設け、
前記各共通接続電極の形成に際し、前記各共通接続電極がそれに対応する要素グループを構成する複数の要素に跨って広がる共通接続用の上面を有するようにし、
前記要素アレイを構成する要素が振動素子の位置決め単位及び形状単位の少なくとも一方を構成することを特徴とする超音波振動子の製造方法。