[发明专利]超声波器件、超声波模块以及超声波测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波器件、超声波模块以及超声波测量装置。

背景技术

目前，公开有具有振子的超声波探头，该振子基于压电体的压电效果，收发超声波(例如专利文献1)。

专利文献1中记载的超声波探头具备振子以及配置在振子上的声透镜。从振子侧依次层叠衰减系数不同的两层的声透镜层，从而构成该声透镜。另外，各声透镜层的厚度尺寸被设为在与声透镜的厚度方向交叉的平面方向上的超声波的透过量在整个声透镜上相等。

具体地，将两层声透镜层中的衰减系数较小的声透镜层的厚度尺寸设为声透镜越厚其厚度尺寸越大，声透镜越薄其厚度尺寸越小。从而实现声透镜平面方向中的超声波的透过量的均匀化。并且，通过利用衰减系数更加小的声透镜层，与单层的声透镜相比，可以增加声透镜的超声波透过率，进而提高了超声波探头中的超声波收发效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平7-121158号公报。

发明内容

发明要解决的问题

其中，当利用如上所述由多层构成的声透镜时，从振子发送的超声波有时被各声透镜层的交界面反射。这时，声透镜层的交界面与声透镜的凸面(或者凹面)对应地弯曲，所以超声波被反射到与交界面的弯曲对应的方向后，重新到达振子。被该交界面反射的超声波(以下也称为界面反射波)重新到达振子的时间根据界面反射波的反射位置的不同而不同。

即、振子在检测在生物体内反射的测量对象的超声波时，除了该测量对象的超声波之外，有时还检测出界面反射波。这时，作为测量结果，除了与测量对象的超声波对应的峰值之外，还检测出与界面反射波对应的多个峰值，出现所谓的拖尾现象，降低距离分辨率。

如上所述，在现有的构成中，在实现提高超声波收发效率的同时，也有可能由于上述的拖尾现象的影响而降低距离分辨率。

本发明的目的在于提供能够提高收发效率以及距离分辨率的下面的方式或应用例的超声波器件、超声波模块以及超声波测量装置。

解决问题的手段

根据本应用例的超声波器件的特征在于，具备：超声波收发部，具有平面状的超声波收发面；以及，声透镜，设置在所述超声波收发面上，所述声透镜具有位于与所述超声波收发面相反一侧的第一声透镜层以及位于所述超声波收发面一侧的第二声透镜层，所述第一声透镜层和所述第二声透镜层的衰减系数不同，所述第一声透镜层和所述第二声透镜层的交界面与所述超声波收发面平行。

其中，在本应用例中，超声波收发面上设有声透镜是指，从超声波收发面的法线方向观察时，至少与该超声波收发面重叠的位置上配置有声透镜。包括例如，超声波收发面与声透镜之间配置有声匹配层等其他部件。

在本应用例中，声透镜具有衰减系数彼此不同的第一声透镜层和第二声透镜层，第一声透镜层和第二声透镜层的交界面与平面状的超声波收发面平行。在这样的构成中，即使在交界面产生了界面反射波，也可以抑制如上述的交界面弯曲的构成那样、超声波收发部在不同的时机检测到界面反射波，即、可以抑制发生拖尾现象。因此，通过利用该超声波器件执行超声波测量，能够提高距离分辨率。

此外，通过将第一声透镜层和第二声透镜层中的一个衰减系数设为较小的值，从而能够增加声透镜中的超声波透过率，进而可以提高超声波的收发效率。

优选地，在本应用例的超声波器件中，所述超声波收发部具备振动膜以及设置在振动膜上的压电元件，所述第二声透镜层的衰减系数小于所述第一声透镜层的衰减系数。

在本应用例中，超声波收发部具备振动膜和压电元件，通过驱动压电元件来使振动膜振动从而发送超声波，并且由压电元件检测通过超声波导致振动的振动膜的振动，从而接收超声波。如上所述构成的超声波收发部与例如以块状压电体来代替振动膜使其振动从而发送超声波、检测超声波导致的该压电体的振动这样而构成的超声波收发部相比，如上所述构成的超声波收发部的声波阻抗更小。在本应用例中，各声透镜层中配置在超声波收发部侧的第二声透镜层的衰减系数设为比第一声透镜层小，从而即使在利用声波阻抗相对小的超声波收发部时，也能够高效率地传播超声波。

优选地，在本应用例的超声波器件中，在当从所述超声波收发面的法线方向观察时与所述超声波收发部重叠的位置，沿所述法线方向的所述第二声透镜层的厚度尺寸大于所述第一声透镜层的厚度尺寸。