WO2009088001A1 - 超音波探触子および超音波探触子の製造方法ならびに超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

　本発明にかかる超音波探触子およびその製造方法ならびに超音波診断装置では、超音波探触子において、超音波信号の送受信方向に積層された複数の部材における部材間に接着層がある場合に、前記接着層の接着剤には、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料が用いられる。このため、第１および第２圧電部をより水平に積層することが可能となる。

Description

超音波探触子および超音波探触子の製造方法ならびに超音波診断装置

　本発明は、超音波を送受信可能な超音波探触子に関し、特に、第１および第２圧電部をより水平に積層することができる複合型圧電素子を備えた超音波探触子およびこの超音波探触子の製造方法に関する。そして、本発明は、この超音波探触子を備えた超音波診断装置に関する。

　超音波は、通常、１６０００Ｈｚ以上の音波をいい、非破壊、無害および略リアルタイムでその内部を調べることが可能なことから、欠陥の検査や疾患の診断等の様々な分野に応用されている。その一つに、被検体内を超音波で走査し、被検体内から来た超音波の反射波（エコー）から生成した受信信号に基づいて当該被検体内の内部状態を画像化する超音波診断装置がある。この超音波診断装置は、医療用では、他の医療用画像装置に較べて小型で安価であること、Ｘ線等の放射線被爆が無く安全性が高いこと、および、ドップラ効果を応用した血流表示が可能であること等の様々な特長を有している。このため、超音波診断装置は、循環器系（例えば心臓の冠動脈等）、消化器系（例えば胃腸等）、内科系（例えば肝臓、膵臓および脾臓等）、泌尿器系（例えば腎臓および膀胱等）および産婦人科系等で広く利用されている。この超音波診断装置には、被検体に対して超音波（超音波信号）を送受信する超音波探触子が用いられている。この超音波探触子は、圧電現象を利用することによって、送信の電気信号に基づいて機械振動して超音波（超音波信号）を発生し、被検体内部で音響インピーダンスの不整合によって生じる超音波（超音波信号）の反射波を受けて受信の電気信号を生成する複数の圧電素子を備え、これら複数の圧電素子が例えばアレイ状に２次元配列されて構成されている（例えば、特許文献１（Ｄ１）参照）。

　そして、近年では、超音波探触子から被検体内へ送信された超音波の周波数（基本周波数）成分ではなく、その高調波周波数成分によって被検体内の内部状態の画像を形成するハーモニックイメージング（Harmonic Imaging）技術も研究、開発されている。このハーモニックイメージング技術は、基本周波数成分のレベルに比較してサイドローブレベルが小さく、Ｓ／Ｎ比（signal to noise ratio）が良くなってコントラスト分解能が向上すること、周波数が高くなることによってビーム幅が細くなって横方向分解能が向上すること、近距離では音圧が小さくて音圧の変動が少ないために多重反射が抑制されること、および、焦点以遠の減衰が基本波並みであり高周波を基本波とする場合に較べて深速度を大きく取れること等の様々な利点を有している。

　このハーモニックイメージング技術には、大別すると、フィルタ法と位相反転法（パルスインバージョン法）との２つの方法がある。このフィルタ法は、高調波検出フィルタによって基本波成分と高調波成分とを分離し、高調波成分だけを抽出し、この高調波成分から超音波画像を生成する方法である。また、この位相反転法は、同一方向に続けて互いに位相が反転している第１および第２送信信号を送信し、これら第１および第２送信信号に対応する第１および第２受信信号を加算することによって高調波成分を抽出し、この高調波成分から超音波画像を生成する方法である。第１および第２受信信号における基本波成分は、位相が反転しているが、高調波の例えば第２次高調波成分は、同相となるため、第１および第２受信信号を加算することによってこの第２次高調波成分が抽出される（例えば、特許文献２（Ｄ２）参照）。

　このハーモニックイメージング用の超音波探触子は、基本波の周波数から高調波の周波数までの広い周波数帯域が必要とされ、その低周波側の周波数領域が基本波を送信するための送信用に利用され、その高周波側の周波数領域が高調波を受信するための受信用に利用される。このようなハーモニックイメージング用の超音波探触子としては、例えば、特許文献３（Ｄ３）に開示の超音波探触子がある。この特許文献３に開示の超音波探触子は、送信用超音波振動子である圧電セラミック振動子と、前記圧電セラミック振動子に積層され、受信用超音波振動子である高分子圧電振動子とを備えた振動子複合体を、アレイ状に複数備えて構成される。このように構成することによって、特許文献３に開示の超音波探触子は、超音波造影剤の非線形的挙動に基づいて発生する高調波成分だけを選択的に抽出することができる。そして、この特許文献３に開示の超音波探触子は、背板に接着等の手段によって送信用の圧電セラミック振動子が配設され、その前面にモールドあるいは接着等の手段によって送信用の音響整合層が設けられ、そして、その前面に接着等の手段によって受信用の高分子圧電振動子が配設されることによって、製造される。

　このような超音波を送信するための第１圧電部と超音波を受信するための第２圧電部とを超音波の送受信方向に積層した複合型圧電素子を備えた超音波探触子では、超音波を適切に送受信することによって良好な超音波画像を形成するために、超音波の送信面における法線である第１圧電部の第１音軸と、超音波の受信面における法線である第２圧電部の第２音軸とを一致させる必要がある。

　そして、送信面や受信面の水平面内方向（アジマス方向）における第１音軸と第２音軸とのずれは、電子走査で補正することができる可能性があるが、特に、送信面や受信面に対する垂直方向（エレベーション方向）における前記ずれは、電子走査で補正することが難しい。

　また、前記特許文献３では、前記各部材が接着等の手段によって積層されるだけであり、この両音軸を一致させる点については、言及されておらず、注目もされていない。

　一方、特許文献４（Ｄ４）には、セラミック材料から成る送信用圧電素子と有機材料から成る受信用圧電素子とを例えばポリビニルブチラールやエポキシ等の有機結合剤によって結合することで複合化した超音波探触子が開示されている。しかしながら、特許文献４に開示の有機結合剤では、加工の際に特に熱による歪みによって特性が劣化し、２つの圧電素子を水平に積層する点において充分ではなかった。
特開２００４－０８８０５６号公報 特開２００１－２８６４７２号公報 特開平１１－１５５８６３号公報 国際公開第２００７／１４５０７３号パンフレット

　本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、第１および第２圧電部をより水平に積層することができる複合型圧電素子を備えた超音波探触子およびこの超音波探触子の製造方法ならびにこの超音波探触子を備えた超音波診断装置を提供することである。

　本発明にかかる超音波探触子およびその製造方法ならびに超音波診断装置では、超音波探触子において、超音波信号の送受信方向に積層された複数の部材における部材間に接着層がある場合に、前記接着層の接着剤には、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料が用いられる。このような接着剤は、内部応力の発生が比較的少ない。すなわち、熱収縮が比較的小さい。したがって、接着剤の硬化前後において、接着剤によって接着される第１および第２被接着部材の配置関係が略維持される。このため、第１圧電部と第２圧電部とを水平に保ちながら第１圧電部から第２圧電部までに存在する部材（第１および第２圧電部も含む）が前記接着剤で互いに接着されることによって、第１および第２圧電部をより水平に積層することが可能となる。

　上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

本発明の一実施形態における超音波診断装置の外観構成を示す図である。 前記超音波診断装置の電気的な構成を示すブロック図である。 前記超音波診断装置における超音波探触子の構成を示す断面図である。 前記超音波診断装置における超音波探触子の製造工程を示す工程図（その１）である。 前記超音波診断装置における超音波探触子の製造工程を示す工程図（その２）である。 前記超音波診断装置における超音波探触子の製造工程を示す工程図（その３）である。 前記超音波診断装置における超音波探触子の製造工程を示す工程図（その４）である。

　以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

　（超音波診断装置および超音波探触子の構成および動作）
　図１は、本発明の一実施形態における超音波診断装置の外観構成を示す図である。図２は、実施形態における超音波診断装置の電気的な構成を示すブロック図である。図３は、実施形態の超音波診断装置における超音波探触子の構成を示す図である。

　超音波診断装置Ｓは、図１および図２に示すように、図略の生体等の被検体に対して超音波（第１超音波信号）を送信すると共に、この被検体で反射した超音波の反射波（エコー、第２超音波信号）を受信する超音波探触子２と、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２へケーブル３を介して電気信号の送信信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して第１超音波信号を送信させると共に、超音波探触子２で受信された被検体内から来た第２超音波信号に応じて超音波探触子２で生成された電気信号の受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する超音波診断装置本体１とを備えて構成される。

　超音波診断装置本体１は、例えば、図２に示すように、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、画像処理部１４と、表示部１５と、制御部１６とを備えて構成されている。

　操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報等のデータを入力するものであり、例えば、複数の入力スイッチを備えた操作パネルやキーボード等である。

　送信部１２は、制御部１６の制御に従って、超音波探触子２へケーブル３を介して電気信号の送信信号を供給して超音波探触子２に第１超音波信号を発生させる回路である。送信部１２は、例えば、高電圧のパルスを生成する高圧パルス発生器等を備えて構成される。受信部１３は、制御部１６の制御に従って、超音波探触子２からケーブル３を介して電気信号の受信信号を受信する回路であり、この受信信号を画像処理部１４へ出力する。受信部１３は、例えば、受信信号を予め設定された所定の増幅率で増幅する増幅器、および、この増幅器で増幅された受信信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換するアナログ－ディジタル変換器等を備えて構成される。

　画像処理部１４は、制御部１６の制御に従って、受信部１３で受信した受信信号に基づいて被検体内の内部状態の画像（超音波画像）を生成する回路である。画像処理部１４では、例えば、フィルタ法によって受信信号から高調波成分が抽出され、この抽出された高調波成分に基づいてハーモニックイメージング技術を用いて被検体内部の内部状態の超音波画像が生成される。また例えば、画像処理部１４では、位相反転法（パルスインバージョン法）によって受信信号から高調波成分が抽出され、この抽出された高調波成分に基づいてハーモニックイメージング技術を用いて被検体内部の内部状態の超音波画像が生成される。

　表示部１５は、制御部１６の制御に従って、画像処理部１４で生成された被検体の超音波画像を表示する装置である。表示部１５は、例えば、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイおよびプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。

　制御部１６は、例えば、マイクロプロセッサ、記憶素子およびその周辺回路等を備えて構成され、これら操作入力部１１、送信部１２、受信部１３、画像処理部１４および表示部１５を当該機能に応じてそれぞれ制御することによって超音波診断装置Ｓの全体制御を行う回路である。

　超音波探触子（超音波プローブ）２は、被検体内に第１超音波信号を送信しこの第１超音波信号に基づく被検体内から来た第２超音波信号を受信する装置であって、第１および第２超音波信号の送受信方向に積層された複数の部材を備えて成る圧電素子をアレイ状に複数備え、これら複数の部材には、圧電材料を備えて成り、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第１および第２圧電部が少なくとも含まれる。

　このような構成の超音波探触子２は、例えば、図３に示すように、平板状の音響制動部材２３と、この音響制動部材２３に超音波信号の送受信方向（積層方向）に積層され前記送受信方向に直交する方向に配置された複数の無機圧電素子２２と、これら複数の無機圧電素子２２間における隙間に充填される音響吸収材２８と、これら複数の無機圧電素子２２に前記送受信方向に積層された共通接地電極層２６と、この共通接地電極層２６に前記送受信方向に積層された中間層２４と、この中間層２４に前記送受信方向に積層された有機圧電素子２１と、この有機圧電素子２１に前記送受信方向に積層された音響整合層２５とを備えて構成される。無機圧電素子２２は、第１圧電部の一例であり、有機圧電素子２１は、第２圧電部の一例である。無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とは、直接的に積層されてもよいが、本実施形態の超音波探触子２は、無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とは、他の部材の一例である、共通接地電極層２６および中間層２４を介して間接的に積層されている。

　音響制動部材２３は、超音波を吸収する材料から構成され、複数の無機圧電素子２２から音響吸収部材２３方向へ放射される超音波を吸収するものである。音響制動部材２３は、一般に、ダンパあるいはバッキング層とも呼ばれる。そして、各無機圧電素子２２のそれぞれに接続する複数の信号線２７が音響制動部材２３を前記積層方向に貫通している。

　複数の無機圧電素子２２における各無機圧電素子２２は、無機圧電材料から構成される圧電体（素圧電体）２０１１における互いに対向する両面にそれぞれ電極（素電極）２０２１、２０３１を備えて構成される。複数の無機圧電素子２２は、互いに所定の間隔を空けて平面視にて２次元アレイ状に音響制動部材２３上に配列されている。複数の無機圧電素子２２は、超音波の反射波を受信するように構成されてもよいが、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、超音波を送信するように構成されている。より具体的には、複数の無機圧電素子２２には、超音波診断装置本体１の送信部１２からケーブル３を介して電気信号が入力される。この電気信号は、無機圧電素子２２の素電極２０２１と素電極２０３１とに入力される。複数の無機圧電素子２２は、この電気信号を、圧電現象を利用することによって超音波信号に変換して、この超音波信号を送信する。超音波探触子２が被検体に当てられることによって、これら複数の無機圧電素子２２で生成された超音波信号が被検体内へ送信される。

　音響吸収材２８は、超音波を吸収する材料から構成され、これら複数の無機圧電素子２２の相互干渉を低減するためのものである。音響吸収材２４によって各無機圧電素子２２間におけるクロストークの低減が可能となり、より高精度な超音波画像が形成可能となる。

　共通接地電極層２６は、導電性の材料から構成され、図略の配線によって接地されており、そして、複数の無機圧電素子２２上に積層されることによってこれら複数の無機圧電素子２２における各素電極２０２１と電気的に接続されている。したがって、共通接地電極層２６によって複数の無機圧電素子２２における各素電極２０２１は、接地される。

　中間層（バッファ層）２４は、複数の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とを積層するための部材である。本実施形態では、中間層２４は、複数の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１との音響インピーダンスを整合させる部材である。

　有機圧電素子２１は、所定の厚さを持った平板状の有機圧電材料から成る圧電体１０１と、この圧電体１０１の一方主面に形成された互いに分離した複数の電極（素電極）１０２と、この圧電体１０１の他方主面に略全面に亘って一様に形成された電極層１０３とを備えて構成されたシート状の圧電素子である。このように複数の素電極１０２が圧電体１０１の一方主面に形成されることによって、有機圧電素子２１は、１個の素電極１０２と圧電体１０１と電極層１０３とから成る圧電素子を複数備えることができ、これら各圧電素子が個別に動作することができる。このように有機圧電素子２１における複数の圧電素子は、個別に機能させるために無機の圧電素子のように個々に分離する必要がなく、一体的なシート状で構成することが可能である。したがって、有機圧電素子２１の製造工程において、有機圧電材料から成るシート状の板状体に溝（間隙、隙間、ギャップ、スリット）を形成する工程が必要なく、有機圧電素子２１の製造工程がより単純化され、より少ない工数で有機圧電素子２１を形成することができる。なお、有機圧電素子２１は、複数の圧電素子を備えるために、電極層１０３に代え、複数の素電極１０２とそれぞれ一対となる複数の素電極で構成されてもよい。また、有機圧電素子２１は、複数の無機圧電素子２１のように複数の有機圧電素子として、個々に分離されていてもよい。

　そして、有機圧電素子２１の個数と無機圧電素子２２の個数とは、同一でもよいが、異なっていてもよい。このため、複数の無機圧電素子２２の面積と複数の圧電素子を備える有機圧電素子２１の面積とが同一であっても、１個の無機圧電素子２２が占有する面積と有機圧電素子２１における１個の圧電素子が占有する面積とをそれぞれ独立に設定することが可能となる。したがって、無機圧電素子２２をその無機圧電素子２２に要求される仕様に応じて設計することができると共に、有機圧電素子２１をその有機圧電素子２１に要求される仕様に応じて設計することが可能となる。そして、本実施形態では、有機圧電素子２１の個数は、無機圧電素子２２の個数より多くなっている。このため、１個の無機圧電素子２２のサイズ（大きさ）を大きくすることが可能となり、無機圧電素子２２を送信用に用いる場合に、その送信パワーを大きくすることができると共に、有機圧電素子２１が備える圧電素子の個数を多くすることが可能となり、有機圧電素子２１を受信用に用いる場合に、その受信分解能を向上することができる。

　さらに、有機圧電素子２１は、超音波を送信するように構成されてもよいが、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、超音波の反射波を受信するように構成されている。より具体的には、有機圧電素子２１は、反射波の第２超音波信号が受信され、圧電現象を利用することによってこの受信した第２超音波信号を電気信号に変換してこの電気信号を出力する。この電気信号は、有機圧電素子２１における素電極１０２と電極層１０３とから出力される。この電気信号は、ケーブル３を介して超音波診断装置本体１の受信部１３へ出力される。

　音響整合層２５は、無機圧電素子２２の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの整合をとると共に、有機圧電素子２１の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの整合をとる部材である。そして、音響整合層２５は、本実施形態では、円弧状に膨出した形状とされ、被検体に向けて送信される超音波を収束する音響レンズの機能を兼用している。なお、音響整合層２５は、単層で構成されてもよく、あるいは、複数層で構成されてもよい。例えば、受信周波数帯域を広帯域化する場合では、音響整合層２５は、複数層で構成されることが好ましい。また、音響整合層２５とは、別個に音響レンズが用意され、音響整合層２５に積層されてもよい。

　そして、注目すべきは、このような超音波信号の送受信方向に互いに積層された複数の部材を備えて成る圧電素子をアレイ状に複数備える超音波探触子２において、これら複数の部材のうちの第１圧電部から第２圧電部までに存在する部材間に接着層がある場合に、この接着層の接着剤は、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料であることである。

　オキセタン（オキセタン環、oxetane）は、飽和の４員環に－Ｏ－結合を有する環状化合物である。オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物として、公知の化合物を採用することが可能であり、このようなオキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物は、例えば、特開２００４－０５９６２７号公報、特開２００４－０２５４７９号公報および特開平０５－２６５２０６号公報等に開示されている。

　このようなオキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物は、例えば、一般式（１）で示される化合物である。

ここで、一般式（１）中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４およびＲ_５は、各々水素原子、ハロゲン原始、ハロアルキル基、アリールアルキル基、アルコキシ基、アリルオキシ基またはアセトキシ基を表し、そして、一般式（１）中、Ｒ_６は、水素原子またはメチル基を表す。

　具体的には、例えば、３，３－ビス（クロルメチル）オキセタン、３，３－ビス（ヨードメチル）オキセタン、３，３－ビス（メトキシメチル）オキセタン、３，３－ビス（フェノキシメチル）オキセタン、３－メチル－３－クロルメチルオキセタン、３，３－ビス（アセトキシメチル）オキセタン、３，３－ビス（フルオロメチル）オキセタン、３，３－ビス（ブロモメチル）オキセタン、３，３－ジメチルオキセタン等が挙げられる。

　また例えば、このようなオキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物は、一般式（２）で示される化合物である。

ここで、一般式（２）中、Ｒ^１は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数１～６のアルキル基、炭素数１～６のフルオロアルキル基、アリル基、アリール基、フリル基またはチエニル基である。そして、一般式（２）中、Ｒ^２は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数１～６のアルキル基、１－プロペニル基、２－プロペニル基、２－メチル－１－プロペニル基、２－メチル－２－プロペニル基、１－ブテニル基、２－ブテニル基、３－ブテニル基等の炭素数２～６のアルケニル基、フェニル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基、フェノキシエチル基等の芳香環を有する基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ブチルカルボニル基等の炭素数２～６個のアルキルカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等の炭素数２～６のアルコキシカルボニル基、またはエチルカルバモイル基、プロピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、ペンチルカルバモイル基等の炭素数２～６個のＮ－アルキルカルバモイル基等である。

　１個のオキセタン環を有する化合物は、その得られる組成物が粘着性に優れ、低粘度で作業性に優れるため、特に好ましい。

　前記一般式（１）および一般式（２）で示される化合物は、オキセタン環構造を分子中に１個有する化合物であるが、オキセタン環構造を分子中に複数（２個以上）有する公知の化合物も挙げることができ、ここでは、オキセタン環構造を分子中に２個有する化合物を挙げると、例えば、一般式（３）で示される化合物がある。

ここで、一般式（３）中、Ｒ^３は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等の線状または分枝状アルキレン基、ポリ（エチレンオキシ）基、ポリ（プロピレンオキシ）基等の線状または分枝状ポリ（アルキレンオキシ）基、プロペニレン基、メチルプロペニレン基、ブテニレン基等の線状または分枝状不飽和炭化水素基、または、カルボニル基またはカルボニル基を含むアルキレン基、カルボキシル基を含むアルキレン基、カルバモイル基を含むアルキレン基等である。また、一般式（３）中、Ｒ^３は、所定の多価基であってもよい。

　また、３員環のエポキシに比較して４員環のオキセタンは、官能基当たりの熱収縮が小さい。

　図３に示す例では、第１圧電部の一例である無機圧電素子２２から第２圧電部の一例である有機圧電素子２１までに、無機圧電素子２２、共通接地電極層２６、中間層２４および有機圧電素子２１が存在し、無機圧電素子２２と共通接地電極層２６を介して中間層２４と（共通接地電極層２６と中間層２４と）の間に第２接着層３２があり、そして、中間層２４と有機圧電素子２１との間に第３接着層３３がある。図３に示す例では、さらに、音響制動部材２３と無機圧電素子２２との間に第１接着層３１があり、有機圧電素子２１と音響整合層２５との間に第４接着像３４がある。第１接着層３１は、音響制動部材２３上に複数の無機圧電素子２２を接着するための層であり、第２接着層３２は、共通接地電極層２６を介した複数の無機圧電素子２１上に中間層２４を接着するための層であり、第３接着層３３は、中間層２４上に有機圧電素子２１を接着するための層であり、そして、第４接着層３４は、有機圧電素子２１上に音響整合層２５を接着するための層である。

　そして、これら第１ないし第４接着層３１～３４の接着剤は、前記化合物を含有する材料である。このような接着剤は、内部応力の発生が比較的少ない。すなわち、熱収縮が比較的小さい。したがって、接着剤の硬化前後において、接着剤によって接着される第１および第２被接着部材の配置関係が略維持される。図３に示す例では、第２接着層３２によって接着される共通接地電極層２６を含む複数の無機圧電素子２２と中間層２４との配置関係が略維持され、第３接着層３３によって接着される中間層２４と有機圧電素子２１との配置関係が略維持される。このため、共通接地電極層２６を含む複数の無機圧電素子２２と中間層２４とが水平を保ちながら第２接着層３２によって接着されると共に、中間層２４と有機圧電素子２１とが水平を保ちながら第３接着層３３によって接着されることによって、第１圧電部の一例である無機圧電素子２２および第２圧電部の一例である有機圧電素子２１をより水平に積層することが可能となる。この結果、超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、複数の無機圧電素子２２によって形成される送信面の第１音軸と有機圧電素子２１によって形成される受信面の第２音軸とを略一致させることが可能となり、第１および第２超音波信号を適切に送受信することによって良好な超音波画像を形成することが可能となる。

　第１および第２超音波信号をより適切に送受信し、より良好な超音波画像を形成する観点から、複数の無機圧電素子２２における送信面と有機圧電素子２１における受信面とのエレベーション方向のなす角は、約０から約２度までの範囲内であることが好ましい。すなわち、送信面の第１音軸と受信面の第２音軸とのなす角は、約０から約２度までの範囲内であることが好ましい。

　また、ハーモニックイメージング技術によって超音波画像を形成する場合では、第２超音波信号の高調波成分をより適切に送受信し、より良好な超音波画像を形成する観点から、複数の無機圧電素子２２における送信面と有機圧電素子２１における受信面とのアジマス方向のずれは、点源に対して約５％以下であることが好ましい。すなわち、送信面の第１音軸と受信面の第２音軸とのアジマス方向のずれは、約５％以下であることが好ましい。

　なお、内部応力Ｐは、接着剤の弾性率をＥとし、硬化温度ｔ２と室温ｔ１との熱膨張率の差を△ａとする場合に、Ｐ＝Ｅ∫△ａ・ｔｄｔ≒Ｅ・△ａ・（ｔ２－ｔ１）と表される。

　このような構成の超音波診断装置Ｓでは、例えば、操作入力部１１から診断開始の指示が入力されると、制御部１６の制御によって送信部１２で電気信号の送信信号が生成される。この生成された電気信号の送信信号は、ケーブル３を介して超音波探触子２へ供給される。より具体的には、この電気信号の送信信号は、超音波探触子２における複数の無機圧電素子２２へそれぞれ供給される。この電気信号の送信信号は、例えば、所定の周期で繰り返される電圧パルスである。複数の無機圧電素子２２は、それぞれ、この電気信号の送信信号が供給されることによってその厚み方向に伸縮し、この電気信号の送信信号に応じて超音波振動する。この超音波振動によって、複数の無機圧電素子２２は、共通接地電極層２６、第２接着層３２、中間層２４、第３接着層３３、有機圧電素子２１、第４接着層３４および音響整合層２５を介して超音波（第１超音波信号）を放射する。超音波探触子２が被検体に例えば当接されていると、これによって超音波探触子２から被検体に対して第１超音波信号が送信される。

　なお、超音波探触子２は、被検体の表面上に当接して用いられてもよいし、被検体の内部に挿入して、例えば、生体の体腔内に挿入して用いられてもよい。

　この被検体に対して送信された第１超音波信号は、被検体内部における音響インピーダンスが異なる１または複数の境界面で反射され、超音波の反射波（第２超音波信号）となる。この第２超音波信号には、送信された第１超音波信号の周波数（基本波の基本周波数）成分だけでなく、基本周波数の整数倍の高調波の周波数成分も含まれる。例えば、基本周波数の２倍、３倍および４倍などの第２次高調波成分、第３次高調波成分および第４次高調波成分等も含まれる。この第２超音波信号は、超音波探触子２で受信される。より具体的には、この第２超音波信号は、音響整合層２５および第４接着層３４を介して有機圧電素子２１で受信され、有機圧電素子２１で機械的な振動が電気信号に変換されて受信信号として取り出される。この取り出された電気信号の受信信号は、ケーブル３を介して制御部１６で制御される受信部１３で受信される。受信部１３は、この入力された受信信号を受信処理し、より具体的には、例えば増幅した後にアナログ信号からディジタル信号へ変換し、画像処理部１４へ出力する。

　ここで、上述において、各無機圧電素子２２から順次に第１超音波信号が被検体に向けて送信され、被検体で反射した第２超音波信号が有機圧電素子２１で受信される。

　そして、画像処理部１４は、制御部１６の制御によって、受信部１３で受信した受信信号に基づいて、例えばハーモニックイメージング技術を用いて、送信から受信までの時間や受信強度などから被検体内の内部状態の画像（超音波画像）を生成し、表示部１５は、制御部１６の制御によって、画像処理部１４で生成された被検体内の内部状態の画像を表示する。

　本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、上述したように、複数の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とは、背景技術に較べてより水平に積層されており、複数の無機圧電素子２２によって形成される送信面の第１音軸と有機圧電素子２１によって形成される受信面の第２音軸とを略一致させることが可能となる。このため、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、第１および第２超音波信号を適切に送受信することができ、良好な超音波画像の提供が可能となる。

　また、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、複数の無機圧電素子２２は、第１超音波信号を送信するように構成されている。このように送信パワーを大きくすることが可能な無機圧電素子２２によって第１超音波信号が送信されるので、超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、比較的簡単な構造で送信パワーを大きくすることができる。したがって、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、高調波のエコーを得るために比較的大きなパワーで基本波を送信することが必要なハーモニックイメージング技術に好適であり、より高精度な超音波画像の提供が可能となる。

　また、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、有機圧電素子２１は、反射波の第２超音波信号を受信するように構成されている。一般に、無機圧電材料の圧電素子は、基本波の周波数に対する２倍程度の周波数の超音波しか受信することができないが、有機圧電材料の圧電素子は、基本波の周波数に対する例えば４～５倍程度の周波数の超音波を受信することができ、受信周波数帯域の広帯域化に適している。このような超音波を広い周波数に亘って受信可能な特性を持つ有機圧電素子２１によって第２超音波信号が受信されるので、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、比較的簡単な構造で周波数帯域を広帯域にすることができる。このため、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、基本波の高調波を受信することが必要なハーモニックイメージング技術に好適であり、より高精度な超音波画像の提供が可能となる。

　また、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、第１および第２超音波信号の送受信方向において、第１および第２超音波信号の送受信面へ向けて、複数の無機圧電素子２２および有機圧電素子２１の順に、これら複数の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とが積層されている。すなわち、音響制動部材２３から音響整合層２５への方向において、複数の無機圧電素子２２および有機圧電素子２１の順に、これら複数の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とが積層されている。このため、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、超音波探触子２内において第２超音波信号をより短い伝播長で受信することができ、第２超音波信号の減衰を抑制することができると共に第２超音波信号へのノイズの混入（重畳）を抑制することができる。したがって、本実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、より良好な超音波画像の提供が可能となる。

　（超音波探触子の製造方法）
　本超音波探触子２は、無機圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる複数の無機圧電素子２２を形成する工程と、有機圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる有機圧電素子２１を形成する工程と、無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とを直接または他の部材を介して第１および第２超音波信号の送受信方向に接着剤を用いて積層する工程とを備える製造工程によって製造される。すなわち、超音波探触子２は、大略、まず、複数の無機圧電素子２２および有機圧電素子２１がそれぞれ別々に形成され、そして、複数の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１とが直接または間接的に接着剤を用いて積層されることによって製造される。

　そして、この接着剤には、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料が用いられる。

　より具体的には、例えば、図３に示す構成の超音波探触子２は、次のように製造される。図４ないし図７は、実施形態の超音波診断装置における超音波探触子の製造工程を示す工程図（その１ないしその４）である。図４ないし図７の各図は、図４（Ｄ）および図５（Ｅ）を除き、断面図である。図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）の斜視図であり、図５（Ｅ）は、図５（Ｄ）の斜視図である。

　まず、図４（Ａ）に示すように、所定の厚さを持った平板状の有機圧電材料から成る圧電体１０１が用意される。圧電体１０１の厚さは、例えば、受信すべき超音波の周波数や有機圧電材料の種類等によって適宜に設定される。有機圧電材料は、例えば、フッ化ビニリデンの重合体を用いることができる。また例えば、有機圧電材料は、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）系コポリマを用いることができる。このフッ化ビニリデン系コポリマは、フッ化ビニリデンと他の単量体との共重合体（コポリマ）であり、他の単量体としては、３フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、パーフルオロアルコキシエチレン（ＰＡＥ）およびパーフルオロヘキサエチレン等を用いることができる。フッ化ビニリデン系コポリマは、その共重合比によって厚み方向の電気機械結合定数（圧電効果）が変化するので、例えば、超音波探触子の仕様等に応じて適宜な共重合比が採用される。例えば、フッ化ビニリデン／３フッ化エチレンのコポリマの場合では、フッ化ビニリデンの共重合比が６０ｍｏｌ％～９９ｍｏｌ％が好ましく、有機圧電素子を無機圧電素子に積層する複合型圧電素子の場合では、フッ化ビニリデンの共重合比が８５ｍｏｌ％～９９ｍｏｌ％がより好ましい。また、このような複合素子の場合では、他の単量体は、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、パーフルオロアルコキシエチレン（ＰＡＥ）およびパーフルオロヘキサエチレンが好ましい。また例えば、有機圧電材料は、ポリ尿素を用いることができる。このポリ尿素の場合では、蒸着重合法で圧電体を作成することが好ましい。ポリ尿素用のモノマとして、一般式、Ｈ_２Ｎ－Ｒ－ＮＨ_２構造を挙げることができる。ここで、Ｒは、任意の置換基で置換されてもよいアルキレン基、フェニレン基、２価のヘテロ環基、ヘテロ環基を含んでもよい。ポリ尿素は、尿素誘導体と他の単量体との共重合体であってもよい。好ましいポリ尿素として、４，４’－ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）と４，４’－ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）を用いる芳香族ポリ尿素を挙げることができる。

　次に、図４（Ｂ）に示すように、この有機圧電材料から成る圧電体１０１の一方主面に互いに分離した複数の素電極１０２（１０２－１１～１０２－４８）が例えばスクリーン印刷、蒸着あるいはスパッタ等によって形成される。これら複数の素電極１０２は、平面視にて線形独立な２方向に、例えば互いに直交する２方向にｍ行×ｎ列の２次元アレイ状に配列するように形成される（ｍ、ｎは、正の整数である）。素電極１０２は、例えば、平面視にて矩形状とされ、そのサイズは、例えば分解能等によって適宜に設定される。

　なお、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。また、添え字のうちの左側の添え字は、行番号を示し、その右側の添え字は、列番号を示している。例えば、素電極１０２－２３は、行番号２で列番号３の素電極１０２である。

　そして、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）に示すように、この有機圧電材料から成る圧電体１０１の他方主面に略全面に亘って電極層１０３が例えばスクリーン印刷、蒸着あるいはスパッタ等によって形成される。これによってｍ行×ｎ列の２次元アレイ状に配列された複数の素電極１０２を一方主面に備えると共に他方主面に略全面に亘って電極層１０３を備える有機圧電素子２１が形成される。このような構成の有機圧電素子２１は、素電極１０２と、これに対向する電極層１０３と、これら素電極１０２と電極層１０３との間に介在する有機圧電材料の圧電体１０１とから１個の圧電素子が構成されることから、複数の圧電素子を含む。

　このように本実施形態における超音波探触子２の製造方法では、有機圧電材料から成るシート状の圧電体１０１に、分離した複数の素電極１０２をその表面に形成することによって複数の圧電素子が形成される。このため、複数の圧電素子を形成するためにシート状の圧電体１０１に溝（間隙、隙間、ギャップ、スリット）を形成する工程が必要ない。したがって、このような構成の超音波探触子２では、有機圧電素子２１に対して溝を形成する工程が必要ではないため、有機圧電素子２１の製造工程がより単純化され、より少ない工数で超音波探触子２を製造することが可能となる。

　なお、上述では、圧電体１０１の一方主面に複数の素電極１０２を形成した後に、圧電体１０１の他方主面に電極層１０３を形成したが、圧電体１０１の他方主面に電極層１０３を形成した後に、圧電体１０１の一方主面に複数の素電極１０２を形成してもよい。

　一方、図５（Ａ）に示すように、所定の厚さを持った平板状の無機圧電材料から成る圧電体２０１が用意される。無機圧電材料は、例えば、いわゆるＰＺＴ、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、ニオブ酸タンタル酸カリウム（Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ_３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）等である。

　次に、図５（Ｂ）に示すように、互いに対向するように、この無機圧電材料から成る圧電体２０１の両主面に略全面に亘ってそれぞれ電極層２０２、２０３が例えばスクリーン印刷、蒸着あるいはスパッタ等によって形成される。これによって、両面に電極層２０２、２０３を持った圧電体２０１から構成される無機圧電体２１０が形成される。

　次に、図５（Ｃ）に示すように、無機圧電体２１０が平板状の音響制動部材２３上に第１接着層３１を介して積層される。より具体的には、音響制動部材２３の主面上に第１接着層３１が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成され、積層面となる第１接着層３１の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第１接着層３１の積層面上に無機圧電体２１０が音響制動部材２３と水平を保ちながら接着される。あるいは、無機圧電体２１０の主面上に第１接着層３１が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成され、積層面となる第１接着層３１の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第１接着層３１の積層面上に音響制動部材２３が無機圧電体２１０と水平を保ちながら接着される。第１接着層３１の接着剤には、第２ないし第４接着層３２～３４も同様に、上述したように、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料が用いられる。音響制動部材２３は、超音波を吸収する平板状の超音波吸収体２３１を備えて構成される。この超音波吸収体２３１内には、積層方向に超音波吸収体２３１を貫通するように、送信の電気信号を伝送するための複数の信号線２７（２７－１１～２７－４６）が形成されており、無機圧電体２０１を音響制動部材２３に積層する際には、これら各信号線２７は、圧電体２０１の一方主面に形成された電極層（本実施形態では例えば電極層２０３）に電気的に接続される。

　次に、図５（Ｄ）および図５（Ｅ）に示すように、音響制動部材２３が露出するまで積層方向に溝（隙間、間隙、ギャップ、スリット）２８１が無機圧電体２１０に例えばダイシングソ等によって形成される。なお、溝２８１は、第１接着層３１が露出するまで積層方向に形成されてもよい。溝２８１は、平面視にて線形独立な２方向に、例えば互いに直交する２方向にｐ行×ｑ列で配列する２次元アレイ状の複数の無機圧電素子２２（２２－１１～２２－４６）を構成するように、これら２方向に複数形成される（ｐ、ｑは、正の整数である）。このような溝２８１が形成されることによって、一方の電極層２０２が複数の素電極２０２１に分割され、無機材料から成る圧電体２０１が複数の素圧電体２０１１に分割され、そして、他方の電極層２０３が複数の素電極２０３１に分割される。素電極２０２１（素圧電体２０１１、素電極２０３１）は、例えば、平面視にて矩形状とされ、そのサイズは、例えば分解能等によって適宜に設定される。これら線形独立な２方向に複数の溝２８１を形成することによって、無機圧電体２１０は、素電極２０２１とこれに対向する素電極２０３１とこれら素電極２０２１、２０３１の間に介在する無機圧電材料の素圧電体２０１１とから構成される複数の無機圧電素子２２に分割される。

　次に、図６（Ａ）に示すように、無機圧電体２１０を複数の圧電素子２２に分割する各溝２８１に、これら複数の無機圧電素子２２の相互干渉を低減するために、超音波を吸収する例えば樹脂等の音響吸収材２８が充填される。このような樹脂は、例えば、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が用いられる。各溝２８１に音響吸収材２８が充填されることによって、各無機圧電素子２２間におけるクロストークの低減が可能となる。

　次に、図６（Ｂ）に示すように、複数の無機圧電素子２２の前面に、複数の無機圧電素子２２の音響制動部材２３に接する面と対向する面に略全面に亘って、共通接地電極となる共通接地電極層２６が例えばスクリーン印刷、蒸着あるいはスパッタ等によって層状に形成される。複数の無機圧電素子２２における各電極であって、複数の無機圧電素子２２の前面に形成されている各電極２０２１は、この共通接地電極層２６と電気的に接続される。そして、共通接地電極層２６上に第２接着層３２が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成される。

　次に、図６（Ｃ）に示すように、共通接地電極層２６上に略全面に亘って第２接着層３２を介して中間層（バッファ層）２４が積層される。より具体的には、積層面となる第２接着層３２の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第２接着層３２の積層面上に中間層２４が複数の無機圧電素子２２における送信面と水平を保ちながら接着される。そして、中間層２４上に第３接着層３３が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成される。なお、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示す例では、第２接着層３２は、共通接地電極層２６上に形成されたが、中間層２４の主面上に第２接着層３２が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成されてもよい。このような場合では、積層面となる第２接着層３２の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第２接着層３２の積層面上に共通接地電極層２６が接着される。

　次に、図６（Ｄ）に示すように、中間層２４上に第３接着層３３を介して、上述したように別工程で製造したシート状の有機圧電素子２１が積層される。より具体的には、積層面となる第３接着層３３の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第３接着層３３の積層面上に有機圧電素子２１が中間層２４と水平を保ちながら接着される。すなわち、有機圧電素子２１は、その受信面と無機圧電素子２２の送信面とが水平を保ちながら第３接着層３３の積層面上に接着される。そして、有機圧電素子２１上に第４接着層３４が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成される。図３に示す構成の超音波探触子２では、有機圧電素子２１における２次元アレイ状に配列された複数の素電極１０２１上に、第４接着層２４が形成される。なお、図６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示す例では、第３接着層３３は、中間層２４上に形成されたが、有機圧電素子２１の主面上に第３接着層３３が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成されてもよい。このような場合では、積層面となる第３接着層３３の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第３接着層３３の積層面上に中間層２４が接着される。

　次に、図７（Ａ）に示すように、有機圧電素子２１上に第４接着層３４を介して音響整合層２５が形成される。より具体的には、積層面となる第４接着層３４の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第４接着層３４の積層面上に音響整合層２５が有機圧電素子２１の受信面と水平を保ちながら接着される。なお、図６（Ｄ）および図７（Ａ）に示す例では、第４接着層３４は、有機圧電素子２１上に形成されたが、音響整合層２５の主面上に第４接着層３４が例えばスクリーン印刷あるいはスピンコード等によって形成されてもよい。このような場合では、積層面となる第４接着層３４の表面がプラズマ処理の表面処理によって活性化され、この活性化された第４接着層３４の積層面上に音響整合層２５が接着される。

　そして、図７（Ｂ）に示すように、音響制動部材２３の背面上に、音響制動部材２３の複数の無機圧電素子２２に接する面に対向する面上に複数の導電パッド２７１（２７１－１１～２７１－４６）が形成される。これら各導電パッド２７１は、超音波吸収体２３１内を貫通する各信号線２７と電気的に接続される。これによって図３に示す構成の超音波探触子２が製造される。

　このような各製造工程によって本実施形態の図３に示す超音波探触子２が製造される。そして、各部材を接着する第１ないし第４接着層３１～３４の接着剤に前記化合物を含有する材料が用いられる。したがって、図３に示す超音波探触子２の場合では、第２接着層３２によって接着される共通接地電極層２６を含む複数の無機圧電素子２２と中間層２４との配置関係が略維持され、第３接着層３３によって接着される中間層２４と有機圧電素子２１との配置関係が略維持される。このため、共通接地電極層２６を含む複数の無機圧電素子２２と中間層２４とが水平を保ちながら第２接着層３２によって接着されると共に、中間層２４と有機圧電素子２１とが水平を保ちながら第３接着層３３によって接着されることによって、複数の無機圧電素子２２および有機圧電素子２１を背景技術に較べてより水平に積層することが可能となる。したがって、複数の無機圧電素子２２によって形成される送信面の第１音軸と有機圧電素子２１によって形成される受信面の第２音軸とを略一致させることが可能となる。

　なお、上述の実施形態において、第２および第３接着層３２、３３の接着剤には、脂環族のオキシラン環を有する化合物がさらに含有さることが好ましい。このように接着材に脂環族のオキシラン環を有する化合物をさらに含有させることによって、接着剤の熱収縮がさらに小さくなり、複数の無機圧電素子２２および有機圧電素子２１をさらにより水平に積層することが可能となる。脂環族のオキシラン環は、エポキシ基である。

　また、上述の実施形態では、超音波探触子２は、無機圧電素子２２および有機圧電素子２１が平面視にて互いに線形独立な２方向に配列された２次元アレイ状に構成されたが、一方向に配列された１次元アレイ状に構成されてもよい。あるいは、超音波探触子２は、リニア用アレイ、セクタ用アレイおよびコンベックス用アレイ等の配列であってもよい。

　また、上述の実施形態では、有機圧電素子２１は、図３に示す例では、複数の無機圧電素子２２の全体に亘って、共通接地電極層２６、第２接着層３２、中間層２４および第３接着層３３を介して間接的に複数の無機圧電素子２２に積層されているが、有機圧電素子２１は、複数の無機圧電素子２２の一部に亘って積層されてもよい。

　また、上述の実施形態では、超音波探触子２は、略全面に亘って形成された電極層１０３を複数の無機圧電素子２２へ向けて有機圧電素子２１が第３接着層３３、中間層２４、第２接着層３２および共通接地電極層２６を介して複数の無機圧電素子２２上に積層される構成であったが、複数の素電極１０２を複数の無機圧電素子２２へ向けて有機圧電素子２１が複数の無機圧電素子２２上に接着層を介して積層される構成であってもよい。このような構成の超音波探触子は、共通接地電極層２６および中間層２４が不要で単層の接着層でよいから、図３に示す構成の超音波探触子２に較べて工数を低減することができ、その製造コストの低減が可能となる。

　また、上述の実施形態では、無機圧電素子２２は、両面に各素電極２０２１、２０３１が形成された素圧電体２０１１の単層（一層）で構成されたが、両面に各素電極２０２１、２０３１が形成された複数の素圧電体２０１１を積層した複数層（多層）で構成されてもよい。また、上述の実施形態では、有機圧電素子２１は、両面に素電極１０２１および電極層１０３が形成された圧電体１０１の単層で構成されたが、同様に、両面に素電極１０２１および電極層１０３が形成された複数の圧電体１０１を積層した複数層で構成されてもよい。もちろん、無機圧電素子２２が単層で構成されると共に、有機圧電素子２１が複数層で構成されてもよく、また、無機圧電素子２２が複数層で構成されると共に、有機圧電素子２１が単層で構成されてもよい。複数層とすることによって、超音波を送信する場合には、そのパワーを大きくすることが可能となり、超音波を受信する場合には、受信感度を向上させることが可能となる。

　本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

　一態様では、被検体内に第１超音波信号を送信し前記第１超音波信号に基づく前記被検体内から来た第２超音波信号を受信する超音波探触子は、前記第１および第２超音波信号の送受信方向に積層された複数の部材を備える圧電素子をアレイ状に複数備え、前記複数の部材には、圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第１および第２圧電部が少なくとも含まれ、前記複数の部材のうちの前記第１圧電部から前記第２圧電部までに存在する部材間に接着層がある場合に、前記接着層の接着剤は、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料である。

　このような構成の超音波探触子では、複数の部材のうちの第１圧電部から第２圧電部までに存在する部材間に接着層がある場合に、接着層の接着剤には、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料が用いられる。このような接着剤は、内部応力の発生が比較的少ない。すなわち、熱収縮が比較的小さい。したがって、接着剤の硬化前後において、接着剤によって接着される第１および第２被接着部材の配置関係が略維持される。このため、第１圧電部と第２圧電部とを水平に保ちながら第１圧電部から第２圧電部までに存在する部材（第１および第２圧電部も含む）が前記接着剤で互いに接着されることによって、第１および第２圧電部をより水平に積層することが可能となる。

　ここで、複数の部材のうちの第１圧電部から第２圧電部までに存在する部材間とは、第１圧電部と第２圧電部とが直接積層される場合では、第１圧電部と第２圧電部との間であり、第１圧電部と第２圧電部とが他の部材を介して間接的に積層される場合では、第１圧電部と他の部材との間、他の部材と第２圧電部との間であり、さらにこの場合において他の部材が複数である場合には複数の他の部材間も含まれる。

　また、他の一態様では、上述の超音波探触子において、前記接着層の接着剤は、脂環族のオキシラン環を有する化合物をさらに含有する。

　上記構成では、接着層の接着材には、脂環族のオキシラン環を有する化合物がさらに含有される。したがって、接着剤の熱収縮がさらに小さくなり、第１および第２圧電部をさらにより水平に積層することが可能となる。

　また、他の一態様では、これら上述の超音波探触子において、前記第１圧電部の前記圧電材料は、無機圧電材料であり、前記第２圧電部の前記圧電材料は、有機圧電材料である。

　上記構成では、第１圧電部の圧電材料に無機圧電材料を用いると共に、第２圧電部の圧電材料に有機圧電材料を用いた超音波探触子が提供される。特に、第１圧電部が第１超音波信号の送信用に用いられる場合では、送信パワーを比較的簡単な構造で大きくすることが可能となるため、このような構成の超音波探触子は、高調波のエコーを得るために比較的大きなパワーで基本波の超音波信号を送信することが必要なハーモニックイメージング技術に好適であり、より高精度でより良好な超音波画像の提供が可能となる。また特に、第２圧電部が第２超音波信号の受信用に用いられる場合では、周波数帯域を比較的簡単な構造で広帯域にすることが可能となるため、このような構成の超音波探触子は、高調波の超音波信号を受信することが必要なハーモニックイメージング技術に好適であり、より高精度でより良好な超音波画像の提供が可能となる。

　そして、他の一態様では、被検体内に第１超音波信号を送信し前記第１超音波信号に基づく前記被検体内から来た第２超音波信号を受信する超音波探触子の製造方法であって、第１圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第１圧電部を形成する工程と、第２圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第２圧電部を形成する工程と、前記第１圧電部と前記第２圧電部とを直接または他の部材を介して前記第１および第２超音波信号の送受信方向に接着剤を用いて積層する工程とを備え、前記接着剤は、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料である。

　このような構成の超音波探触子の製造方法では、第１圧電部と第２圧電部とを直接または他の部材を介して第１および第２超音波信号の送受信方向に接着剤を用いて積層する工程におけるこの接着剤には、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料が用いられる。このような接着剤は、内部応力が比較的少ない。すなわち、熱収縮が比較的小さい。したがって、接着剤の硬化前後において、接着剤によって接着される第１および第２被接着部材の配置関係が略維持される。このため、第１圧電部と第２圧電部とを水平に保ちながら第１圧電部と第２圧電部とを直接または他の部材を介して前記接着剤を用いて積層されることによって、第１および第２圧電部をより水平に積層することが可能となる。

　そして、他の一態様では、超音波診断装置は、これら上述のうちのいずれかの超音波探触子を備える。

　このような構成の超音波診断装置は、第１および第２圧電部をより水平に積層した複合型圧電素子をアレイ状に複数備えた超音波探触子が用いられるので、第１圧電部の第１音軸と第２圧電部の第２音軸とを略一致させることが可能となり、第１および第２超音波信号を適切に送受信することによって良好な超音波画像を形成することが可能となる。

　この出願は、２００８年１月１０日に出願された日本国特許出願特願２００８－３１８０を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

　本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

　本発明によれば、超音波探触子およびその製造方法ならびに超音波診断装置を提供することができる。

Claims (5)

1. 　超音波信号の送受信方向に積層された複数の部材を備える圧電素子をアレイ状に複数備え、
   　前記複数の部材には、圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と前記超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第１および第２圧電部が少なくとも含まれ、
   　前記複数の部材のうちの前記第１圧電部から前記第２圧電部までに存在する部材間に接着層がある場合に、前記接着層の接着剤は、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料であること
   　を特徴とする超音波探触子。
2. 　前記接着層の接着剤は、脂環族のオキシラン環を有する化合物をさらに含有すること
   　を特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
3. 　前記第１圧電部の前記圧電材料は、無機圧電材料であり、
   　前記第２圧電部の前記圧電材料は、有機圧電材料であること
   　を特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波探触子。
4. 　第１圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第１圧電部を形成する工程と、
   　第２圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第２圧電部を形成する工程と、
   　前記第１圧電部と前記第２圧電部とを直接または他の部材を介して前記超音波信号の送受信方向に接着剤を用いて積層する工程とを備え、
   　前記接着剤は、オキセタン環構造を分子中に１個以上有する化合物を含有する材料であること
   　を特徴とする超音波探触子の製造方法。
5. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の超音波探触子を備えること
   　を特徴とする超音波診断装置。

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