WO2020203317A1 - 超音波放射器具及び超音波装置 - Google Patents

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WO2020203317A1
WO2020203317A1 PCT/JP2020/012086 JP2020012086W WO2020203317A1 WO 2020203317 A1 WO2020203317 A1 WO 2020203317A1 JP 2020012086 W JP2020012086 W JP 2020012086W WO 2020203317 A1 WO2020203317 A1 WO 2020203317A1
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WO
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flat plate
plate elements
ultrasonic
elements
support
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PCT/JP2020/012086
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English (en)
French (fr)
Inventor
出 佐藤
真 都甲
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers

Definitions

  • the present disclosure relates to an ultrasonic radiation device that emits ultrasonic waves toward an object such as a human body, and an ultrasonic device having the ultrasonic radiation device.
  • Patent Documents 1 and 2 There are known ultrasonic devices that emit ultrasonic waves toward an object such as the human body (for example, Patent Documents 1 and 2). Such an ultrasonic device is used, for example, as an ultrasonic therapy device for irradiating an affected area or the like with ultrasonic waves to perform treatment, or as an ultrasonic diagnostic device for acquiring a secondary cross-sectional image of the affected area or the like. There is.
  • an ultrasonic therapy device for example, a device used for HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) treatment is known.
  • HIFU High Intensity Focused Ultrasound
  • the surface on which the ultrasonic waves are radiated may be formed in a concave shape so as to focus the ultrasonic waves in a predetermined focusing region.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a technique of arranging a vibrating element that generates a vibration that generates ultrasonic waves along a concave surface.
  • the ultrasonic radiating instrument has a plurality of flat plate elements.
  • the plurality of flat plate elements each have a radiating surface that emits ultrasonic waves, and the radiating surfaces are arranged in parallel with each other toward a common focusing region.
  • Each of the plurality of flat plate elements has a plurality of vibrating elements that generate vibrations that generate ultrasonic waves at a plurality of positions in the radiation surface.
  • the ultrasonic device includes the ultrasonic radiating device and a drive control unit that supplies AC power having a frequency within the frequency band of ultrasonic waves to the flat plate element.
  • FIG. 8 (a) and 8 (b) are schematic views for explaining the effect of the ultrasonic wave generating portion of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of the ultrasonic device 1 according to the first embodiment.
  • the ultrasonic device 1 is used for HIFU treatment, for example.
  • the ultrasonic device 1 focuses ultrasonic waves on the affected part 103 (or a foreign substance such as a stone; the same applies hereinafter) of the patient 101.
  • the affected area 103 is denatured by the heat generated by this.
  • the ultrasonic device 1 may be configured for any part of the human body as a treatment target, or may be configured for any disease as a treatment target.
  • the frequency and intensity of the ultrasonic waves radiated by the ultrasonic device 1 and the dimensions of each part of the ultrasonic device 1 may be appropriately set.
  • the ultrasonic wave is generally a sound wave of 20 kHz or higher. There is no general upper limit on the frequency of ultrasonic waves, but it may be, for example, 5 GHz.
  • the ultrasonic device 1 is arranged adjacent to the patient 101, and is directed to the ultrasonic radiation device 3 (hereinafter, may be simply referred to as “radiation device 3”) and the radiation device 3 that directly bear the radiation of ultrasonic waves. It has a device main body 5 that supplies power and the like.
  • the radiating instrument 3 has a generating unit 7 that generates ultrasonic waves, and a bag 9 that is interposed between the generating unit 7 and the patient 101.
  • the generating unit 7 emits ultrasonic waves from, for example, the concave surface 7a facing the patient 101 side.
  • the shape of the concave surface 7a is, for example, a shape obtained by cutting out a part of a spherical surface (inner surface thereof). Therefore, the ultrasonic waves radiated from the concave surface 7a are focused near the center of the sphere (from another viewpoint, the affected portion 103).
  • the bag 9 is filled with a liquid LQ at least when the ultrasonic device 1 is used.
  • the liquid LQ contributes to mitigating abrupt changes in acoustic impedance between the concave surface 7a and the body surface of the patient 101.
  • latitude line and meridian may be used following the concept of a virtual line on the surface of the earth for convenience.
  • the liquid LQ is, for example, water. Further, for example, the liquid LQ may contain water and an appropriate additive.
  • the additive may be, for example, for adjusting the acoustic impedance.
  • the acoustic impedance of the liquid LQ is, for example, 1 ⁇ 10 6 kg / (m 2 ⁇ s) or more and 2 ⁇ 10 6 kg / (m 2 ⁇ s) or less, or 1.3 ⁇ 10 6 kg / (m 2 ⁇ s). ) Or more 1.7 ⁇ 10 6 kg / (m 2 ⁇ s) or less.
  • water about 1.5 ⁇ 10 6 kg / (m 2 ⁇ s)
  • air about 0, fat: about 1.4 ⁇ 10 6 kg / (m 2).
  • ⁇ S muscle: about 1.7 ⁇ 10 6 kg / (m 2 ⁇ s).
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a main part of the generating unit 7.
  • the upper side of the paper is the patient 101 side. That is, FIG. 2 is a perspective view of the generating portion 7 as viewed from the concave surface 7a side.
  • the generating unit 7 has, for example, a plurality of flat plate elements 11 that emit ultrasonic waves, and a support 13 that holds the plurality of flat plate elements 11.
  • the support 13 has, for example, a frame shape (frame shape, skeleton structure shape), and holds the outer edges of the plurality of flat plate elements 11 so as to expose the plurality of flat plate elements 11 to the patient 101 side.
  • the generating unit 7 may have, for example, a housing having an appropriate shape that covers the illustrated configuration from the side opposite to the patient 101.
  • the flat plate element 11 is roughly formed in a flat plate shape. From another aspect, the flat plate element 11 faces the patient 101 side and has a substantially planar radiation surface 11a that emits ultrasonic waves.
  • the plurality of flat plate elements 11 are arranged in parallel with each other so that the radial surface 11a faces a common focusing region (affected portion 103) and is inclined to each other, forming the concave surface 7a described above. Therefore, the concave surface 7a is not composed of a curved surface, but is composed of a combination of a plurality of planes (radiating surface 11a). As described above, the radial surface 11a is flat, but may have minute inclinations and irregularities due to manufacturing errors and the like.
  • the arrangement pattern of the plurality of flat plate elements 11 may be appropriately set.
  • the plurality of flat plate elements 11 are arranged in the circumferential direction of the concave surface 7a (direction along the outer circumference of the concave surface 7a) to form an annular element row 8 (indicated by an arrow).
  • the element rows 8 may be provided in a plurality of rows (for example, concentrically) in a plurality of rings in a plan view of the concave surface 7a (in the illustrated example), or may be provided in only one row.
  • the pitch of the flat plate elements 11 in each element row 8 may or may not be constant (in the illustrated example).
  • the number of flat plate elements 11 included in each element row 8 may be appropriately set.
  • this number may be the same as or different from each other in the plurality of element rows 8.
  • the positions of the flat plate elements 11 in the circumferential direction of the concave surface 7a may be the same or different from each other in all the element rows 8 or in the element rows 8 adjacent to each other. It may be the same for a part of the element train 8 and may be different for the other part.
  • the annular shape means a shape surrounding a predetermined region, and is not limited to a circular shape, and may be, for example, a polygon.
  • the multiple annular shape in the above means double or more, and means that in at least two annular shapes, one annular shape surrounds the other annular shape. Concentric means that the center of the inner ring (or the center of gravity) and the center of the outer ring are approximately aligned.
  • each element row 8 is 19, 24, and 29 in order from the element row 8 inside the concave surface 7a.
  • 19 and 29 are odd numbers and are prime numbers. Therefore, it can be said that one or more element rows 8 composed of the plurality of flat plate elements 11 include rows in which the number of flat plate elements 11 is an odd number (but a plurality) and / or a prime number (excluding 2). it can.
  • the position of the flat plate element 11 in the circumferential direction of the concave surface 7a is determined with respect to at least a part of the flat plate elements 11.
  • the element rows 8 are different from each other.
  • the innermost region of the concave surface 7a (the central portion 65 described later) is a non-arranged region of the flat plate element 11.
  • Appropriate electronic components and the like may be arranged in such a region.
  • a visual sensor for detecting the position of a marker attached to the body surface of the patient 101 to indicate the position of the affected area 103, and / or a plurality of flat plate elements 11.
  • a receiving unit may be provided to receive the reflected wave of the emitted ultrasonic waves.
  • the innermost region of the concave surface 7a may have an opening.
  • FIG. 3 is a plan view of the flat plate element 11.
  • the planar shape of the flat plate element 11 and the dimensions of the planar shape may be appropriately set.
  • the plurality of flat plate elements 11 may have the same shape and size, or may include two or more types of flat plate elements 11 having different shapes and / or sizes.
  • the planar shape of the flat plate element 11 may be a shape in which the gap between adjacent flat plate elements 11 is relatively small (a shape in which a spherical surface is divided) (examples of FIGS. 2 and 3). , It does not have to be such a shape. As the latter, for example, a circular shape can be mentioned.
  • the planar shape of the flat plate element 11 is a trapezoidal shape, which is an example of a shape in which the gap between the flat plate elements 11 is relatively small.
  • the concave surface 7a can be formed so as to reduce the gap between the flat plate elements 11 even with a polygon other than the trapezoidal shape, for example, a regular polyhedron (Platonic solid), a semi-regular polyhedron (Archimedean solid), and a Platonic solid.
  • a regular polyhedron Platonic solid
  • a semi-regular polyhedron Archimedean solid
  • Platonic solid As well as the dome shape realized in various technical fields.
  • the trapezoid of the flat plate element 11 has, for example, an upper base 11d inside the concave surface 7a and a lower base 11e outside the concave surface 7a, as indicated by reference numeral 3 in FIG. It is an isosceles trapezoid having a pair of legs 11f.
  • the length of the upper base 11d, the length of the lower base 11e, and the height h of the trapezoid may be appropriately set, and any length may be set to another length. On the other hand, it may be long. In the illustrated example, the height of the trapezoid is larger than the length of the upper base 11d and the length of the lower base 11e, respectively.
  • the degree of the difference may be appropriately set, and for example, the height of the trapezoid may be 1.1 times or more the length of the lower base 11e. Further, for example, the trapezoid is congruent (same shape and size) among the plurality of flat plate elements 11.
  • the trapezoid of the flat plate element 11 can be grasped as a superordinate concept.
  • the flat plate element 11 has a first edge portion (upper base 11d), a second edge portion (lower base 11e), and a pair of third edge portions (a pair of legs 11f).
  • the first edge portion constitutes an inner portion of the concave surface 7a of the outer edge of the flat plate element 11.
  • the second edge portion constitutes an outer portion of the concave surface 7a of the outer edge of the flat plate element 11 and faces the first edge portion, and is longer than the first edge portion.
  • a pair of third edges connect both ends of the first edge and both ends of the second edge.
  • the first edge portion (upper base 11d) and the second edge portion (lower base 11e) are not limited to straight lines, and are, for example, circular arcs having a center on the center side of the concave surface 7a. There may be.
  • the plurality of flat plate elements 11 are arranged in the circumferential direction of the concave surface 7a to form an annular element row 8.
  • trapezoidal legs 11f are adjacent to each other with adjacent flat plate elements 11.
  • the adjacent legs 11f may or may not be parallel to each other. In the latter case, the distance between the legs 11f may be relatively wide on either the inside or the outside of the concave surface 7a.
  • the trapezoidal upper base 11d of the flat plate element 11 of one element row 8 and the trapezoidal lower base 11e of the flat plate element 11 of the other element row 8 are adjacent to each other.
  • the gap between adjacent flat plate elements 11 when the gap between adjacent flat plate elements 11 is reduced, the planar shape of the flat plate elements 11 and the arrangement pattern of the plurality of flat plate elements 11 are related to each other. Therefore, when the gap between the flat plate elements 11 is reduced by a shape other than the trapezoidal shape, it is clear that the arrangement may be other than the arrangement of the flat plate elements 11 of the present embodiment. On the contrary, in the arrangement of the flat plate elements 11 similar to the present embodiment, the gap between the flat plate elements 11 can be reduced by a shape other than the isosceles trapezoid. Such shapes include, for example, triangles and non-isopod trapezoids. In the case of a triangle, the plurality of triangles may be arranged in the circumferential direction of the concave surface 7a while being alternately oriented in the element row 8.
  • one flat plate element 11 has a plurality of piezoelectric elements 15 (vibration elements).
  • the piezoelectric element 15 is a portion that generates vibration that generates ultrasonic waves.
  • the number, position, planar shape, size, and the like of the piezoelectric elements 15 may be appropriately set.
  • the plurality of piezoelectric elements 15 are distributed and arranged at a substantially uniform density along the plane direction (direction along the plane; the same applies hereinafter) of the flat plate element 11. More specifically, the plurality of piezoelectric elements 15 are arranged vertically and horizontally at a constant pitch. However, the plurality of piezoelectric elements 15 may be half-pitch-shifted between adjacent rows, may be arranged along a plurality of concentric circles, may be arranged radially, or may be uniformly arranged. It may be arranged at a density other than that. The relative relationship between the arrangement direction of the plurality of piezoelectric elements 15 and the direction in which each portion of the outer edge of the flat plate element 11 extends may also be appropriately set.
  • the area of the arrangement region of the plurality of piezoelectric elements 15 (for example, the smallest convex polygon in which the plurality of piezoelectric elements 15 fit) is exposed from, for example, the area of the flat plate element 11 (or the support 13 when viewed from the patient 101 side). Area) may be 1/5 or more, 1/2 or more, 2/3 or more, or 4/5 or more. 4/5 or more may be regarded as a state in which a plurality of piezoelectric elements 15 are arranged on the entire surface of the flat plate element 11.
  • the arrangement region of the plurality of piezoelectric elements 15 is located in an appropriate range such as the central side or the outer edge side in the flat plate element 11. Good.
  • the shape of the arrangement area is also arbitrary.
  • the planar shape of the piezoelectric element 15 is circular. From another point of view, the planar shape is axisymmetric or rotationally symmetric. However, the planar shape may be another shape such as an ellipse or a polygon, or may be an asymmetrical shape. When the planar shape of the piezoelectric element 15 is not circular, the relative orientation between the planar shape and the planar shape of the flat plate element 11 may be appropriately set.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • the lower part of the paper is the patient 101 side.
  • a part of the support 13 is also shown.
  • the thickness of some or all layers is exaggerated.
  • the flat plate element 11 has an element substrate 19 having a piezoelectric element 15 and a cavity member 21 overlapped with the element substrate 19 on the patient 101 side.
  • the element substrate 19 vibrates as the region of the piezoelectric element 15 bends and deforms. This vibration is transmitted to the fluid located on the patient 101 side of the element substrate 19, and ultrasonic waves are generated.
  • the cavity member 21 has a plurality of cavities 21c (openings, holes) individually overlapping the plurality of piezoelectric elements 15 in the element substrate 19. The cavity 21c contributes to increasing the degree of directivity of ultrasonic waves, for example.
  • the main surface (the widest surface of the plate, the front and back surfaces) of the flat plate element 11 has irregularities due to the provision of the plurality of cavities 21c and the second electrode 33 (individual electrode) described later, and is flat. Absent. As can be understood from this, when the flat plate element 11 has a flat plate shape, it does not have to be strictly a flat plate.
  • the flat plate element 11 may be regarded as a flat plate shape by having a flat layer (for example, 23, 25, and 27 described later) having a constant thickness as a main component.
  • the flat plate element 11 may be regarded as a flat plate shape when the tops (or the deepest portions of the concave portions) of the plurality of convex portions fit on the same plane on each of the two main surfaces. Further, for example, the flat plate element 11 has a flat plate shape when the arithmetic mean roughness of the unevenness of each main surface is 5% or less, 2% or less, or 1% or less with respect to the equivalent circle diameter obtained from the area of the flat plate element 11. Can be regarded as. In FIG. 4, the unevenness of the main surface of the flat plate element 11 is exaggerated.
  • the element substrate 19 includes, for example, the vibration layer 23, the first conductor layer 25, the piezoelectric layer 27, and the second conductor layer 29 in this order from the patient 101 side (cavity member 21 side).
  • the first conductor layer 25 includes, for example, the first electrode 31.
  • the second conductor layer 29 includes, for example, a plurality of second electrodes 33.
  • the first electrode 31 and the second electrode 33 sandwich the piezoelectric layer 27.
  • the element substrate 19 may include an appropriate layer such as an insulating layer covering the second conductor layer 29.
  • "layer” is a concept including "board”.
  • the region regarded as the piezoelectric element 15 may be appropriately defined.
  • the region of the element substrate 19 that overlaps the cavity 21c (more strictly, the region that overlaps the opening surface of the cavity 21c on the element substrate 19 side) is defined as the piezoelectric element 15.
  • the region overlapping the second electrode 33 (individual electrode) can be defined as the piezoelectric element 15.
  • Each piezoelectric element 15 has a first surface 15a facing the cavity 21c side (patient 101 side) and a second surface 15b facing the opposite side of the cavity 21c.
  • the first surface 15a is composed of, for example, a surface of the vibrating layer 23 on the cavity member 21 side.
  • the second surface 15b is exposed from, for example, the second conductor layer 29 of the surface of the second conductor layer 29 opposite to the cavity member 21 and the surface of the piezoelectric layer 27 opposite to the cavity member 21. It is composed of the area.
  • the second surface 15b may be formed by the insulating layer.
  • the first surface 15a is a surface on which ultrasonic waves toward the patient 101 side are generated by the vibration of the piezoelectric element 15, and is a radiation surface of the ultrasonic waves in the piezoelectric element 15. Further, the first surface 15a is flat and constitutes a part of the radiation surface 11a of the flat plate element 11. That is, the planar radiating surface 11a of the flat plate element 11 is formed by the planar radiating surfaces of the plurality of piezoelectric elements 15 (vibrating elements). The first surface 15a may have a minute inclination or unevenness due to a manufacturing error or the like.
  • the vibrating layer 23 for example, extends substantially over the element substrate 19. In other words, the vibrating layer 23 is formed in a solid shape having a width extending over the plurality of piezoelectric elements 15. The thickness of the vibrating layer 23 is substantially constant.
  • the vibrating layer 23 may be integrally formed over the entire area, or may be divided and formed.
  • the vibrating layer 23 overlaps with the cavity member 21.
  • the vibrating layer 23 may be regarded as being supported by the peripheral portion of the cavity 21c in the cavity member 21.
  • the vibrating layer 23 is formed of, for example, an insulating material or a semiconductor material.
  • the material of the vibrating layer 23 may be an inorganic material or an organic material. More specifically, for example, the material of the vibrating layer 23 may be the same or different piezoelectric material as the material of the piezoelectric layer 27 (described later). Further, for example, the material of the vibrating layer 23 may be silicon (Si), silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN) or sapphire (Al 2 O 3 ).
  • the vibrating layer 23 may be formed by laminating a plurality of layers made of different materials. For example, the vibrating layer 23 may be composed of a silicon layer and a SiO 2 layer that overlaps the upper surface and / or the lower surface thereof.
  • the first conductor layer 25 includes only the first electrode 31 in the illustrated example.
  • the first electrode 31 is a common electrode having a width extending over the plurality of piezoelectric elements 15.
  • the common electrode is, for example, formed in a solid shape over substantially the entire element substrate 19, and its thickness is substantially constant.
  • the first electrode 31 is electrically connected to, for example, a wiring (for example, a cable) (for example, a cable) arranged on the opposite side of the flat plate element 11 from the bag 9 via a through conductor (not shown) penetrating the piezoelectric layer 27. It is connected.
  • the material of the first conductor layer 25 may be, for example, an appropriate metal. For example, gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd), platinum (Pt), aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu) or chromium (Cr) or alloys containing these are used. Good.
  • the first conductor layer 25 may be formed by laminating a plurality of layers made of different materials. Further, the material of the first conductor layer 25 may be obtained by firing a conductive paste containing a metal as described above. That is, the material of the first conductor layer 25 may contain an additive (inorganic insulator from another viewpoint) such as glass powder and / or ceramic powder.
  • the piezoelectric layer 27 extends over substantially the entire element substrate 19.
  • the piezoelectric layer 27 is formed in a solid shape having a width extending over the plurality of piezoelectric elements 15.
  • the thickness of the piezoelectric layer 27 is substantially constant.
  • the material of the piezoelectric layer 27 may be a single crystal, a polycrystalline material, an inorganic material, an organic material, or a ferroelectric substance. It may or may not be a pyroelectric body.
  • the inorganic material include lead zirconate titanate-based material and lead-free inorganic piezoelectric material.
  • lead-free inorganic piezoelectric material include a perovskite-type compound material.
  • the organic material include PVDF (polyvinylidene fluoride).
  • the material of the piezoelectric layer 27 may be, for example, a pressure electromagnetic plate (sintered body from another viewpoint) or a piezoelectric thin film.
  • the piezoelectric plate is a plate-shaped inorganic polycrystal composed of a plurality of crystal particles (and grain boundaries) having piezoelectricity, and is also called a piezoelectric ceramic plate.
  • the crystal particles that make up the piezoelectric plate usually have a small aspect ratio and are isotropically distributed.
  • the piezoelectric thin film is a thin-film inorganic single crystal, inorganic polycrystal, or organic material (polymer) having piezoelectricity.
  • the polycrystalline piezoelectric thin film is usually composed of columnar crystals extending in the thickness direction. Piezoelectric thin films usually have high orientation, thereby having high piezoelectric properties.
  • the polarization axis (also referred to as an electric axis or an X axis in a single crystal) is in the thickness direction of the piezoelectric layer 27 (with the first electrode 31). It is substantially parallel to the direction opposite to the second electrode 33).
  • the region of the piezoelectric layer 27 other than the region constituting the piezoelectric element 15 may or may not be polarized. Further, when it is polarized, it may be polarized in the same direction as the region constituting the piezoelectric element 15, or may be polarized in a different direction.
  • the second conductor layer 29 may have, for example, a plurality of second electrodes 33 described above, as well as wiring (not shown) connected to the plurality of second electrodes 33.
  • the plurality of second electrodes 33 are connected to, for example, other wiring (for example, a cable) arranged on the side opposite to the bag 9 of the flat plate element 11 via a wiring (not shown) included in the second conductor layer 29. It is electrically connected.
  • the plurality of second electrodes 33 are, for example, individual electrodes provided for each piezoelectric element 15.
  • the individual electrodes referred to here mean that a plurality of electrodes have shapes that are separated from each other, and it is not necessary that potentials that are different from each other can be applied.
  • two or more second electrodes 33 may be connected to each other.
  • the connection may be made by, for example, a wiring (not shown) included in the second conductor layer 29, or may be made by other means (for example, a bonding wire).
  • the plurality of second electrodes 33 may be capable of applying different potentials individually or for each group including two or more second electrodes 33.
  • the planar shape and size of the second electrode 33 may be an appropriate shape.
  • the planar shape of the second electrode 33 may be similar to or similar to the planar shape of the piezoelectric element 15 (opening shape of the cavity 21c), may be different, and may be circular or elliptical. It may be a shape or a polygon.
  • the outer edge of the second electrode 33 may be entirely located inside the opening edge of the cavity 21c, or the entire edge may be substantially the same. , The whole may be located on the outside, or only a part may be located on the same or inside.
  • the second electrode 33 is a circle located inside the opening edge of the circular cavity 21c.
  • the material of the second conductor layer 29 may be the same as or different from the material of the first conductor layer 25. Further, in any case, the description of the material of the first conductor layer 25 described above may be referred to the description of the material of the second conductor layer 29.
  • a pressure wave is formed in the medium (for example, fluid) around the piezoelectric element 15. Then, by inputting an electric signal (drive signal) whose voltage changes with a predetermined waveform to the first electrode 31 and the second electrode 33, the waveform of the electric signal (frequency and amplitude in another viewpoint) is reflected. Ultrasonic waves are generated.
  • the vibration of the above-mentioned deflection deformation is an out-of-plane vibration in the primary mode in which the center of the plan view is the antinode of the vibration and the outer edge (for example, near the edge of the cavity 21c) is the vibration node. (Bending vibration).
  • the piezoelectric element 15 is configured such that, for example, the resonance frequency is located in the frequency band of ultrasonic waves.
  • the resonance frequency is set, for example, by selecting the material of the layer constituting the piezoelectric element 15 (selecting Young's modulus and density from another viewpoint), and setting the diameter of the piezoelectric element 15 and the thickness of each layer (from another viewpoint). It is done by setting the mass and bending rigidity).
  • the influence of the fluid around the piezoelectric element 15 and the influence of the rigidity of the portion supporting the piezoelectric element 15 may be taken into consideration.
  • the electric signal may be, for example, a voltage application that displaces the piezoelectric element 15 toward the cavity 21c and a voltage application that displaces the piezoelectric element 15 toward the cavity 21c. That is, the electric signal may have polarities (positive and negative) inverted (the directions of the voltage (electric field) alternate in the direction of the polarization axis of the piezoelectric layer 27). Further, for example, the electric signal may be such that only the voltage application that displaces the piezoelectric element 15 to the cavity 21c side or the voltage application that displaces the piezoelectric element 15 to the side opposite to the cavity 21c is repeated. In this case, ultrasonic waves are generated by repeating bending and elimination of bending by a restoring force.
  • the cavity member 21 is, for example, a member having a constant thickness and having a width extending over a plurality of piezoelectric elements 15 when the cavity 21c is ignored.
  • the material of the cavity member 21 is arbitrary, for example, it may be an insulating material, a semiconductor material, a conductive material, an inorganic material, or an organic material. It may be a piezoelectric material, or it may be the same as the material of any layer in the element substrate 19.
  • metal, resin, and ceramic can be mentioned.
  • the cavity member 21 may be composed of a plurality of materials or a plurality of layers.
  • the cavity member 21 may be formed by forming an insulating layer on a metal layer (including a metal plate) overlapping the element substrate 19, or may be made of a glass epoxy resin obtained by impregnating glass fibers with an epoxy resin. May be.
  • the shape of the cavity 21c may be set as appropriate.
  • the shape of the cavity 21c may be such that the shape of the cross section (cross section parallel to the element substrate 19) is constant regardless of the position of the cavity 21c in the penetrating direction (illustration example).
  • the shape may have a tapered surface whose diameter increases or decreases toward the 19th side.
  • the region of the element substrate 19 that overlaps with the cavity 21c is the piezoelectric element 15. Therefore, the description of the planar shape of the piezoelectric element 15 described above is used to explain the shape of the cross section of the cavity 21c. May be done.
  • the depth of the cavity 21c (the length in the penetrating direction; from another point of view, the thickness of the cavity member 21) may be appropriately set.
  • the depth of the cavity 21c may be 1/20 or more, 1/10 or more, 1/2 or more, or 1 times or more the diameter of the cavity 21c (for example, a circle-equivalent diameter if it is not circular). It may be 10 times or less, 5 times or less, 1 time or less, 1/2 or less or 1/10 or less, and the above lower limit and upper limit may be appropriately combined as long as there is no contradiction.
  • the support 13 has, for example, a shape that holds the outer edges of the plurality of flat plate elements 11. More specifically, the support 13 has a shape similar to, for example, the shape of a gap (boundary in another viewpoint) between adjacent flat plate elements 11. Then, as shown in FIG. 4, the outer edge side portion of the flat plate element 11 is overlapped with the inner surface 13a (the surface on the affected portion 103 side) or the outer surface 13b (the surface opposite to the affected portion 103) of the support 13. Is fixed.
  • the flat plate element 11 may be arranged on either the inner surface 13a or the outer surface 13b of the support 13.
  • an embodiment in which the flat plate element 11 is arranged on the outer surface 13b is taken as an example.
  • the support 13 holding the edge portion of the flat plate element 11 has an opening 13h for exposing a plurality of piezoelectric elements 15 to the affected portion 103 side for each flat plate element 11. Can be caught.
  • the shape and area of the opening 13h may be appropriately set.
  • the area of the opening 13h is 60% or more or 80% or more of the area of the flat plate element 11.
  • the support 13 is composed of, for example, three portions substantially concentrically formed in a plan view of the concave surface 7a.
  • One is a lattice portion 61 which is configured in a lattice pattern and extends over an annular region (arrangement region of a plurality of flat plate elements 11) as a whole.
  • the other one is an annular edge 63 connected to the outside of the grid 61.
  • the remaining one is a central portion 65 connected to the inside of the grid portion 61. The outer edge of the plurality of flat plate elements 11 is held by these portions.
  • the lattice portion 61 is a portion located between (boundary) between the flat plate elements 11 adjacent to each other and holding the edge portions adjacent to each other. Therefore, the shape is substantially the same as the shape of the boundary between the plurality of flat plate elements 11.
  • the edge portion 63 is a portion of the outer edges of the plurality of flat plate elements 11 that holds an edge portion (lower bottom 11e of the flat plate element 11 of the outermost element row 8) that is the outer edge of the entire plurality of flat plate elements 11. Therefore, the shape of the edge portion 63 is a shape having at least an annular inner edge.
  • the central portion 65 is a portion of the outer edges of the plurality of flat plate elements 11 that holds an edge portion (upper bottom 11d of the flat plate element 11 of the innermost element row 8) that is the inner edge of the entire plurality of flat plate elements 11. .. Therefore, the shape of the central portion 65 is a shape having at least an annular outer edge. Specifically, it is as follows.
  • the lattice portion 61 has, for example, a plurality of partition portions 67 arranged in the circumferential direction of the concave surface 7a, and one or more (two in the illustrated example) annular portions 69 extending in the circumferential direction of the concave surface 7a. There is.
  • the annular portion 69 is a second partition portion that intersects the plurality of partition portions 67.
  • the partition portion 67 holds the adjacent edge portions (legs 11f) of the flat plate elements 11 adjacent to each other in each element row 8.
  • the annular portion 69 holds the upper base 11d and the lower base 11e of the element rows 8 adjacent to each other.
  • the partition portion 67 corresponding to the element row 8 on the innermost circumference is hung between the outer edge of the central portion 65 and the annular portion 69 on the innermost circumference.
  • the partition portion 67 corresponding to the outermost element row 8 is hung between the outermost annular portion 69 and the inner edge of the edge portion 63.
  • the partition portions 67 corresponding to the other element rows 8 are hung on the annular portions 69 adjacent to each other.
  • the element row 8 may be only one row. In this case, the partition portion 67 is hung between the central portion 65 and the edge portion 63. That is, the annular portion 69 is unnecessary.
  • the number and position of the partition portion 67 and the annular portion 69, the approximate planar shape, and the approximate dimensions in the direction along the concave surface 7a are based on the description of the number, position, the planar shape, and the dimensions in the direction along the concave surface 7a of the plurality of flat plate elements 11. It may be inferred. Therefore, these descriptions may be omitted here as appropriate.
  • the shapes and / or dimensions of the plurality of partition portions 67 corresponding to each element row 8 may be the same as each other (illustration example). They may be different from each other. Further, in the element rows 8, the shapes and / or dimensions of the plurality of partition portions 67 (directions along the concave surface 7a and / or directions intersecting the concave surface 7a) may be the same or different from each other. It may be (illustrated example).
  • the shapes and / or dimensions of the plurality of annular portions 69 may be the same as each other or different from each other (diameters are naturally different from each other). different).
  • the shape of the partition portion 67 is, for example, a rod shape extending linearly in the radial direction of the concave surface 7a (the direction from the center of the concave surface 7a toward the outer periphery and along the meridian) in the plan view of the concave surface 7a.
  • the length of the partition portion 67 in the direction from the inside to the outside of the concave surface 7a is the width (the length in the circumferential direction of the concave surface 7a) and the thickness (the length in the direction orthogonal to the concave surface 7a). It has a relatively long shape.
  • the width of the partition portion 67 may be larger than the length in the radial direction, or the partition portion 67 may have a plate shape in which the length behind the concave surface 7a is sufficiently longer than the width.
  • the shape of the cross section of the partition portion 67 (the cross section orthogonal to the length direction of the rod; the cross section substantially orthogonal to the meridian of the concave surface 7a) may be an appropriate shape, and is, for example, roughly rectangular.
  • the shape of the annular portion 69 is, for example, roughly a long shape (curved rod shape) extending in a circumferential shape. From another viewpoint, the annular portion 69 has a width (length in the radial direction of the concave surface 7a in the plan view of the concave surface 7a) and a thickness (length in the direction orthogonal to the concave surface 7a) along the circumferential direction of the concave surface 7a. ), It has a longer shape. However, the annular portion 69 may have a plate shape in which the length behind the concave surface 7a is sufficiently longer than the width.
  • the inner edge and / or the outer edge of the annular portion 69 may be circular (may be curved), or may be formed on the upper bottom 11d or the lower bottom 11e of the flat plate element 11. It may be a polygonal shape having parallel sides.
  • the shape of the cross section of the annular portion 69 (the cross section orthogonal to the length direction; the cross section substantially orthogonal to the latitude line of the concave surface 7a) may be an appropriate shape, and is, for example, roughly rectangular.
  • the shape and dimensions of the edge portion 63 may be appropriately set as long as the lower bottom 11e (edge portion on the outer peripheral side) of the outermost flat plate element 11 can be held.
  • the edge 63 has an annular flat plate shape. Its inner and outer edges are generally circular.
  • the inner edge of the edge portion 63 may have a circular shape (may be curved), or may have a polygonal shape having a side parallel to the lower base 11e of the outermost flat plate element 11.
  • Examples of the shape of the edge portion 63 other than the illustrated example include a shape similar to or similar to that of the annular portion 69 (curved rod shape), and a plate shape that is not a flat plate.
  • the non-flat plate shape has, for example, a curved / bent portion and / or a portion having different plate thicknesses.
  • the shape and dimensions of the central portion 65 may be appropriately set as long as the upper bottom 11d (edge portion on the inner peripheral side) of the flat plate element 11 on the innermost circumference can be held.
  • the edge 63 has a substantially circular flat plate shape.
  • the outer edge may have a circular shape (may be curved), or may have a polygonal shape having a side parallel to the upper base 11d of the flat plate element 11 on the innermost circumference.
  • Examples of the shape of the central portion 65 other than the illustrated example include a shape similar to or similar to that of the annular portion 69 (curved rod shape), and a plate shape that is not a flat plate.
  • the plate shape that is not a flat plate is as described above.
  • the central portion 65 is unnecessary, and the lattice portion 61 may extend to the center of the concave surface 7a.
  • various electronic components and the like may be provided in the region on the central side of the concave surface 7a.
  • the central portion 65 may be shaped in consideration of the functions of the electronic components and the like. For example, when an ultrasonic sensor or an ultrasonic receiving unit is provided, the central portion 65 may have an opening through which ultrasonic waves pass.
  • the material of the support 13 may be appropriate.
  • the material of the support 13 may be metal, ceramic or resin, or a combination thereof.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a part of an example of the outer surface 13b (the surface opposite to the affected portion 103) of the support 13.
  • the support 13 is in a state before the flat plate element 11 is attached.
  • the change in the width of the partition portion 67 is not drawn for easy illustration.
  • a recess 13r into which the flat plate element 11 is roughly fitted may be formed on the surface (here, the outer surface 13b) of the support 13 on which the flat plate element 11 is arranged.
  • the support 13 may be provided with a positioning portion for positioning the flat plate element 11. In this case, the positioning accuracy of the flat plate element 11 with respect to the support 13 can be improved, and thus the accuracy of ultrasonic focusing can be improved.
  • the depth of the recess 13r may be smaller, equal to, or larger than the thickness of the flat plate element 11.
  • the play between the inner peripheral surface of the recess 13r and the outer peripheral surface (side surface) of the flat plate element 11 may be appropriately set.
  • a convex portion located around the arrangement region of the flat plate element 11 may be provided instead of the concave portion 13r. Further, the support 13 does not have to have such a positioning portion.
  • the cross-sectional shape of the partition portion 67 and the annular portion 69 is a shape in which a convex portion is formed on the outer surface 13b side in a substantially rectangular shape because the concave portion 13r is provided.
  • the existence of the concave portion 13r (and the convex portion around the concave portion) is basically ignored.
  • FIG. 6 is a plan view or a developed view showing an enlarged area VI of FIG.
  • the plurality of element rows 8 are referred to as element rows 8A, 8B, and 8C in order from the inside of the concave surface 7a (lower side of the paper surface, side of the central portion 65).
  • the partition portion 67 has a width (a length in the circumferential direction of the concave surface 7a and a length in the left-right direction of the paper surface) in the direction from the inside to the outside of the concave surface 7a ( It is the radial direction of the concave surface 7a, and is different depending on the position in the vertical direction of the paper surface. For convenience, it may be the length direction. More specifically, for example, the width of the partition portion 67 in the element trains 8B and 8C becomes narrower toward the outside of the concave surface 7a. The rate of change is constant.
  • the partition portion 67 in the element trains 8B and 8C has an isopod shape in which the inside of the concave surface 7a is on the lower bottom side.
  • the degree of inclination of the trapezoidal legs may be set appropriately.
  • the width of the partition portion 67 changes in the thickness direction of the partition portion 67 (the direction perpendicular to the paper surface)
  • the dimension of the portion having the largest width may be regarded as the width.
  • the width of the partition portion 67 in the element train 8A is constant in the length direction.
  • the width of the partition portion 67 may differ depending on the position in the length direction.
  • the shape of the partition portion 67 is, for example, a shape in which the width becomes wider toward the outside of the concave surface 7a (for example, trapezoidal shape), contrary to the illustrated example. Can be mentioned. Further, for example, a shape in which the width change is not continuous can be mentioned. In other words, a shape in which a step is formed on the side surface, such as a partition portion 67 whose side surface (the portion serving as a trapezoidal leg in FIG. 6) is stepped, can be mentioned. Further, for example, a shape having a curved side surface can be mentioned.
  • At least one of the shapes and dimensions of the plurality of partition portions 67 is different from each other in the plurality of element rows 8. More specifically, in the illustrated example, in each partition portion 67, the width inside the concave surface 7a (the end on the central side in the radial direction) is w1, and the width on the outside of the concave surface 7a (the end on the outer peripheral side in the radial direction). When w2 is set to w2, w1-w2 is larger as the partition portion 67 located outside the concave surface 7a (the partition portion 67 in the element row 8 located on the outer peripheral side in the radial direction).
  • w1 w2 in the innermost partition 67, and w1-w2 ⁇ 0 in all the partition 67.
  • the relationship that w1-w2 becomes larger as the outer partition portion 67 is satisfied is satisfied in the embodiment where w1-w2 ⁇ 0. It doesn't matter.
  • w1 and w2 may be set so that w1-w2 ⁇ 0 at least in the outermost element row 8.
  • the width w2 (minimum width from another viewpoint) of the partition portion 67 is substantially the same among the plurality of element rows 8.
  • the widths w2 of the element rows 8 may be different from each other.
  • the method of fixing the flat plate element 11 to the support 13 may be appropriate.
  • the flat plate element 11 and the support 13 are joined by a joining material 17 interposed between them.
  • the bonding material 17 may be an organic material, an inorganic material, an insulating material, or a conductive material.
  • the bonding material 17 may be made of resin or metal.
  • the bonding material 17 may be a material that becomes an elastic body after curing (for example, an elastic adhesive).
  • the bonding material 17 may be made of silicone or urethane. These may be one-component or two-component.
  • the bonding material 17 as an elastic body may have an elongation rate of 35% or more when torn in a tensile test after curing.
  • the flat plate elements 11 may be separated from each other (example shown in FIG. 5) or may be in contact with each other. Further, the flat plate elements 11 may be directly fixed to each other (for example, a bonding material 17 which is in close contact with both may be provided), or may not be directly fixed to each other.
  • the frequency of ultrasonic waves, the dimensions of each part of the radiating instrument 3, and the like may be appropriately set.
  • the frequency of the ultrasonic wave generated by the radiating instrument 3 may be 0.5 MHz or more and 2 MHz or less.
  • the diameter of the generating portion 7 (diameter in the plane including the outer edge of the concave surface 7a) may be 50 mm or more and 200 mm or less.
  • the equivalent circle diameter of the flat plate element 11 or the length of one side of the trapezoid may be 5 mm or more and 20 mm or less.
  • the equivalent circle diameter of the piezoelectric element 15 may be 0.2 mm or more and 2 mm or less.
  • the thickness of the element substrate 19 may be 50 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the vibrating layer 23 and the thickness of the piezoelectric layer 27 may be 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less within a range consistent with the thickness of the element substrate 19.
  • the thickness of each of the first conductor layer 25 (first electrode 31) and the second conductor layer 29 (second electrode 33) may be 0.05 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the support 13 may be equal to or greater than the thickness of the element substrate 19.
  • the shape, size and material of the bag 9 may be appropriately set.
  • the shape of the bag 9 may be a shape that bulges outward as a whole, such as a spherical shape.
  • the radiating instrument 3 when it is intended for a specific part of the human body, it has a shape having a convex portion and / or a concave portion in accordance with the concave portion and / or the convex portion of the specific portion. May be good.
  • the material of the bag 9 has at least the property of not allowing the liquid LQ to pass through (so-called water-shielding property) and flexibility. Further, the material of the bag 9 may be an elastic body.
  • a thermosetting elastomer as a material for the bag 9, a thermosetting elastomer (so-called rubber), a thermoplastic elastomer (elastomer in a narrow sense), and a resin not containing these elastomers (resin in a narrow sense, but having flexibility) are used. You can.
  • the thermosetting elastomer include vulcanized rubber (rubber in a narrow sense) and a thermosetting resin-based elastomer.
  • the bag 9 is filled with the liquid LQ at least when the ultrasonic device 1 is used.
  • the bag 9 (radiating device 3) may be, for example, one in which the liquid LQ is sealed at the distribution stage, or one in which the liquid LQ is sealed at the time of use. Further, the bag 9 (radiating device 3) may or may not have, for example, an openable / closable port for supplying (and / or discharging) the liquid LQ into the bag 9. It may be a thing.
  • Various known structures may be used for the opening / closing structure of the port.
  • the bag 9 has an opening 9a on the generating portion 7 side. Then, a part of the generating portion 7 including the concave surface 7a is in contact with the liquid LQ in the bag 9 through the opening 9a. On the other hand, a part of the generating portion 7 including the surface opposite to the concave surface 7a is not in contact with the liquid LQ of the bag 9, but is in contact with the gas (for example, air) around the radiating instrument 3.
  • the gas for example, air
  • the structure for reducing the leakage of the liquid LQ from between the edge portion of the opening 9a and the generating portion 7 may be various known sealing structures.
  • the bag 9 and the generating portion 7 may be closely joined by being adhered by an adhesive or being welded or welded by melting at least one of the bag 9 and the generating portion 7.
  • a string or a ring is formed around the opening 9a of the bag 9 from the outside in a state where the inner peripheral surface near the opening 9a of the bag 9 is pressed against the outer peripheral surface of the generating portion 7. It may be tightened by a shaped fastener.
  • a ring-shaped packing is pressed from the outside near the opening 9a of the bag 9, and a string or a string or a string or a string or a packing is pressed from the outside.
  • the packing may be tightened with a ring-shaped fastener.
  • the bag 9 is provided with an inflexible (rigid) ring-shaped member constituting the vicinity of the opening 9a, a female screw is provided inside the ring-shaped member, and a male screw is provided on the outer surface of the generating portion 7. , Both may be screwed together. Then, packing may be appropriately arranged in this screwing structure.
  • the support 13 and the flat plate element 11 are shown as the configuration of the generating portion 7.
  • the bag 9 may be attached to, for example, the edge 63 of the support 13.
  • the edge portion 63 is shown as a flat plate-shaped member in FIG. 2, it may have a shape suitable for fixing to the bag 9. Further, a member having an appropriate shape may be provided between the edge portion 63 and the bag 9.
  • the connection position between the generating portion 7 and the opening 9a is located between the concave surface 7a and the back surface thereof, but the connection position is located on the patient 101 side or the like with respect to the concave surface 7a. Alternatively, it may be located on the side opposite to the patient 101 from the back surface of the concave surface 7a.
  • the bag 9 may wrap around the generating portion 7 on the opposite side of the patient 101, and the liquid LQ may wrap around the generating portion 7 on the opposite side of the patient 101.
  • a cover surrounding the second surface 15b of the piezoelectric element 15 may be provided to isolate the second surface 15b of the piezoelectric element 15 from the liquid LQ.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a part of FIG.
  • the first surface 15a on the patient 101 side is in contact with the liquid LQ
  • the second surface 15b on the opposite side is in contact with the gas GS (for example, air).
  • the gas GS for example, air
  • the apparatus main body 5 includes, for example, a drive control unit 41 for inputting a drive signal to the radiation device 3, a moving unit 43 for moving the radiation device 3, and an input unit 45 for receiving a user's input operation. It has an output unit 47 that presents information to the user.
  • the drive control unit 41 is connected to the first electrode 31 of the generation unit 7 and the plurality of second electrodes 33 via, for example, a cable 49.
  • the drive control unit 41 has a drive unit 51 that inputs a drive signal to the first electrode 31 and the second electrode 33, and a control unit 53 that controls the drive unit 51.
  • the division of roles between the drive control unit 41 and the electric circuit in the radiating appliance 3 may be appropriately set. For example, a part or all of the operation of the drive unit 51 described below may be performed by the radiating device 3. From another point of view, a part or all of the drive unit 51 may be provided in the radiating device 3.
  • the drive unit 51 converts power from a commercial power source or the like into AC power having a waveform (for example, frequency and voltage (amplitude)) specified by the control unit 53 and inputs the power to the first electrode 31 and the second electrode 33.
  • the drive signal is AC power having a frequency substantially equal to the frequency of the ultrasonic wave intended to be radiated and having a voltage corresponding to the amplitude of the intended ultrasonic wave.
  • the drive signal may have an appropriate shape such as a square wave (pulse), a sine wave, a triangular wave, or a sawtooth wave.
  • control unit 53 includes a computer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an external storage device, and the like.
  • a functional unit that performs various controls is constructed.
  • the control unit 53 sets the waveform (for example, frequency and voltage (amplitude)) of the drive signal output by the drive unit 51 based on the signal from the input unit 45, and also sets the waveform of the drive signal from the drive unit 51. Controls the start and stop of output.
  • waveform for example, frequency and voltage (amplitude)
  • the moving unit 43 includes, for example, a holding mechanism for holding the radiating device 3 and a drive source (for example, a motor) for applying power to move the radiating device 3 to the holding mechanism. ing.
  • a moving unit 43 may have the same configuration as, for example, an articulated robot, a SCARA robot, or a Cartesian robot.
  • the moving unit 43 moves the radiating device 3 relative to the patient 101 based on a control command from the control unit 53. This relative movement may include, for example, the movement of the radiating device 3 closer to the patient 101 and / or the movement for positioning to position the focus of the ultrasound on the affected area 103.
  • the control unit 53 controls the moving unit 43 based on a signal from the input unit 45 and / or a signal from a sensor (not shown) that identifies the position of the affected area 103 or the like.
  • the moving unit 43 may not be provided, or the driving source in the moving part 43 may not be provided, and the radiating instrument 3 may be transported and positioned by human power.
  • the input unit 45 includes, for example, a keyboard, a mouse, a mechanical switch and / or a touch panel.
  • the input unit 45 receives, for example, an operation for setting the frequency and amplitude of the ultrasonic wave radiated from the radiating apparatus 3, and an operation for instructing the start and stop of the ultrasonic wave radiation.
  • the output unit 47 includes, for example, a display device and / or a speaker. The output unit 47 presents, for example, information on the frequency and amplitude of the ultrasonic wave currently set.
  • the ultrasonic radiating instrument 3 has a plurality of flat plate elements 11.
  • Each of the plurality of flat plate elements 11 has a radiation surface 11a that emits ultrasonic waves, and the radiation surface 11a is arranged in parallel with each other toward a common focusing region (affected portion 103).
  • Each of the plurality of flat plate elements 11 has a plurality of vibration elements (piezoelectric elements 15) that generate vibrations that generate ultrasonic waves at a plurality of positions within the radiation surface 11a.
  • the generating unit 7 can focus the ultrasonic waves toward the center of curvature of the concave surface.
  • the flat plate element 11 can be manufactured by the same method as the method for manufacturing a normal circuit board or the like. As a result, manufacturing costs are reduced. Further, for example, it becomes easy to evenly irradiate the focused ultrasonic wave to a relatively wide focusing region (affected portion 103).
  • FIGS. 8 (a) and 8 (b) are schematic views for explaining the effect of irradiating the above-mentioned wide focusing region with ultrasonic waves. Specifically, FIGS. 8 (a) and 8 (b) schematically show the state of focusing of ultrasonic waves in the present embodiment and the comparative example.
  • the radial surface 151a is composed of, for example, a single plate-shaped lens member, and a plurality of piezoelectric elements 15 (strictly, those corresponding to the piezoelectric elements 15; not shown here) are formed behind the lens member. It is arranged. Then, the lens member focuses the ultrasonic waves generated by the plurality of piezoelectric elements 15 on the focal point P1.
  • the focal point P1 is theoretically a point, and ultrasonic waves are focused in a relatively narrow range.
  • the ultrasonic waves radiated from the flat plate element 11 are applied to the focusing region R1 with the same width (beam width) radiated from the flat plate element 11. Then, the ultrasonic waves of the plurality of flat plate elements 11 are focused. Therefore, the focusing region R1 is theoretically a region having a width similar to the width of the ultrasonic wave radiated from the flat plate element 11. Then, within the width of the focusing region R1, the intensity of the ultrasonic waves is almost the same. Depending on the size of the affected area 103, the type of disease, and the like, the formation of such a focused region R1 is efficient and / or safe.
  • each flat plate element 11 has a plurality of piezoelectric elements 15, the resonance frequency of the piezoelectric element 15 and the area of the flat plate element 11 can be set separately. As a result, it is easy to obtain a desired drive frequency and a desired beam width. As a result, it becomes easy to obtain the effect of the flat plate element 11 described with reference to FIG. 8A at a desired drive frequency.
  • the radiating appliance 3 has a support 13 that holds the outer edges of the plurality of flat plate elements 11 in an arrangement in which the plurality of radiating surfaces 11a form the concave surface 7a.
  • the plurality of flat plate elements 11 are arranged in a plurality of rows in the circumferential direction of the concave surface 7a to form a plurality of annular element rows 8.
  • the support 13 has a plurality of partition portions 67 arranged in the circumferential direction, and each partition portion 67 is an edge portion (adjacent to each other) of the flat plate elements 11 adjacent to each other in the circumferential direction. (See leg 11f).
  • the width of the concave surface 7a of each of the plurality of partition portions 67 in the circumferential direction differs depending on the position from the inside to the outside of the concave surface 7a. That is, assuming that the direction along the outer circumference of the concave surface 7a is the circumferential direction and the direction from the center of the concave surface 7a to the outer circumference is the radial direction, a plurality of flat plate elements 11 are arranged and configured along the circumferential direction of the concave surface 7a. A plurality of annular element rows 8 are provided in the radial direction.
  • the support 13 has a plurality of partition portions 67 located between the flat plate elements 11 adjacent to each other in the circumferential direction in each of the element rows 8, and the partition portions 67 are adjacent to each other in the circumferential direction. It holds the edges of the flat plate elements 11 that are adjacent to each other.
  • Each of the plurality of partition portions 67 in at least one element row 8 has a different length in the circumferential direction depending on the position in the radial direction in each partition portion 67.
  • the vibration energy of the piezoelectric element 15 when transmitted to the partition portion 67, the probability that the partition portion 67 vibrates significantly at a specific frequency can be reduced.
  • the degeneracy of the vibration mode can be solved by the decrease in symmetry in the shape of the partition portion 67, and the resonance frequencies of the plurality of vibration modes can be made different from each other. As a result, it is possible to reduce the probability that the amplitude will increase at a specific frequency.
  • the edge portions (legs 11f) of the flat plate elements 11 adjacent to each other in the circumferential direction are linear, and the concave surfaces 7a of each of the plurality of partition portions 67 are in the circumferential direction.
  • the concave surfaces 7a of each of the plurality of partition portions 67 are in the circumferential direction.
  • it has one or more annular element rows 8 in the radial direction, and the edges of the flat plate elements 11 adjacent to each other in the circumferential direction are linear, and a plurality of partition portions 67
  • Each of the above has a different length in the circumferential direction depending on the position in the radial direction in each partition portion 67.
  • both edges may be parallel to each other to maximize the area of the flat plate elements 11. It is conceivable (such aspects may also be included in the art according to the present disclosure). Further, it is conceivable that the width of the partition portion 67 located at the boundary of such a flat plate element 11 is constant (such an aspect may also be included in the technique according to the present disclosure). However, in the present embodiment, the width of the partition portion 67 is intentionally made not constant, and the effect of solving the degeneracy of the vibration mode is obtained.
  • At least one of the shapes and dimensions of the plurality of partition portions 67 is different from each other in the plurality of element rows 8.
  • each partition portion 67 the same effect as that of reducing the probability that the amplitude becomes large at a specific frequency due to the decrease in symmetry in the shape of each partition portion 67 is exerted on the entire support 13.
  • the resonance frequency of the partition portion 67 in one element row 8 and the resonance frequency of the partition portion 67 in the other element row 8 deviate from each other, so that the partition in both element rows 8 at a specific frequency. The probability that both parts 67 vibrate greatly is reduced.
  • the partition portion 67 located outside the concave surface 7a is w1.
  • -W2 is large. That is, in each of the plurality of partition portions 67, when the circumferential length at the central end in the radial direction is w1 and the circumferential length at the outer peripheral end in the radial direction is w2, the outer circumference in the radial direction.
  • the w1-w2 is larger as the partition portion 67 in the element row 8 located on the side is larger.
  • the flat plate element 11 has a trapezoidal shape.
  • the outer edge of the flat plate element 11 is the first edge portion (upper bottom 11d) forming the inner side (center side in the radial direction) of the concave surface 7a of the outer edge, and the outer edge.
  • the second edge (lower bottom 11e) which constitutes the outer side (outer peripheral side in the radial direction) of the concave surface 7a, faces the first edge, and is longer than the first edge, and the first edge. It has a pair of third edge portions (legs 11f) that connect both ends of the portion and both ends of the second edge portion. The length of the second edge is shorter than the distance between the first edge and the second edge (height of the trapezoid).
  • the flat plate element 11 can be arranged on the concave surface 7a at a high density.
  • the concave surface 7a is a portion of less than half of the spherical surface, the curvature of the latitude line is larger than the curvature of the meridian line. Therefore, when trying to approximate a plurality of connected planes (flat plate element 11) to a spherical surface, it is better to increase the number of divisions of the spherical surface in the direction along the latitude line than in the direction along the meridian.
  • the shape formed by the parallel plane is similar to a spherical surface.
  • the gap between the flat plate elements 11 arranged along the spherical surface can be reduced. That is, the flat plate element 11 can be arranged at a high density.
  • one or more rows of element rows 8 include rows in which the number of flat plate elements 11 is an odd number (element rows 8 on the innermost circumference and the outermost circumference in the example of FIG. 2).
  • the element row 8 of one or more rows is a row in which the number of flat plate elements 11 is a prime number (a prime number that is not an even number, that is, a prime number excluding 2) (in the example of FIG. 2, the innermost circumference and the outermost circumference). 8) is included.
  • each of the plurality of flat plate elements 11 has an element substrate 19 and a cavity member 21.
  • the element substrate 19 includes a plurality of piezoelectric elements 15, and the surface on the focusing region R1 side is flat over the plurality of piezoelectric elements 15.
  • the cavity member 21 overlaps the surface of the element substrate 19 on the focusing region R1 side, and has a plurality of openings (cavities 21c) that individually overlap the plurality of piezoelectric elements 15.
  • the plurality of flat plate elements 11 overlap the support 13 from the side opposite to the focusing region R1 side.
  • the support 13 has an opening 13h that overlaps the entire plurality of piezoelectric elements 15 for each flat plate element 11.
  • a wave in a direction greatly inclined with respect to the normal line of the first surface 15a to the first surface 15a of the piezoelectric element 15 is blocked (for example, reflected) by the inner surface of the cavity 21c. Therefore, the directivity of the ultrasonic waves radiated from the flat plate element 11 can be improved. Further, the inner surface of the opening 13h of the support 13 can also exert the same effect. Further, since the plurality of cavities 21c are individually overlapped with the plurality of piezoelectric elements 15, it is possible to reduce the possibility that ultrasonic waves from the plurality of piezoelectric elements 15 interfere with each other. As a result, for example, the probability that an ultrasonic component of unintended amplitude, frequency or direction will occur is reduced.
  • the cavity member 21 overlaps the element substrate 19, for example, vibration around the region (piezoelectric element 15) of the element substrate 19 overlapping the cavity 21c is suppressed, and the piezoelectric element 15 resonates. Contributes to increasing the frequency. As a result, it becomes easy to generate ultrasonic waves, which are sound waves having a relatively high frequency, and / or to generate sound waves having a relatively high frequency in the frequency band of ultrasonic waves.
  • the radiating device 3 has a bag 9 in which a liquid is sealed.
  • the surface of the plurality of flat plate elements 11 on the focusing region R1 side is in contact with the liquid in the bag 9.
  • the surface of the plurality of flat plate elements 11 opposite to the focusing region R1 is in contact with the gas.
  • the radiating surface 11a of the flat plate element 11 (from another viewpoint, the first surface 15a of the piezoelectric element 15) is in direct contact with the liquid LQ
  • the vibration generated in the piezoelectric element 15 is directly in contact with the liquid LQ. Is told to.
  • the patient 101 can be efficiently irradiated with ultrasonic waves via the liquid LQ.
  • ultrasonic waves are reflected at the interface between the first surface 15a and the solid and / or the interface between the solid and the liquid LQ. Or, the ultrasonic waves leak through the solid in the plane direction of the first surface 15a.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4, showing the configuration of the radiating instrument 203 according to the second embodiment.
  • the radiation device 203 is different from the radiation device 3 of the first embodiment only in the shape of the support (and the joining material 17).
  • the support 13 of the first embodiment has an opening 13h that overlaps the plurality of piezoelectric elements 15 for each flat plate element 11, whereas the support 213 according to the present embodiment has a plurality of openings. It has a plurality of openings 213h that individually overlap the piezoelectric element 15.
  • the planar shape and the dimensions of the opening 213h in the planar view may be the same as the planar shape of the cavity 21c and the dimensions in the planar view (illustrated example), or may be different. Further, in any case, the description of the shape and size of the cavity 21c may be incorporated into the shape and size of the opening 213h.
  • the bonding material 17 having the same reference numerals as those in the first embodiment has an opening that overlaps the cavity 21c and the opening 213h, although it is not particularly designated.
  • the planar shape and dimensions of the opening are basically the same as the planar shape and dimensions of the cavity 21c and / or the opening 213h. However, they may be different. Further, it is the same as in the first embodiment that the bonding material 17 does not necessarily have to be provided.
  • the support 213 holds the edge of the flat plate element 11 as in the support 13 of the first embodiment. However, the support 213 does not have a portion that can be conceptualized as a partition portion 67 and an annular portion 69.
  • the plurality of flat plate elements 11 overlap the support 213 from the side opposite to the focusing region R1 (see FIG. 8A).
  • the support 213 has a plurality of openings 213h that individually overlap the plurality of piezoelectric elements 15.
  • the opening 213h of the support 213 has the same effect as the cavity 21c.
  • the effect already described for the cavity 21c is improved.
  • the effect of reducing the probability that ultrasonic waves from a plurality of piezoelectric elements 15 interfere with each other is improved.
  • the effect of suppressing the vibration around the piezoelectric element 15 in the element substrate 19 and increasing the resonance frequency of the piezoelectric element 15 is improved.
  • the displacement of the portion where the cavity member 21 is not joined to the support 13 is constrained by the support 213, and the probability that unnecessary vibration occurs is reduced.
  • the joint area between the cavity member 21 and the support 213 increases, both of them reinforce each other. As a result, for example, the probability that unnecessary vibration will occur in the support 213 can be reduced.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4, showing the configuration of the radiation device 303 according to the third embodiment.
  • the radiating instrument 303 is different from the radiating instrument 203 of the second embodiment only in that the cavity member 21 is not provided. From another viewpoint, in the third embodiment, the flat plate element 311 is configured only by the element substrate 19.
  • the element substrate 19 and the support 213 overlap each other via a bonding material 17 in contact with both.
  • the bonding material 17 does not have to be provided as in the first embodiment.
  • the element substrate 19 and the support 213 may be in direct contact with each other.
  • the number of members can be reduced to simplify the structure. As a result, for example, cost reduction is expected.
  • the element substrate 19 and the support 213 are combined. Regarding the positional relationship, the error at each joint is integrated.
  • the present embodiment since there is only one bond between the element substrate 19 and the support 213, the misalignment between the two is reduced.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4, showing the configuration of the radiation device 403 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 shows an example of a structure in which a plurality of second electrodes 33 and an electric circuit in the radiation device 403 are connected. A drive signal from the drive unit 51 is input to the plurality of second electrodes 33 via this connection structure.
  • the flat plate element 311 of the third embodiment is shown as the configuration of the flat plate element.
  • the connection structure shown in this embodiment may be applied to the first or second embodiment.
  • the second conductor layer 29 may have wiring (not shown) connected to the plurality of second electrodes 33 in addition to the plurality of second electrodes 33.
  • a plurality of drawer electrodes 71 which is an example of such wiring, are shown.
  • the extraction electrode 71 is provided for each of the second electrodes 33.
  • the extraction electrode 71 has a shape extending from the second electrode 33 with a width smaller than the diameter of the second electrode 33, for example.
  • the specific length, width, and extending direction of the extraction electrode 71 may be appropriately set.
  • the extraction electrode 71 extends to the outside of the opening 213h (cavity 21c in the first and second embodiments; the same applies hereinafter), for example.
  • Bump 73 is arranged on at least a part of the extraction electrode 71.
  • the bump 73 may be composed of, for example, a conductive bonding material such as solder, or may be composed of an appropriate one or more metals (for example, Cu, Ag and / or Ti, etc.) that are not used as the bonding material. It may have been done. Solder includes lead-free solder.
  • the bump 73 is arranged on, for example, a portion of the extraction electrode 71 located outside the opening 213h. The bump 73 may not be provided.
  • the extraction electrode 71 (at least a part thereof; a portion located outside the opening 213h in the illustrated example) and the bump 73 constitute a receiving terminal 75 into which a drive signal is input.
  • the receiving terminal 75 is located between the plurality of piezoelectric elements 15 in the plan view of the flat plate element 311. In other words, the receiving terminal 75 is located in the non-arranged region of the plurality of piezoelectric elements 15 in the convex polygon, assuming the smallest circular or convex polygon including the plurality of piezoelectric elements 15. .. At least a part of the receiving terminal 75 may be located in a region between the piezoelectric elements 15 adjacent to each other. In this case, the piezoelectric elements 15 adjacent to each other may be the piezoelectric elements 15 adjacent to each other in any of the vertical direction, the horizontal direction, and the oblique direction in the example of FIG.
  • a wiring for example, a cable
  • a cable for example, a cable
  • the radiation device 403 is configured to be connected to the extraction electrode 71 (reception terminal 75), and is located on the back surface of the flat plate element 311 opposite to the focusing region R1 (FIG. 8A). It has a member 77 and a pogo pin 79 that electrically connects the flat plate element 311 and the back surface member 77.
  • the back member 77 is configured to include, for example, a rigid type printed wiring board.
  • the printed wiring board has, for example, an insulating substrate 80 facing the flat plate element 311 and a wiring 83 (conductor layer) overlapping the surface of the substrate 80 on the flat plate element 311 side.
  • the drive signal from the drive unit 51 is supplied to the wiring 83 via the cable 49 (FIG. 1), and is input to the second electrode 33 via the pogo pin 79.
  • the material and basic structure of the printed wiring board may be the same as various known printed wiring boards.
  • the back member 77 is fixed to the support 213 by, for example, a fixture (for example, a screw) (not shown), and is fixed to the flat plate element 311.
  • the back member 77 may have a special structure that does not include a general printed wiring board.
  • the back surface member 77 has, for example, a structure (rigid type) that can be regarded as a substantially rigid body, and also has a conductor (wiring 83) exposed on the flat plate element 311 side.
  • the back surface member 77 may be fixed to a housing located on the side opposite to the focusing region R1 with respect to the support 213 and the plurality of flat plate elements 311 or may be a member treated as a part of the housing. Good.
  • the back member 77 may be provided for each flat plate element 311 or may be provided in common for a plurality of (all or a part of the radiation fixture 403) flat plate elements 311 or one. A plurality may be provided for the flat plate element 311.
  • the pogo pin 79 is a component having various other names such as a contact probe and a spring pin.
  • the pogo pin 79 has, for example, a plunger 85, a barrel 87 accommodating a rear end side (upper part of the figure) of the plunger 85, and a plunger 85 relative to the barrel 87 at the tip of the plunger 85. It has a spring 89 that urges the side (lower part of the figure).
  • the plunger 85 is axially movable with respect to the barrel 87. As a result, the pogo pin 79 is stretchable as a whole.
  • the spring 89 extends the pogo pin by its restoring force.
  • the plunger 85 and the barrel 87 (and the spring 89) are made of, for example, metal (ie, a conductor).
  • the specific configuration of the pogo pin 79 is not limited to the illustrated example, and may be various known configurations or configurations to which known configurations are applied.
  • the spring 89 is housed in the barrel 87, but may not be housed.
  • the spring 89 and the plunger 85 are in direct contact with each other, but a sphere may be interposed between them.
  • the barrel 87 is fixed to the wiring 83, for example, and is electrically connected to the wiring 83.
  • the tip of the plunger 85 is in contact with the receiving terminal 75 (more specifically, the bump 73).
  • the spring 89 urges the plunger 85 toward the receiving terminal 75 by its restoring force. As a result, the wiring 83 and the receiving terminal 75 are electrically connected.
  • the barrel 87 and the wiring 83 may be fixed by an appropriate method. For example, both may be joined by a conductive bonding material such as solder. Further, for example, the barrel 87 may be fixed to the back surface member 77 in a state of being in contact with the wiring 83 by fitting, press-fitting and / or engaging. The tip of the plunger 85 may only be pressed against the bump 73 or may be joined.
  • the two or more second electrodes 33 may be given the same potential or different potentials from each other.
  • the plurality of pogo pins 79 are connected to the same wiring 83, and the same potential is applied to the plurality of second electrodes 33.
  • the plurality of pogo pins 79 may be connected to different wirings 83 (the plurality of second electrodes 33 may be provided with different potentials).
  • the radiation device 403 has a plurality of conductive components (pogo pins 79) electrically connected to the plurality of flat plate elements 311.
  • Each of the plurality of flat plate elements 311 has a receiving terminal 75 that is exposed on the side opposite to the focusing region R1 and is located between the plurality of vibrating elements (piezoelectric elements 15) in the plan view of the flat plate element 311.
  • Each of the plurality of pogo pins 79 has a supply terminal (plunger 85) that is in contact with the receiving terminal 75 from the side opposite to the focusing region R1 (including a joined mode), and the plunger 85 is directed toward the receiving terminal 75. It has an elastic member (spring 89) that is urged.
  • the reliability of the electrical connection of the flat plate element 311 is improved.
  • the piezoelectric element 15 As compared with a mode in which the bump 73 is formed of solder and the bump 73 is directly joined to the wiring 83 (the mode may also be included in the technique according to the present disclosure), the piezoelectric element 15 The stress caused by the vibration is absorbed by the spring 89. As a result, for example, the stress repeatedly applied to the bump 73, the extraction electrode 71 and / or the wiring 83 due to the vibration of the piezoelectric element 15 is relaxed, and the possibility of disconnection due to fatigue failure is reduced.
  • the receiving terminal 75 is pressed by the restoring force of the spring 89. Therefore, the vibration of the flat plate element 311 at the position of the receiving terminal 75 is likely to be reduced. As a result, for example, the deformation that repeatedly occurs in the extraction electrode 71 due to the vibration of the piezoelectric element 15 is reduced, and the probability that the wire breaks due to fatigue fracture is reduced.
  • the configuration of the conductive component (pogo pin 79) of this embodiment may be appropriately modified.
  • the tip of the plunger 85 may be widened.
  • the tip portion may have a larger diameter (cross section from another point of view) than the portion that is taken in and out of the barrel 87.
  • the probability that the receiving terminal 75 and the pogo pin 79 will not be in contact due to the misalignment is reduced. That is, the reliability of the connection between the two is improved.
  • the degree of diameter expansion of the tip portion in such an embodiment may be appropriately set.
  • one plunger 85 may have a tip portion having a size extending over a plurality of receiving terminals 75 and may be in contact with the plurality of receiving terminals 75.
  • the number of pogo pins 79 can be reduced.
  • the number of receiving terminals 75 that the tip end portion of one plunger 85 contacts may be appropriately set, and may be, for example, all receiving terminals 75 possessed by one flat plate element 311. It may be a part of the receiving terminals 75 included in the flat plate element 311.
  • a conductor having a width extending over the plurality of receiving terminals 75 may be interposed between the tip of one plunger 85 and the plurality of receiving terminals 75.
  • the receiving terminals 75 were individually provided for all the second electrodes 33. However, by connecting the plurality of (all or part of the flat plate element 311) of the second electrodes 33 to each other by the wiring included in the second conductor layer 29, the receiving terminals are commonly received for the plurality of second electrodes 33. 75 may be provided. Then, the pogo pin 79 may be pressed against the receiving terminal 75.
  • the conductive component is not limited to the pogo pin 79.
  • the entire spring terminal may be a leaf spring or a coil spring.
  • a part of the spring terminal in contact with the receiving terminal 75 may be regarded as a supply terminal, and the remaining part may be regarded as an elastic member.
  • the terminal structure including the elastic member as described above may be applied to the first electrode 31 as well.
  • a through conductor penetrating the piezoelectric layer 27 and having a lower end connected to the first electrode 31 and a receiving terminal connected to the upper end of the penetrating conductor are provided to receive the receiving. Pogo pins may be pressed against the terminals.
  • the pogo pin 79 is an example of a conductive component.
  • the plunger 85 is an example of a supply terminal.
  • the spring 89 is an example of an elastic member.
  • the ultrasonic radiation device and the ultrasonic device are not limited to those used for treatment.
  • it may be used in an ultrasonic diagnostic apparatus that captures a secondary image of a patient's cross section.
  • it may be used not only in the medical field but also in various fields for energy application and / or distance measurement.
  • the plurality of flat plate elements may not be arranged so as to form a concave surface.
  • the plurality of flat plate elements may be arranged on the same plane as a plurality of slats of a blind, and may be arranged at different angles with respect to the plane so as to face a common focusing region.
  • the vibrating element is not limited to the one in which the piezoelectric body itself bends and deforms.
  • the vibrating element may have a structure including a diaphragm forming a radial surface and a piezoelectric body behind the diaphragm that expands and contracts in a direction intersecting the radial surface to bend and deform the diaphragm.
  • the piezoelectric element in which the piezoelectric body itself bends and deforms is not limited to the unimorph type shown in the embodiment, and may be, for example, a bimorph type in which piezoelectric bodies having different polarization directions are laminated.
  • Ultrasonic device 1 ... Ultrasonic device, 3 ... Ultrasonic radiation device, 11 ... Flat plate element, 11a ... Radiation surface, 15 ... Piezoelectric element (vibration element), R1 ... Focusing area.

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Abstract

超音波放射器具は、複数の平板素子を有している。複数の平板素子は、超音波を放射する放射面をそれぞれ有しており、放射面を共通の集束領域に向けて互いに並列に配置されている。複数の平板素子それぞれは、放射面内の複数の位置に、超音波を生成する振動を生じる複数の振動素子を有している。

Description

超音波放射器具及び超音波装置
　本開示は、人体等の対象物へ向けて超音波を放射する超音波放射器具及び当該超音波放射器具を有する超音波装置に関する。
　人体等の対象物へ向けて超音波を放射する超音波装置が知られている（例えば特許文献１及び２）。このような超音波装置は、例えば、患部等に超音波を照射して治療を行うための超音波治療装置、又は患部等の断面２次画像を取得するための超音波診断装置として利用されている。超音波治療装置としては、例えば、ＨＩＦＵ（High Intensity Focused Ultrasound）治療に利用される装置が知られている。このような超音波装置においては、所定の集束領域に超音波を集束させるように、超音波を放射する面を凹状に構成することがある。特許文献１及び２では、超音波を生成する振動を生じる振動素子を凹面に沿って配置する技術を開示している。
特開平６－２６１９０８号公報 特表２０１５－５１６２３３号公報
　本開示の一態様に係る超音波放射器具は、複数の平板素子を有している。前記複数の平板素子は、超音波を放射する放射面をそれぞれ有しており、前記放射面を共通の集束領域に向けて互いに並列に配置されている。前記複数の平板素子それぞれは、前記放射面内の複数の位置に、超音波を生成する振動を生じる複数の振動素子を有している。
　本開示の一態様に係る超音波装置は、上記超音波放射器具と、超音波の周波数帯内の周波数を有する交流電力を前記平板素子に供給する駆動制御部と、を有している。
実施形態に係る超音波装置の概略構成を示す模式図である。 図１の超音波装置の超音波発生部の概略構成を示す斜視図である。 図２の超音波発生部の平板素子の平面図である。 図３のIV－IV線における断面図である。 図２の超音波発生部の支持体の外面の一部を示す斜視図である。 図２の領域VIを拡大して示す展開図である。 図４の一部の拡大図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は図２の超音波発生部の効果を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る超音波放射器具を示す断面図である。 第３実施形態に係る超音波放射器具を示す断面図である。 第４実施形態に係る超音波放射器具を示す断面図である。
　以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。以下の図面は、模式的なものである。従って、細部は省略されることがあり、また、寸法比率等は現実のものと必ずしも一致しない。また、複数の図面相互の寸法比率も必ずしも一致しない。
　第２実施形態以降の説明においては、基本的に、先に説明された実施形態との相違部分についてのみ述べる。特に言及がない事項については、先に説明された実施形態と同様とされてよい。
＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態に係る超音波装置１の概略構成を示す模式図である。
　超音波装置１は、例えば、ＨＩＦＵ治療に利用されるものである。例えば、超音波装置１は、患者１０１の患部１０３（又は結石等の異物。以下、同様。）へ超音波を集束させる。これにより生じる熱等によって、患部１０３が変性する。超音波装置１は、人体のいずれの部位を治療対象として構成されてもよいし、また、いずれの疾患を治療対象として構成されてもよい。換言すれば、超音波装置１が放射する超音波の周波数及び強度、並びに超音波装置１の各部の寸法等は適宜に設定されてよい。なお、超音波は、一般に、２０ｋＨｚ以上の音波とされている。超音波の周波数について、一般的な上限は特にないが、例えば、５ＧＨｚとされてよい。
　超音波装置１は、患者１０１に隣接して配置され、超音波の放射を直接的に担う超音波放射器具３（以下、単に「放射器具３」ということがある。）と、放射器具３への電力供給等を行う装置本体５とを有している。
（超音波放射器具）
　放射器具３は、超音波を発生させる発生部７と、発生部７と患者１０１との間に介在する袋９とを有している。発生部７は、例えば、患者１０１側に面する凹面７ａから超音波を放射する。凹面７ａの形状は、例えば、概略、球面（その内面）の一部を切り取った形状である。従って、凹面７ａから放射された超音波は、球の中心付近（別の観点では患部１０３）に集束する。袋９は、少なくとも超音波装置１の使用時において、液体ＬＱが封入されている。液体ＬＱは、例えば、凹面７ａと患者１０１の体表との間における音響インピーダンスの急激な変化を緩和することに寄与している。なお、以下では、凹面７ａの説明において、便宜上、地球表面上の仮想線の概念に倣って緯線及び経線の用語を用いることがある。
　液体ＬＱは、例えば、水である。また、例えば、液体ＬＱは、水と、適宜な添加剤とを含むものであってもよい。添加剤は、例えば、音響インピーダンスを調整するためのものであってよい。液体ＬＱの音響インピーダンスは、例えば、１×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）以上２×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）以下、又は１．３×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）以上１．７×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）以下とされてよい。参考に、種々の物質の音響インピーダンスを例示すると、水：約１．５×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）、空気：約０、脂肪：約１．４×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）、筋肉：約１．７×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）である。
（発生部）
　図２は、発生部７の要部構成を説明するための模式図である。図２において、紙面上方が患者１０１側である。すなわち、図２は、凹面７ａ側から発生部７を見た斜視図である。
　発生部７は、例えば、それぞれ超音波を放射する複数の平板素子１１と、複数の平板素子１１を保持している支持体１３とを有している。支持体１３は、例えば、フレーム状（枠状、骨組構造状）であり、複数の平板素子１１を患者１０１側に露出させるように複数の平板素子１１の外縁を保持している。なお、発生部７は、この他、例えば、図示されている構成を患者１０１とは反対側から覆う適宜な形状の筐体等を有していてもよい。
（平板素子の配置）
　平板素子１１は、概略、平板状に構成されている。別の観点では、平板素子１１は、患者１０１側に面し、超音波を放射する概略平面状の放射面１１ａを有している。複数の平板素子１１は、放射面１１ａが共通の集束領域（患部１０３）に面するように互いに並列に互いに傾斜して配置されており、既述の凹面７ａを構成している。従って、凹面７ａは、曲面によって構成されているのではなく、複数の平面（放射面１１ａ）の組み合わせによって構成されている。このように、放射面１１ａは平面状であるが、製造誤差等に起因する微小な傾きや凹凸を有していてもよい。
　複数の平板素子１１の配置パターンは、適宜に設定されてよい。図示の例では、複数の平板素子１１は、凹面７ａの周方向（凹面７ａの外周に沿った方向）に配列されて環状の素子列８（矢印で示す）を構成している。素子列８は、凹面７ａの平面視で多重の環状に（例えば同心状に）複数列で設けられてもよいし（図示の例）、１列のみで設けられてもよい。各素子列８内における平板素子１１のピッチは一定であってもよいし（図示の例）、一定でなくてもよい。各素子列８内に含まれる平板素子１１の数は適宜に設定されてよい。また、この数は、複数の素子列８同士において、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。平板素子１１の、凹面７ａの周方向における位置（例えば図心の位置）は、全ての素子列８同士において、又は互いに隣り合う素子列８同士において、互いに一致していてもよいし、互いに異なっていてもよいし、素子列８内の一部について一致するとともに他部について異なっていてもよい。
　なお、本実施形態の説明において、環状は、所定領域を囲む形状を意味し、円形に限定されず、例えば、多角形であってもよい。また、確認的に記載すると、上記において多重の環状は、２重以上の意味であり、少なくとも２つの環状の形状において、一方の環状の形状が他方の環状の形状を囲んでいることを指す。同心状は、内側の環の中心（又は図心）と外側の環の中心とが概ね一致していることを指す。
　図示の例では、３列の素子列８が設けられている。各素子列８が含んでいる平板素子１１の数は、凹面７ａの内側の素子列８から順に、１９、２４及び２９となっている。１９及び２９は、奇数であり、また、素数である。従って、複数の平板素子１１によって構成されている１以上の素子列８は、平板素子１１の数が奇数（ただし複数）及び／又は素数（ただし２を除く）の列を含んでいるということができる。また、図示の例では、平板素子１１の数が素子列８同士で異なることからも明らかなように、平板素子１１の、凹面７ａの周方向における位置は、少なくとも一部の平板素子１１について、素子列８同士で互いに異なっている。
　図示の例では、凹面７ａの最も奥の領域（後述する中央部６５）は平板素子１１の非配置領域とされている。このような領域には、適宜な電子部品等が配置されてもよい。例えば、患部１０３の位置を検出するための超音波センサ、患部１０３の位置を示すために患者１０１の体表に付されたマーカの位置を検出する視覚センサ、及び／又は複数の平板素子１１から放射した超音波の反射波を受信する受信部が設けられてよい。また、凹面７ａの最も奥の領域は、開口を有していても良い。
（平板素子の平面形状）
　図３は、平板素子１１の平面図である。
　平板素子１１の平面形状及び当該平面形状の寸法は適宜に設定されてよい。例えば、複数の平板素子１１は、互いに同一の形状及び大きさとされてもよいし、形状及び／又は大きさが互いに異なる２種以上の平板素子１１を含んでいてもよい。また、平板素子１１の平面形状は、隣り合う平板素子１１同士の間の隙間が比較的小さくなる形状（球面を分割したような形状）であってもよいし（図２及び図３の例）、そのような形状でなくてもよい。後者としては、例えば、円形を挙げることができる。
　図２及び図３の例では、平板素子１１の平面形状は、平板素子１１同士の隙間が比較的小さくなる形状の一例である台形状とされている。なお、台形以外の多角形によっても、平板素子１１同士の隙間を小さくするように凹面７ａを構成できることは、例えば、正多面体（プラトンの立体）、半正多面体（アルキメデスの立体）及びプラトンの立体、並びに種々の技術分野において実現されているドーム形状から明らかである。
　より詳細には、平板素子１１の台形は、図３に符号を付すように、例えば、凹面７ａの内側に上底１１ｄを有し、凹面７ａの外側に下底１１ｅを有し、互いに等しい長さの１対の脚１１ｆを有している等脚台形である。上底１１ｄの長さ及び下底１１ｅの長さ、並びに台形の高さｈ（上底１１ｄと下底１１ｅとの距離）は適宜に設定されてよく、いずれの長さが他の長さに対して長くてもよい。図示の例では、台形の高さは上底１１ｄの長さ及び下底１１ｅの長さそれぞれよりも大きい。その相違の程度は適宜に設定されてよく、例えば、台形の高さは、下底１１ｅの長さの１．１倍以上とされてよい。また、例えば、台形は、複数の平板素子１１同士において合同（形状及び寸法が同じ）である。
　なお、平板素子１１の台形は、上位概念化して捉えることができる。例えば、平板素子１１は、第１縁部（上底１１ｄ）、第２縁部（下底１１ｅ）及び１対の第３縁部（１対の脚１１ｆ）を有している。第１縁部は、平板素子１１の外縁のうち凹面７ａの内側の部分を構成している。第２縁部は、平板素子１１の外縁のうち凹面７ａの外側の部分を構成して第１縁部に対向しており、第１縁部よりも長い。１対の第３縁部は、第１縁部の両端と第２縁部の両端とをつないでいる。このように上位概念化した場合において、例えば、第１縁部（上底１１ｄ）及び第２縁部（下底１１ｅ）は、直線に限られず、例えば、凹面７ａの中心側に中心を有する円弧であってもよい。
　既述のように、複数の平板素子１１は、凹面７ａの周方向に配列されて環状の素子列８を構成している。各素子列８において、隣り合う平板素子１１同士で台形の脚１１ｆ同士が隣り合っている。隣り合う脚１１ｆ同士は、互いに平行であってもよいし、互いに平行でなくてもよい。後者の場合、凹面７ａの内側及び外側のいずれにおいて脚１１ｆ同士の間隔が相対的に広くなっていてもよい。また、隣り合う素子列８同士においては、一方の素子列８の平板素子１１の台形の上底１１ｄと他方の素子列８の平板素子１１の台形の下底１１ｅとが隣り合っている。
　図示の例のように、隣り合う平板素子１１の間の隙間を小さくする場合、平板素子１１の平面形状と、複数の平板素子１１の配置パターンとは、互いに関わっている。従って、台形以外の形状で平板素子１１同士の隙間を小さくする場合、本実施形態の平板素子１１の配置以外の配置とされてもよいことは明らかである。逆に、本実施形態と同様の平板素子１１の配置において、等脚台形以外の形状で平板素子１１の間の隙間を小さくすることもできる。そのような形状としては、例えば、三角形及び等脚でない台形を挙げることができる。三角形の場合は、複数の三角形は、素子列８内で交互に向きが変えられつつ凹面７ａの周方向に配列されてよい。
（平板素子の構造）
　図３に示すように、１つの平板素子１１は、複数の圧電素子１５（振動素子）を有している。圧電素子１５は、超音波を発生させる振動を生じる部分である。圧電素子１５の数、位置、平面形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。
　図示の例では、複数の圧電素子１５は、平板素子１１の平面方向（平面に沿う方向。以下、同様。）に沿って概ね一様な密度で分布して配置されている。より詳細には、複数の圧電素子１５は、一定のピッチで縦横に配列されている。ただし、複数の圧電素子１５は、互いに隣り合う列同士で半ピッチずれていてもよいし、複数の同心円に沿って配列されていてもよいし、放射状に配列されていてもよいし、一様でない密度で配置されていてもよい。複数の圧電素子１５の配列方向と、平板素子１１の外縁の各部が延びる方向との相対関係も適宜に設定されてよい。
　複数の圧電素子１５の配置領域（例えば複数の圧電素子１５が収まる最小の凸多角形）の面積は、例えば、平板素子１１の面積（又は患者１０１側から見て支持体１３から露出している面積）の１／５以上、１／２以上又は２／３以上又は４／５以上とされてよい。４／５以上は、複数の圧電素子１５が平板素子１１の全面に配置された状態と捉えられてよい。複数の圧電素子１５が平板素子１１の全面に亘って配置されていない場合において、複数の圧電素子１５の配置領域は、平板素子１１内の中央側又は外縁側等の適宜な範囲に位置してよい。配置領域の形状も任意である。
　また、図示の例では、圧電素子１５の平面形状は、円形とされている。別の観点では、当該平面形状は、線対称又は回転対称の形状である。ただし、当該平面形状は、楕円又は多角形等の他の形状とされてよく、また、非対称の形状であってもよい。圧電素子１５の平面形状が円形でない場合において、当該平面形状と平板素子１１の平面形状との相対的な向きも適宜に設定されてよい。
（平板素子の積層構造）
　図４は、図３のIV－IV線における断面図である。この図において、紙面下方は患者１０１側である。この図では、１枚の平板素子１１に加えて、支持体１３の一部も図示されている。この図では、図示の都合上、一部又は全部の層の厚さは誇張されている。
　平板素子１１は、圧電素子１５を有している素子基板１９と、素子基板１９に対して患者１０１側に重ねられているキャビティ部材２１とを有している。素子基板１９は、圧電素子１５となっている領域が撓み変形することによって振動する。この振動が素子基板１９の患者１０１側に位置する流体に伝えられて超音波が生成される。キャビティ部材２１は、素子基板１９のうち複数の圧電素子１５に個別に重なる複数のキャビティ２１ｃ（開口、孔）を有している。このキャビティ２１ｃは、例えば、超音波の指向性の程度を上げることに寄与する。
　複数のキャビティ２１ｃ及び後述する第２電極３３（個別電極）が設けられていることなどにより、平板素子１１の主面（板の最も広い面。表裏）は、凹凸を有しており、平面ではない。このことから理解されるように、平板素子１１が平板状であるという場合、厳密に平板である必要は無い。例えば、平板素子１１は、主要な構成要素として厚さが一定で平面を成す層（例えば後述する２３、２５及び２７）を有することをもって平板状と捉えられてよい。また、例えば、平板素子１１は、両主面のそれぞれにおいて、複数の凸部の頂部（又は凹部の最深部）が同一平面に収まるときに平板状と捉えられてよい。また、例えば、平板素子１１は、平板素子１１の面積から求めた円相当径に対して各主面の凹凸の算術平均粗さが５％以下、２％以下又は１％以下のときに平板状と捉えられてよい。なお、図４では、平板素子１１の主面の凹凸は誇張されている。
（素子基板）
　素子基板１９は、例えば、患者１０１側（キャビティ部材２１側）から順に、振動層２３、第１導体層２５、圧電体層２７及び第２導体層２９を含んでいる。第１導体層２５は、例えば、第１電極３１を含んでいる。第２導体層２９は、例えば、複数の第２電極３３を含んでいる。第１電極３１及び第２電極３３は、圧電体層２７を挟んでいる。これらの１対の電極に交流電圧が印加されることによって、素子基板１９の圧電素子１５となっている領域は撓み変形を伴う振動を生じる。なお、素子基板１９は、図示の層の他、例えば、第２導体層２９を覆う絶縁層等の適宜な層を含んでいてよい。本開示の説明において、「層」は、「板」を含む概念である。
　素子基板１９において、圧電素子１５と捉えられる領域は、適宜に定義されてよい。本実施形態の説明では、便宜的に、素子基板１９のうちキャビティ２１ｃと重なっている領域（より厳密にはキャビティ２１ｃの素子基板１９側の開口面と重なっている領域）を圧電素子１５として定義する。なお、この他、第２電極３３（個別電極）と重なる領域を圧電素子１５として定義することも可能である。
　各圧電素子１５は、キャビティ２１ｃ側（患者１０１側）に面している第１面１５ａと、キャビティ２１ｃとは反対側に面している第２面１５ｂとを有している。第１面１５ａは、例えば、振動層２３のキャビティ部材２１側の面によって構成されている。第２面１５ｂは、例えば、第２導体層２９のキャビティ部材２１とは反対側の面、及び圧電体層２７のキャビティ部材２１とは反対側の面のうち第２導体層２９から露出している領域によって構成されている。なお、例えば、図示の例とは異なり、第２導体層２９を覆う絶縁層が設けられている場合は、当該絶縁層によって第２面１５ｂが構成されてよい。第１面１５ａは、圧電素子１５の振動によって、患者１０１側へ向かう超音波が生じる面であり、圧電素子１５における超音波の放射面である。また、第１面１５ａは、平面状であり、平板素子１１の放射面１１ａの一部を構成している。すなわち、複数の圧電素子１５（振動素子）の平面状の放射面によって、平板素子１１の平面状の放射面１１ａが構成されている。なお、第１面１５ａは、製造誤差等に起因する微小な傾きや凹凸を有していてもよい。
（振動層）
　振動層２３は、例えば、素子基板１９の概ね全体に広がっている。換言すれば、振動層２３は、複数の圧電素子１５に亘る広さのベタ状に形成されている。振動層２３の厚さは概ね一定である。振動層２３は、例えば、後述するように、圧電体層２７の平面方向の変形を規制して、面外振動を生じさせることに寄与する。振動層２３は、その広さ全体に亘って一体的に形成されていてもよいし、分割して形成されていてもよい。振動層２３は、キャビティ部材２１と重なっている。振動層２３は、キャビティ部材２１のうちのキャビティ２１ｃの周囲部分によって支持されていると捉えられてもよい。
　振動層２３は、例えば、絶縁材料又は半導体材料によって形成されている。振動層２３の材料は、無機材料でも有機材料でもよい。より具体的には、例えば、振動層２３の材料は、圧電体層２７の材料（後述）と同一又は異なる圧電体とされてよい。また、例えば、振動層２３の材料は、シリコン（Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）又はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）とされてもよい。振動層２３は、互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。例えば、振動層２３は、シリコン層と、その上面及び／又は下面に重なるＳｉＯ２層とによって構成されていてもよい。
（第１導体層及び第１電極）
　第１導体層２５は、図示の例では、第１電極３１のみを含んでいる。第１電極３１は、複数の圧電素子１５に亘る広さを有する共通電極とされている。共通電極は、例えば、素子基板１９の概ね全体に亘るベタ状に形成されており、その厚さは略一定である。第１電極３１は、例えば、圧電体層２７を貫通する不図示の貫通導体を介して、平板素子１１の袋９とは反対側に配置された不図示の配線（例えばケーブル）と電気的に接続されている。
　第１導体層２５の材料は、例えば、適宜な金属とされてよい。例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）若しくはクロム（Ｃｒ）又はこれらを含む合金が用いられてよい。第１導体層２５は、互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。また、第１導体層２５の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、第１導体層２５の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の添加剤（別の観点では無機絶縁物）を含むものであってもよい。
（圧電体層）
　圧電体層２７は、例えば、素子基板１９の概ね全体に広がっている。換言すれば、圧電体層２７は、複数の圧電素子１５に亘る広さのベタ状に形成されている。圧電体層２７の厚さは概ね一定である。
　圧電体層２７の材料は、単結晶であってもよいし、多結晶であってもよいし、無機材料であってもよいし、有機材料であってもよいし、強誘電体であってもなくてもよいし、焦電体であってもなくてもよい。無機材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛系材料及び非鉛系無機圧電材料が挙げられる。非鉛系無機圧電材料としては、例えば、ペロブスカイト型化合物材料が挙げられる。有機材料としては、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）が挙げられる。
　また、圧電体層２７の材料は、例えば、圧電磁器板（別の観点では焼結体）とされてもよいし、圧電薄膜とされてもよい。圧電磁器板は、圧電性を有する複数の結晶粒子（及び結晶粒界）により構成される板状の無機多結晶体であり、圧電セラミックス板ともいう。圧電磁器板を構成する結晶粒子は、通常アスペクト比が小さく、等方的に分布している。圧電薄膜とは、圧電性を有する薄膜状の無機単結晶体、無機多結晶体、または有機材料（ポリマー）である。多結晶体の圧電薄膜は、通常、厚さ方向にのびる柱状晶により構成されている。圧電薄膜は通常、高い配向性を有しており、それにより高い圧電特性を有する。
　圧電体層２７は、例えば、少なくとも圧電素子１５を構成している領域において、分極軸（単結晶では電気軸又はＸ軸ともいう。）が、圧電体層２７の厚み方向（第１電極３１と第２電極３３との対向方向）に概ね平行になっている。なお、圧電体層２７のうち、圧電素子１５を構成している領域以外の領域は、分極されていてもよいし、分極されていなくてもよい。また、分極されている場合において、圧電素子１５を構成している領域と同様の方向に分極されていてもよいし、異なる方向に分極されていてもよい。
（第２導体層及び第２電極）
　第２導体層２９は、例えば、既述の複数の第２電極３３の他、複数の第２電極３３に接続されている不図示の配線を有していてよい。複数の第２電極３３は、例えば、第２導体層２９が含む不図示の配線を介して、平板素子１１の袋９とは反対側に配置された不図示の他の配線（例えばケーブル）と電気的に接続されている。
　複数の第２電極３３は、例えば、圧電素子１５毎に設けられた個別電極とされている。ここでいう個別電極は、複数の電極が互いに分離した形状とされていることを意味し、互いに別個の電位を付与可能にされている必要は無い。例えば、２以上の第２電極３３（例えば１つの平板素子１１内の全ての第２電極３３）は互いに接続されていてよい。接続は、例えば、第２導体層２９が有する不図示の配線によってなされていてもよいし、他の手段（例えばボンディングワイヤ）によってなされていてもよい。なお、複数の第２電極３３は、個別に、又は２以上の第２電極３３を含むグループ毎に互いに異なる電位が付与可能とされていてもよい。
　第２電極３３の平面形状及び大きさは、適宜な形状とされてよい。例えば、第２電極３３の平面形状は、圧電素子１５の平面形状（キャビティ２１ｃの開口形状）と相似形又は類似する形状であってもよいし、異なる形状であってもよいし、円形若しくは楕円形であってもよいし、多角形であってもよい。また、例えば、平面視において、第２電極３３の外縁は、キャビティ２１ｃの開口縁部に対して、その全体が内側に位置していてもよいし、その全体が概ね一致していてもよいし、その全体が外側に位置していてもよいし、一部のみが一致又は内側に位置していてもよい。本実施形態では、第２電極３３は、円形のキャビティ２１ｃの開口縁部よりも内側に位置する円形である。
　第２導体層２９の材料は、第１導体層２５の材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、いずれの場合についても、既述の第１導体層２５の材料の説明は、第２導体層２９の材料の説明に援用されてよい。
（圧電素子の動作）
　第１電極３１及び第２電極３３によって、これらに挟まれている圧電体層２７に分極の向きと同じ向きで電界が印加されると、圧電体層２７は、平面方向において収縮する。この収縮は、振動層２３によって規制されるから、圧電素子１５は、バイメタルのようにキャビティ２１ｃ側へ撓む（変位する）。逆に、分極の向きと逆の向きで電界が印加されると、圧電素子１５は、キャビティ２１ｃとは反対側へ撓む。
　上記のような圧電素子１５の変位によって、圧電素子１５の周囲の媒質（例えば流体）においては圧力波が形成される。そして、所定の波形で電圧が変化する電気信号（駆動信号）が第１電極３１及び第２電極３３に入力されることによって、その電気信号の波形（別の観点では周波数及び振幅）を反映した超音波が生成される。
　上記の撓み変形の振動は、換言すれば、圧電素子１５において、平面視の中央が振動の腹となり、外縁（例えばキャビティ２１ｃの縁部付近）が振動の節となる１次モードの面外振動（屈曲振動）である。この振動に関して、圧電素子１５は、例えば、共振周波数が超音波の周波数帯に位置するように構成されている。共振周波数の設定は、例えば、圧電素子１５を構成する層の材料の選択（別の観点ではヤング率及び密度の選択）、並びに圧電素子１５の径及び各層の厚さの設定（別の観点では質量及び曲げ剛性の設定）等によってなされる。圧電素子１５の周囲の流体の影響、及び圧電素子１５を支持する部分（例えばキャビティ部材２１）の剛性等の影響が考慮されてもよい。
　電気信号は、例えば、圧電素子１５をキャビティ２１ｃ側へ変位させる電圧印加と、圧電素子１５をキャビティ２１ｃとは反対側へ変位させる電圧印加とが繰り返されるものであってよい。すなわち、電気信号は、極性（正負）が反転する（電圧（電界）の向きが圧電体層２７の分極軸の方向において交互に入れ替わる）ものであってよい。また、例えば、電気信号は、圧電素子１５をキャビティ２１ｃ側へ変位させる電圧印加のみ、又は圧電素子１５をキャビティ２１ｃとは反対側へ変位させる電圧印加のみが繰り返されるものであってもよい。この場合、撓みと、復元力による撓みの解消との繰り返しによって、超音波が生成される。
（キャビティ部材）
　キャビティ部材２１は、例えば、キャビティ２１ｃを無視して考えたときに、複数の圧電素子１５に亘る広さを有する、厚さが一定の部材である。キャビティ部材２１の材料は任意であり、例えば、絶縁材料であってもよいし、半導体材料であってもよいし、導電材料であってもよいし、無機材料であってもよいし、有機材料であってもよいし、圧電体であってもよいし、素子基板１９内のいずれかの層の材料と同一であってもよい。具体的には、キャビティ部材２１の材料としては、金属、樹脂、セラミックを挙げることができる。また、キャビティ部材２１は、複数の材料又は複数の層から構成されていてもよい。例えば、キャビティ部材２１は、素子基板１９に重なる金属層（金属板含む）に絶縁層が成膜されて構成されていてもよいし、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ樹脂によって構成されていてもよい。
　キャビティ２１ｃの形状は適宜に設定されてよい。例えば、キャビティ２１ｃの形状は、横断面（素子基板１９に平行な断面）の形状がキャビティ２１ｃの貫通方向の位置によらずに一定の形状であってもよいし（図示の例）、素子基板１９側ほど拡径する、又は縮径するテーパ面を有する形状であってもよい。本実施形態の説明では、素子基板１９のうちキャビティ２１ｃと重なる領域を圧電素子１５としているから、既述の圧電素子１５の平面形状についての説明は、キャビティ２１ｃの横断面の形状の説明に援用されてよい。
　キャビティ２１ｃの深さ（貫通方向の長さ。別の観点ではキャビティ部材２１の厚さ）は、適宜に設定されてよい。例えば、キャビティ２１ｃの深さは、キャビティ２１ｃの径（円形でない場合は例えば円相当径）に対して、１／２０以上、１／１０以上、１／２以上又は１倍以上とされてよく、１０倍以下、５倍以下、１倍以下、１／２以下又は１／１０以下とされてよく、前記の下限と上限とは、矛盾しない限り、適宜に組み合わされてよい。
（支持体）
　図２に戻って、支持体１３は、例えば、複数の平板素子１１の外縁を保持する形状とされている。より詳細には、支持体１３は、例えば、隣り合う平板素子１１の隙間（別の観点では境界）の形状と同様の形状を有している。そして、図４に示すように、平板素子１１は、その外縁側部分が支持体１３の内面１３ａ（患部１０３側の面）又は外面１３ｂ（患部１０３とは反対側の面）に対して重ねられて固定される。
　平板素子１１は、支持体１３の内面１３ａ及び外面１３ｂのいずれに配置されてもよい。ただし、本実施形態の説明では、基本的に（図４以外の図面においても）、平板素子１１が外面１３ｂに配置される態様を例に取る。この場合、平板素子１１の縁部を保持している支持体１３は、別の観点では、平板素子１１毎に、複数の圧電素子１５を患部１０３側に露出させる開口１３ｈを有していると捉えることができる。開口１３ｈの形状及び面積は適宜に設定されてよい。例えば、開口１３ｈの面積は、平板素子１１の面積の６割以上又は８割以上である。
　支持体１３は、例えば、凹面７ａの平面視において概略同心状に構成された３つの部位によって構成されている。１つは、格子状に構成され、かつ全体として環状の領域（複数の平板素子１１の配置領域）に亘っている格子部６１である。他の１つは、格子部６１の外側につながっている環状の縁部６３である。残りの１つは、格子部６１の内側につながっている中央部６５である。複数の平板素子１１は、これらの部位によって外縁が保持されている。
　格子部６１は、互いに隣り合う平板素子１１の間（境界）に位置して互いに隣り合う縁部を保持する部位である。従って、その形状は、概略、複数の平板素子１１同士の境界の形状と同様である。縁部６３は、複数の平板素子１１の外縁のうち、複数の平板素子１１全体の外縁となる縁部（最外周の素子列８の平板素子１１の下底１１ｅ）を保持する部位である。従って、縁部６３の形状は、少なくとも環状の内縁を有している形状である。中央部６５は、複数の平板素子１１の外縁のうち、複数の平板素子１１全体の内縁となる縁部（最内周の素子列８の平板素子１１の上底１１ｄ）を保持する部位である。従って、中央部６５の形状は、少なくとも環状の外縁を有している形状である。具体的には、以下のとおりである。
　格子部６１は、例えば、凹面７ａの周方向に配列されている複数の仕切部６７と、凹面７ａの周方向に延びる１以上（図示の例では２つ）の環状部６９とを有している。環状部６９は、複数の仕切部６７に交差する第２の仕切部となっている。仕切部６７は、各素子列８内において互いに隣り合う平板素子１１の互いに隣り合う縁部（脚１１ｆ）を保持する。環状部６９は、互いに隣り合う素子列８の互いに隣り合う上底１１ｄ及び下底１１ｅを保持する。
　最内周の素子列８に対応する仕切部６７は、中央部６５の外縁と最内周の環状部６９とに掛け渡されている。最外周の素子列８に対応する仕切部６７は、最外周の環状部６９と縁部６３の内縁とに掛け渡されている。それ以外の素子列８（図示の例では中央の１列）に対応する仕切部６７は、互いに隣り合う環状部６９に掛け渡されている。なお、既述のように、素子列８は、１列のみであってもよい。この場合、仕切部６７は、中央部６５と縁部６３とに掛け渡される。すなわち、環状部６９は不要である。
　仕切部６７及び環状部６９の数、位置、概略の平面形状及び凹面７ａに沿う方向における概略寸法は、複数の平板素子１１の数、位置、平面形状及び凹面７ａに沿う方向における寸法の説明から類推されてよい。従って、ここでは、これらの説明は適宜に省略することがある。
　各素子列８に対応する複数の仕切部６７の形状及び／又は寸法（凹面７ａに沿う方向及び／又は凹面７ａに交差する方向）は、互いに同一であってもよいし（図示の例）、互いに異なっていてもよい。また、素子列８同士において、複数の仕切部６７の形状及び／又は寸法（凹面７ａに沿う方向及び／又は凹面７ａに交差する方向）は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい（図示の例）。複数の環状部６９の形状及び／又は寸法（凹面７ａに沿う方向及び／又は凹面７ａに交差する方向）は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい（径は当然に互いに異なる）。
　仕切部６７の形状は、例えば、凹面７ａの平面視において凹面７ａの径方向（凹面７ａの中央から外周へ向かう方向であり、経線に沿う方向）に直線状に延びる棒状である。別の観点では、仕切部６７は、凹面７ａの内側から外側への方向における長さが、幅（凹面７ａの周方向における長さ）及び厚さ（凹面７ａに直交する方向の長さ）に比較して長い形状とされている。ただし、仕切部６７は、幅が径方向の長さよりも大きくされていてもよいし、凹面７ａの背後への長さが幅よりも十分に長い板状とされていたりしてもよい。仕切部６７の横断面（棒の長さ方向に直交する断面。凹面７ａの経線に概略直交する断面）の形状は、適宜な形状とされてよく、例えば、概略、矩形状である。
　環状部６９の形状は、例えば、概略、円周状に延びる長尺状（湾曲した棒状）である。別の観点では、環状部６９は、凹面７ａの周方向に沿う長さが幅（凹面７ａの平面視において凹面７ａの径方向における長さ）及び厚さ（凹面７ａに直交する方向の長さ）に比較して長い形状とされている。ただし、環状部６９は、凹面７ａの背後への長さが幅よりも十分に長い板状とされていてもよい。また、凹面７ａの平面視において、環状部６９の内縁及び／又は外縁は、円形状であってもよいし（湾曲していてもよいし）、平板素子１１の上底１１ｄ又は下底１１ｅに平行な辺を有する多角形状であってもよい。環状部６９の横断面（長さ方向に直交する断面。凹面７ａの緯線に概略直交する断面）の形状は、適宜な形状とされてよく、例えば、概略、矩形状である。
　縁部６３の形状及び寸法は、最外周の平板素子１１の下底１１ｅ（外周側の縁部）を保持できる限り、適宜に設定されてよい。図示の例では、縁部６３は、環状の平板状とされている。その内縁及び外縁は、概略、円形である。縁部６３の内縁は、円形状であってもよいし（湾曲していてもよいし）、最外周の平板素子１１の下底１１ｅに平行な辺を有する多角形状であってもよい。縁部６３の図示の例以外の形状としては、例えば、環状部６９と同様又は類似した形状（湾曲した棒状）、並びに平板でない板状を挙げることができる。平板でない板状は、例えば、湾曲・屈曲している部位及び／又は互いに異なる板厚の部位を有している。
　中央部６５の形状及び寸法は、最内周の平板素子１１の上底１１ｄ（内周側の縁部）を保持できる限り、適宜に設定されてよい。図示の例では、縁部６３は、概略円形の平板状とされている。その外縁は、円形状であってもよいし（湾曲していてもよいし）、最内周の平板素子１１の上底１１ｄに平行な辺を有する多角形状であってもよい。中央部６５の図示の例以外の形状としては、例えば、環状部６９と同様又は類似した形状（湾曲した棒状）、並びに平板でない板状を挙げることができる。平板でない板状については上記のとおりである。
　なお、平板素子１１を凹面７ａの中央側の領域まで配置する態様においては、中央部６５は不要であり、格子部６１が凹面７ａの中心まで広がっていてよい。また、既述のように、凹面７ａの中央側の領域には各種の電子部品等が設けられてよい。中央部６５は、その電子部品等の機能を考慮した形状とされてもよい。例えば、超音波センサ又は超音波受信部が設けられる場合においては、中央部６５は、超音波を通過させる開口を有していてもよい。
　支持体１３の材料は適宜なものとされてよい。例えば、支持体１３の材料は、金属、セラミック若しくは樹脂又はこれらの組み合わせとされてよい。
（支持体の形状の細部）
　図５は、支持体１３の外面１３ｂ（患部１０３とは反対側の面）の一例の一部を示す斜視図である。この図では、支持体１３は、平板素子１１の取り付け前の状態とされている。なお、この図では、図示を容易にするために、仕切部６７の幅の変化を描いていない。
　支持体１３の平板素子１１が配置される面（ここでは外面１３ｂ）には、平板素子１１が概略嵌合される凹部１３ｒが形成されていてもよい。換言すれば、支持体１３には、平板素子１１を位置決めする位置決め部が設けられてよい。この場合、平板素子１１の支持体１３に対する位置決め精度を向上させ、ひいては、超音波の集束の精度を向上させることができる。
　凹部１３ｒの深さは、平板素子１１の厚さよりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。凹部１３ｒの内周面と平板素子１１の外周面（側面）との遊びは適宜に設定されてよい。位置決め部として、凹部１３ｒに代えて、平板素子１１の配置領域の周囲に位置する凸部が設けられてもよい。また、支持体１３は、このような位置決め部を有していなくてもよい。
　仕切部６７及び環状部６９の横断面の形状は、図５の例では、凹部１３ｒが設けられていることから、概略矩形において外面１３ｂ側に凸部が形成された形状である。ただし、図５以外の図面及びその説明においては、凹部１３ｒ（及びその周囲の凸部）の存在は基本的に無視するものとする。
　図６は、図２の領域VIを拡大して示す平面図又は展開図である。ここでは、便宜上、複数の素子列８を凹面７ａの内側（紙面下方、中央部６５側）から順に、素子列８Ａ、８Ｂ及び８Ｃと呼称するものとする。
　図６の例では、少なくとも１つの素子列８において、仕切部６７は、幅（凹面７ａの周方向の長さであり、紙面左右方向における長さ）が凹面７ａの内側から外側への方向（凹面７ａの径方向であり、紙面上下方向。便宜上、長さ方向ということがある。）における位置によって異なっている。より詳細には、例えば、素子列８Ｂ及び８Ｃにおける仕切部６７の幅は、凹面７ａの外側ほど幅が狭くなっている。その変化率は一定である。換言すれば、素子列８Ｂ及び８Ｃにおける仕切部６７は、凹面７ａの内側が下底側となる等脚台形状とされている。台形の脚の傾きの程度は適宜に設定されてよい。なお、仕切部６７の幅が、仕切部６７の厚さ方向（紙面に垂直な方向）に変化している場合には、幅が最も大きい部分の寸法を幅とみなしてよい。
　図示の例では、素子列８Ａにおける仕切部６７は、その幅が長さ方向において一定となっている。ただし、素子列８Ａにおいても、仕切部６７の幅は、長さ方向の位置によって異なっていてもよい。
　幅が長さ方向の位置によって異なり、かつ図示の例とは異なる仕切部６７の形状としては、例えば、図示の例とは逆に、凹面７ａの外側ほど幅が広くなる形状（例えば台形状）を挙げることができる。また、例えば、幅の変化が連続的でない形状を挙げることができる。換言すれば、仕切部６７の側面（図６で台形の脚となっている部分）が階段状になっているものなど、側面に段差が形成されている形状を挙げることができる。また、例えば、側面が曲面状になっている形状を挙げることができる
　また、図６の例では、複数の素子列８同士で、複数の仕切部６７の形状及び寸法の少なくとも一方が互いに異なっている。より詳細には、図示の例では、各仕切部６７において、凹面７ａの内側（径方向の中央側端部）における幅をｗ１とし、凹面７ａの外側（径方向の外周側端部）における幅をｗ２としたとき、凹面７ａの外側に位置する仕切部６７（径方向の外周側に位置する素子列８における仕切部６７）ほど、ｗ１－ｗ２が大きくなっている。
　図示の例では、最内周の仕切部６７において、概ねｗ１＝ｗ２であり、ひいては、全ての仕切部６７において、ｗ１－ｗ２≧０である。ただし、内周側の少なくとも１つの素子列８において、又は全ての素子列８において、ｗ１－ｗ２＜０である態様で、外側の仕切部６７ほどｗ１－ｗ２が大きくなるという関係が満たされても構わない。また、外側の仕切部６７ほどｗ１－ｗ２が大きくなるという関係が満たされるとき、少なくとも最外周の素子列８においてはｗ１－ｗ２≧０となるようにｗ１及びｗ２が設定されてもよい。図示の例では、複数の素子列８同士で、仕切部６７の幅ｗ２（別の観点では最小の幅）が概ね同等とされている。ただし、素子列８同士で幅ｗ２は互いに異なっていても構わない。
（平板素子と支持体との固定構造）
　図４に戻る。平板素子１１の支持体１３に対する固定方法は適宜なものとされてよい。図示の例では、平板素子１１と支持体１３とは、両者の間に介在している接合材１７によって接合されている。接合材１７は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよく、また、絶縁材料であってもよいし、導電材料であってもよい。例えば、接合材１７は、樹脂又は金属とされてよい。
　また、例えば、接合材１７は、硬化後に弾性体となるもの（例えば弾性接着剤）とされてもよい。具体的には、例えば、接合材１７は、シリコーン系又はウレタン系のものとされてよい。これらは、１液性のものであってもよいし、２液性のものであってもよい。また、例えば、弾性体としての接合材１７は、硬化後の引張試験において引き裂かれた時の伸び率が３５％以上となるものとされてよい。
　平板素子１１（その側面）同士は、互いに離れていてもよいし（図５に示した例）、互いに当接していてもよい。また、平板素子１１同士は直接に固定されていてもよいし（例えば両者に密着する接合材１７が設けられてもよいし）、直接に固定されていなくてもよい。
　平板素子１１と支持体１３との固定、及び／又は平板素子１１同士の直接的な固定には、接合材１７による方法に代えて、又は加えて、他の方法が利用されてもよい。他の方法としては、例えば、係合（係止）、かしめ、圧入、螺合、溶接及び溶着が挙げられる。
（寸法等の一例）
　既に述べたように、放射器具３において、超音波の周波数及び放射器具３の各部の寸法等は適宜に設定されてよい。以下に、一例を挙げる。放射器具３が生じる超音波の周波数は０．５ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下とされてよい。発生部７の直径（凹面７ａの外縁を含む平面における直径）は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とされてよい。平板素子１１の円相当径又は台形の１辺の長さは、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされてよい。圧電素子１５の円相当径は、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下とされてよい。素子基板１９の厚さは、５０μｍ以上２００μｍ以下とされてよい。振動層２３の厚さ及び圧電体層２７の厚さのそれぞれの厚さは、前記の素子基板１９の厚さと矛盾しない範囲で、２０μｍ以上１００μｍ以下とされてよい。第１導体層２５（第１電極３１）及び第２導体層２９（第２電極３３）それぞれの厚さは、０．０５μｍ以上５μｍ以下とされてよい。支持体１３の厚さは、素子基板１９の厚さ以上とされてよい。
（袋）
　図１に戻って、袋９の形状、大きさ及び材料は適宜に設定されてよい。例えば、袋９の形状は、球形等の全体として外側に膨らむ形状とされてよい。また、例えば、放射器具３が人体の特定の部位を対象としたものである場合においては、当該特定の部位の凹部及び／又は凸部に合わせて凸部及び／又は凹部を有する形状であってもよい。
　袋９の材料は、少なくとも、液体ＬＱを通さない性質（いわゆる遮水性）及び可撓性を有している。また、袋９の材料は、弾性体であってもよい。例えば、袋９の材料として、熱硬化性エラストマー（いわゆるゴム）、熱可塑性エラストマー（狭義のエラストマー）及びこれらのエラストマーを含まない樹脂（狭義の樹脂。ただし、可撓性を有するもの）が用いられてよい。熱硬化性エラストマーとしては、加硫ゴム（狭義のゴム）及び熱硬化性樹脂系エラストマーを挙げることができる。
　袋９は、既述のように、少なくとも、超音波装置１の使用時において液体ＬＱが封入されている。袋９（放射器具３）は、例えば、流通段階で液体ＬＱが封入されているものであってもよいし、使用時に液体ＬＱが封入されるものであってもよい。また、袋９（放射器具３）は、例えば、液体ＬＱを袋９内に供給（及び／又は排出）するための開閉可能なポートを有さないものであってもよいし、有しているものであってもよい。ポートの開閉構造には、公知の種々のものが利用されてよい。
　袋９は、発生部７側に開口９ａを有している。そして、発生部７のうち、凹面７ａを含む一部は、開口９ａを介して袋９内の液体ＬＱに接している。一方、発生部７の凹面７ａとは反対側の面を含む一部は、袋９の液体ＬＱに接しておらず、放射器具３の周囲の気体（例えば空気）に接している。
　開口９ａの縁部と、発生部７との間からの液体ＬＱの漏れを低減するための構造は公知の種々の封止構造とされてよい。例えば、袋９及び発生部７は、接着剤によって接着されたり、袋９及び発生部７の少なくとも一方の溶融によって溶接・溶着されたりするなど、密に接合されていてもよい。また、例えば、袋９が弾性体からなる場合は、発生部７の外周面に袋９の開口９ａ付近の内周面を押し当てた状態で、袋９の開口９ａ付近を外側から紐又はリング状の締め付け具によって締め付けてもよい。また、例えば、発生部７の外周面に袋９の開口９ａ付近の内周面を押し当てた状態で、袋９の開口９ａ付近に外側からリング状のパッキンを押し当て、その外側から紐又はリング状の締め付け具によってパッキンを締め付けてもよい。また、例えば、袋９に、開口９ａ付近を構成する可撓性でない（剛体の）リング状の部材を設け、このリング状の部材の内側に雌ねじを設け、発生部７の外面に雄ねじを設け、両者を螺合させてもよい。そして、この螺合の構造に適宜にパッキンを配してもよい。
　図２では、発生部７の構成として、支持体１３及び平板素子１１のみを示した。袋９は、例えば、支持体１３の縁部６３に対して取り付けられてよい。図２では、縁部６３は、平板状の部材として示されたが、袋９との固定に適した形状を有していてもよい。また、縁部６３と袋９との間に介在する適宜な形状の部材が設けられてもよい。図１の模式図では、発生部７と開口９ａとの接続位置が、凹面７ａとその背面との間に位置しているが、接続位置は、凹面７ａよりも患者１０１側等に位置してもよいし、凹面７ａの背面よりも患者１０１とは反対側に位置してもよい。また、袋９が発生部７に対して患者１０１と反対側に回り込んでいてもよく、液体ＬＱが発生部７に対して患者１０１と反対側に回り込んでいてもよい。その場合、例えば、圧電素子１５の第２面１５ｂを取り囲む覆いを設けて、圧電素子１５の第２面１５ｂを液体ＬＱから隔離する構造とすればよい。
（圧電素子の周囲の流体）
　図７は、図４の一部を拡大して示す図である。上記の説明から理解されるように、圧電素子１５においては、患者１０１側の第１面１５ａが液体ＬＱに接しており、その反対側の第２面１５ｂが気体ＧＳ（例えば空気）に接している。
（装置本体）
　図１に戻って、装置本体５は、例えば、放射器具３に駆動信号を入力する駆動制御部４１と、放射器具３を移動させる移動部４３と、ユーザの入力操作を受け付ける入力部４５と、ユーザに情報を提示する出力部４７とを有している。
　駆動制御部４１は、例えば、ケーブル４９を介して発生部７の第１電極３１及び複数の第２電極３３と接続されている。駆動制御部４１は、駆動信号を第１電極３１及び第２電極３３に入力する駆動部５１と、駆動部５１を制御する制御部５３とを有している。なお、駆動制御部４１と放射器具３内の電気回路との役割分担は適宜に設定されてよい。例えば、以下に述べる駆動部５１の動作の一部又は全部は、放射器具３によって実行されてもよい。別の観点では、駆動部５１の一部又は全部は放射器具３に設けられていてもよい。
　駆動部５１は、例えば、商用電源等からの電力を制御部５３によって指定された波形（例えば周波数及び電圧（振幅））を有する交流電力に変換して第１電極３１及び第２電極３３に入力する。駆動信号は、放射を意図している超音波の周波数と概ね同等の周波数を有するとともに、意図している超音波の振幅に対応する電圧を有している交流電力である。駆動信号は、矩形波（パルス）、正弦波、三角波又は鋸波のように適宜な形状とされてよい。
　制御部５３は、特に図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び外部記憶装置等を含むコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵがＲＯＭ及び／又は外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、各種の制御を行う機能部が構築される。制御部５３は、例えば、入力部４５からの信号に基づいて、駆動部５１が出力する駆動信号の波形（例えば周波数及び電圧（振幅））を設定し、また、駆動部５１からの駆動信号の出力の開始及び停止を制御する。
　移動部４３は、例えば、特に図示しないが、放射器具３を保持する保持機構と、当該保持機構に放射器具３を移動させるための動力を付与する駆動源（例えばモータ）とを含んで構成されている。このような移動部４３は、例えば、多関節ロボット、スカラロボット又は直交ロボットと同様の構成とされてよい。移動部４３は、制御部５３からの制御指令に基づいて放射器具３を患者１０１に対して相対移動させる。この相対移動は、例えば、放射器具３を患者１０１に近づける移動、及び／又は超音波の焦点を患部１０３に位置させるための位置決めのための移動を含んでよい。制御部５３は、入力部４５からの信号に基づいて、及び／又は患部１０３の位置等を特定する不図示のセンサからの信号に基づいて移動部４３を制御する。なお、移動部４３が設けられず、又は移動部４３のうちの駆動源が設けられず、人力によって放射器具３が運搬及び位置決めされても構わない。
　入力部４５は、例えば、キーボード、マウス、機械式スイッチ及び／又はタッチパネルを含んで構成されている。入力部４５は、例えば、放射器具３から放射する超音波の周波数及び振幅を設定するための操作、並びに超音波の放射の開始及び停止を指示するための操作を受け付ける。出力部４７は、例えば、表示装置及び／又はスピーカを含んで構成されている。出力部４７は、例えば、現時点で設定されている超音波の周波数及び振幅の情報等を提示する。
　以上のとおり、本実施形態では、超音波放射器具３は、複数の平板素子１１を有している。複数の平板素子１１は、超音波を放射する放射面１１ａをそれぞれ有しており、放射面１１ａを共通の集束領域（患部１０３）に向けて互いに並列に配置されている。複数の平板素子１１それぞれは、放射面１１ａ内の複数の位置に、超音波を生成する振動を生じる複数の振動素子（圧電素子１５）を有している。
　従って、発生部７は、凹面の曲率中心側へ超音波を集束させることができる。また、平板素子１１は、通常の回路基板等を作製する方法と同様の方法によって作製することができる。その結果、製造コストが削減される。また、例えば、集束させた超音波を比較的広い集束領域（患部１０３）に対して均等に照射することが容易化される。
　図８（ａ）及び図８（ｂ）は、上記の広い集束領域への超音波の照射の効果を説明するための模式図である。具体的には、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本実施形態及び比較例における超音波の集束の様子を模式的に示している。
　まず、比較例として、図８（ｂ）に示すように、曲面状の放射面１５１ａを有する素子１５１を考える。放射面１５１ａは、例えば、一枚の板状のレンズ部材によって構成されており、レンズ部材の背後に複数の圧電素子１５（厳密には圧電素子１５に相当するもの。ここでは不図示。）が配列されている。そして、レンズ部材は、複数の圧電素子１５の生じた超音波を焦点Ｐ１に集束させる。焦点Ｐ１は、理論上は点であり、比較的狭い範囲に超音波が集束される。
　一方、図８（ａ）に示すように、平板素子１１から照射された超音波は、平板素子１１から放射されたそのままの幅（ビームの幅）で集束領域Ｒ１へ照射される。そして、複数の平板素子１１の超音波が集束される。従って、集束領域Ｒ１は、理論上は、平板素子１１から放射された超音波の幅と同程度の幅を有する領域となる。そして、この集束領域Ｒ１の幅内では、超音波の強度は概ね同等である。患部１０３の大きさ及び疾患の種類等によっては、このような集束領域Ｒ１の形成が効率的及び／又は安全である。
　ここで、本実施形態とは異なり、１つの圧電素子１５によって１つの平板素子１１を構成した場合、平板素子１１（圧電素子１５）の面積が大きくなるほど、平板素子１１（圧電素子１５）の共振周波数は低くなる。従って、平板素子１１の所定の振動モードの共振周波数と超音波の所望の駆動周波数とを近づけつつ、平板素子１１の面積で規定される超音波のビーム幅を広くすることが難しい。すなわち、所望の駆動周波数と所望のビーム幅とを得ることが難しい。しかし、本実施形態では、各平板素子１１が複数の圧電素子１５を有していることから、圧電素子１５の共振周波数と、平板素子１１の面積とを別個に設定することができる。その結果、所望の駆動周波数と所望のビーム幅とを得ることが容易化される。ひいては、図８（ａ）を参照して説明した平板素子１１による効果を所望の駆動周波数において得ることが容易化される。
　また、本実施形態では、放射器具３は、複数の放射面１１ａが凹面７ａを構成する配置で複数の平板素子１１の外縁を保持している支持体１３を有している。複数の平板素子１１は、凹面７ａの周方向に複数列で配列されて複数の環状の素子列８を構成している。支持体１３は、周方向に配列されている複数の仕切部６７を有しており、各仕切部６７は、周方向において互いに隣り合っている平板素子１１同士の互いに隣り合っている縁部（脚１１ｆ参照）を保持している。少なくとも１つの素子列８内において、複数の仕切部６７それぞれの凹面７ａの周方向における幅が凹面７ａの内側から外側への位置によって異なっている。すなわち、凹面７ａの外周に沿った方向を周方向とし、凹面７ａの中央から外周へ向かう方向を径方向とすると、複数の平板素子１１が凹面７ａの周方向に沿って配列されて構成された環状の素子列８を、径方向に複数列有している。支持体１３は、素子列８の各々において、周方向に互いに隣り合う平板素子１１の間に位置する複数の仕切部６７を有しており、各仕切部６７は、周方向において互いに隣り合っている平板素子１１同士の互いに隣り合っている縁部を保持している。少なくとも１つの素子列８内における複数の仕切部６７のそれぞれは、各仕切部６７内における径方向の位置によって、周方向の長さが異なっている。
　この場合、例えば、圧電素子１５の振動エネルギーが仕切部６７に伝わったときに、仕切部６７が特定の周波数で大きく振動する蓋然性を低減できる。具体的には、仕切部６７の形状における対称性の低下により振動モードの縮退を解いて複数の振動モードの共振周波数を互いに異ならせることができる。その結果、特定の周波数において振幅が大きくなる蓋然性を低減できる。
　また、本実施形態では、周方向において互いに隣り合っている平板素子１１同士の互いに隣り合っている縁部（脚１１ｆ）は直線状であり、かつ複数の仕切部６７それぞれの凹面７ａの周方向における幅が凹面７ａの内側から外側への位置によって異なっている。すなわち、環状の素子列８を径方向に１列以上有しており、周方向において互いに隣り合っている平板素子１１同士の互いに隣り合っている縁部は直線状であり、複数の仕切部６７のそれぞれは、各仕切部６７内における径方向の位置によって、周方向の長さが異なっている。
　互いに隣り合っている平板素子１１の互いに隣り合っている縁部（脚１１ｆ）が直線状である場合、例えば、両縁部を互いに平行にして、平板素子１１の面積を最大限大きくすることが考えられる（このような態様も本開示に係る技術に含まれてよい。）。また、そのような平板素子１１の境界に位置する仕切部６７としても、その幅が一定にされたものが考えられる（このような態様も本開示に係る技術に含まれてよい。）。しかし、本実施形態では、あえて仕切部６７の幅を一定でなくし、上記の振動モードの縮退を解く効果を得ている。
　また、本実施形態では、複数の素子列８同士で、複数の仕切部６７の形状及び寸法の少なくとも一方が互いに異なっている。
　この場合、例えば、各仕切部６７の形状における対称性が低下することによって特定の周波数で振幅が大きくなる蓋然性が低減されたのと同様の作用効果が支持体１３の全体において奏される。例えば、同一の振動モードに関して、一の素子列８における仕切部６７の共振周波数と、他の素子列８における仕切部６７の共振周波数とがずれるから、特定の周波数において双方の素子列８における仕切部６７が共に大きく振動する蓋然性は低減される。
　また、本実施形態では、複数の仕切部６７それぞれにおいて、凹面７ａの内側における幅をｗ１とし、凹面７ａの外側における幅をｗ２としたとき、凹面７ａの外側に位置する仕切部６７ほど、ｗ１－ｗ２が大きい。すなわち、複数の仕切部６７それぞれにおいて、径方向の中央側端部における周方向の長さをｗ１とし、径方向の外周側端部における周方向の長さをｗ２としたとき、径方向の外周側に位置する素子列８における仕切部６７ほど、ｗ１－ｗ２が大きい。
　この場合、ｗ１－ｗ２が外側の仕切部６７ほど大きくなることによって、外側の仕切部６７ほど外側へ振動エネルギーが伝わりやすい。従って、複数の素子列８における複数の仕切部６７が一体的に振動する蓋然性を低減しつつ、かつ振動エネルギーを支持体１３の外縁部分から外部へ逃がすことができる。ひいては、支持体１３から意図していない超音波が放射される蓋然性を低減することができる。
　また、本実施形態では、平板素子１１は台形状である。上位概念で表現すれば、平板素子１１の外縁は、当該外縁のうち凹面７ａの内側（径方向の中央側）の部分を構成している第１縁部（上底１１ｄ）と、外縁のうち凹面７ａの外側（径方向の外周側）の部分を構成しており、第１縁部に対向しており、第１縁部よりも長い第２縁部（下底１１ｅ）と、第１縁部の両端と第２縁部の両端とをつないでいる１対の第３縁部（脚１１ｆ）と、を有している。第２縁部の長さは、第１縁部と第２縁部との距離（台形の高さ）よりも短い。
　この場合、例えば、平板素子１１を凹面７ａに高密度で配置することができる。具体的には、凹面７ａは、球状面の半分以下の部分であるから、緯線の曲率は経線の曲率よりも大きい。従って、つなぎ合わされた複数の平面（平板素子１１）を球状面に近似させようとする場合においては、経線に沿う方向よりも緯線に沿う方向において球状面の分割数を多くした方が複数の平面がなす形状が球状面に近似する。換言すれば、下底１１ｅの長さを台形の高さよりも短くすることによって、球状面に沿って配置された平板素子１１同士の隙間を小さくすることができる。すなわち、高密度で平板素子１１を配置することができる。
　また、本実施形態では、１列以上の素子列８は、平板素子１１の数が奇数である列（図２の例では最内周及び最外周の素子列８）を含んでいる。
　この場合、平板素子１１の配置における対称性が低下するため、サイドローブの低減に有効である。
　また、本実施形態では、１列以上の素子列８は、平板素子１１の数が素数（偶数でない素数。すなわち、２を除く素数）である列（図２の例では最内周及び最外周の素子列８）を含んでいる。
　この場合、平板素子１１の配置における対称性が更に低下するため、サイドローブの低減に更に有効である。
　また、本実施形態では、複数の平板素子１１それぞれは、素子基板１９と、キャビティ部材２１とを有している。素子基板１９は、複数の圧電素子１５を含んでおり、集束領域Ｒ１側の面が複数の圧電素子１５に亘って平面状である。キャビティ部材２１は、素子基板１９の集束領域Ｒ１側の面に重なっており、複数の圧電素子１５に個別に重なる複数の開口（キャビティ２１ｃ）を有している。複数の平板素子１１は、支持体１３に対して集束領域Ｒ１側とは反対側から重なっている。支持体１３は、平板素子１１毎に、複数の圧電素子１５の全体に重なる開口１３ｈを有している。
　この場合、例えば、圧電素子１５の第１面１５ａから第１面１５ａの法線に対して大きく傾斜する方向への波はキャビティ２１ｃの内面によって遮られる（例えば反射される。）。従って、平板素子１１から放射する超音波の指向性を向上させることができる。また、支持体１３の開口１３ｈの内面も同様の効果を奏することができる。また、複数のキャビティ２１ｃは、複数の圧電素子１５に個別に重なっているから、複数の圧電素子１５からの超音波が互いに干渉する蓋然性を低減することができる。その結果、例えば、意図していない振幅、周波数又は方向の超音波成分が生じる蓋然性が低減される。また、キャビティ部材２１は、素子基板１９に重なっているから、例えば、素子基板１９のうちのキャビティ２１ｃに重なっている領域（圧電素子１５）の周囲の振動を抑制して、圧電素子１５の共振周波数を高くすることに寄与する。その結果、比較的高い周波数の音波である超音波を発生させること、及び／又は超音波の周波数帯の中でも比較的周波数が高いものを発生させることが容易化される。
　また、本実施形態では、放射器具３は、液体が封入される袋９を有している。複数の平板素子１１の集束領域Ｒ１側の面は、袋９内の液体に接している。複数の平板素子１１の集束領域Ｒ１とは反対側の面は、気体に接している。
　従って、例えば、平板素子１１の放射面１１ａ（別の観点では圧電素子１５の第１面１５ａ）が直接に液体ＬＱに接していることから、圧電素子１５において発生した振動が直接的に液体ＬＱに伝えられる。その結果、液体ＬＱを介して効率的に超音波を患者１０１へ照射することができる。具体的には、第１面１５ａと液体ＬＱとの間に固体が介在している場合においては、第１面１５ａと固体との界面及び／又は固体と液体ＬＱとの界面で超音波が反射したり、超音波が固体を介して第１面１５ａの平面方向へ漏れたりしてしまう。しかし、本実施形態では、そのような超音波の反射及び／又は漏れは低減される。その一方で、圧電素子１５の第２面１５ｂは気体ＧＳに接していることから、第２面１５ｂが固体に接している態様に比較して、第２面１５ｂの撓み変形を抑制しようとする力が小さくなるため、振動を効率的に生じさせることができる。また、圧電素子１５の第２面１５ｂが気体ＧＳに接していることから、第２面１５ｂが液体に接している態様に比較して、第２面１５ｂ側からの超音波の漏洩を低減することができる。
＜第２実施形態＞
　図９は、第２実施形態に係る放射器具２０３の構成を示す、図４に相当する断面図である。
　放射器具２０３は、支持体（及び接合材１７）の形状のみが第１実施形態の放射器具３と相違する。具体的には、第１実施形態の支持体１３が平板素子１１毎に複数の圧電素子１５に重なる開口１３ｈを有していたのに対して、本実施形態に係る支持体２１３は、複数の圧電素子１５に個別に重なる複数の開口２１３ｈを有している。開口２１３ｈの平面形状及び平面視における寸法は、キャビティ２１ｃの平面形状及び平面視における寸法と同じであってもよいし（図示の例）、異なっていてもよい。また、いずれにせよ、キャビティ２１ｃの形状及び寸法の説明は、開口２１３ｈの形状及び寸法に援用されてよい。
　第１実施形態と同一の符号を付した接合材１７は、特に符号を付さないが、キャビティ２１ｃ及び開口２１３ｈに重なる開口を有している。当該開口の平面形状及び寸法は、基本的には、キャビティ２１ｃ及び／又は開口２１３ｈの平面形状及び寸法と同じである。ただし、異なっていても構わない。また、接合材１７が必ずしも設けられなくてもよいことは、第１実施形態と同様である。
　なお、支持体２１３は、第１実施形態の支持体１３と同様に、平板素子１１の縁部を保持している。ただし、支持体２１３は、仕切部６７及び環状部６９として概念できる部分を有していない。
　以上のとおり、第２実施形態では、複数の平板素子１１は、支持体２１３に対して集束領域Ｒ１（図８（ａ）参照）側とは反対側から重なっている。支持体２１３は、複数の圧電素子１５に個別に重なる複数の開口２１３ｈを有している。
　この場合、例えば、支持体２１３の開口２１３ｈは、キャビティ２１ｃと同様の作用を奏する。その結果、キャビティ２１ｃについて既に述べた効果が向上する。例えば、複数の圧電素子１５からの超音波が互いに干渉する蓋然性が低減される効果が向上する。また、素子基板１９のうちの圧電素子１５の周囲の振動を抑制して圧電素子１５の共振周波数を高くする効果が向上する。さらに、第１実施形態に比較すると、キャビティ部材２１が支持体１３に接合されていなかった部分の変位が支持体２１３に拘束されることになり、不要振動が生じる蓋然性が低減される。また、キャビティ部材２１と支持体２１３との接合面積が増加するから、両者は互いに補強し合うことになる。その結果、例えば、支持体２１３においても不要振動が生じる蓋然性を低減できる。
＜第３実施形態＞
　図１０は、第３実施形態に係る放射器具３０３の構成を示す、図４に相当する断面図である。
　放射器具３０３は、キャビティ部材２１が設けられていない点のみが第２実施形態の放射器具２０３と相違する。別の観点では、第３実施形態では、素子基板１９のみによって平板素子３１１が構成されている。
　そして、素子基板１９と支持体２１３とは、両者に接している接合材１７を介して重なっている。なお、接合材１７が設けられなくてもよいことは第１実施形態と同様であり、この場合、素子基板１９と支持体２１３とは直接に接してよい。
　このような実施形態においては、例えば、部材の数を減らして構造を簡素化できる。その結果、例えば、コスト削減が期待される。また、例えば、第２実施形態では、素子基板１９とキャビティ部材２１との接合と、キャビティ部材２１と支持体２１３との接合との２つの接合があるから、素子基板１９と支持体２１３との位置関係に関しては、各接合における誤差が積算される。一方、本実施形態では、素子基板１９と支持体２１３との間の接合は１つであるから、両者の位置ずれが低減される。
＜第４実施形態＞
　図１１は、第４実施形態に係る放射器具４０３の構成を示す、図４に相当する断面図である。
　図１１では、複数の第２電極３３と、放射器具４０３内の電気回路とを接続する構造の例が示されている。この接続構造を介して、駆動部５１からの駆動信号が複数の第２電極３３に入力される。図１１では、平板素子の構成として、第３実施形態の平板素子３１１が示されている。ただし、本実施形態で示す接続構造は、第１又は第２実施形態に適用されても構わない。
　第１実施形態の説明では、第２導体層２９は、複数の第２電極３３の他に、複数の第２電極３３に接続されている不図示の配線を有してよいことを述べた。図１１では、このような配線の一例である複数の引出電極７１が図示されている。引出電極７１は、第２電極３３毎に設けられている。引出電極７１は、例えば、第２電極３３の径よりも小さい幅で第２電極３３から延び出る形状を有している。引出電極７１の具体的な長さ、幅及び延び出る方向は適宜に設定されてよい。引出電極７１は、例えば、開口２１３ｈ（第１及び第２実施形態ではキャビティ２１ｃ。以下、同様。）の外側まで延び出ている。
　引出電極７１の少なくとも一部の上には、バンプ７３が配置されている。バンプ７３は、例えば、はんだ等の導電性の接合材によって構成されていてもよいし、接合材としては用いられない適宜な１つ以上の金属（例えばＣｕ、Ａｇ及び／又はＴｉ等）によって構成されていてもよい。はんだは、鉛フリーはんだを含む。バンプ７３は、例えば、引出電極７１のうち、開口２１３ｈの外側に位置する部分の上に配置されている。なお、バンプ７３は設けられなくても構わない。
　引出電極７１（その少なくとも一部。図示の例では開口２１３ｈの外側に位置する部分）及びバンプ７３は、駆動信号が入力される受給端子７５を構成している。受給端子７５は、平板素子３１１の平面視において、複数の圧電素子１５の間に位置している。換言すれば、受給端子７５は、複数の圧電素子１５を包含する最小の円形又は凸多角形を仮定したときに、凸多角形内の、複数の圧電素子１５の非配置領域に位置している。受給端子７５は、その少なくとも一部が、互いに隣り合う圧電素子１５同士の間の領域に位置していてもよい。この場合の互いに隣り合う圧電素子１５は、図３の例では、縦方向、横方向及び斜め方向のいずれの方向において互いに隣り合う圧電素子１５であってもよい。
　第１実施形態の説明では、上記のような配線（引出電極７１）に対して、平板素子１１の袋９とは反対側に配置された不図示の配線（例えばケーブル）が電気的に接続されてよいことを述べた。図１１では、放射器具４０３は、引出電極７１（受給端子７５）に接続される構成として、平板素子３１１に対して集束領域Ｒ１（図８（ａ））とは反対側に位置している背面部材７７と、平板素子３１１と背面部材７７とを電気的に接続しているポゴピン７９とを有している。
　背面部材７７は、例えば、リジッド式のプリント配線板を含んで構成されている。プリント配線板は、例えば、平板素子３１１に対向している絶縁性の基板８０と、基板８０の平板素子３１１側の面に重なっている配線８３（導体層）とを有している。駆動部５１からの駆動信号は、ケーブル４９（図１）を介して配線８３に供給され、ひいては、ポゴピン７９を介して第２電極３３に入力される。プリント配線板の材料及び基本構造は、公知の種々のプリント配線板と同様とされてよい。背面部材７７は、例えば、不図示の固定具（例えばねじ）によって支持体２１３に固定され、ひいては、平板素子３１１に対して固定的とされている。
　なお、背面部材７７は、一般的なプリント配線板を含まない特殊な構造とされても構わない。この場合も、背面部材７７は、例えば、実質的に剛体とみなせる構造（リジッド式）とされ、また、平板素子３１１側に露出している導体（配線８３）を有している。背面部材７７は、支持体２１３及び複数の平板素子３１１に対して集束領域Ｒ１とは反対側に位置する筐体に固定されたり、当該筐体の一部として扱われる部材とされたりしてもよい。背面部材７７は、平板素子３１１毎に設けられていてもよいし、複数（放射器具４０３が含む全部又は一部）の平板素子３１１に対して共通して設けられていてもよいし、１つの平板素子３１１に対して複数設けられてもよい。
　ポゴピン７９は、コンタクトプローブ及びスプリングピン等の他の種々の呼称を有している部品である。ポゴピン７９は、例えば、基本的な構成として、プランジャ８５と、プランジャ８５の後端側（図の上方）部分を収容しているバレル８７と、バレル８７に対してプランジャ８５を当該プランジャ８５の先端側（図の下方）へ付勢するスプリング８９とを有している。プランジャ８５は、バレル８７に対して軸方向に移動可能である。ひいては、ポゴピン７９は、全体として伸縮可能である。スプリング８９は、その復元力によってポゴピンを伸長させる。プランジャ８５及びバレル８７（並びにスプリング８９）は、例えば、金属（すなわち導体）によって構成されている。
　ポゴピン７９の具体的な構成は、図示の例に限定されず、公知の種々の構成、又は公知の構成を応用した構成とされてよい。例えば、図示の例では、スプリング８９は、バレル８７に収容されているが、収容されていなくてもよい。図示の例では、スプリング８９とプランジャ８５とが直接に当接しているが、両者の間に球体が介在してもよい。
　バレル８７は、例えば、配線８３に固定され、ひいては、配線８３に電気的に接続されている。プランジャ８５は、その先端が受給端子７５（より詳細にはバンプ７３）に接している。スプリング８９は、その復元力によってプランジャ８５を受給端子７５に向けて付勢している。これにより、配線８３と受給端子７５とが電気的に接続されている。
　バレル８７と配線８３との固定は、適宜な方法によりなされてよい。例えば、両者は、はんだ等の導電性の接合材によって接合されてよい。また、例えば、バレル８７は、嵌合、圧入及び／又は係合等によって、配線８３に当接した状態で背面部材７７に固定されていてもよい。プランジャ８５は、その先端がバンプ７３に対して押し付けられているだけであってもよいし、接合されていてもよい。
　第１実施形態の説明では、２以上の第２電極３３は、互いに同一の電位が付与されてもよいし、互いに異なる電位が付与されてもよいことを述べた。図示の例では、複数のポゴピン７９は、互いに同一の配線８３に接続されており、ひいては、複数の第２電極３３には同一の電位が付与されている。もちろん、複数のポゴピン７９は、互いに異なる配線８３に接続されてよい（複数の第２電極３３は互いに異なる電位が付与されてよい。）。
　以上のとおり、本実施形態では、放射器具４０３は、複数の平板素子３１１に電気的に接続されている複数の導通部品（ポゴピン７９）を有している。複数の平板素子３１１それぞれは、集束領域Ｒ１とは反対側に露出しているとともに平板素子３１１の平面視において複数の振動素子（圧電素子１５）間に位置している受給端子７５を有している。複数のポゴピン７９それぞれは、受給端子７５に対して集束領域Ｒ１とは反対側から接している（接合されている態様を含む）供給端子（プランジャ８５）と、プランジャ８５を受給端子７５に向けて付勢している弾性部材（スプリング８９）と、を有している。
　従って、例えば、平板素子３１１の電気的接続の信頼性が向上する。具体的には、例えば、はんだによってバンプ７３を構成し、バンプ７３を直接に配線８３に接合する態様（当該態様も本開示に係る技術に含まれてよい。）に比較すると、圧電素子１５の振動に起因する応力がスプリング８９によって吸収される。その結果、例えば、圧電素子１５の振動によってバンプ７３、引出電極７１及び／又は配線８３に繰り返し加えられる応力が緩和され、ひいては、疲労破壊による断線が生じる蓋然性が低減される。また、例えば、バンプ７３に可撓性の配線を接続する態様（当該態様も本開示に係る技術に含まれてよい。）に比較すると、スプリング８９の復元力によって受給端子７５が押さえ付けられていることから、受給端子７５の位置における平板素子３１１の振動が低減されやすい。その結果、例えば、圧電素子１５の振動によって引出電極７１に繰り返し生じる変形が低減され、ひいては、疲労破壊による断線が生じる蓋然性が低減される。
　本実施形態の導通部品（ポゴピン７９）の構成等は適宜に変形されてよい。
　例えば、特に図示しないが、プランジャ８５は、先端部が広がっていてもよい。換言すれば、例えば、先端部は、バレル８７に対して出し入れされる部分に比較して、径（別の観点では横断面）が大きくされていてもよい。この場合、例えば、受給端子７５とポゴピン７９とが位置ずれに起因して非接触となる蓋然性が低減される。すなわち、両者の接続の信頼性が向上する。このような態様における先端部の拡径の程度は適宜に設定されてよい。
　また、１つのプランジャ８５は、その先端部が複数の受給端子７５に亘る大きさとされ、複数の受給端子７５に当接していてもよい。この場合、ポゴピン７９の数を低減することができる。このような態様において、１つのプランジャ８５の先端部が接する受給端子７５の数は適宜に設定されてよく、例えば、１つの平板素子３１１が有する全ての受給端子７５であってもよいし、１つの平板素子３１１が有する受給端子７５のうちの一部であってもよい。１つのプランジャ８５の先端と複数の受給端子７５との間に、複数の受給端子７５に亘る広さを有する導体を介在させてもよい。
　図示の例では、全ての第２電極３３に対して個別に受給端子７５が設けられた。ただし、複数（１つの平板素子３１１が有する全て又は一部）の第２電極３３同士を第２導体層２９が含む配線によって接続することによって、複数の第２電極３３に対して共通に受給端子７５を設けてもよい。そして、この受給端子７５に対してポゴピン７９が押し当てられてもよい。
　導通部品は、ポゴピン７９に限定されない。例えば、その全体が板ばね又はコイルばねからなるばね端子であっても構わない。この場合、ばね端子のうち受給端子７５に接する一部が供給端子と捉えられ、残りの部分が弾性部材と捉えられてよい。
　第２電極３３の接続について述べたが、第１電極３１についても、上記のような弾性部材を含む端子構造が適用されてもよい。例えば、特に図示しないが、圧電体層２７を貫通しているとともに下端が第１電極３１と接続されている貫通導体と、当該貫通導体の上端に接続されている受給端子とを設け、当該受給端子に対してポゴピンが押し当てられてもよい。
　本実施形態において、ポゴピン７９は導通部品の一例である。プランジャ８５は供給端子の一例である。スプリング８９は弾性部材の一例である。
　本開示に係る技術は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
　例えば、超音波放射器具及び超音波装置は、治療に用いられるものに限定されない。例えば、患者の断面二次画像を撮像する超音波診断装置に利用されてもよい。また、例えば、医療の分野に限られず、種々の分野において、エネルギーの付与及び／又は距離の測定に利用されてよい。
　複数の平板素子は、凹面を構成するように配置されていなくてもよい。例えば、複数の平板素子は、ブラインドの複数のスラットのように同一平面上に配置され、かつ共通の集束領域を向くように前記平面に対する角度を互いに異ならせて配置されてよい。
　振動素子（圧電素子）は、圧電体自体が撓み変形する態様のものに限定されない。例えば、振動素子は、放射面を構成する振動板と、その背後で放射面に交差する方向に伸縮して振動板を撓み変形させる圧電体とを有する構成であってもよい。また、圧電体自体が撓み変形する圧電素子は、実施形態に示したユニモルフ型のものに限定されず、例えば、互いに分極方向が異なる圧電体が積層されたバイモルフ型のものであってもよい。
　１…超音波装置、３…超音波放射器具、１１…平板素子、１１ａ…放射面、１５…圧電素子（振動素子）、Ｒ１…集束領域。

Claims (15)

  1. 　超音波を放射する放射面をそれぞれ有しており、前記放射面を共通の集束領域に向けて互いに並列に配置された複数の平板素子を有しており、
    　前記複数の平板素子それぞれは、前記放射面内の複数の位置に、超音波を生成する振動を生じる複数の振動素子を有している
    　超音波放射器具。
  2. 　複数の前記放射面が凹面を構成する配置で前記複数の平板素子の外縁を保持している支持体を有しており、
    　前記凹面の外周に沿った方向を周方向とし、前記凹面の中央から外周へ向かう方向を径方向とすると、
    　複数の前記平板素子が前記凹面の前記周方向に沿って配列されて構成された環状の素子列を、前記径方向に１列以上有している
    　請求項１に記載の超音波放射器具。
  3. 　前記素子列を前記径方向に複数列有しており、
    　前記支持体は、前記素子列の各々において、前記周方向に互いに隣り合う前記平板素子の間に位置する複数の仕切部を有しており、各仕切部は、前記周方向において互いに隣り合っている前記平板素子同士の互いに隣り合っている縁部を保持しており、
    　少なくとも１つの前記素子列内における前記複数の仕切部のそれぞれは、各仕切部内における前記径方向の位置によって、前記周方向の長さが異なっている
    　請求項２に記載の超音波放射器具。
  4. 　前記支持体は、前記素子列の各々において、前記周方向に互いに隣り合う前記平板素子の間に位置する複数の仕切部を有しており、各仕切部は、前記周方向において互いに隣り合っている前記平板素子同士の互いに隣り合っている縁部を保持しており、
    　前記互いに隣り合っている縁部は直線状であり、
    　前記複数の仕切部のそれぞれは、各仕切部内における前記径方向の位置によって、前記周方向の長さが異なっている
    　請求項２又は３に記載の超音波放射器具。
  5. 　前記素子列を前記径方向に複数列有しており、
    　前記支持体は、前記素子列の各々において、前記周方向に互いに隣り合う前記平板素子の間に位置する複数の仕切部を有しており、各仕切部は、前記周方向において互いに隣り合っている前記平板素子同士の互いに隣り合っている縁部を保持しており、
    　複数の前記素子列同士で、前記複数の仕切部の形状及び寸法の少なくとも一方が互いに異なっている
    　請求項２～４のいずれか１項に記載の超音波放射器具。
  6. 　前記複数の仕切部それぞれにおいて、前記径方向の中央側端部における前記周方向の長さをｗ１とし、前記径方向の外周側端部における前記周方向の長さをｗ２としたとき、前記径方向の外周側に位置する前記素子列における前記仕切部ほど、ｗ１－ｗ２が大きい
    　請求項５に記載の超音波放射器具。
  7. 　前記複数の平板素子それぞれの前記外縁は、
    　　前記外縁のうち前記径方向の中央側の部分を構成している第１縁部と、
    　　前記外縁のうち前記径方向の外周側の部分を構成して前記第１縁部に対向しており、前記第１縁部よりも長い第２縁部と、
    　　前記第１縁部の両端と前記第２縁部の両端とをつないでいる１対の第３縁部と、を有しており、
    　前記第２縁部の長さが前記第１縁部と前記第２縁部との距離よりも短い
    　請求項２～６のいずれか１項に記載の超音波放射器具。
  8. 　前記１列以上の素子列は、前記平板素子の数が奇数である列を含んでいる
    　請求項２～７のいずれか１項に記載の超音波放射器具。
  9. 　前記１列以上の素子列は、前記平板素子の数が２を除く素数である列を含んでいる
    　請求項８に記載の超音波放射器具。
  10. 　前記複数の平板素子それぞれは、
    　　前記複数の振動素子を含んでいる、前記集束領域側の面が前記複数の振動素子に亘って平面状の素子基板と、
    　　前記素子基板の前記集束領域側の面に重なっており、前記複数の振動素子に個別に重なる複数の開口を有しているキャビティ部材と、を有しており、
    　前記複数の平板素子は、前記支持体に対して前記集束領域側とは反対側から重なっており、
    　前記支持体は、前記平板素子毎に、前記複数の振動素子の全体に重なる開口を有している
    　請求項２～９のいずれか１項に記載の超音波放射器具。
  11. 　前記複数の平板素子を保持している支持体を有しており、
    　前記複数の平板素子は、前記支持体に対して前記集束領域側とは反対側から重なっており、
    　前記支持体は、前記複数の振動素子に個別に重なる複数の開口を有している
    　請求項１に記載の超音波放射器具。
  12. 　前記複数の平板素子それぞれは、前記複数の振動素子を含んでいる、前記集束領域側の面が前記複数の振動素子に亘って平面状の素子基板を有しており、
    　前記素子基板と前記支持体とが、直接に接しているか、両者に接している接合材を介して重なっている
    　請求項１１に記載の超音波放射器具。
  13. 　液体が封入される袋を有しており、
    　前記複数の平板素子の前記集束領域側の面は、前記袋内の液体に接しており、
    　前記複数の平板素子の前記集束領域とは反対側の面は、気体に接している
    　請求項１～１２のいずれか１項に記載の超音波放射器具。
  14. 　前記複数の平板素子に電気的に接続されている複数の導通部品を有しており、
    　前記複数の平板素子それぞれは、前記集束領域とは反対側に露出しているとともに前記平板素子の平面視において前記複数の振動素子間に位置している受給端子を有しており、
    　前記複数の導通部品それぞれは、
    　　前記受給端子に対して前記集束領域とは反対側から接している供給端子と、
    　　前記供給端子を前記受給端子に向けて付勢している弾性部材と、を有している
    　請求項１～１３のいずれか１項に記載の超音波放射器具。
  15. 　請求項１～１４のいずれか１項に記載の超音波放射器具と、
    　超音波の周波数帯内の周波数を有する交流電力を前記平板素子に供給する駆動制御部と、
    　を有している超音波装置。
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