JPH0126295B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0126295B2 JPH0126295B2 JP56120753A JP12075381A JPH0126295B2 JP H0126295 B2 JPH0126295 B2 JP H0126295B2 JP 56120753 A JP56120753 A JP 56120753A JP 12075381 A JP12075381 A JP 12075381A JP H0126295 B2 JPH0126295 B2 JP H0126295B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrodes
- strip
- gaps
- ultrasonic probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子走査型の超音波診断装置用の超
音波探触子に関するものである。これらの探触子
は短柵状の多数の圧電振動子を一列に配列した構
造になつており、これらを電子的に切換駆動して
超音波ビームを走査するものである。
音波探触子に関するものである。これらの探触子
は短柵状の多数の圧電振動子を一列に配列した構
造になつており、これらを電子的に切換駆動して
超音波ビームを走査するものである。
従来、超音波探触子における圧電振動子用材料
としてはジルコン・チタン酸鉛（PZT）系セラ
ミツクスが多く使用されている。しかし、これら
の圧電セラミツクスは(i)音響インピーダンスが人
体に比較して著しく大きいため診断用としては整
合層などに工夫を要する、(ii)誘電率が著しく大き
いため圧電電圧定数ｇが小さく超音波を受けた場
合、高い電圧を得ることができない、(iii)人体の形
状に適合する曲率をもたせることが困難、などの
欠点をもつている。これらの問題点を解決するた
めに、有機物と圧電体を複合させた、いわゆる複
合圧電材料が提案されている。その例として、米
国のNewnhamらは第１図に示したように有機物
１１の中にフアイバ状のPZT１２を埋め込む複
合化が有効であることを報告している（マテリア
ル・リサーチ・ブリテン試第13巻525頁〜536頁
（1978））。実際に、PZTとシリコンゴムなどの有
機物との複合化で、音響インピーダンスが小さ
く、圧電電圧定数ｇが大きな材料が得られてい
る。しかもこのとき、超音波の発生効率の目安と
なる圧電歪み定数ｄがほとんど低下しない。
としてはジルコン・チタン酸鉛（PZT）系セラ
ミツクスが多く使用されている。しかし、これら
の圧電セラミツクスは(i)音響インピーダンスが人
体に比較して著しく大きいため診断用としては整
合層などに工夫を要する、(ii)誘電率が著しく大き
いため圧電電圧定数ｇが小さく超音波を受けた場
合、高い電圧を得ることができない、(iii)人体の形
状に適合する曲率をもたせることが困難、などの
欠点をもつている。これらの問題点を解決するた
めに、有機物と圧電体を複合させた、いわゆる複
合圧電材料が提案されている。その例として、米
国のNewnhamらは第１図に示したように有機物
１１の中にフアイバ状のPZT１２を埋め込む複
合化が有効であることを報告している（マテリア
ル・リサーチ・ブリテン試第13巻525頁〜536頁
（1978））。実際に、PZTとシリコンゴムなどの有
機物との複合化で、音響インピーダンスが小さ
く、圧電電圧定数ｇが大きな材料が得られてい
る。しかもこのとき、超音波の発生効率の目安と
なる圧電歪み定数ｄがほとんど低下しない。
本発明の目的はこのような複合材料を用いた電
子走査型の超音波探触子を提供することにある。
本発明の超音波探触子に用いる複合材料は第２図
に示すように、例えば一様な厚みの板状有機物２
１の中に２次元に規則的に柱状圧電体２２が並ん
だ構造になつたものである。このような複合材料
は柱状圧電体２２のサイズが充分小さい場合には
ほぼ一様な材料と見なすことができる。本発明の
超音波探触子は、このような複合圧電体の上に多
数のストリツプ状薄膜電極３１（第３図に斜線で
示す）を、各々の電極間のギヤツプ３２がちよう
度柱状圧電体２２間の有機物２１の部分に対応す
るように形成したことを特徴とする（第３図）。
ストリツプ状電極間のギツプは有機物の部分なの
で振動エネルギは小さく、個々のストリツプ状電
極下の領域は独立な振動領域（音源）とみなすこ
とができる。このため、本発明の超音波探触子は
電子走査型の超音波探触子としての機能を有す
る。
子走査型の超音波探触子を提供することにある。
本発明の超音波探触子に用いる複合材料は第２図
に示すように、例えば一様な厚みの板状有機物２
１の中に２次元に規則的に柱状圧電体２２が並ん
だ構造になつたものである。このような複合材料
は柱状圧電体２２のサイズが充分小さい場合には
ほぼ一様な材料と見なすことができる。本発明の
超音波探触子は、このような複合圧電体の上に多
数のストリツプ状薄膜電極３１（第３図に斜線で
示す）を、各々の電極間のギヤツプ３２がちよう
度柱状圧電体２２間の有機物２１の部分に対応す
るように形成したことを特徴とする（第３図）。
ストリツプ状電極間のギツプは有機物の部分なの
で振動エネルギは小さく、個々のストリツプ状電
極下の領域は独立な振動領域（音源）とみなすこ
とができる。このため、本発明の超音波探触子は
電子走査型の超音波探触子としての機能を有す
る。
以下本発明を実施例によつて詳しく説明する。
第４Ａ図〜第４Ｅ図は本発明による超音波探触子
の製造方法を説明するための図である。第４Ａ図
のように厚み方向に一様に分極された長さｌが20
mm、幅ｗが10mm、厚さｔが0.5mmのPZTセラミツ
クス板４１をフエライト基板４３上にエレクトロ
ンワツクスなど後で溶解可能な接着材４２で装着
した後、150μm厚のダイヤモンド刃を用い、第４
Ｂ図のように300μmピツチでセラミツクスの部分
を網の目状に切断し、150μm角の柱状PZT４５
を作つた。切断後、生じた溝４４に第４Ｃ図のよ
うにシリコンゴム４６を充填して乾燥し、接着材
４２を溶解しセラミツクス板をフエライト基板４
３からはく離した。このようにして、150μm角の
柱状PZT４６が規則正しくシリコンゴム４６中
に埋め込まれたフレキシブルな複合圧電体板４７
を得た。複合圧電体板４７その片面全面にアース
電極としてクロムおよび金を蒸着した。次に第４
Ｄ図のような長さl′が0.5mm、幅w′が10mmのスリツ
ト４８がその長さ方向に0.6mmピツチで並んだモ
リブデンメタルマスク４９を用い、第４Ｅ図のよ
うに複合圧電体板４７の他方の面にストリツプ状
の電極５０を蒸着した。このとき、ストリツプ状
電極間の0.1mm幅のギヤツプがシリコンゴム４６
の部分に対応するようにマスク合せを行なつた。
第４Ａ図〜第４Ｅ図は本発明による超音波探触子
の製造方法を説明するための図である。第４Ａ図
のように厚み方向に一様に分極された長さｌが20
mm、幅ｗが10mm、厚さｔが0.5mmのPZTセラミツ
クス板４１をフエライト基板４３上にエレクトロ
ンワツクスなど後で溶解可能な接着材４２で装着
した後、150μm厚のダイヤモンド刃を用い、第４
Ｂ図のように300μmピツチでセラミツクスの部分
を網の目状に切断し、150μm角の柱状PZT４５
を作つた。切断後、生じた溝４４に第４Ｃ図のよ
うにシリコンゴム４６を充填して乾燥し、接着材
４２を溶解しセラミツクス板をフエライト基板４
３からはく離した。このようにして、150μm角の
柱状PZT４６が規則正しくシリコンゴム４６中
に埋め込まれたフレキシブルな複合圧電体板４７
を得た。複合圧電体板４７その片面全面にアース
電極としてクロムおよび金を蒸着した。次に第４
Ｄ図のような長さl′が0.5mm、幅w′が10mmのスリツ
ト４８がその長さ方向に0.6mmピツチで並んだモ
リブデンメタルマスク４９を用い、第４Ｅ図のよ
うに複合圧電体板４７の他方の面にストリツプ状
の電極５０を蒸着した。このとき、ストリツプ状
電極間の0.1mm幅のギヤツプがシリコンゴム４６
の部分に対応するようにマスク合せを行なつた。
このようにして、各ストリツプ状電極５０下に
150μm角の柱状PZT４５が２列ならんだ構造の
探触子６０を得た。各々のストリツプ状電極５０
にリード線（図示せず）を付け、超音波発生の実
験を行なつた結果、相互のクロストークは小さ
く、各々の電極下の部分がほとんど独立な音源と
して動作していることが確認された。この実験で
は、パツキング材を特に用いなかつたが、シリコ
ンゴムの影響で充分Ｑ値が低下しているため幅の
短いパルスが得られた。また音響インピーダンス
はPZTセラミツクスの約1/3に低下しており整合
層にそれほど注意を払わなくても人体中に効率良
く超音波を送り込むことができる。さらにここで
得られた超音波探触子６０は、ほとんど任意に変
形できるほどフレキシブルであり、人体の曲率に
合わせることができる。
150μm角の柱状PZT４５が２列ならんだ構造の
探触子６０を得た。各々のストリツプ状電極５０
にリード線（図示せず）を付け、超音波発生の実
験を行なつた結果、相互のクロストークは小さ
く、各々の電極下の部分がほとんど独立な音源と
して動作していることが確認された。この実験で
は、パツキング材を特に用いなかつたが、シリコ
ンゴムの影響で充分Ｑ値が低下しているため幅の
短いパルスが得られた。また音響インピーダンス
はPZTセラミツクスの約1/3に低下しており整合
層にそれほど注意を払わなくても人体中に効率良
く超音波を送り込むことができる。さらにここで
得られた超音波探触子６０は、ほとんど任意に変
形できるほどフレキシブルであり、人体の曲率に
合わせることができる。
第１図は、複合圧電材料の一例を示す立体図。
第２図は本発明の超音波探触子に用いる複合圧電
体板の一例を示す平面図。第３図は本発明の超音
波探触子の一実施例を示す拡大平面図。第４Ａ〜
第４Ｅ図は本発明による超音波探触子の製造方法
を説明するための図である。
第２図は本発明の超音波探触子に用いる複合圧電
体板の一例を示す平面図。第３図は本発明の超音
波探触子の一実施例を示す拡大平面図。第４Ａ〜
第４Ｅ図は本発明による超音波探触子の製造方法
を説明するための図である。
Claims (1)
- １ 長さ方向が板面と垂直な向きの多数の柱状セ
ラミツクが規則的に配列されて網の目状の有機物
の中に埋め込まれた形状の複合圧電体の板と該複
合圧電体の板の両面に形成された電極を有し、該
電極のうちの少なくとも一方は一方向の複数のギ
ヤツプにより複数のストリツプ電極に分離されて
おり、もつて各々のストリツプ電極の下には多数
の柱状セラミツクが配列されるとともに上記複数
のギヤツプのそれぞれの位置は前記有機物の位置
にあることを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56120753A JPS5822046A (ja) | 1981-08-03 | 1981-08-03 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56120753A JPS5822046A (ja) | 1981-08-03 | 1981-08-03 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5822046A JPS5822046A (ja) | 1983-02-09 |
| JPH0126295B2 true JPH0126295B2 (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=14794134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56120753A Granted JPS5822046A (ja) | 1981-08-03 | 1981-08-03 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5822046A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097800A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-31 | Hitachi Ltd | 超音波探触子 |
| JPS6085700A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-15 | Hitachi Ltd | 超音波探触子の製造方法 |
| JPS6086999A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-16 | Hitachi Ltd | 超音波探触子の製造方法 |
| JPS60114239A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-20 | 株式会社日立製作所 | 超音波探触子の製造方法 |
| JPS60199435A (ja) * | 1984-03-24 | 1985-10-08 | 株式会社東芝 | 超音波プロ−ブ |
| JPS60247159A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-06 | Hitachi Ltd | 超音波探触子 |
| JPS60249942A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-10 | 横河メディカルシステム株式会社 | 医用超音波イメ−ジング装置の圧電セラミツクトランスデユ−サ及びその製造方法 |
| JPS6153562A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Hitachi Ltd | 超音波探触子 |
| JPH0640679B2 (ja) * | 1984-09-25 | 1994-05-25 | 株式会社日立製作所 | 超音波探触子の製造方法 |
| JPS6222634A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-30 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子 |
| US4801835A (en) * | 1986-10-06 | 1989-01-31 | Hitachi Medical Corp. | Ultrasonic probe using piezoelectric composite material |
| JPH11187492A (ja) * | 1997-10-06 | 1999-07-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合超音波変換器 |
| WO2022091174A1 (ja) | 2020-10-26 | 2022-05-05 | 朝日インテック株式会社 | 画像表示装置、及び、画像表示方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5685997A (en) * | 1979-12-14 | 1981-07-13 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Ultrasonic wave probe |
-
1981
- 1981-08-03 JP JP56120753A patent/JPS5822046A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5822046A (ja) | 1983-02-09 |
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