(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッキング材上に圧電素子を固着し、前記圧電素子上に音響整合層を設けてなる超音波探触子において、前記圧電素子と前記バッキング材との間隙又は及び前記圧電素子と前記音響整合層との間隙に導電性接着剤を設け、前記圧電素子の長さ方向の間隙を変化させて前記圧電素子への供給電流を制御したことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記間隙は中央部を最小として連続的に大きくなる請求項１の超音波探触子。
【請求項３】
前記圧電素子は短冊状として幅方向に並べられて配列型とする超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波探触子を産業上の技術分野とし、特に重み付けをしてなる超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）超音波探触子は、生体における疾患部等の内部情報を得る超音波診断装置に、超音波送受波源として適用される。このようなものの一つに、短冊状の圧電素子２を幅方向に並べて、例えばセクタ駆動として電子走査する配列型がある。そして、配列型とした超音波探触子（配列型探触子とする）の短軸方向即ち圧電素子２の長さ方向を重み付けして、中央領域の振動強度を高めてサイドロブの小さな超音波ビームを得る提案がある（特開平5-23331号、特開平7-274292号公報）。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図乃至第６図は一従来例を説明する図で、第４図は配列型探触子の正断面図、第５図及び第６図は同側断面図である。
配列型探触子は、両主面に電極１（ａｂ）を有する短冊状の圧電素子２を幅方向（長軸方向）にバッキング材３上に並べてなる。送受波面側には音響整合層４を有し、各圧電素子２間に充填材５を埋設してなる。そして、短軸方向にも圧電素子２を複数のここでは5個の圧電エレメント２（aｂｃｄｅ）に分割し、同方向に重み付けしてなる（第５図及び第６図）。
【０００４】
重み付けは、例えば中央の圧電エレメント（中央エレメントとする）２ａから両端の圧電エレメント（両端エレメントとする）２（ｄｅ）にいくにつれ、分極度合いを小さくする（第５図）。あるいは、各圧電エレメント２（aｂｃｄｅ）に供給する電流を抵抗６によって制御し、中央エレメント２ａに最大の、両端エレメント２（ｄｅ）に最小の電流を供給する（第６図）。
【０００５】
これらにより、中央エレメント２ａを最大として、両端エレメント２（ｄｅ）を最小とした振動強度の分布とする。したがって、このようなものでは、短軸方向でのビーム幅を小さくしてサイドロブを抑圧した超音波を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の超音波探触子では、基本的には、いずれも短軸軸方向に圧電素子２を分割するので、製造工程を増加する。そして、各圧電エレメント２（aｂｃｄｅ）から独立した信号線を導出するので、構造を複雑にする。また、分極強度による重み付けの場合は、振動強度の制御が困難となる。これらにより、生産性を低下させる問題があった。
【０００７】
さらには、これらの重み付けでは、各圧電エレメント２（aｂｃｄｅ)ごとの重み付けで階段的となり、サイドロブを充分に抑圧できない問題もあった。
【０００８】
（発明の目的）本発明は生産性を良好に維持し、重み付けを容易にしてサイドロブを抑圧した超音波探触子を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧電素子とバッキング材との間隙又は及び圧電素子と音響整合層との間隙に導電性接着剤を設け、短軸方向でこれらの間隙を変化させたことを基本的な解決手段とする。
【００１０】
【作用】
本発明では、圧電素子とバッキング材との間隙又は及び圧電素子と音響整合層４との間隙を変化させて導電性接着剤を介在させるので、導電性接着剤の厚みによって導通抵抗を変化させられる。したがって、導通抵抗にしたがった電流値となるので、振動強度を可変できる。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１１】
【第１実施例】
第１図は本発明の第１実施例を説明する配列型探触子の図で、同図（ａ）は長軸方向の断面図、同図（ｂ）は短軸方向の断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
配列型探触子は、基本的に、長軸方向に並べられた短冊状の圧電素子２と、バッキング材３と、音響整合層４とからなる。ここでの圧電素子２は放射面側となる上面にのみ電極１ｂを有し、バッキング材３側となる下面は圧電素子２の生地を露出する。バッキング材３の短軸方向の表面は凸状の曲面とし、全面に例えば蒸着によって導通膜（金属膜）７が形成され、正面に分割導通膜（分割膜とする）７ａを延出する。
【００１２】
そして、圧電素子２の下面とバッキング材３の表面との間隙には導電性接着剤８を介在させる。要するに、圧電素子２とバッキング材３との短軸方向（圧電素子２の長さ方向）での間隙には、中央部を最小の厚みとした連続的に厚みの変化（増大）する導電性接着剤８が設けられる。導電性接着剤８は、例えばカーボン（Ｃ）を導電粒として接着剤に混入した、単位体積当たりの抵抗値が１〜１０Ω以上のものが適用される。
【００１３】
例えば図示しない圧電板を、凸状としたバッキング材３の表面に固着する。次に、分割膜７ａの間となるバッキング材３上に到達する溝を設けて、導通膜７とともに圧電板を短冊状に切断分割する。最後に、溝内に充填材５を埋設し、各分割膜７ａに例えば図示しないフレキシブル基板を接続する。そして、各圧電素子２に電気パルスを印加してセクタ駆動する。
【００１４】
このようなものでは、各圧電素子２に電気パルスを印加すると、バッキング材３上の導通膜７を同電位としてアース電位となる上面の電極１ｂ間に（電界）電流を生じる。そして、圧電素子２における長手方向の電流分布は、導電性接着剤８の厚みによって決定される導通抵抗に反比例した分布となる。すなわち、電流分布は中央部を最大として両端部を最小とした分布になる。
【００１５】
したがって、従来例で示した抵抗６を接続した場合と同様の重み付けとなり、ビーム幅を小さくしてサイドロブを抑圧した超音波を得る。そして、ここでは、導電性接着剤８の厚みが連続的に変化するので、ビーム幅が連続的に細くなりサイドロブを充分に抑圧できる。
【００１６】
また、従来のように圧電素子２を短軸方向に分割することも新たに結線することもないので、製造工程を増やすことなく重み付けを容易にした配列型探触子を得られる。
【００１７】
【第２実施例】
第２図は本発明の第２実施例を説明する配列型探触子の図で、同図（ａ）は長軸方向の断面図、同図（ｂ）は短軸方向の断面図である。なお、前第１実施励と重複する部分の説明は省略又は簡略する。
前第１実施例では、圧電素子２の上面側のみに電極１ｂを設けて下面側を露出したが、第２実施例では上面側を露出して下面側のみに電極１ａを設ける例である。すなわち、第２実施励ではバッキング材３の表面は平坦として圧電素子２を長軸方向に並べる。
【００１８】
そして、圧電素子２側に向かって凸状とした音響整合層４を導電性接着剤８によって接合する。音響整合層４の凸面には、アース電位としての導電膜７が形成される。各圧電素子２の音響整合層は図示しない線路によって共通接続してアース電位に接地する。
【００１９】
このような構成であれば、圧電素子２の下面の電極１ａと音響整合層４の導電膜７との間で電流を生じる。そして、第１実施例と同様に、導電性接着剤８の厚みに起因した導通抵抗によって電流値が異なり、中央部を最大として両端部を最小とした連続的に変化する電流分布となる。
【００２０】
したがって、中央部の振動強度を最大とする重み付けを達成し、ビーム幅が連続的に細くなってサイドロブを充分に抑圧する。そして、製造工程を増やすことなく重み付けを容易にした配列型探触子を得ることができる。また、この例では圧電素子２の放射面側の導電性接着剤８が凹面となるので、超音波の収束効果を期待できる。
【００２１】
【第３実施例】
第３図は本発明の第３実施例を説明する配列型探触子の図で、同図（ａ）は長軸方向の断面図、同図（ｂ）は短軸方向の断面図である。なお、前各実施励と重複する部分の説明は省略又は簡略する。
前各実施例では、圧電素子２の下面の電極１ａとバッキング材３又は上面の電極１ｂと音響整合層４の連続的に変化する間隙に導電性接着剤８を設けたが、第３実施例ではいずれの間隙にも導電性接着剤８を設けてなる。
【００２２】
すなわち、ここでは、圧電素子２は上下面ともに電極１（ａｂ）を形成することなく、生地を露出する。そして、正面に分割膜７ａを有する導通膜７を全表面に形成されて凸状の曲面としたバッキング材３上に、連続的に厚みの変化する導電性接着剤８によって圧電素子２の下面が固着される。また、アース電位としての導電膜７が形成された凸面状の音響整合層４は、圧電素子２の上面に導電性接着剤８によって固着される。
【００２３】
このような構成であれば、圧電素子２の上下面間で導電性接着剤８の厚みに起因した導通抵抗によって電流値が異なり、中央部を最大として両端部を最小とした連続的に変化する電流値となる。したがって、前各実施励よりも、中央部の振動強度を最大とする重み付けをでき、ビーム幅を連続的に細くし易くなってサイドロブを充分に抑圧する。そして、製造工程を増やすことなく重み付けを容易にして、超音波を収束する配列型探触子を得ることができる。
【００２４】
【他の事項】
なお、上記各実施例では配列型探触子として説明したが、例えば単板であったとしても適用できる。この場合、例えば円状の平板からなる単板を球面状としたバッキング材３に固着することによって、ビーム幅の小さい超音波を得ることができる。
【００２５】
また、バッキング材３及び音響整合層４の凸面上には蒸着によって導電膜７を設けたが、これに限らず例えば膜厚の小さい銀箔を貼着してもよい。さらに、連続状の曲面としたが、階段状や不連続部があったとしても基本的に適用できる。
【００２６】
また、音響整合層４は放射面側を平坦として圧電素子２側を凸状とした不均一な厚みとしたが、放射面側を凹面として均一な厚みとしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、圧電素子とバッキング材との間隙又は及び圧電素子と音響整合層との間隙に導電性接着剤を設け、短軸方向でこれらの間隙を変化させたので、生産性を良好に維持し、重み付けを容易にしてサイドロブを充分した超音波探触子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する図で、同図（ａ）は配列型探触子の正断面図、同図（ｂ）は同側断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を説明する図で、同図（ａ）は配列型探触子の正断面図、同図（ｂ）は同側断面図である。
【図３】本発明の第３実施例を説明する配列型探触子の側断面図である。
【図４】従来例を説明する配列型探触子の正断面図である。
【図５】従来例を説明する配列型探触子の側断面図である。
【図６】従来例を説明する配列型探触子の側断面図である。
【符号の説明】
１  電極、２  圧電素子、３  バッキング材、４  音響整合層、５  充填材、６  抵抗、７  導電膜、８  導電性接着剤．
【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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