(57)【要約】【課題】超音波の反射波から超音波が反射した場所の深さ方向の位置が精度良く特定できる超音波デバイスを提供する。【解決手段】超音波デバイス１は複数の超音波素子を有する基板３と、基板３を収容し、基板３の辺の少なくとも一部に沿う側壁２ａを有する収容部２と、基板３上に設けられた音響整合層５と、を備え、側壁２ａが基板３から突出する高さが音響整合層５の厚みと同じであり、音響整合層５の厚みが均一である。【選択図】図５
2018088621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波素子を有する基板と、
前記基板を収容し、前記基板の辺の少なくとも一部に沿う側壁を有する収容部と、
前記基板から前記側壁の高さまでの厚さに設けられた音響整合層と、を備え、
前記側壁が、前記基板の厚さ方向からの平面視において、前記基板と重ならないことを特徴とする超音波デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波デバイスであって、
前記音響整合層上には第１接着膜を介して設けられた音響レンズを備え、
前記音響整合層の前記音響レンズと接着する領域面が、前記側壁の上端面に沿って均一であることを特徴とする超音波デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波デバイスであって、
前記側壁は前記基板の対向する２つの辺に沿って設置されていることを特徴とする超音波デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波デバイスであって、
前記側壁と接続し前記側壁が延びる方向と交差する方向に延びる前記基板の辺に沿って設置された凸部を備えることを特徴とする超音波デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波デバイスであって、
前記側壁には溝部が設置され前記溝部には前記音響整合層の一部が突出することを特徴とする超音波デバイス。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波デバイスであって、
前記基板にはケーブルが設置され、
前記音響整合層は音響整合シートを含み
前記基板の平面視において前記音響整合シートと前記ケーブルとが重ならないことを特徴とする超音波デバイス。
【請求項７】
請求項６に記載の超音波デバイスであって、
前記基板と前記音響整合シートとの間には第２接着膜が配置されていることを特徴とする超音波デバイス。
【請求項８】
超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスを備え、
前記超音波デバイスが請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項９】
超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスと、
前記超音波デバイスが出力する電気信号をデータ信号に変換する変換部と、
前記データ信号を表示する表示部と、を備え、
前記超音波デバイスが請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする超音波装置。
【請求項１０】
側壁を有する収容部の中に複数の超音波素子を有する基板を設置し、
音響整合層の液状材料を前記基板上に塗布し、
前記側壁上に板状部材を載せて前記音響整合層の液状材料を押圧し、
前記音響整合層の液状材料を固化して前記音響整合層を形成し、
前記側壁上から前記板状部材を除去し、
前記音響整合層上に音響レンズを接着することを特徴とする超音波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波デバイス、超音波プローブ、超音波装置および超音波デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体の内部に向けて超音波を発信し、被検体の内部で反射した超音波を用いて超音波画像を生成する超音波装置が広く用いられている。反射した超音波は超音波トランスデューサーデバイスにて電気信号に変換される。超音波トランスデューサーデバイスには超音波トランスデューサー素子が多く設置されている。超音波トランスデューサー素子が出力する電気信号は微弱な信号であり増幅回路にて増幅されて用いられる。以下超音波トランスデューサーデバイスを超音波デバイスと呼ぶことにする。超音波デバイスは電気信号を超音波に変換して発信する。さらに、超音波デバイスは超音波を受信して電気信号に変換する。
【０００３】
超音波デバイスは超音波トランスデューサー素子が配列された基板を備えている。各超音波トランスデューサー素子が発信する超音波の位相を制御することにより超音波デバイスは超音波の進行方向を制御する。また、基板から超音波が進行する方向には音響整合層及び音響レンズが設置されている。
【０００４】
超音波画像の分解能を向上させるためには超音波の進行方向を精度良く制御することが有効である。このとき、音響整合層の厚みを均一にすることにより超音波の進行方向を精度良く制御することができる。また、音響整合層の厚みを均一にすることにより超音波の反射波から超音波が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる。
【０００５】
音響整合層を備えた超音波デバイスが特許文献１に開示されている。それによると、基板上に枠状部材を設置し、基板上に音響整合層の材料を投入する。音響整合層の材料は液状であり固化するときに基板と音響レンズとを接着する接着剤として機能する。そして、枠状部材上に音響レンズを設置して音響整合層の材料を固化した。
【０００６】
このとき、枠状部材により音響整合層の厚みが規制されるので音響整合層の厚みを精度良く形成することができた。その結果、超音波の反射波から超音波が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる。従って、超音波の反射波を用いて演算する超音波画像の深さ方向の分解能の精度を向上させることができる。
【０００７】
さらに、音響整合層を備えた超音波デバイスが特許文献２に開示されている。それによると、基板上に棒状部材を設置し、基板上に音響整合層の材料を投入する。そして、板状部材で蓋をして音響整合層の材料を固化した。固化した後に板状部材を除去して音響整合層を形成した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１４６８８５号公報
【特許文献２】特開２０００−１１５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
音響整合層の材料を固化するとき、音響整合層の材料の体積が変化する。特許文献１の超音波デバイスでは、音響レンズに応力が加わり音響レンズが変化する。これにより、音響整合層の厚みの均一性が低下する。音響整合層の厚みが均一でないとき、超音波の反射波から特定される超音波が反射した場所の深さ方向の位置精度が低下する。また、特許文献２の超音波デバイスでは、棒状部材を配置する場所を基板上に設ける必要がある。従って、基板の全面積の中で超音波素子を配置する領域の比率が少なくなる。このとき、基板の面積を有効に活用できない。そこで、超音波素子を配置する面積比を広くでき、超音波の反射波から超音波が反射した場所の深さ方向の位置がさらに精度良く特定できる超音波デバイスが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題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。
【００１１】
［適用例１］
本適用例にかかる超音波デバイスであって、複数の超音波素子を有する基板と、前記基板を収容し、前記基板の辺の少なくとも一部に沿う側壁を有する収容部と、前記基板から前記側壁の高さまでの厚さに設けられた音響整合層と、を備え、前記側壁が、前記基板の厚さ方向からの平面視において、前記基板と重ならないことを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、超音波デバイスは基板、収容部及び音響整合層を備えている。基板には超音波素子が設置されている。収容部は基板を収容し、基板の辺の少なくとも一部に沿う側壁を有している。音響整合層は基板上に設けられている。そして、側壁が基板から突出する高さは音響整合層の厚みと同じになっている。そして、基板の厚さ方向からの平面視において、側壁が基板と重ならない。
【００１３】
音響整合層は液状材料を基板上に塗布し固化して形成される。このとき、側壁上に板状部材を載せて音響整合層の液状材料を基板と板状部材とで挟む。そして、液状材料を固化することにより音響整合層が形成される。これにより、音響整合層の厚みは側壁が基板から突出する高さと同じになる。そして、基板の厚さ方向からの平面視において、側壁は基板と重ならない。
【００１４】
音響整合層の液状材料を基板と板状部材とで挟む為、音響整合層の厚みを基板から板状部材までの距離にすることができる。そして、基板から板状部材までの距離は側壁が収容部の底から突出する高さから基板の厚みを引き算した距離になっている。側壁が収容部の底から突出する高さ及び基板の厚みは精度良く調整可能であるので音響整合層の厚みを精度良く調整することができる。また、基板と側壁上に載せた板状部材とを平行に設置することにより音響整合層の厚みを均一にすることができる。板状部材の剛性を高くすることにより音響整合層の液状材料が固化するときに音響整合層の厚みが変化することを抑制することができる。
【００１５】
これにより、各超音波素子から発信された超音波が音響整合層を通過する距離は同じとなる。そして、各超音波素子から発信される超音波の位相を精度良く制御することができる。複数の超音波素子から進行する超音波の位相を精度良く制御することにより、超音波が集中する深さを精度良く制御することができる。従って、超音波デバイスは超音波の反射波から超音波が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる。
【００１６】
そして、基板の厚み方向からみた平面視で側壁は基板と重ならない場所に設置されている。従って、基板上に側壁の機能を有する部材を配置する必要がない。従って、基板において超音波素子を配置する場所の面積比を広くすることができる。
【００１７】
［適用例２］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記音響整合層上には第１接着膜を介して設けられた音響レンズを備え、前記音響整合層の前記音響レンズと接着する領域面が、前記側壁の上端面に沿って均一であることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、音響整合層上には第１接着膜を介して音響レンズが設置されている。音響レンズは超音波を所定の深さに集中させることができる。音響整合層の音響レンズと接着する領域面が、側壁の上端面に沿って均一になっている。そして、音響整合層と音響レンズとの間には第１接着膜が配置されている。第１接着膜は音響整合層と音響レンズとを接着する接着剤が固化した膜である。第１接着膜により音響整合層と音響レンズとの間に空気が介在することを抑制することができる。その結果、音響整合層と音響レンズとの間で超音波が空気により反射することを抑制することができる。
【００１９】
［適用例３］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記側壁は前記基板の対向する２つの辺に沿って設置されていることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、側壁は基板の対向する２つの辺に沿って設置されている。このとき、側壁は２つ設置される。基板の対向する２つの辺は離れているので、２つの側壁は離れて設置される。側壁上に板状部材を設置するとき、側壁が離れている程板状部材を安定して設置することができる。従って、音響整合層を製造し易くすることができる。
【００２１】
［適用例４］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記側壁と接続し前記側壁が延びる方向と交差する方向に延びる前記基板の辺に沿って設置された凸部を備えることを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、側壁と接続して凸部が設置されている。凸部は側壁が延びる方向と交差する方向に延びる基板の辺に沿って設置されている。側壁に加えて凸部が板状部材を支持することができるため、板状部材を安定して設置することができる。従って、音響整合層を製造し易くすることができる。
【００２３】
［適用例５］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記側壁には溝部が設置され前記溝部には前記音響整合層の一部が突出することを特徴とする。
【００２４】
本適用例によれば、側壁には溝部が設置されている。そして、溝部には音響整合層の一部が突出する。音響整合層を形成する工程では、音響整合層の液状材料を基板上に塗布する。そして、側壁上に板状部材を載せて音響整合層の液状材料を基板と板状部材とで挟む。このとき、音響整合層の液状材料が側壁を超えて流出する。このとき、側壁と板状部材との間に音響整合層の液状材料が入り込むと音響整合層の厚みが厚くなる。側壁には溝部が設置され、音響整合層の液状材料が溝部から流出する。従って、側壁と板状部材との間に音響整合層の液状材料が入り込むことが抑制される。その結果、音響整合層の厚みを精度良く形成することができる。
【００２５】
［適用例６］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記基板にはケーブルが設置され、前記音響整合層は音響整合シートを含み、前記基板の平面視において前記音響整合シートと前記ケーブルとが重ならないことを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、基板にはケーブルが設置されている。基板には超音波素子が設置されており、ケーブルを介して超音波素子を駆動する信号が伝送される。予め音響整合層を形成した後で、収容部の内部に基板及び音響整合シートを重ねて配置する。基板の平面視において音響整合シートとケーブルとが重ならない配置になっている。このとき、ケーブルと音響整合シートとが重ならないので音響整合シートがケーブルに押圧されて変形することを抑制できる。その結果、厚みの精度が良い音響整合層を形成することができる。
【００２７】
［適用例７］
上記適用例にかかる超音波デバイスにおいて、前記基板と前記音響整合シートとの間には第２接着膜が配置されていることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、基板と音響整合シートとの間には第２接着膜が配置されている。第２接着膜は基板と音響整合シートとを接着する接着剤が固化した膜である。第２接着膜により基板と音響整合シートとの間に空気が介在することを抑制することができる。その結果、基板と音響整合シートとの間で超音波が空気により反射することを抑制することができる。
【００２９】
［適用例８］
本適用例にかかる超音波プローブであって、超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスを備え、前記超音波デバイスが上記いずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする。
【００３０】
本適用例によれば、超音波プローブは超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスを備えている。そして、超音波デバイスは上記に記載の超音波デバイスである。上記に記載の超音波デバイスは超音波の反射波を用いて演算する超音波画像の深さ方向の分解能の精度を向上させることができる。従って、超音波プローブは超音波の反射波を用いて演算する超音波画像の深さ方向の分解能の精度を向上させることができる超音波デバイスを備えた装置とすることができる。
【００３１】
［適用例９］
本適用例にかかる超音波装置であって、超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイスと、前記超音波デバイスが出力する電気信号をデータ信号に変換する変換部と、前記データ信号を表示する表示部と、を備え、前記超音波デバイスが上記のいずれか一項に記載の超音波デバイスであることを特徴とする。
【００３２】
本適用例によれば、超音波装置は超音波デバイス、変換部及び表示部を備えている。超音波デバイスが超音波を検出して電気信号を出力する。変換部が電気信号をデータ信号に変換する。そして、表示部がデータ信号を表示する。そして、超音波デバイスには上記の超音波デバイスが用いられている。上記の超音波デバイスは超音波の反射波を用いて演算する超音波画像の深さ方向の分解能の精度を向上させることができる。従って、超音波装置は超音波の反射波を用いて演算する超音波画像の深さ方向の分解能の精度を向上させることができる超音波デバイスを備えた装置とすることができる。
【００３３】
［適用例１０］
本適用例にかかる超音波デバイスの製造方法であって、側壁を有する収容部の中に複数の超音波素子を有する基板を設置し、音響整合層の液状材料を前記基板上に塗布し、前記側壁上に板状部材を載せて前記音響整合層の液状材料を押圧し、前記音響整合層の液状材料を固化して前記音響整合層を形成し、前記側壁上から前記板状部材を除去し、前記音響整合層上に音響レンズを接着することを特徴とする。
【００３４】
本適用例によれば、収容部は側壁を有し、収容部の中に基板が設置される。基板には複数の超音波素子が設置されている。次に、音響整合層の液状材料が基板上に塗布される。そして、側壁上に板状部材を載せて音響整合層の液状材料を押圧する。次に、音響整合層の液状材料を固化して音響整合層が形成される。次に、側壁上から板状部材が除去される。続いて、音響整合層上に音響レンズが接着される。
【００３５】
音響整合層の液状材料を固化するとき、側壁上に板状部材を載せて音響整合層の液状材料を基板と板状部材とで挟み押圧する。このとき、音響整合層の液状材料の一部は側壁から流出し、基板と板状部材との間の空間は音響整合層の液状材料で満たされる。次に、液状の材料を固化することにより、音響整合層の厚みを基板から板状部材までの距離にすることができる。そして、基板から板状部材までの距離は側壁が収容部の底から突出する高さから基板の厚みを引き算した距離になっている。側壁が収容部の底から突出する高さ及び基板の厚みは精度良く調整可能であるので音響整合層の厚みを精度良く調整することができる。また、基板と側壁上に載せた板状部材とを平行に設置することにより音響整合層の厚みを均一にすることができる。さらに、板状部材の剛性を高くすることにより音響整合層の液状材料が固化するときに音響整合層の厚みが変化することを抑制することができる。
【００３６】
これにより、各超音波素子から発信された超音波が音響整合層を通過する距離は同じとなる。そして、各超音波素子から発信される超音波の位相を精度良く制御することができる。複数の超音波素子から進行する超音波の位相を精度良く制御することにより、超音波が集中する深さを精度良く制御することができる。従って、超音波デバイスは超音波の反射波を用いて演算する超音波画像の深さ方向の分解能の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態にかかわる超音波デバイスの構成を示す模式平面図。
【図２】超音波デバイスの構成を示す模式側断面図。
【図３】超音波デバイスの構成を示す模式側断面図。
【図４】超音波デバイスの構造を示す要部模式側断面図。
【図５】側壁の構造を示す要部模式側断面図。
【図６】側壁及び音響整合層の構造を示す模式平面図。
【図７】収容部の構造を示す側面図。
【図８】側壁の構造を示す要部模式平面図。
【図９】超音波デバイスの製造方法のフローチャート。
【図１０】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１１】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１２】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１３】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１４】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１５】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１６】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図１７】第２の実施形態にかかわる側壁及び音響整合層の構造を示す模式平面図。
【図１８】側壁及び音響整合層の構造を示す要部模式側断面図。
【図１９】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図２０】超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図。
【図２１】第３の実施形態にかかわる超音波装置の構成を示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００３９】
（第１の実施形態）
本実施形態では、超音波デバイスと、この超音波デバイスの製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる超音波デバイスについて図１〜図８に従って説明する。図１は、超音波デバイスの構成を示す模式平面図である。図２及び図３は超音波デバイスの構成を示す模式側断面図である。図２は図１のＡＡ線に沿う断面側から見た図である。図３は図１のＢＢ線に沿う断面側から見た図である。
【００４０】
図１〜図３に示すように、超音波デバイス１は四角形の板状である。四角形の長手方向をＸ方向とし、板状の平面においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、超音波デバイス１の厚み方向をＺ方向とする。超音波デバイス１は＋Ｚ方向に超音波を発信する。
【００４１】
超音波デバイス１は収容部２を備えている。収容部２上には基板３が設置され、収容部２は基板３を収容する。基板３は複数の超音波素子３ａを有し、超音波素子３ａはマトリックス状に配置されている。そして、各超音波素子３ａが＋Ｚ方向に超音波を発信する。
【００４２】
収容部２は基板３の辺の少なくとも一部に沿う側壁２ａを有する。本実施形態では２つの側壁２ａが＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側とに設置されている。そして、側壁２ａは基板３の対向する２つの辺に沿って設置されている。
【００４３】
２つの側壁２ａはＹ方向に延びて設置されている。＋Ｘ方向側に位置する側壁２ａには＋Ｙ方向側と−Ｙ方向側とに凸部２ｂが設置されている。凸部２ｂは側壁２ａと接続し側壁２ａが延びるＹ方向と直交するＸ方向に延びる基板３の辺に沿って設置されている。この凸部２ｂは側壁２ａに対して−Ｘ方向側に延びている。
【００４４】
同様に、−Ｘ方向側に位置する側壁２ａにも＋Ｙ方向側と−Ｙ方向側とに凸部２ｂが設置されている。凸部２ｂも側壁２ａと接続し側壁２ａが延びるＹ方向と直交するＸ方向に延びる基板３の辺に沿って設置されている。この凸部２ｂは側壁２ａに対して＋Ｘ方向側に延びている。側壁２ａ及び凸部２ｂは収容部２の一部分となっている。側壁２ａ及び凸部２ｂは収容部２と一体に形成しても良い。
【００４５】
基板３の＋Ｚ方向側の面には第１フラットケーブル４ａ及び第２フラットケーブル４ｂのケーブルとしての２つのフラットケーブル４が設置されている。第１フラットケーブル４ａは基板３の＋Ｙ方向側に設置され、基板３から＋Ｙ方向側に延びている。第２フラットケーブル４ｂは基板３の−Ｙ方向側に設置され、基板３から−Ｙ方向側に延びている。フラットケーブル４は各超音波素子３ａと電気的に接続されている。そして、フラットケーブル４を通じて各超音波素子３ａを駆動する波形が供給される。
【００４６】
基板３上には音響整合層５が設けられている。さらに、音響整合層５上には音響レンズ６が設置されている。音響整合層５は超音波が効率良く進行するように音響インピーダンスを調整する層である。超音波素子３ａと音響レンズ６との音響インピーダンスの差が大きいとき音響レンズ６で超音波が反射する。超音波素子３ａと音響レンズ６との間に音響整合層５を配置することにより音響レンズ６で超音波が反射することを音響整合層５が抑制する。
【００４７】
音響レンズ６はＸ方向が軸方向となる柱状レンズである。音響レンズ６はＹ方向の中央の厚みが＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側より厚くなっている。従って、音響レンズ６は凸レンズであり、各超音波素子３ａが発信する超音波は超音波デバイス１のＹ方向の中央に集中するように進行する。そして、各超音波素子３ａが発信する超音波の位相を制御することにより、超音波デバイス１は超音波が集中する場所をＸ方向に移動する。
【００４８】
収容部２の材質は剛性があって構造的な強度を有していれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、収容部２の材質にニッケル鉄合金である４２アロイを用いている。基板３は超音波素子３ａを精度良く形成し易い材料が好ましい。本実施形態では、例えば、基板３の材質にシリコン基板を用いている。収容部２の材質である４２アロイは熱膨張率が金属の中では低く、シリコン基板は収容部２から剥離し難くなっている。音響整合層５及び音響レンズ６は超音波を効率良く進行させる材質であれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、音響整合層５及び音響レンズ６の材質にシリコン樹脂を用いている。そして、シリコン樹脂に充填剤としてウィスカー等を混合させて音響インピーダンスを調整している。
【００４９】
図４は超音波デバイスの構造を示す要部模式側断面図であり、超音波素子３ａを含む断面を示す。図４に示すように基板３上には圧電素子７が配列して設置されている。基板３には圧電素子７と対向する場所に凹部３ｂが形成されている。凹部３ｂが形成された場所は基板３が薄くなっているので、振動し易い。この振動し易い場所を振動板８やメンブレムという。振動板８の＋Ｚ方向側の面に圧電素子７が設置されている。そして、圧電素子７及び振動板８により超音波素子３ａが構成されている。
【００５０】
圧電素子７にはフラットケーブル４と接続する図示しない配線が設置されている。そして、配線を通じて圧電素子７に駆動波形が供給される。駆動波形により圧電素子７が変形する。そして、圧電素子７の変形により振動板８も変形する。振動板８が振動することにより超音波９がＺ方向に進行する。
【００５１】
基板３上には超音波素子３ａを覆って音響整合層５が設置されている。そして、音響整合層５上には第１接着膜１０を介して音響レンズ６が設置されている。音響レンズ６は超音波９を所定の深さに集中させることができる。音響整合層５の音響レンズ６と接着する領域面が、側壁２ａの上端面に沿って均一になっている。そして、音響整合層５と音響レンズ６との間には第１接着膜１０が配置されている。第１接着膜１０は音響整合層５と音響レンズ６とを接着する接着剤が固化した膜である。第１接着膜１０により音響整合層５と音響レンズ６との間に空気が介在することを抑制することができる。その結果、音響整合層５と音響レンズ６との間で空気により超音波９が反射することを抑制することができる。
【００５２】
圧電素子７の種類は特に限定されないがＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）素子やＰＤＶＦ（ポリフッ化ビニリデン）素子等を用いることができる。本実施形態では圧電素子７にＰＺＴ素子を用いている。圧電素子は応答性良く駆動することができる。従って、超音波素子３ａを応答性良く駆動することができる。
【００５３】
振動板８の材質は振動特性の良い材質であれば良く特に限定されない。振動板８は絶縁性があると好ましい。本実施形態では、例えば、振動板８の材質に２酸化シリコンや２酸化ジルコニウムを用いている。凹部３ｂでは振動板８が露出している。これにより、振動板８が振動し易くなっている。また、凹部３ｂを形成する工程では凹部３ｂが湿式のエッチングにて形成される。このとき、振動板８がエッチングの進行を停止させるエッチストップ層として機能する。
【００５４】
収容部２上には第３接着膜１１を介して基板３が設置されている。第３接着膜１１は収容部２と基板３とを接着する接着剤が固化した膜である。第３接着膜１１には有機樹脂材料を主材料とする有機系接着剤が用いられる。有機系接着剤は特に限定されず、エポキシ樹脂系やフェノール樹脂系、アクリル樹脂系接着剤を用いることができる。他にもシリコン樹脂を接着剤として用いても良い。
【００５５】
図５は側壁の構造を示す要部模式側断面図である。図５において、側壁２ａが基板３から突出する高さを第１長さ１２とし、基板３と対向する場所の音響整合層５の厚みを第２長さ１３とする。このとき、第１長さ１２と第２長さ１３とは同じ長さになっている。そして、音響整合層５の厚みが均一になっている。つまり、音響整合層５は基板３から側壁の高さまでの厚さに設けられている。音響整合層５の音響レンズ６と接着される領域面は、側壁２ａの突出する側の上端面に沿って連続し、均一な面になっている。
【００５６】
音響整合層５の厚みが均一である形態は詳しくは音響整合層５の厚みのばらつきが１０μｍ内にあるのが好ましい。さらには、音響整合層５の厚みのばらつきが６μｍ内にあるのが好ましい。さらには、音響整合層５の厚みのばらつきが４μｍ内にあるのが好ましい。このとき、各超音波素子３ａから発信される超音波の位相の影響を小さくすることができる。
【００５７】
音響整合層５は液状材料を基板３上に塗布し固化して形成される。このとき、側壁２ａ上に板状部材を載せて音響整合層５の液状材料を基板３と板状部材とで挟む。そして、液状材料を固化することにより音響整合層５が、側壁２ａが基板３から突出する高さまで形成される。これにより、側壁２ａが基板３から突出する高さは音響整合層５の厚みと同じとなる。
【００５８】
音響整合層５の液状材料を基板３と板状部材とで挟む為、音響整合層５の厚みを基板３から板状部材までの距離にすることができる。収容部２において＋Ｚ方向を向く底の面を底部２ｃとする。基板３から板状部材までの距離である第２長さ１３は側壁２ａが収容部２の底部２ｃから突出する高さから基板３及び第３接着膜１１の厚みを引き算した距離になっている。側壁２ａが底部２ｃから突出する高さ、第３接着膜１１の厚み及び基板３の厚みは精度良く調整可能であるので音響整合層の厚みを精度良く調整することができる。第３接着膜１１の厚みは基板３の厚みに比べて薄いので影響が小さい。また、基板３と側壁２ａ上に載せた板状部材とを平行に設置することにより音響整合層５の厚みを均一にすることができる。
【００５９】
これにより、各超音波素子から発信された超音波９が音響整合層を通過する距離は同じとなる。そして、各超音波素子３ａから発信される超音波９の位相を精度良く制御することができる。複数の超音波素子３ａから進行する超音波９の位相を精度良く制御することにより、超音波９が集中する深さを精度良く制御することができる。従って、超音波９の反射波から超音波９が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる。
【００６０】
そして、基板３の厚み方向からみた平面視で側壁２ａは基板３と重ならない場所に設置されている。従って、基板３上に側壁２ａの機能を有する部材を配置する必要がない。従って、基板３において超音波素子３ａを配置する場所の面積比を広くすることができる。
【００６１】
図６は側壁及び音響整合層の構造を示す模式平面図であり、図１の超音波デバイス１から音響レンズ６を除いた図である。図７は収容部の構造を示す側面図であり、図６の収容部２を＋Ｘ方向側から見た図である。図８は側壁の構造を示す要部模式平面図であり、図６の側壁２ａを＋Ｚ方向側から見た図である。
【００６２】
図６〜図８に示すように、側壁２ａには溝部１４が設置され溝部１４には音響整合層５の一部が突出する。そして、基板３の厚さ方向からの平面視において、側壁２ａが基板３と重ならない構造になっている。音響整合層５を形成する工程では、音響整合層５の液状材料を基板３上に塗布する。そして、側壁２ａ上に板状部材を載せて音響整合層５の液状材料を基板３と板状部材とで挟む。このとき、音響整合層５の液状材料が側壁２ａを超えて流出する。このとき、側壁２ａと板状部材との間に音響整合層５の液状材料が入り込むと音響整合層５の厚みが厚くなる。側壁には溝部１４が設置され、音響整合層５の液状材料が溝部１４から流出する。この為、側壁２ａと板状部材との間に音響整合層５の液状材料が入り込むことが抑制される。その結果、音響整合層５の厚みを精度良く形成することができる。
【００６３】
＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側ではフラットケーブル４と板状部材との間に隙間がある。音響整合層５の液状材料はこの隙間に入るので、音響整合層５の材料が多いときにも音響整合層５の厚みを第２長さ１３にすることができる。また、音響整合層５はフラットケーブル４と基板３との接続部を覆うことができる。
【００６４】
次に上述した超音波デバイス１の製造方法について図９〜図１６にて説明する。図９は、超音波デバイスの製造方法のフローチャートであり、図１０〜図１６は超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図である。図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１は基板設置工程に相当し、収容部２上に基板３を設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は音響整合層材料設置工程である。この工程は、収容部２内の基板３を覆って音響整合層５の液状材料を設置する工程である。次にステップＳ３に移行する。
【００６５】
ステップＳ３は音響整合層材料押圧工程である。この工程は、収容部２内に設置された音響整合層５の液状材料を押圧して厚みを均一にする工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は音響整合層形成工程である。この工程は、音響整合層５の液状材料を固化する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は音響レンズ設置工程である。この工程は、音響整合層５に重ねて音響レンズ６を設置する工程である。以上の工程により超音波デバイス１が完成する。
【００６６】
次に、図１０〜図１６を用いて、図９に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図１０及び図１１はステップＳ１の基板設置工程に対応する図である。図１０に示すように、収容部２を用意する。収容部２の両端には側壁２ａ及び凸部２ｂが設置されている。側壁２ａ及び凸部２ｂはプレス装置を用いて鍛造法で形成しても良く、切削法または研削法にて形成しても良い。そして、収容部２の側壁２ａ間の底部２ｃに第３接着膜１１の液状材料を塗布する。
【００６７】
図１１に示すように、第３接着膜１１の液状材料に重ねて基板３を設置する。次に、収容部２を加熱乾燥して第３接着膜１１の液状材料を固化し、基板３を収容部２に接着固定する。基板３には予め圧電素子７及び凹部３ｂ等が設置されている。圧電素子７の設置方法は公知であり、説明を省略する。側壁２ａ及び凸部２ｂを有する収容部２の中に複数の超音波素子３ａを有する基板３を設置する。側壁２ａ及び凸部２ｂを案内にして基板３を設置するので、収容部２は基板３を設置し易い構造になっている。
【００６８】
図１２はステップＳ２の音響整合層材料設置工程に対応する図である。図１２に示すように、ステップＳ２において、操作者が音響整合層５の液状材料である整合層材料１５を塗布する。整合層材料１５は収容部２の側壁２ａ間の底部２ｃ及び基板３上に塗布される。整合層材料１５の塗布方法は特に限定されず各種の印刷方法を用いることができる。本実施形態では、例えば、オフセット印刷法を用いた。
【００６９】
図１３はステップＳ３の音響整合層材料押圧工程に対応する図である。図１３に示すように、ステップＳ３において、収容部２に重ねて板状部材１６を設置する。板状部材１６において収容部２を向く面を第１面１６ａとする。第１面１６ａは平面度が高い平坦な面であり鏡面になっている。側壁２ａ上に板状部材１６の第１面１６ａを載せて整合層材料１５を押圧する。
【００７０】
側壁２ａは基板３の対向する２つの辺に沿って設置されている。このとき、側壁２ａは２つ設置される。基板３の対向する２つの辺は離れているので、２つの側壁２ａは離れて設置される。側壁２ａ上に板状部材１６を設置するとき、側壁２ａが離れている程板状部材１６を安定して設置することができる。従って、音響整合層５を製造し易くすることができる。
【００７１】
収容部２には側壁２ａと接続して凸部２ｂが設置されている。凸部２ｂは側壁２ａが延びる方向と直交する方向に延び、基板３の辺に沿って設置されている。側壁２ａに加えて凸部２ｂが板状部材１６を支持することができるため、板状部材１６を安定して設置することができる。従って、音響整合層５を製造し易くすることができる。
【００７２】
側壁２ａには溝部１４が設置され溝部１４には音響整合層５の一部が突出する。側壁２ａ上に板状部材１６を載せて整合層材料１５を基板３と板状部材１６とで挟む。このとき、整合層材料１５が側壁２ａを超えて流出する。このとき、側壁２ａと板状部材１６との間に整合層材料１５が入り込むと音響整合層５の厚みが厚くなる。側壁２ａには溝部１４が設置され、整合層材料１５が溝部１４から流出する。従って、側壁２ａと板状部材１６との間に整合層材料１５が入り込むことが抑制される。その結果、音響整合層５の厚みを精度良く形成することができる。
【００７３】
板状部材１６が重ねられた収容部２を固定治具１７に設置する。固定治具１７は断面形状が長方形の筒であり、内部が空洞１７ａになっている。この空洞１７ａに板状部材１６が重ねられた収容部２を挿入する。収容部２の外壁が固定治具１７の内壁と接するように収容部２を配置する。固定治具１７には側壁２ａと対向する場所に複数のネジ部１７ｂが設置されている。操作者はネジ部１７ｂを回転して固定治具１７の内部に向けてネジ部１７ｂを進行させる。ネジ部１７ｂが板状部材１６に接した後もさらにネジ部１７ｂを回転して板状部材１６に荷重を加える。これにより、板状部材１６は側壁２ａに押圧される。そして、板状部材１６は側壁２ａに押圧された状態を維持する。
【００７４】
図１４及び図１５はステップＳ４の音響整合層形成工程に対応する図である。図１４に示すように、ステップＳ４において、収容部２及び板状部材１６等が設置された固定治具１７をトレイ１８に載せて乾燥装置２１の内部に配置する。乾燥装置２１は乾燥室２２を備えている。乾燥室２２は載置台２３を備え、固定治具１７を載せたトレイ１８がこの載置台２３に設置される。乾燥室２２は図中上側の供給管２４及び供給バルブ２５を介して乾燥気体供給部２６と接続されている。さらに、乾燥室２２は図中下側の排気管２７及び排気バルブ２８を介して排気部２９と接続されている。
【００７５】
そして、乾燥気体供給部２６は乾燥気体３０を加熱した熱風を供給する。乾燥気体供給部２６は温度調整機能を備え、乾燥室２２内の温度が所定の温度となるように乾燥気体３０の温度を制御する。乾燥気体供給部２６から供給される乾燥気体３０は供給バルブ２５及び供給管２４を介して乾燥室２２に供給される。次に、乾燥気体３０は固定治具１７に沿って流動する。このとき、乾燥気体３０は固定治具１７を加熱し、整合層材料１５に含まれる溶媒及び分散媒を蒸発させて除去することにより、乾燥装置２１は整合層材料１５を乾燥させる。そして、乾燥装置２１は整合層材料１５を加熱乾燥して固化し音響整合層５を形成する。次に、溶媒及び分散媒を含んだ乾燥気体３０は排気管２７及び排気バルブ２８を通過して、排気部２９により図示しない排気処理装置に排気される。
【００７６】
整合層材料１５を所定の時間加熱乾燥した後で、操作者は固定治具１７を乾燥装置２１から取り出す。そして、固定治具１７を所定の時間放置して徐冷する。次に、操作者はネジ部１７ｂを緩めて、固定治具１７から板状部材１６が設置された収容部２を取り出す。続いて、操作者は側壁２ａ上から板状部材１６を除去する。その結果、図１５に示すように、固化された音響整合層５が基板３上に設置される。
【００７７】
側壁２ａの表面と音響整合層５の表面とは同じ面となっている。従って、第１長さ１２と第２長さ１３とは同じ長さになる。板状部材１６の表面は平坦な鏡面であり、音響整合層５の表面には板状部材１６の表面が転写されるので、音響整合層５の表面は平坦な鏡面になっている。つまり、音響整合層５の表面は凹凸が小さい面になっている。
【００７８】
図１６はステップＳ５の音響レンズ設置工程に対応する図である。図１６に示すように、ステップＳ５において、音響整合層５上に音響レンズ６を接着する。まず、音響整合層５及び側壁２ａ上に第１接着膜１０の液状材料である第１接着材料を塗布する。第１接着材料の塗布方法は特に限定されず各種の印刷方法を用いることができる。本実施形態では、例えば、オフセット印刷法を用いた。
【００７９】
次に、音響整合層５及び側壁２ａに重ねて音響レンズ６を設置する。次に、音響レンズ６が設置された収容部２を加熱乾燥して音響整合層５及び側壁２ａに重ねて音響レンズ６を接着する。以上の工程により超音波デバイス１が完成する。
【００８０】
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、超音波デバイス１は基板３、収容部２及び音響整合層５を備えている。基板３には超音波素子３ａが設置されている。収容部２は基板３を収容し、基板３の辺の少なくとも一部に沿う側壁２ａを有している。音響整合層５は基板３上に設けられている。そして、側壁２ａが基板３から突出する高さである第１長さ１２は音響整合層５の厚みである第２長さ１３と同じになっている。基板の厚さ方向からの平面視において、側壁が基板と重ならない。
【００８１】
音響整合層５は液状の整合層材料１５を基板３上に塗布し固化して形成される。このとき、側壁２ａ上に板状部材１６を載せて整合層材料１５を基板３と板状部材とで挟む。そして、整合層材料１５を固化することにより音響整合層５が形成される。これにより、音響整合層５の厚みは側壁２ａが基板３から突出する高さと同じになる。そして、基板３の厚さ方向からの平面視において、側壁２ａは基板３と重ならない。
【００８２】
液状の整合層材料１５を基板３と板状部材１６とで挟む為、音響整合層５の厚みである第２長さ１３を基板３から板状部材１６までの距離である第１長さ１２にすることができる。そして、第１長さ１２は側壁２ａが収容部２の底部から突出する高さから基板３及び第３接着膜１１の厚みを引き算した距離になっている。側壁２ａが底部２ｃから突出する高さ、第３接着膜１１の厚み及び基板３の厚みは精度良く調整可能であるので音響整合層５の厚みを精度良く調整することができる。第３接着膜１１の厚みは基板３の厚みに比べて薄いので影響が小さい。また、基板３と側壁２ａ上に載せた板状部材１６とを平行に設置することにより音響整合層５の厚みを均一にすることができる。さらに、板状部材１６の剛性を高くすることにより整合層材料１５が固化するときに音響整合層５の厚みが変化することを抑制することができる。
【００８３】
これにより、各超音波素子３ａから発信された超音波９が音響整合層５を通過する距離は同じとなる。そして、各超音波素子３ａから発信される超音波９の位相を精度良く制御することができる。複数の超音波素子３ａから進行する超音波９の位相を精度良く制御することにより、超音波９が集中する深さを精度良く制御することができる。従って、超音波９の反射波から超音波９が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる。
【００８４】
そして、基板３の厚み方向からみた平面視で側壁２ａは基板と重ならない場所に設置されている。従って、基板３上に側壁２ａの機能を有する部材を配置する必要がない。従って、基板３において超音波素子３ａを配置する場所の面積比を広くすることができる。
【００８５】
（２）本実施形態によれば、音響整合層５上には第１接着膜１０を介して音響レンズ６が設置されている。音響レンズ６は超音波９を所定の深さに集中させることができる。音響整合層５の音響レンズ６と接着する領域面が、側壁２ａの上端面に沿って均一になっている。そして、音響整合層５と音響レンズ６との間には第１接着膜１０が配置されている。第１接着膜１０は音響整合層５と音響レンズ６とを接着する接着剤が固化した膜である。第１接着膜１０により音響整合層５と音響レンズ６との間に空気が介在することを抑制することができる。その結果、音響整合層５と音響レンズ６との間で超音波９が反射することを抑制することができる。
【００８６】
（３）本実施形態によれば、側壁２ａは基板３の対向する２つの辺に沿って設置されている。このとき、側壁２ａは２つ設置される。基板３の対向する２つの辺は離れているので、２つの側壁２ａは離れて設置される。側壁２ａ上に板状部材１６を設置するとき、側壁２ａが離れている程板状部材１６を安定して設置することができる。従って、音響整合層５を製造し易くすることができる。
【００８７】
（４）本実施形態によれば、収容部２には側壁２ａと接続して凸部２ｂが設置されている。凸部２ｂは側壁２ａが延びる方向と直交する方向に延び、基板３の辺に沿って設置されている。側壁２ａに加えて凸部２ｂが板状部材１６を支持することができるため、板状部材１６を安定して設置することができる。従って、音響整合層５を製造し易くすることができる。
【００８８】
（５）本実施形態によれば、側壁２ａには溝部１４が設置され溝部１４には音響整合層５の一部が突出する。ステップＳ２の音響整合層材料設置工程では、整合層材料１５を基板３上に塗布する。そして、側壁２ａ上に板状部材１６を載せて整合層材料１５を基板３と板状部材１６とで挟む。このとき、整合層材料１５が側壁２ａを超えて流出する。このとき、側壁２ａと板状部材１６との間に整合層材料１５が入り込むと音響整合層５の厚みが厚くなる。側壁２ａには溝部１４が設置され、整合層材料１５が溝部１４から流出する。従って、側壁２ａと板状部材１６との間に整合層材料１５が入り込むことが抑制される。その結果、音響整合層５の厚みを精度良く形成することができる。
【００８９】
（６）本実施形態の製造方法によれば、収容部２は側壁２ａを有し、収容部２の中に基板３が設置される。基板３には複数の超音波素子３ａが設置されている。次に、整合層材料１５が基板上に塗布される。そして、操作者は側壁２ａ上に板状部材１６を載せて整合層材料１５を押圧する。次に、操作者は整合層材料１５を固化して音響整合層５を形成する。次に、操作者は側壁２ａ上から板状部材１６が除去する。続いて、音響整合層５上に音響レンズ６が接着される。
【００９０】
整合層材料１５を固化するとき、側壁２ａ上に板状部材１６を載せて整合層材料１５を基板３と板状部材１６とで挟み押圧する。このとき、整合層材料１５の一部は側壁２ａから流出し、基板３と板状部材１６との間の空間は整合層材料１５で満たされる。次に、整合層材料１５を固化することにより、音響整合層５の厚みを基板３から板状部材１６までの距離にすることができる。そして、基板３から板状部材１６までの距離である第１長さ１２は側壁２ａが収容部２の底部２ｃから突出する高さから基板３の厚みを引き算した距離になっている。側壁２ａが収容部２の底部２ｃから突出する高さ及び基板３の厚みは精度良く調整可能であるので音響整合層５の厚みを精度良く調整することができる。また、基板３と側壁２ａ上に載せた板状部材１６とを平行に設置することにより音響整合層５の厚みを均一にすることができる。さらに、板状部材１６の剛性を高くすることにより整合層材料１５が固化するときに音響整合層の厚みが変化することを抑制することができる。
【００９１】
これにより、各超音波素子３ａから発信された超音波９が音響整合層５を通過する距離は同じとなる。そして、各超音波素子３ａから発信される超音波９の位相を精度良く制御することができる。複数の超音波素子３ａから進行する超音波９の位相を精度良く制御することにより、超音波９が集中する深さを精度良く制御することができる。従って、超音波９の反射波を用いて演算する超音波画像の深さ方向の分解能の精度を向上させることができる。
【００９２】
そして、基板３の厚み方向からみた平面視で側壁２ａは基板と重ならない場所に設置されている。従って、基板３上に側壁２ａの機能を有する部材を配置する必要がない。従って、基板３において超音波素子３ａを配置する場所の面積比を広くすることができる。
【００９３】
（第２の実施形態）
次に、超音波デバイスの一実施形態について図１７〜図２０を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、音響整合層５の形態が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９４】
図１７は側壁及び音響整合層の構造を示す模式平面図であり、超音波デバイス３３から音響レンズ６を除いた図である。図１８は側壁及び音響整合層の構造を示す要部模式側断面図である。すなわち、本実施形態では、図１７及び図１８に示すように基板３上には第２接着膜３４を介して音響整合シート３５が設置されている。換言すれば、基板３と音響整合シート３５との間には第２接着膜３４が配置されている。音響整合シート３５はシート状の膜であり、第２接着膜３４は音響整合シート３５を基板３に接着している。第２接着膜３４は基板３と音響整合シート３５とを接着する接着剤が固化した膜である。第２接着膜により音響整合シート３５と基板３との間に空気が介在することを抑制することができる。その結果、基板３と音響整合シート３５との間で空気により超音波が反射することを抑制することができる。
【００９５】
そして、音響整合シート３５と第２接着膜３４とで音響整合層３６が構成されている。音響整合層３６の厚みを第２長さ３７とするとき、第２長さ３７は第１長さ１２と同じ長さになっている。音響整合シート３５及び第２接着膜３４の厚みは特に限定されないが、本実施形態では、例えば、音響整合シート３５が１００μｍであり、第２接着膜３４の厚みが２５μｍになっている。従って、音響整合層３６は１２５μｍになっている。
【００９６】
図１７に示すように、基板３の平面視において音響整合シート３５とフラットケーブル４とが重ならないように、音響整合シート３５及びフラットケーブル４が配置されている。基板３の平面視において音響整合シート３５とフラットケーブル４とが重ならない配置になっている。この音響整合層３６は音響整合シート３５及び第２接着膜３４で構成されている。フラットケーブル４と音響整合シート３５とが重ならないので音響整合シート３５がフラットケーブル４に押圧されて変形することを抑制できる。その結果、音響整合層３６の厚みを精度良く形成することができる。
【００９７】
音響整合層３６の＋Ｘ方向側の端及び−Ｘ方向側の端は側壁２ａ及び凸部２ｂと接して設置されている。そして、接している部分は同じ形状になっている。従って、音響整合シート３５を設置する工程では側壁２ａ及び凸部２ｂが音響整合シート３５を配置する案内になる。そして、操作者は側壁２ａ及び凸部２ｂを案内にして音響整合シート３５を設置することにより、位置精度良く音響整合層３６を配置することができる。
【００９８】
次に、図１９及び図２０を用いて、図９に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図１９及び図２０は超音波デバイスの製造方法を説明するための模式図である。ステップＳ１の基板設置工程は実施形態１と同じであり説明を省略する。図１９はステップＳ２の音響整合層材料設置工程に対応する図である。図１９に示すように、ステップＳ２において、基板３上に第２接着膜３４の液状材料である第２接着液３８を塗布する。第２接着液３８を塗布する厚みは第２接着膜３４の厚みより厚くする。第２接着液３８の塗布方法は特に限定されず各種の印刷方法を用いることができる。本実施形態では、例えば、オフセット印刷法を用いた。
【００９９】
次に、第２接着液３８に重ねて音響整合シート３５を設置する。音響整合シート３５は側壁２ａ及び凸部２ｂに倣って設置することにより位置精度良く設置することができる。
【０１００】
図２０はステップＳ３の音響整合層材料押圧工程に対応する図である。図２０に示すように、ステップＳ３において、収容部２に重ねて板状部材１６を設置する。板状部材１６において収容部２を向く面を第１面１６ａとする。第１面１６ａは平面度が高い平坦な面であり鏡面になっている。側壁２ａ上に板状部材１６の第１面１６ａを載せて音響整合シート３５及び第２接着液３８を押圧する。尚、第２接着液３８が音響整合層３６の液状材料となっている。
【０１０１】
第２接着液３８は第２接着膜３４より厚く塗布されている。そして、側壁２ａには溝部１４が設置されているので溝部１４には第２接着液３８の一部が流出する。また、第２接着液３８の一部はフラットケーブル４が設置された場所に流出する。従って、側壁２ａと板状部材１６との間に第２接着液３８が入り込むことが抑制される。その結果、厚みの精度が良い音響整合層３６を形成することができる。
【０１０２】
板状部材１６が重ねられた収容部２を固定治具１７に設置する。操作者はネジ部１７ｂを回転して固定治具１７の内部に向けてネジ部１７ｂを進行させる。これにより、板状部材１６は側壁２ａに押圧される。そして、板状部材１６は側壁２ａに押圧された状態を維持する。板状部材１６の剛性を高くすることにより第２接着液３８が固化するときに第２接着膜３４の厚みが変化することを抑制することができる。
【０１０３】
ステップＳ４の音響整合層形成工程及びステップＳ５の音響レンズ設置工程は第１の実施形態と同じであり説明を省略する。そして、超音波デバイス３３が完成する。
【０１０４】
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、基板３にはフラットケーブル４が設置されている。基板３には超音波素子３ａが設置されており、フラットケーブル４を介して超音波素子３ａを駆動する信号が伝送される。収容部２の内部に基板３及び音響整合シート３５を重ねてする。基板３の平面視において音響整合シート３５とフラットケーブル４とが重ならない配置になっている。このとき、フラットケーブル４と音響整合シート３５とが重ならないので音響整合シート３５がフラットケーブル４に押圧されて変形することを抑制できる。その結果、厚みの精度が良い音響整合層３６を形成することができる。
【０１０５】
（２）本実施形態によれば、基板３と音響整合シート３５との間には第２接着膜３４が配置されている。第２接着膜３４は基板３と音響整合シート３５とを接着する第２接着液３８が固化した膜である。第２接着膜３４により基板３と音響整合シート３５との間に空気が介在することを抑制することができる。その結果、基板３と音響整合シート３５との間で空気により超音波９が反射することを抑制することができる。
【０１０６】
（第３の実施形態）
次に、超音波デバイスが搭載された超音波プローブを備えた超音波装置の一実施形態について図２１の超音波装置の構成を示す概略斜視図を用いて説明する。本実施形態における超音波プローブ及び超音波装置に搭載された超音波デバイスは第１の実施形態〜第２の実施形態に記載の超音波デバイスである。尚、第１の実施形態〜第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０７】
図２１は超音波装置の構成を示す概略斜視図である。図２１に示すように、超音波装置４１は超音波プローブ４２を備えている。超音波プローブ４２は一方向に長い略直方体の形状をしており、操作者が握り易い形状になっている。超音波プローブ４２の長手方向をＺ方向とする。超音波プローブ４２の−Ｚ方向の面は略平坦な面であり、平面形状が長方形になっている。平面形状の直交する２辺が延びる方向をＸ方向及びＹ方向とする。
【０１０８】
超音波プローブ４２の−Ｚ方向側には超音波デバイス４３が設置されている。超音波デバイス４３は超音波を受信し電気信号を出力する。この超音波デバイス４３には上記に記載の超音波デバイス１または超音波デバイス３３のいずれかが用いられている。
【０１０９】
超音波プローブ４２の−Ｚ方向側の面では筐体から超音波デバイス４３が露出している。超音波プローブ４２の内部には超音波デバイス４３を制御する制御部４４が設置され、超音波デバイス４３と制御部４４とがケーブル４５により接続されている。制御部４４にはＣＰＵ（中央演算装置）及び記憶装置を備えている。記憶装置には超音波デバイス４３を駆動する駆動波形のデータや超音波デバイス４３を駆動する手順を示すプログラムが記憶されている。そして、ＣＰＵはプログラムに沿って超音波デバイス４３に駆動波形を出力して超音波デバイス４３を駆動する。制御部４４は超音波プローブ４２に設置されても良く、超音波プローブ４２とは別の装置に設置されても良い。
【０１１０】
超音波プローブ４２はケーブル４６を介して制御装置４７と接続されている。制御装置４７は超音波プローブ４２が出力するデータ信号を入力し、データ信号を解析して表示する装置である。制御装置４７もＣＰＵ及び記憶装置を備えている。そして、ＣＰＵはプログラムに沿って各種の演算や制御を行う。制御装置４７には入力部４８及び表示部４９が設置されている。入力部４８はキーボードやマウスパッド、専用スイッチ、トラックボール等のポインター等の装置であり、操作者が制御装置４７に指示する内容を入力するための装置である。表示部４９はデータ信号を画像にして表示可能であれば良く特に限定されず、液晶表示装置やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ）表示装置を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示部４９にＯＬＥＤを用いている。
【０１１１】
超音波プローブ４２は被検体５０の表面に押圧して用いられる。超音波プローブ４２は超音波デバイス４３から被検体５０に向けて超音波を発信する。そして、超音波デバイス４３は被検体５０に超音波を発信して被検体５０の内部で反射した反射波を受信する。超音波デバイス４３は超音波を検出し電気信号を出力する。反射波は反射して戻る時間が反射した面により異なるので、反射波が戻る時間を解析することにより被検体５０の内部の構造を非破壊検査することができる。超音波デバイス４３が受信した反射波の信号は制御部４４に出力される。制御部４４はＡ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）をする変換部４４ａを備え、変換部４４ａは超音波デバイス４３が出力する電気信号をデジタル形式のデータ信号に変換する。そして、デジタル形式のデータ信号に変換されたデータ信号はケーブル４６を介して制御部４４から制御装置４７に送信される。制御装置４７は反射波のデータ信号を受信して解析する。そして、制御装置４７は反射波のデータ信号を被検体５０の内部構造示す画像に変換して表示部４９に表示する。
【０１１２】
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４２は超音波を受信し電気信号を出力する超音波デバイス４３を備えている。そして、超音波デバイス４３は上記に記載の超音波デバイス１または超音波デバイス３３のいずれかである。上記に記載の超音波デバイス１または超音波デバイス３３は超音波９の反射波から超音波９が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる。従って、超音波プローブ４２は超音波９の反射波から超音波９が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる超音波デバイス４３を備えた装置とすることができる。
【０１１３】
（２）本実施形態によれば、超音波装置４１は超音波デバイス４３、変換部４４ａ及び表示部４９を備えている。超音波デバイス４３が超音波９を検出して電気信号を出力する。変換部４４ａが電気信号をデータ信号に変換する。そして、表示部４９がデータ信号を表示する。そして、超音波デバイス４３には上記の超音波デバイス１または超音波デバイス３３のいずれかが用いられている。上記の超音波デバイス１または超音波デバイス３３は超音波９の反射波から超音波９が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる。従って、超音波装置４１は超音波９の反射波から超音波９が反射した場所の深さ方向の位置を精度良く特定することができる超音波デバイス４３を備えた装置とすることができる。
【０１１４】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
【０１１５】
（変形例１）
前記第１の実施形態では、音響レンズ６が音響整合層５及び側壁２ａ上に渡って設置された。音響レンズ６は側壁２ａと接続せずに音響整合層５上にのみ設置されても良い。このときにも、音響整合層５は厚みが均一に形成されているので超音波の位相を精度良く制御することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，３３，４３…超音波デバイス、２…収容部、２ａ…側壁、２ｂ…凸部、３…基板、３ａ…超音波素子、４…ケーブルとしてのフラットケーブル、５，３６…音響整合層、６…音響レンズ、１０…第１接着膜、１４…溝部、１５…液状材料としての整合層材料、１６…板状部材、３４…第２接着膜、４４ａ…変換部、４９…表示部。
【図１】
2018088621.tif 000003
【図２】
2018088621.tif 000004
【図３】
2018088621.tif 000005
【図４】
2018088621.tif 000006
【図５】
2018088621.tif 000007
【図６】
2018088621.tif 000008
【図７】
2018088621.tif 000009
【図８】
2018088621.tif 000010
【図９】
2018088621.tif 000011
【図１０】
2018088621.tif 000012
【図１１】
2018088621.tif 000013
【図１２】
2018088621.tif 000014
【図１３】
2018088621.tif 000015
【図１４】
2018088621.tif 000016
【図１５】
2018088621.tif 000017
【図１６】
2018088621.tif 000018
【図１７】
2018088621.tif 000019
【図１８】
2018088621.tif 000020
【図１９】
2018088621.tif 000021
【図２０】
2018088621.tif 000022
【図２１】
2018088621.tif 000023