(57)【要約】      （修正有）【課題】外表面と柔軟な対象物との間に音響結合材を十分に行き渡らせることができる音響整合体を提供する。【解決手段】超音波トランスデューサー素子ユニット１７は音響整合体としての音響レンズ２１を備える。音響レンズ２１は、超音波トランスデューサー素子の超音波出射面に接続できる素子接続面すなわち基部面を有する。音響整合部２６は素子接続面で保護層１９の表面に重ねられる。音響整合部２６は素子接続面に対して凸形状に盛り上がる湾曲面２７を有する。湾曲面２７は相互に平行な母線で形成される。音響整合部２６にはスリット状の貫通孔２８が形成される。スリットの貫通孔２８は素子接続面と湾曲面２７との間を貫通する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波トランスデューサー素子の超音波出射面に接続できる素子接続面と、
前記素子接続面に対して凸形状であって相互に平行な母線で形成される湾曲面と、
前記素子接続面と前記湾曲面との間を貫通するスリット状の貫通孔と、
を有することを特徴とする音響整合体。
【請求項２】
請求項１に記載の音響整合体において、前記スリット状の貫通孔の内側面は前記湾曲面の前記母線に直交する二つの平面を有することを特徴とする音響整合体。
【請求項３】
請求項２に記載の音響整合体において、前記素子接続面に垂直な方向からの平面視で前記超音波トランスデューサー素子が配置される領域の外側の位置において前記スリット状の貫通孔に接続する供給口を備えることを特徴とする音響整合体。
【請求項４】
請求項１に記載の音響整合体において、前記スリット状の貫通孔の内側面は前記湾曲面の母線に平行な二つの平面を有することを特徴とする音響整合体。
【請求項５】
請求項４に記載の音響整合体において、前記素子接続面に垂直な方向からの平面視で前記超音波トランスデューサー素子が配置される領域の外側の位置において前記スリット状の貫通孔に接続する供給口を備えることを特徴とする音響整合体。
【請求項６】
相互に平行な母線で形成される凸形状の湾曲面と、前記湾曲面と対向し前記母線と平行な基部面と、前記母線に交差する二つの平面とを有する音響整合片を複数備える音響整合体であって、
各音響整合片の前記湾曲面は共通の直線上に前記母線を有し、
各音響整合片の前記基部面は共通の平面上に離隔して配置されている
ことを特徴とする音響整合体。
【請求項７】
請求項６に記載の音響整合体において、前記二つの平面は前記母線に直交することを特徴とする音響整合体。
【請求項８】
請求項６または７に記載の音響整合体において、前記複数の音響整合片は前記母線に平行な方向において同じ距離で離れて配置されていることを特徴とする音響整合体。
【請求項９】
請求項８に記載の音響整合体において、前記複数の音響整合片は前記母線の方向に等ピッチで配置されていることを特徴とする音響整合体。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の音響整合体において、前記基部面に重なる表面を有して前記複数の音響整合片を共通に支持する基層を備えることを特徴とする音響整合体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の音響整合体において、前記基層には、前記基層を貫通して前記複数の音響整合片の間の位置に開口する貫通孔が形成されていることを特徴とする音響整合体。
【請求項１２】
請求項６〜１１のいずれか１項に記載の音響整合体において、前記湾曲面の前記母線と直交する方向での両端部のそれぞれの外側に位置し前記音響整合片を相互に連結する枠体を備えることを特徴とする音響整合体。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の音響整合体を備えることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の超音波プローブにおいて、音響結合材の吐出手段を備えることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の音響整合体を備えることを特徴とする超音波画像装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の超音波画像装置において、音響結合材の吐出手段を備えることを特徴とする超音波画像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響整合体並びに超音波プローブおよび超音波画像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像装置の一具体例として超音波診断装置は一般に知られる。超音波診断装置は例えば体内組織の画像の形成にあたって用いられる。画像の形成にあたって超音波プローブは体表に押し当てられる。このとき、超音波プローブと体表との間は空気に代わって水といった音響結合材（媒体）で満たされる。音響結合材は超音波プローブの音響インピーダンスと人体の音響インピーダンスとを整合させる役割を果たす。こうして音響結合材の働きに応じて超音波プローブと体表との間で超音波は効率的に伝達されることができる。
【０００３】
特許文献１では超音波プローブの先端面すなわち超音波の出射面に微少な凹凸が形成される。出射面の中央には給水ノズルの給水口が配置される。超音波診断にあたって給水口から水が供給される。水は出射面と体表との間を満たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６２２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のものでは微少な凹凸に基づく毛細現象に応じて水の拡散が試みられる。水は毛細現象に応じて出射面に保持される。しかしながら、出射面が体表に押し当てられると、微少な凹凸は体表になじんでしまい体表で塞がってしまうことが懸念される。体表に対して出射面が移動すると、出射面と体表との間に水が十分に補給されることができない。しかも、出射面が給水口を中心とした円形でない場合には、給水口に近い輪郭から水が逃げてしまい、給水口から遠い範囲に水が広がることができない。
【０００６】
本発明の少なくとも１つの態様によれば、外表面と柔軟な対象物との間に音響結合材を十分に行き渡らせることができる音響整合体は提供されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、超音波トランスデューサー素子の超音波出射面に接続できる素子接続面と、前記素子接続面に対して凸形状であって相互に平行な母線で形成される湾曲面と、前記素子接続面と前記湾曲面との間を貫通するスリット状の貫通孔とを有する音響整合体に関する。
【０００８】
水といった音響結合材（媒体）はスリット状の貫通孔で広がった後に湾曲面に供給される。湾曲面が例えば体表といった柔軟な対象物に押し当てられても、音響結合材は素子接続面から十分な量で湾曲面に供給されることができる。こうして音響結合材は湾曲面に沿って広がることができる。
【０００９】
（２）前記スリット状の貫通孔の内側面は前記湾曲面の前記母線に直交する二つの平面を有することができる。音響結合材は母線に直交する平面に沿って広がった後に湾曲面に供給される。
【００１０】
（３）こうした音響整合体は、前記素子接続面に垂直な方向からの平面視で前記超音波トランスデューサー素子が配置される領域の外側の位置において前記スリット状の貫通孔に接続する供給口を備えることができる。湾曲面の母線に直交する方向に音響整合体の移動が想定される場合には、移動方向の前方で供給口から音響結合材は供給されることができる。移動時でも十分に湾曲面と柔軟な対象物との間は音響結合材で満たされることができる。
【００１１】
（４）前記スリット状の貫通孔の内側面は前記湾曲面の母線に平行な二つの平面を有することができる。音響結合材は母線に平行な平面に沿って広がった後に湾曲面に供給される。
【００１２】
（５）こうした音響整合体は、前記素子接続面に垂直な方向からの平面視で前記超音波トランスデューサー素子が配置される領域の外側の位置において前記スリット状の貫通孔に接続する供給口を備えることができる。湾曲面の母線の方向に音響整合体の移動が想定される場合には、移動方向の前方で供給口から音響結合材は供給されることができる。移動時でも十分に湾曲面と柔軟な対象物との間は音響結合材で満たされることができる。
【００１３】
（６）本発明の他の態様は、相互に平行な母線で形成される凸形状の湾曲面と、前記湾曲面と対向し前記母線と平行な基部面と、前記母線に交差する二つの平面とを有する音響整合片を複数備える音響整合体であって、各音響整合片の前記湾曲面は共通の直線上に前記母線を有し、各音響整合片の前記基部面は共通の平面上に離隔して配置されている音響整合体に関する。
【００１４】
水といった音響結合材（媒体）は音響整合片同士の間で広がった後に個々の音響整合片ごとに湾曲面に供給される。湾曲面が例えば体表といった柔軟な対象物に押し当てられても、音響結合材は基部面から十分な量で湾曲面に供給されることができる。こうして音響結合材は湾曲面に沿って広がることができる。
【００１５】
（７）前記二つの平面は前記母線に直交することができる。隣接する音響整合片同士の対向面の面積は最小限に留められる。こうして音響結合材は効率的に音響整合片同士の間に広がることができる。
【００１６】
（８）前記複数の音響整合片は前記母線に平行な方向において同じ距離で離れて配置されることができる。隣接する音響整合片同士の間には均等に音響結合材が行き渡ることができる。こうして音響結合材は交線の全長にわたって満遍なく湾曲面に供給されることができる。
【００１７】
（９）前記複数の音響整合片は前記母線の方向に等ピッチで配置されることができる。こうして音響結合材は母線の方向に満遍なく広がることができる。
【００１８】
（１０）音響整合体は、前記基部面に重なる表面を有して前記複数の音響整合片を共通に支持する基層を備えることができる。基層は複数の音響整合片を相互に連結する。
【００１９】
（１１）前記基層には、前記基層を貫通して前記複数の音響整合片の間の位置に開口する貫通孔が形成されることができる。こうして対ごとに音響整合片に挟まれる空間に貫通孔から音響結合材は供給されることができる。音響結合材は挟まれた空間内で十分に広がることができる。
【００２０】
（１２）音響整合体は、前記湾曲面の前記母線と直交する方向での両端部のそれぞれの外側に位置し前記音響整合片を相互に連結する枠体を備えることができる。枠体は複数の音響整合片を相互に連結する。
【００２１】
（１３）音響整合体は超音波プローブに組み込まれて利用されることができる。このとき、超音波プローブは音響整合体を備えればよい。
【００２２】
（１４）超音波プローブは音響結合材の吐出手段を備えることができる。音響結合材は吐出手段から供給されることができる。
【００２３】
（１５）音響整合体は超音波画像装置に組み込まれて利用されることができる。このとき、超音波画像装置は音響整合体を備えればよい。
【００２４】
（１６）超音波画像装置は音響結合材の吐出手段を備えることができる。音響結合材は吐出手段から供給されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態に係る電子機器の一具体例すなわち超音波診断装置を概略的に示す外観図である。
【図２】第１実施形態に係る超音波プローブの拡大正面図である。
【図３】超音波トランスデューサー素子ユニットの拡大斜視図である。
【図４】音響レンズの拡大平面図である。
【図５】超音波デバイスの拡大平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った断面図に相当し超音波トランスデューサー素子ユニットの断面図である。
【図７】図６に対応し、体表に押し当てられる超音波トランスデューサー素子ユニットの断面図である。
【図８】図３に対応し、変形例に係る超音波トランスデューサー素子ユニットの拡大斜視図である。
【図９】図５に対応し、他の変形例に係る超音波デバイスの拡大平面図である。
【図１０】図３に対応し、さらに他の変形例に係る超音波トランスデューサー素子ユニットの拡大斜視図である。
【図１１】他の変形例に係る音響レンズの平面図である。
【図１２】さらに他の変形例に係る音響レンズの平面図である。
【図１３】さらに他の変形例に係る音響レンズの平面図である。
【図１４】第２実施形態に係る超音波プローブの拡大部分垂直断面図である。
【図１５】第２実施形態の一変形例に係る超音波プローブの拡大部分垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２７】
（１）超音波診断装置の全体構成
図１は本発明の一実施形態に係る電子機器の一具体例すなわち超音波診断装置１１の構成を概略的に示す。超音波診断装置１１は装置端末１２と超音波プローブ（プローブ）１３とを備える。装置端末１２と超音波プローブ１３とはケーブル１４で相互に接続される。装置端末１２と超音波プローブ１３とはケーブル１４を通じて電気信号をやりとりする。装置端末１２にはディスプレイパネル１５が組み込まれる。ディスプレイパネル１５の画面は装置端末１２の表面で露出する。装置端末１２では、後述されるように、超音波プローブ１３で検出された超音波に基づき画像が生成される。画像化された検出結果がディスプレイパネル１５の画面に表示される。
【００２８】
図２に示されるように、超音波プローブ１３は筐体１６を有する。筐体１６内には超音波トランスデューサー素子ユニット（以下「素子ユニット」という）１７が収容される。素子ユニット１７の表面は筐体１６の表面で露出することができる。素子ユニット１７は表面から超音波を出力するとともに超音波の反射波を受信する。その他、超音波プローブ１３は、プローブ本体１３ａに着脱自在に連結されるプローブヘッド１３ｂを備えることができる。このとき、素子ユニット１７はプローブヘッド１３ｂの筐体１６内に組み込まれることができる。
【００２９】
図３は素子ユニット１７を構成を概略的に示す。素子ユニット１７は超音波デバイス１８を備える。超音波デバイス１８は、後述されるように，例えば基板といった基体上にアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子を有する。超音波デバイス１８の表面には保護層１９が形成される。保護層１９は超音波デバイス１８の表面すなわち超音波の出射面を覆う。保護層１９は全域で超音波デバイス１８の表面に密着する。保護層１９の表面１９ａには音響整合体すなわち音響レンズ２１が結合される。音響レンズ２１は保護層１９の表面１９ａに形成される。音響レンズ２１は保護層１９に一体化されてもよい。保護層１９および音響レンズ２１は、生体といった被検対象物と超音波デバイス１８との間で音響インピーダンスの整合を実現する。音響レンズ２１は、個々の超音波トランスデューサー素子から同時に出射される超音波を１焦点に集める役割を果たす。ここでは、保護層１９および音響レンズ２１は例えばシリコーン樹脂から形成される。併せて、超音波デバイス１８には第１フレキシブルプリント配線板（以下「第１配線板」という）２３および第２フレキシブルプリント配線板（以下「第２配線板」という）２４が個別に連結される。超音波デバイス１８はバッキング材２５で裏打ちされる。
【００３０】
音響レンズ２１は保護層１９の表面１９ａに形成される音響整合部２６を備える。音響整合部２６は超音波トランスデューサー素子の超音波出射面に接続できる素子接続面すなわち基部面を有する。音響整合部２６は素子接続面で保護層１９の表面１９ａに重ねられる。音響整合部２６は素子接続面に対して凸形状に盛り上がる湾曲面２７を有する。湾曲面２７は、第１方向Ｄ１に相互に平行に延びる母線で形成される。湾曲面２７は、母線に平行な中心軸を有する円柱の部分円筒面に相当する。湾曲面２７と基部面とは相互に対向する。
【００３１】
音響整合部２６には複数のスリット２８が形成される。スリット２８は、湾曲面２７の母線に交差する平面と湾曲面２７との交線を辿って第２方向Ｄ２に延びる。スリット２８は、素子接続面と湾曲面２７との間を貫通する貫通孔を形成する。第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２は例えば超音波デバイス１８の表面を含む平面内に規定されて相互に直交する。ここでは、交線は、湾曲面２７と、湾曲面２７の母線に直交する平面とで規定される。
【００３２】
スリット２８は、保護層１９の表面１９ａと湾曲面２７との間で音響整合部２６を分断する。音響整合部２６は複数の音響整合片２９に分断される。図４に示されるように、個々の音響整合片２９は、湾曲面２７と、湾曲面２７の母線に直交する１対の平面２８ａとで保護層１９の表面１９ａ上で仕切られる。音響整合片２９は、共通の直線上に母線を有しつつ保護層１９の表面１９ａ上で相互に離隔して配置される。
【００３３】
ここでは、スリット２８の幅ｔはスリット２８の全域で均一に設定される。したがって、音響整合片２９同士の間隔は均等である。ただし、スリット２８の幅は１つのスリット２８内で変化してもよくスリット２８ごとに相違する幅が設定されてもよい。音響整合片２９同士は第１方向（母線に平行な方向）Ｄ１において同じ距離で離れて配置される。加えて、音響整合片２９の大きさは均等に設定される。したがって、音響整合片２９は等ピッチＰで配置される。ただし、音響整合片２９の大きさは変化してもよい。
【００３４】
図５は超音波デバイス１８の平面図を概略的に示す。超音波デバイス１８は基体３１を備える。基体３１には素子アレイ３２が形成される。素子アレイ３２は超音波トランスデューサー素子（以下「素子」という）３３の配列で構成される。配列は複数行複数列のマトリクスで形成される。その他、配列では千鳥配置が確立されてもよい。千鳥配置では偶数列の素子３３群は奇数列の素子３３群に対して行ピッチの２分の１でずらされればよい。奇数列および偶数列の一方の素子数は他方の素子数に比べて１つ少なくてもよい。
【００３５】
個々の素子３３は振動膜３４を備える。図５では振動膜３４の膜面に直交する方向の平面視（基板の厚み方向の平面視）で振動膜３４の輪郭が点線で描かれる。輪郭の内側は振動膜３４の内側領域に相当する。輪郭の外側は振動膜３４の外側領域に相当する。振動膜３４上には圧電素子３５が形成される。圧電素子３５は上電極３６、下電極３７および圧電体膜３８で構成される。個々の素子３３ごとに上電極３６および下電極３７の間に圧電体膜３８が挟まれる。これらは下電極３７、圧電体膜３８および上電極３６の順番で重ねられる。超音波デバイス１８は１枚の超音波トランスデューサー素子チップとして構成される。
【００３６】
基体３１の表面には複数本の第１導電体３９が形成される。第１導電体３９は配列の行方向に相互に平行に延びる。１行の素子３３ごとに１本の第１導電体３９が割り当てられる。１本の第１導電体３９は配列の行方向に並ぶ素子３３の圧電体膜３８に共通に接続される。第１導電体３９は個々の素子３３ごとに上電極３６を形成する。第１導電体３９の両端は１対の引き出し配線４１にそれぞれ接続される。引き出し配線４１は配列の列方向に相互に平行に延びる。したがって、全ての第１導電体３９は同一長さを有する。こうしてマトリクス全体の素子３３に共通に上電極３６は接続される。第１導電体３９は例えばイリジウム（Ｉｒ）で形成されることができる。ただし、第１導電体３９にはその他の導電材が利用されてもよい。
【００３７】
基体３１の表面には複数本の第２導電体４２が形成される。第２導電体４２は配列の列方向に相互に平行に延びる。１列の素子３３ごとに１本の第２導電体４２が割り当てられる。１本の第２導電体４２は配列の列方向に並ぶ素子３３の圧電体膜３８に共通に配置される。第２導電体４２は個々の素子３３ごとに下電極３７を形成する。第２導電体４２には例えばチタン（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）およびチタン（Ｔｉ）の積層膜が用いられることができる。ただし、第２導電体４２にはその他の導電材が利用されてもよい。
【００３８】
列ごとに素子３３の通電は切り替えられる。こうした通電の切り替えに応じてラインスキャンやセクタースキャンは実現される。１列の素子３３は同時に超音波を出力することから、１列の個数すなわち配列の行数は超音波の出力レベルに応じて決定されることができる。行数は例えば１０〜１５行程度に設定されればよい。図中では省略されて５行が描かれる。配列の列数はスキャンの範囲の広がりに応じて決定されることができる。列数は例えば１２８列や２５６列に設定されればよい。図中では省略されて８列が描かれる。上電極３６および下電極３７の役割は入れ替えられてもよい。すなわち、マトリクス全体の素子３３に共通に下電極が接続される一方で、配列の列ごとに共通に素子３３に上電極が接続されてもよい。
【００３９】
基体３１の輪郭は、相互に平行な１対の直線で仕切られて対向する第１辺３１ａおよび第２辺３１ｂを有する。第１辺３１ａと素子アレイ３２の輪郭との間に１ラインの第１端子アレイ４３ａが配置される。第２辺３１ｂと素子アレイ３２の輪郭との間に１ラインの第２端子アレイ４３ｂが配置される。第１端子アレイ４３ａは第１辺３１ａに平行に１ラインを形成することができる。第２端子アレイ４３ｂは第２辺３１ｂに平行に１ラインを形成することができる。第１端子アレイ４３ａは１対の上電極端子４４および複数の下電極端子４５で構成される。同様に、第２端子アレイ４３ｂは１対の上電極端子４６および複数の下電極端子４７で構成される。１本の引き出し配線４１の両端にそれぞれ上電極端子４４、４６は接続される。引き出し配線４１および上電極端子４４、４６は素子アレイ３２を二等分する垂直面で面対称に形成されればよい。１本の第２導電体４２の両端にそれぞれ下電極端子４５、４７は接続される。第２導電体４２および下電極端子４５、４７は素子アレイ３２を二等分する垂直面で面対称に形成されればよい。ここでは、基体３１の輪郭は矩形に形成される。基体３１の輪郭は正方形であってもよく台形であってもよい。
【００４０】
第１配線板２３は第１端子アレイ４３ａに覆い被さる。第１配線板２３の一端には上電極端子４４および下電極端子４５に個別に対応して導電線すなわち第１信号線４８が形成される。第１信号線４８は上電極端子４４および下電極端子４５に個別に向き合わせられ個別に接合される。同様に、第２配線板２４は第２端子アレイ４３ｂに覆い被さる。第２配線板２４の一端には上電極端子４６および下電極端子４７に個別に対応して導電線すなわち第２信号線４９が形成される。第２信号線４９は上電極端子４６および下電極端子４７に個別に向き合わせられ個別に接合される。
【００４１】
超音波デバイス１８の基体３１には貫通孔５１が形成される。貫通孔５１は基体３１の表面で開口する。貫通孔５１の開口は、素子アレイ３２の輪郭と第１配線板２３との間、および、素子アレイ３２の輪郭と第２配線板２４との間にはそれぞれ１列に配置される。
【００４２】
図６に示されるように、基体３１は基板５２および可撓膜５３を備える。基板５２の表面に可撓膜５３が一面に形成される。基板５２には個々の素子３３ごとに開口５４が形成される。開口５４は基板５２に対してアレイ状に配置される。開口５４が配置される領域の輪郭は素子アレイ３２の輪郭に相当する。隣接する２つの開口５４の間には仕切り壁５５が区画される。隣接する開口５４は仕切り壁５５で仕切られる。仕切り壁５５の壁厚みは開口５４の間隔に相当する。仕切り壁５５は相互に平行に広がる平面内に２つの壁面を規定する。壁厚みは２つの壁面の距離に相当する。すなわち、壁厚みは壁面に直交して壁面の間に挟まれる垂線の長さで規定されることができる。基板５２は例えばシリコン基板で形成されればよい。
【００４３】
可撓膜５３は、基板５２の表面に積層される酸化シリコン（ＳｉＯ２）層５６と、酸化シリコン層５６の表面に積層される酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層５７とで構成される。可撓膜５３は開口５４に接する。こうして開口５４の輪郭に対応して可撓膜５３の一部が振動膜３４を形成する。振動膜３４は、可撓膜５３のうち、開口５４に臨むことから基板５２の厚み方向に膜振動することができる部分である。酸化シリコン層５６の膜厚は共振周波数に基づき決定されることができる。
【００４４】
振動膜３４の表面に下電極３７、圧電体膜３８および上電極３６が順番に積層される。圧電体膜３８は例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）で形成されることができる。圧電体膜３８にはその他の圧電材料が用いられてもよい。ここでは、第１導電体３９の下で圧電体膜３８は完全に第２導電体４２を覆う。圧電体膜３８の働きで第１導電体３９と第２導電体４２との間で短絡は回避されることができる。
【００４５】
基体３１の裏面にはバッキング材２５が固定される。バッキング材２５の表面に基体３１の裏面が重ねられる。バッキング材２５は超音波デバイス１８の裏面で開口５４を閉じる。バッキング材２５はリジッドな基材を備えることができる。ここでは、仕切り壁５５はバッキング材２５に結合される。バッキング材２５は個々の仕切り壁５５に少なくとも１カ所の接合域で接合される。接合にあたって接着剤は用いられることができる。
【００４６】
基体３１の表面に保護層１９が積層される。保護層１９は例えば全面にわたって基体３１の表面に覆い被さる。その結果、素子アレイ３２や第１および第２端子アレイ４３ａ、４３ｂ、第１および第２配線板２３、２４は保護層１９で覆われる。保護層１９は、素子アレイ３２の構造や、第１端子アレイ４３ａおよび第１配線板２３の接合、第２端子アレイ４３ｂおよび第２配線板２４の接合を保護する。
【００４７】
保護層１９には超音波デバイス１８の基体３１の表面に直交する方向に延びる貫通孔５９が形成される。個々のスリット２８ごとに例えば１対の貫通孔５９が割り当てられる。貫通孔５９の一端はスリット２８に接続される。スリット２８内の空間に供給口５９ａを形成する。貫通孔２９の他端は基体３１の貫通孔５１に接続される。同様に、バッキング材２５には超音波デバイス１８の基体３１の表面に直交する方向に延びる貫通孔６１が形成される。貫通孔６１の一端は貫通孔５１に接続される。貫通孔６１の他端にはは例えば音響結合材の供給源（図示されず）が接続される。通路には例えば所定の圧力下で音響結合材が供給される。
【００４８】
（２）超音波診断装置の動作
次に超音波診断装置１１の動作を簡単に説明する。超音波の送信にあたって圧電素子３５にはパルス信号が供給される。パルス信号は下電極端子４５、４７および上電極端子４４、４６を通じて列ごとに素子３３に供給される。個々の素子３３では下電極３７および上電極３６の間で圧電体膜３８に電界が作用する。圧電体膜３８は超音波で振動する。圧電体膜３８の振動は振動膜３４に伝わる。こうして振動膜３４は超音波で振動する。その結果、対象物（例えば人体の内部）に向けて所望の超音波ビームは発せられる。
【００４９】
超音波の反射波は振動膜３４を振動させる。振動膜３４の超音波振動は所望の周波数で圧電体膜３８を超音波振動させる。圧電素子３５の圧電効果に応じて圧電素子３５から電流が出力される。個々の素子３３では上電極３６と下電極３７との間で電位が生成される。電流は下電極端子４５、４７および上電極端子４４、４６から電気信号として出力される。こうして超音波は検出される。
【００５０】
超音波の送信および受信は繰り返される。その結果、ラインスキャンやセクタースキャンは実現される。スキャンが完了すると、出力信号のデジタル信号に基づき画像が形成される。形成された画像はディスプレイパネル１５の画面に表示される。
【００５１】
図７に示されるように、超音波診断にあたって超音波プローブ１３が体表ＢＤに押し当てられると、音響レンズ２１の湾曲面２７は体表ＢＤに密着する。貫通孔５９の供給口５９ａから水といった音響結合材（媒体）が供給されると、スリット２８は水で満たされる。スリット２８は水の通路として機能する。湾曲面２７が柔軟な体表ＢＤに押し当てられても、水はスリット２８の全域にわたって広がることができる。その後、水はスリット２８から湾曲面２７に溢れ出す。こうして水は湾曲面２７に沿って広がることができる。こうして音響レンズ２１の有効範囲で十分に湾曲面２７すなわち外表面に水は供給される。湾曲面２７の有効範囲と体表ＢＤとの間に水は十分に行き渡ることができる。
【００５２】
超音波プローブ１３は体表ＢＤに沿って動かされる。こうして目当ての体内組織は探り当てられる。その際、湾曲面２７の母線に直交する方向ＭＶ１、ＭＶ２に音響レンズ２１が移動しても、超音波プローブ１３の移動方向の前方で貫通孔５９の供給口５９ａから水は供給されることができる。移動時でも十分に湾曲面２７と体表ＢＤとの間は水で満たされることができる。
【００５３】
前述のように、スリット２８は、湾曲面２７の母線に直交する平面２８ａで挟まれる。水は母線に直交する平面２８ａに沿って広がった後に湾曲面２７に供給される。こうして水はスリット２８から効果的に湾曲面２７に供給されることができる。平面２８ａは湾曲面２７の母線に直交することから、隣接する音響整合片２９同士の対向面（平面２８ａ）の面積は最小限に留められる。こうして水は効率的に音響整合片２９同士の間に広がることができる。しかも、音響整合片２９同士の間隔は均等であることから、隣接する音響整合片２９同士の間には均等に水が行き渡ることができる。こうして水は湾曲面２７および平面２８ａで形成される交線の全長にわたって満遍なく湾曲面２７に供給されることができる。加えて、音響整合片２９は等ピッチＰで配置されることから、水は母線の方向に満遍なく分配されることができる。
【００５４】
（３）変形例に係る素子ユニット
図８は変形例に係る素子ユニット１７ｂを概略的に示す。この素子ユニット１７ｂの音響レンズ２１ｂではスリット６３は湾曲面２７の母線に平行な平面で挟まれて形成される。スリット６３は、保護層１９ｂの表面１９ａと湾曲面２７との間で音響整合部２６を分断する。音響整合部２６は複数の音響整合片６４に分断される。個々の音響整合片６４は、湾曲面２７と、湾曲面２７の母線に平行な１対の平面とで保護層１９ｂの表面１９ａ上で仕切られる。音響整合片６４は、１対の母線で仕切られる湾曲面２７を有しつつ保護層１９ｂの表面１９ａ上で相互に分離される。その他、スリットの構造は前述のスリット２８と同様である。
【００５５】
図９に示されるように、超音波デバイス１８ｂの基体３１では素子アレイ３２の外側であって第１辺３１ａおよび第２辺３１ｂ以外の辺と素子アレイ３２の輪郭との間に貫通孔６５が形成される。貫通孔６５に対応して保護層１９ｂおよびバッキング材２５には前述と同様に貫通孔６５に同軸に貫通孔がそれぞれ形成される。一連の貫通孔で流路は形成される。個々の貫通孔６５はスリット６３内の空間に開口する供給口に接続される。体内組織を探り当てる際に超音波プローブ１３が湾曲面２７の母線に平行に動かされると、超音波プローブ１３の移動方向の前方で供給口から水は供給されることができる。移動時でも十分に湾曲面２７と体表ＢＤとの間は水で満たされることができる。
【００５６】
図１０は他の変形例に係る素子ユニット１７ｃを概略的に示す。この素子ユニット１７ｃでは音響レンズ２１ｃは基層６７を有する。基層６７は保護層１９の表面１９ａに重ねられる。基層６７の表面に音響整合部６８が重ねられる。音響整合部６８は仮想平面から凸形状の盛り上がる湾曲面６９を有する。ここでは、仮想平面は基層６７の表面に重なる。湾曲面６９は、第１方向Ｄ１に相互に平行に延びる母線で形成される。湾曲面６９は、母線に平行な中心軸を有する円柱の部分円筒面に相当する。
【００５７】
音響整合部６８には複数のスリット７１が形成される。スリット７１は、前述と同様に、湾曲面６９の母線に直交する平面と湾曲面６９との交線を辿って第２方向Ｄ２に延びる。スリット７１は、基層６７の表面と湾曲面６９との間で音響整合部６８を分断する。音響整合部６８は複数の音響整合片７２に分断される。個々の音響整合片７２は、湾曲面６９と、湾曲面６９の母線に直交する１対の平面とで基層６７の表面上で仕切られる。音響整合片７２は、共通の母線を有しつつ基層６７の表面上で相互に分離される。
【００５８】
基層６７は枠体７３を形成する。枠体７３は、湾曲面６９の交線の一端に位置する母線と、当該交線の他端に位置する母線とからそれぞれ湾曲面６９の外側に向かって広がる。スリット７１が基層６７の表面で途切れる場合には、基層６７は音響整合片７２を相互に連結する。こうして音響整合片７２は基層６７に共通に支持される。その一方で、スリット７１は枠体７３の内側で基層６７を貫通してもよい。この場合には、枠体７３は格子状に音響整合片７２を共通に支持する。
【００５９】
その他、図１１に示されるように、スリット２８、６３は、湾曲面２７の母線に直交する１対の平面で挟まれて形成されると同時に、湾曲面の母線に平行に広がる１対の平面で挟まれて形成されてもよい。あるいは、図１２に示されるように、スリット２８、６３の位置はクランク状にずらされてもよい。また、図１３に示されるように、基体３１には素子アレイ３２内で貫通孔７４が形成されてもよい。
【００６０】
（４）第２実施形態に係る超音波プローブ
図１４は第２実施形態に係る超音波プローブ１３ｘの一部を概略的に示す。超音波プローブ１３ｘは超音波デバイス１８およびバッキング材２５を受け止める固定台７５を備える。固定台７５は例えばプローブヘッド１３ｂに組み込まれてもよく筐体１６に一体化されてもよい。固定台７５には窪み７６が形成される。窪み７６に超音波デバイス１８およびバッキング材２５は受け入れられる。超音波デバイス１８の表面と固定台７５の表面とは面一に連続する。固定台７５の表面は超音波デバイス１８の輪郭から外側に広がる。
【００６１】
超音波デバイス１８の表面および固定台７５の表面に保護層７７が結合される。保護層７７は超音波デバイス１８の表面から固定台７５の表面まで広がる。保護層７７の表面７７ａには音響整合部２６が形成される。音響整合部２６には、前述と同様に、スリット２８が形成される。湾曲面２７およびスリット２８の構造は前述のものと同様である。
【００６２】
平面視で超音波デバイス１８の周囲には、すなわち、超音波デバイス１８の輪郭の外側で固定台７５には貫通孔７８が形成される。個々の貫通孔７８は超音波デバイス１８の表面を含む仮想平面に直交する方向に延びる。固定台７５の貫通孔７８に対応して保護層７７には貫通孔７９が形成される。貫通孔７９は保護層７７を貫通する。貫通孔７９は貫通孔７８に連続する。貫通孔７９の先端は対応のスリット２８で開口する。固定台７５の貫通孔７８には音響結合材の供給源８１が接続される。貫通孔７８、７９は音響結合材の吐出手段として機能する。その他の構造は前述の第１実施形態と同様である。
【００６３】
この場合でも、例えば図１５に示されるように、音響整合部２６では湾曲面２７の周囲に枠体８２が形成されてもよい。枠体８２は固定台７５の表面に重ねられる。ここでは、スリット２８は枠体８２まで延びてもよい。湾曲面２７は超音波デバイス１８の広がりに対応して形成される。
【００６４】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、超音波診断装置１１や超音波プローブ１３、素子ユニット１７、１７ｂ、１７ｃ、素子３３、音響レンズ２１等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１１  電子機器および超音波画像装置としての超音波診断装置、１３  超音波プローブ、１９  保護層、１９ａ  表面、２１  音響整合体（音響レンズ）、２１ｂ  音響整合体（音響レンズ）、２６  音響整合部、２７  湾曲面、２８  スリット状の開口（スリット）、２９  音響整合片、３２  領域（素子アレイ）、５１  貫通孔、５９  貫通孔、５９ａ  供給口、６３  スリット、６４  音響整合片、６７  基層、６８  音響整合部、６９  湾曲面、７１  スリット、７２  音響整合片、７３  枠体、７８  吐出手段（貫通孔）、７９  吐出手段（貫通孔）、８２  枠体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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