超音波探触子及び超音波診断装置
【課題】音響特性への影響を抑制することを可能とする超音波探触子及び超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波が通過する領域２３において、ｃＭＵＴチップ２０上部の接着層９０ａの厚さを薄くすることにより、接着層９０ａによる音響特性への影響を抑制し、パルス特性や周波数特性を向上させることができる。望ましくは、接着層９０ａの厚さを１０μｍ程度とする。また、音響レンズ２６ａの上面は、Ｖ字状凹部を有さない形状とすることが望ましい。また、音響レンズ２６ａとｃＭＵＴチップ２０との間に絶縁層やグランド層を設けてもよい。また、平滑化樹脂層を設けることにより、接着層９０ａの厚さを薄くしたまま音響レンズ２６ａの下面を平坦形状とすることもできる。
【解決手段】超音波が通過する領域２３において、ｃＭＵＴチップ２０上部の接着層９０ａの厚さを薄くすることにより、接着層９０ａによる音響特性への影響を抑制し、パルス特性や周波数特性を向上させることができる。望ましくは、接着層９０ａの厚さを１０μｍ程度とする。また、音響レンズ２６ａの上面は、Ｖ字状凹部を有さない形状とすることが望ましい。また、音響レンズ２６ａとｃＭＵＴチップ２０との間に絶縁層やグランド層を設けてもよい。また、平滑化樹脂層を設けることにより、接着層９０ａの厚さを薄くしたまま音響レンズ２６ａの下面を平坦形状とすることもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断画像を撮像する超音波探触子及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波探触子から出力される反射エコー信号に基づいて診断画像を撮像する装置である。超音波探触子には、複数の超音波振動子が配列される。超音波振動子は、駆動信号を超音波に変換して超音波を被検体に送波すると共に、被検体から発生した反射エコー信号を受波して電気信号に変換する。
近年、ｃＭＵＴ（Ｃａｐａｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を用いた超音波探触子が開発されている。ｃＭＵＴは、半導体微細加工プロセスにより製造される超微細容量型超音波振動子である。ｃＭＵＴでは、バイアス電圧の大きさに応じて超音波送受信感度すなわち電気機械結合係数が変化する。尚、バイアス電圧は、超音波送受信部から供給される駆動信号に重畳して印加される（例えば、［特許文献１］参照。）。ＰＺＴ（ジルコンチタン酸鉛）探触子では、パルス特性に尾引きが残留しやすい。一方、ｃＭＵＴ探触子では、パルス特性が大幅に改善されて距離分解能が向上する。さらに、周波数特性も広帯域となるのでペネトレーション（深達度）も向上する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５８９４４５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＰＺＴ探触子では圧電素子自体を伸縮させるので、負荷による影響を受けにくいが、ｃＭＵＴ探触子では静電力で振動膜を振動させるので、負荷の影響を受けやすいという問題点がある。例えば、ｃＭＵＴ直上に硬質層が形成されると、当該硬質層が振動膜の剛性を変化させ、音響特性が劣化したり中心周波数が高周波数側に大きくずれるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、音響特性への影響を抑制することを可能とする超音波探触子及び超音波診断装置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】
【０００６】
前述した目的を達成するために第１の発明は、バイアス電圧に応じて電気機械結合係数または感度が変化する複数の振動要素を有し超音波を送受波するｃＭＵＴチップと、前記ｃＭＵＴチップの上方に設けられる音響レンズと、前記ｃＭＵＴチップの下方に設けられるバッキング層と、を備える超音波探触子において、少なくとも前記超音波が通過する領域では、他の領域と比較して、前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さを薄くすることを特徴とする超音波探触子である。
【０００７】
第１の発明の超音波探触子では、少なくとも超音波が通過する領域では、他の領域と比較して、音響レンズとｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さは薄く形成される。接着層の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることが望ましい。また、接着層の材質は、音響レンズと類似の材質とすることが望ましい。
【０００８】
このように、ｃＭＵＴチップ上部の接着層の厚さを薄くすることにより、接着層による音響特性への影響を抑制し、パルス特性や周波数特性を向上させることができる。
【０００９】
第２の発明は、被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から出力される超音波受信信号に基づいて超音波画像を構成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、を備える超音波診断装置において、前記超音波探触子は請求項１から請求項３までのいずれかに記載の超音波探触子であることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の超音波探触子を備える超音波診断装置に関する発明である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、音響特性への影響を抑制することを可能とする超音波探触子及び超音波診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波探触子及び超音波診断装置の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１３】
（１．超音波診断装置の構成）
最初に、図１を参照しながら、超音波診断装置１の構成について説明する。
図１は、超音波診断装置１の構成図である。
超音波診断装置１は、超音波探触子２、送信手段４、バイアス手段６、受信手段８、整相加算手段１０、画像処理手段１２、表示手段１４、制御手段１６、操作手段１８から構成される。
【００１４】
超音波探触子２は、被検体に接触させて被検体との間で超音波を送受波する装置である。超音波探触子２から超音波が被検体に射出され、被検体から発生した反射エコー信号が超音波探触子２により受波される。
【００１５】
送信手段４及びバイアス手段６は、超音波探触子２に駆動信号を供給する装置である。
受信手段８は、超音波探触子２から出力される反射エコー信号を受信する装置である。受信手段８は、さらに、受信した反射エコー信号に対してアナログデジタル変換等の処理を行う。
【００１６】
整相加算部１０は、受信された反射エコー信号を整相加算する装置である。
画像処理手段１２は、整相加算された反射エコー信号に基づいて診断画像（例えば、断層像や血流像）を構成する装置である。
表示部１８は、画像処理された診断画像を表示する表示装置である。
制御手段１６は、上述した各構成要素を制御する装置である。
操作手段１８は、制御手段１６に指示を与える装置である。操作手段１８は、例えば、トラックボールやキーボードやマウス等の入力機器である。
【００１７】
（２．超音波探触子２）
次に、図２〜図４を参照しながら、超音波探触子２について説明する。
【００１８】
（２−１．超音波探触子２の構成）
図２は、超音波探触子２の構成図である。図２は、超音波探触子２の一部切り欠き斜視図である。
超音波探触子２は、ｃＭＵＴチップ２０を備える。ｃＭＵＴチップ２０は、複数の振動子２１−１、振動子２１−２、…が短柵状に配列された１次元アレイ型の振動子群である。振動子２１−１、振動子２１−２、…には、複数の振動要素２８が配設される。尚、２次元アレイ型やコンベックス型等の他の形態の振動子群を用いてもよい。
ｃＭＵＴチップ２０の背面側には、バッキング層２２が設けられる。ｃＭＵＴチップ２０の超音波射出側には、音響レンズ２６が設けられる。ｃＭＵＴチップ２０及びバッキング層２２は、超音波探触子カバー２５に格納される。
【００１９】
ｃＭＵＴチップ２０は、送信手段４及びバイアス手段６からの駆動信号を超音波に変換して被検体に超音波を送波する。受信手段８は、被検体から発生した超音波を電気信号に変換して反射エコー信号として受波する。
バッキング層２２は、ｃＭＵＴチップ２０から背面側に射出される超音波の伝搬を吸収して、余分な振動を抑制する層である。
音響レンズ２６は、ｃＭＵＴチップ２０から送波される超音波ビームを収束させるレンズである。音響レンズ２６は、１つの焦点距離に基づいて曲率が定められる。
【００２０】
尚、音響レンズ２６とｃＭＵＴチップ２０との間にマッチング層を設けてもよい。マッチング層は、ｃＭＵＴチップ２０及び被検体の音響インピーダンスを整合させて、超音波の伝送効率を向上させる層である。
【００２１】
（２−２．振動子２１）
図３は、振動子２１の構成図である。
振動要素２８の上部電極４６は、長軸方向Ｘに区分された振動子２１毎に結線される。すなわち、上部電極４６−１、上部電極４６−２、…は、長軸方向Ｘに並列配置される。
振動要素２８の下部電極４８は、短軸方向Ｙに区分された区分毎に結線される。すなわち、下部電極４８−１、下部電極４８−２、…は、短軸方向Ｙに並列配置される。
【００２２】
（２−３．振動要素２８）
図４は、振動要素２８の構成図である。図４は、１つの振動要素２８の断面図である。
振動要素２８は、基板４０、膜体４４、膜体４５、上部電極４６、枠体４７、下部電極４８から構成される。振動要素２８は、半導体プロセスによる微細加工により形成される。尚、振動要素２８は、ｃＭＵＴの１素子分に相当する。
【００２３】
基板４０は、シリコン等の半導体基板である。
膜体４４及び枠体４７は、シリコン化合物等の半導体化合物から形成される。膜体４４は、枠体４７の超音波射出側に設けられる。膜体４４と枠体４７との間に上部電極４６が設けられる。基板４０と膜体４５との間に下部電極４８が設けられる。枠体４７及び膜体４５により区画された内部空間５０は、真空状態とされるか、あるいは、所定のガスにより充填される。
上部電極４６及び下部電極４８は、それぞれ、駆動信号として交流高周波電圧を供給する送信手段４と、バイアス電圧として直流電圧を印加するバイアス手段６とに接続される。
【００２４】
超音波を送波する場合には、振動要素２８に上部電極４６及び下部電極４８を介して、直流のバイアス電圧（Ｖａ）が印加され、バイアス電圧（Ｖａ）により電界が発生する。発生した電界により膜体４４が緊張して所定の電気機械結合係数（Ｓａ）になる。送信手段４から上部電極４６に駆動信号が供給されると、電気機械結合係数（Ｓａ）に基づいて超音波が膜体４４から射出される。
また、振動要素２８に上部電極４６及び下部電極４８を介して、直流のバイアス電圧（Ｖｂ）が印加されると、バイアス電圧（Ｖｂ）により電界が発生する。発生した電界により膜体４４が緊張して所定の電気機械結合係数（Ｓｂ）になる。送信手段４から上部電極４６に駆動信号が供給されると、電気機械結合係数（Ｓｂ）に基づいて超音波が膜体４４から射出される。
【００２５】
ここで、バイアス電圧が「Ｖａ＜Ｖｂ」の場合には、電気機械結合係数は「Ｓａ＜Ｓｂ」となる。
一方、超音波を受波する場合には、被検体から発生した反射エコー信号により膜体４４が励起されて内部空間５０の容量が変化する。この内部空間５０の変化量に基づいて、電気信号が上部電極４６を介して検出される。
【００２６】
尚、振動要素２８の電気機械結合係数は、膜体４４の緊張度により決定される。従って、振動要素２８に印加するバイアス電圧の大きさを変えて膜体４４の緊張度を制御すれば、同一振幅の駆動信号が入力される場合であっても、振動要素２８から射出される超音波の音圧（例えば、振幅）を変化させることができる。
【００２７】
（３．第１の実施形態）
次に、図５〜図１３を参照しながら、第１の実施形態について説明する。
【００２８】
（３−１．超音波探触子２の構成部材）
図５は、第１の実施形態に係る超音波探触子２を示す図である。図５は、図２の超音波探触子２の平面Ａ断面図である。
【００２９】
音響レンズ２６の下面には、絶縁層である絶縁膜７８が形成される。絶縁膜７８は、例えば、シリコン酸化物膜、パラキシリレン膜である。
【００３０】
ｃＭＵＴチップ２０は、接着層７０を介してバッキング層２２の上面に接着される。バッキング層２２の上面周縁から四方側面に渡って、フレキシブル基板７２（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ：ＦＰＣ）が設けられる。フレキシブル基板７２は、接着層７１を介してバッキング層２２の上面周縁に接着される。
【００３１】
接着層７０及び接着層７１は、例えば、エポキシ樹脂からなる接着剤である。接着層７０及び接着層７１の層厚を任意に調整して、ｃＭＵＴチップ２０及びフレキシブル基板７２の高さ方向位置を調整することができる。
【００３２】
フレキシブル基板７２とｃＭＵＴチップ２０とは、ワイヤ８６を介して電気的に接続される。ワイヤ８６は、ワイヤボンディング方式により接続される。ワイヤ８６としては、Ａｕワイヤ等を用いることができる。ワイヤ８６の周囲には、光硬化樹脂８８が充填される。
【００３３】
音響レンズ２６は、接着層９０を介してｃＭＵＴチップ２０の上面に接着される。音響レンズ２６の材質としては、例えば、シリコンゴムが用いられる。接着層９０の材質に関しては、音響レンズ２６と類似の材質（例えば、シリコン）とすることが望ましい。
音響レンズ２６の上面は、少なくとも領域２３の範囲内において、超音波照射方向に凸状である。音響レンズ２６の上面は、領域２３の境界部分にＶ字状凹部を有する。ｃＭＵＴチップ２０には、少なくとも領域２３に対応する範囲内に、振動要素２８が配置される。音響レンズ２６の凸状の部分から超音波が照射される。
音響レンズ２６の下面は、ｃＭＵＴチップ２０の周縁に対応する位置に、Ｕ字状凹部を有する。このＵ字状凹部には、ｃＭＵＴチップ２０とフレキシブル基板７２との接続部分（光硬化樹脂８８の部分）が嵌合される。
【００３４】
超音波探触子カバー２５は、超音波探触子２の四方側面に設けられる。超音波探触子カバー２５は、音響レンズ２６の四方側面に固定される。検者は、超音波探触子カバー２５を手で把持して超音波探触子２を操作する。
【００３５】
（３−２．超音波探触子２の接続）
図６は、超音波探触子２の接続を示す模式図である。
上部電極４６は、ケーブル９６及び送受分離回路９８を介して受信アンプ１００及び送信手段４に接続される。下部電極４８は、ケーブル１０２を介してバイアス手段６に接続される。
抵抗１１０は、バイアス手段６の電位をグランド電位に安定化させる抵抗素子である。コンデンサ１１２は、信号電流のバイパス用の容量素子である。
【００３６】
（３−３．超音波探触子２の配線）
図７は、超音波探触子２の配線を示す図である。
ｃＭＵＴチップ２０の基板４０は、バッキング層２２の上面に固定される。フレキシブル基板７２は、バッキング層２２の上面周縁に固定される。
フレキシブル基板７２には、紙面上下で対になる信号パターン３８−１〜信号パターン３８−ｎ及び紙面左右で対になる信号パターン４１−１〜信号パターン４１−４が配設される。
【００３７】
上部電極４６−１〜上部電極４６−ｎは、信号パターン３８−１〜信号パターン３８−ｎに接続される。下部電極４８−１〜下部電極４８−４は、信号パターン４１−１〜信号パターン４１−ｎに接続される。隣接する下部電極４８−１〜下部電極４８−４は、絶縁される。上部電極４６及び下部電極４８は、それぞれ、ワイヤ８６を介してワイヤボンディング方式によりフレキシブル基板７２に接続される。
【００３８】
尚、下部電極４８−１〜下部電極４８−４の形状は、振動要素２８の形状（例えば、六角形）に応じた形状（例えば、波形）とすることが望ましい。これにより、各振動要素２８を下部共通電極４８−１〜下部共通電極４８−４のいずれかのみに対応させて配置することができる。
【００３９】
また、下部電極４８−１〜下部電極４８−４が４個配設されるが、数はこれに限られない。
また、信号パターン３８−１〜信号パターン３８−ｎは紙面上下に対にして設けられ、信号パターン４８−１〜信号パターン４８−４は紙面左右に対にして設けられるものとして説明したが、これに限られず、対にせずに片方だけでもよい。
また、信号パターンと上部電極又は下部電極とがワイヤボンディング方式により接続されるものとして説明したが、これに限られず、パッド同士で接続するフリップチップボンディング方式を用いてもよい。
【００４０】
（３−４．接着層厚と音響特性）
図８は、接着層９０の厚さ毎に伝達関数を示す図である。
図９〜図１３は、接着層９０の厚さ毎にインパルス応答を示す図である。
【００４１】
超音波探触子２の接着層９０には音響レンズ２６と同様の材料であるシリコンを用い、領域２３における接着層９０の厚さ（接着層厚）毎に、−２０ｄＢパルス幅への影響を計算することにより、図８及び図９〜図１３に示す結果が得られた。
【００４２】
図８のグラフ２０１〜グラフ２０５は、それぞれ、接着層９０の厚さが１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍの場合における伝達関数を示す。
グラフ２０１が示すように、最薄の接着層厚１０μｍにおける周波数特性が最も良好である。
【００４３】
図９〜図１３のグラフ２１１〜グラフ２１５は、それぞれ、接着層９０の厚さが１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍの場合におけるインパルス応答を示す。
グラフ２１１は、他のグラフ２１２〜グラフ２１５と比較して、超音波ビーム形状がシャープであり、サイドローブも小さい。
【００４４】
（３−５．）
以上説明したように、第１の実施形態では、ｃＭＵＴチップ２０上部の接着層９０の厚さを薄くすることにより、接着層９０による音響特性への影響を抑制し、パルス特性や周波数特性を向上させることができる。望ましくは、接着層９０の厚さを１０μｍ程度あるいは１０μｍ以下とする。
【００４５】
（４．第２の実施形態）
次に、図１４を参照しながら、第２の実施形態について説明する。
図１４は、第２の実施形態に係る超音波探触子２ａを示す図である。
【００４６】
第１の実施形態の超音波探触子２は、絶縁層として絶縁膜７８を備える。また、音響レンズ２６の上面の形状に関しては、領域２３の境界部分にＶ字状凹部が存在する。一方、第２の実施形態の超音波探触子２ａは、絶縁層を備えない。また、音響レンズ２６ａの上面の形状に関しては、領域２３で盛り上がる凸部を有する。領域２３の境界部分で上面の高さが下がらない。
【００４７】
超音波が通過する領域２３では接着層９０ａの厚さは薄く、例えば、１０μｍ程度とすることが望ましい。一方、領域２３の外側では接着層９０ａの厚さに関しては、光硬化樹脂８８を被覆するのに十分な厚さとすることが望ましい。音響レンズ２６ａの下面は、接着層９０ａの厚さや光硬化樹脂８８の高さに基づいて形状を決定することが望ましい。図１４では、音響レンズ２６ａの下面は、領域２３において下方に突出する。
【００４８】
このように、第２の実施形態では、領域２３において接着層９０ａの厚さが薄いので、第１の実施形態と同様に、音響特性与える影響を抑制することができる。
また、音響レンズ２６ａの上面にＶ字状凹部が存在しないので、レンズ面形状に起因する撮像時の画像の「抜け」を防止して、超音波画像の画質を向上させることができる。
【００４９】
（５．第３の実施形態）
図１５は、第３の実施形態に係る超音波探触子２ｂを示す図である。
【００５０】
第２の実施形態の超音波探触子２ａは、絶縁層やグランド層を備えない。一方、第３の実施形態の超音波探触子２ｂは、絶縁層として２層の絶縁膜７８ｂ及び絶縁部７４ｂを備え、導電層として導電膜７６ｂを備える。導電膜７８ｂは、絶縁膜７８ｂと絶縁部７４ｂとの間に形成される。導電膜７６ｂは、例えば、Ｃｕ膜である。導電膜７６ｂは、グランド電位であるグランド１０８に接続される。
【００５１】
超音波が通過する領域２３では接着層９０ｂの厚さは薄く、例えば、１０μｍ程度とすることが望ましい。尚、音響レンズ２６ｂは、図１４の音響レンズ２６ａと同様のものである。
【００５２】
このように、第３の実施形態では、領域２３において接着層９０ｂの厚さが薄いので、第１の実施形態と同様に、音響特性与える影響を抑制することができる。
また、超音波送受信面とｃＭＵＴチップとの間は、音響レンズ及び２層の絶縁層により三重絶縁される。これにより、超音波探触子の絶縁性を高めて安全性を向上させることができる。
さらに、絶縁層としての絶縁膜７８ｂの下方にグランド層としての導電膜７６ｂが設けられる。これにより、音響レンズ２６ｂ及び絶縁膜７８ｂが破損した場合でも導電膜７６ｂがグランド電位のために感電を防止し、超音波探触子の安全性を向上させることができる。
【００５３】
（６．第４の実施形態）
図１６は、第４の実施形態に係る超音波探触子２ｃを示す図である。
【００５４】
第２の実施形態では、音響レンズ２６ａとｃＭＵＴチップ２０との間には、接着層９０ａのみが形成される。一方、第４の実施形態では、音響レンズ２６ｃとｃＭＵＴチップ２０との間には、接着層９０ｃだけでなく平滑化樹脂層１２０が形成される。
【００５５】
平滑化樹脂層１２０は、音響レンズ２６ｃと比較して音響インピーダンスが同程度の樹脂層である。平滑化樹脂層１２０として、例えば、トリメチルペンテンを用いることができる。平滑化樹脂層１２０の厚さは、ワイヤ８６周辺に充填される光硬化樹脂８８の高さに応じて決定することが望ましい。平滑化樹脂層１２０の厚さは、例えば、光硬化樹脂８８の高さと同程度とする。
【００５６】
超音波が通過する領域２３では、平滑化樹脂１２０の上方及び下方の接着層９０ｃ−１及び接着層９０ｃ−２の厚さは薄く、例えば、１０μｍ程度とすることが望ましい。
【００５７】
音響レンズ２６ｃの上面の形状は、第２の実施形態の音響レンズ２６ａと同様である。音響レンズ２６ｃの下面の形状は、平滑化樹脂層１２０が存在するので、接着層９０ｃの厚さを薄くした場合であっても、領域２３において突出させる必要がない。すなわち、音響レンズ２６ｃの下面の形状を平坦にすることができる。
【００５８】
このように、第４の実施形態では、領域２３において接着層９０ｃの厚さが薄いので、第１の実施形態と同様に、音響特性に与える影響を抑制することができる。
また、平滑化樹脂層１２０を形成することにより、接着層９０ｃの厚さを薄くしても音響レンズ２６ｃの下面を平坦とすることができ、音響レンズ２６ｃの成形や超音波探触子の製作が容易である。
【００５９】
（７．その他）
上述の実施の形態では、絶縁層を形成する場合には、膜厚を１μｍ程度とすることが望ましい。絶縁層の膜厚をそれぞれ薄くすることにより、ｃＭＵＴチップにおいて送受される超音波への影響（パルス特性・周波数特性への影響や減衰）を抑制することができる。
【００６０】
膜形成方法に関しては、音響レンズの成形と同時に絶縁シートをインモールド成形する方法や絶縁膜を物理的蒸着あるいは化学的蒸着により形成する方法がある。インモールド成形では、低コストに膜を形成することができるが、膜厚１０μｍ程度が限界である。一方、蒸着による膜形成では、膜厚１μｍ程度とすることができる。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波探触子及び超音波診断装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】超音波診断装置１の構成図
【図２】超音波探触子２の構成図
【図３】振動子２１の構成図
【図４】振動要素２８の構成図
【図５】超音波探触子２を示す図（第１の実施形態）
【図６】超音波探触子２の接続を示す図
【図７】超音波探触子２の配線を示す図
【図８】接着層厚毎に伝達関数を示す図である。
【図９】インパルス応答を示す図（接着層厚＝１０μｍ）
【図１０】インパルス応答を示す図（接着層厚＝５０μｍ）
【図１１】インパルス応答を示す図（接着層厚＝１００μｍ）
【図１２】インパルス応答を示す図（接着層厚＝２００μｍ）
【図１３】インパルス応答を示す図（接着層厚＝３００μｍ）
【図１４】超音波探触子２ａを示す図（第２の実施形態）
【図１５】超音波探触子２ｂを示す図（第３の実施形態）
【図１６】超音波探触子２ｃを示す図（第４の実施形態）
【符号の説明】
【００６３】
１………超音波診断装置
２………超音波探触子
４………送信手段
６………バイアス手段
８………受信手段
１０………整相加算手段
１２………画像処理手段
１４………表示手段
１６………制御手段
１８………操作手段
２０………ｃＭＵＴチップ
２１−１、２１−２、…、………振動子
２２………バッキング層
２５………超音波探触子カバー
２６………音響レンズ
２８………振動要素
４０………基板
４６………上部電極
４８………下部電極
７２………フレキシブル基板
７０、７１………接着層
９０………接着層
７８………絶縁膜（絶縁層）
８６………ワイヤ
８８………光硬化樹脂
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ………音響レンズ
７４ｂ、７８ｂ………絶縁膜
７６ｂ………導電膜
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ………接着層
１０８………グランド
１２０………平滑化樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断画像を撮像する超音波探触子及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波探触子から出力される反射エコー信号に基づいて診断画像を撮像する装置である。超音波探触子には、複数の超音波振動子が配列される。超音波振動子は、駆動信号を超音波に変換して超音波を被検体に送波すると共に、被検体から発生した反射エコー信号を受波して電気信号に変換する。
近年、ｃＭＵＴ（Ｃａｐａｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を用いた超音波探触子が開発されている。ｃＭＵＴは、半導体微細加工プロセスにより製造される超微細容量型超音波振動子である。ｃＭＵＴでは、バイアス電圧の大きさに応じて超音波送受信感度すなわち電気機械結合係数が変化する。尚、バイアス電圧は、超音波送受信部から供給される駆動信号に重畳して印加される（例えば、［特許文献１］参照。）。ＰＺＴ（ジルコンチタン酸鉛）探触子では、パルス特性に尾引きが残留しやすい。一方、ｃＭＵＴ探触子では、パルス特性が大幅に改善されて距離分解能が向上する。さらに、周波数特性も広帯域となるのでペネトレーション（深達度）も向上する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５８９４４５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＰＺＴ探触子では圧電素子自体を伸縮させるので、負荷による影響を受けにくいが、ｃＭＵＴ探触子では静電力で振動膜を振動させるので、負荷の影響を受けやすいという問題点がある。例えば、ｃＭＵＴ直上に硬質層が形成されると、当該硬質層が振動膜の剛性を変化させ、音響特性が劣化したり中心周波数が高周波数側に大きくずれるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、音響特性への影響を抑制することを可能とする超音波探触子及び超音波診断装置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】
【０００６】
前述した目的を達成するために第１の発明は、バイアス電圧に応じて電気機械結合係数または感度が変化する複数の振動要素を有し超音波を送受波するｃＭＵＴチップと、前記ｃＭＵＴチップの上方に設けられる音響レンズと、前記ｃＭＵＴチップの下方に設けられるバッキング層と、を備える超音波探触子において、少なくとも前記超音波が通過する領域では、他の領域と比較して、前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さを薄くすることを特徴とする超音波探触子である。
【０００７】
第１の発明の超音波探触子では、少なくとも超音波が通過する領域では、他の領域と比較して、音響レンズとｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さは薄く形成される。接着層の厚さは、例えば、１０μｍ以下とすることが望ましい。また、接着層の材質は、音響レンズと類似の材質とすることが望ましい。
【０００８】
このように、ｃＭＵＴチップ上部の接着層の厚さを薄くすることにより、接着層による音響特性への影響を抑制し、パルス特性や周波数特性を向上させることができる。
【０００９】
第２の発明は、被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から出力される超音波受信信号に基づいて超音波画像を構成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、を備える超音波診断装置において、前記超音波探触子は請求項１から請求項３までのいずれかに記載の超音波探触子であることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の超音波探触子を備える超音波診断装置に関する発明である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、音響特性への影響を抑制することを可能とする超音波探触子及び超音波診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波探触子及び超音波診断装置の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１３】
（１．超音波診断装置の構成）
最初に、図１を参照しながら、超音波診断装置１の構成について説明する。
図１は、超音波診断装置１の構成図である。
超音波診断装置１は、超音波探触子２、送信手段４、バイアス手段６、受信手段８、整相加算手段１０、画像処理手段１２、表示手段１４、制御手段１６、操作手段１８から構成される。
【００１４】
超音波探触子２は、被検体に接触させて被検体との間で超音波を送受波する装置である。超音波探触子２から超音波が被検体に射出され、被検体から発生した反射エコー信号が超音波探触子２により受波される。
【００１５】
送信手段４及びバイアス手段６は、超音波探触子２に駆動信号を供給する装置である。
受信手段８は、超音波探触子２から出力される反射エコー信号を受信する装置である。受信手段８は、さらに、受信した反射エコー信号に対してアナログデジタル変換等の処理を行う。
【００１６】
整相加算部１０は、受信された反射エコー信号を整相加算する装置である。
画像処理手段１２は、整相加算された反射エコー信号に基づいて診断画像（例えば、断層像や血流像）を構成する装置である。
表示部１８は、画像処理された診断画像を表示する表示装置である。
制御手段１６は、上述した各構成要素を制御する装置である。
操作手段１８は、制御手段１６に指示を与える装置である。操作手段１８は、例えば、トラックボールやキーボードやマウス等の入力機器である。
【００１７】
（２．超音波探触子２）
次に、図２〜図４を参照しながら、超音波探触子２について説明する。
【００１８】
（２−１．超音波探触子２の構成）
図２は、超音波探触子２の構成図である。図２は、超音波探触子２の一部切り欠き斜視図である。
超音波探触子２は、ｃＭＵＴチップ２０を備える。ｃＭＵＴチップ２０は、複数の振動子２１−１、振動子２１−２、…が短柵状に配列された１次元アレイ型の振動子群である。振動子２１−１、振動子２１−２、…には、複数の振動要素２８が配設される。尚、２次元アレイ型やコンベックス型等の他の形態の振動子群を用いてもよい。
ｃＭＵＴチップ２０の背面側には、バッキング層２２が設けられる。ｃＭＵＴチップ２０の超音波射出側には、音響レンズ２６が設けられる。ｃＭＵＴチップ２０及びバッキング層２２は、超音波探触子カバー２５に格納される。
【００１９】
ｃＭＵＴチップ２０は、送信手段４及びバイアス手段６からの駆動信号を超音波に変換して被検体に超音波を送波する。受信手段８は、被検体から発生した超音波を電気信号に変換して反射エコー信号として受波する。
バッキング層２２は、ｃＭＵＴチップ２０から背面側に射出される超音波の伝搬を吸収して、余分な振動を抑制する層である。
音響レンズ２６は、ｃＭＵＴチップ２０から送波される超音波ビームを収束させるレンズである。音響レンズ２６は、１つの焦点距離に基づいて曲率が定められる。
【００２０】
尚、音響レンズ２６とｃＭＵＴチップ２０との間にマッチング層を設けてもよい。マッチング層は、ｃＭＵＴチップ２０及び被検体の音響インピーダンスを整合させて、超音波の伝送効率を向上させる層である。
【００２１】
（２−２．振動子２１）
図３は、振動子２１の構成図である。
振動要素２８の上部電極４６は、長軸方向Ｘに区分された振動子２１毎に結線される。すなわち、上部電極４６−１、上部電極４６−２、…は、長軸方向Ｘに並列配置される。
振動要素２８の下部電極４８は、短軸方向Ｙに区分された区分毎に結線される。すなわち、下部電極４８−１、下部電極４８−２、…は、短軸方向Ｙに並列配置される。
【００２２】
（２−３．振動要素２８）
図４は、振動要素２８の構成図である。図４は、１つの振動要素２８の断面図である。
振動要素２８は、基板４０、膜体４４、膜体４５、上部電極４６、枠体４７、下部電極４８から構成される。振動要素２８は、半導体プロセスによる微細加工により形成される。尚、振動要素２８は、ｃＭＵＴの１素子分に相当する。
【００２３】
基板４０は、シリコン等の半導体基板である。
膜体４４及び枠体４７は、シリコン化合物等の半導体化合物から形成される。膜体４４は、枠体４７の超音波射出側に設けられる。膜体４４と枠体４７との間に上部電極４６が設けられる。基板４０と膜体４５との間に下部電極４８が設けられる。枠体４７及び膜体４５により区画された内部空間５０は、真空状態とされるか、あるいは、所定のガスにより充填される。
上部電極４６及び下部電極４８は、それぞれ、駆動信号として交流高周波電圧を供給する送信手段４と、バイアス電圧として直流電圧を印加するバイアス手段６とに接続される。
【００２４】
超音波を送波する場合には、振動要素２８に上部電極４６及び下部電極４８を介して、直流のバイアス電圧（Ｖａ）が印加され、バイアス電圧（Ｖａ）により電界が発生する。発生した電界により膜体４４が緊張して所定の電気機械結合係数（Ｓａ）になる。送信手段４から上部電極４６に駆動信号が供給されると、電気機械結合係数（Ｓａ）に基づいて超音波が膜体４４から射出される。
また、振動要素２８に上部電極４６及び下部電極４８を介して、直流のバイアス電圧（Ｖｂ）が印加されると、バイアス電圧（Ｖｂ）により電界が発生する。発生した電界により膜体４４が緊張して所定の電気機械結合係数（Ｓｂ）になる。送信手段４から上部電極４６に駆動信号が供給されると、電気機械結合係数（Ｓｂ）に基づいて超音波が膜体４４から射出される。
【００２５】
ここで、バイアス電圧が「Ｖａ＜Ｖｂ」の場合には、電気機械結合係数は「Ｓａ＜Ｓｂ」となる。
一方、超音波を受波する場合には、被検体から発生した反射エコー信号により膜体４４が励起されて内部空間５０の容量が変化する。この内部空間５０の変化量に基づいて、電気信号が上部電極４６を介して検出される。
【００２６】
尚、振動要素２８の電気機械結合係数は、膜体４４の緊張度により決定される。従って、振動要素２８に印加するバイアス電圧の大きさを変えて膜体４４の緊張度を制御すれば、同一振幅の駆動信号が入力される場合であっても、振動要素２８から射出される超音波の音圧（例えば、振幅）を変化させることができる。
【００２７】
（３．第１の実施形態）
次に、図５〜図１３を参照しながら、第１の実施形態について説明する。
【００２８】
（３−１．超音波探触子２の構成部材）
図５は、第１の実施形態に係る超音波探触子２を示す図である。図５は、図２の超音波探触子２の平面Ａ断面図である。
【００２９】
音響レンズ２６の下面には、絶縁層である絶縁膜７８が形成される。絶縁膜７８は、例えば、シリコン酸化物膜、パラキシリレン膜である。
【００３０】
ｃＭＵＴチップ２０は、接着層７０を介してバッキング層２２の上面に接着される。バッキング層２２の上面周縁から四方側面に渡って、フレキシブル基板７２（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ：ＦＰＣ）が設けられる。フレキシブル基板７２は、接着層７１を介してバッキング層２２の上面周縁に接着される。
【００３１】
接着層７０及び接着層７１は、例えば、エポキシ樹脂からなる接着剤である。接着層７０及び接着層７１の層厚を任意に調整して、ｃＭＵＴチップ２０及びフレキシブル基板７２の高さ方向位置を調整することができる。
【００３２】
フレキシブル基板７２とｃＭＵＴチップ２０とは、ワイヤ８６を介して電気的に接続される。ワイヤ８６は、ワイヤボンディング方式により接続される。ワイヤ８６としては、Ａｕワイヤ等を用いることができる。ワイヤ８６の周囲には、光硬化樹脂８８が充填される。
【００３３】
音響レンズ２６は、接着層９０を介してｃＭＵＴチップ２０の上面に接着される。音響レンズ２６の材質としては、例えば、シリコンゴムが用いられる。接着層９０の材質に関しては、音響レンズ２６と類似の材質（例えば、シリコン）とすることが望ましい。
音響レンズ２６の上面は、少なくとも領域２３の範囲内において、超音波照射方向に凸状である。音響レンズ２６の上面は、領域２３の境界部分にＶ字状凹部を有する。ｃＭＵＴチップ２０には、少なくとも領域２３に対応する範囲内に、振動要素２８が配置される。音響レンズ２６の凸状の部分から超音波が照射される。
音響レンズ２６の下面は、ｃＭＵＴチップ２０の周縁に対応する位置に、Ｕ字状凹部を有する。このＵ字状凹部には、ｃＭＵＴチップ２０とフレキシブル基板７２との接続部分（光硬化樹脂８８の部分）が嵌合される。
【００３４】
超音波探触子カバー２５は、超音波探触子２の四方側面に設けられる。超音波探触子カバー２５は、音響レンズ２６の四方側面に固定される。検者は、超音波探触子カバー２５を手で把持して超音波探触子２を操作する。
【００３５】
（３−２．超音波探触子２の接続）
図６は、超音波探触子２の接続を示す模式図である。
上部電極４６は、ケーブル９６及び送受分離回路９８を介して受信アンプ１００及び送信手段４に接続される。下部電極４８は、ケーブル１０２を介してバイアス手段６に接続される。
抵抗１１０は、バイアス手段６の電位をグランド電位に安定化させる抵抗素子である。コンデンサ１１２は、信号電流のバイパス用の容量素子である。
【００３６】
（３−３．超音波探触子２の配線）
図７は、超音波探触子２の配線を示す図である。
ｃＭＵＴチップ２０の基板４０は、バッキング層２２の上面に固定される。フレキシブル基板７２は、バッキング層２２の上面周縁に固定される。
フレキシブル基板７２には、紙面上下で対になる信号パターン３８−１〜信号パターン３８−ｎ及び紙面左右で対になる信号パターン４１−１〜信号パターン４１−４が配設される。
【００３７】
上部電極４６−１〜上部電極４６−ｎは、信号パターン３８−１〜信号パターン３８−ｎに接続される。下部電極４８−１〜下部電極４８−４は、信号パターン４１−１〜信号パターン４１−ｎに接続される。隣接する下部電極４８−１〜下部電極４８−４は、絶縁される。上部電極４６及び下部電極４８は、それぞれ、ワイヤ８６を介してワイヤボンディング方式によりフレキシブル基板７２に接続される。
【００３８】
尚、下部電極４８−１〜下部電極４８−４の形状は、振動要素２８の形状（例えば、六角形）に応じた形状（例えば、波形）とすることが望ましい。これにより、各振動要素２８を下部共通電極４８−１〜下部共通電極４８−４のいずれかのみに対応させて配置することができる。
【００３９】
また、下部電極４８−１〜下部電極４８−４が４個配設されるが、数はこれに限られない。
また、信号パターン３８−１〜信号パターン３８−ｎは紙面上下に対にして設けられ、信号パターン４８−１〜信号パターン４８−４は紙面左右に対にして設けられるものとして説明したが、これに限られず、対にせずに片方だけでもよい。
また、信号パターンと上部電極又は下部電極とがワイヤボンディング方式により接続されるものとして説明したが、これに限られず、パッド同士で接続するフリップチップボンディング方式を用いてもよい。
【００４０】
（３−４．接着層厚と音響特性）
図８は、接着層９０の厚さ毎に伝達関数を示す図である。
図９〜図１３は、接着層９０の厚さ毎にインパルス応答を示す図である。
【００４１】
超音波探触子２の接着層９０には音響レンズ２６と同様の材料であるシリコンを用い、領域２３における接着層９０の厚さ（接着層厚）毎に、−２０ｄＢパルス幅への影響を計算することにより、図８及び図９〜図１３に示す結果が得られた。
【００４２】
図８のグラフ２０１〜グラフ２０５は、それぞれ、接着層９０の厚さが１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍの場合における伝達関数を示す。
グラフ２０１が示すように、最薄の接着層厚１０μｍにおける周波数特性が最も良好である。
【００４３】
図９〜図１３のグラフ２１１〜グラフ２１５は、それぞれ、接着層９０の厚さが１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍの場合におけるインパルス応答を示す。
グラフ２１１は、他のグラフ２１２〜グラフ２１５と比較して、超音波ビーム形状がシャープであり、サイドローブも小さい。
【００４４】
（３−５．）
以上説明したように、第１の実施形態では、ｃＭＵＴチップ２０上部の接着層９０の厚さを薄くすることにより、接着層９０による音響特性への影響を抑制し、パルス特性や周波数特性を向上させることができる。望ましくは、接着層９０の厚さを１０μｍ程度あるいは１０μｍ以下とする。
【００４５】
（４．第２の実施形態）
次に、図１４を参照しながら、第２の実施形態について説明する。
図１４は、第２の実施形態に係る超音波探触子２ａを示す図である。
【００４６】
第１の実施形態の超音波探触子２は、絶縁層として絶縁膜７８を備える。また、音響レンズ２６の上面の形状に関しては、領域２３の境界部分にＶ字状凹部が存在する。一方、第２の実施形態の超音波探触子２ａは、絶縁層を備えない。また、音響レンズ２６ａの上面の形状に関しては、領域２３で盛り上がる凸部を有する。領域２３の境界部分で上面の高さが下がらない。
【００４７】
超音波が通過する領域２３では接着層９０ａの厚さは薄く、例えば、１０μｍ程度とすることが望ましい。一方、領域２３の外側では接着層９０ａの厚さに関しては、光硬化樹脂８８を被覆するのに十分な厚さとすることが望ましい。音響レンズ２６ａの下面は、接着層９０ａの厚さや光硬化樹脂８８の高さに基づいて形状を決定することが望ましい。図１４では、音響レンズ２６ａの下面は、領域２３において下方に突出する。
【００４８】
このように、第２の実施形態では、領域２３において接着層９０ａの厚さが薄いので、第１の実施形態と同様に、音響特性与える影響を抑制することができる。
また、音響レンズ２６ａの上面にＶ字状凹部が存在しないので、レンズ面形状に起因する撮像時の画像の「抜け」を防止して、超音波画像の画質を向上させることができる。
【００４９】
（５．第３の実施形態）
図１５は、第３の実施形態に係る超音波探触子２ｂを示す図である。
【００５０】
第２の実施形態の超音波探触子２ａは、絶縁層やグランド層を備えない。一方、第３の実施形態の超音波探触子２ｂは、絶縁層として２層の絶縁膜７８ｂ及び絶縁部７４ｂを備え、導電層として導電膜７６ｂを備える。導電膜７８ｂは、絶縁膜７８ｂと絶縁部７４ｂとの間に形成される。導電膜７６ｂは、例えば、Ｃｕ膜である。導電膜７６ｂは、グランド電位であるグランド１０８に接続される。
【００５１】
超音波が通過する領域２３では接着層９０ｂの厚さは薄く、例えば、１０μｍ程度とすることが望ましい。尚、音響レンズ２６ｂは、図１４の音響レンズ２６ａと同様のものである。
【００５２】
このように、第３の実施形態では、領域２３において接着層９０ｂの厚さが薄いので、第１の実施形態と同様に、音響特性与える影響を抑制することができる。
また、超音波送受信面とｃＭＵＴチップとの間は、音響レンズ及び２層の絶縁層により三重絶縁される。これにより、超音波探触子の絶縁性を高めて安全性を向上させることができる。
さらに、絶縁層としての絶縁膜７８ｂの下方にグランド層としての導電膜７６ｂが設けられる。これにより、音響レンズ２６ｂ及び絶縁膜７８ｂが破損した場合でも導電膜７６ｂがグランド電位のために感電を防止し、超音波探触子の安全性を向上させることができる。
【００５３】
（６．第４の実施形態）
図１６は、第４の実施形態に係る超音波探触子２ｃを示す図である。
【００５４】
第２の実施形態では、音響レンズ２６ａとｃＭＵＴチップ２０との間には、接着層９０ａのみが形成される。一方、第４の実施形態では、音響レンズ２６ｃとｃＭＵＴチップ２０との間には、接着層９０ｃだけでなく平滑化樹脂層１２０が形成される。
【００５５】
平滑化樹脂層１２０は、音響レンズ２６ｃと比較して音響インピーダンスが同程度の樹脂層である。平滑化樹脂層１２０として、例えば、トリメチルペンテンを用いることができる。平滑化樹脂層１２０の厚さは、ワイヤ８６周辺に充填される光硬化樹脂８８の高さに応じて決定することが望ましい。平滑化樹脂層１２０の厚さは、例えば、光硬化樹脂８８の高さと同程度とする。
【００５６】
超音波が通過する領域２３では、平滑化樹脂１２０の上方及び下方の接着層９０ｃ−１及び接着層９０ｃ−２の厚さは薄く、例えば、１０μｍ程度とすることが望ましい。
【００５７】
音響レンズ２６ｃの上面の形状は、第２の実施形態の音響レンズ２６ａと同様である。音響レンズ２６ｃの下面の形状は、平滑化樹脂層１２０が存在するので、接着層９０ｃの厚さを薄くした場合であっても、領域２３において突出させる必要がない。すなわち、音響レンズ２６ｃの下面の形状を平坦にすることができる。
【００５８】
このように、第４の実施形態では、領域２３において接着層９０ｃの厚さが薄いので、第１の実施形態と同様に、音響特性に与える影響を抑制することができる。
また、平滑化樹脂層１２０を形成することにより、接着層９０ｃの厚さを薄くしても音響レンズ２６ｃの下面を平坦とすることができ、音響レンズ２６ｃの成形や超音波探触子の製作が容易である。
【００５９】
（７．その他）
上述の実施の形態では、絶縁層を形成する場合には、膜厚を１μｍ程度とすることが望ましい。絶縁層の膜厚をそれぞれ薄くすることにより、ｃＭＵＴチップにおいて送受される超音波への影響（パルス特性・周波数特性への影響や減衰）を抑制することができる。
【００６０】
膜形成方法に関しては、音響レンズの成形と同時に絶縁シートをインモールド成形する方法や絶縁膜を物理的蒸着あるいは化学的蒸着により形成する方法がある。インモールド成形では、低コストに膜を形成することができるが、膜厚１０μｍ程度が限界である。一方、蒸着による膜形成では、膜厚１μｍ程度とすることができる。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波探触子及び超音波診断装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】超音波診断装置１の構成図
【図２】超音波探触子２の構成図
【図３】振動子２１の構成図
【図４】振動要素２８の構成図
【図５】超音波探触子２を示す図（第１の実施形態）
【図６】超音波探触子２の接続を示す図
【図７】超音波探触子２の配線を示す図
【図８】接着層厚毎に伝達関数を示す図である。
【図９】インパルス応答を示す図（接着層厚＝１０μｍ）
【図１０】インパルス応答を示す図（接着層厚＝５０μｍ）
【図１１】インパルス応答を示す図（接着層厚＝１００μｍ）
【図１２】インパルス応答を示す図（接着層厚＝２００μｍ）
【図１３】インパルス応答を示す図（接着層厚＝３００μｍ）
【図１４】超音波探触子２ａを示す図（第２の実施形態）
【図１５】超音波探触子２ｂを示す図（第３の実施形態）
【図１６】超音波探触子２ｃを示す図（第４の実施形態）
【符号の説明】
【００６３】
１………超音波診断装置
２………超音波探触子
４………送信手段
６………バイアス手段
８………受信手段
１０………整相加算手段
１２………画像処理手段
１４………表示手段
１６………制御手段
１８………操作手段
２０………ｃＭＵＴチップ
２１−１、２１−２、…、………振動子
２２………バッキング層
２５………超音波探触子カバー
２６………音響レンズ
２８………振動要素
４０………基板
４６………上部電極
４８………下部電極
７２………フレキシブル基板
７０、７１………接着層
９０………接着層
７８………絶縁膜（絶縁層）
８６………ワイヤ
８８………光硬化樹脂
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ………音響レンズ
７４ｂ、７８ｂ………絶縁膜
７６ｂ………導電膜
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ………接着層
１０８………グランド
１２０………平滑化樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電圧に応じて電気機械結合係数または感度が変化する複数の振動要素を有し超音波を送受波するｃＭＵＴチップと、前記ｃＭＵＴチップの上方に設けられる音響レンズと、前記ｃＭＵＴチップの下方に設けられるバッキング層と、を備える超音波探触子において、
少なくとも前記超音波が通過する領域では、他の領域と比較して、前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さを薄くすることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の材質は、前記音響レンズと類似の材質であることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さを略１０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波探触子。
【請求項４】
被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から出力される超音波受信信号に基づいて超音波画像を構成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、を備える超音波診断装置において、
前記超音波探触子は請求項１から請求項３までのいずれかに記載の超音波探触子であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１】
バイアス電圧に応じて電気機械結合係数または感度が変化する複数の振動要素を有し超音波を送受波するｃＭＵＴチップと、前記ｃＭＵＴチップの上方に設けられる音響レンズと、前記ｃＭＵＴチップの下方に設けられるバッキング層と、を備える超音波探触子において、
少なくとも前記超音波が通過する領域では、他の領域と比較して、前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さを薄くすることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の材質は、前記音響レンズと類似の材質であることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記音響レンズと前記ｃＭＵＴチップとを接着する接着層の厚さを略１０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波探触子。
【請求項４】
被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から出力される超音波受信信号に基づいて超音波画像を構成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、を備える超音波診断装置において、
前記超音波探触子は請求項１から請求項３までのいずれかに記載の超音波探触子であることを特徴とする超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１１９３１８（Ｐ２００８−１１９３１８Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０７９８８（Ｐ２００６−３０７９８８）
【出願日】平成１８年１１月１４日（２００６．１１．１４）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１４日（２００６．１１．１４）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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