JP2003325526A - 超音波トランスジューサ及び超音波トランスジューサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信超音波を高感度、高選択性で、硬性長が
短く湾曲性に優れた超音波トランスジューサが求められ
ている。 【解決手段】 複数の圧電振動子１１，１２それぞれの
接地電極１７と、超音波送信入力信号または超音波受信
出力信号を入出力する超音波入出力電極１８，２３とか
らなり、圧電振動子１１，１２のそれぞれの接地電極を
共通接合して延在させた共通接地電極１７１と、圧電振
動子１１，１２の送受信入出力電極１８，２３との端部
に設けられ、かつ、これら電極１７１，１８，２３に対
して鉛直方向に設けられた外部電極２１，２２、２５を
信号制御ケーブルを介してた駆動制御装置に接続する超
音波トランスジューサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハーモニックイメ
ージング超音波診断に用いられ超音波トランスジューサ
と、その超音波トランスジューサの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡の鉗子孔に挿通して、挿入部の先
端部から超音波振動子装着部を突出させて生体組織、例
えば胃壁に接触させ、胃壁の深部情報、例えば粘膜の層
状構造を高い解像度で超音波像描出する超音波診断技術
が重要視されつつある。

【０００３】このような超音波診断には、例えば短冊状
圧電振動子からなり、３０ＭＨｚの中心周波数を持つ細
径プローブが製品化されている。

【０００４】この細径プローブにおいて、中心周波数で
超音波を送受信することにより、周波数相応の良好な解
像度が得られているが、一方で、検出できる深さ（深達
度）の低下が起こり、診断領域を狭めることにつなが
り、診断の質を低下させる結果となっている。従って深
達度の低下を引き起こさないで、解像度をより良くする
改良が望まれている。具体的には３０ＭＨｚ以上の周波
数に対応した空間分解能を有し、１５ＭＨｚ又はそれ以
下の周波数に対応した基本波並みの深達度の実現が期待
されている。

【０００５】一方、最近、体外用超音波診断分野での新
しい診断モダリティーとして、ハーモニックイメージン
グ診断法が脚光を浴びている。

【０００６】このハーモニックイメージング診断法は、
（１）超音波が生体中を伝播する時に、生体組織の非線
形性の影響を受け基本波超音波に重畳する高調波を種々
の方法で分離し、この分離した高調波信号を用いて画像
化するティッシューハーモニックイメージング法と、
（２）体内に造影剤バブルを注入し、送信超音波の照射
によってバブルが破裂する時に発生する高調波を受信
し、基本波超音波に重畳した高調波を種々の方法で分離
し、この分離した高調波信号を用いて画像化するコント
ラストハーモニックイメージング法に分類される。

【０００７】これらの方法は、いずれも、従来のＢモー
ド断層像では得られないほどＳ／Ｎが良く、分解能の良
好な診断画像が得られることがわかり、医療診断の診断
精度の向上に寄与している。この高調波の特徴は、Ｓ／
Ｎの向上によるコントラスト分解能の改善効果だけでな
く、周波数が整数倍で高くなる、即ち深さ方向の分解能
がよくなったり、ビーム幅が小さくなることによる横方
向分解能が向上すること、及び超音波の減衰を基本波並
みの低さに抑えることが可能となる。

【０００８】すなわち、例えば分解能は３０ＭＨｚ並み
で有りながら深達度は基本波周波数に対応する遠方とす
ることが可能という大きな特徴がある。

【０００９】従来の体外用のハーモニックイメージング
診断装置に用いられている超音波トランスデューサは、
基本波送信も高調波受信も同一の圧電エレメントが用い
られてきた。この場合、高調波信号の信号レベルが基本
波に比べはるかに小さいので、ハーモニック画像の劣化
に関わる基本波成分を効率よく除去する必要がある。そ
の為に、パルスインバージョン、フェーズインバージョ
ン、ガウシアンパルスの利用などの特殊な技術が利用さ
れている。

【００１０】これに対し、例えば、特開２００１−２５
８８７９号公報において、これら特殊な手法を必要とし
ないハーモニックイメージング用の送受信分離型超音波
トランスデューサを提案している。

【００１１】このハーモニックイメージング用の送受信
分離型超音波トランスデューサは、基本波送信専用のリ
ング状圧電エレメントと、その内円部に配置した受信専
用の円板状圧電エレメントからなり、それぞれの圧電材
料の組み合わせを最適に選ぶことによって、高感度でし
かも高い選択性で高調波成分を抽出出来るというもので
ある。

【００１２】また、この送受信分離型超音波トランスデ
ューサの基本構造を早期胃癌の深速度診断に用いられる
細径プローブに適用させる為の構造を本出願人は、特願
２００２−１８８７８号の出願で提案している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記細径プローブは、
内視鏡の鉗子孔に挿通させるために、外径に制限があ
る。例えば２．８ｍｍφの鉗子孔に挿通させるために
は、回転方向の振動子最大長はシース外径を２．４ｍｍ
φ、そのシース外径中に配置させる圧電エレメント幅は
１．５ｍｍ程度に抑える必要がある。

【００１４】この場合、前述した公報に提案しているリ
ング型送信用圧電エレメントとその内円部に円板状受信
用圧電エレメントを配置したトランスデューサ構造を小
型化したのでは、高調波受信感度に大きな影響を及ぼす
送信用超音波振動子の開口面積を大きくとれないため
に、細径プローブは、短冊形開口にせざるを得ない。

【００１５】この場合、従来の―体型では、基本波送受
信のための短冊形開口の縦横比が１からずれるにつれ
て、中心軸音場の最終ピーク点、すなわち音響焦点にお
ける音圧は大きく変動し、近距離音場におけるピーク点
での音圧よりも小さくなる場合があることが知られてい
る。

【００１６】これは、最終ピーク点、即ち音響焦点近傍
における超音波診断像の輝度が得られなかったり、近距
離音場領域に存在するバルーン壁等による多重反射の影
響を受け、良質なＢモード像が得られないことを意味し
ている。

【００１７】従って、矩形開口でありながら中心軸音場
の最終ピーク点、即ち音響焦点における音圧が近距離音
場領域におけるピーク音圧よりも出来るだけ大きくする
必要がある。

【００１８】これに対し高調波を用いる時の音場は、こ
の様なことが起こりにくく、縦横比が３前後であっても
音圧ピーク点は中心軸音場の最終ピーク点近傍に存在す
る。

【００１９】更に、高周波を扱う為に、圧電エレメント
の厚さは薄くなり、細径プローブへの適用を前提として
いるので、圧電エレメントの主面の寸法が小さくなる。

【００２０】この圧電エレメントの厚さが薄くなり、寸
法が小さくなると、信号入出力用ワイヤの接続点の質量
の影響を顕著に受けるようになり、送受信する超音波音
場の対称性が悪くなったり、感度が低下する。従って圧
電振動子の振動方向に対する質量負荷を極力低減させる
必要がある。

【００２１】このような上記課題を解決した超音波プロ
ーブを前述の本件出願人の先の出願で提案しているが、
この提案された超音波プローブで平均的には上記課題が
改善されるが、一部、製造工程のバラツキによって、上
記課題を解決しきれずに不良となる確率が高いことが判
明した。

【００２２】また、信号入出力用のワイヤの配線の後
に、ダンピング形成を行うので、ダンピング形成によっ
て配線が変形してショートしないように細心の注意を払
う配線作業が求められ、作業効率の低下となっている。

【００２３】さらに、従来のプローブは、硬性長の短縮
という技術課題がある。前述したように、細径プローブ
を内視鏡の鉗子孔に挿通させるが、内視鏡が軟性鏡の場
合、自由自在に多方向に出来るだけ小さな曲率半径で湾
曲する機能が必要とされている。

【００２４】この湾曲の曲率半径を小さくすることに対
して、内視鏡内に構成された部材の硬性長であり、特に
鉗子孔を挿通させる鉗子や細径プローブの硬性長は、鉗
子孔の内径が細いので直接湾曲径に影響を及ぼす。この
為に内視鏡用の細径プローブの硬性長を極力短くするこ
とが求められる。

【００２５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、受信超音波を高感度、高選択性で検出でき、しかも
音響焦点が生体組織の程良い位置に来るようにできると
共に、製造の歩留まりが高く硬性長が短く湾曲性に優れ
た超音波トランスジューサと超音波トランスジューサの
製造方法を提供することを目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波トランス
ジューサは、両主面の略全面に電極が形成された複数の
圧電振動子と、これら圧電振動子それぞれの一方の電極
を接地する接地手段と、前記複数の圧電振動子の他方の
電極に超音波送信入力信号または超音波受信出力信号を
入出力する超音波入出力手段とからなる超音波トランス
デューサにおいて、前記複数の圧電振動子のそれぞれの
一方の電極を共通接合して延在させた共通接地電極と、
前記複数の圧電振動子のそれぞれの他方の電極に接合し
て延在させた送受信入出力電極と、前記共通接地電極
と、送受信入出力電極のそれぞれの端部に設けられ、か
つ、これら電極に対して鉛直方向に設けられた外部電極
と、を具備し、前記共通接地電極の外部電極に前記接地
手段を接続し、前記送受信入出力電極の外部電極に前記
超音波入出力手段を接続することを特徴としている。

【００２７】更に、本発明の超音波トランスジューサの
前記複数の圧電振動子は、基本波超音波を生成送信する
一対の送信用圧電振動子エレメントと、この一対の圧電
振動子エレメントとほぼ同一面内で、かつ、前記一対の
圧電振動子エレメントに挟まれるように配置された高調
波超音波を受信する受信用圧電振動子エレメントからな
ることを特徴としている。

【００２８】また、本発明の超音波トランスジューサの
製造方法は、表面にシリンドリカルな凸面部を有した音
響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ
用樹脂材料を注型硬化し、その硬化した音響レンズの表
面を平滑化する音響レンズ成形工程と、前記音響レンズ
成形工程で、成型平滑化された音響レンズ表面に共通電
極膜を形成する共通電極膜形成工程と、前記共通電極膜
形成工程で形成された共通電極膜面に、一対の短冊状で
両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子と、
その基本波送信用圧電振動子に挟まれて配置される一片
の短冊状で両主面に電極が形成された高調波受信用圧電
振動子とを接合する圧電振動子接合工程と、前記圧電振
動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振動子の表面
に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の表面に出力
電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、前記圧電振
動子接合工程で、前記電極膜面に接合された基本波送信
用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間隙や寸法誤
差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着剤注入塗布
工程と、前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着
剤にて、前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧
電振動子の表面にダンピング層シートを接合するダンピ
ング層シート接合工程と、前記ダンピング層シート接合
工程のダンピング層シートの接合固化後、前記レンズ形
成型から離型すると共に、所定の形状寸法に裁断する裁
断工程と、前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した
前記共通電極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記
入出力電極膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の
一部にそれぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程
と、前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外
部電極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振
動子と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシー
ルド線と信号線を接続するケーブル接続工程と、前記ケ
ーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と信号線
を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去してハウジ
ング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定するハウジ
ング装填工程と、からなることを特徴としている。

【００２９】本発明は、送受信分離型構造で、超音波の
高調波を高感度・高選択性で検出出来、しかも音響焦点
が生体組織の程良い位置に来るように設定できる。ま
た、超音波の深達度も大きくとれ、かつ、軟性内視鏡の
鉗子孔に挿通した時、湾曲径に影響する硬性長を短縮で
きる超音波トランスジューサが得られる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。最初に図１乃至図４
を用いて、本発明の第一の実施形態の超音波トランスジ
ューサを説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係
る超音波トランスジューサを用いた細径プローブの断面
図、図２は本発明の第一の実施形態に係る超音波トラン
スジューサの基本構成を示す断面図、図３は本発明の第
一の実施形態に係る超音波トランスジューサの詳細構成
を示す断面図、図４は本発明の第一の実施形態に係る超
音波トランスジューサをハウジングに収納した状態を示
す断面図である。

【００３１】図１を用いて、本発明の超音波トランスジ
ューサである超音波振動子１を細径プローブに組み込ん
だ状態を説明する。

【００３２】超音波振動子１は、超音波送受面側を開放
したハウジング９に内蔵されている。この超音波振動子
１を内蔵したハウジング９は、音響カプラー液３を満た
した超音波透過性に優れたバルーン２内に収納固定され
ている。前記超音波振動子１には、シース５に内装され
ると共に、ケーブル埋設管３２に内蔵された信号制御用
２芯同軸ケーブル６が接続されている。この信号制御用
２芯同軸ケーブル６を内装したケーブル埋設管３２の端
部は、ハウジング９に固定されると共に、回転支持手段
４、例えば、ボールベアリングの回動部に固定される。
この回転支持手段４の外周側には、バルーン２と、ケー
ブル埋設管３２を被覆するシース５の端部が密着固定さ
れて、バルーン２内の音響カプラー液３が漏洩されない
ようになっている。

【００３３】つまり、信号制御用２芯同軸ケーブル６を
内蔵したケーブル埋設管３２を回動させると、回転支持
手段４を介して、バルーン２内のハウジング２と超音波
振動子１が回動するようになっている。

【００３４】前記超音波振動子１は、図２に示すよう
に、一対の両主面に電極が形成された基本波送信用圧電
振動子（以下、送信用圧電振動子と称する）１１ａ，１
１ｂと、この基本波送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂに
ほぼ同一面上で、かつ挟まれるように配置され、両主面
に電極が形成された高調波受信用圧電振動子（以下、受
信用圧電振動子と称する）１２が、前記基本波送信用圧
電振動子１１ａ，１１ｂが形成する送信超音波７（図１
参照）による音場の中心軸と、高調波受信用圧電振動子
１２が形成する受信超音波８による音場の中心軸が一致
するように配置されている。

【００３５】また、前記送信用圧電振動子１１ａ，１１
ｂの背面には、送信超音波振動子としての共振尖鋭度Ｑ
が２〜４程度になる柔軟性エポキシ樹脂にアルミナ等の
粉末を分散させた送信振動子用ダンピング層１３が、ま
た、前記受信用圧電振動子１２の背面には、受信超音波
振動子としての共振尖鋭度Ｑが４〜８程度になる受信振
動子用ダンピング層１４が配設されている。なお、受信
振動子用ダンピング層１４の材質は、前記送信振動子用
ダンピング層１３とは異なる組成のエポキシ樹脂にアル
ミナ等の粉末を分散したものである。

【００３６】前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂと受
信用圧電振動子１２の超音波送受信面側に音響レンズ１
５が接合されている。

【００３７】この音響レンズ１５の送信用圧電振動子１
１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２と接する面には、
前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂと受信用圧電振動
子１２の超音波送受信面側の電極が共通接地状態になる
ように図示していない導電層が設けられ、他面には、曲
率半径Ｒ１６の凹面が形成されている。

【００３８】なお、図２に示した超音波振動子１の断面
図は、紙面に垂直方向にシリンドリカルに伸びた層状構
造体をダイシングして現したものである。

【００３９】この超音波振動子１の送信用圧電振動子１
１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２の各電極と外部配
線電極について、図３を用いて説明する。なお、図３
（ａ）は超音波振動子１の側面から見た層状平面図で、
図中矢印Ａ方向から前記信号制御用２芯同軸ケーブル６
が接続される。図３（ｂ）は超音波振動子１の信号制御
用２芯同軸ケーブル６が接続される側の層状平面図で、
図３（ｃ）は図３（ａ）に示した超音波振動子１を裏面
から見た層状平面図である。

【００４０】前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの超
音波送信面側には、送信振動子用接地電極１７ａ，１７
ｂが設けられ、この送信振動子用接地電極１７ａ，１７
ｂが設けられた超音波送信面側の反対面側には、送信振
動子用入力側電極１８ａ，１８ａが設けられている。

【００４１】前記受信用圧電振動子１２の超音波受信面
側には、接地電極２４が設けられ、この接地電極２４が
設けられた超音波受信面側の反対面には、受信振動子用
出力側電極２３が設けられている。

【００４２】前記音響レンズ１５の送信用圧電振動子１
１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２の超音波送受信面
側と接する面には、共通接地電極１７１が設けられてい
る。

【００４３】この音響レンズ１５の共通接地電極１７１
は、前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの送信振動子
用接地電極１７ａ，１７ｂと受信用圧電振動子１２の接
地電極２４と接合され、断層面に露出されている。この
音響レンズ１５の共通電極１７１の断層面に露出された
一端部には、図３（ｂ）に示すように、前記信号制御用
２芯同軸ケーブル６が接続する側の略中央部分に接地配
線電極２２が設けられている。

【００４４】前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの送
信振動子用入力側電極１８ａ，１８ｂが露出した電極断
層部には、送信振動子用入力側引出配線２０が接続配置
されている。この送信振動子用入力側引出配線２０は、
送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの送信振動子用入力電
極１８ａ，１８ｂを同電位とすると共に、図３（ｂ）に
示すように、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６が接続
する側の図中左側に設けた送信振動子用入力側配線電極
２１へと延在接続されている。

【００４５】また、図３（ｃ）に示すように、前記送信
振動子用入力側引出配線２０と反対側の側面に露出した
電極断層部には、前記受信用圧電振動子１２の受信振動
子用出力電極２３に接続された受信振動子用出力引出配
線２４１が配線され、図３（ｂ）に示すように、前記信
号制御用２芯同軸ケーブル６が接続する側の図中右側に
設けた受信振動子用出力側配線電極２５へと延在接続さ
れている。

【００４６】つまり、送信振動子用入力側電極１８ａ，
１８ｂと受信振動用出力側電極２３及び共通接地電極１
７１に対して、ほぼ鉛直方向に断層面に送信振動子用入
力側引出配線２０、送信振動子用入力側配線電極２１、
受信振動子用出力側引出配線２４１、受信振動子用出力
側配線電極２５、及び共通接地電極１７１が設けられて
いる。

【００４７】このような構成の超音波振動子１を前記ハ
ウジング９への収納と信号制御用２芯同軸ケーブル６と
の接続について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は
超音波振動子の前記信号制御用２芯同軸ケーブル６と接
続される送信振動子用入力側配線電極２１、接地配線電
極２２、及び受信振動子用出力側配線電極２５が設けら
れた側から見た平面図で、図４（ｂ）は信号制御用２芯
同軸ケーブル６が送信振動子用入力側配線電極２１、接
地配線電極２２、及び受信振動子用出力側配線電極２５
に接続された超音波振動子を側面から見た平面図であ
る。

【００４８】前記送信振動子用入力側配線電極２１、接
地配線電極２２、及び受信振動子用出力側配線電極２５
が設けられた超音波振動子１は、断面が略半円筒形状の
金属部材で形成されたハウジング２６の内側に収納し、
封止樹脂２７で固着内蔵される。この時、超音波振動子
１の音響レンズ１５の凹面、すなわち、送信用圧電振動
子１１ａ，１１ｂ及び受信用圧電振動子１２の超音波送
受信面側がハウジング２６の開口側となるように収納配
置する。

【００４９】このハウジング２６は、図４（ｂ）に示す
ように、超音波振動子１の送信振動子用入力側配線電極
２１、接地配線電極２２、及び受信振動子用出力側配線
電極２５が位置する側の外側には、前記信号制御用２芯
同軸ケーブル６が挿通されるケーブル埋設管３２が設け
られ、このケーブル埋設管３２が設けられたハウジング
２６の内側には、接地部３１が設けられている。このケ
ーブル埋設管３２と接地部３１は、電気的に同電位とな
っている。

【００５０】このケーブル埋設管３２に挿通された前記
信号制御用２芯同軸ケーブル６の接地用のシールド線２
８は、前記接地部３１と前記超音波振動子１の接地配線
電極２２に接続される。また、前記ケーブル埋設管３２
に挿通された前記信号制御用２芯同軸ケーブル６の一方
の芯線である受信振動子用出力信号ケーブル２９は、前
記超音波振動子１の受信振動子用出力側配線電極２５に
接続され、他方の芯線である送信振動子用入力信号ケー
ブル３０は、前記超音波振動子１の送信振動子用入力側
配線電極２１に接続される。

【００５１】つまり、ケーブル埋設管３２を送通させた
信号制御用２芯同軸ケーブル６のシールド線２８は、ハ
ウジング２６の接地部３１と超音波振動子１の接地配線
電極２２に接続し、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６
の一方の芯線である受信振動子用出力信号ケーブル２９
を前記超音波振動子１の受信振動子用出力側配線電極２
５に接続し、他方の芯線である送信振動子用入力信号ケ
ーブル３０を前記超音波振動子１の送信振動子用入力側
配線電極２１に接続した後、超音波振動子１は、ハウジ
ング２６内に封止樹脂２７で封止固着される。これによ
り、信号制御用２芯同軸ケーブル６の各芯線である信号
ケーブル２９，３０とシールド線２８は、ハウジング２
６に密閉固着される。

【００５２】このようにして信号制御用２芯同軸ケーブ
ル６に接続され、かつ、ハウジング２６に封止固着され
た超音波振動子１は、図１に示すように、ケーブル埋設
管３２を前記回転支持手段４であるボールベアリングの
回動部の内径に固定し、超音波振動１とハウジング２６
を音響カプラー液３が充填されたバルーン２に収納し、
かつ、バルーン２と回転支持手段４との接続部分をシー
ス５で覆うことで、超音波プローブが形成できる。

【００５３】このような超音波振動子１を有した超音波
プローブは、信号制御用２芯同軸ケーブル６の送信振動
子用入力信号ケーブル３０とシールド線２８との間に供
給されたインパルスやバースト波駆動信号は、接地配線
電極２２と送信振動子用入力側配線電極２１から送信用
圧電振動子１１ａ，１１ｂの接地電極１７ａ，１７ｂと
送信振動子用入力電極１８ａ，１８ｂの間に入力され
る。

【００５４】これによって一対の送信用圧電振動子１１
ａ，１１ｂは、送信用圧電振動子の共振周波数近傍で超
音波振動し、音響レンズ１５の曲率半径Ｒ１６に依存す
る基本波集束超音波である送信超音波７が生体対象物に
送信される。

【００５５】この送信超音波７の伝播時、或いは造影剤
バブルの破裂や共振で発生する高調波を含んだエコー信
号である受信超音波８が、その共振周波数が高調波周波
数近傍にある受信用圧電振動子１２によって受信され
る。この受信用圧電振動子１２は、受信された受信超音
波８との共振特性によって、高調波成分が選択的に圧電
変換され、受信振動子用出力電極２３と接地電極２４の
間に生じた高調波信号は、受信振動子用出力側配線電極
２５と接地配線電極２２に接続された信号制御用２芯同
軸ケーブル６の受信振動用出力信号ケーブル２９とシー
ルド線２８へと出力される。

【００５６】このような超音波振動子の動作において、
前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの共振周波数近傍
での超音波振動は、その振動方向に機械的な負荷がある
と、その質量負荷効果によって共振周波数や共振抵抗が
変化する。

【００５７】一方、前記受信用圧電振動子１２は、その
共振周波数が、基本波周波数の整数倍の高調波周波数に
合うように設計されているが、その振動方向に機械的な
負荷があると、基本波周波数の整数倍からはずれ、高調
波信号が効率良く共振しくなる。

【００５８】しかし、本発明の超音波振動子は、送信用
圧電振動子１１ａ，１１ｂ及び受信用圧電振動子１２の
前面には音響レンズ１５、背面にはダンピング層１３、
１４のみの超音波振動子としての基本構造部材のみが配
置することができ、超音波駆動入力及び出力信号配線
や、その配線を電極に接続するための半田等の導電部材
は一切存在しない状態を得ることができる。

【００５９】したがって、前記受信用圧電振動子１２の
共振周波数を容易に基本波周波数の整数倍の高調波周波
数に合わせることが出来、常に良好な送受信感度が得ら
れるようになる。

【００６０】さらに、従来、質量負荷効果の軽減を目的
にワイヤボンドで軽量配線をしたとしても、配線の中継
部が別に必要になり、細径プローブの長軸方向の長さが
長くなってしまい、前記した硬性長を増加させることに
なるが、本発明の超音波振動子は、送信振動子用入力側
引出配線２０、受信振動子用出力側引出配線２４１、を
帯状の薄膜とすることで、硬性長の短縮が可能となる。

【００６１】さらに本発明は、ダンピング層形成が容易
となる。圧電振動子面上に半田点等の凹凸部が無いので
シート状のダンピング層を接着等の方法で容易に接合出
来る為に、加工組み立てが安易となり、バラツキの少な
い超音波細径プローブが生成できる。

【００６２】次に、本発明の超音波トランスジューサで
ある超音波振動子と信号制御用２芯同軸ケーブル６との
接続の変形例を図５を用いて説明する。

【００６３】図５（ａ）は超音波振動子の長軸方向から
見た平面図で、図５（ｂ）は信号制御用２芯同軸ケーブ
ル６を送信振動子用入力側電極１８、共通接地電極１７
１、及び受信振動子用出力側電極２３に接続された超音
波振動子を側面から見た平面図である。なお、前述の図
１乃至図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は
省略する。

【００６４】この超音波振動子の長軸方向の一方の側面
には、前記送信用圧電素子１１ａ，１１ｂの送信振動子
用入力電極１８ａ，１８ｂに接続された前記送信振動子
用入力側引出配線２０に変わって、送信振動子用入力電
極パッド３５が設けられている。この送信振動子用入力
電極パッド３５は、超音波振動子の断層面に露出した前
記送信用振動子用入力電極１８ａ，１８ｂにまたがって
設けられている。更に、超音波振動子の断層面に露出し
た前記共通接地電極１７１に接続された接地配線電極２
２に変わって、共通接地電極パッド３４が設けられてい
る。

【００６５】また、超音波振動子の長軸方向の他方の側
面には、超音波振動素子の断層面に露出した受信振動子
用出力電極２３に接続された受信振動子用出力側引出配
線２４１に変わって、受信振動子用出力電極パッド３３
が設けられている。

【００６６】このような構成の超音波振動子をハウジン
グ２６に収納する際に、共通接地電極パッド３４は、接
地配線３７を介してハウジング２６に接続し、送信振動
子用出力電極パッド３６には、送信振動子用入力ケーブ
ル３０の送信振動子用入力信号線４０が半田付け３９で
接続されると共に、この送信振動子用入力ケーブル３３
をシールドしているシールド線３８をハウジング２６に
接続し、受信振動子用出力電極パッド３３には、受信振
動子用出力ケーブル３１の図示していない受信振動用出
力信号線が半田接続されると共に、この受信振動子用出
力ケーブル３１をシールドしているシールド線３６をハ
ウジング２６に接続する。

【００６７】この送信振動子用入力ケーブル３０と受信
振動子用出力ケーブル３１は、ハウジング２６から導出
される位置から束ねられてケーブル埋設管３２に埋設さ
れて、封止樹脂２７でハウジング２６内に封止固着さ
れ、前記ケーブル埋設管３２を前記回転支持手段４であ
るボールベアリングの回動部に固定支持される。

【００６８】つまり、共通接地電極１７１、送信振動子
用入力側電極１８ａ，１８ｂ、受信振動子用出力側電極
２３にそれぞれ接続された共通接地電極パッド３４、送
信振動子用入力電極パッド３５、受信振動子用出力電極
パッド３３を設けている。これら送信振動子用入力電極
パッド３５に送信振動子用入力ケーブル３０の送信振動
用入力信号線４０、受信振動子用出力電極パッド３３に
受信振動子用出力ケーブル３１の受信振動子用出力信号
線、及び共通接地電極パッド３３、送信振動子用入力ケ
ーブル３０と受信振動子用出力ケーブル３１のシールド
線３６，３７，３８がハウジング２６に接続されるよう
になっている。

【００６９】なお、前記送信振動子用入力ケーブル３０
と受信振動子用出力ケーブル３１に代えて、前記信号制
御用２芯同軸ケーブル６を用いても良い。ただし、信号
制御用２芯同軸ケーブル６を用いた場合には、送信振動
子用入力信号線がハウジング２６のケーブル埋設管３２
の位置から送信振動子用入力電極パッド３５までの間で
ノイズ侵入を防止するためのシールドの配慮が必要とな
ることは明らかである。

【００７０】この超音波振動子の変形例により、信号制
御用同軸ケーブルを超音波振動子の側面の断層面に露出
し送信振動子用入力側電極１８、受信振動子用出力側２
３、及び共通接地電極１７１にそれぞれ直接設けた電極
パッド３３，３４，３５に直接接続するために、信号制
御用同軸ケーブルの中継配線を不要とするため硬性長を
更に短縮ことが可能になる。

【００７１】また、この変形例の構造においても、圧電
振動子の表面上にワイヤを全く使用していないので、前
述の第１の実施形態と同様に質量負荷は軽減でき、不要
振動のない圧電振動を実現出来る。

【００７２】すなわち、受信用圧電振動子１２の共振周
波数を容易に送信用圧電振動子の共振周波数の整数倍、
即ち高調波の周波数に合わすことはでき、大きな送受信
感度が得られるようになる。

【００７３】次に本発明の超音波振動子の製造方法を図
６乃至図８を用いて説明する。図６（ａ，ｂ）に示すよ
うに、表面の一部にシリンドリカルな凸面４２と平滑面
４３からなるシリンドリカル音響レンズ型台４１を準備
する。図６（ａ）はシリンドリカル音響レンズ型台４１
の長軸方向の側面から見た平面で、図６（ｂ）はシリン
ドリカル音響レンズ型台４１の長軸方向から見た平面図
である。

【００７４】このシリンドリカル音響レンズ型台４１を
図６（ｃ，ｄ）に示すように、箱形状のレンズ材料形成
型４４の底部に配置する。図６（ｃ）はレンズ材料形成
型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置
した際の長軸方向の側面から見た平面図で、図６（ｄ）
はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レン
ズ型台４１を配置した際の長軸方向から見た平面図であ
る。

【００７５】レンズ材料形成型４４に配置したシリンド
リカル音響レンズ型台４１の凸面２２と平滑面４３の表
面、及びレンズ材料形成型４４の内壁面に離型剤を塗布
した後、図６（ｅ）に示すように、最終的に音響レンズ
１５となる樹脂４５をレンズ材料形成型４４の開口端ま
で注入し、そのレンズ樹脂４５が硬化した後、表面を平
滑に研削する。

【００７６】このレンズ樹脂４５の研削された表面に、
図６（ｆ）に示すように、スパッタリング、無電解めっ
き、または蒸着等の手段で電極膜４６を形成する。

【００７７】この電極膜４６の表面に、両主面に電極が
形成された短冊状の一対の送信用圧電振動子４７ａ，４
７ｂと、受信用圧電振動子４８を粘性の小さなエポキシ
系接着剤で図６（ｇ）に示すように長軸方向に配置接着
する。この送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂは、前記凸
面４２の頂点を中心に所定の間隔で前記電極膜４６に配
置し、その送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂの間に受信
用圧電振動子４８が配置される。

【００７８】次に、前記送信用圧電振動子４７ａ，４７
ｂと受信用圧電振動子４８の表面に図６（ｈ，ｉ）に示
すように、電極箔５１ａ，５１ｂ，５２を接合させる。
図６（ｈ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカ
ル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７
ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合
された際の長軸方向の側面から見た平面図で、図６
（ｄ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音
響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７ａ，
４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合され
た際の長軸方向から見た平面図である。

【００７９】この電極箔５１ａ，５１ｂ，５２は、後述
する断層面に露出する電極断層部となり確実に外部電極
を接合させるためのものであり、圧電振動子４７ａ，４
７ｂ，４８自体の電極だけで後述する外部電極５８，５
９，６０が確実に導通接続できるのであれば必ずしも必
要ではない。

【００８０】次に、図７（ｊ，ｋ）に示すように前記送
信用圧電振動子４７ａ，４７ｂと受信用圧電振動子４８
との厚さの差によって出来た溝状窪みに、適度の弾力性
があるエポキシ接着剤をディスペンサーを用いて、多少
はみ出す程度に注型して弾力接着剤層５３を形成する。
図７（ｊ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカ
ル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７
ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合
され、更に弾力接着剤層５３を形成した際の長軸方向の
側面から見た平面図で、図７（ｋ）はレンズ材料形成型
４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置
し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５
１ａ，５１ｂ，５２が接合され、更に弾力接着剤層５３
を形成した際の長軸方向から見た平面図である。

【００８１】この弾力接着剤層５３が形成された直後
に、例えばフェライト粉末をネオプレンゴムに分散した
シート状ダンピング層５４を、図７（ｌ，ｍ）に示すよ
うに、前記送信用圧電素子４７ａ，４７ｂの電極箔５１
ａ，５１ｂ上に積層されるように、前記弾力接着剤層５
３のはみ出した弾力性接着剤で接着する。図７（ｌ）は
シート上ダンピング層５４を形成したレンズ材料形成型
４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置
し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５
１ａ，５１ｂ，５２が接合された際の長軸方向の側面か
ら見た平面図で、図６（ｄ）はレンズ材料形成型４４に
前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置し、送受
信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５
１ｂ，５２が接合された際の長軸方向から見た平面図で
ある。

【００８２】このようにして、レンズ材料形成型４４に
載置させたシリンドリカル音響レンズ型台４１の上面
に、レンズ樹脂４５を注入硬化し、そのレンズ樹脂４５
の表面に電極膜４６を形成させた後、送信用圧電振動子
４７ａ，４７ｂと受信用圧電振動子４８を長軸方向に設
けると共に、更に、その送信用圧電振動子４７ａ，４７
ｂの上面に電極膜５１ａ，５１ｂと受信用圧電振動子４
８の上面に電極膜５２を形成し、その送信用圧電振動子
４７ａ，４７ｂと受信用圧電振動子４８の上面の電極膜
５１ａ，５１ｂ、５２の上面にシート状のダンピング層
５４が設けられた長尺の超音波振動形成部材が生成され
る。この長尺超音波振動形成部材の状態で、前記レンズ
材料形成型４４から取り出す。

【００８３】このレンズ材料形成型４４から取り出され
た長尺超音波振動形成部材は、図７（ｎ）に示すよう
に、長軸方向の所定の間隔のダイシング線５５１，５５
２，５５３，５５ｎでダイシングを行う。このダイシン
グ線５５１〜５５ｎでダイシングされたダイシング面
は、図７（ｏ）示すように、シリンドリカル音響レンズ
型台４１、レンズ樹脂４５、電極膜４６、送信用圧電振
動子４７ａ，４７ｂ、受信用圧電振動子４８、電極膜５
１ａ，５１ｂ，５２、弾力接着剤層５３、及びダンピン
グ層５４の断層面が得られる。

【００８４】このダイシング線５５１〜５５ｎでダイシ
ング後、図７（ｏ）に示すダイシング線５６，５７で長
軸方向にダイシングする。つまり、送信用圧電振動子４
７ａ，４７ｂの長軸方向の両側面からダイシングして、
超音波振動子チップが形成される。この長軸方向のダイ
シング面には、シリンドリカル音響レンズ型台４１、レ
ンズ樹脂４５、電極膜４６、送信用圧電振動子４７ａ，
４７ｂ、電極膜５１ａ，５１ｂ、及びダンピング層５４
の断層面が得られる。

【００８５】すなわち、図７（ｎ，ｏ）で説明したダイ
シング後は、図７（ｐ）に示す超音波振動子チップが生
成される。

【００８６】この超音波振動子チップに、図７（ｑ）に
示すように、長軸方向と直交する方向のダイシング面に
露出している受信用圧電振動子４８の電極膜５２に受信
用圧電振動子電極導通外付け電極５８、送信用圧電振動
子４７ａ，４７ｂの電極膜５１ａ，５１ｂに送信用圧電
振動子電極導通外付け電極５９、及び電極膜４６に共通
接地電極外付け電極６０を形成する。なお、図７（ｑ）
には、送信用圧電振動子電極導通外付け電極５９は、送
信用圧電振動子４７ｂの電極膜５１ｂにのみ接続された
状態が示されているが、送信用圧電振動子４７ａの電極
膜５１ａは、送信用圧電振動子４７ｂの電極膜５１ｂと
電気的に接続同電位となっていることは明らかである。

【００８７】前記超音波振動子チップからシリンドリカ
ル音響レンズ型台４１を除去して、各電極膜５１ａ，５
１ｂ，５２，４６に電極導通外付け電極５８、５９、６
０を設けた超音波振動子チップに、図７（ｒ）に示すよ
うに、受信用圧電振動子電極導通外付け電極５８に受信
用圧電振動子４８を駆動させる駆動信号ケーブル６２、
送信用圧電振動子電極導通外付け電極５９に送信信号ケ
ーブル６１、及び共通接地電極外付け電極６０に接地配
線６３を接続する。また、このようにして、超音波振動
子チップに信号ケーブルを接続後、図８に示すように、
ハウジング６６内に装填し、前記受信信号ケーブル６１
のシールド線６４と、駆動信号ケーブル６２のシールド
線６５、及び設置配線６３をハウジング６６に接地接続
した後に、封止樹脂６７で封止することで、超音波振動
子が生成できる。

【００８８】このような製造方法で生成された超音波振
動子は、送信用圧電振動子及び受信用圧電振動子の前面
には音響レンズ、背面にはダンピング層のみの超音波振
動子としての基本構造部材のみが配置することができ、
超音波駆動入力及び出力信号配線や、その配線を電極に
接続するための半田等の導電部材は一切存在しない状態
を得ることができ、受信用圧電振動子の共振周波数を容
易に基本波周波数の整数倍の高調波周波数に合わせるこ
とが出来、良好な送受信感度が得られる。

【００８９】また、圧電振動子電極導通外付け電極を断
層面に露出している電極膜に設けることで、硬性長の短
縮が可能となる。

【００９０】なお、前述の説明で、音響レンズは、直接
圧電振動子に接するとしたが、両者の間に平面平板状の
音響整合層を１層以上配設した構造としても良い。但し
この場合は、圧電振動子に接する音響整合部材の圧電振
動子に接する面には、導電膜を形成するか、音響整合層
の材料そのものが例えばカーボンガラスの様な高導電材
料にする必要がある。

【００９１】また帯状外部電極も必ずしも直線状である
必要はなく、状況に応じてカーブした帯状電極であって
も構わない。更に、２芯同軸ケーブルは、２芯を束ねる
様にシールド線が覆っていてもよいし、２芯のそれぞれ
がシールド線を有していても良いことは明らかである。

【００９２】［付記］以上詳述した本発明の実施形態に
よれば、以下のごとき構成を得ることができる。

【００９３】（付記１）両主面の略全面に電極が形成さ
れた複数の圧電振動子と、これら圧電振動子それぞれの
一方の電極を接地する接地手段と、前記複数の圧電振動
子の他方の電極に超音波送信入力信号または超音波受信
出力信号を入出力する超音波入出力手段とからなる超音
波トランスデューサにおいて、前記複数の圧電振動子の
それぞれの一方の電極を共通接合して延在させた共通接
地電極と、前記複数の圧電振動子のそれぞれの他方の電
極に接合して延在させた送受信入出力電極と、前記共通
接地電極と、送受信入出力電極のそれぞれの端部に設け
られ、かつ、これら電極に対して鉛直方向に設けられた
外部電極と、を具備し、前記共通接地電極の外部電極に
前記接地手段を接続し、前記送受信入出力電極の外部電
極に前記超音波入出力手段を接続することを特徴とした
超音波トランスジューサ。

【００９４】（付記２）前記複数の圧電振動子は、基本
波超音波を生成送信する一対の送信用圧電振動子エレメ
ントと、この一対の圧電振動子エレメントとほぼ同一面
内で、かつ、前記一対の圧電振動子エレメントに挟まれ
るように配置された高調波超音波を受信する受信用圧電
振動子エレメントからなることを特徴とした付記１記載
の超音波トランスジューサ。

【００９５】（付記３）前記共通接地電極は、前記複数
の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配
置した部材の表面に形成した電極膜であることを特徴と
する付記１に記載された超音波トランスジューサ。

【００９６】（付記５）前記共通接地電極は、前記複数
の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配
置したバルク導電性部材であることを特徴とする付記１
に記載された超音波トランスジューサ。

【００９７】（付記６）前記共通接地電極は、前記複数
の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配
置した部材が音響レンズであることを特徴とする付記３
に記載された超音波トランスジューサ。

【００９８】（付記７）前記共通接地電極は、前記複数
の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配
置した部材が音響整合層であることを特徴とする付記１
に記載された超音波トランスジューサ。

【００９９】（付記８）前記共通接地電極の前記複数の
圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置
した部材であるバルク導電性部材がグラッシーカーボン
であることを特徴とする付記５に記載された超音波トラ
ンスジューサ。

【０１００】（付記９）前記一対の圧電振動子エレメン
トの駆動信号入力側電極の端部において、前記駆動信号
入力側電極に対し鉛直で、かつ、同電位とする外部電極
を設けたことを特徴とする付記２に記載した超音波トラ
ンスデューサ。

【０１０１】（付記１０）前記外部電極は、該外部電極
が形成された面から他の面へ屈曲して帯状に引きまわさ
れていることを特徴とする付記１に記載の超音波トラン
スジューサ。

【０１０２】（付記１１）前記外部電極に、同軸ケーブ
ルを介して、駆動制御装置が直接接続されたことを特徴
とする付記１または付記１０に記載の超音波トランスジ
ューサ。

【０１０３】（付記１２）表面にシリンドリカルな凸面
部を有した音響レンズ型台が載置されたレンズ成形型
に、音響レンズ用樹脂材料を注型硬化し、その硬化され
た音響レンズの表面を平滑化する音響レンズ成形工程
と、前記音響レンズ形成工程で、成形平滑化した音響レ
ンズ表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程
と、前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面
に、一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送
信用圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟ま
れて配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成され
た高調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合
工程と、前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信
用圧電振動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電
振動子の表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成
工程と、前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接
合された基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振
動子の間隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布
する接着剤注入塗布工程と、前記接着剤注入塗布工程で
注入塗布された接着剤にて、前記基本波送信用圧電振動
子と高調波受信用圧電振動子の表面にダンピング層シー
トを接合するダンピング層シート接合工程と、前記ダン
ピング層シート接合工程のダンピング層シートの接合固
化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、所定の形
状寸法に裁断する裁断工程と、前記裁断工程で裁断され
た裁断面に露出した前記共通電極膜形成工程で生成した
共通電極膜と、前記入出力電極膜形成工程で生成した入
出力電極膜の端部の一部にそれぞれ外部電極を形成する
外部電極形成工程と、前記外部電極形成工程で形成され
た共通電極膜の外部電極と、入出力電極膜の外部電極に
前記送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を駆動する同
軸ケーブルのシールド線と信号線を接続するケーブル接
続工程と、前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシ
ールド線と信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台
を除去してハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封
止固定するハウジング装填工程と、からなることを特徴
とした超音波トランスジューサの製造方法。

【０１０４】

【発明の効果】本発明の超音波トランスジューサは、、
配線用ワイヤを一切用いず、圧電振動子、音響レンズ、
音響整合層及びダンピング層等が積層された構造を全層
一括裁断した時の栽断面に露出する電極エッジ断面に鉛
直に接触するように外部電極と共通接地電極を設けたこ
とにより、圧電振動子の振動方向に一切質量負荷が存在
しない為に、圧電振動子の共振周波数のシフトが生ずる
こともなく、基本超音波送信用圧電振動子の２又は３倍
の周波数の高調波受信用圧電振動子用の共振周波数を生
じさせることができ高調波受信感度が向上する効果を有
する。

【０１０５】また、ダンピング層の形成が容易で、配線
同士のショートによる事故の生じる虞もなく、更に、ワ
イヤを用いないので中継基板を必要しないために、硬性
長が短くでき、湾曲径を低下させる要望を実現可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係る超音波トランス
ジューサを用いた細径プローブの断面図。

【図２】本発明の第一の実施形態に係る超音波トランス
ジューサの基本構成を示す断面図。

【図３】本発明の第一の実施形態に係る超音波トランス
ジューサの詳細構成を示す断面図。

【図４】本発明の第一の実施形態に係る超音波トランス
ジューサをハウジングに収納した状態を示す断面図。

【図５】本発明の他の実施形態に係る超音波トランスジ
ューサをハウジングに収納した状態を示す断面図。

【図６】本発明に係る超音波トランスジューサの製造方
法を説明する説明図。

【図７】本発明に係る超音波トランスジューサの製造方
法を説明する説明図。

【図８】本発明に係る超音波トランスジューサのハウジ
ング収納状態を説明する説明図。

【符号の説明】

１…超音波振動子 ２…バルーン ３…音響カプラー液 ４…回転支持手段 ５…シース ６…信号制御用２芯同軸ケーブル ７…送信超音波 ８…受信超音波 ９…ハウジング １１…送信用圧電振動子 １２…受信用圧電振動子 １３…送信振動子用ダンピング層 １４…受信振動子用ダンピング層 １５…音響レンズ １６…音響レンズ曲率半径 １７…送信振動子用接地電極 １８…送信振動子用入力側電極 ２０…送信振動子用入力側引出配線 ２１…送信振動子用入力側配線電極 ２２…接地配線電極 ２３…受信振動子用出力用電極 ２４…接地電極 ２５…受信振動子用出力側配線電極 ３２…ケーブル埋設管

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｒ 17/00 ３３０ Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｊ 41/22 Ｚ (72)発明者 横井 武司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 登坂 裕司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4C301 AA03 BB28 BB30 EE06 EE13 EE17 FF04 FF15 GA01 GA02 GA15 GB14 GB18 GB19 GB20 GB29 GB33 GB37 GC01 GC17 HH47 HH48 JA17 5D019 HH03 5D107 AA12 AA14 BB07 CC05 CC10 CC11 CC13 DD11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両主面の略全面に電極が形成された複数の
   圧電振動子と、これら圧電振動子それぞれの一方の電極
   を接地する接地手段と、前記複数の圧電振動子の他方の
   電極に超音波送信入力信号または超音波受信出力信号を
   入出力する超音波入出力手段とからなる超音波トランス
   デューサにおいて、 前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極を共通接
   合して延在させた共通接地電極と、 前記複数の圧電振動子のそれぞれの他方の電極に接合し
   て延在させた送受信入出力電極と、 前記共通接地電極と、送受信入出力電極のそれぞれの端
   部に設けられ、かつ、これら電極に対して鉛直方向に設
   けられた外部電極と、 を具備し、前記共通接地電極の外部電極に前記接地手段
   を接続し、前記送受信入出力電極の外部電極に前記超音
   波入出力手段を接続することを特徴とした超音波トラン
   スジューサ。
2. 【請求項２】前記複数の圧電振動子は、基本波超音波を
   生成送信する一対の送信用圧電振動子エレメントと、こ
   の一対の圧電振動子エレメントとほぼ同一面内で、か
   つ、前記一対の圧電振動子エレメントに挟まれるように
   配置された高調波超音波を受信する受信用圧電振動子エ
   レメントからなることを特徴とした請求項１記載の超音
   波トランスジューサ。
3. 【請求項３】表面にシリンドリカルな凸面部を有した音
   響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ
   用樹脂材料を注型硬化し、その硬化された音響レンズの
   表面を平滑化する音響レンズ成形工程と、 前記音響レンズ成形工程で、成型平滑化した音響レンズ
   表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程と、 前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面に、
   一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送信用
   圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟まれて
   配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成された高
   調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合工程
   と、 前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振
   動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の
   表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、 前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接合された
   基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間
   隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着
   剤注入塗布工程と、 前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着剤にて、
   前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子
   の表面にダンピング層シートを接合するダンピング層シ
   ート接合工程と、 前記ダンピング層シート接合工程のダンピング層シート
   の接合固化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、
   所定の形状寸法に裁断する裁断工程と、 前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した前記共通電
   極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記入出力電極
   膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の一部にそれ
   ぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程と、 前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外部電
   極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振動子
   と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシールド
   線と信号線を接続するケーブル接続工程と、 前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と
   信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去して
   ハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定する
   ハウジング装填工程と、 からなることを特徴とした超音波トランスジューサの製
   造方法。