專利名稱：超聲波探頭和超聲波診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波探頭和超聲波診斷裝置。特別涉及用于對(duì)被檢體進(jìn)行超聲波診斷的具有超聲波振子的超聲波探頭和超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療領(lǐng)域中，為了觀察被檢體內(nèi)部并進(jìn)行診斷，開發(fā)了各種攝像技術(shù)。特別地，通過收發(fā)超聲波而取得被檢體的內(nèi)部信息的超聲波攝像能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行圖像觀察，而且，與X線照片或RI (radio isotope)閃爍照相機(jī)等的其他醫(yī)用圖像技術(shù)不同，不會(huì)被放射線照射。因此，超聲波攝像作為安全性高的攝像技術(shù)，除了利用于產(chǎn)科領(lǐng)域中的胎兒診斷以外，還利用于包含婦科系統(tǒng)、循環(huán)器官系統(tǒng)、消化器官系統(tǒng)等的廣泛領(lǐng)域中。超聲波攝像是利用 超聲波在聲阻抗不同的區(qū)域的邊界(例如構(gòu)造物的邊界)進(jìn)行反射的性質(zhì)的圖像生成技術(shù)，將超聲波射束發(fā)送到人體等的被檢體內(nèi)，接收在被檢體內(nèi)產(chǎn)生的超聲波回波，求出產(chǎn)生超聲波回波的反射點(diǎn)或反射強(qiáng)度，由此，提取存在于被檢體內(nèi)的構(gòu)造物(例如內(nèi)臟或病變組織等)的輪廓。在進(jìn)行這種超聲波攝像的裝置(被稱為超聲波診斷裝置、超聲波攝像裝置等)中，作為發(fā)送和接收超聲波的超聲波傳感器，一般使用在以PZT(錯(cuò)鈦酸鉛Pb(lead)zirconatetitanate)為代表的壓電陶瓷或以PVDF (聚偏二氟乙烯polyvinyliden difluoride)為代表的高分子壓電材料等的壓電體的兩面形成電極的振子(壓電振子)。圖2是一維陣列型超聲波探頭的一例的概略圖。如圖2所示，一維陣列型的超聲波探頭403具有具有壓電體208、信號(hào)電極206、接地電極207和匹配層203的多個(gè)超聲波振子205 ;襯墊(Backing) 201 ;接地布線202 ;信號(hào)布線204 ;聲透鏡209。所有的接地電極207與一根接地布線202連接。信號(hào)電極206分別連接不同的信號(hào)布線204。信號(hào)電極206和接地電極207粘接在壓電體208的相互面對(duì)的一對(duì)表面上。設(shè)從信號(hào)電極206針對(duì)接地電極207的朝向?yàn)?Z。在接地電極207的+Z側(cè)具有匹配層203。如圖2所示，一維陣列型的超聲波探頭403的多個(gè)超聲波振子205在吸收聲波的襯墊部件201的+Z側(cè)排列成一維陣列狀。并且，在超聲波振子205的更靠+Z側(cè)具有聲透鏡209，構(gòu)成為通過聲透鏡209對(duì)被檢體(圖略)放射超聲波。對(duì)各個(gè)超聲波振子205的2個(gè)電極207和206施加電壓時(shí)，由于壓電效應(yīng)而使壓電體208伸縮，產(chǎn)生超聲波。如上所述，多個(gè)超聲波振子205排列成一維(或二維狀)，通過依次驅(qū)動(dòng)各超聲波振子，能夠形成在規(guī)定方向上發(fā)送的超聲波射束。并且，超聲波振子接收在被檢體內(nèi)反射而返回的超聲波而進(jìn)行伸縮，從而產(chǎn)生電信號(hào)。該電信號(hào)被用作超聲波的接收信號(hào)。圖4是超聲波診斷裝置的一例的概略圖。如圖4所示，具有超聲波探頭403的超聲波診斷裝置401構(gòu)成為，利用纜線405連接超聲波探頭403和診斷裝置主體404。診斷裝置主體404經(jīng)由纜線405對(duì)超聲波探頭403發(fā)送用于使超聲波振子振動(dòng)的信號(hào)，并且，根據(jù)來自超聲波探頭403的信號(hào)，將被檢體內(nèi)的狀態(tài)圖像化為超聲波診斷圖像。
在這種超聲波探頭中，由于以下理由，在壓電體208與被檢體之間具有匹配層203。不同物質(zhì)相接的邊界面中的超聲波的傳播效率由于這些物質(zhì)的聲阻抗而變化。具體而言，在聲阻抗之差較大的邊界面中，超聲波容易反射，所以，超聲波的傳播損失增大。因此，通過在超聲波振子與被檢體之間插入匹配層，能夠?qū)崿F(xiàn)聲阻抗的匹配。通過匹配層，從振子朝向被檢體而階段地改變聲阻抗，由此，使各邊界面中的超聲波的反射率降低，抑制超聲波的傳播損失。但是，公知當(dāng)通過設(shè)置匹配層來提高超聲波的傳播效率時(shí)，另一方面，頻帶變窄，產(chǎn)生超聲波診斷圖像的清晰度降低的弊端。尋求實(shí)現(xiàn)不降低超聲波診斷圖像的清晰度的匹配層。 以往，為了實(shí)現(xiàn)不降低超聲波診斷圖像的清晰度的匹配層，公開了如下技術(shù)在與超聲波傳播方向垂直的表面內(nèi)，具有匹配層的厚度不同的多個(gè)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)寬帶化(例如專利文獻(xiàn)I)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2003-299195號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題如上所述，為了提高超聲波的傳播效率而設(shè)于超聲波探頭中的匹配層使透射的超聲波的頻帶變窄，具有降低超聲波診斷圖像的清晰度的問題。由此，課題在于，實(shí)現(xiàn)超聲波的傳播效率較高、且能夠取得清晰度較高的超聲波診斷圖像的超聲波探頭。針對(duì)上述課題，在專利文獻(xiàn)I所記載的結(jié)構(gòu)中，在與超聲波傳播方向垂直的表面內(nèi)，具備具有厚度不同的多個(gè)區(qū)域的匹配層。該情況下，通過匹配層的各區(qū)域的超聲波脈沖產(chǎn)生時(shí)間差。在安裝了聲透鏡的情況下，也無法完全消除該時(shí)間差，產(chǎn)生具有時(shí)間差的多個(gè)超聲波脈沖在被檢體內(nèi)重合的現(xiàn)象。因此，從匹配層放出的超聲波的波形從理想的輸入脈沖波形偏離，超聲波診斷圖像中的超聲波傳播方向的清晰度降低。由此，專利文獻(xiàn)I所公開的技術(shù)沒有解決上述課題。本發(fā)明的目的在于，解決所述現(xiàn)有的課題，提供超聲波的傳播效率較高、且能夠驅(qū)動(dòng)清晰度較高的超聲波診斷圖像的超聲波探頭等。用于解決課題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方式的超聲波探頭用于對(duì)被檢體進(jìn)行超聲波診斷，且具有超聲波振子，其中，所述超聲波振子具有壓電體，產(chǎn)生超聲波；以及第一匹配層，從所述壓電體觀察配置在規(guī)定方向上，用于進(jìn)行所述壓電體與所述被檢體的聲匹配，所述第一匹配層具有所述規(guī)定方向的厚度恒定、在與所述規(guī)定方向垂直的方向上排列的、包含超聲波的透射率的頻率特性相互不同的至少2個(gè)匹配區(qū)域的多個(gè)匹配區(qū)域。由此，通過具有與以往相同的頻率特性的匹配層，能夠擴(kuò)寬透射匹配層的超聲波的頻帶。這是因?yàn)?，由于透射各個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的頻率特性不同，所以，在匹配層全體中合并透射各個(gè)匹配區(qū)域的超聲波時(shí)，與透射具有與以往相同的頻率特性匹配層的超聲波相比，頻帶擴(kuò)寬。而且，由于超聲波傳播方向(規(guī)定方向)的厚度恒定，所以，透射各匹配區(qū)域的超聲波脈沖不產(chǎn)生時(shí)間差。其結(jié)果，超聲波脈沖以近似輸入脈沖波形的波形在被檢體內(nèi)傳播，得到高清晰度的超聲波診斷圖像。并且，優(yōu)選所述多個(gè)匹配區(qū)域包含密度相互不同的至少2個(gè)匹配區(qū)域。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，密度不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。
并且，優(yōu)選所述第一匹配層包含聲阻抗相互不同的多個(gè)匹配部件，所述多個(gè)匹配部件中的至少I個(gè)匹配部件具有與所述規(guī)定方向平行的多個(gè)尖細(xì)形狀，所述尖細(xì)形狀的粗細(xì)在所述規(guī)定方向上連續(xù)增加或減少。由此，能夠使匹配層內(nèi)部接近壓電體的聲阻抗為近似壓電體的聲阻抗的值，能夠使匹配層內(nèi)部接近被檢體的聲阻抗為近似被檢體的聲阻抗的值。并且，在匹配層的內(nèi)部，能夠在超聲波的傳播方向上連續(xù)改變聲阻抗。并且，優(yōu)選所述多個(gè)匹配區(qū)域中的I個(gè)匹配區(qū)域中的與所述規(guī)定方向垂直的表面的每單位面積的所述尖細(xì)形狀的個(gè)數(shù)與其他匹配區(qū)域的該表面的每單位面積的所述尖細(xì)形狀的個(gè)數(shù)不同。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)椋饧?xì)形狀的密度不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，優(yōu)選所述匹配區(qū)域中的具有所述尖細(xì)形狀的匹配部件在所述規(guī)定方向上的大小與其他匹配區(qū)域中的所述尖細(xì)形狀在所述規(guī)定方向上的大小不同。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，尖?xì)形狀的超聲波傳播方向的高度不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，優(yōu)選所述匹配區(qū)域中的具有所述尖細(xì)形狀的匹配部件在所述匹配區(qū)域的排列方向上的寬度與其他匹配區(qū)域中的具有所述尖細(xì)形狀的匹配部件在所述匹配區(qū)域的排列方向上的寬度不同。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)椋饧?xì)形狀的粗細(xì)不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，優(yōu)選所述第一匹配層的表面和背面中的遠(yuǎn)離所述壓電體的表面是平面。由此，匹配層與聲透鏡的接觸面成為平面，超聲波探頭能夠在寬溫度范圍內(nèi)接收寬帶的超聲波。其結(jié)果，能夠得到高清晰度的超聲波診斷圖像。這是因?yàn)?，由于聲透鏡針對(duì)溫度變化的收縮率較大，所以，在該接觸面不是平面的情況下，可能由于聲透鏡的收縮而使尸透鏡剝尚。并且，優(yōu)選所述第一匹配層具有在所述規(guī)定方向上層疊的多個(gè)匹配部層，所述多個(gè)匹配部層中的至少I個(gè)匹配部層具有在與所述規(guī)定方向垂直的方向上排列的、超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。由此，在以更高精度進(jìn)行壓電體與被檢體的聲匹配的同時(shí)，能夠擴(kuò)寬透射匹配層的超聲波的頻帶。這是因?yàn)?，通過具有不同聲阻抗的多個(gè)匹配部層，從壓電體到被檢體而階段地進(jìn)行聲匹配，并且，通過多個(gè)匹配區(qū)域，能夠擴(kuò)寬超聲波的透射率的頻率特性。并且，優(yōu)選所述多個(gè)匹配部層中的每一個(gè)匹配部層在所述規(guī)定方向上的厚度恒定。
由此，超聲波探頭能夠在寬溫度范圍內(nèi)接收寬帶的超聲波。其結(jié)果，能夠得到高清晰度的超聲波診斷圖像。這是因?yàn)?，在各匹配部層的厚度不恒定的情況下，可能由于匹配部層針對(duì)溫度變化的收縮率的變化而使匹配部層彼此剝離。并且，優(yōu)選所述第一匹配層由以規(guī)定混合率混合了多個(gè)材料而得到的混合物形成，所述匹配區(qū)域中的混合率與其他匹配區(qū)域中的混合率不同。 并且，優(yōu)選所述第一匹配層包含燒結(jié)材料。并且，優(yōu)選所述第一匹配層至少包含銀、銅和丙烯系的材料中的至少I種材料以
及二氧化硅。 并且，優(yōu)選所述第一匹配層包含粒徑相互相差5倍以上的多個(gè)粒子作為材料。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，混合物中的材料的混合率不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，優(yōu)選在所述匹配區(qū)域的排列方向上的所述匹配區(qū)域的寬度為所述超聲波診斷中使用的超聲波的波長(zhǎng)以上。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，在匹配區(qū)域的寬度比超聲波的波長(zhǎng)短的情況下，不形成超聲波的透射率的頻率特性為規(guī)定值的匹配區(qū)域。并且，優(yōu)選調(diào)和I微米以下的粒徑的金屬納米(毫微)粒子，使該第一匹配層中的至少一部分金屬整體化，通過金屬納米粒子的調(diào)和比例決定該第一匹配層的密度。由此，能夠高效制造具有多個(gè)不同密度的匹配部件。這是因?yàn)?，使用同一材料，僅變更這些材料的調(diào)和比例，就能夠制造具有多個(gè)不同密度的匹配部件。并且，優(yōu)選所述超聲波振子還具有襯墊部件，相對(duì)于所述壓電體配置在配置有所述第一匹配層的一側(cè)的相反側(cè)，用于吸收超聲波；以及第二匹配層，配置在所述襯墊部件與所述壓電體之間，具有在與所述規(guī)定方向垂直的方向上排列的、透射的超聲波的頻率不同的多個(gè)匹配區(qū)域。由此，能夠提高從壓電體向被檢體方向傳播的超聲波的聲壓。并且，優(yōu)選所述超聲波振子還具有襯墊部件，相對(duì)于所述壓電體配置在配置有所述第一匹配層的一側(cè)的相反側(cè)，用于吸收超聲波；以及高反射層，配置在所述襯墊部件與所述壓電體之間，具有反射超聲波的性質(zhì)。由此，能夠擴(kuò)寬透射匹配層的超聲波的頻帶。并且，優(yōu)選多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀，在多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中，與所述匹配區(qū)域的排列方向上的兩端部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的頻率的平均值即平均頻率相比，所述排列方向上的中央部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的所述平均頻率較低。由此，能夠得到高清晰度的超聲波診斷圖像。并且，優(yōu)選多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀，在多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中，與所述匹配區(qū)域的排列方向上的兩端部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的頻率的平均值即平均頻率相比，所述排列方向上的中央部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的所述平均頻率較高。由此，能夠取得高S/N的超聲波診斷圖像。
并且，優(yōu)選多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀，多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中的所述匹配區(qū)域的順序與其他超聲波振子中的所述匹配區(qū)域的順序不同。并且，優(yōu)選多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀，多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中的所述匹配區(qū)域的順序的超聲波探頭中的排列模式為周期性的。由此，能夠取得高清晰度 、且S/N高的超聲波診斷圖像。并且，本發(fā)明的一個(gè)方式的超聲波診斷裝置具有超聲波探頭；以及診斷裝置，生成用于使所述壓電體產(chǎn)生超聲波的信號(hào)，根據(jù)所述超聲波探頭從被檢體接收到的信號(hào)生成超聲波診斷圖像。由此，能夠發(fā)揮上述超聲波探頭的效果，并且能夠進(jìn)行被檢體的超聲波診斷。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的超聲波探頭等，通過實(shí)現(xiàn)不降低超聲波診斷圖像的清晰度的匹配層，在超聲波診斷中得到清晰度高的診斷圖像。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的一例的剖視圖。圖2是一維陣列型超聲波探頭的一例的概略圖。圖3是現(xiàn)有型的超聲波探頭的剖視圖。圖4是超聲波診斷裝置的一例的概略圖。圖5是示出實(shí)施方式I的超聲波探頭與被檢體的接觸面處的聲壓分布的圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式2的超聲波探頭的一例的剖視圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的多透射率層的一例的剖視圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的多透射率層的另一例的剖視圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的多透射率層的另一例的剖視圖。圖10是示出包含銀的混合物中的銀的調(diào)和率與聲阻抗的關(guān)系的圖。圖11是示出包含銅的混合物中的銅的調(diào)和率與聲阻抗的關(guān)系的圖。圖12是示出包含丙烯的混合物中的丙烯的調(diào)和率與聲阻抗的關(guān)系的圖。圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的一例的剖視圖。圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。圖15是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。圖17是示出多阻抗層的聲阻抗與匹配層的平均透射頻率的關(guān)系的圖。圖18是示出另一多阻抗層的聲阻抗與匹配層的平均透射頻率的關(guān)系的圖。圖19是示出另一多阻抗層的聲阻抗與匹配層的平均透射頻率的關(guān)系的圖。圖20是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。圖21是示出另一多阻抗層的聲阻抗與匹配層的平均透射頻率的關(guān)系的圖。圖22是本發(fā)明的實(shí)施方式3的超聲波振子的一例的剖視圖。圖23是本發(fā)明的實(shí)施方式4的超聲波振子的剖視圖。圖24是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的匹配層的透射特性的圖。
圖25是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的另一匹配層的透射特性的圖。圖26是示出2層的匹配層的平均透射頻率與多密度層的密度的關(guān)系的圖。圖27是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的匹配層的平均透射頻率與多密度層的密度的關(guān)系的圖。圖28是本發(fā)明的實(shí)施方式3的另一超聲波振子的剖視圖。圖29是示出(與超聲波傳播方向垂直的軸中的)位置與多密度層的平均密度的關(guān)系的一例的圖。圖30是本發(fā)明的實(shí)施方式4的超聲波振子的剖視圖。圖31是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的匹配層的平均透射頻率與多密度層的密度的 關(guān)系的圖。圖32是本發(fā)明的實(shí)施方式5的超聲波振子的剖視圖。圖33是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5的匹配層的平均透射頻率與多密度層的密度的關(guān)系的圖。圖34是本發(fā)明的實(shí)施方式5的另一超聲波振子的剖視圖。圖35是示出現(xiàn)有型的超聲波探頭和超聲波傳播的概略圖。圖36是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6的超聲波探頭和超聲波傳播的概略圖。圖37是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6的另一超聲波探頭和超聲波傳播的概略圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，以下說明的實(shí)施方式均示出本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)具體例。以下實(shí)施方式所示的數(shù)值、形狀、材料、結(jié)構(gòu)要素、結(jié)構(gòu)要素的配置位置和連接方式、步驟、步驟的順序等是一例，并非限定本發(fā)明的主旨。并且，關(guān)于以下實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)要素中的未記載于示出本發(fā)明的最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求中的結(jié)構(gòu)要素，作為構(gòu)成更加優(yōu)選的方式的任意的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行說明。并且，有時(shí)針對(duì)相同結(jié)構(gòu)要素使用相同標(biāo)號(hào)并省略說明。(實(shí)施方式I)圖I是本實(shí)施方式的超聲波探頭的一例的剖視圖。如圖I所示，本實(shí)施方式的超聲波探頭102具有壓電體208、信號(hào)電極206、接地電極207。并且，更加優(yōu)選具有襯墊201和聲透鏡209。超聲波探頭102與現(xiàn)有型的超聲波探頭304的不同之處在于，超聲波探頭102在接地電極207與被檢體(圖略)之間具有匹配層101。匹配層101具有在X方向上排列的、超聲波的透射率不同的多個(gè)匹配區(qū)域。在壓電體208中產(chǎn)生的超聲波的透射率被設(shè)計(jì)成，X方向的中央的匹配區(qū)域IOla最高，匹配區(qū)域101b、IOlc這樣越是兩端越低。因此，透射中央的匹配區(qū)域IOla的超聲波的聲壓最高，兩端的匹配區(qū)域IOlc的聲壓最低。代替現(xiàn)有型的超聲波探頭，通過在超聲波診斷裝置(圖4)中使用本發(fā)明的超聲波探頭，能夠進(jìn)行高S/N的超聲波診斷。通過使用本發(fā)明的超聲波探頭能夠進(jìn)行高S/N的超聲波診斷的理由如下所示。圖3是現(xiàn)有型的超聲波探頭的剖視圖。在從超聲波探頭表面放射的超聲波的聲壓的頻率特性在其表面上恒定時(shí)，在被檢體內(nèi)，不僅形成主瓣302，還形成副瓣303。在超聲波診斷圖像中，針對(duì)由主瓣302取得的圖像，重疊由副瓣303取得的圖像作為噪聲。由于產(chǎn)生這種副瓣，引起超聲波診斷圖像的S/N (信號(hào)對(duì)噪音比)降低。通過圖I所示的超聲波探頭102，使透射中央的匹配區(qū)域IOla的超聲波的聲壓高于兩端，由此，與以往相比，能夠減小副瓣104的聲壓。由于以上的理由，能夠進(jìn)行高S/N的超聲波診斷。這里，示出實(shí)現(xiàn)具有透射率不同的多個(gè)區(qū)域的匹配層(以下也稱為多透射率層。)的方法的例子。圖7是本實(shí)施方式的超聲波探頭的多透射率層的一例的剖視圖。圖7所示的匹配層703由具有近似壓電體208的聲阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被檢體的活體組織的聲阻抗的第二匹配部件701構(gòu)成。第一匹配部件702為圓錐型。第一匹配部件702將壓電體208側(cè)作為底面、將被檢體側(cè)作為頂點(diǎn)而配置有多個(gè)。并 且，在匹配層703中，構(gòu)成為利用第二匹配部件701充滿第一匹配部件702占據(jù)的部分以外的部分。這里，圓錐型的第一匹配部件702是在金屬、半導(dǎo)體、陶瓷或樹脂中混入了金屬或氧化物的復(fù)合部件，聲阻抗的值為10 30MRayl。第二匹配部件701是各種樹脂或在樹脂中混入了金屬或氧化物的復(fù)合部件，聲阻抗的值為I. 2 3MRayl。一般地，壓電體208的聲阻抗為20 30MRayl，被檢體的活體組織的聲阻抗為I. 5MRayl左右。由此，通過如上所述配置第一匹配部件和第二匹配部件，在匹配層與壓電體之間、以及匹配層與被檢體的活體組織之間的雙方中，能夠減小聲阻抗之差。舉出上述材料的具體例時(shí)，作為第一匹配部件702，存在鋁(17MRayl)、鉛(22MRayI)、硅(20MRayI)、銀約 95% 二氧化硅約 5% 的混合物(16MRayI)、石英(16MRayl)等。并且，作為第二匹配部件701，存在硅橡膠(1.5MRayl)、丙烯樹脂(3MRayl)、聚酰亞胺(3MRayl)等的塑料類、橡膠類。匹配層703在匹配區(qū)域703a、703b和703c中，配置有由第一匹配部件702構(gòu)成的圓錐的間隔不同。即構(gòu)成為，X方向的中央的匹配區(qū)域703a的圓錐的間隔最窄，匹配區(qū)域703b,703c這樣越是兩端，圓錐的間隔越寬。這樣，圓錐間隔越寬的區(qū)域，超聲波的透射率越低。由此，通過按照每個(gè)區(qū)域調(diào)節(jié)圓錐間隔，能夠設(shè)計(jì)具有任意透射率的多透射率層。并且，優(yōu)選圓錐間隔在最寬的區(qū)域中也為超聲波的波長(zhǎng)的四分之一以下。這是因?yàn)?，由此能夠?qū)崿F(xiàn)靈敏度高、且能夠觀察到更深部的超聲波探頭。圖8是本實(shí)施方式的超聲波探頭的多透射率層的另一例的剖視圖。圖8所示的匹配層804由具有近似壓電體208的聲阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被檢體的活體組織的聲阻抗的第二匹配部件構(gòu)成。第一匹配部件702為圓錐型。第一匹配部件702將壓電體208側(cè)作為底面、將被檢體側(cè)作為頂點(diǎn)而配置有多個(gè)。并且，在匹配層804中，構(gòu)成為利用第二匹配部件803、802和801充滿第一匹配部件702占據(jù)的部分以外的部分。在匹配層804中，匹配區(qū)域804a、804b和804c分別具有第二匹配部件803、802和801。設(shè)為如下材料匹配部件803的聲阻抗最近似壓電體208，越是接近兩端的區(qū)域的匹配部件802、801，與壓電體208之間的聲阻抗之差越大。
這樣，第二匹配部件的聲阻抗越近似壓電體，透射率越高，通過按照每個(gè)區(qū)域調(diào)節(jié)第二匹配部件的聲阻抗，能夠設(shè)計(jì)多透射率層。另外，這里，示出第二匹配部件的聲阻抗按照每個(gè)匹配區(qū)域而不同的多透射率層的例子，但是，也可以是第二匹配部件的聲阻抗恒定、第一匹配部件的聲阻抗按照每個(gè)匹配區(qū)域而不同的多透射率層。該情況下，第一匹配部件的聲阻抗越近似被檢體，透射率越高，所以，通過調(diào)節(jié)第一匹配部件的聲阻抗，能夠設(shè)計(jì)多透射率層。由此，在超聲波診斷中，能夠
提聞S/No另外，也可以構(gòu)成為第一匹配部件和第二匹配部件雙方按照每個(gè)匹配區(qū)域而不同。但是，多數(shù)情況下，第二匹配部件使用金屬那樣難以加工的材料，所以，優(yōu)選使用一種第二匹配部件。通過使用一種第二匹配部件，能夠?qū)崿F(xiàn)更加廉價(jià)的超聲波探頭。
另外，多數(shù)情況下，第一匹配部件是按照材料而使熱膨脹率大幅不同的材料，優(yōu)選使用一種第一匹配部件，能夠?qū)崿F(xiàn)耐熱性更加優(yōu)良的超聲波探頭。如以上所示，通過使用多透射率層即匹配層703和匹配層804作為圖I的匹配層101，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的超聲波探頭102。另外，匹配層703能夠比匹配層804廉價(jià)地制作。與匹配層703相比，匹配層804的波長(zhǎng)依賴性小，成為容易設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，所以，優(yōu)選按照用途而使用最佳結(jié)構(gòu)。另外，通過按照每個(gè)區(qū)域而采用匹配部件和圓錐間隔的雙方不同的多透射率層，能夠利用較少的匹配部件的種類，更加自由地設(shè)計(jì)匹配層的透射率，所以是優(yōu)選的。圖9是本實(shí)施方式的超聲波探頭的多透射率層的另一例的剖視圖。在圖9所示的匹配層904中，匹配區(qū)域904a、904b和904c分別由一種匹配部件901、902和903構(gòu)成。并且，匹配部件901、902和903由聲阻抗相互不同的材料構(gòu)成。這樣，在各匹配區(qū)域由一種匹配部件構(gòu)成(沒有圖7和圖8這樣的圓錐構(gòu)造)的情況下，通過按照每個(gè)匹配區(qū)域而由聲阻抗不同的材料構(gòu)成，透射率按照每個(gè)區(qū)域而不同。因此，當(dāng)然滿足本發(fā)明的匹配層的特性。由此，在超聲波診斷中，能夠提高S/N。以下，將這樣具有聲阻抗不同的多個(gè)匹配區(qū)域的匹配層稱為多阻抗層。并且，更加優(yōu)選各匹配區(qū)域的聲速大致恒定，優(yōu)選厚度也大致恒定。由此，抑制透射過各區(qū)域的超聲波脈沖的時(shí)間偏差，超聲波傳播方向的清晰度提高。這樣，通過圖9的結(jié)構(gòu)(多阻抗層)，在設(shè)計(jì)被檢體內(nèi)的聲場(chǎng)的情況下，能夠任意設(shè)計(jì)透射率，所以，更加優(yōu)選使用由具有不同聲阻抗的多個(gè)材料構(gòu)成的混合材料。為了制作具有不同聲阻抗的多個(gè)材料，本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行專心研討，判明能夠如下實(shí)現(xiàn)。圖10是示出包含銀和二氧化硅的混合物中的銀的調(diào)和率與聲阻抗的關(guān)系的圖。本申請(qǐng)發(fā)明人的獨(dú)自研討的結(jié)果判明，在包含銀和二氧化硅的混合物中，通過如圖10所示調(diào)整銀的調(diào)和比，能夠?qū)崿F(xiàn)至少在3. 8 25MRayl的范圍內(nèi)具有任意聲阻抗的材料。圖11是示出包含銅和二氧化硅的混合物中的銅的調(diào)和率與聲阻抗的關(guān)系的圖。本申請(qǐng)發(fā)明人的獨(dú)自研討的結(jié)果判明，在包含銅和二氧化硅的混合物中，通過如圖11所示改變銅的調(diào)和比，能夠?qū)崿F(xiàn)至少在4 8MRayl的范圍內(nèi)具有任意聲阻抗的材料。圖12是示出包含丙烯和二氧化硅的混合物中的丙烯的調(diào)和率與聲阻抗的關(guān)系的圖。本申請(qǐng)發(fā)明人的獨(dú)自研討的結(jié)果判明，在包含丙烯和二氧化硅的混合物中，通過如圖12所示改變銅的調(diào)和比，能夠?qū)崿F(xiàn)至少在2. 2 3. 8MRayl的范圍內(nèi)具有任意聲阻抗的材料。這樣，通過使用由多個(gè)材料構(gòu)成的混合材料，能夠制作任意聲阻抗的材料，所以，能夠任意設(shè)計(jì)透射率。由此，能夠自由設(shè)計(jì)透射率，所以，副瓣的抑制效果進(jìn)一步增加，超聲波診斷中的
S/N提聞。以上，使用圖7 9說明了匹配層由三種匹配區(qū)域構(gòu)成、越是兩端而使升壓階段降低的例子。但是，作為本發(fā)明的超聲波探頭，優(yōu)選在匹配層內(nèi)具有更多的匹配區(qū)域。具體而言，如圖5的實(shí)線501所示，更加優(yōu)選構(gòu)成為從中央朝向兩端而使聲壓連續(xù)降低。并且，更加優(yōu)選為近似以中央部的匹配區(qū)域?yàn)橹行牡恼植嫉穆晧悍植?，能?進(jìn)一步抑制副瓣。通過使超聲波在X方向上進(jìn)行掃描，在能夠進(jìn)行三維超聲波診斷的超聲波診斷裝置中，得到X方向(掃描方向)的清晰度提高的效果。并且，在圖7和圖8所示的匹配層的結(jié)構(gòu)中，能夠通過由多阻抗層構(gòu)成的匹配層(圖9)實(shí)現(xiàn)寬帶化，這方面更加優(yōu)選。并且，圖9所示的匹配層能夠比圖7和圖8所示的匹配層廉價(jià)地制作，這方面更加優(yōu)選。并且，優(yōu)選超聲波探頭表面的超聲波的聲壓為按照每個(gè)頻率而不同的(位置)分布。圖5示出一例，優(yōu)選頻率越高，如點(diǎn)劃線502所示，X方向的寬度越細(xì)，成為局部聲壓分布，頻率越低，如實(shí)線501所示，X方向的寬度越寬，成為平緩的聲壓分布。由此，能夠抑制頻率較高的超聲波和頻率較低的超聲波的、主瓣103和副瓣104的能量比的偏差，被檢體內(nèi)部的超聲波脈沖波形更加穩(wěn)定。因此，在被檢體內(nèi)部的超聲波診斷圖像中，超聲波傳播方向(Z方向)的清晰度提高。并且，例如，在圖5中，將聲壓為中央部的匹配區(qū)域的一半的X方向的寬度設(shè)為半值寬度時(shí)，更加優(yōu)選半值寬度與頻率成反比例，由此，能夠進(jìn)一步提高超聲波診斷中的S/N。這樣，為了在超聲波探頭與被檢體的接觸面實(shí)現(xiàn)按照每個(gè)頻率而不同的聲壓分布，需要實(shí)現(xiàn)具有透射率的頻率特性(縱軸透射率-橫軸頻率的曲線圖形狀)不同的多個(gè)區(qū)域的匹配層，下面示出該實(shí)施方式。圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的一例的剖視圖。對(duì)圖13所示的具有透射率的頻率特性不同的多個(gè)區(qū)域的匹配層(以下稱為多透射F特層。)的一例即匹配層1301進(jìn)行說明。與匹配層703同樣，匹配層1301由具有近似壓電體208的聲阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被檢體的活體組織的聲阻抗的第二匹配部件701構(gòu)成。圓錐型的第一匹配部件702將壓電體208側(cè)作為底面、將被檢體側(cè)作為頂點(diǎn)而配置有多個(gè)。并且，在匹配層1301中，構(gòu)成為利用第二匹配部件701充滿第一匹配部件702占據(jù)的部分以外的部分。并且，在匹配層1301中，在圖13的點(diǎn)A附近，與由第一匹配部件702構(gòu)成的圓錐的底面積相鄰的圓錐的間隔最寬，越接近點(diǎn)B，圓錐的底面積越小，與此相伴，相鄰的圓錐的間隔也變窄。這樣，在圓錐的間隔按照每個(gè)部分而不同的匹配層中，圓錐的間隔越寬的部分，越能夠增大由(低頻的透射率)+ (高頻的透射率)定義的值，能夠?qū)崿F(xiàn)多透射F特層。圖14是本實(shí)施方式的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。對(duì)圖14所示的多透射F特層的另一例即匹配層1401進(jìn)行說明。與匹配層703同樣，匹配層1401由具有近似壓電體208的聲阻抗的第一匹配部件702、以及具有近似被檢體的活體組織的聲阻抗的第二匹配部件701構(gòu)成。圓錐型的第一匹配部件702將壓電體208側(cè)作為底面、將被檢體側(cè)作為頂點(diǎn)而配置有多個(gè)。并且，在匹配層1401中，構(gòu)成為利用第二匹配部件701充滿第一匹配部件702占據(jù)的部分以外的部分。并且，在匹配層1401中，在圖14的點(diǎn)A附近，由第一匹配部件702構(gòu)成的圓錐的高度最高，越接近點(diǎn)B，圓錐的高度越低。這樣，在圓錐的高度按照每個(gè)部分而不同的匹配層中，圓錐的高度越高的部分，由(低頻的透射率)+ (高頻的透射率)定義的值越大，能夠?qū)崿F(xiàn)多透射F特層。 為了實(shí)現(xiàn)多透射F特層，本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行專心研討，判明能夠如下實(shí)現(xiàn)。圖16是本實(shí)施方式的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。對(duì)圖16所示的多透射F特層的另一例即匹配層1606進(jìn)行說明。匹配層1606是重疊了銀約90%、二氧化硅約10%的混合物(約11. 9MRayl、厚度約45 μ m)的壓電體側(cè)的匹配層1607、以及由5種匹配部件1601、1602、1603、1604、1605構(gòu)成的被檢體側(cè)的多阻抗層而得到的雙層構(gòu)造的匹配層。另外，將這種包含多個(gè)層的匹配層的各個(gè)層稱為匹配部層。并且，匹配部件1601為銀約85%、二氧化硅約15%的混合物(約9. 7MRayl),匹配部件1602為銅約80%、二氧化硅約20%的混合物(約7. 7MRayl)，匹配部件1603為銅約55%、二氧化硅約45%的混合物(約5. 9MRayl)，匹配部件1604為二氧化硅100% (約3. 8MRayl)，匹配部件1605為丙烯約55%、二氧化硅約45%的混合物(約2. OMRayl )。任意情況下，聲速約為1800m/s。并且，設(shè)匹配部件1601 1605的厚度約為90 μ m0設(shè)壓電體208為PZT系的壓電陶瓷(約26MRayl、聲速約3500m/s)，在被檢體(約I. 5MRayl)時(shí)，判明為，如圖17所示，從壓電體對(duì)被檢體放射且在被檢體內(nèi)反射而再次入射到壓電體的超聲波的平均頻率(以下設(shè)為平均透射頻率。)依賴于多阻抗層的聲阻抗。但是，平均透射頻率為IOMHz以下的范圍的平均。如圖17所示，多阻抗層的聲阻抗越大，平均透射頻率越低。能夠利用該特性設(shè)計(jì)多透射F特層。并且，在設(shè)匹配層1607為銀約95%、二氧化硅約5%的混合物(約20MRayl、厚度約45 μ m)、多阻抗層的厚度也為45 μ m的情況下，多阻抗層的聲阻抗與平均透射頻率的關(guān)系成為圖18的關(guān)系。由此，示出多阻抗層和多阻抗層以外的匹配層的厚度不是必須不同。并且，設(shè)匹配層1606為被檢體側(cè)成為多阻抗層的雙層構(gòu)造的匹配層，但是，多阻抗層不是必須為被檢體側(cè)。例如，在構(gòu)成為在被檢體側(cè)具有厚度90 μ m、聲阻抗2. OMRayl的匹配層、在壓電體側(cè)具有厚度45 μ m的多阻抗層的情況下，多阻抗層的聲阻抗與平均透射頻率的關(guān)系成為圖19中實(shí)線1901所示的關(guān)系，能夠用于設(shè)計(jì)多透射F特層的情況。進(jìn)而，在構(gòu)成為在被檢體側(cè)具有厚度90 μ m、聲阻抗3. 8MRayl的匹配層、在壓電體側(cè)具有厚度45 μ m的多阻抗層的情況下，多阻抗層的聲阻抗與平均透射頻率的關(guān)系成為圖19中點(diǎn)劃線1902所示的關(guān)系，通過使被檢體側(cè)和壓電體側(cè)的兩個(gè)層成為多阻抗層，平均透射頻率的調(diào)整范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，能夠自由設(shè)計(jì)多透射F特層。S卩，能夠?qū)崿F(xiàn)S/N更高的超聲波診斷裝置，所以是優(yōu)選的。圖20是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。對(duì)圖20所示的多透射F特層的另一例即匹配層2006進(jìn)行說明。匹配層2006是在由銀約90%、二氧化硅約10%的混合物(約11. 9MRayl、厚度約90 μ m)構(gòu)成的壓電體側(cè)的匹配層2007和由丙烯約55%、二氧化硅約45%的混合物(約2. OMRayl、厚度約45 μ m)構(gòu)成的被檢體側(cè)的匹配層2008之間夾著由5種匹配部件2001、2002、2003、2004、2005構(gòu)成的多阻抗層(厚度約45 μ m)的3層構(gòu)造的匹配層。并且，匹配部件2001為銀約88%、二氧化硅約12%的混合物(10. 8MRayl),匹配部件2002為銀約85%、二氧化硅約15%的混合物(約9. 7MRayl )，匹配部件2003為銅約80%、二氧化硅約20%的混合物(約7. 7MRayl)，匹配部件2004為銅約55%、二氧化硅約45%的混合物(約5. 9MRayl),匹配部件2005為二氧化硅100% (約3. 8MRayl)。 任意情況下，聲速約為1800m/s。設(shè)壓電體208為PZT系的壓電陶瓷(約26MRayl、聲速約3500m/s)，在被檢體(約I. 5MRayl)時(shí)，圖21示出多阻抗層的聲阻抗與平均透射頻率的關(guān)系。這樣，在3層中的一層為多阻抗層的匹配層2006的情況下，通過改變多阻抗層的聲阻抗，也能夠調(diào)節(jié)平均透射頻率，成為可設(shè)計(jì)的多透射F特層。以上示出在2層或3層的匹配層中至少I層為多阻抗層的例子，但是，在4層以上的情況下，通過包含多阻抗層，也能夠設(shè)計(jì)平均透射頻率。圖15是本發(fā)明的實(shí)施方式I的超聲波探頭的匹配層的另一例的剖視圖。如圖15所示，對(duì)多透射F特層的另一例即匹配層1501進(jìn)行說明。匹配層1501是重疊組合2層匹配層1401而得到的匹配層。下面更加詳細(xì)地示出。匹配層1501由具有近似壓電體208的聲阻抗的第一匹配部件702、具有近似被檢體的活體組織的聲阻抗的第二匹配部件701、以及具有小于第一匹配部件702且大于第二匹配部件701的聲阻抗的第三匹配部件1502構(gòu)成。如圖15所示，設(shè)2個(gè)匹配層1401為1401a和1401b。在1401a中，圓錐型的第一匹配部件702將壓電體208側(cè)作為底面而配置有多個(gè)，在1401a中，構(gòu)成為利用第三匹配部件1502充滿第一匹配部件702占據(jù)的部分以外的部分。并且，在更上方(被檢體側(cè))的1401b中，配置有多個(gè)由圓錐型的第三匹配部件1502構(gòu)成的三角錐，形成利用第二匹配部件701充滿第三匹配部件1502占據(jù)的部分以外的部分的層。這樣，通過重合多層匹配層1401，能夠更加自由地設(shè)計(jì)超聲波探頭表面的聲壓的頻率特性，所以是優(yōu)選的。由此，在超聲波診斷圖像中，能夠進(jìn)一步提高S/N。并且，在重合多層匹配層1401的情況下，更加優(yōu)選相鄰的層的圓錐的高度不同，能夠進(jìn)一步提高清晰度。例如，在圖15的例子中，關(guān)于由第一匹配部件702和第三匹配部件1502構(gòu)成的層1401b，圓錐的高度成為(點(diǎn)A附近)> (點(diǎn)C附近)> (點(diǎn)B附近)，但是，關(guān)于由第三匹配部件1502和第二匹配部件701構(gòu)成的層1401a，圓錐的高度構(gòu)成為(點(diǎn)A附近)> (點(diǎn)C附近) (點(diǎn)B附近)。并且，在2個(gè)層中，點(diǎn)A附近的圓錐的高度不同。并且，不限于匹配層1401的重合，通過組合并重合匹配層703、匹配層804、匹配層904等的多透射率層、或匹配層1301、匹配層1606、匹配層2006等的多透射F特層，也能夠更加自由地設(shè)計(jì)聲壓的頻率特性，能夠提高超聲波診斷圖像中的清晰度，所以是優(yōu)選的。另外，優(yōu)選壓電體101與聲透鏡209的接觸面為平面。另外，相對(duì)于壓電體的厚度，也可以具有10%左右的誤差。由此，能夠在寬溫度范圍內(nèi)得到高清晰度的超聲波診斷圖像。這是因?yàn)?，聲透鏡針對(duì)溫度變化的收縮率較大，所以，在該接觸面不是平面的情況下，可能由于聲透鏡的收縮而使聲透鏡剝離。另外，優(yōu)選各匹配部 層各自的厚度恒定。由此，能夠在寬溫度范圍內(nèi)得到高清晰度的超聲波診斷圖像。這是因?yàn)?，在各匹配部層的厚度不恒定的情況下，可能由于匹配部層針對(duì)溫度變化的收縮率的變化而使匹配部層彼此剝離。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的超聲波探頭，通過具有與以往相同的頻率特性的匹配層，能夠擴(kuò)寬透射匹配層的超聲波的頻帶。這是因?yàn)?，由于透射各個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的頻率特性不同，所以，在匹配層全體中合并透射各個(gè)匹配區(qū)域的超聲波時(shí)，與透射具有與以往相同的頻率特性匹配層的超聲波相比，頻帶擴(kuò)寬。而且，由于超聲波傳播方向(規(guī)定方向)的厚度恒定，所以，透射各匹配區(qū)域的超聲波脈沖不產(chǎn)生時(shí)間差。其結(jié)果，超聲波脈沖以近似輸入脈沖波形的波形在被檢體內(nèi)傳播，得到高清晰度的超聲波診斷圖像。并且，能夠使匹配層內(nèi)部接近壓電體的聲阻抗為近似壓電體的聲阻抗的值，能夠使匹配層內(nèi)部接近被檢體的聲阻抗為近似被檢體的聲阻抗的值。并且，在匹配層的內(nèi)部，能夠在超聲波的傳播方向上連續(xù)改變聲阻抗。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，尖?xì)形狀的密度不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，尖?xì)形狀的超聲波傳播方向的高度不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，尖?xì)形狀的粗細(xì)不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，匹配層與聲透鏡的接觸面成為平面，超聲波探頭能夠在寬溫度范圍內(nèi)接收寬帶的超聲波。其結(jié)果，能夠得到高清晰度的超聲波診斷圖像。這是因?yàn)?，由于聲透鏡針對(duì)溫度變化的收縮率較大，所以，在該接觸面不是平面的情況下，可能由于聲透鏡的收縮而使尸透鏡剝尚。并且，在以更高精度進(jìn)行壓電體與被檢體的聲匹配的同時(shí)，能夠擴(kuò)寬透射匹配層的超聲波的頻帶。這是因?yàn)椋ㄟ^具有不同聲阻抗的多個(gè)匹配部層，從壓電體到被檢體而階段地進(jìn)行聲匹配，并且，通過多個(gè)匹配區(qū)域，能夠擴(kuò)寬超聲波的透射率的頻率特性。并且，超聲波探頭能夠在寬溫度范圍內(nèi)接收寬帶的超聲波。其結(jié)果，能夠得到高清晰度的超聲波診斷圖像。這是因?yàn)椋诟髌ヅ洳繉拥暮穸炔缓愣ǖ那闆r下，可能由于匹配部層針對(duì)溫度變化的收縮率的變化而使匹配部層彼此剝離。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)?，混合物中的材料的混合率不同的多個(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)椋谄ヅ鋮^(qū)域的寬度比超聲波的波長(zhǎng)短的情況下，不形成超聲波的透射率的頻率特性為規(guī)定值的匹配區(qū)域。并且，能夠高效制造具有多個(gè)不同密度的匹配部件。這是因?yàn)?，使用同一材料，僅變更這些材料的調(diào)和比例，就能夠制造具有多個(gè)不同密度的匹配部件。并且，能夠提高從壓電體向被檢體方向傳播的超聲波的聲壓。并且，能夠擴(kuò)寬透射匹配層的超聲波的頻帶。(實(shí)施方式2)圖6是本實(shí)施方式的超聲波探頭的一例的剖視圖。如圖6所示，本發(fā)明的超聲波探頭602具有壓電體208、信號(hào)電極206、接地電極207。并且，更加優(yōu)選具有襯墊201和聲透鏡209。 超聲波探頭602與現(xiàn)有型的超聲波振子304的不同之處在于，在接地電極207與被檢體(圖略)之間具有匹配層601。超聲波探頭602被設(shè)計(jì)成，從匹配層601的X方向(各超聲波振子的長(zhǎng)度方向)的兩端部的匹配區(qū)域601c放射的超聲波的平均頻率高于從中央部的匹配區(qū)域601a放射的超聲波的平均頻率。由此，使原本適用于會(huì)聚用途的高頻率的超聲波局部縮小為更細(xì)，較粗地傳播頻率較低的超聲波。進(jìn)而，按照頻率對(duì)在被檢體反射的超聲波信號(hào)進(jìn)行分離并解析，能夠得到由局部較細(xì)的射束(高頻率)得到的超聲波診斷圖像和由較粗的射束(低頻率)得到的超聲波診斷圖像雙方的信息。由較粗的射束得到的超聲波診斷圖像是區(qū)域內(nèi)的反射和散射被平均的圖像，所以，通過將其用于位置調(diào)節(jié)，能夠進(jìn)行高速的定位。并且，由局部較細(xì)的射束得到的超聲波圖像未對(duì)局部得到的反射和散射的信息進(jìn)行平均，能夠以高對(duì)比度得到該圖像。本實(shí)施方式的超聲波探頭如實(shí)施方式I中說明的那樣，當(dāng)然能夠使用多透射率層或多透射F特層進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于匹配層的結(jié)構(gòu)，這里省略說明。對(duì)實(shí)施方式I和實(shí)施方式2進(jìn)行比較，說明各個(gè)方式的特征。實(shí)施方式I能夠廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)高S/N的超聲波診斷，這方面是優(yōu)選的。并且，實(shí)施方式2優(yōu)選用于初期癌癥的發(fā)現(xiàn)等、需要基于更加詳細(xì)的圖像進(jìn)行診斷的用途。并且，進(jìn)而，如圖2所示，在多個(gè)超聲波振子排列成一維陣列狀的超聲波探頭中，優(yōu)選交替排列實(shí)施方式I的超聲波振子和實(shí)施方式2的超聲波振子。這是因?yàn)?，通過分別控制各個(gè)超聲波振子，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)超聲波振子的特性。并且，實(shí)施方式1、2均如下所述。在實(shí)施方式I和實(shí)施方式2中，示出了由圓錐型的匹配部件和嵌入該圓錐之間的其他匹配部件構(gòu)成的匹配層的例子(圖7、圖8、圖13、圖14和圖15等)，但是，這些匹配層如下所述。匹配部件不是必須為圓錐形狀，至少具有凹凸即可。更加優(yōu)選為從壓電體朝向被檢體而使截面積連續(xù)減小的形狀。例如，可以是三角錐型、四角錐型或吊鐘型等的尖細(xì)柱狀體中的任意一方。通過使尖細(xì)柱狀體的凹凸的高低差和寬度不同，得到與實(shí)施方式I中說明的圓錐型的高度或間隔不同的情況相同的效果。并且，在圖7和圖8的例子中，優(yōu)選匹配層101的(從壓電體針對(duì)被檢體方向的)厚度比超聲波的波長(zhǎng)的一半厚。由此，全部區(qū)域的平均透射率提高，成為更高靈敏度的超聲波探頭，所以，直到被檢體的更深部為止得到超聲波診斷圖像。并且，在實(shí)施方式I和實(shí)施方式2中使用的多阻抗層如下所述。
首先，優(yōu)選聲阻抗不同的各匹配區(qū)域的寬度比在壓電體中產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)長(zhǎng)。這是因?yàn)?，通過波的衍射現(xiàn)象，減輕由于超聲波的波長(zhǎng)以下的長(zhǎng)度范圍內(nèi)的聲阻抗高低差而引起的透射率的頻率特性之差。通過使各匹配區(qū)域的寬度比在壓電體中產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，能夠更加自由地設(shè)計(jì)聲壓分布的頻率特性，所以是更加優(yōu)選的。并且，在本實(shí)施方式的多阻抗層中，聲阻抗不同的多個(gè)區(qū)域在圖9中與X方向垂直的表面進(jìn)行分割，但是，不是必須為與X方向垂直的表面，分割的表面不是與Z方向垂直的表面即可。并且，在本實(shí)施方式中，使用由銅、銀和丙烯以及ニ氧化硅的混合物構(gòu)成的匹配層，但是，這些是一例，當(dāng)然也可以使用鐵或鎢等的其他材料?！りP(guān)于本實(shí)施方式所示的銅、銀、丙烯與ニ氧化硅的混合物，通過改變其混合比例，聲阻抗的變化増大，并且聲速大致恒定。因此，能夠抑制由于透射各匹配區(qū)域的超聲波的時(shí)間偏差而引起的超聲波診斷圖像的畫質(zhì)降低，所以，可以說是本發(fā)明優(yōu)選的材料。特別地，關(guān)于銀與ニ氧化硅的混合物，在代替材料較少的聲阻抗較高的區(qū)域中，能夠在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)聲阻杭。因此，能夠更加自由地設(shè)計(jì)透射率分布，所以可以說是優(yōu)選的材料。并且，關(guān)于銅與ニ氧化硅的混合物，能夠廉價(jià)地在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)聲阻抗，所以是優(yōu)選的。并且，通過分別在上述范圍中增加ニ氧化硅中混合的銀、銅的比例，密度單調(diào)增加，通過增加丙烯的比例，密度單調(diào)減少，所以，容易設(shè)計(jì)匹配層。并且，優(yōu)選在匹配層材料成膜后進(jìn)行燒結(jié)エ序。即，所述匹配層不是在銀或銅等的金屬粒子在結(jié)合材料內(nèi)単獨(dú)分散的常態(tài)下使用，優(yōu)選結(jié)合各個(gè)粒子而整體化，由此，能夠得到更聞阻抗的I旲，設(shè)計(jì)的自由度進(jìn)一步提尚。并且，優(yōu)選ニ氧化硅中混合的金屬為低于數(shù)百納米米級(jí)的金屬納米粒子。金屬納米粉末根據(jù)其表面積的大小而富有反應(yīng)性，燒結(jié)開始溫度依賴于粒徑而在100°c 350°C之間變化，但是，能夠通過廉價(jià)的加熱單元縮短升溫、降溫的時(shí)間，能夠廉價(jià)地制作匹配層。并且，上述示出使用ニ氧化硅作為結(jié)合材料的例子，但是，也可以使用氧化鈦或氧化鈮等的其他無機(jī)系結(jié)合材料，還可以使用有機(jī)系的結(jié)合材料。但是，在使用ニ氧化硅的上述例子中，能夠抑制聲速的變化并増大密度的變化，進(jìn)而，考慮廉價(jià)等方面，是作為本發(fā)明的結(jié)合材料的最佳材料。進(jìn)而，關(guān)于本發(fā)明的超聲波振子中的匹配層，優(yōu)選通過水等稀釋匹配層用的材料，通過印刷或噴射方式進(jìn)行成膜。使用按照每種材料而不同的噴嘴，通過印刷或噴射方式進(jìn)行成膜，由此，容易按照每個(gè)場(chǎng)所改變混合材料的濃度。由此，與使用蒸鍍、濺射、旋涂等手段的情況相比，能夠廉價(jià)地形成多阻抗層，所以，在本發(fā)明中是優(yōu)選的。并且，如上所述，在通過按照每個(gè)場(chǎng)所(區(qū)域)改變多個(gè)材料的濃度而實(shí)現(xiàn)的多阻抗層中，優(yōu)選在相鄰的區(qū)域中包含同一材料。這是因?yàn)?，由于每個(gè)區(qū)域的緊密貼合性提高，所以，超聲波振子的振動(dòng)耐性和耐熱性提高。并且，如上所述，在由多個(gè)材料的混合物構(gòu)成的匹配層的情況下，更加優(yōu)選為平均粒徑相差一位程度(至少5倍)以上的材料的混合物。這是因?yàn)?，通過使用粒徑不同的多個(gè)材料的混合物，在濃度不同的多個(gè)區(qū)域中，能夠抑制伴隨混合物的調(diào)和比的變化而引起的聲速的變化。并且，更加優(yōu)選在匹配層中包含燒結(jié)材料。以上，在實(shí)施方式I和實(shí)施方式2中，作為本發(fā)明的超聲波探頭和超聲波診斷裝置，示出了一維陣列型的超聲波探頭和具有該超聲波探頭的超聲波診斷裝置，但是，在本說明書中，實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)是一例，當(dāng)然能夠在不脫離本發(fā)明主g的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。S卩，在使用K31模式的超聲波探頭中，也發(fā)揮同樣的效果。即，通過在超聲波探頭與被檢體的接觸面中具有超聲波的聲壓-頻率特性不同的多個(gè)區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的超聲波診斷裝置。并且，更加優(yōu)選在壓電體208與襯墊201之間也具有匹配層(圖略)，優(yōu)選壓電體·208與襯墊201之間的匹配層也是多透射率層或透射率進(jìn)ー步按照每個(gè)頻率而不同的匹配層，能夠減輕由于包含壓電體208的超聲波振子的Q值按照每個(gè)區(qū)域而不同所引起的超聲波脈沖波形的差異。即，在被檢體側(cè)的多透射率層的透射率比較高的區(qū)域中，優(yōu)選設(shè)計(jì)為襯墊201側(cè)的多透射率層的透射率比較低，在被檢體側(cè)的多透射率層的透射率比較低的區(qū)域中，優(yōu)選設(shè)計(jì)為襯墊201側(cè)的多透射率層的透射率比較高。由此，減輕了按照每個(gè)區(qū)域而生成的超聲波的脈沖波形的差異，所以，深度方向的超聲波診斷圖像中的清晰度提高。并且，也可以在壓電體與襯墊之間具有提高超聲波反射率的透射防止層。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)更高靈敏度的超聲波探頭，所以，能夠直到被檢體的更深部為止進(jìn)行超聲波診斷。并且，作為能夠設(shè)計(jì)與被檢體接觸的接觸面中的聲壓分布的超聲波探頭，考慮ニ維陣列型超聲波探頭、且在X方向上也施加按照每個(gè)超聲波振子而不同的電壓的方法等。但是，各超聲波振子較細(xì)，制造成品率降低，針對(duì)落下沖擊等的可靠性也降低。并且，由于制造エ序數(shù)也增加,所以導(dǎo)致高價(jià)格化。因此，更加優(yōu)選為具有如本發(fā)明那樣生成透射率分布的匹配層的方式。并且，更加優(yōu)選為ニ維陣列型超聲波探頭、且具有如本發(fā)明那樣具有透射率分布的匹配層，能夠以較少的分割數(shù)實(shí)現(xiàn)更高的S/N，所以，能夠抑制制造成品率的降低、針對(duì)落下沖擊的可靠性的降低、由于制造エ序數(shù)增加而引起的高價(jià)格化。并且，作為實(shí)現(xiàn)越是從各振子的中央接近X方向的兩端、超聲波的聲壓越低的超聲波探頭的方法，可以使用對(duì)超聲波振子實(shí)施槽加工并形成壓電體的密度分布的方法；使其具有極化強(qiáng)度的分布的方法；越是從各振子的中央接近X方向的兩端、電極(信號(hào)電極和接地電極中的至少一方)越細(xì)的方法等。但是，在對(duì)超聲波振子實(shí)施槽加工的方法中，制造エ序復(fù)雜，穩(wěn)定性降低。并且，在使其具有極化強(qiáng)度的分布的方法中，極化工序復(fù)雜。并且，在越是從各振子的中央接近X方向的兩端、電極越細(xì)的方法中，切斷部位和電極的定位復(fù)雜，制造成品率降低。因此，優(yōu)選使用本實(shí)施方式所示的匹配層。并且，作為與本發(fā)明同樣生成透射率分布的匹配層，也可以使用在各超聲波振子的中央和X方向的兩端、平均粒徑不同的匹配層等，但是，由于在粒徑大且衰減多的區(qū)域中散射的聲波成為超聲波診斷圖像中的噪聲的原因，所以，更加優(yōu)選為本實(shí)施方式所示的匹配層的結(jié)構(gòu)。以上，在實(shí)施方式I和實(shí)施方式2中示出了本發(fā)明的超聲波探頭。與現(xiàn)有型同樣，作為圖2的一維陣列型或ニ維陣列型排列的超聲波探頭，通過用于圖4的超聲波診斷裝置，具有所述的S/N提高等的效果。(實(shí)施方式3)在本實(shí)施方式中，對(duì)具備具有密度不同的多個(gè)匹配區(qū)域的匹配層的超聲波振子進(jìn)行說明。圖22是本實(shí)施方式的超聲波振子的一例的剖視圖。圖22的超聲波振子具有壓電體102,具有在壓電體的相互面對(duì)的ー對(duì)表面上形成的驅(qū)動(dòng)電極206和207。由此，發(fā)送并接收超聲波。并且，具有匹配層2201和2202，以使得高效地在與被檢體之間收發(fā)由壓電體208和驅(qū)動(dòng)電極206、207生成的超聲波。進(jìn)而，在匹配層2202與被檢體之間具有保持縮小超聲波射束的作用的聲透鏡209，以提高診斷圖像的分辨率。匹配層2201由密度不同的2個(gè)匹配區(qū)域2201a和2201b構(gòu)成。并且，這里，匹配區(qū)域2201a和2201b在與超聲波傳播的Z方向平行的表面被分割。本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行專心研討，判明能夠如下實(shí)現(xiàn)具有密度不同的多個(gè)匹配區(qū)域的
匹配層。圖22是本發(fā)明的本實(shí)施方式的超聲波振子的一例的剖視圖。關(guān)于圖22所示的超聲波振子，設(shè)壓電體208為PZT系的壓電陶瓷(密度約7. 4g/cc、聲速約3500m/s)，通過對(duì)相互面對(duì)的ー對(duì)表面燒上銀，形成驅(qū)動(dòng)電極206和207。并且，匹配層2202為銀約90%、ニ氧化硅約10%的混合物(密度約6. 6g/cc、厚度約45 u m),匹配層2201的匹配區(qū)域2201a為銀約85%、ニ氧化硅約15%的 混合物(密度約5. 4g/cc、厚度約90 u m、聲速約1800m/s)，匹配層2201的匹配區(qū)域2201b為丙烯約55%、ニ氧化硅約45%的混合物(密度約I. lg/cc、厚度約90iim、聲速約1800m/s)。并且，聲透鏡209使用聲阻抗近似活體的硅橡膠(密度約I. 5g/cc、聲速約947m/sノ。圖24是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的匹配層的透射特性的圖。圖24示出上述結(jié)構(gòu)的超聲波振子的匹配層2201和2202針對(duì)各頻率的透射率的平方(以下設(shè)為透射特性。)。這里，設(shè)為透射率的平方是因?yàn)?，在利用超聲波振子進(jìn)行診斷的情況下，超聲波往復(fù)于壓電體與被檢體之間，所以，2次通過匹配層。更詳細(xì)地講，圖24示出匹配層2202和匹配層2201的區(qū)域2201a的透射特性，圖25示出匹配層2202和匹配層2201的區(qū)域2201b的透射特性。根據(jù)圖25可知，2個(gè)區(qū)域的透射特性大幅不同。在圖24中透射率最大的峰值頻率約為4MHz，與此相對(duì)，在圖25中約為7MHz。這樣，判明為，在具有2層的匹配層的情況下，通過改變其中至少I層的密度，能夠改變透射的超聲波的頻率。(以下，設(shè)匹配層101那樣具有密度不同的多個(gè)區(qū)域的(匹配)層為“多密度層”。)并且，在圖24中，示出了多密度層為密度5. 4g/cc和密度I. lg/cc這2種密度的情況下的透射特性，但是，同樣，在圖22的結(jié)構(gòu)的超聲波振子中多密度層為下述密度的情況下，對(duì)透射特性進(jìn)行評(píng)價(jià)并調(diào)查多密度層的密度與平均透射頻率的關(guān)系的結(jié)果，成為圖27的關(guān)系。
(I)(銀約85%、ニ氧化硅約15%的混合物(密度約5. 4g/cc) 101a)(2 )銅約80%、ニ氧化硅約20%的混合物(密度約4. 3g/cc )(3 )銅約55%、ニ氧化硅約45%的混合物(密度約3. 3g/cc )(4) ニ氧化硅 100% (密度約 2. lg/cc)(5)(丙烯約55%、ニ氧化硅約45%的混合物(密度約I. lg/cc) :101b)任意情況下,聲速約為1800m/s。并且,厚度約為90 ii m。
根據(jù)圖27判明為，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，相對(duì)于多密度層的密度増加，平均透射頻率降低。并且，以上示出匹配層105的厚度為45 iim、匹配層101的厚度為90 iim (聲速均為約1800m/s)的例子，但是，作為本發(fā)明的實(shí)施方式，不限于各匹配層的厚度，發(fā)揮寬帶化的效果。例如，圖26示出在匹配層2201和2202的厚度均為45 ii m的情況下、匹配層2201的密度和透射2層的匹配層的平均頻率的關(guān)系。如圖26所示，在2層的匹配層的厚度相同的情況下，相對(duì)于多密度層的密度増加，平均透射頻率也降低。這里，作為例子，圖26是示出匹配層2202為銀約95%、ニ氧化硅約5%的混合物(密度約8. 6g/cc)的情況下的關(guān)系的圖。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方式的超聲波探頭，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。這是因?yàn)椋芏炔煌亩鄠€(gè)匹配區(qū)域的超聲波的透射率的頻率特性不同。(實(shí)施方式4)圖30是示出本實(shí)施方式的超聲波振子的一例的概略剖視圖。與圖22所示的實(shí)施方式3的超聲波振子同樣，圖30的超聲波振子由壓電體208、在壓電體208的相互面對(duì)的ー對(duì)表面上形成的驅(qū)動(dòng)電極206和207、2層的匹配層、聲透鏡209構(gòu)成。2層的匹配層為匹配層3001、3002，匹配層3002為多密度層。S卩，在實(shí)施方式3中，2層的匹配層中的被檢體側(cè)的層為多密度層，與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，2層的匹配層中的壓電體208側(cè)的層為多密度層。本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行專心研討，判明能夠如下實(shí)現(xiàn)具有上述多密度層的2層的匹配層。在本實(shí)施方式中，設(shè)匹配層3001為丙烯約55%、ニ氧化硅約45%的混合物(密度約
I.lg/cc、厚度約90 u m),設(shè)匹配層3002的匹配區(qū)域3002a為銀約95%、ニ氧化硅約5%的混合物(密度約8. 6g/cc、厚度約45iim),設(shè)匹配區(qū)域3002b為銀約90%、ニ氧化娃約10%的混合物(密度約6. 6g/cc、厚度約45iim),設(shè)匹配區(qū)域3002c為銀約85%、ニ氧化娃約15%的混合物(密度約5. 4g/cc、厚度約45 ii m)，設(shè)匹配區(qū)域3002d為銅約80%、ニ氧化硅約20%的混合物(密度約4. 3g/cc、厚度約45 V- m),設(shè)匹配區(qū)域3002e為銅約55%、ニ氧化娃約45%的混合物(密度約3. 3g/cc、厚度約45 ii m)。并且，在任意區(qū)域中，聲速約為1800m/s。利用上述結(jié)構(gòu)求出多密度層(匹配層3002)的各區(qū)域的平均透射頻率，圖31中實(shí)線3101示出多密度層(匹配層3002)的密度與2層的匹配層的平均透射頻率的關(guān)系。根據(jù)圖31判明為，多密度層的密度越増加，平均透射頻率越降低。
并且，如圖23所示，在體側(cè)的匹配層(圖30中的匹配層3001)為ニ氧化硅100%(密度約2. lg/cc、厚度約90 u m)的匹配層2301的情況下，匹配層3002的密度與2層的匹配層的平均透射頻率的關(guān)系為圖31的點(diǎn)劃線3102所示的關(guān)系。在匹配層3002的密度相同的情況下，通過使匹配層3001的密度變化，平均透射頻率也變化。即，判明為，通過具有2層的匹配層、且雙方為多密度層，能夠進(jìn)ー步擴(kuò)大可實(shí)現(xiàn)的帶寬(能夠進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)寬帶化)。由此，與具有多個(gè)匹配層、且其中I層為多密度層的超聲波振子相比，具有多個(gè)多密度層的超聲波振子能夠進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)寬帶化，所以是優(yōu)選的。根據(jù)實(shí)施方式3和實(shí)施方式4判明為，通過具有2層的匹配層、且使至少I層為多密度層，不用改變匹配層的厚度，就能夠收發(fā)各種頻率的超聲波，能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶的超聲波振子。 (實(shí)施方式5)接著，使用圖32示出具有3層的匹配層、且至少I層為多密度層的例子。本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行專心研討，判明能夠如下實(shí)現(xiàn)至少I層為多密度層的3層的匹配層。與實(shí)施方式3的超聲波振子同樣，圖32的超聲波振子由壓電體208、在壓電體208的相互面對(duì)的ー對(duì)表面上形成的驅(qū)動(dòng)電極206和207、匹配層、聲透鏡209構(gòu)成。圖32的超聲波振子中的匹配層由3層的匹配層構(gòu)成，設(shè)匹配層3201為丙烯約55%、ニ氧化硅約45%的混合物(密度約I. lg/cc、厚度約45 ii m)，設(shè)匹配層3203為銀約90%、ニ氧化硅約10%的混合物(密度約6. 6g/cc、厚度約90 u m)。并且，匹配層3202為多密度層，設(shè)匹配區(qū)域3202a為銀約88%、ニ氧化硅約12%的混合物(密度約6. Og/cc、厚度約45 ii m)，設(shè)匹配區(qū)域3202b為銀約85%、ニ氧化硅約15%的混合物(密度約5. 4g/cc、厚度約45 ii m)，設(shè)匹配區(qū)域3202c為銅約80%、ニ氧化硅約20%的混合物(密度約4. 3g/cc、厚度約45 ii m)，設(shè)匹配區(qū)域3202d為銅約55%、ニ氧化硅約45%的混合物(密度約3.3g/cc、厚度約45iim)，設(shè)匹配區(qū)域3202e為ニ氧化硅約100% (密度約
2.lg/cc、厚度約 45 u m)。并且，在任意區(qū)域中，聲速約為1800m/s。利用上述結(jié)構(gòu)求出多密度層(匹配層3202)的各區(qū)域的平均透射頻率，圖33中實(shí)線3301示出多密度層(匹配層3202)的密度與3層的匹配層的平均透射頻率的關(guān)系。根據(jù)圖33判明為，多密度層的密度越増加，平均透射頻率越降低。并且，如圖34所示，在體側(cè)的匹配層(圖32中的匹配層3203)為銀約95%、ニ氧化硅5%的匹配層3401的情況下，匹配層3202的密度與3層的匹配層的平均透射頻率的關(guān)系為圖33的點(diǎn)劃線3302所示的關(guān)系?？芍?，在匹配層3202的密度相同的情況下，通過使匹配層3203的密度變化，平均透射頻率變化。即，可知，通過具有3層的匹配層、且其中2層為多密度層，與僅3層中的I層為多密度層的情況相比，能夠擴(kuò)大可實(shí)現(xiàn)的帶寬(能夠進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)寬帶化)。即，與實(shí)施方式4同樣，在具有3層的匹配層的情況下，通過具有多個(gè)多密度層，能夠進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)寬帶化，所以可以說是優(yōu)選的。另外，實(shí)施方式3 5均如下所述。
在實(shí)施方式3 5中示出了具有2層或3層的匹配層的超聲波振子，但是，在4層以上或I層的匹配層的情況下也同樣，通過至少使其中I層為多密度層，發(fā)揮本發(fā)明的效果。但是，與具有I層的匹配層的情況(即僅具有多密度層的情況)相比，通過具有2層以上的匹配層、且至少I層為多密度層，寬帶化的效果顯著提高。因此，優(yōu)選構(gòu)成為具有2層以上的匹配層、且至少I層為多密度層。并且，在本實(shí)施方式3 5中，設(shè)多密度層為分別各具有ー個(gè)密度不同的區(qū)域的層進(jìn)行了說明，但是，圖28示出實(shí)施方式3的另一方式，如匹配層2801那樣，也可以構(gòu)成為具有2個(gè)以上的相同密度的區(qū)域。通過在多個(gè)部位具有相同密度的區(qū)域，能夠進(jìn)ー步減輕被檢體內(nèi)的超聲波射束形狀的頻率依存性，超聲波射束掃描方向(X方向或Y方向)的清晰度
提聞，所以是優(yōu)選的。并且，在本發(fā)明的超聲波振子中的多密度層中，優(yōu)選密度不同的各區(qū)域的寬度(至少ー個(gè)方向的區(qū)域?qū)挾?比在壓電體中產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)長(zhǎng)。這是因?yàn)?，通過波的衍射現(xiàn)象，消除了由于超聲波的波長(zhǎng)以下的密度變化而引起的寬帶化的效果的一部分，通過使各區(qū)域的寬度比在壓電體中產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，得到更大的寬帶化的效果，是更加優(yōu)選的。并且，圖29示出多密度層的密度分布的例子。這里，設(shè)橫軸為X方向，但是，只要是與Z方向垂直的(XY面內(nèi)的)方向即可，可以將任意方向設(shè)為橫軸。并且，由于所述理由(根據(jù)波長(zhǎng)以上的寬度的區(qū)域中的密度變化，寬帶化的效果増大)，縱軸設(shè)為與超聲波的波長(zhǎng)相同的(橫軸的這里為X方向的)長(zhǎng)度區(qū)域的平均密度。例如，圖29示出匹配層2201的密度分布，如點(diǎn)劃線2901所示,分成I. lg/cc的部分和5. 4g/cc的部分這2個(gè)部分。但是，例如如實(shí)線2902或虛線2903那樣，即使是密度連續(xù)變化的多密度層，只要是在與超聲波的波長(zhǎng)相同程度的長(zhǎng)度區(qū)域中平均的密度根據(jù)場(chǎng)所而變化的多密度層，則寬帶化的效果増大，所以，發(fā)揮本發(fā)明的效果。并且，在本實(shí)施方式的多密度層中，密度不同的多個(gè)區(qū)域(2201a和2201b)在圖22中與Y方向垂直的表面進(jìn)行分割，但是，不是必須為與Y方向垂直的表面，分割的表面不是與Z方向垂直的表面即可。 并且，在本實(shí)施方式中，使用由銅、銀或丙烯與ニ氧化硅的混合物構(gòu)成的匹配層，但是，這些是一例，當(dāng)然也可以使用鐵或鎢等的其他材料。但是，關(guān)于這里所示的銅、銀或丙烯與ニ氧化硅的混合物，通過改變其混合比例，密度的變化増大，并且聲速大致恒定，所以，能夠抑制由于透射各區(qū)域的超聲波的時(shí)間偏差而引起的超聲波診斷圖像的畫質(zhì)降低，所以，可以說是本發(fā)明優(yōu)選的材料。特別地，例如，通過使銀在ニ氧化硅中混合的比例為0% 99%的范圍內(nèi)的任意比例，能夠在約2. 2 約8. 6g/cc的寬范圍中實(shí)現(xiàn)任意的密度，通過混合銀并按照?qǐng)鏊淖兤錆舛龋瑢拵Щ男ЧM(jìn)一歩増大。并且，例如，通過使銅在ニ氧化硅中混合的比例為0% 99%的范圍內(nèi)的任意比例，能夠在約2. 2 約5. 6g/cc的范圍中實(shí)現(xiàn)任意的密度，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)非常廉價(jià)的匹配層，所以是優(yōu)選的。并且，例如，通過使丙烯在ニ氧化硅中混合的比例為0% 55%的范圍內(nèi)的任意比例，能夠在約2. 2 約I. lg/cc的范圍中實(shí)現(xiàn)任意的密度，是優(yōu)選的。
通過分別在上述范圍中增加ニ氧化硅中混合的銀或銅的比例，密度單調(diào)增加，通過增加丙烯的比例，密度單調(diào)減少，所以，容易設(shè)計(jì)匹配層。并且，優(yōu)選在匹配層材料成膜后進(jìn)行燒結(jié)エ序。即，所述匹配層不是在銀、銅等的金屬粒子在結(jié)合材料內(nèi)単獨(dú)分散的常態(tài)下使用，優(yōu)選結(jié)合各個(gè)粒子而整體化，由此，能夠得到更高阻抗的膜，寬帶化的效果也増大。并且，優(yōu)選ニ氧化硅中混合的金屬為低于數(shù)百納米級(jí)的金屬納米粒子。金屬納米粒子根據(jù)其表面積的大小而富有反應(yīng)性，燒結(jié)開始溫度為100°C 350°C，溫度依賴于粒徑而變化，但是，能夠通過廉價(jià)的加熱單元縮短升溫、降溫的時(shí)間，能夠廉價(jià)地制作匹配層。并且，上述示出使用ニ氧化硅作為結(jié)合材料的例子，但是，也可以使用氧化鈦或氧化鈮等的其他無機(jī)系結(jié)合材料，還可以使用有機(jī)系的結(jié)合材料。但是，在使用ニ氧化硅的上述例子中，能夠抑制聲速的變化并増大密度的變化，進(jìn)而，考慮廉價(jià)等方面，是作為本發(fā)明 的結(jié)合材料的最佳材料。進(jìn)而，關(guān)于本發(fā)明的超聲波振子中的匹配層，優(yōu)選通過水等稀釋匹配層用的材料，通過印刷或噴射方式進(jìn)行成膜。使用按照每種材料而不同的噴嘴，通過印刷或噴射方式進(jìn)行成膜，由此，容易按照每個(gè)場(chǎng)所改變混合材料的濃度，與使用蒸鍍、濺射、旋涂等手段的情況相比，能夠廉價(jià)地形成多密度層，所以，在本發(fā)明中是優(yōu)選的。并且，如上所述，在通過按照每個(gè)場(chǎng)所(匹配區(qū)域)改變多個(gè)材料的濃度而實(shí)現(xiàn)的多密度層中，優(yōu)選在相鄰的區(qū)域中包含同一材料，由于每個(gè)匹配區(qū)域的緊密貼合性提高，所以，超聲波振子的振動(dòng)耐性和耐熱性提高。并且，如上所述，在由多個(gè)材料的混合物構(gòu)成的匹配層的情況下，更加優(yōu)選為平均粒徑相差一位程度(至少5倍)以上的材料的混合物，通過使用粒徑不同的多個(gè)材料的混合物，在濃度不同的多個(gè)區(qū)域中，能夠使聲速保持大致恒定。在多密度層的密度不同的多個(gè)區(qū)域中，通過使厚度或聲速也不同，如上所述，引起由于透射各區(qū)域的時(shí)間偏差而使超聲波波形劣化的課題。但是，寬帶化的效果進(jìn)一歩増大。因此，也可以構(gòu)成為具有密度和厚度或聲速的雙方不同的多個(gè)區(qū)域。即，也可以構(gòu)成為與現(xiàn)有例(專利文獻(xiàn)I)進(jìn)行組合。在本發(fā)明中，由于密度也不同，所以，與現(xiàn)有例相比，能夠以較少的聲速或厚度的差異實(shí)現(xiàn)寬帶化，與僅直接使用現(xiàn)有例的情況相比，能夠抑制超聲波波形的劣化并實(shí)現(xiàn)寬帶化。在多密度層中的多個(gè)區(qū)域中，在構(gòu)成為聲速或厚度不同的情況下，優(yōu)選超聲波通過各匹配區(qū)域的時(shí)間偏差為超聲波的ー個(gè)周期的1/4以下。這是因?yàn)?，能夠進(jìn)一歩抑制由于超聲波波形的劣化而引起的清晰度的降低。(實(shí)施方式6)在本實(shí)施方式中，示出具有實(shí)施方式3 5所示的超聲波振子的超聲波診斷裝置。本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)如圖4所示。但是，超聲波探頭403采用圖2所示的結(jié)構(gòu)。超聲波探頭403具有實(shí)施方式3 5所示的超聲波振子。信號(hào)電極206和接地電極207形成在壓電體208的相互面對(duì)的一對(duì)表面上,在形成有信號(hào)布線206的表面，多個(gè)壓電體208以ー維陣列狀粘接在吸收不需要聲波的襯墊部件201上。
在壓電體208的+Z側(cè)具有匹配層203，在匹配層203的+Z側(cè)具有聲透鏡209，構(gòu)成為通過聲透鏡對(duì)被檢體(圖略)放射超聲波。這里，如實(shí)施方式3 5記載的那樣，匹配層203包含多密度層。通過使用實(shí)施方式3 5所記載的 超聲波振子(具有包含多密度層的匹配層的超聲波振子)的超聲波探頭，能夠進(jìn)行更寬帶的超聲波的收發(fā)，能夠進(jìn)行高清晰度的超聲波診斷。并且，通常，如圖35所示，在利用ー個(gè)聲透鏡使從具備不具有多密度層的匹配層3503的超聲波振子放射的超聲波會(huì)聚的情況下，頻率越高的超聲波，得到越強(qiáng)的會(huì)聚效果，所以，如圖35中點(diǎn)劃線3501所示縮小為較細(xì),但是,頻率越低的超聲波,會(huì)聚效果越弱,如實(shí)線3502所示，成為較粗的超聲波射束。這樣，意味著作為粗細(xì)根據(jù)頻率而不同的超聲波射束在被檢體內(nèi)傳播，S卩，成為超聲波脈沖的波形根據(jù)被檢體內(nèi)的場(chǎng)所而不同的形狀，引起超聲波診斷圖像的畫質(zhì)降低。因此，如圖36所示，優(yōu)選使用本發(fā)明的匹配層3603 (包含至少ー層的多密度層)，設(shè)計(jì)成從X方向(各超聲波振子的長(zhǎng)度方向)的兩端放射的超聲波的平均頻率低于從中心部分放射的超聲波的平均頻率。例如，在實(shí)施方式3 5所示的例子中，任意情況下，多密度層的密度越高，平均透射頻率越低，在這些情況下，通過采用越是X方向的兩端、多密度層的密度越高的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述情況。如點(diǎn)劃線3601所示,頻率越高的超聲波越是從中心附近放射,如實(shí)線3602所示，頻率越低的超聲波越是從寬區(qū)域放射，通過采用這種結(jié)構(gòu)，在利用一個(gè)聲透鏡進(jìn)行會(huì)聚的情況下，也能夠?qū)⒈粰z體內(nèi)的射束粗細(xì)調(diào)節(jié)為相同程度，能夠抑制由于被檢體內(nèi)的場(chǎng)所不同而引起的超聲波脈沖波形的變化，由此，能夠抑制超聲波診斷圖像的畫質(zhì)降低。并且，如圖37所示，通過使用本發(fā)明的匹配層3703 (包含至少ー層的多密度層)，設(shè)計(jì)成從X方向(各超聲波振子的長(zhǎng)度方向)的兩端放射的超聲波的平均頻率高于從中心部分放射的超聲波的平均頻率，能夠構(gòu)成為，如點(diǎn)劃線3701所示，將頻率較高的超聲波縮小為較細(xì)，如實(shí)線3702所示，較粗地傳播頻率較低的超聲波。通過采用圖37的結(jié)構(gòu)，按照每個(gè)頻率對(duì)在被檢體反射的超聲波信號(hào)進(jìn)行分離并制作超聲波診斷圖像，能夠得到由較細(xì)的射束得到的超聲波診斷圖像和由較粗的射束得到的超聲波診斷圖像雙方的信息。由較粗的射束得到的超聲波診斷圖像是區(qū)域內(nèi)的反射或散射被平均的圖像，所以，通過將其用于位置調(diào)節(jié)，能夠進(jìn)行高速的定位，由較細(xì)的射束得到的超聲波診斷圖像未對(duì)局部得到的反射或散射的信息進(jìn)行平均，能夠以高對(duì)比度得到該圖像。更一般地講，作為能夠廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)高S/N的超聲波診斷的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為圖36的結(jié)構(gòu)，但是，在如初期癌癥的發(fā)現(xiàn)等、需要基于更加詳細(xì)的圖像進(jìn)行診斷的用途中，優(yōu)選為圖37的結(jié)構(gòu)。并且，進(jìn)而，如圖2所示，在多個(gè)超聲波振子排列成一維陣列狀的超聲波探頭中，具有圖36的結(jié)構(gòu)的超聲波振子和圖37的結(jié)構(gòu)的超聲波振子雙方，使各個(gè)超聲波振子在不同的定時(shí)進(jìn)行超聲波振動(dòng)，由此，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙方的超聲波振子的特性，所以是優(yōu)選的。并且，更加優(yōu)選為不同順序的超聲波振子排列成一維陣列狀。通過使各個(gè)超聲波振子以不同的頻率特性發(fā)送超聲波，能夠發(fā)送具有較寬頻帶的超聲波。
并且，更加優(yōu)選為周期性地以等間隔的方式配置相同結(jié)構(gòu)的超聲波振子。例如，優(yōu)選為交替排列圖36的結(jié)構(gòu)的超聲波振子和圖37的結(jié)構(gòu)的超聲波振子的超聲波探頭。并且，優(yōu)選構(gòu)成為將2個(gè)圖36的結(jié)構(gòu)的超聲波振子和I個(gè)圖37的結(jié)構(gòu)的超聲波振子作為3個(gè)超聲波振子集而周期性地排列等。如上所述，通過周期性地排列，能夠以更高的清晰度同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙方的超聲波振子的特性。
另外，在本實(shí)施方式中示出了一維陣列型的超聲波探頭，但是，ニ維陣列型的超聲波探頭當(dāng)然也發(fā)揮同樣的效果。并且，對(duì)利用纜線連接診斷裝置和超聲波探頭的結(jié)構(gòu)的超聲波診斷裝置進(jìn)行了說明，但是，也可以構(gòu)成為在兩者之間以無線方式傳送信號(hào)。以上示出了本發(fā)明的超聲波振子和超聲波診斷裝置，但是，本說明書所示的結(jié)構(gòu)是一例，當(dāng)然能夠在不脫離本發(fā)明主g的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方式的超聲波探頭，能夠取得高清晰度的超聲波診斷圖像。并且，能夠取得高S/N的超聲波診斷圖像。并且，能夠取得高清晰度、且S/N高的超聲波診斷圖像。以上，根據(jù)實(shí)施方式說明了本發(fā)明的安裝方法，但是，本發(fā)明不限于該實(shí)施方式。只要不脫離本發(fā)明的主_，則對(duì)本實(shí)施方式實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的各種變形而得到的方式、組合不同實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)要素而構(gòu)筑的方式也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的超聲波探頭，能夠抑制副瓣并任意設(shè)計(jì)每個(gè)頻率的聲場(chǎng)分布，作為高清晰度的超聲波診斷裝置用超聲波探頭等是有用的。標(biāo)號(hào)說明101、203、301、601、703、804、904、1301、1401、1501、1606、1607、2006、2007、2008 匹配層；101a、101b、101c、601a、602b、602c、703a、703b、703c、804a、804b、804c、904a、904b、904c、1601、1602、1603、1604、1605、2001、2002、2003、2004、2005 :匹配區(qū)域；102、304、403、602 :超聲波探頭；103 :主瓣；104 :副瓣；201 :襯墊；202 :接地布線；204 :信號(hào)布線；205 :超聲波振子；206 :信號(hào)電極；207 :接地電極；208 :壓電體；209 :聲透鏡；302 :主瓣；303 :副瓣；401 :超聲波診斷裝置；402 :被檢體；404 :診斷裝置主體；405 :纜線；701、801、802、803、901,902,903 :第二匹配部件；702 :第一匹配部件；1502 :第三匹配部件。
權(quán)利要求
1.一種超聲波探頭，用于對(duì)被檢體進(jìn)行超聲波診斷，且具有超聲波振子，其中， 所述超聲波振子具有 壓電體，產(chǎn)生超聲波；以及 第一匹配層，從所述壓電體觀察配置在規(guī)定方向上，用于進(jìn)行所述壓電體與所述被檢體的聲匹配， 所述第一匹配層具有所述規(guī)定方向的厚度恒定、在與所述規(guī)定方向垂直的方向上排列的、包含超聲波的透射率的頻率特性相互不同的至少2個(gè)匹配區(qū)域的多個(gè)匹配區(qū)域。
2.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述多個(gè)匹配區(qū)域包含密度相互不同的至少2個(gè)匹配區(qū)域。
3.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述第一匹配層包含聲阻抗相互不同的多個(gè)匹配部件，所述多個(gè)匹配部件中的至少I個(gè)匹配部件具有與所述規(guī)定方向平行的多個(gè)尖細(xì)形狀， 所述尖細(xì)形狀的粗細(xì)在所述規(guī)定方向上連續(xù)增加或減少。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其中， 所述多個(gè)匹配區(qū)域中的I個(gè)匹配區(qū)域中的與所述規(guī)定方向垂直的表面的每單位面積的所述尖細(xì)形狀的個(gè)數(shù)與其他匹配區(qū)域的該表面的每單位面積的所述尖細(xì)形狀的個(gè)數(shù)不同。
5.如權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其中， 所述匹配區(qū)域中的具有所述尖細(xì)形狀的匹配部件在所述規(guī)定方向上的大小與其他匹配區(qū)域中的所述尖細(xì)形狀在所述規(guī)定方向上的大小不同。
6.如權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其中， 所述匹配區(qū)域中的具有所述尖細(xì)形狀的匹配部件在所述匹配區(qū)域的排列方向上的寬度與其他匹配區(qū)域中的具有所述尖細(xì)形狀的匹配部件在所述匹配區(qū)域的排列方向上的寬度不同。
7.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述第一匹配層的表面和背面中的遠(yuǎn)離所述壓電體的面是平面。
8.如權(quán)利要求I 6中的任意一項(xiàng)所述的超聲波探頭，其中， 所述第一匹配層具有在所述規(guī)定方向上層疊的多個(gè)匹配部層， 所述多個(gè)匹配部層中的至少I個(gè)匹配部層具有在與所述規(guī)定方向垂直的方向上排列的、超聲波的透射率的頻率特性不同的多個(gè)匹配區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的超聲波探頭，其中， 所述多個(gè)匹配部層中的每一個(gè)匹配部層在所述規(guī)定方向上的厚度恒定。
10.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述第一匹配層由以規(guī)定混合率混合了多個(gè)材料而得到的混合物形成， 所述匹配區(qū)域中的混合率與其他匹配區(qū)域中的混合率不同。
11.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述第一匹配層包含燒結(jié)材料。
12.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述第一匹配層至少包含銀、銅和丙烯系的材料中的至少I種材料以及二氧化硅。
13.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述第一匹配層包含粒徑相互相差5倍以上的多個(gè)粒子作為材料。
14.如權(quán)利要求I 10中的任意一項(xiàng)所述的超聲波探頭，其中， 在所述匹配區(qū)域的排列方向上的所述匹配區(qū)域的寬度為所述超聲波診斷中使用的超聲波的波長(zhǎng)以上。
15.如權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其中， 調(diào)和I微米以下的粒徑的金屬納米粒子，使該第一匹配層中的至少一部分金屬整體化，通過金屬納米粒子的調(diào)和比例決定該第一匹配層的密度。
16.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述超聲波振子還具有 襯墊部件，相對(duì)于所述壓電體配置在配置有所述第一匹配層的一側(cè)的相反側(cè)，用于吸收超聲波；以及 第二匹配層，配置在所述襯墊部件與所述壓電體之間，具有在與所述規(guī)定方向垂直的方向上排列的、透射的超聲波的頻率不同的多個(gè)匹配區(qū)域。
17.如權(quán)利要求I所述的超聲波探頭，其中， 所述超聲波振子還具有 襯墊部件，相對(duì)于所述壓電體配置在配置有所述第一匹配層的一側(cè)的相反側(cè)，用于吸收超聲波；以及 高反射層，配置在所述襯墊部件與所述壓電體之間，具有反射超聲波的性質(zhì)。
18.如權(quán)利要求I 17中的任意一項(xiàng)所述的超聲波探頭，其中， 多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀， 在多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中，與所述匹配區(qū)域的排列方向上的兩端部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的頻率的平均值即平均頻率相比，所述排列方向上的中央部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的所述平均頻率較低。
19.如權(quán)利要求I 17中的任意一項(xiàng)所述的超聲波探頭，其中， 多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀， 在多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中，與所述匹配區(qū)域的排列方向上的兩端部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的頻率的平均值即平均頻率相比，所述排列方向上的中央部的所述匹配區(qū)域透射的超聲波的所述平均頻率較高。
20.如權(quán)利要求I 17中的任意一項(xiàng)所述的超聲波探頭，其中， 多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀， 多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中的所述匹配區(qū)域的順序與其他超聲波振子中的所述匹配區(qū)域的順序不同。
21.如權(quán)利要求I 17中的任意一項(xiàng)所述的超聲波探頭，其中， 多個(gè)所述超聲波振子排列成一維陣列狀， 多個(gè)所述超聲波振子中的每一個(gè)超聲波振子中的所述匹配區(qū)域的順序的超聲波探頭中的排列模式為周期性的。
22.—種超聲波診斷裝置，具有 權(quán)利要求I 21中的任意一項(xiàng)所述的超聲波探頭；以及診斷裝置，生成用于使所述壓電體產(chǎn)生超聲波的信號(hào)，根據(jù)所述超聲波探頭從被檢體接收到的信號(hào)生成 超聲波診斷圖像。
全文摘要
超聲波探頭(102)的超聲波的傳播效率較高，并且能夠取得清晰度較高的超聲波診斷圖像，超聲波振子具有壓電體(208)，產(chǎn)生超聲波；以及第一匹配層(101)，從壓電體(208)觀察配置在規(guī)定方向上，用于進(jìn)行壓電體(208)與被檢體的聲匹配，第一匹配層(101)具有規(guī)定方向的厚度恒定、在與規(guī)定方向垂直的方向上排列的、包含超聲波的透射率的頻率特性相互不同的至少2個(gè)匹配區(qū)域的多個(gè)匹配區(qū)域(101a、101b、101c)。
文檔編號(hào)H04R17/00GK102959993SQ20128000171
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者楠龜弘一, 小椋高志, 永田貴之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社