(57)【要約】【課題】送受波信号の減衰が少なく、被検体への押圧性、密着性が改善され、製造性のよい超音波探触子及びその製造方法を提供する。【解決手段】超音波を発生する圧電材１２を複数配列してなる振動子と、この振動子の一面側に積層される音響整合層１６と、振動子を挟んで音響整合層１６の対向側に積層されるバッキング層１４とからなる超音波探触子１０であって、振動子を構成する各圧電材１２は、その超音波送受波面が、配列略中央の圧電材１２の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を発生する圧電材を複数配列してなる振動子と、当該振動子の一面側に積層される音響整合層と、振動子を挟んで音響整合層の対向側に積層されるバッキング層とからなる超音波探触子であって、
前記振動子を構成する圧電材は、その超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記振動子を構成する各圧電材は、個々に音響整合層とバッキング層とを備えた複合体を形成し、当該複合体を配列方向に凸状に段差配列することを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
請求項２記載の超音波探触子において、
前記複合体は、短冊状の圧電材を含む板状複合体であり、当該板状複合体をその厚み方向に凸状に段差配列し１次元アレイを形成することを特徴とする超音波探触子。
【請求項４】
請求項２記載の超音波探触子において、
前記複合体は、短冊状の圧電材を含む板状複合体であり、当該板状複合体をその厚み方向に凸状に段差配列し、かつ前記板状複合体を厚み方向と直交する方向に複数に分離し、２次元アレイを形成することを特徴とする超音波探触子。
【請求項５】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記振動子を構成する各圧電材は、個々に音響整合層とバッキング層とを備えた複合体を形成し、当該複合体を超音波送受波面の直交２方向にそれぞれ凸状に段差配列し、略中央部が頂部となる錐形状の２次元アレイを形成することを特徴とする超音波探触子。
【請求項６】
対向面に電極を有する圧電材を形成するステップと、
圧電材を挟んで一方側に流動性の音響整合層形成材料を流し込み、他方側に流動性のバッキング層形成材料を流し込み、それぞれ硬化させて複合体を形成するステップと、
前記複合体の表面及び裏面に露出した電極に対しそれぞれ引出線を接続すると共に、当該引出線の開放端側をバッキング層に沿って圧電材に対し離反方向に延出させて配線複合体を形成するステップと、
前記配線複合体と所定の厚さのスペーサとを交互に複数配列するステップであって、前記配線複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列するステップと、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
【請求項７】
対向面に電極を有する短冊状の圧電材を形成するステップと、
圧電材を挟んで一方側に流動性の音響整合層形成材料を流し込み、他方側に流動性のバッキング層形成材料を流し込み、それぞれ硬化させて板状の複合体を形成するステップと、
板状の複合体の表面及び裏面に露出した電極に対し所定ピッチで複数に分離可能な引出線を接続すると共に、当該引出線の開放端側が形成されたバッキング層に沿って圧電材に対し離反方向に延出させて配線複合体を形成するステップと、
前記配線複合体と所定の厚さのスペーサとを厚み方向に交互に配列するステップであって、前記複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列してブロック体を形成するステップと、
前記ブロック体の音響整合層側からスペーサの上部を排除する方向と、短冊状の圧電材を複数に分離する方向にマトリックス状の溝を形成し、短冊状の圧電材を各引出線に対応した個別素子に分離するステップと、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
【請求項８】
対向面に電極を有する短冊状の圧電材を形成するステップと、
圧電材を挟んで一方側に流動性の音響整合層形成材料を流し込み、他方側に流動性のバッキング層形成材料を流し込み、それぞれ硬化させて板状の複合体を形成するステップと、
板状の複合体の表面及び裏面に露出した電極に対し所定ピッチで複数に分離可能な引出線を接続すると共に、当該引出線の開放端側が形成されたバッキング層に沿って圧電材に対し離反方向に延出させて配線複合体を形成するステップと、
前記配線複合体と所定厚さのスペーサを厚み方向に積層し、前記引出線の引出方向に沿って複数に分離し、個別複合体を形成するステップと、
前記個別複合体を、当該個別複合体の配線複合体部分とスペーサ部分とを交互に配列させるステップであって、前記配線複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列して板状配線複合体を形成するステップと、
前記板状配線複合体と所定の厚さのスペーサとを厚み方向に交互に配列するステップであって、前記板状配線複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列してブロック体を形成するステップと、
前記ブロック体の音響整合層側から前記個別複合体の周囲に存在するスペーサの上部を排除してマトリックス状の溝を形成し、短冊状の圧電材を各引出線に対応した個別素子に分離するステップと、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探触子及び超音波探触子の製造方法、特に、送受波信号の減衰が少なく、被検体への押圧性、密着性が改善され、製造し易い超音波探触子及びその製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電材に所定周波数の電圧を印加することにより周期的な歪みを発生させ、その歪みに応じた周波数の超音波を得る超音波探触子が多数考案されている。一般的な超音波探触子は、現実に歪みを生じ超音波を発生する圧電材の一面側に、超音波の吸収を行い超音波の授受を行わない面を形成すると共に、探触子が短いパルス信号を送受できるように周波数帯域を広げる役目を果たすバッキング層が配置され、他面側には、超音波探触子の使用時に被検体等に対し、音響インピーダンスのギャップを埋める役割を果たす音響整合層が配置される。すなわち、全体として複数の部材が積層された状態で構成されている。
【０００３】
このように構成される超音波探触子は用途に応じて、様々な形状や超音波の走査方法が採用されている。各圧電材（振動子）の配列形態としては、複数の圧電材を直線的に配列したリニアアレイ型や、このリニアアレイを湾曲させたコンベックスアレイ型等がある。また、走査方法としては、圧電材面と垂直に超音波を出射するリニア走査、各圧電材から発生する超音波の合成波面を偏向させて扇形の画像を得るセクタ走査、ビームを弓状に走査するアーク走査、ビームを周囲３６０°に走査するラジアル走査等がある。
【０００４】
このような超音波探触子を用いて、例えば、心臓の超音波診断を行う場合、肋骨と肋骨の間から超音波の送受を行う必要がある。通常、このように肋間で超音波の送受を行う場合、図１３に示すような、表面が平面である小型のリニアアレイ型の超音波探触子１００をセクタ走査することで、心臓１０２の超音波画像の取得を行っている。
【０００５】
ところで、図１３のように、超音波探触子１００の表面が平面である超音波探触子１００を用いて画像を得ようとする場合（実際は、音響整合層の上面に保護膜やカバーが配置されている）、良好な画像取得位置を探るために、超音波探触子１００を被検体に密着させた状態で肋骨１０４上で左右に移動させる。その結果、直線的な超音波探触子１００が肋骨１０４と肋骨１０４との間で擦れ、被験者に不快感を与えてしまうという不都合や、超音波探触子１００の表面が平面であるため肋間への位置決めが安定しない等の不都合があった。
【０００６】
そこで、例えば、リニアアレイ型の圧電材の表面側に配置するフォーカス用の凸状音響レンズの曲面形状を用いて、被検体への接触具合を改善したり、コンベックス型の超音波探触子を用いることにより接触具合を改善することが考えられる（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２８９３８６号公報
【特許文献２】特開平６−２９２６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、凸状の音響レンズを用いる場合、本来最も感度を高くしたい中央部分が厚くなってしまい、超音波の減衰が大きくなってしまうという問題がある。また、各圧電材（振動子）から放射される超音波は、圧電材の正面が最も強くなるが、セクタ走査を行うコンベックス型の超音波探触子の場合、各圧電材は扇形に沿って、中央から左右に広がる方向を向いて配列されている。その結果、セクタ走査を行う場合、例えばセンター位置に対して左方向を向いて配置された圧電材を用いて右方向に超音波ビームを送波しようとする場合、大きく左方向から右方向に偏向させる必要が生じる。また、センター位置に対して右方向を向いて配置された圧電材を用いて左方向に超音波を送信しようとする場合、大きく右方向から左方向に偏向させる必要が生じる。その結果、全体として超音波ビームが弱くなってしまうという問題がある。また、コンベックス型で２次元に圧電材の配列を行う場合、各圧電材の信号線やグランド線の引き出し方向は、湾曲の中心に向くため引き出しスペースの確保が困難であると共に、配線作業自体も困難になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、被検体への接触性（当たり具合）を改善できると共に、超音波ビームの減衰を少なくすることのできる、また信号線やグランド線の引き出しスペースを十分に確保することのできる配線作業性、組み立て作業を改善した超音波探触子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために、本発明は、超音波を発生する圧電材を複数配列してなる振動子と、当該振動子の一面側に積層される音響整合層と、振動子を挟んで音響整合層の対向側に積層されるバッキング層とからなる超音波探触子であって、前記振動子を構成する圧電材は、その超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記振動子を構成する各圧電材は、個々に音響整合層とバッキング層とを備えた複合体を形成し、当該複合体を配列方向に凸状に段差配列することを特徴とする。
【００１２】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記複合体は、短冊状の圧電材を含む板状複合体であり、当該板状複合体をその厚み方向に凸状に段差配列し１次元アレイを形成することを特徴とする。
【００１３】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記複合体は、短冊状の圧電材を含む板状複合体であり、当該板状複合体をその厚み方向に凸状に段差配列し、かつ前記板状複合体を厚み方向と直交する方向に複数に分離し、２次元アレイを形成することを特徴とする。
【００１４】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記振動子を構成する各圧電材は、個々に音響整合層とバッキング層とを備えた複合体を形成し、当該複合体を超音波送受波面の直交２方向にそれぞれ凸状に段差配列し、略中央部が頂部となる錐形状の２次元アレイを形成することを特徴とする。
【００１５】
さらに、上記のような目的を達成するために、本発明の超音波探触子の製造方法は、対向面に電極を有する圧電材を形成するステップと、圧電材を挟んで一方側に流動性の音響整合層形成材料を流し込み、他方側に流動性のバッキング層形成材料を流し込み、それぞれ硬化させて複合体を形成するステップと、前記複合体の表面及び裏面に露出した電極に対しそれぞれ引出線を接続すると共に、当該引出線の開放端側をバッキング層に沿って圧電材に対し離反方向に延出させて配線複合体を形成するステップと、前記配線複合体と所定の厚さのスペーサとを交互に複数配列するステップであって、前記配線複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の超音波探触子の製造方法は、対向面に電極を有する短冊状の圧電材を形成するステップと、圧電材を挟んで一方側に流動性の音響整合層形成材料を流し込み、他方側に流動性のバッキング層形成材料を流し込み、それぞれ硬化させて板状の複合体を形成するステップと、板状の複合体の表面及び裏面に露出した電極に対し所定ピッチで複数に分離可能な引出線を接続すると共に、当該引出線の開放端側が形成されたバッキング層に沿って圧電材に対し離反方向に延出させて配線複合体を形成するステップと、前記配線複合体と所定の厚さのスペーサとを厚み方向に交互に配列するステップであって、前記複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列してブロック体を形成するステップと、前記ブロック体の音響整合層側からスペーサの上部を排除する方向と、短冊状の圧電材を複数に分離する方向にマトリックス状の溝を形成し、短冊状の圧電材を各引出線に対応した個別素子に分離するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の超音波探触子の製造方法は、対向面に電極を有する短冊状の圧電材を形成するステップと、圧電材を挟んで一方側に流動性の音響整合層形成材料を流し込み、他方側に流動性のバッキング層形成材料を流し込み、それぞれ硬化させて板状の複合体を形成するステップと、板状の複合体の表面及び裏面に露出した電極に対し所定ピッチで複数に分離可能な引出線を接続すると共に、当該引出線の開放端側が形成されたバッキング層に沿って圧電材に対し離反方向に延出させて配線複合体を形成するステップと、前記配線複合体と所定厚さのスペーサを厚み方向に積層し、前記引出線の引出方向に沿って複数に分離し、個別複合体を形成するステップと、前記個別複合体を、当該個別複合体の配線複合体部分とスペーサ部分とを交互に配列させるステップであって、前記配線複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列して板状配線複合体を形成するステップと、前記板状配線複合体と所定の厚さのスペーサとを厚み方向に交互に配列するステップであって、前記板状配線複合体を構成する圧電材の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列してブロック体を形成するステップと、前記ブロック体の音響整合層側から前記個別複合体の周囲に存在するスペーサの上部を排除してマトリックス状の溝を形成し、短冊状の圧電材を各引出線に対応した個別素子に分離するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成によれば、圧電材の配列が凸状に段差配列され、超音波探触子の表面形状を他の部材の形状を用いることなく凸形状にすることができるので、被検体への接触性（当たり具合）を改善することができる。また、他部材を用いることなく圧電材の段差配列により凸形状を形成するため、送受波する超音波の減衰を抑制することができる。また、全ての圧電材の超音波送受波面が略中央の圧電材と同じ向き、すなわち正面を向いているため、セクタ走査を行う場合、各圧電材からの超音波の偏向角度を必要最小限にすることができるので、超音波ビームの減衰を最小にすることができる。また、圧電材の超音波送受波面が全て同一方向を向いているので、信号線やグランド線は真っ直ぐに圧電材の裏面方向に引き出すことが可能になり、超音波探触子の配線作業や組み立て作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００２０】
図１には、本実施形態の超音波探触子１０の概略外観図が示されている。本実施形態の超音波探触子１０は、超音波を発生する圧電材１２（振動子）と、バッキング層１４と音響整合層１６で構成されている。バッキング層１４は、超音波の吸収を行い、超音波探触子１０が短いパルス信号を送受できるようにして、周波数帯域を広げる役目を果たす。音響整合層１６は、被検体等に対し音響インピーダンスのギャップを埋める役割を果たす。なお、図１は、独立制御可能な複数の圧電材１２をマトリックス状に配列した、二次元タイプの超音波探触子１０が構成されている例を示している。
【００２１】
本実施形態において、圧電材１２の下面には図２に示すように、信号電極１８ａが形成され、その端面が圧電材１２の側面に配置される信号線１８と接触している。また、圧電材１２の上面に形成されたグランド電極２０ａの端面が信号線１８に対して圧電材１２の対向側面に配置されるグランド線２０と接触している。そして、信号線１８とグランド線２０との間に電圧を印加することにより音響整合層１６の積層方向に超音波が放射されるようになっている。なお、この時、圧電材１２の下面に形成される信号電極１８ａのグランド線２０側の端面を圧電材１２の端面より内側にオフセットさせている。つまり、音響整合層側のグランド線２０に接続されたグランド電極２０ａと非接触になるようにして、圧電材１２の両側面に信号線１８及びグランド線２０を固定することを可能にしている。なお、図２において、バッキング層１４は図示を省略している。
【００２２】
前述したように、信号線１８とグランド線２０との間に所定の電圧が印加されると、圧電材１２は、図中Ｚ方向に振動する。図２の構成においては、このＺ方向の振動、いわゆる縦効果方式により発生する超音波を使用して超音波探触子１０から所望の超音波を放射している。
【００２３】
本実施形態の超音波探触子１０の特徴的事項は、振動子を構成する圧電材１２において、その超音波送受波面が、配列略中央の圧電材１２の超音波送受波面と同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列されているところである。
【００２４】
図１、図２から明らかなように、本実施形態においては、信号線１８とグランド線２０とは、個々の圧電材１２の側面からバッキング層１４を貫通し、超音波探触子１０の裏面側に延出している。つまり、超音波探触子を構成する１振動子（振動素子）毎に信号線１８とグランド線２０を接続することが可能となり、１振動子毎の正確な制御、つまり正確な超音波の送受波制御を行うことが可能になる。また、各振動子を実質的に独立状態にすることが可能となるので、超音波の指向性の劣化を抑制することが可能となる。さらに、各振動子が実質的に独立状態になるので、相互のクロストークの抑制に寄与することができる。特に、図１、図２から容易に理解できるように、グランド線２０をバッキング層１４内をまっすぐに貫通させ、各信号線１８間に、グランド線２０を介在させているので、信号線１８間でのクロストークを抑制することが可能になり、信号の劣化を低減することが可能となる。
【００２５】
以下、図３〜図５を用いて、本実施形態の二次元タイプの超音波探触子１０、つまり全ての圧電材１２の超音波送受波面が同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状の段差配列が施された超音波探触子１０の製造方法を説明する。
【００２６】
第１ステップとして、図３（ａ）に示すように、例えば、チタン酸バリウム、ＰＺＴ、チタン酸鉛等の圧電セラミックス等からなる板状の圧電素材２２の対向する表裏面に金材等電極に適した材料により信号電極１８ａ、グランド電極２０ａを蒸着やスパッタリング、印刷等任意の手段により形成する。
【００２７】
続いて、図３（ｂ）に示すように、片側の電極形成面（例えば、信号電極１８ａの形成面）に、エッチング等の手段により所定ピッチの溝２４を形成する。この溝２４は、前述したようにグランド線２０（溝２４を信号電極１８ａの形成面に設けた場合）を接続した場合、当該グランド線２０が信号電極１８ａに接触しないようにするためのものである。次に、図３（ｃ）に示すように、溝２４に沿って圧電素材２２を短冊状に切断し、圧電材２２ａを形成する。この短冊の幅が振動子の幅となる。なお、溝２４は、前述のように、グランド線２０を圧電材２２ａに接続する際に、信号電極１８ａが接触しないように、短冊状に切断した後の圧電材２２ａの端面より内側に信号電極１８ａをオフセットさせるためのものである。従って、図３（ｂ）におけるエッチングの幅は、図３（ｃ）おけるオフセット溝２４ａの幅に切断代を加えた幅となる。なお、エッチングの深さは、グランド線２０と信号線１８との間で電気的な接続及び影響が無い程度の深さに適宜選択することが望ましい（圧電材形成ステップ）。
【００２８】
次に、図３（ｄ）に示すような、型枠２３の所定位置にカットした圧電材２２ａを配置する。この場合、圧電材２２ａは、図３（ｅ）に示すように、オフセット溝２４ａが上面にくるように型枠２３に配置される。この時、型枠２３には、圧電材２２ａを保持するための保持部２６が形成されているので、圧電材２２ａの位置決めは容易かつ正確に行うことができる。型枠２３には、圧電材２２ａにより領域２８ａ，２８ｂに分断される凹部２８が形成されている。なお、圧電材２２ａは、領域２８ａ側にオフセット溝２４ａが向くように配置される。
【００２９】
そして、図示しない型蓋により凹部２８の領域２８ａ，２８ｂを完全に覆う。この時、領域２８ａを覆っている型蓋は、図４（ａ）に示すように、バッキング層形成材料３０の厚みが圧電材２２ａの厚みより薄く（例えば、半分の厚さ）なるように型蓋を凹部２８の領域２８ａに嵌合可能な凸形状を呈している。次に、注入ゲート２８ｃから流動性のバッキング層形成材料３０を注入し領域２８ａを満たす。過剰なバッキング層形成材料３０は排出ゲート２８ｄから排出される。なお、形成されるバッキング層１４には、型蓋の形状に従いグランド線２０が屈曲することなく固定できるように、バッキング層形成材料３０は傾斜を伴って徐々に薄くなるように整形されることが好ましい。この状態でバッキング層形成材料３０の硬化を行う。
【００３０】
バッキング層１４の形成と同時に、または前後して、型蓋で覆われた領域２８ｂに流動性の音響整合層形成材料３２が注入ゲート２８ｃから注入され、領域２８ｂ内を満たす。バッキング層形成材料３０と同様に過剰な音響整合層形成材料３２は、排出ゲート２８ｄから排出される。なお、音響整合層形成材料３２、バッキング層形成材料３０は、硬化により電極が形成された圧電材２２ａと接着する特性を有するものを選択する。
【００３１】
図４（ｂ）には、所定の硬化処理を施した後のバッキング層形成材料３０及び音響整合層形成材料３２が型枠２３から圧電材２２ａとともに取り出され、注入ゲート及び排出ゲート部分を切り落として板状の複合体３４とした状態が示されている（複合体形成ステップ）。この状態で、音響整合層１６の高さｈ0及び厚みｔ0は、正確に得られている。図４（ｃ）には、複合体３４の断面図が示されている。図４（ｃ）から明らかなように、音響整合層形成材料３２（音響整合層１６）、グランド電極２０ａ、圧電材２２ａ、信号電極１８ａ、バッキング層形成材料３０（バッキング層１４）が積層された状態になっている。このとき、各電極が形成された圧電材２２ａに対して流動性の音響整合層形成材料３２及びバッキング層形成材料３０を接触させ硬化させているので、何ら接着剤等を用いることなく、音響整合層１６及びバッキング層１４を圧電材２２ａに接続（接着）することができるので、圧電材２２ａとの境界において、超音波の減衰や不要な反射などのノイズの発生原因を伴うことなく理想的に境界状態を実現することができる。
【００３２】
続いて、図４（ｄ）に示すように、複合体３４の一面側（例えば、バッキング層１４を薄型化した側）に、グランド電極２０ａの端部に接触するグランド線２０を形成する。また、図４（ｅ）に示すように、複合体３４の他方面側には、信号電極１８ａの端部に接触する信号線１８を形成する。グランド線２０及び信号線１８の形成は例えば蒸着やスパッタリング等によって容易に形成することができる（配線複合体形成ステップ）。なお、グランド線２０や信号線１８を蒸着やスパッタリング等によって形成する場合、その形状は任意かつ容易に選択することができるので、本実施形態においては、図４（ｄ）、図４（ｅ）に示すように、グランド電極２０ａ、信号電極１８ａの接触部分で連続し、その下の部分で櫛状に分かれた形状を採用している。この場合、後に圧電材２２ａを分離する時にグランド線２０や信号線１８を個別に分離する必要が無くなり効率的な製造を行うことができる。もちろん、面状のグランド線や信号線を形成し、別途エッチング等を施して個別分離したグランド線２０や信号線１８としてもよい。
【００３３】
複合体３４にグランド線２０及び信号線１８を形成した配線複合体３６の断面図が図４（ｆ）に示されている。図４（ｆ）から明らかなように、信号電極１８ａとグランド線２０は前述したオフセット溝２４ａの存在により電気的に接触することはない。
【００３４】
このように形成された配線複合体３６は、図１に示すように、配列略中央の圧電材１２の超音波送受波面と、他の圧電材１２の超音波送受波面が同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状に段差配列できるように、バッキング層１４の長さを配列方向に沿って順次変化するように調整する。つまり、図４（ｇ）に示すように各配線複合体３６のバッキング層１４を適宜調整しカットして、バッキング層１４の長さの異なる配線複合体３６ａ，３６ｂ，３６ｃ・・・を形成する（配線複合体３６ａは基本長さ）。図４（ｇ）は、説明のためカット部１４ａの長さを誇張表現しているが、実際は、各カット部１４ａの長さの差は、数十μｍ〜数百μｍ程度である。バッキング層１４の長さは十分長く設定しておくことにより、長さ調整のために各配線複合体３６でバッキング層１４の長さが変化しても音響特性に影響を与えることはない。
【００３５】
なお、上記説明では、同じ長さのバッキング層１４を有する配線複合体３６を適宜カット処理して、長さの異なる配線複合体３６ａ，３６ｂ，３６ｃ・・・を形成したが、図３（ｄ）に示す型枠２３の形状を調整したり、図４（ｂ）におけるバリ処理工程で、バッキング層１４の長さ調整を行ってもよい。
【００３６】
図５（ａ）には、長さの異なるバッキング層１４を有する配線複合体３６（３６ａ〜３６ｄ）を配列方向に対して凸状に段差が形成されるように配列している状態が示されている。なお、配線複合体３６を配列する場合、隣接する配線複合体３６との電気的絶縁を行うために、スペーサ３８を介して交互に所定数配列し、ブロック体４０を形成する（ブロック体形成ステップ）。ここで用いるスペーサ３８は、バッキング層１４と同じ材質または同等の材質で形成したものが好ましく、例えば、型枠等を用いて予め、バッキング層１４の長さ調整を行った配線複合体３６と同等の長さに形成しておくことが望ましい。なお、図５（ａ）から明らかなように、スペーサ３８の形状は、配線複合体３６のバッキング層１４の薄肉部分に対応した厚肉部分を有し、配線複合体３６とスペーサ３８とにより、方形形状を呈するようになっている。このように、バッキング層１４に薄肉部分を形成し、スペーサ３８に厚肉部分を形成することにより、スペーサ３８を介して交互に配列される配線複合体３６間の距離を拡大することが可能になり、信号線１８間の電気的なクロストークを抑制することができる。もちろん、バッキング層１４やスペーサ３８の厚みを均一としても信号線１８は分離されているので、十分な電気的クロストークの抑制は行われる。
【００３７】
また、配線複合体３６とスペーサ３８との接合は、例えばエポキシ系の接着剤により行うことができる。なお、最終的に取得したい超音波探触子１０のサイズは、その縦方向が配線複合体３６の幅で決めることが可能であり、横方向のサイズは、ブロック体４０を形成する時の配線複合体３６とスペーサ３８の配列数によって任意に決めることができる。また、図５（ａ）等に示す段差配列は、中央２枚の配線複合体３６が同じサイズであり、他が配列方向に対して段差を有するように配列されているが、全体として配列方向に段差を有して凸状に形成されればよく、例えば、同じ長さの配線複合体３６が連続して隣接する数個が段差を有さない平配列部分を含んでもよい。このように平配列を適宜混在させることにより、超音波探触子１０の表面の凸状態を任意に調整することができる。もちろん、全ての配線複合体３６が段差を有して配列されてもよいし、所望する超音波探触子１０の表面の凸状態に応じて、各段差の差分を変化させてもよい。ただし、本実施形態のように配列方向に段差を形成する場合、各振動子（圧電材１２）から被検体のターゲットまでの実距離が段差に応じて変化するので、段差分を考慮して各振動子の超音波送受波制御を行う必要がある。
【００３８】
図４（ｇ）に示すように、配線複合体３６のバッキング層１４の長さ調整を予め行っておくことにより、容易に凸状に段差配列を行うことができる。もちろん、配線複合体３６のバッキング層１４の長さ調整を行わず、凹状に段差を形成した配列用の型等を用いて、凸状の段差配列を行ってもよい。この場合、バッキング層１４側端面を後工程でカットして平らにすれば、図５（ａ）と同じ形状とすることができる。また、カットを行わずにバッキング層１４側の段差を残しておく場合、バッキング層１４に沿って引き出されている信号線１８やグランド線２０は各配線複合体３６毎に段違いとなるので、外部配線との結線作業が容易になる。
【００３９】
この状態で、全ての圧電材１２の超音波送受波面が同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状の段差配列が施された１次元アレイが完成することになる。なお、実際の１次元アレイの場合、配線複合体３６の配線方向の厚みに対して直交する奥行き方向の長さは適宜選択される。
【００４０】
一方、本実施形態のように、２次元アレイを作成する場合、続いて、ブロック体４０における圧電材２２ａを所定の振動子（振動素子）毎に分離する。まず、図５（ｂ）に示すように、ブロック体４０の音響整合層１６側面を配線複合体３６とスペーサ３８の配列方向（カット１の方向）に所定ピッチ（所望の振動子の幅で、各振動子のほぼ中央に信号線１８（グランド線２０）がくる位置）でダイシングを行い、図５（ｃ）に示すような溝４２を形成し、配線複合体３６を形成している圧電材２２ａを個別の圧電材１２（振動子）に分離する。この時のダイシング深さは、最端部に配線複合体３６において、音響整合層１６側から圧電材２２ａ（１２）を越え、バッキング層１４上に分離溝が形成される程度、つまり、少なくとも音響整合層１６と圧電材１２とが信号線１８毎に完全に分離される深さである。
【００４１】
さらに、図５（ｃ）に示すように、カット１の方向と直交するカット２の方向に所定深さのダイシングを行い、図５（ｄ）に示すような溝４４を形成し、表面的にも音響整合層１６をマトリックス状に分離して、完全に圧電材１２毎に分離した音響整合層１６を形成する。この場合、溝４４は、スペーサ３８上部を排除するように形成され、その深さはバッキング層１４に僅かに達する深さであり、個々の配線複合体３６の上面（音響整合層１６）からの深さは同じであることが望ましい（素子分離ステップ）。
【００４２】
最後に、音響整合層１６及び圧電材１２の分離のために形成した溝４２，４４に、音響的なクロストークを抑制するため、例えばウレタン系の硬化性樹脂や樹脂でできたバブル体を含むシリコン系の接着剤等を注入し目止めを行う。この目止めによりクロストークの低減ができる。また、音響的かつ物理的に分割された音響整合層１６及び圧電材１２の安定した保持を行うことができる。
【００４３】
なお、カット１で溝４２を形成する場合、圧電材２２ａを切断するため、切断負荷が圧電材２２ａに作用する。スペーサ３８はこの時に圧電材２２ａを支持する働きを有し、圧電材２２ａの破損等を防止することができる。もちろん、ダイシングの速度等を考慮することにより、圧電材２２ａへの切断負荷を低減可能である。この場合、図５（ａ）で使用するスペーサ３８の高さを予め溝４４の深さ分低くして、カット２のダイシングを省略することができる。
【００４４】
以上の手順で超音波探触子の製造を行うことにより、図１、図５（ｄ）に示すように、実質的にマトリックス状に圧電材１２が配列され、かつ各圧電材１２の超音波送受波面が、配列略中央の圧電材１２の超音波送受波面と同一方向、つまり正面を向き、さらに配列方向に対して凸状に段差配列された超音波探触子１０を得ることができる。従って、超音波探触子１０の表面が、他の凸形状形成部材等を用いることなく、凸状を形成することが可能となる。なお、実際は音響整合層１６の上にさらに薄い均一な厚さの保護膜や保護カバー等が配置されるが各圧電材１２間で超音波送受波面上の付加物の厚みに差は生じない。また、本実施形態の場合、各圧電材１２毎に信号線１８、グランド線２０が一対で接続された、指向特性の良好な、音響的、電気的にクロストークを抑制した二次元タイプの超音波探触子１０を容易に形成することができる。
【００４５】
さらに、各圧電材１２毎にそれぞれ分離された信号線１８とグランド線２０を一対としてバッキング層１４の裏面側に容易に延出することができるので、各圧電材１２毎に個別の電気回路を接続し、圧電材１２毎に異なる制御を行うことができるので、回路設計の自由度向上にも寄与する超音波探触子１０を容易に製造することができる。
【００４６】
また、図４（ａ）等に示す型枠２３において、音響整合層形成材料３２用の注入ゲート２８ｃや排出ゲート２８ｄが接続される流路を音響整合層１６の形成領域に対して斜めに設けているが、これは、保持部２６を形成すると共に注入ゲート２８ｃや排出ゲート２８ｄの存在に伴うバリが音響整合層１６の高さｈ0や厚みｔ0に影響しない部分に形成するためのものである。従って、圧電材２２ａの保持や音響整合層１６の高さｈ0及び厚みｔ0をダイシング等の追加工を施すことなく正確に得られる形状であれば、型枠２３の形状は適宜選択することができる。
【００４７】
上記説明において、図４（ａ）で示す注入ゲート２８ｃ等の存在により発生したバリを図４（ｂ）の段階で切除してバッキング層１４の厚みＴを整えているが、図４（ｇ）のバッキング層１４の長さ調整の時に併せて切除するようにしてもよい。また、音響整合層用の領域２８ｂと同様に、バッキング層用の注入ゲート２８ｃを排出ゲート２８ｄと同じ側面に配置し、バッキング層１４の厚みＴを型枠２３で規定するようにしてもよい。
【００４８】
このようにして製造された超音波探触子１０は、図６に示すように、圧電材１２の配列自体により、凸形状を形成するので、肋骨１０４の間に安定して配置させることができる。また、表面が凸形状の滑らかな曲面（前述のように実際は薄い保護膜やカバーが音響整合層１６の上に形成されている）を形成しているので、肋骨１０４上で超音波探触子１０を移動させてもごつごつ感はなく、測定位置の探りを良好に行うことができる。また、表面を凸形状にするための中央が凸に膨らんだ追加部材を必要としないので、中央部での超音波の減衰を抑制することができる。また、各圧電材１２の超音波送受波面は略中央の圧電材１２と同じ向き、すなわち全ての圧電材１２が同様に角度０°の正面を向いているので、セクタ走査を行う場合に指向特性が必要最小限（正面の位置から右のみまたは左のみ）で済む。通常のコンベックス型の場合は、ビームをスキャンする範囲以上の指向性が要求され、超音波の減衰をまねくことになる。
【００４９】
また、圧電材１２の超音波送受波面が全て同一方向を向いているので、信号線やグランド線は真っ直ぐに圧電材１２の裏面方向、つまりバッキング層１４に引き出すことが可能になる。その結果、配線の引出スペースを容易に確保でき、配線作業や組み立て作業が容易になる。
【００５０】
図７、図８には、他の形態の超音波探触子の製造手順が示されている。上述した超音波探触子１０は、圧電材１２の配列方向の一方に関しては、凸状に段差配列されているが、直交する他方向に関しては、段差配列されていない。そこで、図７、図８で示す超音波探触子では、直交する２方向に関して凸状の段差配列が行われている例を示す。
【００５１】
まず、図３（ａ）〜（ｆ）及び図４（ａ）〜（ｆ）で説明した手順により作成した配線複合体３６を準備し、対応する形状のスペーサ３８を図７（ａ）に示すように貼り合わせる。この場合、貼り合わせに使用する接着剤は、例えばスペーサ３８と同材質（すなわちバッキング層１４と同材質）の硬化性の液体材料であることが好ましい。
【００５２】
続いて、図７（ｂ）に示すように、カット３方向から所定ピッチで（所望の振動子の幅で、各振動子のほぼ中央に信号線１８（グランド線２０）がくる位置）でダイシングを行い、図７（ｃ）に示すように個別にスペーサを有する振動体４６を形成する。さらに、この振動体４６を図７（ｄ）に示すように積層して、配線複合体４８を再構成する。この場合、略中央の振動体４６を中心に凸状になるように段差配列を行う。図７（ｄ）から明らかなように、積層された配線複合体４８は、バッキング層１４の部分の長さが異なっている。従って、図７（ｃ）に至る工程のいずれかにおいて、カット３方向と直交する方向にバッキング層１４の長さを調整するカット処理を行うことになる。もちろん、バッキング層１４の長さ調整を行わない配線複合体４８を準備し、凹状に段差を形成した配列用の型等を用いて、凸状の段差配列を行ってもよい。この場合、バッキング層１４側端面を後工程でカットして平らにすれば、図７（ｄ）と同じ形状とすることができる。なお、図７（ｄ）に示す例では、積層する全数に対して段差を形成しているのではなく、一部平らな部分を形成している。このように平配列を適宜混在させることにより、前述したように完成した超音波探触子の表面の凸状態を任意に調整することができる。
【００５３】
図７（ｄ）においては、図中左の配線複合体４８が超音波探触子を組み上げた時の略中央部を形成する配線複合体４８であり右に向かうに従い順に外周側を形成する配線複合体４８となる。また、図７（ｄ）の最も右の配線複合体４８は、積層方向の段差を形成されていないが、この配線複合体４８が超音波探触子を組み上げた時に全体的な段差の最低段部となる。また、図７（ｄ）において、配線複合体４８の全体厚みｔ1〜ｔ4の関係は、ｔ1＞ｔ2＞ｔ3＞ｔ4（後述する配線複合体４８の配列方向に段差を全て付ける場合）である。
【００５４】
続いて、図８（ａ）に示すように、再構成した配線複合体４８を図５（ａ）と同様に、配列方向に対して凸状に段差が形成されるように配列する。この時も、隣接する配線複合体４８との電気的絶縁を行うために、スペーサ５０を介して交互に所定数配列し、ブロック体５２を形成する（ブロック体形成ステップ）。ここで用いるスペーサ５０は、バッキング層１４と同じ材質または同等の材質で形成したものが好ましく、例えば、型枠等を用いて予め、最も短くバッキング層１４の長さ調整を行った配線複合体４８（図８（ａ）では最も手前側）と同等またはその配線複合体４８のバッキング層１４と同様の長さに一律に形成しておくことが望ましい。なお、図８（ａ）から明らかなように、スペーサ５０は、板形状を呈し、その両面が平面形状を呈している。スペーサ３８，５０により、配線複合体４８を構成する各振動体４６は、完全に相互に分離され、信号線１８間の電気的なクロストークを抑制することができる。また、各振動体４６の配列は、直交する２方向に凸状の段差配列が形成された、所謂ピラミット形状が形成される。
【００５５】
このように形成されたブロック体５２に対し、図８（ｂ）に示すように、配線複合体４８とスペーサ５０の配列方向（カット１の方向）で、スペーサ５０の上部を排除するようにダイシング等により溝５４を形成する。溝５４の深さはバッキング層１４に僅かに達する深さが好ましい。なお、前述のように、スペーサ５０の長さをバッキング層１４に僅かに達する程度に調整したものを用いる場合、このカット１方向のダイシングは省略することができる。続いて、カット１の方向と直交するカット２の方向に所定深さのダイシングを行い、図８（ｂ）に示すような溝５６をダイシング等により形成し、スペーサ３８の上部を排除する。この時の溝５６の深さも、バッキング層１４に僅かに達する深さが好ましい。この結果、ブロック体５２はマトリックス状に分離して、完全に圧電材１２毎に分離した構造となる。
【００５６】
最後に、音響整合層１６及び圧電材１２の分離のために形成した溝５４，５６に、音響的なクロストークを抑制するため、例えばウレタン系の硬化性樹脂や樹脂でできたバブル体を含むシリコン系の接着剤等を注入し目止めを行う。この目止めによりクロストークの低減ができる。また、音響的かつ物理的に分割された音響整合層１６及び圧電材１２の安定した保持を行うことができる。なお、実際の超音波探触子５８の場合、音響整合層１６の上面にほぼ均一の厚さの保護膜やカバーが配置される。
【００５７】
このように形成されたピラミッド型の超音波探触子５８は、錐体形状を呈し、図１等で示す１方向に段差配列したものに比べ被検体に対する密着性が向上し、さらに良好な超音波の送受信を行うことが可能になる。また、被検体に超音波探触子５８を押圧した状態で移動させる場合、任意の方向に自由にスムーズに動かすことが可能で接触感の向上にも寄与することができる。また、全ての圧電材１２の超音波送受波面が同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状の段差配列が施されているので、信号線１８やグランド線２０の配線も容易に行うことができる。
【００５８】
図９には、図２で説明した構造とは異なる振動特性を利用する振動子の構造例が示されている。つまり、信号電極とグランド電極とが、音響整合層１６の積層面と直交する圧電材１２の対向する面に形成され、信号線１８とグランド線２０とが各信号電極、グランド電極に接続されている。この時、圧電材１２は、信号線１８とグランド線２０との間に所定の電圧が印加されると、図９のＸ方向に振動するが、同時にＺ方向にも振動する。このＺ方向の振動は、いわゆるＸ方向の横効果方式により発生し、Ｚ方向の振動により超音波を発生させ超音波探触子の放射面から所望の超音波を放射している。
【００５９】
図９で説明する超音波探触子においても、圧電材１２の下面側に接続されるバッキング層１４は省略しているが、信号線１８とグランド線２０とは、圧電材１２の側面からバッキング層１４を貫通し、超音波探触子１０の裏面側に延出している。従って、信号線１８とグランド線２０は、音響整合層１６と圧電材１２の接合間、及び圧電材１２とバッキング層１４の接合間には介在しない。つまり、音響整合層１６と圧電材１２とバッキング層１４とを、直接接合することができる。その結果、圧電材１２に対して音響整合層１６とバッキング層１４を強固に接合することができる。また、超音波の放射方向に信号線１８やグランド線２０が存在しないため、圧電材１２と音響整合層１６とのカップリングを良好に行うことが可能であり、超音波の放射性能を良好に維持することができる。
【００６０】
さらに、図９から明らかなように、圧電材１２上に積層される音響整合層１６は信号線１８やグランド線２０の影響を受けること無く、圧電材１２毎に完全分離することができるので、図１のようにマトリックス状に配列された場合でも、隣接した圧電材１２から放射される超音波は、相互に干渉することなく、各圧電材１２から所望の方向に超音波を放射することができる。その結果、超音波探触子１０としての指向特性を向上することができる。また、圧電材１２毎に分離した信号線１８とグランド線２０とを一対でバッキング層１４の裏面側に容易に延出することができるので、圧電材１２毎の加工が容易になり、また、圧電材１２毎の制御も容易になるので圧電材１２に接続する電気回路の回路設計の自由度が向上する。
【００６１】
また、図９の構成において、グランド線２０はバッキング層１４内をまっすぐに貫通させ、裏面側に延出させることができる。すなわち、各信号線１８間に、グランド線２０を容易に介在させることができるため、信号線１８間でのクロストークを抑制することが可能になり、信号の劣化を低減することも可能となる。
【００６２】
図１０には、図９に示す横効果利用タイプの超音波探触子の製造方法の概略手順が示されている。
【００６３】
第１ステップとして、図１０（ａ）に示すように、例えば、チタン酸バリウム、ＰＺＴ、チタン酸鉛等の圧電セラミックス等からなる板状の圧電素材２２の対向する表裏面に金材等電極に適した材料により信号電極１８ａ、グランド電極２０ａを蒸着やスパッタリング、印刷等任意の手段により形成する（電極形成ステップ）。
【００６４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、板状の圧電素材２２を所望の大きさの短冊状の圧電材２２ａに切断する。この短冊の幅が振動子（振動素子）の幅となる。なお、横効果を用いる場合、各電極が圧電材２２ａの両側面に配置されるため、信号電極とグランド線との接触は発生しない。そのため、図３（ｂ）のように溝２４を形成する必要はない。この状態で、図１０（ｃ）に示すように、対向面に信号電極１８ａとグランド電極２０ａとを有する短冊状の圧電材２２ａが形成される。
【００６５】
続いて、図３（ｆ）、図４（ａ）、図４（ｂ）で説明したものと同様な手順により、圧電材２２ａの一方側に音響整合層形成材料３２を流し込み音響整合層１６を形成し、他方側にバッキング層形成材料３０を流し込みバッキング層１４を形成する。この時、前述したように、バッキング層１４の厚さは、圧電材２２ａの厚みより薄く（例えば、半分の厚さ）なるようにする。また、バッキング層１４には、グランド線２０が屈曲することなく固定できるように、バッキング層１４に傾斜を持たせるようにすることが好ましい。図１０（ｄ）に音響整合層１６及びバッキング層１４を備えた圧電材２２ａ、すなわち複合体６０の側面図が示されている。続いて、図１０（ｅ）に示すように、複合体６０の一面側（例えば、バッキング層１４を薄型化した側）にグランド電極２０ａに接触するようにグランド線２０を形成する。また、複合体６０の他方面側に、信号電極１８ａに接触する信号線１８を形成する。グランド線２０及び信号線１８の形成は例えば蒸着やスパッタリング等によって容易に形成することができる。複合体６０にグランド線２０及び信号線１８を形成した配線複合体６２の断面図が図１０（ｅ）に示されている。図１０（ｅ）から明らかなように、信号電極１８ａとグランド線２０は全く接触することがないので、図３（ｃ）に示すようなオフセット溝２４ａは必要ない。なお、横効果を利用した構造においても、バッキング層１４に薄肉部分を形成し、スペーサ３８に厚肉部分を形成することにより、電気的クロストークをより抑制することが可能となる。もちろん、バッキング層１４やスペーサ３８をそれぞれ均一な厚さにしてもよい。
【００６６】
このように、横効果タイプの超音波振動子の場合、信号電極やグランド電極は、音響整合層１６と圧電材１２の接合間、及び圧電材１２とバッキング層１４の接合間には介在しない。つまり、音響整合層１６と圧電材１２とバッキング層１４とを、直接接合することが可能になり、音響整合層１６やバッキング層１４の硬化時に圧電材２２ａと強固に接合することができる。
【００６７】
以上のように形成された配線複合体６２は、図５（ａ）のようにスペーサ３８を介して配列され、ブロック体を形成する。続いて、図５（ｂ）〜（ｄ）の手順によりマトリックス状にダイシングを行い、信号線１８、グランド線２０とで個別に制御可能な振動子から成る全ての圧電材１２の超音波送受波面が同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状の段差配列が施されたマトリックス状の超音波探触子を作成する。
【００６８】
また、同様に形成した配線複合体６２を用いて、図７（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）、（ｂ）の手順で製造を行うことにより、横振動を用いた、全ての圧電材１２の超音波送受波面が同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状の段差配列が施されたピラミッド型の超音波探触子５８を得ることができる。
【００６９】
ところで、上述した超音波探触子の製造方法（縦効果を用いるもの及び横効果を用いるもの）においては、製造工程の一部を変更するのみで、様々な付加効果を得ることができる。例えば、圧電材２２ａの上面側に接続される音響整合層１６はその積層方向の厚みにより、超音波の音響特性が変化する。従って、音響整合層１６の厚みは、正確に設定される必要があると共に、製造する超音波探触子の特性に応じて任意に容易に選択調整できるようにしておくことが望ましい。そこで、図１１（ａ）に示すように、予め厚め（例えば厚さｔ）に音響整合層１６を形成しておき、図１１（ｂ）に示すように、必要に応じて、厚みｔ0に切断することにより、容易に所望の音響特性を有する複合体を形成することができる。
【００７０】
図１２には、上述した本実施形態の横効果への応用例、つまり圧電材１２の超音波放射方向と直交する方向に対面する側面に信号線１８とグランド線２０を形成する構造の応用例を示すものである。なお、図１２において、バッキング層１４は図示を省略している。また、図１２は、実際の超音波探触子１０において、個々に分割された後の１つの振動子（振動素子）６４のみを図示している。
【００７１】
図１２に示す構造は、必要とされる圧電材６６の厚さＴ0（例えば、図９、図１０等で説明した圧電材１２（２２ａ）と同じ厚さ）を得るために、１／２の厚さ（Ｔ1）の圧電材６６を２枚貼り合わせている。
【００７２】
圧電材６６は、図１０で説明した手順に従って、超音波放射方向と直交する方向に対面する側面に信号線１８とグランド線２０を形成する。なお、図１２では、個別の圧電材６６に分離した後の形状を図示しているが、実際の製造過程においては、図３等に示す手順で、厚さＴ1の板状に形成し、最終工程でダイシングにより分離した状態が図１２となる。
【００７３】
圧電材６６に接続する信号線１８とグランド線２０は、例えば金材を、所望の厚さＴ0の１／２の厚さＴ1で形成した複合体にシート状の配線素材の貼り付けやパターン印刷、蒸着やスパッタリング等により形成する。続いて、信号線１８とグランド線２０が形成された２枚の配線複合体を図１２に示すように、信号線１８が互いに接触するように向き合わせ接合する。この時の接合方法は任意である。例えば、貼り合わせる２枚の配線複合体の接合面は、完全に平面が出ているわけではないので、例えばエポキシ系の導電性の接着剤等を用いて両者を接着して電気的な接触を得る。
【００７４】
このような構造にすることにより、信号線１８とグランド線２０で挟持される個々の圧電材６６に関するインピーダンスは、厚さＴ0のものに対し、１／２になる。そして、信号線１８とグランド線２０で挟持される圧電材を２枚重ねてＴ0の厚さにした場合、トータルのインピーダンスは、厚さＴ0の圧電材を信号線１８とグランド線２０で挟持したものの１／４になる。つまり、厚さＴ0の圧電材を有する配線複合体を形成した場合、電気特性を向上することが可能となり、高性能の超音波探触子を形成することができる。
【００７５】
上述のように形成した積層タイプの配線複合体は、図３〜図５に示す手順と同様な手順に従って、ブロック体を形成した後、ダイシングを行い、全ての圧電材６６の超音波送受波面が同一方向を向き、かつ配列方向に対して凸状の段差配列が施された超音波探触子１０として完成させる。なお、グランド線２０の引き出しは、個別にバッキング層１４の裏面側に延出させてもよいし、共通のグランド線として延出してもよい。
【００７６】
また、図１２において、音響整合層１６は、圧電材６６にバッキング層を形成する時に同時に形成してもよいし、圧電材６６を２枚積層した後に後付けで圧電材６６上に積層してもよい。後付けの場合、音響整合層１６の形状精度等が出し易いので、超音波探触子１０の全体精度の向上に適している。一方、先付けの場合は、製造工程がシンプルになるので、製造効率の向上に適している。従って、音響整合層１６の形成順序は適宜選択することが好ましい。
【００７７】
なお、上述した実施形態では、音響整合層１６とバッキング層１４とを、型枠２３を用いて圧電材２２ａの上下面に接着配置する例を説明したが、例えば、定盤上に配置した圧電材２２ａの上下面に任意に音響整合層形成材料３２やバッキング層形成材料３０を流し込み、硬化処理を施した後に音響整合層１６とバッキング層１４とをカッティング等により成形してもよい。もちろん、この構造は、横効果を用いた超音波探触子においても適用することが可能で同様な効果を得ることができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、超音波の放射に関し述べているが、本実施形態の超音波探触子１０は超音波の受信用として、また、送受信兼用としても使用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、圧電材（振動子）を１次元配列した１Ｄアレイ、２次元配列した２Ｄアレイについて説明したが、１Ｄアレイの配列方向と直交する方向を数分割した所謂１．５Ｄアレイタイプの超音波振動子も同様に製造することが可能であり、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波探触子の構造概念図である。
【図２】図１の超音波探触子において、圧電材の側面に接続される信号線とグランド線の詳細を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る超音波探触子の製造手順の序盤を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る超音波探触子の製造手順の中盤を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る超音波探触子の製造手順の終盤を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る超音波探触子を用いて肋間から心臓を診断している状態を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る他の形状の超音波探触子の製造手順の前半を説明する説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る他の形状の超音波探触子の製造手順の後半を説明する説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る超音波探触子において、横効果を利用する圧電材の側面に接続される信号線とグランド線の詳細を説明する説明図である。
【図１０】図９に示す圧電材を用いた超音波探触子の製造手順の概略を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る超音波探触子の製造過程における音響整合層の厚みを調整する方法を説明する説明図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る超音波探触子の応用構造例を説明する説明図である。
【図１３】従来の超音波探触子を用いて肋間から心臓を診断している状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０，５８  超音波探触子、１２，２２ａ，６６  圧電材、１４  バッキング層、１６  音響整合層、１８  信号線、１８ａ  信号電極、２０  グランド線、２０ａ  グランド電極、２２  圧電素材、２３  型枠、２４  溝、２４ａ  オフセット溝、２６  保持部、２８  凹部、３０  バッキング層形成材料、３２  音響整合層形成材料、３４，６０  複合体、３６，４８，６２  配線複合体、３８，５０  スペーサ、４０，５２  ブロック体、４２，４４  溝、４６  振動体、６４  振動子、１０２  心臓、１０４  肋骨。
【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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