【手続補正書】
【提出日】平成19年7月5日(2007.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面上に配列された複数の超音波トランスデューサを含む超音波トランスデューサアレイの製造方法であって、
曲面を有する基材を用意する工程（ａ）と、
前記基材の曲面上に第１の導電体層を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の導電体層上に圧電体層を形成する工程（ｃ）と、
前記圧電体層上に第２の導電体層を形成する工程（ｄ）と、
工程（ｂ）〜（ｄ）において形成された前記第１の導電体層、前記圧電体層、及び、前記第２の導電体層を含む積層体に所定の幅を有する複数の溝を所定のピッチで形成することにより、複数の超音波トランスデューサを形成する工程（ｅ）と、
を具備する超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項２】
工程（ｄ）の後で、前記第２の導電体層の表面に音響整合層を形成する工程（ｄ'）をさらに具備し、
工程（ｅ）が、工程（ｂ）〜（ｄ'）において形成された前記第１の導電体層、前記圧電体層、前記第２の導電体層、及び、前記音響整合層を含む積層体に対して複数の溝を形成することを含む、
請求項１記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項３】
曲面上に配列された複数の超音波トランスデューサを含む超音波トランスデューサアレイの製造方法であって、
曲面を有する基材を用意する工程（ａ）と、
前記基材の曲面上に第１の導電体層を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の導電体層上に複数の圧電体層と少なくとも１つの内部電極層とを交互に積層する工程（ｃ）と、
最上層の圧電体層上に第２の導電体層を形成する工程（ｄ）と、
工程（ｂ）〜（ｄ）において形成された前記第１の導電体層、前記複数の圧電体層、前記少なくとも１つの内部電極層、及び、前記第２の導電体層を含む積層体に所定の幅を有する複数の溝を所定のピッチで形成することにより、複数の超音波トランスデューサを形成する工程（ｅ）と、
を具備する超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項４】
工程（ｄ）の後で、前記第２の導電体層上に音響整合層を形成する工程（ｄ'）をさらに具備し、
工程（ｅ）が、工程（ｂ）〜（ｄ'）において形成された前記第１の導電体層、前記複数の圧電体層、前記少なくとも１つの内部電極層、前記第２の導電体層、及び、前記音響整合層を含む積層体に対して溝を形成することを含む、
請求項３記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項５】
工程（ｄ）が、音響整合層として働く第２の導電体層を形成することを含む、請求項１又は３記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項６】
工程（ｃ）が、圧電材料の粉体を含むエアロゾルを前記基材に向けて吹き付けることにより前記圧電材料の粉体を堆積させるエアロゾルデポジション法を用いて前記圧電体層を形成することを含む、請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項７】
工程（ｃ）の後で、前記圧電体層を熱処理する工程をさらに具備する、請求項６記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項８】
工程（ｄ'）が、音響整合層の材料の粉体を含むエアロゾルを前記基材に向けて吹き付けることにより前記音響整合層の材料の粉体を堆積させるエアロゾルデポジション法を用いて前記音響整合層を形成することを含む、請求項２又は４又は５記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項９】
工程（ａ）が、バッキング材として働く基材を用意することを含む、請求項１〜８のいずれか１項記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項１０】
工程（ｃ）の後で、前記基材の一部を除去すると共に、前記基材の一部にバッキング材を配置する工程をさらに具備する請求項１〜８のいずれか１項記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項１１】
工程（ｃ）の後で、前記基材を除去することにより、前記圧電体層の１つの面を露出させる工程（ｆ）と、
工程（ｆ）において露出した前記圧電体層の面上に第３の導電体層を形成する工程（ｇ）と、
工程（ｇ）において形成された第３の導電体層上にバッキング材を配置する工程（ｈ）と、
をさらに具備する請求項１〜８のいずれか１項記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項１２】
工程（ｅ）が、互いに平行な複数の溝を形成することにより、曲面上に１次元的に配列された複数の超音波トランスデューサを形成することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項１３】
工程（ｅ）が、互いに異なる２つの方向に複数の溝を形成することにより、曲面上に２次元的に配列された複数の超音波トランスデューサを形成することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項記載の超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項１４】
曲面を有するバッキング材と、
前記バッキング材の曲面上に直接的又は間接的に配置された複数の超音波トランスデューサであって、各々が、第１の導電体層と、圧電体層と、第２の導電体層とを含み、前記圧電体層の前記バッキング材と反対側の面の面積が、前記圧電体層のバッキング材側の面の面積よりも大きい、前記複数の超音波トランスデューサと、
を具備する超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１５】
前記複数の超音波トランスデューサの各々が、第１の導電体層と、複数の圧電体層と、前記複数の圧電体層と交互に積層された少なくとも１つの内部電極層と、第２の導電体層とを含む、請求項１４記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１６】
前記複数の超音波トランスデューサの各々が、前記第２の導電体層上に形成された音響整合層をさらに含む、請求項１４又は１５記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１７】
前記複数の超音波トランスデューサの各々において、前記第２の導電体層が音響整合層として働く、請求項１４又は１５記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１８】
前記複数の超音波トランスデューサが、前記バッキング材の曲面上に１次元的又は２次元的に配列されている、請求項１４〜１７のいずれか１項記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１９】
ラジアル走査方式に用いられる超音波トランスデューサアレイであって、
前記バッキング材が円柱形状を有し、
前記複数の超音波トランスデューサが、該円柱形状の側面の周囲に配置されている、
請求項１８記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項２０】
コンベックス式の超音波トランスデューサアレイであって、
前記バッキング材が所定の曲率の凸面を有する、請求項１８記載の超音波トランスデューサアレイ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
関連する技術として、特許文献３には、接着層を一切用いず、裁断工程を必要とせず製造し、性能を向上させて、大幅なコスト低減を実現するために、圧電素子層、音響整合層およびダンピング層を基本構成要素とする超音波トランスデューサにおいて、上記基本構成要素の内の少なくとも１つの層が超微粒子を噴射堆積することにより形成されている超音波トランスデューサが開示されている。
【特許文献１】特開昭５８−５４９３９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２４１９９号公報
【特許文献３】特開平６−２８５０６３号公報
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明によれば、曲面の素子配列面を有する基材の表面に形成された積層体に対して溝を形成することにより複数の素子を形成するので、複数の素子が曲面上に狭ピッチ且つ狭ギャップで配列された超音波トランスデューサアレイを、容易に作製することができる。従って、解像度の高い超音波を送受信できる超音波トランスデューサを、高歩留まり且つ低コストで製造することが可能になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）に示すＢ−Ｂにおける超音波トランスデューサアレイ１００の断面を示している。また、図１の（ｃ）は、図１の（ａ）に示す超音波トランスデューサアレイ１００の一方の端面（図の右側）を示している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
後述するように、バッキング材１０１の円柱側面上に配置されている複数の素子１１０は、円環柱形状を有する圧電体等に対して、長さＬ方向に溝を形成して分割することにより形成されている。そのため、図１の（ｂ）に示すように、隣接する素子１１０を隔てる溝の幅はほぼ一定となっている。それにより、各素子１１０の断面は、内側（下部電極１０２側）から外側（上部電極１０４側）に向けて放射状に広がる扇の一部を為す形状となっている。従って、各素子１１０においては、上面の面積が下面の面積よりも大きくなっている。また、各素子１１０の超音波送信面は、その断面が円弧を描くように、曲面となっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
次に、図４の（ｂ）に示すように、基材１１１の円柱側面領域に、例えば、スパッタ法やメッキ法等によって白金等の導電材料を成膜することにより、下部電極層１１２を形成する。ここで、下部電極層１１２は、完成品における電極として用いられると共に、この後の成膜工程におけるアンカー層としても用いられる。即ち、本実施形態においては、この後で、原料の粉体を下層に衝突させる成膜方法を用いて圧電体層を形成するが、その際に、原料の粉体が下層に食い込む現象（「アンカーリング」と呼ばれる）が生じる。このアンカーリングによって生じるアンカー層（粉体が食い込んだ層）の厚さは、下層（下部電極層１１２）の材質や粉体の速度等によって異なるが、通常は、１０ｎｍ〜３００ｎｍ程度となる。従って、十分にアンカーリングを生じさせることによって圧電体層を下層に密着させると共に、電極としての導電性を十分に確保するためには、下部電極層１１３の厚さは、２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度又はそれ以上あることが望ましい。また、下部電極層１１２の材料としては、圧電体層との密着性が高く、アンカーリングが比較的生じ易い硬さを有する白金を用いることが望ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
次に、図１０の（ｂ）に示すように、円筒状の積層体２０６の内側に、バッキング材２０７を充填して硬化させる。バッキング材２０７としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ゴムや、それらの内の少なくとも１つを含む材料を用いることができる。このように、圧電体層２０３の熱処理後にバッキング材２０６を充填する場合には、バッキング材の耐熱性をあまり考慮する必要がなくなるので、材料選択の幅を広げることができる。なお、このバッキング材２０６は、熱処理の後、上部電極層２０４を形成する前に充填しても良い。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る超音波トランスデューサアレイについて、図１７を参照しながら説明する。
図１７に示すように、本実施形態に係る超音波トランスデューサアレイ５００は、バッキング材１０１と、該バッキング材１０１の円柱側面上に２次元状に配置された複数の素子１１０ａ及び１１０ｂとを含んでいる。複数の素子１１０ａ及び１１０ｂの各々の構造については、図１に示す素子１１０におけるものと同様である。また、超音波トランスデューサアレイ５００の一方の端面（図の左側）においては、複数の素子１１０ａの各々から、配線１０６ａ及び１０７ａが引き出されている。一方、超音波トランスデューサアレイ５００の他方の端面（図の右側）においては、複数の素子１１０ｂの各々から、配線１０６ｂ及び１０７ｂが引き出されている。