[发明专利]超声波器件、超声波模块及超声波测定装置

说明书

本发明提供超声波器件、超声波模块及超声波测定装置。超声波器件(22)具备：超声波换能器(45)，具有振动膜(412)，从振动膜(412)的第一面(412A)一侧发送超声波；声匹配层(43)，设置于振动膜(412)的第一面(412A)一侧；以及声透镜(44)，设置于声匹配层(43)的与振动膜(412)相反的一侧，声匹配层(43)由包括第一层(431)和第二层(432)的偶数层构成，第二层(432)的声阻抗小于第一层(431)和声透镜(44)的声阻抗，在声匹配层(43)中，从振动膜(412)朝声透镜(44)依次配置有第一层(431)和第二层(432)，在将超声波的波长设为λ时，第一层(431)和第二层(432)具有λ/4的奇数倍的厚度。

关联申请的交叉引用

于2016年3月9日提交的日本专利申请No.2016-045884的全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及超声波器件、超声波模块及超声波测定装置。

背景技术

目前，已知具备振动膜和作为使振动膜振动的振子而设置于振动膜上的压电元件的压电器件(例如专利文献1)。该压电器件通过驱动压电元件而使振动膜振动来发送超声波，并通过使用压电元件检测超声波引起的振动膜的振动来接收超声波。

专利文献1所记载的压电器件还具备设于振动膜上的声匹配层和设于声匹配层上的、具有接近作为测定对象的生物体的声阻抗的声透镜。该压电器件在将声透镜抵接于生物体等测定对象的状态下发送和接收超声波。例如，通过压电元件的驱动而发送的超声波在声匹配层和声透镜内传播后，从声透镜的表面输出至生物体内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-195351号公报

在此，如上所述，在层叠声匹配层和声透镜的构成中，存在从振子发送的超声波的一部分(以下，也称为“第一波”)从声透镜输出至测定对象，另一部分在声匹配层与声透镜的界面反射的情况。在这种情况下，担心在界面上反射的界面反射波在振子中反射至声透镜一侧，从声透镜输出至生物体，从而距离分辨率(distance resolution)下降。

即，界面反射波比第一波延迟对应于声匹配层的厚度的时间地射出至测定对象。因而，在测定对象上反射的第一波和在测定对象上反射的界面反射波在不同的时机被检测到。在这种情况下，存在用压电器件接收到超声波时所输出的接收信号产生所谓的拖尾(tailing)，即除检测对应于第一波的峰值外，还检测对应于界面反射波的峰值，导致距离分辨率下降的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供能够提高距离分辨率的作为以下方式或应用例的超声波器件、超声波模块及超声波测定装置。

一应用例所涉及的超声波器件，其特征在于，具备：超声波换能器，具有振动膜，从所述振动膜的第一面一侧发送超声波；声匹配层，设置于所述振动膜的所述第一面一侧；以及声透镜，设置于所述声匹配层的与所述振动膜相反的一侧，所述声匹配层由包括第一层和第二层的偶数层构成，所述第二层的声阻抗小于所述第一层和所述声透镜的声阻抗，在所述声匹配层中，从所述振动膜朝所述声透镜依次配置所述第一层和所述第二层，在将所述超声波的波长设为λ时，所述第一层和所述第二层具有λ/4的奇数倍的厚度。

在本应用例中，声匹配层从振动膜一侧起依次配置有第一层和第二层，并由偶数层构成。在将从超声波换能器发送的超声波的波长设为λ时，这些第一层和第二层中各层具有λ/4的奇数倍的厚度。另外，第二层的声阻抗小于第一层和声透镜的声阻抗。即，在本应用例中，声匹配层由偶数层构成，各层相对于相邻层的声阻抗的关系是从振动膜朝着声透镜由大变小。

在这样的构成中，即使在声匹配层与声透镜的界面、声匹配层间的界面上产生了界面反射波，也能够抑制该界面反射波如上述那样迟于第一波地从声透镜射出至测定对象，能够提高距离分辨率。