(57)【要約】【課題】音響レンズ端面での超音波の反射を抑制して、超音波測定の精度を向上させることができる超音波プローブを提供する。【解決手段】超音波プローブ１３は、超音波素子２５が射出する超音波の射出方向１８に位置し前記射出方向１８と交差する方向２８に端面を有する音響レンズ２０と、前記音響レンズ２０の端面を音響レンズ端面２０ａとした場合、前記音響レンズ端面２０ａと対向しフィラー及び樹脂を含む樹脂部１９と、を備える。【選択図】図６
2018094119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波素子が射出する超音波の射出方向に位置し前記射出方向と交差する方向に端面を有する音響レンズと、
前記音響レンズの端面である音響レンズ端面と対向しフィラー及び樹脂を含む樹脂部と、を備えることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波プローブにおいて、
前記音響レンズはフィラーを含み、前記音響レンズに含まれるフィラーを第１フィラー、前記樹脂部に含まれるフィラーを第２フィラーとした場合、前記第１フィラーの個数平均径より前記第２フィラーの個数平均径が大きいことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波プローブにおいて、
前記樹脂部の材料は少なくともシリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂のいずれか１つを含み、前記樹脂部に含まれるフィラーは少なくとも酸化亜鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化チタン粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末、カーボン粉末、炭酸カルシウム粉末および窒化ボロン粉末の群のいずれか１つを含むことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波プローブにおいて、
前記音響レンズの前記超音波の射出方向の反対側には、前記超音波素子が設置された第１基板と前記第１基板の剛性を高めるための第２基板とがこの順に設置され、
前記第１基板及び前記第２基板は前記射出方向と交差する方向に端面を有し、
前記第１基板の端面を第１基板端面、前記第２基板の端面を第２基板端面とした場合、前記樹脂部は、前記第１基板端面と前記第２基板端面とに対向することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項５】
超音波素子が射出する超音波の射出方向に位置し前記射出方向と交差する方向に音響レンズ端面を有する音響レンズと、
前記音響レンズ端面と対向し凹凸を有する凹凸部材と、を備えることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波プローブにおいて、前記凹凸部材の凹凸は、少なくとも、前記音響レンズ端面に対して直交する方向または平行な方向のいずれか一方の断面が三角形であることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項７】
請求項５または６に記載の超音波プローブにおいて、
前記音響レンズの前記超音波の射出方向の反対側には、前記超音波素子が設置された第１基板と前記第１基板の剛性を高めるための第２基板とがこの順に設置され、
前記第１基板及び前記第２基板は前記射出方向と交差する方向に端面を有し、
前記第１基板の端面を第１基板端面とし、前記第２基板の端面を第２基板端面とした場合、
前記凹凸部材は、前記第１基板端面と前記第２基板端面とに対向することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の超音波プローブにおいて、
前記音響レンズ端面に対向して、プローブ筐体が設置され、
前記凹凸部材と前記プローブ筐体とは一体であることを特徴とする超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に開示されるように、超音波素子を備える超音波デバイスが一般に知られている。超音波デバイスは第１基板を備え、第１基板はアレイ状に配置された超音波素子を含む素子アレイを有する。素子アレイは音響整合層で覆われる。音響整合層は素子アレイに音響レンズを結合する。第１基板において素子アレイが設置された面の反対側の面には第２基板が設置され、第２基板は第１基板の強度を補強する。このように超音波デバイスは第２基板、第１基板、音響整合層及び音響レンズが重ねて設置されている。
【０００３】
超音波デバイス、駆動回路、プローブ筐体等により超音波プローブが構成されている。駆動回路は素子アレイを駆動する回路である。超音波デバイス及び駆動回路はプローブ筐体の内部に設置され、音響レンズが超音波プローブから露出するように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１７８０８３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に記載の超音波プローブには超音波デバイスとプローブ筐体の溝部にシリコーンゴムが充填されている。シリコーンゴム単体は超音波を減衰させる効果が少ない。超音波素子が射出する超音波は射出方向に進行する超音波だけではなく、音響レンズ端面に向かって進行する不要な超音波も含まれる。この不要な超音波は音響レンズ端面で反射する。音響レンズ端面で反射した不要な超音波は、射出した時刻から所定の時間遅れて超音波素子に到達する。このため、超音波測定の精度を低下させてしまう。そこで、音響レンズ端面での超音波の反射を抑制して、超音波測定の精度を向上させることができる超音波プローブが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係る超音波プローブは、超音波素子が射出する超音波の射出方向に位置し前記射出方向と交差する方向に端面を有する音響レンズと、前記音響レンズの端面である音響レンズ端面と対向しフィラー及び樹脂を含む樹脂部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、超音波プローブは超音波デバイス、プローブ筐体及び樹脂部を備えている。超音波デバイスは音響レンズ、音響整合層、第１基板、第２基板を備える。超音波素子は超音波の射出時に超音波振動する。超音波は超音波素子から音響レンズを伝わり超音波プローブの表面から射出される。音響レンズは超音波素子が射出する超音波の射出方向に位置する。そして、音響レンズは超音波デバイスから射出される超音波を収束させる役割を持つ。音響レンズ内では超音波素子が射出する超音波の射出方向と交差する方向にも不要な超音波が伝搬する。
【０００９】
音響レンズは超音波の射出方向と交差する方向に音響レンズ端面を有する。超音波プローブは音響レンズ端面に対向しフィラー及び樹脂を含む樹脂部を備えている。樹脂部は超音波デバイスとプローブ筐体との間の溝部に位置している。樹脂部にはフィラーが含まれており、超音波はフィラーにより樹脂部内で乱反射する。そして、樹脂部内を進行する間に減衰する。このようにして、樹脂部は超音波を吸収する。このため音響レンズ端面に向かって進行する超音波は樹脂部に吸収される。音響レンズ端面での反射は効果的に減衰する。音響レンズ端面には、フィラーを含む樹脂部が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。この結果、音響レンズ端面での超音波の反射は抑制される為、超音波測定の精度を向上させることができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例に記載の超音波プローブにおいて、前記音響レンズはフィラーを含み、前記音響レンズに含まれるフィラーを第１フィラー、前記樹脂部に含まれるフィラーを第２フィラーとした場合、前記第１フィラーの個数平均径より前記第２フィラーの個数平均径が大きいことが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、音響レンズと樹脂部にはフィラーが含まれている。尚、個数平均径は個々のフィラーの２値平均粒径の平均値である。２値平均粒径は、フィラーの長軸の長さをＩ、短軸の長さをＢとした時に２値平均粒径＝（Ｉ＋Ｂ）／２である。フィラーの個数平均径が大きいほど超音波は散乱して大きく減衰する。音響レンズに含まれるフィラーを第１フィラー、樹脂部に含まれるフィラーを第２フィラーとした場合、フィラーの個数平均径の関係は第１フィラーより第２フィラーの方が大きいことから、音響レンズよりも樹脂部の方が超音波を乱反射させ易い。従って、音響レンズよりも樹脂部の方が効果的に超音波を減衰させることができる。その結果、音響レンズ端面での超音波が反射することを抑制することができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例に記載の超音波プローブにおいて、前記樹脂部の材料には少なくともシリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂のいずれか１つを含み、前記樹脂部に含まれるフィラーには少なくとも酸化亜鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化チタン粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末、カーボン粉末、炭酸カルシウム粉末および窒化ボロン粉末の群のいずれか１つを含むことが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、樹脂部の材料には、シリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂のいずれか１つが含まれている。シリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂は、硬化前には粘性体で硬化後には固体となる性質を持つため、硬化前にフィラーを容易に混ぜることができる。さらに、超音波プローブの内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。従って、樹脂部は、硬化前には粘性体で硬化後には固体となる性質を持つため、硬化前にフィラーを容易に混ぜることができる。さらに、超音波プローブの内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。
【００１４】
樹脂部に含まれるフィラーには、少なくとも酸化亜鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化チタン粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末、カーボン粉末、炭酸カルシウム粉末および窒化ボロン粉末の群のいずれか１つが含まれる。樹脂部の内部において上記に示した各種フィラーは、超音波を散乱させて減衰させることができる。従って、これらのフィラーを含む樹脂部は超音波を減衰させることができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例に記載の超音波プローブにおいて、前記音響レンズの前記超音波の射出方向の反対側には、前記超音波素子が設置された第１基板と前記第１基板の剛性を高めるための第２基板とがこの順に設置され、前記第１基板及び前記第２基板は前記射出方向と交差する方向に端面を有し、前記第１基板の端面を第１基板端面、前記第２基板の端面を第２基板端面とした場合、前記樹脂部は、前記第１基板端面と前記第２基板端面とに対向することが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、超音波プローブは超音波の射出方向の反対側に第１基板及び第２基板を備えている。第１基板には超音波素子が設置されている。第２基板は第１基板の剛性を高める役割がある。超音波素子から射出された超音波は第２基板の内部へも伝搬し、第２基板端面で反射する。また、超音波素子から射出された超音波は、超音波素子が設置された第１基板の第１基板端面でも反射する。樹脂部を第１基板端面及び第２基板端面と対向する場所まで延伸することで超音波素子が設置された第１基板の第１基板端面や第２基板端面での超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例に係る超音波プローブは、超音波素子が射出する超音波の射出方向に位置し前記射出方向と交差する方向に音響レンズ端面を有する音響レンズと、前記音響レンズ端面と対向し凹凸を有する凹凸部材と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、超音波プローブは超音波素子及び音響レンズを備える。超音波素子は超音波の射出時に超音波振動する。超音波は超音波素子から音響レンズを伝わり超音波プローブの表面から射出される。音響レンズは超音波素子が射出する超音波の射出方向に位置する。そして、音響レンズは、超音波デバイスから射出される超音波を収束させる役割を持つ。音響レンズ内では、超音波素子が射出する超音波の射出方向と交差する方向にも不要な超音波が伝搬する。
【００１９】
音響レンズは超音波の射出方向と交差する方向に音響レンズ端面を有する。音響レンズ端面は音響レンズの端面である。凹凸部材は音響レンズ端面と対向する。凹凸部材は超音波を乱反射させる。このため音響レンズ端面に向かって進行する超音波は凹凸部材で乱反射して減衰する。音響レンズ端面に向かって進行する超音波が音響レンズ端面で反射する量は効果的に減衰する。従って、プローブ筐体の端面には、凹凸部材が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。この結果、音響レンズ端面での超音波の反射は抑制される為、超音波測定の精度を向上させることができる。
【００２０】
［適用例６］
上記適用例に記載の超音波プローブにおいて、前記凹凸部材の凹凸は、少なくとも、前記音響レンズ端面に対して直交する方向または平行な方向のいずれか一方の断面が三角形であることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、超音波プローブは音響レンズ及び凹凸部材を備えている。少なくとも音響レンズ端面に対して直交する方向または平行な方向のいずれか一方の凹凸部材の断面が三角形であれば超音波を効果的に乱反射させることができる。従って、音響レンズ端面に向かって進行する超音波は凹凸部材で乱反射するので、音響レンズ端面での超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００２２】
［適用例７］
上記適用例に記載の超音波プローブにおいて、前記音響レンズの前記超音波の射出方向の反対側には、前記超音波素子が設置された第１基板と前記第１基板の剛性を高めるための第２基板とがこの順に設置され、前記第１基板及び前記第２基板は前記射出方向と交差する方向に端面を有し、前記第１基板の端面を第１基板端面とし、前記第２基板の端面を第２基板端面とした場合、前記凹凸部材は、前記第１基板端面と前記第２基板端面とに対向することが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、超音波プローブは超音波の射出方向の反対側に第１基板及び第２基板を備えている。第１基板には超音波素子が設置されている。第２基板は第１基板の剛性を高める役割がある。超音波素子から射出された超音波は第２基板の内部でも伝搬し、第２基板端面で反射する。また、超音波素子から射出された超音波は、超音波素子が設置された第１基板の第１基板端面でも反射する。凹凸部材が第１基板及び第２基板と対向する場所まで延伸している為、第１基板端面や第２基板端面での超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００２４】
［適用例８］
上記適用例に記載の超音波プローブにおいて、前記音響レンズ端面に対向して、プローブ筐体が設置され、前記凹凸部材と前記プローブ筐体とは一体であることが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、超音波プローブは、音響レンズ端面に対向して、プローブ筐体が設置されている。超音波プローブは音響レンズ端面に対向して凹凸部材を備えている。凹凸部材は、超音波を乱反射する。このため音響レンズ端面に向かって進行する超音波は凹凸部材で乱反射するので、音響レンズ端面での超音波の反射を効果的に減衰させることができる。凹凸部材はプローブ筐体端面と一体となっていることから、凹凸部材とプローブ筐体端面とを別々の部位とするときに比べて部品点数を減らせる為生産性良く超音波プローブを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態１に係る超音波診断装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】超音波プローブの構成を示す模式側面図。
【図３】プローブヘッドの構造を示す模式断面図。
【図４】超音波プローブを示す模式平面図。
【図５】第１基板の構成を示す模式平面図。
【図６】樹脂部の機能を説明するための模式断面図。
【図７】実施形態２に係る超音波プローブを示す模式平面図。
【図８】凹凸部材の機能を説明するための模式断面図。
【図９】変形例３に係る超音波プローブの模式断面図。
【図１０】変形例５に係る超音波プローブの模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、超音波診断装置の構成を示す概略斜視図であり、実施形態１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。図１に示すように、超音波診断装置１１は装置端末１２と超音波プローブ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、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。
【００２９】
図２は超音波プローブ１３の構成を示す模式側面図である。図２に示されるように、超音波プローブ１３はプローブ筐体１６を有する。プローブ筐体１６内には超音波デバイス１７が収容される。超音波デバイス１７の表面はプローブ筐体１６の表面で露出する。超音波デバイス１７は表面から射出方向１８へ向かって超音波を射出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。このとき、超音波デバイス１７はプローブヘッド１３ｂのプローブ筐体１６内に組み込まれている。
【００３０】
超音波デバイス１７は平面形状が長方形の板状である。超音波デバイス１７の平面方向において長手方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。超音波デバイス１７の厚み方向をＺ方向とする。Ｚ方向は射出方向１８と同じ方向である。
【００３１】
図３は、実施形態１に係るプローブヘッドの構造を示す模式断面図であり、図２に示すＡ−Ａ’線の断面図である。超音波プローブ１３は超音波デバイス１７、プローブ筐体１６、支持部材２６及び樹脂部１９を備えている。Ｚ方向から見たときプローブ筐体１６の外形は超音波デバイス１７と同様にＸ方向に長い形状である。プローブ筐体１６は中央に開口１６ａが設置されている。プローブ筐体１６は、ＡＢＳ樹脂やアクリル、樹脂材料で構成されればよい。また、シリコーンゴムと樹脂材料の複合材料でもよい。
【００３２】
開口１６ａには支持部材２６上に超音波デバイス１７が設置されている。超音波デバイス１７とプローブ筐体１６との間にできる溝部２４には樹脂部１９が充填される。超音波デバイス１７と支持部材２６とは接着部材２７によって固定されている。支持部材２６には、例えばＡＢＳ樹脂やアクリル樹脂を用いる。接着部材２７は、エポキシ系接着剤や両面テープを用いる。超音波デバイス１７は、アレイ状に配置された超音波素子２５を含む素子アレイ２９を有する第１基板２２を備える。超音波素子２５は射出方向１８に超音波を射出する。素子アレイ２９は音響整合層２１で覆われている。音響整合層２１は素子アレイ２９に音響レンズ２０を結合する。音響レンズ２０は超音波素子２５が射出する超音波の射出方向１８に位置する。音響整合層２１及び音響レンズ２０は、例えばシリコーンゴムを用いることができる。音響レンズ２０の音響インピーダンスは、樹脂部１９や生体の音響インピーダンスと近い値を有する。
【００３３】
音響レンズ２０の超音波の射出方向１８の反対側には、超音波素子２５が設置された第１基板２２と第１基板２２の剛性を高めるための第２基板２３とがこの順に設置されている。第１基板２２及び第２基板２３は射出方向１８と交差する方向２８に端面を有している。第１基板２２の端面を第１基板端面２２ａとし、第２基板２３の端面を第２基板端面２３ａとする。樹脂部１９は、第１基板端面２２ａと第２基板端面２３ａとに対向している。このように、第２基板２３、第１基板２２、音響整合層２１及び音響レンズ２０が重ねて設置され、これらで超音波デバイス１７が構成されている。
【００３４】
音響レンズ２０は射出方向１８と交差する方向２８に音響レンズ端面２０ａを有する。音響レンズ端面２０ａは音響レンズ２０のＸ方向及びＹ方向側に位置する端面である。超音波プローブ１３は音響レンズ端面２０ａに対向しフィラー及び樹脂を含む樹脂部１９を備えている。
【００３５】
樹脂部１９の材料には少なくともシリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂のいずれか１つが含まれている。シリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂は、硬化前には粘性体で硬化後には固体となる性質を持つため、硬化前にフィラーを容易に混ぜることができる。さらに、超音波プローブ１３の内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。従って、樹脂部１９は、硬化前にフィラーを容易に混ぜることができ、さらに、超音波プローブ１３の内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。
【００３６】
樹脂部１９に含まれるフィラーには少なくとも酸化亜鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化チタン粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末、カーボン粉末、炭酸カルシウム粉末および窒化ボロン粉末の群のいずれか１つがふくまれている。樹脂部１９の内部において上記に示した各種フィラーは超音波を散乱させて減衰させることができる。そのため樹脂部１９は超音波を減衰させることができる。
【００３７】
図４は、実施形態１に係る超音波プローブを示す模式平面図である。超音波デバイス１７は、プローブ筐体１６の開口１６ａに設置されている。開口１６ａに超音波デバイス１７を設置する際、プローブ筐体１６と音響レンズ２０との間に溝部２４が形成される。この溝部２４に樹脂が充填されて樹脂部１９が形成される。超音波デバイス１７に設置された音響レンズ２０は超音波プローブ１３から露出するように配置されている。
【００３８】
図５は、第１基板の構成を示す模式平面図である。超音波デバイス１７は第１基板２２を備える。第１基板２２には素子アレイ２９が形成される。素子アレイ２９はアレイ状に配置された超音波素子２５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超音波素子２５群は奇数列の超音波素子２５群に対して行ピッチの２分の１でずらされればよい。
【００３９】
個々の超音波素子２５は振動膜３０を備える。図中では振動膜３０の膜面に直交する方向の平面視（第１基板の厚み方向からの平面視）で振動膜３０の輪郭が点線で描かれる。振動膜３０上には圧電素子３１が形成される。圧電素子３１は上電極３２、下電極３３および圧電体膜３４で構成される。個々の超音波素子２５ごとに上電極３２および下電極３３の間に圧電体膜３４が挟まれる。これらは下電極３３、圧電体膜３４および上電極３２の順番で重ねられる。
【００４０】
第１基板２２の表面には複数本の第１導電体３５が形成される。第１導電体３５は配列の行方向に相互に平行に延びる。１行の超音波素子２５ごとに１本の第１導電体３５が割り当てられる。１本の第１導電体３５は配列の行方向に並ぶ超音波素子２５の圧電体膜３４に共通に接続される。第１導電体３５は個々の超音波素子２５ごとに上電極３２を形成する。第１導電体３５の両端は１対の引き出し配線３６にそれぞれ接続される。引き出し配線３６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３５は同一長さを有する。こうしてマトリクス全体の超音波素子２５に共通に上電極３２は接続される。第１導電体３５は例えばイリジウム（Ｉｒ）で形成できる。ただし、第１導電体３５にはその他の導電材が利用されてもよい。第１導電体３５および引き出し配線３６は積層された導電層をパターニングすることで形成される。第１基板２２の材料としては、例えばシリコン（Ｓｉ）で形成できる。第２基板２３の材料としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）や４２アロイ、ステンレスの金属板を用いることができる。圧電体膜３４は例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）で形成できる。
【００４１】
第１基板２２の表面には複数本の第２導電体３７が形成される。第２導電体３７は配列の列方向に相互に平行に延びる。１列の超音波素子２５ごとに１本の第２導電体３７が割り当てられる。１本の第２導電体３７は配列の列方向に並ぶ超音波素子２５の圧電体膜３４に共通に配置される。第２導電体３７は個々の超音波素子２５ごとに下電極３３を形成する。第２導電体３７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３７にはその他の導電材が利用されてもよい。第２導電体３７は積層された導電層をパターニングすることで形成される。
【００４２】
第１基板２２にはフレキシブルプリント配線板である第１配線板４５が連結される。第１配線板４５は第１端子アレイ３７ａに覆い被さる。第１配線板４５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１信号線４８が形成される。第１信号線４８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。同様に、第１基板２２にはフレキシブルプリント配線板である第２配線板４９が覆い被さる。第２配線板４９は第２端子アレイ３７ｂに覆い被さる。第２配線板４９の一端には上電極端子５１および下電極端子５２に個別に対応して導電線すなわち第２信号線５０が形成される。第２信号線５０は上電極端子５１および下電極端子５２に個別に向き合わせられ個別に接合される。
【００４３】
第１基板２２の表面には音響整合層２１が積層される。音響整合層２１の膜厚は振動膜３０の共振周波数によって決定される。振動膜３０の共振周波数は、振動膜３０の幅によって決定される。
【００４４】
図６は樹脂部の機能を説明するための模式断面図であり、図３で示した超音波プローブ１３の断面模式図の拡大図である。第２基板２３、第１基板２２、音響整合層２１及び音響レンズ２０が重ねて設置され、これらで超音波デバイス１７が構成されている。超音波デバイス１７は第１基板２２を備える。第１基板２２には凹部４４がマトリクス状に形成されている。そして、第１基板２２には凹部４４と対向する場所に超音波素子２５を備える。第１基板２２には、第１配線板及び第２配線板が接続されているが、本発明の効果を分かりやすく説明するため図６からは省略している。超音波素子２５は超音波の射出時に超音波振動する。超音波は超音波素子２５から音響レンズ２０を伝わり超音波プローブ１３の表面から射出される。音響レンズ２０は超音波素子２５が射出する超音波の射出方向１８に位置する。そして、音響レンズ２０は超音波デバイス１７から射出される超音波を収束させる役割を持つ。音響レンズ２０の内部では超音波素子２５が射出する超音波の射出方向と交差する方向２８にも不要な超音波が伝搬する。
【００４５】
プローブ筐体１６と超音波デバイス１７との間にできる溝部２４には樹脂が充填され、樹脂部１９を形成している。樹脂部１９にはフィラーが含まれており、超音波はフィラーにより樹脂部内で乱反射する。そして、樹脂部内を進行する間に減衰する。このようにして、樹脂部１９は超音波を吸収する。このため音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は樹脂部１９に吸収される。従って、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は効果的に減衰する。音響レンズ端面２０ａには、フィラーを含む樹脂部１９が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。この結果、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は抑制される為、超音波測定の精度を向上させることができる。
【００４６】
音響レンズ２０はフィラーを含み、音響レンズ２０に含まれるフィラーを第１フィラー３９、樹脂部１９に含まれるフィラーを第２フィラー４０とした場合、第１フィラー３９の個数平均径より第２フィラー４０の個数平均径が大きいことが好ましい。個数平均径は個々のフィラーの２値平均粒径の平均値である。２値平均粒径は、フィラーの長軸の長さをＩ、短軸の長さをＢとした時に、２値平均粒径＝（Ｉ＋Ｂ）／２で求めることができる。２値平均粒径は顕微鏡法を用いて算出することができる。個数平均径は個々のフィラーの２値平均粒径の平均値である。個数平均径が大きい場合、樹脂部１９におけるフィラーの占有体積の割合は大きくなる。
【００４７】
音響レンズ２０と樹脂部１９にはフィラーが含まれている。フィラーの個数平均径が大きいほど超音波は散乱して大きく減衰する。音響レンズ２０に含まれるフィラーを第１フィラー３９、樹脂部１９に含まれるフィラーを第２フィラー４０とする。フィラーの個数平均径の関係は第１フィラー３９より第２フィラー４０の方が大きい。これは、音響レンズ２０における第１フィラー３９の占有体積よりも、樹脂部１９における第２フィラー４０の占有体積が、大きい事と同義とみなすことができる。フィラーの占有体積率が大きければ、超音波の拡散効率が向上し、より超音波を減衰させることができる。このことから音響レンズ２０よりも樹脂部１９の方が効果的に超音波を減衰させることができる。これによって、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射を抑制することができる。
【００４８】
超音波プローブ１３は、超音波の射出方向１８の反対側に第１基板２２及び第２基板２３を備えている。第２基板２３は第１基板２２の剛性を高める役割がある。超音波素子２５から射出された超音波は第２基板２３の内部でも伝搬し、第２基板端面２３ａで反射する。また、超音波素子２５から射出された超音波は、超音波素子２５が設置された第１基板２２の第１基板端面２２ａでも反射する。樹脂部１９を第１基板２２及び第２基板２３と対向する場所まで延伸することで超音波素子２５が設置された第１基板２２の第１基板端面２２ａや第２基板端面２３ａでの超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００４９】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば音響レンズ２０は射出方向１８と交差する方向２８に音響レンズ端面２０ａを有する。超音波プローブ１３は音響レンズ端面２０ａに対向しフィラー及び樹脂を含む樹脂部１９を備えている。樹脂部１９は、超音波デバイス１７とプローブ筐体１６との間の溝部２４に充填される。樹脂部１９にはフィラーが含まれており、超音波はフィラーにより樹脂部１９内で乱反射する。そして、樹脂部１９内を進行する間に減衰する。このようにして、樹脂部１９は超音波を吸収する。このため音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波は樹脂部１９に吸収される。従って、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は効果的に減衰する。音響レンズ端面２０ａには、フィラーを含む樹脂部１９が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。この結果、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は抑制される為、超音波測定の精度を向上させることができる。
【００５０】
（２）本実施形態によれば、音響レンズ２０と樹脂部１９にはフィラーが含まれている。フィラーの個数平均径が大きいほど超音波は散乱して大きく減衰する。音響レンズ２０に含まれるフィラーを第１フィラー３９、樹脂部１９に含まれるフィラーを第２フィラー４０とした場合、フィラーの個数平均径の関係は第１フィラー３９より第２フィラー４０の方が大きい。このことから音響レンズ２０よりも樹脂部１９の方が効果的に超音波を減衰させることができる。これによって、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射を抑制することができる。
【００５１】
（３）本実施形態によれば、樹脂部１９の材料であるシリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂は、硬化前には粘性体で硬化後には固体となる性質を持つ。このため、樹脂部１９の材料の硬化前にフィラーを容易に混ぜることができる。さらに、樹脂部１９は超音波プローブ１３の内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。従って、樹脂部１９は、硬化前にフィラーを容易に混ぜることができ、さらに、超音波プローブ１３の内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。
【００５２】
（４）本実施形態によれば、超音波プローブ１３は、超音波の射出方向１８の反対側に第１基板２２及び第２基板２３を備えている。第２基板２３は第１基板２２の剛性を高める役割がある。超音波素子２５から射出された超音波は第２基板２３の内部でも伝搬し、第２基板端面２３ａで反射する。また、超音波素子２５から射出された超音波は、超音波素子２５が設置された第１基板２２の第１基板端面２２ａでも反射する。樹脂部１９を第１基板２２及び第２基板２３と対向する場所まで延伸することで超音波素子２５が設置された第１基板２２の第１基板端面２２ａや第２基板端面２３ａでの超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００５３】
（実施形態２）
次に、超音波プローブの一実施形態について図７及び図８を用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるところは、超音波を減衰させる凹凸部材４１が設置されている点にある。尚、実施形態１と同じ点については説明を省略する。
【００５４】
図７は、実施形態２に係る超音波プローブを示す模式平面図である。超音波プローブ４３の超音波デバイス１７は、プローブ筐体１６の開口１６ａに設置されている。開口１６ａに超音波デバイス１７を設置する際、プローブ筐体１６と超音波デバイス１７との間には溝部２４が形成され、この溝部２４には充填剤４２が充填されている。超音波デバイス１７に設置された音響レンズ２０は超音波プローブ４３から露出するように配置されている。超音波素子２５が射出する超音波の射出方向１８に位置し射出方向と交差する方向２８に端面を有する音響レンズ２０の端面を音響レンズ端面２０ａとした場合、音響レンズ２０の音響レンズ端面２０ａと対向し凹凸を有する凹凸部材４１と、を備えている。
【００５５】
図８は、実施形態２に係る凹凸部材の機能を説明するための模式断面図であり、図７のＣ−Ｃ‘に沿う断面から見た図である。音響レンズ２０は射出方向と交差する方向２８に音響レンズ端面２０ａを有する。凹凸部材４１は、プローブ筐体１６の開口１６ａに配置される。超音波デバイス１７とプローブ筐体１６の間にできる溝部２４には充填剤４２が充填される。実施形態１の樹脂部１９にはフィラーが入っていたが、充填剤４２はフィラーが入っていなくてもよい。凹凸部材４１は超音波を乱反射する。このため、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は凹凸部材４１で乱反射する。凹凸部材４１により音響レンズ端面２０ａでの反射は効果的に減衰する。プローブ筐体１６の開口１６ａには、凹凸部材４１が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。この結果、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は抑制される為、超音波測定の精度を向上させることができる。
【００５６】
凹凸部材４１の凹凸は、少なくとも、音響レンズ端面に対して直交する方向または平行な方向のいずれか一方の断面が三角形であることが好ましい。凹凸部材４１の高さは、超音波の波長λの整数倍であればよい。音響レンズ端面２０ａに対して、少なくとも直交方向、平行方向のいずれか一方の断面が三角形となる形状とは、例えば、三角錐や三角柱のことである。
【００５７】
超音波プローブ４３は音響レンズ２０及び凹凸部材４１を備えている。凹凸部材４１は、音響レンズ端面２０ａに対して、少なくとも直交方向、平行方向のいずれか一方の断面が三角形であれば超音波を効果的に乱反射させることができる。そして、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は凹凸部材４１で乱反射する為、音響レンズ端面２０ａに向かう超音波の反射は効果的に減衰する。プローブ筐体１６の開口１６ａには、凹凸部材４１が設置されていることから、音響レンズ端面２０ａでは超音波の反射が抑制される。
【００５８】
音響レンズ２０の超音波の射出方向１８の反対側には、超音波素子２５が設置された第１基板２２と第１基板２２の剛性を高めるための第２基板２３とがこの順に設置されている。第１基板２２及び第２基板２３は射出方向と交差する方向２８に端面を有し、第１基板２２の端面を第１基板端面２２ａとし、第２基板２３の端面を第２基板端面２３ａとする。凹凸部材４１は、第１基板端面２２ａと第２基板端面２３ａと対向することが好ましい。
【００５９】
超音波プローブ４３は、超音波の射出方向１８の反対側に第１基板２２及び第２基板２３を備えている。第１基板２２には超音波素子２５が設置されている。第２基板２３は第１基板２２の剛性を高める役割がある。超音波素子２５から射出された超音波は第２基板２３の内部でも伝搬し、第２基板端面２３ａで反射する。また、超音波素子２５から射出された超音波は、超音波素子２５が設置された第１基板２２の第１基板端面２２ａでも反射する。凹凸部材４１を第１基板２２及び第２基板２３と対向する場所まで延伸している。従って、凹凸部材４１により第１基板端面２２ａや第２基板端面２３ａでの超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００６０】
超音波プローブ４３において、音響レンズ端面２０ａに対向して、プローブ筐体１６が設置され、凹凸部材４１とプローブ筐体１６とは一体であることが好ましい。プローブ筐体１６は、ＡＢＳ樹脂やアクリル、樹脂材料で構成されればよい。また、シリコーンゴムと樹脂材料の複合材料でもよい。
【００６１】
超音波プローブ４３では音響レンズ端面２０ａに対向してプローブ筐体１６が設置されている。プローブ筐体１６は音響レンズ端面２０ａに対向する場所に凹凸部材４１を備えている。凹凸部材４１は、超音波を乱反射する。このため、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は凹凸部材４１で乱反射するので、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は効果的に減衰する。プローブ筐体１６の開口１６ａには、凹凸部材４１が設置されていることから、超音波の反射を抑制させることができる。凹凸部材４１はプローブ筐体１６の端面と一体となっていることから、凹凸部材４１とプローブ筐体１６の端面とを別々の部位とするときに比べて部品点数を減らせる為生産性良く超音波プローブ４３を製造することができる。
【００６２】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波プローブ４３は音響レンズ２０及び凹凸部材４１を備えている。音響レンズ２０は射出方向と交差する方向２８に音響レンズ端面２０ａを有する。凹凸部材４１は、プローブ筐体１６の開口１６ａに配置される。超音波デバイス１７とプローブ筐体１６の間にできる溝部２４には充填剤４２が充填される。実施形態１の樹脂部１９にはフィラーが入っていたが、充填剤４２はフィラーが入っていなくてもよい。
【００６３】
凹凸部材４１は超音波を乱反射する。このため、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は凹凸部材４１で乱反射する。これにより、音響レンズ端面２０ａでの反射は効果的に減衰する。プローブ筐体１６の開口１６ａには、凹凸部材４１が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。この結果、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は抑制される為、超音波測定の精度を向上させることができる。
【００６４】
（２）本実施形態によれば、凹凸部材４１の凹凸は、少なくとも、音響レンズ端面２０ａに対して直交する方向または平行な方向のいずれか一方の断面が三角形である。音響レンズ端面２０ａに対して、少なくとも直交する方向または平行方向のいずれか一方の断面が三角形であれば超音波を効果的に乱反射させることができる。従って、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波は凹凸部材４１で乱反射するので、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００６５】
（３）本実施形態によれば、超音波プローブ４３は、超音波の射出方向１８の反対側に第１基板２２及び第２基板２３を備えている。第１基板２２には超音波素子２５が設置されている。第２基板２３は第１基板２２の剛性を高める役割がある。超音波素子２５から射出された超音波は第２基板２３の内部でも伝搬し、第２基板端面２３ａで反射する。また、超音波素子２５から射出された超音波は、超音波素子２５が設置された第１基板２２の第１基板端面２２ａでも反射する。凹凸部材４１を第１基板２２及び第２基板２３と対向する場所まで延伸させることで第１基板端面２２ａや第２基板端面２３ａでの超音波の反射を効果的に減衰させることができる。
【００６６】
（４）本実施形態によれば、超音波プローブ４３は、音響レンズ端面２０ａに対向して、プローブ筐体１６が設置されている。超音波プローブ４３は音響レンズ端面２０ａに対向して凹凸部材４１を備えている。凹凸部材４１は、超音波を乱反射する。このため音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は凹凸部材４１で乱反射するので、音響レンズ端面２０ａでの超音波の反射は効果的に減衰する。プローブ筐体１６の開口１６ａには、凹凸部材４１が設置されていることから、超音波の反射を抑制させることができる。凹凸部材４１はプローブ筐体１６の端面と一体となっていることから、凹凸部材４１とプローブ筐体１６の端面とを別々の部位とするときに比べて部品点数を減らせる為生産性良く超音波プローブ４３を製造することができる。
【００６７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００６８】
（変形例１）
上記実施形態１では、樹脂部１９の材料には少なくともシリコーンゴム、発泡シリコーン、エポキシ樹脂のいずれか１つを含むと説明したが、この構成に限定するものではない。以下、変形例１に係る超音波プローブ１３について説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【００６９】
シリコーン、発泡シリコーン、エポキシ樹脂は、硬化前には粘性体で硬化後には固体となる性質を持つ硬化性樹脂である。硬化性樹脂であれば、その他の材料を用いてもよい。こうすることで、硬化前にフィラーを容易に混ぜることができる。さらに、超音波プローブ１３の内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。従って、樹脂部１９は、硬化前にフィラーを容易に混ぜることができ、さらに、超音波プローブ１３の内部に水分や異物が侵入することを防止することができる。
【００７０】
（変形例２）
上記実施形態１では、樹脂部１９に含まれるフィラーには少なくとも酸化亜鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化チタン粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末、カーボン粉末、炭酸カルシウム粉末および窒化ボロン粉末の群のいずれか１つを含むと説明したが、この構成に限定するものではない。以下、変形例２に係る超音波プローブ１３について説明する。
【００７１】
樹脂部１９に含まれる各種フィラーは、超音波の波長と同程度かそれ以下の粒径であるため超音波を拡散させる性質を持っている。上記のフィラー以外でも、超音波の波長と同程度か、それ以下の粒径であり、超音波を拡散させる性質を持っていれば、それらのフィラーを使用してもよい。それらのフィラーは、超音波を散乱させて減衰させることができる。そのため樹脂部１９は超音波を減衰させることができる。
【００７２】
（変形例３）
図９は、変形例３に係る超音波プローブの模式断面図である。上記実施形態１では、超音波プローブ１３の構造を説明したが、この構成に限定するものではない。以下、変形例３に係る超音波プローブ５３について説明する。
【００７３】
超音波プローブ５３では音響レンズ２０、音響整合層２１、第１基板２２、第２基板２３がこの順に重ねて設置されている。第２基板２３には凹部５５が設置され、凹部５５内に超音波素子２５が位置している。第１基板２２は凹部４４を備えている。第１基板２２の凹部４４側が射出方向１８になっている。従って、超音波は凹部４４、音響整合層２１、音響レンズ２０の順に進行して射出される。
【００７４】
第１基板２２と音響レンズ２０との間に配置された音響整合層２１は、凹部４４の内部まで充填されている。また、超音波素子２５によって発生した超音波は、凹部４４の内部に充填された音響整合層２１を介して射出してもよい。こうすることで、超音波素子２５を外部から侵入する水分や異物から保護することができる。
【００７５】
超音波プローブ５３の構成においても、第２基板端面２３ａ、第１基板端面２２ａ、音響レンズ端面２０ａと対向する場所に樹脂部１９が設置されている。従って、第２基板端面２３ａ、第１基板端面２２ａ、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する不要な超音波を樹脂部１９が減衰することができる。
【００７６】
（変形例４）
上記実施形態２では、凹凸部材４１の凹凸は、音響レンズ端面２０ａに対して、少なくとも直交方向、平行方向のいずれか一方の断面が三角形であると説明したが、この構成に限定するものではない。以下、変形例４に係る超音波プローブについて説明する。
【００７７】
凹凸部材４１の凹凸は、音響レンズ端面２０ａに対して、少なくとも直交方向、平行方向のいずれか一方の断面が三角形に限らず、円形や四角形、多角形であってもよい。こうすることで、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は凹凸部材４１で乱反射するので、音響レンズ端面２０ａに向かう超音波の反射は効果的に減衰する。プローブ筐体１６の開口１６ａには、凹凸部材４１が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。
【００７８】
（変形例５）
図１０は、変形例５に係る超音波プローブの模式断面図である。上記実施形態２では、超音波プローブ４３の構造を説明したが、この構成に限定するものではない。
以下、変形例５に係る超音波プローブ５４について説明する。
【００７９】
超音波プローブ５４では音響レンズ２０、音響整合層２１、第１基板２２がこの順に重ねて設置されている。変形例３と同様に第１基板２２は凹部４４を備えている。第１基板２２の凹部４４側が射出方向１８になっている。従って、超音波は凹部４４、音響整合層２１、音響レンズ２０の順に進行して射出される。
【００８０】
第１基板２２と音響レンズ２０との間に配置された音響整合層２１は、凹部４４の内部まで充填されている。また、超音波素子２５によって発生した超音波は、凹部４４の内部に充填された音響整合層２１を介して射出してもよい。こうすることで、超音波素子２５を外部から侵入する水分や異物から保護することができる。
【００８１】
超音波プローブ５４の構成においても、第２基板端面２３ａ、第１基板端面２２ａ、音響レンズ端面２０ａと対向する場所に凹凸部材４１が設置されている。従って、第２基板端面２３ａ、第１基板端面２２ａ、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する不要な超音波を凹凸部材４１が減衰させることができる。
【００８２】
凹凸部材４１の凹凸は、音響レンズ端面２０ａに対して、少なくとも、直交方向または平行方向のいずれか一方の断面が三角形に限らず、円形や四角形、多角形であってもよい。こうすることで、音響レンズ端面２０ａに向かって進行する超音波３８は凹凸部材４１で乱反射するので、凹凸部材４１から音響レンズ２０に向かう超音波の反射は効果的に減衰する。プローブ筐体１６の開口１６ａには、凹凸部材４１が設置されていることから、超音波の反射は抑制される。尚、図９、及び図１０の第２基板２３にはＺ方向に貫通する貫通孔５６が設置されている。貫通孔５６は配線を設置するための孔である。配線を設置する場所が第２基板２３以外に設置できるときには必ずしも第２基板２３に貫通孔５６を設置しなくても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１３…超音波プローブ、１６…プローブ筐体、１８…射出方向、１９…樹脂部、２０…音響レンズ、２０ａ…音響レンズ端面、２２…第１基板、２２ａ…第１基板端面、２３…第２基板、２３ａ…第２基板端面、２５…超音波素子、２８…射出方向と交差する方向、３９…第１フィラー、４０…第２フィラー、４１…凹凸部材、４３…超音波プローブ。
【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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