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Patent Searching and Data


Title:
ULTRASONIC PROBE, PROCESS FOR PRODUCING ULTRASONIC PROBE, AND ULTRASONIC DIAGNOSIS APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/088001
Kind Code:
A1
Abstract:
This invention provides an ultrasonic probe, a process for producing the ultrasonic probe, and an ultrasonic diagnosis apparatus. In the ultrasonic probe, when an adhesive layer is provided between a plurality of members stacked in an ultrasonic signal-transmitting/receiving direction, a material containing a compound having one or more oxetane ring structures in a molecule is used as an adhesive of the adhesive layer. According to the above constitution, first and second piezoelectric parts can be stacked with higher levelness.

Inventors:
SASAKI, Takayuki (Inc. 1, Sakura-machi, Hino-sh, Tokyo 11, 1918511, JP)
Application Number:
JP2009/050048
Publication Date:
July 16, 2009
Filing Date:
January 07, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KONICA MINOLTA MEDICAL & GRAPHIC, INC. (1 Sakura-machi, Hino-shi Tokyo, 11, 1918511, JP)
コニカミノルタエムジー株式会社 (〒11 東京都日野市さくら町1番地 Tokyo, 1918511, JP)
International Classes:
A61B8/00; H04R17/00; H04R31/00
Foreign References:
JPS57149959A
JP2007284500A
JPH0879895A
JP2007334295A
JP2004228735A
Attorney, Agent or Firm:
KOTANI, Etsuji et al. (Osaka Nakanoshima Building 2nd Floor, 2-2 Nakanoshima 2-chome,Kita-ku, Osaka-shi, Osaka 05, 5300005, JP)
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Claims:
 超音波信号の送受信方向に積層された複数の部材を備える圧電素子をアレイ状に複数備え、
 前記複数の部材には、圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と前記超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第1および第2圧電部が少なくとも含まれ、
 前記複数の部材のうちの前記第1圧電部から前記第2圧電部までに存在する部材間に接着層がある場合に、前記接着層の接着剤は、オキセタン環構造を分子中に1個以上有する化合物を含有する材料であること
 を特徴とする超音波探触子。
 前記接着層の接着剤は、脂環族のオキシラン環を有する化合物をさらに含有すること
 を特徴とする請求項1に記載の超音波探触子。
 前記第1圧電部の前記圧電材料は、無機圧電材料であり、
 前記第2圧電部の前記圧電材料は、有機圧電材料であること
 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。
 第1圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第1圧電部を形成する工程と、
 第2圧電材料を備え、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる第2圧電部を形成する工程と、
 前記第1圧電部と前記第2圧電部とを直接または他の部材を介して前記超音波信号の送受信方向に接着剤を用いて積層する工程とを備え、
 前記接着剤は、オキセタン環構造を分子中に1個以上有する化合物を含有する材料であること
 を特徴とする超音波探触子の製造方法。
 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の超音波探触子を備えること
 を特徴とする超音波診断装置。
Description:
超音波探触子および超音波探触 の製造方法ならびに超音波診断装置

 本発明は、超音波を送受信可能な超音波 触子に関し、特に、第1および第2圧電部を り水平に積層することができる複合型圧電 子を備えた超音波探触子およびこの超音波 触子の製造方法に関する。そして、本発明 、この超音波探触子を備えた超音波診断装 に関する。

 超音波は、通常、16000Hz以上の音波をいい 、非破壊、無害および略リアルタイムでその 内部を調べることが可能なことから、欠陥の 検査や疾患の診断等の様々な分野に応用され ている。その一つに、被検体内を超音波で走 査し、被検体内から来た超音波の反射波(エ ー)から生成した受信信号に基づいて当該被 体内の内部状態を画像化する超音波診断装 がある。この超音波診断装置は、医療用で 、他の医療用画像装置に較べて小型で安価 あること、X線等の放射線被爆が無く安全性 が高いこと、および、ドップラ効果を応用し た血流表示が可能であること等の様々な特長 を有している。このため、超音波診断装置は 、循環器系(例えば心臓の冠動脈等)、消化器 (例えば胃腸等)、内科系(例えば肝臓、膵臓 よび脾臓等)、泌尿器系(例えば腎臓および 胱等)および産婦人科系等で広く利用されて る。この超音波診断装置には、被検体に対 て超音波(超音波信号)を送受信する超音波 触子が用いられている。この超音波探触子 、圧電現象を利用することによって、送信 電気信号に基づいて機械振動して超音波(超 波信号)を発生し、被検体内部で音響インピ ーダンスの不整合によって生じる超音波(超 波信号)の反射波を受けて受信の電気信号を 成する複数の圧電素子を備え、これら複数 圧電素子が例えばアレイ状に2次元配列され て構成されている(例えば、特許文献1(D1)参照 )。

 そして、近年では、超音波探触子から被 体内へ送信された超音波の周波数(基本周波 数)成分ではなく、その高調波周波数成分に って被検体内の内部状態の画像を形成する ーモニックイメージング(Harmonic Imaging)技術 研究、開発されている。このハーモニック メージング技術は、基本周波数成分のレベ に比較してサイドローブレベルが小さく、S /N比(signal to noise ratio)が良くなってコント スト分解能が向上すること、周波数が高く ることによってビーム幅が細くなって横方 分解能が向上すること、近距離では音圧が さくて音圧の変動が少ないために多重反射 抑制されること、および、焦点以遠の減衰 基本波並みであり高周波を基本波とする場 に較べて深速度を大きく取れること等の様 な利点を有している。

 このハーモニックイメージング技術には 大別すると、フィルタ法と位相反転法(パル スインバージョン法)との2つの方法がある。 のフィルタ法は、高調波検出フィルタによ て基本波成分と高調波成分とを分離し、高 波成分だけを抽出し、この高調波成分から 音波画像を生成する方法である。また、こ 位相反転法は、同一方向に続けて互いに位 が反転している第1および第2送信信号を送 し、これら第1および第2送信信号に対応する 第1および第2受信信号を加算することによっ 高調波成分を抽出し、この高調波成分から 音波画像を生成する方法である。第1および 第2受信信号における基本波成分は、位相が 転しているが、高調波の例えば第2次高調波 分は、同相となるため、第1および第2受信 号を加算することによってこの第2次高調波 分が抽出される(例えば、特許文献2(D2)参照) 。

 このハーモニックイメージング用の超音 探触子は、基本波の周波数から高調波の周 数までの広い周波数帯域が必要とされ、そ 低周波側の周波数領域が基本波を送信する めの送信用に利用され、その高周波側の周 数領域が高調波を受信するための受信用に 用される。このようなハーモニックイメー ング用の超音波探触子としては、例えば、 許文献3(D3)に開示の超音波探触子がある。 の特許文献3に開示の超音波探触子は、送信 超音波振動子である圧電セラミック振動子 、前記圧電セラミック振動子に積層され、 信用超音波振動子である高分子圧電振動子 を備えた振動子複合体を、アレイ状に複数 えて構成される。このように構成すること よって、特許文献3に開示の超音波探触子は 、超音波造影剤の非線形的挙動に基づいて発 生する高調波成分だけを選択的に抽出するこ とができる。そして、この特許文献3に開示 超音波探触子は、背板に接着等の手段によ て送信用の圧電セラミック振動子が配設さ 、その前面にモールドあるいは接着等の手 によって送信用の音響整合層が設けられ、 して、その前面に接着等の手段によって受 用の高分子圧電振動子が配設されることに って、製造される。

 このような超音波を送信するための第1圧 電部と超音波を受信するための第2圧電部と 超音波の送受信方向に積層した複合型圧電 子を備えた超音波探触子では、超音波を適 に送受信することによって良好な超音波画 を形成するために、超音波の送信面におけ 法線である第1圧電部の第1音軸と、超音波の 受信面における法線である第2圧電部の第2音 とを一致させる必要がある。

 そして、送信面や受信面の水平面内方向( アジマス方向)における第1音軸と第2音軸との ずれは、電子走査で補正することができる可 能性があるが、特に、送信面や受信面に対す る垂直方向(エレベーション方向)における前 ずれは、電子走査で補正することが難しい

 また、前記特許文献3では、前記各部材が 接着等の手段によって積層されるだけであり 、この両音軸を一致させる点については、言 及されておらず、注目もされていない。

 一方、特許文献4(D4)には、セラミック材料 ら成る送信用圧電素子と有機材料から成る 信用圧電素子とを例えばポリビニルブチラ ルやエポキシ等の有機結合剤によって結合 ることで複合化した超音波探触子が開示さ ている。しかしながら、特許文献4に開示の 機結合剤では、加工の際に特に熱による歪 によって特性が劣化し、2つの圧電素子を水 平に積層する点において充分ではなかった。

特開2004-088056号公報

特開2001-286472号公報

特開平11-155863号公報

国際公開第2007/145073号パンフレット

 本発明は、上述の事情に鑑みて為された 明であり、その目的は、第1および第2圧電 をより水平に積層することができる複合型 電素子を備えた超音波探触子およびこの超 波探触子の製造方法ならびにこの超音波探 子を備えた超音波診断装置を提供すること ある。

 本発明にかかる超音波探触子およびその 造方法ならびに超音波診断装置では、超音 探触子において、超音波信号の送受信方向 積層された複数の部材における部材間に接 層がある場合に、前記接着層の接着剤には オキセタン環構造を分子中に1個以上有する 化合物を含有する材料が用いられる。このよ うな接着剤は、内部応力の発生が比較的少な い。すなわち、熱収縮が比較的小さい。した がって、接着剤の硬化前後において、接着剤 によって接着される第1および第2被接着部材 配置関係が略維持される。このため、第1圧 電部と第2圧電部とを水平に保ちながら第1圧 部から第2圧電部までに存在する部材(第1お び第2圧電部も含む)が前記接着剤で互いに 着されることによって、第1および第2圧電部 をより水平に積層することが可能となる。

 上記並びにその他の本発明の目的、特徴 び利点は、以下の詳細な記載と添付図面か 明らかになるであろう。

本発明の一実施形態における超音波診 装置の外観構成を示す図である。 前記超音波診断装置の電気的な構成を すブロック図である。 前記超音波診断装置における超音波探 子の構成を示す断面図である。 前記超音波診断装置における超音波探 子の製造工程を示す工程図(その1)である。 前記超音波診断装置における超音波探 子の製造工程を示す工程図(その2)である。 前記超音波診断装置における超音波探 子の製造工程を示す工程図(その3)である。 前記超音波診断装置における超音波探 子の製造工程を示す工程図(その4)である。

 以下、本発明に係る実施の一形態を図面 基づいて説明する。なお、各図において同 の符号を付した構成は、同一の構成である とを示し、その説明を省略する。

 (超音波診断装置および超音波探触子の構成 および動作)
 図1は、本発明の一実施形態における超音波 診断装置の外観構成を示す図である。図2は 実施形態における超音波診断装置の電気的 構成を示すブロック図である。図3は、実施 態の超音波診断装置における超音波探触子 構成を示す図である。

 超音波診断装置Sは、図1および図2に示す うに、図略の生体等の被検体に対して超音 (第1超音波信号)を送信すると共に、この被 体で反射した超音波の反射波(エコー、第2 音波信号)を受信する超音波探触子2と、超音 波探触子2とケーブル3を介して接続され、超 波探触子2へケーブル3を介して電気信号の 信信号を送信することによって超音波探触 2に被検体に対して第1超音波信号を送信させ ると共に、超音波探触子2で受信された被検 内から来た第2超音波信号に応じて超音波探 子2で生成された電気信号の受信信号に基づ いて被検体内の内部状態を超音波画像として 画像化する超音波診断装置本体1とを備えて 成される。

 超音波診断装置本体1は、例えば、図2に すように、操作入力部11と、送信部12と、受 部13と、画像処理部14と、表示部15と、制御 16とを備えて構成されている。

 操作入力部11は、例えば、診断開始を指 するコマンドや被検体の個人情報等のデー を入力するものであり、例えば、複数の入 スイッチを備えた操作パネルやキーボード である。

 送信部12は、制御部16の制御に従って、超 音波探触子2へケーブル3を介して電気信号の 信信号を供給して超音波探触子2に第1超音 信号を発生させる回路である。送信部12は、 例えば、高電圧のパルスを生成する高圧パル ス発生器等を備えて構成される。受信部13は 制御部16の制御に従って、超音波探触子2か ケーブル3を介して電気信号の受信信号を受 信する回路であり、この受信信号を画像処理 部14へ出力する。受信部13は、例えば、受信 号を予め設定された所定の増幅率で増幅す 増幅器、および、この増幅器で増幅された 信信号をアナログ信号からディジタル信号 変換するアナログ-ディジタル変換器等を備 て構成される。

 画像処理部14は、制御部16の制御に従って 、受信部13で受信した受信信号に基づいて被 体内の内部状態の画像(超音波画像)を生成 る回路である。画像処理部14では、例えば、 フィルタ法によって受信信号から高調波成分 が抽出され、この抽出された高調波成分に基 づいてハーモニックイメージング技術を用い て被検体内部の内部状態の超音波画像が生成 される。また例えば、画像処理部14では、位 反転法(パルスインバージョン法)によって 信信号から高調波成分が抽出され、この抽 された高調波成分に基づいてハーモニック メージング技術を用いて被検体内部の内部 態の超音波画像が生成される。

 表示部15は、制御部16の制御に従って、画 像処理部14で生成された被検体の超音波画像 表示する装置である。表示部15は、例えば CRTディスプレイ、LCD、有機ELディスプレイお よびプラズマディスプレイ等の表示装置やプ リンタ等の印刷装置等である。

 制御部16は、例えば、マイクロプロセッ 、記憶素子およびその周辺回路等を備えて 成され、これら操作入力部11、送信部12、受 部13、画像処理部14および表示部15を当該機 に応じてそれぞれ制御することによって超 波診断装置Sの全体制御を行う回路である。

 超音波探触子(超音波プローブ)2は、被検 内に第1超音波信号を送信しこの第1超音波 号に基づく被検体内から来た第2超音波信号 受信する装置であって、第1および第2超音 信号の送受信方向に積層された複数の部材 備えて成る圧電素子をアレイ状に複数備え これら複数の部材には、圧電材料を備えて り、圧電現象を利用することによって電気 号と超音波信号との間で相互に信号を変換 ることができる第1および第2圧電部が少なく とも含まれる。

 このような構成の超音波探触子2は、例え ば、図3に示すように、平板状の音響制動部 23と、この音響制動部材23に超音波信号の送 信方向(積層方向)に積層され前記送受信方 に直交する方向に配置された複数の無機圧 素子22と、これら複数の無機圧電素子22間に ける隙間に充填される音響吸収材28と、こ ら複数の無機圧電素子22に前記送受信方向に 積層された共通接地電極層26と、この共通接 電極層26に前記送受信方向に積層された中 層24と、この中間層24に前記送受信方向に積 された有機圧電素子21と、この有機圧電素 21に前記送受信方向に積層された音響整合層 25とを備えて構成される。無機圧電素子22は 第1圧電部の一例であり、有機圧電素子21は 第2圧電部の一例である。無機圧電素子22と 機圧電素子21とは、直接的に積層されてもよ いが、本実施形態の超音波探触子2は、無機 電素子22と有機圧電素子21とは、他の部材の 例である、共通接地電極層26および中間層24 を介して間接的に積層されている。

 音響制動部材23は、超音波を吸収する材 から構成され、複数の無機圧電素子22から音 響吸収部材23方向へ放射される超音波を吸収 るものである。音響制動部材23は、一般に ダンパあるいはバッキング層とも呼ばれる そして、各無機圧電素子22のそれぞれに接続 する複数の信号線27が音響制動部材23を前記 層方向に貫通している。

 複数の無機圧電素子22における各無機圧 素子22は、無機圧電材料から構成される圧電 体(素圧電体)2011における互いに対向する両面 にそれぞれ電極(素電極)2021、2031を備えて構 される。複数の無機圧電素子22は、互いに所 定の間隔を空けて平面視にて2次元アレイ状 音響制動部材23上に配列されている。複数の 無機圧電素子22は、超音波の反射波を受信す ように構成されてもよいが、本実施形態に ける超音波探触子2および超音波診断装置S は、超音波を送信するように構成されてい 。より具体的には、複数の無機圧電素子22に は、超音波診断装置本体1の送信部12からケー ブル3を介して電気信号が入力される。この 気信号は、無機圧電素子22の素電極2021と素 極2031とに入力される。複数の無機圧電素子2 2は、この電気信号を、圧電現象を利用する とによって超音波信号に変換して、この超 波信号を送信する。超音波探触子2が被検体 当てられることによって、これら複数の無 圧電素子22で生成された超音波信号が被検 内へ送信される。

 音響吸収材28は、超音波を吸収する材料 ら構成され、これら複数の無機圧電素子22の 相互干渉を低減するためのものである。音響 吸収材24によって各無機圧電素子22間におけ クロストークの低減が可能となり、より高 度な超音波画像が形成可能となる。

 共通接地電極層26は、導電性の材料から 成され、図略の配線によって接地されてお 、そして、複数の無機圧電素子22上に積層さ れることによってこれら複数の無機圧電素子 22における各素電極2021と電気的に接続されて いる。したがって、共通接地電極層26によっ 複数の無機圧電素子22における各素電極2021 、接地される。

 中間層(バッファ層)24は、複数の無機圧電 素子22と有機圧電素子21とを積層するための 材である。本実施形態では、中間層24は、複 数の無機圧電素子22と有機圧電素子21との音 インピーダンスを整合させる部材である。

 有機圧電素子21は、所定の厚さを持った 板状の有機圧電材料から成る圧電体101と、 の圧電体101の一方主面に形成された互いに 離した複数の電極(素電極)102と、この圧電体 101の他方主面に略全面に亘って一様に形成さ れた電極層103とを備えて構成されたシート状 の圧電素子である。このように複数の素電極 102が圧電体101の一方主面に形成されることに よって、有機圧電素子21は、1個の素電極102と 圧電体101と電極層103とから成る圧電素子を複 数備えることができ、これら各圧電素子が個 別に動作することができる。このように有機 圧電素子21における複数の圧電素子は、個別 機能させるために無機の圧電素子のように 々に分離する必要がなく、一体的なシート で構成することが可能である。したがって 有機圧電素子21の製造工程において、有機 電材料から成るシート状の板状体に溝(間隙 隙間、ギャップ、スリット)を形成する工程 が必要なく、有機圧電素子21の製造工程がよ 単純化され、より少ない工数で有機圧電素 21を形成することができる。なお、有機圧 素子21は、複数の圧電素子を備えるために、 電極層103に代え、複数の素電極102とそれぞれ 一対となる複数の素電極で構成されてもよい 。また、有機圧電素子21は、複数の無機圧電 子21のように複数の有機圧電素子として、 々に分離されていてもよい。

 そして、有機圧電素子21の個数と無機圧 素子22の個数とは、同一でもよいが、異なっ ていてもよい。このため、複数の無機圧電素 子22の面積と複数の圧電素子を備える有機圧 素子21の面積とが同一であっても、1個の無 圧電素子22が占有する面積と有機圧電素子21 における1個の圧電素子が占有する面積とを れぞれ独立に設定することが可能となる。 たがって、無機圧電素子22をその無機圧電素 子22に要求される仕様に応じて設計すること できると共に、有機圧電素子21をその有機 電素子21に要求される仕様に応じて設計する ことが可能となる。そして、本実施形態では 、有機圧電素子21の個数は、無機圧電素子22 個数より多くなっている。このため、1個の 機圧電素子22のサイズ(大きさ)を大きくする ことが可能となり、無機圧電素子22を送信用 用いる場合に、その送信パワーを大きくす ことができると共に、有機圧電素子21が備 る圧電素子の個数を多くすることが可能と り、有機圧電素子21を受信用に用いる場合に 、その受信分解能を向上することができる。

 さらに、有機圧電素子21は、超音波を送 するように構成されてもよいが、本実施形 における超音波探触子2および超音波診断装 Sでは、超音波の反射波を受信するように構 成されている。より具体的には、有機圧電素 子21は、反射波の第2超音波信号が受信され、 圧電現象を利用することによってこの受信し た第2超音波信号を電気信号に変換してこの 気信号を出力する。この電気信号は、有機 電素子21における素電極102と電極層103とから 出力される。この電気信号は、ケーブル3を して超音波診断装置本体1の受信部13へ出力 れる。

 音響整合層25は、無機圧電素子22の音響イ ンピーダンスと被検体の音響インピーダンス との整合をとると共に、有機圧電素子21の音 インピーダンスと被検体の音響インピーダ スとの整合をとる部材である。そして、音 整合層25は、本実施形態では、円弧状に膨 した形状とされ、被検体に向けて送信され 超音波を収束する音響レンズの機能を兼用 ている。なお、音響整合層25は、単層で構成 されてもよく、あるいは、複数層で構成され てもよい。例えば、受信周波数帯域を広帯域 化する場合では、音響整合層25は、複数層で 成されることが好ましい。また、音響整合 25とは、別個に音響レンズが用意され、音 整合層25に積層されてもよい。

 そして、注目すべきは、このような超音 信号の送受信方向に互いに積層された複数 部材を備えて成る圧電素子をアレイ状に複 備える超音波探触子2において、これら複数 の部材のうちの第1圧電部から第2圧電部まで 存在する部材間に接着層がある場合に、こ 接着層の接着剤は、オキセタン環構造を分 中に1個以上有する化合物を含有する材料で あることである。

 オキセタン(オキセタン環、oxetane)は、飽 の4員環に-O-結合を有する環状化合物である 。オキセタン環構造を分子中に1個以上有す 化合物として、公知の化合物を採用するこ が可能であり、このようなオキセタン環構 を分子中に1個以上有する化合物は、例えば 特開2004-059627号公報、特開2004-025479号公報お よび特開平05-265206号公報等に開示されている 。

 このようなオキセタン環構造を分子中に1個 以上有する化合物は、例えば、一般式(1)で示 される化合物である。
ここで、一般式(1)中、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 およびR 5 は、各々水素原子、ハロゲン原始、ハロアル キル基、アリールアルキル基、アルコキシ基 、アリルオキシ基またはアセトキシ基を表し 、そして、一般式(1)中、R 6 は、水素原子またはメチル基を表す。

 具体的には、例えば、3,3-ビス(クロルメ ル)オキセタン、3,3-ビス(ヨードメチル)オキ タン、3,3-ビス(メトキシメチル)オキセタン 3,3-ビス(フェノキシメチル)オキセタン、3- チル-3-クロルメチルオキセタン、3,3-ビス(ア セトキシメチル)オキセタン、3,3-ビス(フルオ ロメチル)オキセタン、3,3-ビス(ブロモメチル )オキセタン、3,3-ジメチルオキセタン等が挙 られる。

 また例えば、このようなオキセタン環構造 分子中に1個以上有する化合物は、一般式(2) で示される化合物である。
ここで、一般式(2)中、R 1 は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピ ル基、ブチル基等の炭素数1~6のアルキル基、 炭素数1~6のフルオロアルキル基、アリル基、 アリール基、フリル基またはチエニル基であ る。そして、一般式(2)中、R 2 は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ ル基等の炭素数1~6のアルキル基、1-プロペニ 基、2-プロペニル基、2-メチル-1-プロペニル 基、2-メチル-2-プロペニル基、1-ブテニル基 2-ブテニル基、3-ブテニル基等の炭素数2~6の ルケニル基、フェニル基、ベンジル基、フ オロベンジル基、メトキシベンジル基、フ ノキシエチル基等の芳香環を有する基、エ ルカルボニル基、プロピルカルボニル基、 チルカルボニル基等の炭素数2~6個のアルキ カルボニル基、エトキシカルボニル基、プ ポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル 等の炭素数2~6のアルコキシカルボニル基、 たはエチルカルバモイル基、プロピルカル モイル基、ブチルカルバモイル基、ペンチ カルバモイル基等の炭素数2~6個のN-アルキ カルバモイル基等である。

 1個のオキセタン環を有する化合物は、そ の得られる組成物が粘着性に優れ、低粘度で 作業性に優れるため、特に好ましい。

 前記一般式(1)および一般式(2)で示される化 物は、オキセタン環構造を分子中に1個有す る化合物であるが、オキセタン環構造を分子 中に複数(2個以上)有する公知の化合物も挙げ ることができ、ここでは、オキセタン環構造 を分子中に2個有する化合物を挙げると、例 ば、一般式(3)で示される化合物がある。
ここで、一般式(3)中、R 3 は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基 等の線状または分枝状アルキレン基、ポリ( チレンオキシ)基、ポリ(プロピレンオキシ) 等の線状または分枝状ポリ(アルキレンオキ )基、プロペニレン基、メチルプロペニレン 基、ブテニレン基等の線状または分枝状不飽 和炭化水素基、または、カルボニル基または カルボニル基を含むアルキレン基、カルボキ シル基を含むアルキレン基、カルバモイル基 を含むアルキレン基等である。また、一般式 (3)中、R 3 は、所定の多価基であってもよい。

 また、3員環のエポキシに比較して4員環 オキセタンは、官能基当たりの熱収縮が小 い。

 図3に示す例では、第1圧電部の一例であ 無機圧電素子22から第2圧電部の一例である 機圧電素子21までに、無機圧電素子22、共通 地電極層26、中間層24および有機圧電素子21 存在し、無機圧電素子22と共通接地電極層26 を介して中間層24と(共通接地電極層26と中間 24と)の間に第2接着層32があり、そして、中 層24と有機圧電素子21との間に第3接着層33が ある。図3に示す例では、さらに、音響制動 材23と無機圧電素子22との間に第1接着層31が り、有機圧電素子21と音響整合層25との間に 第4接着像34がある。第1接着層31は、音響制動 部材23上に複数の無機圧電素子22を接着する めの層であり、第2接着層32は、共通接地電 層26を介した複数の無機圧電素子21上に中間 24を接着するための層であり、第3接着層33 、中間層24上に有機圧電素子21を接着するた の層であり、そして、第4接着層34は、有機 電素子21上に音響整合層25を接着するための 層である。

 そして、これら第1ないし第4接着層31~34の 接着剤は、前記化合物を含有する材料である 。このような接着剤は、内部応力の発生が比 較的少ない。すなわち、熱収縮が比較的小さ い。したがって、接着剤の硬化前後において 、接着剤によって接着される第1および第2被 着部材の配置関係が略維持される。図3に示 す例では、第2接着層32によって接着される共 通接地電極層26を含む複数の無機圧電素子22 中間層24との配置関係が略維持され、第3接 層33によって接着される中間層24と有機圧電 子21との配置関係が略維持される。このた 、共通接地電極層26を含む複数の無機圧電素 子22と中間層24とが水平を保ちながら第2接着 32によって接着されると共に、中間層24と有 機圧電素子21とが水平を保ちながら第3接着層 33によって接着されることによって、第1圧電 部の一例である無機圧電素子22および第2圧電 部の一例である有機圧電素子21をより水平に 層することが可能となる。この結果、超音 探触子2および超音波診断装置Sでは、複数 無機圧電素子22によって形成される送信面の 第1音軸と有機圧電素子21によって形成される 受信面の第2音軸とを略一致させることが可 となり、第1および第2超音波信号を適切に送 受信することによって良好な超音波画像を形 成することが可能となる。

 第1および第2超音波信号をより適切に送 信し、より良好な超音波画像を形成する観 から、複数の無機圧電素子22における送信面 と有機圧電素子21における受信面とのエレベ ション方向のなす角は、約0から約2度まで 範囲内であることが好ましい。すなわち、 信面の第1音軸と受信面の第2音軸とのなす角 は、約0から約2度までの範囲内であることが ましい。

 また、ハーモニックイメージング技術に って超音波画像を形成する場合では、第2超 音波信号の高調波成分をより適切に送受信し 、より良好な超音波画像を形成する観点から 、複数の無機圧電素子22における送信面と有 圧電素子21における受信面とのアジマス方 のずれは、点源に対して約5%以下であること が好ましい。すなわち、送信面の第1音軸と 信面の第2音軸とのアジマス方向のずれは、 5%以下であることが好ましい。

 なお、内部応力Pは、接着剤の弾性率をE し、硬化温度t2と室温t1との熱膨張率の差を aとする場合に、P=E∫△a・tdt≒E・△a・(t2-t1 )と表される。

 このような構成の超音波診断装置Sでは、 例えば、操作入力部11から診断開始の指示が 力されると、制御部16の制御によって送信 12で電気信号の送信信号が生成される。この 生成された電気信号の送信信号は、ケーブル 3を介して超音波探触子2へ供給される。より 体的には、この電気信号の送信信号は、超 波探触子2における複数の無機圧電素子22へ れぞれ供給される。この電気信号の送信信 は、例えば、所定の周期で繰り返される電 パルスである。複数の無機圧電素子22は、 れぞれ、この電気信号の送信信号が供給さ ることによってその厚み方向に伸縮し、こ 電気信号の送信信号に応じて超音波振動す 。この超音波振動によって、複数の無機圧 素子22は、共通接地電極層26、第2接着層32、 間層24、第3接着層33、有機圧電素子21、第4 着層34および音響整合層25を介して超音波(第 1超音波信号)を放射する。超音波探触子2が被 検体に例えば当接されていると、これによっ て超音波探触子2から被検体に対して第1超音 信号が送信される。

 なお、超音波探触子2は、被検体の表面上 に当接して用いられてもよいし、被検体の内 部に挿入して、例えば、生体の体腔内に挿入 して用いられてもよい。

 この被検体に対して送信された第1超音波 信号は、被検体内部における音響インピーダ ンスが異なる1または複数の境界面で反射さ 、超音波の反射波(第2超音波信号)となる。 の第2超音波信号には、送信された第1超音波 信号の周波数(基本波の基本周波数)成分だけ なく、基本周波数の整数倍の高調波の周波 成分も含まれる。例えば、基本周波数の2倍 、3倍および4倍などの第2次高調波成分、第3 高調波成分および第4次高調波成分等も含ま る。この第2超音波信号は、超音波探触子2 受信される。より具体的には、この第2超音 信号は、音響整合層25および第4接着層34を して有機圧電素子21で受信され、有機圧電素 子21で機械的な振動が電気信号に変換されて 信信号として取り出される。この取り出さ た電気信号の受信信号は、ケーブル3を介し て制御部16で制御される受信部13で受信され 。受信部13は、この入力された受信信号を受 信処理し、より具体的には、例えば増幅した 後にアナログ信号からディジタル信号へ変換 し、画像処理部14へ出力する。

 ここで、上述において、各無機圧電素子2 2から順次に第1超音波信号が被検体に向けて 信され、被検体で反射した第2超音波信号が 有機圧電素子21で受信される。

 そして、画像処理部14は、制御部16の制御 によって、受信部13で受信した受信信号に基 いて、例えばハーモニックイメージング技 を用いて、送信から受信までの時間や受信 度などから被検体内の内部状態の画像(超音 波画像)を生成し、表示部15は、制御部16の制 によって、画像処理部14で生成された被検 内の内部状態の画像を表示する。

 本実施形態における超音波探触子2および 超音波診断装置Sでは、上述したように、複 の無機圧電素子22と有機圧電素子21とは、背 技術に較べてより水平に積層されており、 数の無機圧電素子22によって形成される送 面の第1音軸と有機圧電素子21によって形成 れる受信面の第2音軸とを略一致させること 可能となる。このため、本実施形態におけ 超音波探触子2および超音波診断装置Sは、 1および第2超音波信号を適切に送受信するこ とができ、良好な超音波画像の提供が可能と なる。

 また、本実施形態における超音波探触子2 および超音波診断装置Sでは、複数の無機圧 素子22は、第1超音波信号を送信するように 成されている。このように送信パワーを大 くすることが可能な無機圧電素子22によって 第1超音波信号が送信されるので、超音波探 子2および超音波診断装置Sは、比較的簡単な 構造で送信パワーを大きくすることができる 。したがって、本実施形態における超音波探 触子2および超音波診断装置Sは、高調波のエ ーを得るために比較的大きなパワーで基本 を送信することが必要なハーモニックイメ ジング技術に好適であり、より高精度な超 波画像の提供が可能となる。

 また、本実施形態における超音波探触子2 および超音波診断装置Sでは、有機圧電素子21 は、反射波の第2超音波信号を受信するよう 構成されている。一般に、無機圧電材料の 電素子は、基本波の周波数に対する2倍程度 周波数の超音波しか受信することができな が、有機圧電材料の圧電素子は、基本波の 波数に対する例えば4~5倍程度の周波数の超 波を受信することができ、受信周波数帯域 広帯域化に適している。このような超音波 広い周波数に亘って受信可能な特性を持つ 機圧電素子21によって第2超音波信号が受信 れるので、本実施形態における超音波探触 2および超音波診断装置Sは、比較的簡単な 造で周波数帯域を広帯域にすることができ 。このため、本実施形態における超音波探 子2および超音波診断装置Sは、基本波の高調 波を受信することが必要なハーモニックイメ ージング技術に好適であり、より高精度な超 音波画像の提供が可能となる。

 また、本実施形態における超音波探触子2 および超音波診断装置Sでは、第1および第2超 音波信号の送受信方向において、第1および 2超音波信号の送受信面へ向けて、複数の無 圧電素子22および有機圧電素子21の順に、こ れら複数の無機圧電素子22と有機圧電素子21 が積層されている。すなわち、音響制動部 23から音響整合層25への方向において、複数 無機圧電素子22および有機圧電素子21の順に 、これら複数の無機圧電素子22と有機圧電素 21とが積層されている。このため、本実施 態における超音波探触子2および超音波診断 置Sは、超音波探触子2内において第2超音波 号をより短い伝播長で受信することができ 第2超音波信号の減衰を抑制することができ ると共に第2超音波信号へのノイズの混入(重 )を抑制することができる。したがって、本 実施形態における超音波探触子2および超音 診断装置Sは、より良好な超音波画像の提供 可能となる。

 (超音波探触子の製造方法)
 本超音波探触子2は、無機圧電材料を備え、 圧電現象を利用することによって電気信号と 超音波信号との間で相互に信号を変換するこ とができる複数の無機圧電素子22を形成する 程と、有機圧電材料を備え、圧電現象を利 することによって電気信号と超音波信号と 間で相互に信号を変換することができる有 圧電素子21を形成する工程と、無機圧電素 22と有機圧電素子21とを直接または他の部材 介して第1および第2超音波信号の送受信方 に接着剤を用いて積層する工程とを備える 造工程によって製造される。すなわち、超 波探触子2は、大略、まず、複数の無機圧電 子22および有機圧電素子21がそれぞれ別々に 形成され、そして、複数の無機圧電素子22と 機圧電素子21とが直接または間接的に接着 を用いて積層されることによって製造され 。

 そして、この接着剤には、オキセタン環 造を分子中に1個以上有する化合物を含有す る材料が用いられる。

 より具体的には、例えば、図3に示す構成 の超音波探触子2は、次のように製造される 図4ないし図7は、実施形態の超音波診断装置 における超音波探触子の製造工程を示す工程 図(その1ないしその4)である。図4ないし図7の 各図は、図4(D)および図5(E)を除き、断面図で る。図4(D)は、図4(C)の斜視図であり、図5(E) 、図5(D)の斜視図である。

 まず、図4(A)に示すように、所定の厚さを持 った平板状の有機圧電材料から成る圧電体101 が用意される。圧電体101の厚さは、例えば、 受信すべき超音波の周波数や有機圧電材料の 種類等によって適宜に設定される。有機圧電 材料は、例えば、フッ化ビニリデンの重合体 を用いることができる。また例えば、有機圧 電材料は、フッ化ビニリデン(VDF)系コポリマ 用いることができる。このフッ化ビニリデ 系コポリマは、フッ化ビニリデンと他の単 体との共重合体(コポリマ)であり、他の単 体としては、3フッ化エチレン、テトラフル ロエチレン、パーフルオロアルキルビニル ーテル(PFA)、パーフルオロアルコキシエチ ン(PAE)およびパーフルオロヘキサエチレン等 を用いることができる。フッ化ビニリデン系 コポリマは、その共重合比によって厚み方向 の電気機械結合定数(圧電効果)が変化するの 、例えば、超音波探触子の仕様等に応じて 宜な共重合比が採用される。例えば、フッ ビニリデン/3フッ化エチレンのコポリマの 合では、フッ化ビニリデンの共重合比が60mol %~99mol%が好ましく、有機圧電素子を無機圧電 子に積層する複合型圧電素子の場合では、 ッ化ビニリデンの共重合比が85mol%~99mol%がよ り好ましい。また、このような複合素子の場 合では、他の単量体は、パーフルオロアルキ ルビニルエーテル(PFA)、パーフルオロアルコ シエチレン(PAE)およびパーフルオロヘキサ チレンが好ましい。また例えば、有機圧電 料は、ポリ尿素を用いることができる。こ ポリ尿素の場合では、蒸着重合法で圧電体 作成することが好ましい。ポリ尿素用のモ マとして、一般式、H 2 N-R-NH 2 構造を挙げることができる。ここで、Rは、 意の置換基で置換されてもよいアルキレン 、フェニレン基、2価のヘテロ環基、ヘテロ 基を含んでもよい。ポリ尿素は、尿素誘導 と他の単量体との共重合体であってもよい 好ましいポリ尿素として、4,4’-ジアミノジ フェニルメタン(MDA)と4,4’-ジフェニルメタン ジイソシアナート(MDI)を用いる芳香族ポリ尿 を挙げることができる。

 次に、図4(B)に示すように、この有機圧電 材料から成る圧電体101の一方主面に互いに分 離した複数の素電極102(102-11~102-48)が例えばス クリーン印刷、蒸着あるいはスパッタ等によ って形成される。これら複数の素電極102は、 平面視にて線形独立な2方向に、例えば互い 直交する2方向にm行×n列の2次元アレイ状に 列するように形成される(m、nは、正の整数 ある)。素電極102は、例えば、平面視にて矩 状とされ、そのサイズは、例えば分解能等 よって適宜に設定される。

 なお、本明細書において、総称する場合 は添え字を省略した参照符号で示し、個別 構成を指す場合には添え字を付した参照符 で示す。また、添え字のうちの左側の添え は、行番号を示し、その右側の添え字は、 番号を示している。例えば、素電極102-23は 行番号2で列番号3の素電極102である。

 そして、図4(C)および図4(D)に示すように この有機圧電材料から成る圧電体101の他方 面に略全面に亘って電極層103が例えばスク ーン印刷、蒸着あるいはスパッタ等によっ 形成される。これによってm行×n列の2次元ア レイ状に配列された複数の素電極102を一方主 面に備えると共に他方主面に略全面に亘って 電極層103を備える有機圧電素子21が形成され 。このような構成の有機圧電素子21は、素 極102と、これに対向する電極層103と、これ 素電極102と電極層103との間に介在する有機 電材料の圧電体101とから1個の圧電素子が構 されることから、複数の圧電素子を含む。

 このように本実施形態における超音波探 子2の製造方法では、有機圧電材料から成る シート状の圧電体101に、分離した複数の素電 極102をその表面に形成することによって複数 の圧電素子が形成される。このため、複数の 圧電素子を形成するためにシート状の圧電体 101に溝(間隙、隙間、ギャップ、スリット)を 成する工程が必要ない。したがって、この うな構成の超音波探触子2では、有機圧電素 子21に対して溝を形成する工程が必要ではな ため、有機圧電素子21の製造工程がより単 化され、より少ない工数で超音波探触子2を 造することが可能となる。

 なお、上述では、圧電体101の一方主面に 数の素電極102を形成した後に、圧電体101の 方主面に電極層103を形成したが、圧電体101 他方主面に電極層103を形成した後に、圧電 101の一方主面に複数の素電極102を形成して よい。

 一方、図5(A)に示すように、所定の厚さを持 った平板状の無機圧電材料から成る圧電体201 が用意される。無機圧電材料は、例えば、い わゆるPZT、水晶、ニオブ酸リチウム(LiNbO 3 )、ニオブ酸タンタル酸カリウム(K(Ta,Nb)O 3 )、チタン酸バリウム(BaTiO 3 )、タンタル酸リチウム(LiTaO 3 )およびチタン酸ストロンチウム(SrTiO 3 )等である。

 次に、図5(B)に示すように、互いに対向す るように、この無機圧電材料から成る圧電体 201の両主面に略全面に亘ってそれぞれ電極層 202、203が例えばスクリーン印刷、蒸着あるい はスパッタ等によって形成される。これによ って、両面に電極層202、203を持った圧電体201 から構成される無機圧電体210が形成される。

 次に、図5(C)に示すように、無機圧電体210 が平板状の音響制動部材23上に第1接着層31を して積層される。より具体的には、音響制 部材23の主面上に第1接着層31が例えばスク ーン印刷あるいはスピンコード等によって 成され、積層面となる第1接着層31の表面が ラズマ処理の表面処理によって活性化され この活性化された第1接着層31の積層面上に 機圧電体210が音響制動部材23と水平を保ちな がら接着される。あるいは、無機圧電体210の 主面上に第1接着層31が例えばスクリーン印刷 あるいはスピンコード等によって形成され、 積層面となる第1接着層31の表面がプラズマ処 理の表面処理によって活性化され、この活性 化された第1接着層31の積層面上に音響制動部 材23が無機圧電体210と水平を保ちながら接着 れる。第1接着層31の接着剤には、第2ないし 第4接着層32~34も同様に、上述したように、オ キセタン環構造を分子中に1個以上有する化 物を含有する材料が用いられる。音響制動 材23は、超音波を吸収する平板状の超音波吸 収体231を備えて構成される。この超音波吸収 体231内には、積層方向に超音波吸収体231を貫 通するように、送信の電気信号を伝送するた めの複数の信号線27(27-11~27-46)が形成されてお り、無機圧電体201を音響制動部材23に積層す 際には、これら各信号線27は、圧電体201の 方主面に形成された電極層(本実施形態では えば電極層203)に電気的に接続される。

 次に、図5(D)および図5(E)に示すように、 響制動部材23が露出するまで積層方向に溝( 間、間隙、ギャップ、スリット)281が無機圧 体210に例えばダイシングソ等によって形成 れる。なお、溝281は、第1接着層31が露出す まで積層方向に形成されてもよい。溝281は 平面視にて線形独立な2方向に、例えば互い に直交する2方向にp行×q列で配列する2次元ア レイ状の複数の無機圧電素子22(22-11~22-46)を構 成するように、これら2方向に複数形成され (p、qは、正の整数である)。このような溝281 形成されることによって、一方の電極層202 複数の素電極2021に分割され、無機材料から 成る圧電体201が複数の素圧電体2011に分割さ 、そして、他方の電極層203が複数の素電極20 31に分割される。素電極2021(素圧電体2011、素 極2031)は、例えば、平面視にて矩形状とさ 、そのサイズは、例えば分解能等によって 宜に設定される。これら線形独立な2方向に 数の溝281を形成することによって、無機圧 体210は、素電極2021とこれに対向する素電極 2031とこれら素電極2021、2031の間に介在する無 機圧電材料の素圧電体2011とから構成される 数の無機圧電素子22に分割される。

 次に、図6(A)に示すように、無機圧電体210 を複数の圧電素子22に分割する各溝281に、こ ら複数の無機圧電素子22の相互干渉を低減 るために、超音波を吸収する例えば樹脂等 音響吸収材28が充填される。このような樹脂 は、例えば、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂 等の熱硬化性樹脂等が用いられる。各溝281に 音響吸収材28が充填されることによって、各 機圧電素子22間におけるクロストークの低 が可能となる。

 次に、図6(B)に示すように、複数の無機圧 電素子22の前面に、複数の無機圧電素子22の 響制動部材23に接する面と対向する面に略全 面に亘って、共通接地電極となる共通接地電 極層26が例えばスクリーン印刷、蒸着あるい スパッタ等によって層状に形成される。複 の無機圧電素子22における各電極であって 複数の無機圧電素子22の前面に形成されてい る各電極2021は、この共通接地電極層26と電気 的に接続される。そして、共通接地電極層26 に第2接着層32が例えばスクリーン印刷ある はスピンコード等によって形成される。

 次に、図6(C)に示すように、共通接地電極 層26上に略全面に亘って第2接着層32を介して 間層(バッファ層)24が積層される。より具体 的には、積層面となる第2接着層32の表面がプ ラズマ処理の表面処理によって活性化され、 この活性化された第2接着層32の積層面上に中 間層24が複数の無機圧電素子22における送信 と水平を保ちながら接着される。そして、 間層24上に第3接着層33が例えばスクリーン印 刷あるいはスピンコード等によって形成され る。なお、図6(B)および図6(C)に示す例では、 2接着層32は、共通接地電極層26上に形成さ たが、中間層24の主面上に第2接着層32が例え ばスクリーン印刷あるいはスピンコード等に よって形成されてもよい。このような場合で は、積層面となる第2接着層32の表面がプラズ マ処理の表面処理によって活性化され、この 活性化された第2接着層32の積層面上に共通接 地電極層26が接着される。

 次に、図6(D)に示すように、中間層24上に 3接着層33を介して、上述したように別工程 製造したシート状の有機圧電素子21が積層 れる。より具体的には、積層面となる第3接 層33の表面がプラズマ処理の表面処理によ て活性化され、この活性化された第3接着層3 3の積層面上に有機圧電素子21が中間層24と水 を保ちながら接着される。すなわち、有機 電素子21は、その受信面と無機圧電素子22の 送信面とが水平を保ちながら第3接着層33の積 層面上に接着される。そして、有機圧電素子 21上に第4接着層34が例えばスクリーン印刷あ いはスピンコード等によって形成される。 3に示す構成の超音波探触子2では、有機圧 素子21における2次元アレイ状に配列された 数の素電極1021上に、第4接着層24が形成され 。なお、図6(C)および図6(D)に示す例では、 3接着層33は、中間層24上に形成されたが、有 機圧電素子21の主面上に第3接着層33が例えば クリーン印刷あるいはスピンコード等によ て形成されてもよい。このような場合では 積層面となる第3接着層33の表面がプラズマ 理の表面処理によって活性化され、この活 化された第3接着層33の積層面上に中間層24 接着される。

 次に、図7(A)に示すように、有機圧電素子 21上に第4接着層34を介して音響整合層25が形 される。より具体的には、積層面となる第4 着層34の表面がプラズマ処理の表面処理に って活性化され、この活性化された第4接着 34の積層面上に音響整合層25が有機圧電素子 21の受信面と水平を保ちながら接着される。 お、図6(D)および図7(A)に示す例では、第4接 層34は、有機圧電素子21上に形成されたが、 音響整合層25の主面上に第4接着層34が例えば クリーン印刷あるいはスピンコード等によ て形成されてもよい。このような場合では 積層面となる第4接着層34の表面がプラズマ 理の表面処理によって活性化され、この活 化された第4接着層34の積層面上に音響整合 25が接着される。

 そして、図7(B)に示すように、音響制動部 材23の背面上に、音響制動部材23の複数の無 圧電素子22に接する面に対向する面上に複数 の導電パッド271(271-11~271-46)が形成される。こ れら各導電パッド271は、超音波吸収体231内を 貫通する各信号線27と電気的に接続される。 れによって図3に示す構成の超音波探触子2 製造される。

 このような各製造工程によって本実施形 の図3に示す超音波探触子2が製造される。 して、各部材を接着する第1ないし第4接着層 31~34の接着剤に前記化合物を含有する材料が いられる。したがって、図3に示す超音波探 触子2の場合では、第2接着層32によって接着 れる共通接地電極層26を含む複数の無機圧電 素子22と中間層24との配置関係が略維持され 第3接着層33によって接着される中間層24と有 機圧電素子21との配置関係が略維持される。 のため、共通接地電極層26を含む複数の無 圧電素子22と中間層24とが水平を保ちながら 2接着層32によって接着されると共に、中間 24と有機圧電素子21とが水平を保ちながら第 3接着層33によって接着されることによって、 複数の無機圧電素子22および有機圧電素子21 背景技術に較べてより水平に積層すること 可能となる。したがって、複数の無機圧電 子22によって形成される送信面の第1音軸と 機圧電素子21によって形成される受信面の第 2音軸とを略一致させることが可能となる。

 なお、上述の実施形態において、第2およ び第3接着層32、33の接着剤には、脂環族のオ シラン環を有する化合物がさらに含有さる とが好ましい。このように接着材に脂環族 オキシラン環を有する化合物をさらに含有 せることによって、接着剤の熱収縮がさら 小さくなり、複数の無機圧電素子22および 機圧電素子21をさらにより水平に積層するこ とが可能となる。脂環族のオキシラン環は、 エポキシ基である。

 また、上述の実施形態では、超音波探触 2は、無機圧電素子22および有機圧電素子21 平面視にて互いに線形独立な2方向に配列さ た2次元アレイ状に構成されたが、一方向に 配列された1次元アレイ状に構成されてもよ 。あるいは、超音波探触子2は、リニア用ア イ、セクタ用アレイおよびコンベックス用 レイ等の配列であってもよい。

 また、上述の実施形態では、有機圧電素 21は、図3に示す例では、複数の無機圧電素 22の全体に亘って、共通接地電極層26、第2 着層32、中間層24および第3接着層33を介して 接的に複数の無機圧電素子22に積層されて るが、有機圧電素子21は、複数の無機圧電素 子22の一部に亘って積層されてもよい。

 また、上述の実施形態では、超音波探触 2は、略全面に亘って形成された電極層103を 複数の無機圧電素子22へ向けて有機圧電素子2 1が第3接着層33、中間層24、第2接着層32および 共通接地電極層26を介して複数の無機圧電素 22上に積層される構成であったが、複数の 電極102を複数の無機圧電素子22へ向けて有機 圧電素子21が複数の無機圧電素子22上に接着 を介して積層される構成であってもよい。 のような構成の超音波探触子は、共通接地 極層26および中間層24が不要で単層の接着層 よいから、図3に示す構成の超音波探触子2 較べて工数を低減することができ、その製 コストの低減が可能となる。

 また、上述の実施形態では、無機圧電素 22は、両面に各素電極2021、2031が形成された 素圧電体2011の単層(一層)で構成されたが、両 面に各素電極2021、2031が形成された複数の素 電体2011を積層した複数層(多層)で構成され もよい。また、上述の実施形態では、有機 電素子21は、両面に素電極1021および電極層1 03が形成された圧電体101の単層で構成された 、同様に、両面に素電極1021および電極層103 が形成された複数の圧電体101を積層した複数 層で構成されてもよい。もちろん、無機圧電 素子22が単層で構成されると共に、有機圧電 子21が複数層で構成されてもよく、また、 機圧電素子22が複数層で構成されると共に、 有機圧電素子21が単層で構成されてもよい。 数層とすることによって、超音波を送信す 場合には、そのパワーを大きくすることが 能となり、超音波を受信する場合には、受 感度を向上させることが可能となる。

 本明細書は、上記のように様々な態様の 術を開示しているが、そのうち主な技術を 下に纏める。

 一態様では、被検体内に第1超音波信号を 送信し前記第1超音波信号に基づく前記被検 内から来た第2超音波信号を受信する超音波 触子は、前記第1および第2超音波信号の送 信方向に積層された複数の部材を備える圧 素子をアレイ状に複数備え、前記複数の部 には、圧電材料を備え、圧電現象を利用す ことによって電気信号と超音波信号との間 相互に信号を変換することができる第1およ 第2圧電部が少なくとも含まれ、前記複数の 部材のうちの前記第1圧電部から前記第2圧電 までに存在する部材間に接着層がある場合 、前記接着層の接着剤は、オキセタン環構 を分子中に1個以上有する化合物を含有する 材料である。

 このような構成の超音波探触子では、複 の部材のうちの第1圧電部から第2圧電部ま に存在する部材間に接着層がある場合に、 着層の接着剤には、オキセタン環構造を分 中に1個以上有する化合物を含有する材料が いられる。このような接着剤は、内部応力 発生が比較的少ない。すなわち、熱収縮が 較的小さい。したがって、接着剤の硬化前 において、接着剤によって接着される第1お よび第2被接着部材の配置関係が略維持され 。このため、第1圧電部と第2圧電部とを水平 に保ちながら第1圧電部から第2圧電部までに 在する部材(第1および第2圧電部も含む)が前 記接着剤で互いに接着されることによって、 第1および第2圧電部をより水平に積層するこ が可能となる。

 ここで、複数の部材のうちの第1圧電部か ら第2圧電部までに存在する部材間とは、第1 電部と第2圧電部とが直接積層される場合で は、第1圧電部と第2圧電部との間であり、第1 圧電部と第2圧電部とが他の部材を介して間 的に積層される場合では、第1圧電部と他の 材との間、他の部材と第2圧電部との間であ り、さらにこの場合において他の部材が複数 である場合には複数の他の部材間も含まれる 。

 また、他の一態様では、上述の超音波探 子において、前記接着層の接着剤は、脂環 のオキシラン環を有する化合物をさらに含 する。

 上記構成では、接着層の接着材には、脂 族のオキシラン環を有する化合物がさらに 有される。したがって、接着剤の熱収縮が らに小さくなり、第1および第2圧電部をさ により水平に積層することが可能となる。

 また、他の一態様では、これら上述の超 波探触子において、前記第1圧電部の前記圧 電材料は、無機圧電材料であり、前記第2圧 部の前記圧電材料は、有機圧電材料である

 上記構成では、第1圧電部の圧電材料に無 機圧電材料を用いると共に、第2圧電部の圧 材料に有機圧電材料を用いた超音波探触子 提供される。特に、第1圧電部が第1超音波信 号の送信用に用いられる場合では、送信パワ ーを比較的簡単な構造で大きくすることが可 能となるため、このような構成の超音波探触 子は、高調波のエコーを得るために比較的大 きなパワーで基本波の超音波信号を送信する ことが必要なハーモニックイメージング技術 に好適であり、より高精度でより良好な超音 波画像の提供が可能となる。また特に、第2 電部が第2超音波信号の受信用に用いられる 合では、周波数帯域を比較的簡単な構造で 帯域にすることが可能となるため、このよ な構成の超音波探触子は、高調波の超音波 号を受信することが必要なハーモニックイ ージング技術に好適であり、より高精度で り良好な超音波画像の提供が可能となる。

 そして、他の一態様では、被検体内に第1 超音波信号を送信し前記第1超音波信号に基 く前記被検体内から来た第2超音波信号を受 する超音波探触子の製造方法であって、第1 圧電材料を備え、圧電現象を利用することに よって電気信号と超音波信号との間で相互に 信号を変換することができる第1圧電部を形 する工程と、第2圧電材料を備え、圧電現象 利用することによって電気信号と超音波信 との間で相互に信号を変換することができ 第2圧電部を形成する工程と、前記第1圧電 と前記第2圧電部とを直接または他の部材を して前記第1および第2超音波信号の送受信 向に接着剤を用いて積層する工程とを備え 前記接着剤は、オキセタン環構造を分子中 1個以上有する化合物を含有する材料である

 このような構成の超音波探触子の製造方 では、第1圧電部と第2圧電部とを直接また 他の部材を介して第1および第2超音波信号の 送受信方向に接着剤を用いて積層する工程に おけるこの接着剤には、オキセタン環構造を 分子中に1個以上有する化合物を含有する材 が用いられる。このような接着剤は、内部 力が比較的少ない。すなわち、熱収縮が比 的小さい。したがって、接着剤の硬化前後 おいて、接着剤によって接着される第1およ 第2被接着部材の配置関係が略維持される。 このため、第1圧電部と第2圧電部とを水平に ちながら第1圧電部と第2圧電部とを直接ま は他の部材を介して前記接着剤を用いて積 されることによって、第1および第2圧電部を より水平に積層することが可能となる。

 そして、他の一態様では、超音波診断装 は、これら上述のうちのいずれかの超音波 触子を備える。

 このような構成の超音波診断装置は、第1 および第2圧電部をより水平に積層した複合 圧電素子をアレイ状に複数備えた超音波探 子が用いられるので、第1圧電部の第1音軸と 第2圧電部の第2音軸とを略一致させることが 能となり、第1および第2超音波信号を適切 送受信することによって良好な超音波画像 形成することが可能となる。

 この出願は、2008年1月10日に出願された日 本国特許出願特願2008-3180を基礎とするもので あり、その内容は、本願に含まれるものであ る。

 本発明を表現するために、上述において 面を参照しながら実施形態を通して本発明 適切且つ十分に説明したが、当業者であれ 上述の実施形態を変更および/または改良す ることは容易に為し得ることであると認識す べきである。したがって、当業者が実施する 変更形態または改良形態が、請求の範囲に記 載された請求項の権利範囲を離脱するレベル のものでない限り、当該変更形態または当該 改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括さ れると解釈される。

 本発明によれば、超音波探触子およびそ 製造方法ならびに超音波診断装置を提供す ことができる。