JPH1156857A - 配列型超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロストークを低減でき、画質の良い超音波
断層画像を得ることができる配列型超音波探触子を提供
すること。 【解決手段】 両面に電極２ａ，２ｂが設けられ、背面
には制動層４が設けられた圧電素子３はその長手方向に
垂直な方向でダイシングブレードで裁断して共通の信号
接続用パターン６に接続されたサブエレメント９、９か
らなる超音波振動子１０と、背面側電極２ｂが信号接続
用パターン６に接続されていないで、超音波の送受に寄
与しないでクロストークを低減するダミーエレメント１
１とが順次形成された配列型超音波探触子１Ａを構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の超音波振動
子を配列した配列型超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線のような被爆を伴うことな
く、生体等の被検体内部の音響情報を得ることができる
超音波診断或いは超音波検査装置が広く用いられるよう
になった。この場合に超音波を送受する超音波探触子と
して、複数の超音波振動子を配列して電子走査を行う配
列型超音波探触子が用いられることがある。

【０００３】図２５は従来の配列型超音波探触子８１を
示す。この配列型超音波探触子８１は両面に電極８２
ａ，８２ｂが設けられた圧電素子８３の背面側に制動層
（バッキング材）８４を設けると共に、背面側の電極８
２ｂは図２７に示すようなフレキシブルプリント基板
（以下，ＦＰＣと略記）８５のパターン８６と半田８７
で接続されている。

【０００４】そして、図２６に示すように圧電素子８３
は厚み方向に制動層８４まで届くダイシング溝８８によ
って長手方向に等間隔で短冊状に分離され、このダイシ
ング溝８８によって半田８７による接続部がそれぞれ隣
接する接続部と分離されて長手方向に複数の超音波振動
子８９が形成される。

【０００５】なお、図２５の従来例では各パターン８６
は１つの超音波振動子９０をそれぞれ形成する２つのサ
ブエレメントの超音波振動子８９，８９と接続されてい
る。つまり各超音波振動子９０は２つのサブエレメント
の超音波振動子８９，８９で形成されている。

【０００６】なお、前面側の電極８２ａの上には図２６
に示すように音響整合層９３が設けられる。また前面側
の電極８２ａはＧＮＤ配線材９２により隣接する電極８
２ａと互いに接続され、グランド電位に設定される。

【０００７】なお、ＦＰＣ８５は（ダイシング溝８８の
形成前の状態では）例えば図２７に示すようになってお
り、ダイシング溝８８を形成することにより、隣接する
パターン８６と分離される。

【０００８】このような従来の配列型超音波探触子８１
は図２８（Ａ）に示すように大きいサイズ（面積）の超
音波振動子８９では鋭い指向特性を示し、逆に小さいサ
イズの超音波振動子８９では広い指向特性を示す。

【０００９】配列型超音波探触子では、複数の超音波振
動子により得られる指向特性を電子的にフォーカスした
り、開口合成したりするために広い指向特性の方が望ま
しいために小さなサイズにした配列型探触子８１のよう
にしている。

【００１０】また、超音波振動子は図２９に示すように
その幅ｗと高さｔとの関係、いわゆるｗ／ｔ比が０．６
〜０．８程度の時に、最も効率良く超音波を送受信する
ことができるために、例えば図２５のように２つのサブ
エレメントの超音波振動子８９，８９にすることによ
り、この超音波の送受信の効率が良いｗ／ｔ比となるよ
うにしている。

【００１１】なお、例えば図２５に示す配列型超音波探
触子８１は図３０に示すようにダイス或いはダイシング
ブレード９５により裁断することにより、各ダイシング
溝８８が形成される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では隣接する超音波振動子９０間での機械的、電気的な
クロストークがあり、得られる超音波断層画像の画質の
劣化や偽像等の発生があり、より画質の良い超音波断層
画像を得ることができる配列型超音波探触子が望まれる
状況にあった。

【００１３】（発明の目的）本発明は、上述した点に鑑
みてなされたもので、クロストークを低減でき、画質の
良い超音波断層画像を得ることができる配列型超音波探
触子を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】複数の超音波振動子を配
列してなる配列型超音波探触子において、一つまたは、
複数個を組にした超音波を送受信する超音波振動子間
に、少なくとも一方の電極を未配線とした超音波の送受
信に寄与しない超音波振動子を設けることにより、送受
信に寄与しない超音波振動子の部分で隣接する超音波振
動子間のクロストークを低減でき、画質の良い超音波断
層画像を得ることができるようにしている。

【００１５】

【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。 （第１の実施の形態）図１及び図２は本発明の第１の実
施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の配列型超音
波探触子の構造を示し、図２は断面図を示す。本実施の
形態は複数の超音波振動子を配列してなる配列型超音波
探触子において、一つまたは、複数個を組にした超音波
を送受信する超音波振動子間に、少なくとも一方の電極
を未配線とした超音波の送受信に寄与しない超音波振動
子を設けたものである。

【００１６】図１に示す本発明の第１の実施の形態の配
列型超音波探触子１Ａは両面に電極２ａ，２ｂが設けら
れた長方形の板形状の圧電素子３の背面側に制動層（バ
ッキング材）４を設けると共に、背面側の電極２ｂには
図２に示すようにフレキシブルプリント基板（以下，Ｆ
ＰＣと略記）５のパターン６と半田７で接続されてい
る。

【００１７】そして、図１に示すように圧電素子３は厚
み方向に制動層４まで届くダイシング溝８を設けことに
より短冊状に分離され、このダイシング溝８によって半
田７による接続部がそれぞれ隣接する接続部と分離され
て長手方向に複数の超音波振動子エレメント９とダミー
の超音波振動子エレメント（ダミーエレメントと略記）
１１が形成される。

【００１８】なお、本実施の形態では各１つのパターン
６は２つの超音波振動子エレメント９，９に接続されて
いる。つまり２つの超音波振動子エレメント９，９で１
つの超音波振動子１０を形成しているので、超音波振動
子エレメント９をサブエレメント９とも呼ぶ。なお、２
つのサブエレメント９，９で１つの超音波振動子１０を
形成するものに限定されるものでなく、２つ以外の複数
のサブエレメント９で１つの超音波振動子１０を形成し
たり、１つで超音波振動子１０を形成したものでも良
い。

【００１９】超音波の送受面となる上面（或いは前面）
側の電極２ａは図２に示すようにＧＮＤ配線材１２によ
り隣接する電極２ａと互いに接続され、グランド電位に
設定される。また、このＧＮＤ配線材１２による配線の
後に電極２ａの上に音響整合層１３が設けられる。

【００２０】図２５に示す従来例ではダイシング溝８８
により等間隔で長手方向にそれぞれ２つのサブエレメン
ト８９、８９からなる１つの超音波振動子９０を形成し
ていたように、本実施の形態でも２つのサブエレメント
９、９からなる１つの超音波振動子１０を形成してい
る。さらに本実施の形態では、２つのサブエレメント
９、９毎に１つのダミーエレメント１１を形成している
ことが特徴となっている。つまり、１つの超音波振動子
１０毎に１つのダミーエレメント１１を形成している。

【００２１】本実施の形態では例えば１２０μｍ、１２
０μｍ、７０μｍのダイシング間隔（つまりサブエレメ
ント９の幅ｗ１が１２０μｍ、ダミーエレメント１１の
幅ｗ２が７０μｍ）の周期で溝幅ｄが３０μｍの厚さと
なるダイシングブレード（ダイスのブレード）によりダ
イシング溝８が形成されている。なお、高さｔは例えば
１５０μｍであり、この場合にはｗ／ｔ比は０．８にな
る。

【００２２】本実施の形態では図１に示すようにダミー
エレメント１１の背面側の電極２ｂはパターン６とは未
接続であり、前面側電極２ａはグランド（ＧＮＤ）と接
続されている。

【００２３】このような構成の配列型超音波探触子１Ａ
では実質的にエレメント１０の幅がピッチに比べて狭い
ため各超音波振動子９（或いはサブエレメント）は図２
８（Ｂ）に示すように広い指向特性を示し、複数の超音
波振動子１０により得られる指向特性を電子的にフォー
カスしたり、開口合成したりするのに適した指向特性を
有する。また、サイドローブも低減できる。

【００２４】また、本実施の形態では隣接する超音波振
動子１０との間に超音波の送受に無関係なダミーエレメ
ント１１を設けているので、隣接する超音波振動子１０
との間隔が物理的に大きくなり、メカニカルなクロスト
ーク及び電磁結合によるクロストークを低減することが
できる。従って、画質の良い超音波断層画像を得ること
ができる。

【００２５】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図３を参照して説明する。図３は本発明の
第２の実施の形態の配列型超音波探触子を示す。図３に
示す本発明の第２の実施の形態の配列型超音波探触子１
Ｂは図１において、ダミーエレメント１１の背面側電極
２ｂをそれぞれＦＰＣ５のＧＮＤ接続用パターン２１に
接続するようにしている（図３ではＧを付けて分かり易
くしている）。なお、各サブエレメント９の背面側電極
２ｂは第１の実施の形態と同様にＦＰＣ５の信号接続用
パターン６に接続している。

【００２６】また、ダミーエレメント１１の前面側電極
２ａも、サブエレメント９の前面側電極２ａと同様にＧ
ＮＤ配線材１２と接続する。ＧＮＤ配線材１２による配
線後に前面側電極２ａの上に例えば図２に示す音響整合
層１３が取り付けられる（図３ではＧＮＤ配線材１２が
取り付けられる前の状態で示している。図４以降も同様
である）。その他の構成は第１の実施の形態と同様の構
成であり、同一の構成要素には同じ符号を付け、その説
明を省略する。

【００２７】本実施の形態によれば、隣接する超音波振
動子１０間にダミーエレメント１１を設けると共に、ダ
ミーエレメント１１の背面側電極２ｂをＧＮＤ接続用パ
ターン２１によってグランド電位にしているので、ダミ
ーエレメント１１部分にシールド線を設けたのに近い機
能を有するので、電気的なクロストークを防止できる。
さらに、クロストークによりダミーエレメント１２に発
生した振動をＧＮＤ接続用パターン２１の内部抵抗によ
って速やかに減衰させることができる。

【００２８】つまり、超音波パルスの余分な振動を抑制
するので、距離分解能（或いは時間分解能）を向上でき
る。その他は第１の実施の形態と同様の効果を有する。
図４は第２の実施の形態の第１変形例の配列型超音波探
触子１Ｃを示す。この変形例は図３において、ＧＮＤ接
続用パターン２１の途中にそれぞれチップ抵抗２２を設
け、各ダミーエレメント１２の背面側電極２ｂをチップ
抵抗２２を介してＧＮＤと接続するようにしている。

【００２９】その他は第２の実施の形態同様の構成であ
る。この変形例によれば、クロストークによりダミーエ
レメント１１に発生した振動エネルギはチップ抵抗２２
により、熱エネルギに変化するので、ダミーエレメント
１１部分が振動を抑制する制振作用をする。また、第２
の実施の形態よりもＧＮＤパターン２１が短く、パター
ン抵抗が小さい場合に有効である。その他は第１の実施
の形態と同様の効果を有する。

【００３０】なお、チップ抵抗２２を設ける代わりに、
ＧＮＤ接続用パターン２１の一部或いは全部を細くする
等して超音波振動させる周波数の信号に対して抵抗とし
ての機能を持つようにしても良い。また、チップ抵抗の
代わりにその周波数の信号に対して抵抗分（損失分）の
大きい材質を混ぜた導電塗料等を塗布しても良い。

【００３１】図５は第２の実施の形態の第２変形例の配
列型超音波探触子１Ｄを示す。この変形例は図３におい
て、ダミーエレメント１１の背面側電極２ｂに接続され
るＧＮＤ接続用パターン２１の途中に（そのパターン２
１を形成する銅箔をカットして剥離するなどして）未接
続部或いは遮断部２３を設けた構成にしている。

【００３２】この場合には、ダミーエレメント１１両面
の電極２ａ、２ｂが、電気的に互いに接続されない状態
となるため、機械的な弾性定数が低下した状態になる。
そのため、その両側に隣接するエレメント９、９間の振
動を機械的に伝達しにくくなる。すなわち、機械的クロ
ストークが第２の実施の形態に比べて低減できる。電気
的クロストーク低減の効果は、第２の実施の形態と同様
となる。

【００３３】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の
実施の形態を図６を参照して説明する。図６は本発明の
第３の実施の形態の配列型超音波探触子を示す。図３に
示す本発明の第３の実施の形態の配列型超音波探触子１
Ｅは図１において、等間隔でダイシング溝８を形成し、
サブエレメント９と寸法が同じダミーエレメント１１を
形成している。

【００３４】この場合、ダイシング間隔（つまりサブエ
レメント９の幅或いはダミーエレメント１１の幅）ｗが
１０３μｍの周期で、溝幅ｄが３０μｍの厚さとなるダ
イシングブレードによりダイシング溝８が形成されてい
る。なお、高さｔは例えば１５０μｍであり、この場合
にはｗｔ比はほぼ０．６９になる。その他の構成は第１
の実施の形態と同様である。

【００３５】本実施の形態の場合は等間隔でダイシング
溝８を形成して、サブエレメント９と寸法が同じダミー
エレメント１１を形成しているので、安価な装置で加工
が可能となり、製造コストを下げることができる。その
他は第１の実施の形態と同様の効果を有する。

【００３６】なお、図６では、２個のサブエレメント
９、９を共通の信号接続用パターン６に接続している
が、３個以上のサブエレメントを共通の信号接続用パタ
ーン６に接続しても良いし、１個の素子だけを信号接続
用パターン６に接続するようにしてもよい。

【００３７】図７は第３の実施の形態の変形例の配列型
超音波探触子１Ｆを示す。この配列型超音波探触子１Ｆ
は図６において、ダミーエレメント１１の背面側電極２
ｂをＦＰＣ５のＧＮＤ接続用パターン３１に接続するよ
うにしている。その他の構成は第３の実施の形態と同様
の構成である。

【００３８】この変形例によれば、図３の場合と同様に
隣接する超音波振動子１０間にＧＮＤ接続用パターン３
１によってシールド線を設けたのと類似の機能を有する
ので、クロストークによりダミーエレメント１１に発生
した振動をＧＮＤ接続用パターン３１によって速やかに
減衰させることができる。

【００３９】つまり、超音波パルスの余分な振動を抑制
するので、距離分解能（或いは時間分解能）を向上でき
る。その他は第３の実施の形態と同様の効果を有する。
なお、ベタＧＮＤの層を持つ、多層ＦＰＣを使用する
と、さらにシールド機能を向上でき、より効果的とな
る。

【００４０】（第４の実施の形態）次に本発明の第４の
実施の形態を図８ないし図１０を参照して説明する。図
８は本発明の第４の実施の形態の配列型超音波探触子を
示し、図９は近距離描出で使用する場合の超音波観測装
置の使用例を示し、図１０は遠距離描出で使用する場合
の超音波観測装置の使用例を示す。本実施の形態ではダ
ミーエレメントを設けないで、背面側電極を２系統の信
号ラインに分けて描出距離に応じて選択使用するもので
ある。

【００４１】図８に示す本発明の第４の実施の形態の配
列型超音波探触子１Ｇは図７の場合と同様に等間隔でダ
イシング溝８を形成すると共に、ダミーエレメント１１
を設けることなく、１つの超音波振動子１０を形成する
２つのサブエレメント９、９を１つの信号用パターン４
１或いは４２に接続している。

【００４２】この場合、１つ置きに形成される２組の超
音波振動子１０を信号用パターン４１或いは４２に接続
している（図８ではＳ１及びＳ２で示す）。そして、近
距離描出時には、一方の組の超音波振動子１０を使用し
ないで、他方の組の超音波振動子１０のみを使用し、遠
距離描出時には、両方の組の超音波振動子１０を使用す
るようにしている。つまり、近距離描出時には図９のよ
うな構成の超音波観測装置４３で使用し、遠距離描出時
には図１０のような構成の超音波観測装置４３で使用す
る。

【００４３】図９或いは図１０において、各超音波振動
子１０は信号用パターン４１或いは４２を介して分波器
４４に接続され、各分波器４４はパルス状の駆動信号を
発生するパルサ４５及び受信して映像信号を生成する処
理を行う受信回路４６に接続されている。また、各パル
サ４５はスイッチ４７を介して遅延を行う遅延回路４８
に接続されている。遅延回路４８及び受信回路４６は制
御を行う制御回路４９に接続されている。

【００４４】近距離描出時には図９のように信号用パタ
ーン４１で接続された一方の組の超音波振動子１０側に
接続されたスイッチ４７をＯＮにし、信号用パターン４
２で接続された他方の組の超音波振動子１０側に接続さ
れたスイッチ４７をＯＦＦにする。

【００４５】そして制御回路４９から駆動（送信）の制
御信号を遅延回路４８で所定のタイミングとなるように
遅延し、ＯＮのスイッチ４７に接続されたパルサ４５に
その制御信号を与え、パルサ４５からパルス状の駆動信
号が信号用パターン４１で接続された一方の組の超音波
振動子１０側には与えられ、ＯＦＦのスイッチ４７に接
続されたパルサ４５にはその制御信号を与えられないの
で、そのパルサ４５はパルス状の駆動信号を発生しな
い。従って、他方の組の超音波振動子１０はダミー素子
となる。

【００４６】また、受信して変換された電気信号（エコ
ー信号）は分波器４４を介して受信回路４６に入力さ
れ、増幅してさらに開口合成などの信号処理などされて
映像信号を生成する処理が行われる。

【００４７】つまり、近距離の断層像を得ることを主目
的とする場合には、得られる受信信号の信号レベルは比
較的高くＳＮ比が十分あるので、交互に配置された一方
の組の超音波振動子１０（例えば信号用パターン４１で
接続された超音波振動子１０）側のみを駆動して隣接す
る他方の組の超音波振動子側を駆動しないで、クロスト
ークを大幅に軽減して画質の良い信号を得られるように
している。

【００４８】一方、遠距離の断層像を得ることを主目的
とする場合には、得られる受信信号の信号レベルは近距
離の場合に比べて大幅に小さくなり、ＳＮ比も小さくな
るので、この場合には図１０に示すように両方の組に接
続されるスイッチ４７ともＯＮにして両方の組の超音波
振動子１０とも駆動するようにしている。また、受信の
場合にも両方を用いている。

【００４９】従って、本実施の形態によれば、特に近距
離描出の場合には交互に配置された一方の組の超音波振
動子側のみを駆動して隣接する他方の組の超音波振動子
側を駆動しないで、クロストークを大幅に軽減して画質
の良い信号を得られる。また、遠距離描出の場合には、
ＳＮ比の高い画像を得られることを確保できる。

【００５０】図１１は第４の実施の形態の変形例を示
す。この変形例では図１０の構成において、各分波器４
４はスイッチ５０を介して受信回路４６と接続されてい
る。そして、スイッチ５０のＯＮ，ＯＦＦを制御回路４
９により制御できるようにしている。

【００５１】例えば、図１１に示すように両方の組の超
音波振動子１０、１０に接続されたスイッチ４７，４７
を共にＯＮにして、パルサ４５からパルス状の駆動信号
を各組の超音波振動子１０に印加して超音波を送出さ
せ、反射された超音波を受信して受信回路４６に導く場
合には制御回路４９は近距離と遠距離との境界とみなす
ことができるタイミングまでは一方の組の超音波振動子
１０側となる分波器４４に接続されたスイッチ５０側の
みを図１１に示すようにＯＮにして一方の組の超音波振
動子１０側の受信信号のみを受信回路４６に導き、合成
してクロストークの少ない画質の良い画像を得る処理を
行う。

【００５２】そして、上記境界とみなすことができるタ
イミング以降はスイッチ５０全てをＯＮにして両方の組
の超音波振動子１０，１０の受信信号を受信回路４６に
導き、合成してＳＮ比の良い画像を得る処理を行う。こ
の変形例も第４の実施の形態と同様な効果が得られる。

【００５３】（第５の実施の形態）次に本発明の第５の
実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２は本発
明の第５の実施の形態の配列型超音波探触子を示す。こ
の配列型超音波探触子１Ｈは図７において、サブエレメ
ント９、９間は浅いダイシング溝８ａにし、サブエレメ
ント９とダミーエレメント１１間はこの浅いダイシング
溝８ａよりは深いダイシング溝８にしている。

【００５４】また、図７において、ＧＮＤ接続用パター
ン３１は背面側電極２ｂとは接続しない未接続部５１を
設けている。その他は図７と同様の構成である。

【００５５】本実施の形態によれば、隣接する超音波振
動子１０間の機械的クロストークをダミーエレメント１
１により低減できる。また、サブエレメント９、９間は
浅いダイシング溝８ａにしているので、ダイシングブレ
ードによる裁断時の素子倒れを防止できる。また、通常
のダイシング溝８より浅いダイシング溝８ａを混ぜて設
けることにより、パターン裁断不良の発生を低減或いは
防止できる。

【００５６】なお、図１２では未接続部５１を設けてい
るが、これに限定されるものでなく、ＧＮＤ接続用パタ
ーン３１を背面側電極２ｂと接続したり、ＧＮＤ接続用
パターン３１自体を設けない構造にしたりしても良い。

【００５７】（第６の実施の形態）次に本発明の第６の
実施の形態を図１３を参照して説明する。図１３（Ａ）
は本発明の第６の実施の形態の配列型超音波探触子を示
し、図１３（Ｂ）はダイシングブレードを示す。本実施
の形態は図１３（Ｂ）に示すように厚みが一定でない異
形のダイシングブレードを用いて配列型超音波探触子を
形成したものであり、配列型超音波探触子の製造方法
（特に、裁断或いは分断方法）も説明する。

【００５８】図１３（Ａ）に示す配列型超音波探触子１
Ｉは図１２の場合のように等間隔で深さの異なるダイシ
ング溝８ｂ，８ｃを形成している。但し、本実施の形態
では３つのサブエレメント９，９，９をそれぞれ１つの
パターン６に接続して、３つのサブエレメント９，９，
９で１つの超音波振動子１０を形成している。

【００５９】また、本実施の形態ではダミーエレメント
１１を設けていない。そして、共通のパターン６に接続
されるサブエレメント９，９間は浅いダイシング溝（サ
ブダイシング溝ともいう）８ｂとし、異なるパターン６
に接続される境界のサブエレメント９，９間は深いダイ
シング溝（メインダイシング溝ともいう）８ｃとしてい
る。

【００６０】さらに本実施の形態では図１３（Ｂ）に示
すダイシングブレード６１を用いてサブダイシング溝８
ｂ及びメインダイシング溝８ｃを形成している。

【００６１】このダイシングブレード６１は半径方向の
厚さが変化している。つまり、先端側は電極２ａ，２ｂ
を設けた圧電素子３の高さと同じ長さＡ部分は一定の厚
みであるが、この部分より基端側（中心部側）は連続的
に厚くしてテーパ状にしている。

【００６２】そして、先端側のＡの部分でサブダイシン
グ溝８ｂを形成し、先端側及びテーバ部分で深いメイン
ダイシング溝８ｃを形成している。このメインダイシン
グ溝８ｃの深さは厚みが一定のＡで示す長さとテーパ状
に溝幅が変化する部分Ｂとの和、つまりＡ＋Ｂである。
また、本実施の形態ではＢ＞Ａにしている。また、圧電
素子間に注目すると、メインダイシング溝８ｃの方がサ
ブダイシング溝８ｂより太い。そして、サブダイシング
溝８ｂの断面形状は、メインダイシング溝８ｃの一部で
ある先端部の形状と合致している。

【００６３】本実施の形態によれば、１枚のダイシング
ブレード６１で、エレメント間とサブエレメント間の間
隔を異ならせる事ができる。従って、製作が容易で、メ
インダイシング溝８ｃを広くできるので、クロストーク
の低減を図れる。

【００６４】図１４は第６の実施の形態の第１変形例の
配列型超音波探触子１Ｊを示す。この第１変形例の配列
型超音波探触子１Ｊは図１４（Ｂ）に示すダイシングブ
レード６２を用いて図１３と同様に等間隔でサブダイシ
ング溝８ｂ及びメインダイシング溝８ｃを形成してい
る。このダイシングブレード６２は先端部は図１３
（Ｂ）と同様で、途中から段差状に厚くなっている。

【００６５】図１５は第６の実施の形態の第２変形例の
配列型超音波探触子１Ｋを示す。この第２変形例の配列
型超音波探触子１Ｋは図１５（Ｂ）に示すように中心部
側から先端部側にいく程連続的に厚みを薄くしたブレー
ド６３を用いて図１３と同様に等間隔でサブダイシング
溝８ｂ及びメインダイシング溝８ｃを形成している。こ
れらの変形例も第６の実施の形態と同様の作用効果を有
する。

【００６６】なお、ダイシングブレード６１、６２、６
３等は数十〜数百本の溝裁断毎に、放電ドレス（放電加
工により、形状を整える事）を施すと、製品間でバラツ
キが少なく、精度の良いダイシング溝８ｂ、８ｃを形成
できる。放電加工機は、ダイシングソーに取り付けてお
き、所定のインターバルで放電ドレスを行うと良い。こ
の他に、例えば図１６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すよ
うなダイシングブレード６４、６５、６６等を用いても
良い。このようにダイシングに用いるブレードの形状を
中心部から周縁部に向かって連続的あるいは段階的に薄
くなっているようにしても良い。

【００６７】（第７の実施の形態）次に本発明の第７の
実施の形態を図１７を参照して説明する。本実施の形態
は例えば図６と同様に等間隔で、ダイシング溝を形成す
るものであるが、その裁断の深さを変更したものであ
る。さらに具体的に述べると、本実施の形態以降は超音
波振動子の配列方向とほぼ垂直な裁断方向に連続的、ま
たは段階的に変化すると共に、超音波振動子の音響放射
面側表面の溝幅が連続的または、段階的に変化するよう
にしたものである。

【００６８】図１７に示す本発明の第７の実施の形態の
配列型超音波探触子１Ｌはこの図１７に示すようにダイ
シングブレード７１で、例えば円弧を描くような裁断軌
跡７２で裁断して図１８（Ａ）に示すダイシング溝８ｄ
を形成している。

【００６９】このように裁断することにより、半田７に
よる半田付け部を確実に分離して各エレメントが形成さ
れるようにしている。また、本実施の形態では音響整合
層１３を設けた後にこの音響整合層１３も含めて圧電素
子３を裁断するようにしている。

【００７０】なお、本実施の形態でのダイシングブレー
ド７１は半径方向に厚みが異なるブレードのものを用い
ているので、平面図は図１８（Ａ）のようにダイシング
溝８ｄで浅い部分ではその溝幅が狭くなり、両側の深い
部分では広くなる。

【００７１】本実施の形態によれば、サブエレメント９
の幅が一定でなく、連続的に変化しているので、広帯域
の周波数で送受信することができる、即ち、短い超音波
パルスを送受信でき距離分解能の高い配列型超音波探触
子１Ｌを提供する事ができる。

【００７２】なお、図１８（Ａ）では例えば３つのサブ
エレメント９、９、９で１つの超音波振動子１０を形成
した場合で示しているが、これに限定されるものでな
く、例えば２つのサブエレメント９、９で１つの超音波
振動子１０を形成しても良い。また、図１８（Ａ）では
ダミーエレメントを示していないが、前述した実施の形
態を適用してダミーエレメントを形成しても良い。

【００７３】図１８（Ｂ）は変形例の配列型超音波探触
子１Ｍを示す。この配列型超音波探触子１Ｍではメイン
ダイシング溝８ｄは図１８（Ａ）と同様に形成し、サブ
ダイシング溝８ｅでは浅く一定の幅で形成している。こ
の変形例では、サブダイシング溝８ｅは浅く切り込んで
いるため、素子倒れを防止できる。その他は第７の実施
の形態と同様の効果を有する。

【００７４】（第８の実施の形態）次に本発明の第８の
実施の形態を図１９を参照して説明する。本実施の形態
は第７の実施の形態と同様に裁断方向の深さを変えたダ
イシング溝を形成するものである。

【００７５】図１９に示す本発明の第８の実施の形態の
配列型超音波探触子１Ｎはこの図１９に示すようにダイ
シングブレード７１を用いて実線の軌跡７３ａに示すよ
うに深さを連続的に変えるように裁断して図２０（Ａ）
に示すようなダイシング溝８ｆを形成している。この場
合、半田７による半田付け部側での裁断の深さが深く、
反対側では浅くなるように裁断している。

【００７６】本実施の形態によれば、第７の実施の形態
と同様に、サブエレメント９の幅が一定でなく、連続的
に変化しているので、広帯域の周波数で送受信すること
ができる配列型超音波探触子１Ｎを提供する事ができ
る。

【００７７】なお、この変形例として、図１９の実線及
び２点鎖線で示す裁断軌跡７３ａ、７３ｂで示すように
裁断して図２０（Ｂ）のようなダシング溝８ｆ、８ｇを
形成しても良い。この場合には図１８（Ｂ）と同様の作
用効果を有する。

【００７８】また、図２１（Ａ）に示すようなダイシン
グ溝８ｇ，８ｈを形成したり、図２１（Ｂ）に示すよう
なダイシング溝８ｈ，８ｉを形成しても良い。図２１
（Ａ）の場合には図２０（Ｂ）と同様の作用効果を有
し、図２１（Ｂ）の場合には図２０（Ａ）と同様の作用
効果を有する。

【００７９】（第９の実施の形態）次に本発明の第９の
実施の形態を図２２を参照して説明する。本実施の形態
は第７、第８の実施の形態と同様に裁断方向の深さを変
えたダイシング溝を形成するものである。

【００８０】図２２に示す本発明の第９の実施の形態の
配列型超音波探触子１Ｏは、この図２２に示すような軌
跡７３ｃで裁断して図２３に示す溝８ｊを形成してたも
のである。つまり、半田７による半田付け部側での裁断
の深さが深く、中央付近で連続的に浅くしてその浅い状
態で裁断している。本実施の形態も第７の実施の形態と
同様の作用効果を有する。

【００８１】また、図２４に示すような軌跡７３ｄで裁
断しても良い。この場合には中央部が最も深くなるよう
な軌跡７３ｄで裁断している。半田７による半田付け部
を分離できるならば、このように中央部を深くしても良
い。

【００８２】このような裁断で配列型超音波探触子１Ｐ
を形成する場合にはチョッパーカット（上からダイシン
グブレードを落とようにして裁断する方法）を用いる事
ができ、この裁断方法を採用すると、エレメント９に与
える応力が小さくなるため、ダイシング時の割れを防止
できる。この配列型超音波探触子１Ｐの場合にも、異形
のダイシングブレードを用いると、第７の実施の形態と
同様の作用効果を有する。

【００８３】なお、図２５に示す従来例の配列型超音波
探触子８１においても、各超音波振動子９０を駆動する
方法を変更して、画質の良い画像を得るようにしても良
い。例えば超音波振動子９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０
ｄ，…（図２５では示していないが、分かり易くするた
めにａ，ｂ，ｃ，ｄ，…の配列順を付けて説明する）を
それぞれ１つづつ順次駆動して、リニア走査等を行う従
来の駆動方法に対し、例えばインタレース走査のように
１つ置きで順次駆動（つまり、９０ａ，９０ｃ，…の
順）して、第１フィールドの走査を行い、次に前に駆動
しなかった残りを１つ置きで順次駆動（つまり、９０
ｂ，９０ｄ，…の順）して第２フィールドの走査を行
い、１フレーム分の走査を行うようにする。

【００８４】このようにすると、駆動される各超音波振
動子９０ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ，…）に隣接する超音
波振動子は送受信に寄与しないダミーの超音波振動子と
して機能し、１つ置いた次の超音波振動子を駆動する場
合に前に駆動した超音波振動子との影響を低減でき、画
質の良い超音波断層像を得ることができる。インタレー
スで複数を同時に駆動する場合はすでに、第４の実施の
形態に記載されている。なお、上述した各実施の形態を
部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発
明に属する。

【００８５】［付記］ １．複数の超音波振動子が配列してなる配列型超音波探
触子において、一つまたは、複数個を組にした超音波を
送受信する超音波振動子間に、少なくとも一方の電極を
未配線とした超音波の送受信に寄与しない超音波振動子
を設けた配列型超音波探触子。

【００８６】２．複数の超音波振動子が配列してなる配
列型超音波探触子において、一つまたは、複数個を組に
した超音波を送受信する超音波振動子の間に超音波の送
受信に寄与しない超音波振動子を設けると共に、一つま
たは、複数個を組にした超音波を送受信する超音波振動
子への配線材の間に、接地した配線材を設けた配列型超
音波探触子。 ３．超音波の送受信に寄与する超音波振動子と、寄与し
ない超音波振動子の素子の寸法が同一で有る事を特徴と
する付記１又は２記載の配列型超音波探触子。

【００８７】４．近距離を観察する際には、一つまた
は、複数個を組にした超音波を送受信する超音波振動子
間に、前記付記１または２の超音波の送受信に寄与しな
い超音波振動子を形成し、遠距離を観察する際には前記
付記１または２の超音波の送受信に寄与しない超音波振
動子を形成しない様に電気的接続を制御する超音波観測
装置。

【００８８】５．複数の超音波振動子を配列してなる配
列型超音波探触子において、異なる信号線に接続された
超音波振動子間を分断するメインダイスの溝幅は、同一
信号線に接続される圧電素子間を分断するサブダイスの
溝幅より広く、かつ、メインダイスの溝断面の一部であ
る先端部の形状は、サブダイスの溝断面の形状と一致し
ている事を特徴とする配列型超音波探触子。

【００８９】６．複数の超音波振動子を配列してなる配
列型超音波探触子において、異なる信号線に接続された
超音波振動子間を分断するメインダイスと、同一信号線
に接続される圧電素子間を分断するサブダイスとは、同
一のダイシングブレードを用い、かつメインダイスはサ
ブダイスよりも深く切り込んだ事を特徴とする付記１〜
３または５のいずれかに記載の配列型超音波探触子の製
造方法。

【００９０】７．ダイシングに使用するブレードは、中
心部から周縁部に向かって連続的あるいは段階的に薄く
なっている事を特徴とする付記６の配列型超音波探触子
の製造方法。

【００９１】８．複数の超音波振動子を配列してなる配
列型超音波探触子において、超音波振動子間の溝深さが
超音波振動子の配列方向とほぼ垂直な裁断方向に連続
的、または段階的に変化すると共に、超音波振動子の音
響放射面側表面の溝幅が連続的または、段階的に変化し
ていることを特徴とする配列型超音波探触子。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の超音波振動子を配列してなる配列型超音波探触子に
おいて、一つまたは、複数個を組にした超音波を送受信
する超音波振動子間に、少なくとも一方の電極を未配線
とした超音波の送受信に寄与しない超音波振動子を設け
ているので、送受信に寄与しない超音波振動子の部分で
隣接する超音波振動子間のクロストークを低減でき、画
質の良い超音波断層画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の配列型超音波探触
子の構造を示す斜視図。

【図２】配列型超音波探触子の構造を示す断面図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の配列型超音波探触
子の構造を示す斜視図。

【図４】第２の実施の形態の第１変形例の配列型超音波
探触子の構造を示す斜視図。

【図５】第２の実施の形態の第２変形例の配列型超音波
探触子の構造を示す斜視図。

【図６】本発明の第３の実施の形態の配列型超音波探触
子の構造を示す斜視図。

【図７】第３の実施の形態の変形例の配列型超音波探触
子の構造を示す斜視図。

【図８】本発明の第４の実施の形態の配列型超音波探触
子の構造を示す斜視図。

【図９】近距離描出で使用する場合の超音波観測装置の
使用例を示す図。

【図１０】遠距離描出で使用する場合の超音波観測装置
の使用例を示す図。

【図１１】変形例の超音波観測装置の使用例を示す図。

【図１２】本発明の第５の実施の形態の配列型超音波探
触子の構造を示す斜視図。

【図１３】本発明の第６の実施の形態の配列型超音波探
触子等を示す図。

【図１４】第６の実施の形態の第１変形例の配列型超音
波探触子等を示す図。

【図１５】第６の実施の形態の第２変形例の配列型超音
波探触子等を示す図。

【図１６】ダイシングブレードのその他の変形例を示す
図。

【図１７】本発明の第７の実施の形態の配列型超音波探
触子をダイシングブレードでの裁断で形成する様子を示
す図。

【図１８】第７の実施の形態とその変形例の配列型超音
波探触子の平面図。

【図１９】本発明の第８の実施の形態の配列型超音波探
触子をダイシングブレードでの裁断で形成する様子を示
す図。

【図２０】第８の実施の形態とその変形例の配列型超音
波探触子の平面図。

【図２１】第８の実施の形態のさらに他の変形例の配列
型超音波探触子の平面図。

【図２２】本発明の第９の実施の形態の配列型超音波探
触子をダイシングブレードでの裁断で形成する様子を示
す図。

【図２３】第９の実施の形態の配列型超音波探触子の平
面図。

【図２４】第９の実施の形態の変形例の配列型超音波探
触子をダイシングブレードでの裁断軌跡と共に示す図。

【図２５】従来例の配列型超音波探触子の構造を示す斜
視図。

【図２６】従来例の配列型超音波探触子の構造を示す断
面図。

【図２７】裁断前のフレキシブルプリント基板を示す
図。

【図２８】サイズが異なる超音波振動子エレメントによ
る指向特性を示す図。

【図２９】超音波振動子エレメントのｗ／ｔ比の説明
図。

【図３０】図２５の従来例の配列型超音波探触子をダイ
シングブレードでの裁断で形成する様子を示す図。

【符号の説明】

１Ａ…配列型超音波探触子 ２ａ，２ｂ…電極 ３…圧電素子 ４…制動層（バッキング材） ５…フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ） ６…信号接続用パターン ７…半田 ８…ダイシング溝 ９…サブエレメント １０…超音波振動子 １１…ダミーエレメント １２…ＧＮＤ配線材 １３…音響整合層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の超音波振動子を配列してなる配列
   型超音波探触子において、 一つまたは、複数個を組にした超音波を送受信する超音
   波振動子間に、少なくとも一方の電極を未配線とした超
   音波の送受信に寄与しない超音波振動子を設けた配列型
   超音波探触子。