本发明专利技术提供超声波器件、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。
【技术实现步骤摘要】
超声波器件、超声波模块及超声波测定装置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。
本专利技术涉及超声波器件、超声波模块及超声波测定装置。
技术介绍
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(distanceresolution)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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，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。也就是说，如果从声阻抗大的第一介质(媒質)朝声阻抗小的第二介质传播的超声波在第一介质与第二介质的界面处反射，则超声波的相位反转。因此，当来自声匹配层(第一层)的超声波在与超声波换能器(振动膜)的界面反射时以及当来自第一层的超声波在与第二层的界面反射时，超声波的相位反转。这时，在本应用例中，由于各声匹配层的厚度为λ/4的奇数倍，因此如上述那样相位反转的超声波和相位未反转的超声波相互抵消(cancelout)。因而，能够抑制位于超声波换能器和声透镜之间的各界面上的界面反射波从声透镜射出至测定对象，能够提高距离分辨率。在本应用例的超声波器件中，优选地，所述声匹配层具有一层所述第一层和一层所述第二层。在本应用例中，声匹配层由双层构成。在这样的构成中，例如与声匹配层由四层以上构成的情况相比，能够使声匹配层整体的厚度变薄，能够抑制从声透镜射出的超声波的衰减。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，所述声匹配层的声阻抗小于所述声透镜的声阻抗，在将所述超声波的波长设为λ时，所述声匹配层具有λ/2的整数倍的厚度。在本应用例中，在将从超声波换能器发送的超声波的波长设为λ时，声匹配层具有λ/2的整数倍的厚度。另外，声匹配层的声阻抗小于声透镜的声阻抗。在这样的构成中，即使在声匹配层与声透镜的界面处产生了界面反射波，也能够抑制该界面反射波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。即，与上述应用例同样，能够使界面反射波的相位成为与上述第一波相反的相位，能够用第一波抵消界面反射波。在本应用例的超声波器件中，优选地，还具备：中间层，配置于所述声匹配层和所述声透镜之间，所述中间层由包括第一中间层和第二中间层的偶数层构成，所述第一中间层的声阻抗大于所述声匹配层的声阻抗，所述第二中间层的声阻抗小于所述第一中间层和所述声透镜的声阻抗，在所述中间层中，从所述振动膜朝所述声透镜依次配置所述第一中间层和所述第二中间层，所述第一中间层和所述第二中间层具有λ/4的奇数倍的厚度。在本应用例中，中间层配置于声匹配层和声透镜之间。该中间层从声匹配层一侧起依次配置有第一中间层和第二中间层，并由偶数层构成。另外，第一中间层的声阻抗大于声匹配层的声阻抗，第二中间层的声阻抗小于第一中间层和声透镜的声阻抗。另外，在将从超声波换能器发送的超声波的波长设为λ时，第一中间层和第二中间层具有λ/4的奇数倍的厚度。在这样的构成中，与上述应用例同样，即使在声匹配层与中间层的界面、第一中间层与第二中间层的界面、中间层与声透镜的界面处产生了界面反射波，也能够抑制该界面反射波迟于上述第一波地从声透镜射出至测定对象，能够提高距离分辨率。在本应用例的超声波器件中，优选地，所述中间层具有一层所述第一中间层和一层所述第二中间层。在本应用例中，中间层由双层构成。在这样的构成中，例如与中间层由四层以上构成的情况相比，能够使中间层整体的厚度变薄，能够抑制第一波衰减。在本应用例的超声波器件中，优选地，所述振动膜具有平面状的所述第一面，所述声匹配层的所述振动膜一侧的面和所述声透镜一侧的面以及所述声透镜的所述声匹配层一侧的面平行于所述第一面。在本应用例中，振动膜具有平面状的第一面，各界面是平面状且平行于第一面。由此，例如与界面并非平面状的情况相比，无论各界面的面方向上的界面反射波的反射位置如何，都能更可靠地抵消该界面反射波，能够提高距离分辨率。即，在界面非平面状且不平行的情况下，界面反射波向与反射位置相应的方向反射，传播距离根据反射位置而变化。由此，担心再次入射至界面时的界面反射波的相位未成为与第一波相反的相位，界面反射波未被抵消。在本应用例中，由于界面反射波向界面的法线方向反射，而与反射位置无关，因此能够抑制上述不良情况的出现，能够利用第一波更可靠地抵消界面反射波。在本应用例的超声波器件中，优选地，所述超声波换能器具备压电元件，所述压电元件设置于所述振动膜的所述第一面相反侧的第二面一侧。在本应用例中，超声波换能器在振动膜的设有声匹配层的第一面相反一侧的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波器件，其特征在于，具备：超声波换能器，具有振动膜，所述超声波换能器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。
【技术特征摘要】
2016.03.09 JP 2016-0458841.一种超声波器件，其特征在于，具备：超声波换能器，具有振动膜，所述超声波换能器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。2.根据权利要求1所述的超声波器件，其特征在于，所述声匹配层具有一层所述第一层和一层所述第二层。3.一种超声波器件，其特征在于，具备：超声波换能器，具有振动膜，所述超声波换能器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，所述声匹配层的声阻抗小于所述声透镜的声阻抗，并且，在将所述超声波的波长设为λ时，所述声匹配层具有λ/2的整数倍的厚度。4.根据权利要求3所述的超声波器件，其特征在于，还具备：中间层，所述中间层配置于所述声匹配层与所述声透镜之间，所述中间层由包括第一中间层和第二中间层的偶数层构成，所述第一中间层的声阻抗大于所述声匹配层的声阻抗，所述第二中间层的声阻抗小于所述第一中间层和所述声透镜的声阻抗，在所述中间层中，从所述振动膜朝着所述声透镜依次配置所述第一中间层和所述第二中间层，所述第一中间层和所述第二中间层具有λ/4的奇数倍的厚度。5.根据权利要求4所述的超声波器件，其特征在于，所述中间层具有一层所述第一中间层和一层所述第二中间层。6.根据权利要求1至5中任一项所述的超声波器件，其特征在于，所述振动膜具有平面状的所述第一面，所述声匹配层的所述振动膜一侧的面和所述声透镜一侧的面以及所述声透镜的所述声匹配层一侧的面平行于所述第一面。7.根据权利要求1至6中任一项所述的超声波器件，其特征在于，所述超声波换能器具备压电元件，所述压电元件设置于所述振动膜的所述第一面相反侧的第二面一侧。8.根据权利要求1至7中任一项所述的超声波器件，其特征在于，所述超声波换能器具有支撑所述振动膜的基板，所述基板具有开口部，所述开口部由所述振动膜堵塞，并在与所述振动膜相反的一侧开口，所述声匹配...
【专利技术属性】
技术研发人员：中村友亮，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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