JPH03215253A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複数の振動子片が一方向に配列され、全体が
音響レンズによって覆われて成る超音波探触子を備えた
超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 従来の超音波診断装置として第５図に示すように、長方
形状の複数の振動子片１３ａ，１３ｂ．１３ｃ，・・・
が互いにピツチＰ。の間隔で分離されて一方向Ｘに配列
され、全体が音響レンズ３によって覆われた構造の超音
波探触子を備えたものが知られている。説明をわかり易
くするため図では３個の振動子片１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ上の音響レンズを省いた構造で示している。各振動子
片の表面には各々第１の電極１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，
・・・が設けられて共にアースライン６に接続され、一
方裏面には各々第２の電極１５ａ，１５ｂ，１５Ｃ，・
・・が設けられて各々独立した信号ライン７に接続され
ている。また音響レンズ３と各第１の電極１３との間に
は音響整合層８　（８ａ，８ｂ，８ｃ，・・・）が設け
られ、さらに各振動子片は共通に各第２の電極１５を介
してパッキング材９に取付けられている。

各振動子片の長さ寸法Ｌ　（Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，・・・
）は同一に設定され、これによって同一有効口径を有す
るように設定されている。また各振動子片から放射され
る超音波は音響レンズ３によって各振動子片の長さ方向
Ｙ（レンズ方向）のフォーカス点が決定され、これら各
振動子片の有効口径及びフォーカス点は超音波探触子ご
とに固定されている。

第６図は第５図の超音波探触子の駆動方法を説明するも
ので、送受信制御回路１１から制御信号が加えられるこ
とにより各振動子片の中心及び周辺からは破線のような
ビームが放射されることにより、結果的に超音波探触子
は実線のようなビームパターンをレンズ方向に形成する
。Ｆはフォーカス点であり音響レンズによって決定され
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで従来の超音波診断装置に備えられている超音波
探触子では、各振動子のレンズ方向の有効口径及びフォ
ーカス点が固定されているので基本的に焦点深度が浅く
なってしまって、空間分解能が劣るという問題がある。

すなわち近距離にフォーカス点を設定した場合にはフォ
ーカス点とその周辺との空間分解能の差が大きくなるた
め、超音波断層撮影を行うときに断層面の厚さを均一に
十分小さく設定できないので均一な画質が得られなくな
る。

本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
焦点深度を深く設定してレンズ方向の空間分解能を向上
するようにした超音波診断装置を提供することを目的と
するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、複数の振動子片が
一方向に配列され、全体が音響レンズによって覆われて
成る超音波探触子を備えた超音波診断装置において、前
記一方向と直交する他方向の有効口径が異なった複数の
振動子片を所定の周期で配列したことを特徴とするもの
である。

（作　用） 複数の振動子片をこの他方向の有効口径を異ならせて所
定の周期で配列することにより、超音波探触子によって
形成されるビームパターンは各振動子片のビームが合成
したものとなる。従って焦点深度を深《設定することが
できるのでレンズ方向の空間分解能を向上することがで
きる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の超音波診断装置の実施例を示す斜視図
で、超音波探触子１は各々レンズ方向の有効口径Ｌａ，
Ｌｂ，Ｌｃ　（Ｌａ＞Ｌｂ＞Ｌｃ）を有しピッチＰ。の
間隔で分離された３個の長方形状の振動子片２ａ，２ｂ
，２ｃを１組単位として、複数の単位が一方向にピッチ
Ｐ。で周期的に配列して構成されている。すなわち１組
単位を構成している３個の振動子片２ａ，２ｂ，２Ｃは
前記配列方向である一方向と直交する池方向の有効口径
が順次異なるように並べられている。３は各振動子片２
全体を覆う音響レンズである。４ａ，４ｂ．４ｃは各振
動子片２の表面に設けられた第１の電極、５ａ，５ｂ，
５ｃは各振動子片２・の裏面に設けられた第２の電極で
、第１の電極４（４ａ，４ｂ，４ｃ）は共通に信号ライ
ン６に接続されると共に第２の電極５　（５ａ．５ｂ，
５ｃ）は各々独立した信号ライン７に接続されている。

８ａ，８ｂ，８ｃは音響レンズ３と各第１の電極４間に
設けられた音響整合層、９は各振動子片２が共通に各第
２の電極５を介して取付けられているパッキング材であ
る。

第２図は各々異なった有効口径Ｌ，ａ，Ｌｂ，Ｌｃを有
する３個の振動子片２ａ，２ｂ，２ｃによって形成され
るビームパターンを説明するもので、各振動子片のフォ
ーカス点Ｆは共通の音響レンズ３を用いているので一定
であるが、有効口径が異なっていることによりビーム幅
は異なったものとなる。従って各振動子片の中心及び周
辺からは破線のようなビームが放射されるので、結果的
に超音波探触子は実線のようなビームパターンを形成す
る。これにより各振動子片を１組単位として制御信号を
選択的に切り換えることにより、焦点深度を深く設定す
ることが可能となる。

次に本実施例の作用を説明する。

第３図は第１図の本実施例超音波診断装置における超音
波探触子の駆動方法を説明するもので、１０は同一有効
口径を有する振動子片ごとに同期して選択的に制御信号
を加える選択スイッチ、１１は送信時に駆動信号を選択
スイッチ１０に加え、受信時に受信信号を処理する送受
信回路、１２は選択スイッチ１０の切換動作を制御する
スイッチ制御回路で各振動子片２ａ，２ｂ，２ｃに対応
して各々制御信号２Ａ．２Ｂ．２Ｃを図のようなタイミ
ングで選択的に加える。前記送受信回路１１は送受信信
号に所定の遅延を与える遅延手段を含んでいる。

時間ｔ。−ｔエ間では制御信号２Ｃがスイッチ制御回路
１２に加えられることにより、選択スイッチ１０は振動
子片２ｃに送受信制御回路１１を接続するように制御さ
れるので、この間超音波探触子１は第２図の振動子片２
Ｃに相当したビームパターンを形成して、距離ｄ．＝Ｃ
　（ｔエーｔ。）に相当する領域に対しビームを放射す
る。なお、Ｃは被検体の超音波の音速である。時Ｆ’＋
　ｔ　ｒ一？■間では制御信号２Ｂがスイッチ制御回路
１２に加えられることにより、選択スイッチ１０は振勤
子片２ｂに送受信制御回路１１を接続するように制御さ
れるので、この間超音波探触子１は第２図の振動子片２
ｂに相当したビームパターンを形成して、距離（ｄ２−
ｄエ）＝Ｃ　（ｔ２−ｔエ）に紺当する領域に対しビー
ムを放射する。同様にして１２−１３間では制御信号２
Ａがスイッチ制御回路１２に加えられることにより、選
択スイッチ１０は振動子片２ａに送受信制御回路１１を
接続するように制御されるので、この間超音波探触子１
は第２図の振動子片２ａに相当したビームパターンを形
成して、距離（ｄ３−ｄ２’）＝Ｃ（ｔ３　　ｔ２）に
相当する領域に対しビームを放射する。以下時間１４−
１３間では制御信号２Ｂを振動子片２ｂに加えるように
制御し、時間ｔ５ｔ４間では制御信号２Ｃを振動子片２
Ｃに加えるように制御する。またこれらの間前記に準じ
てビームパターンが形成され、対応した距離に相当する
領域に対しビームが放射される。

このような超音波探触子の駆動方法によれば、時間ｔ。

−ｔ４間において放射されるビームパターンの合成は第
３図の実線のようになり、第６図の従来の場合と比較す
れば明らかなように、距離ｄｏからｄ２及びｄ３からｄ
，の範囲でビーム幅を狭くすることができる。すなわち
焦点深度を深くとることができるようになるので、レン
ズ方向の空間分離能を向上することができる。これによ
ってフォーカス点とその周辺との空間分離能の差が小さ
くなるため、超音波断層撮影を行うときに断層面の厚さ
を十分小さく設定できるようになり、均一な画質を得る
ことができる。

ここで各振動子片の配列ピッチＰ。は、各振動子片の振
動モードの関係から、１つの信号ラインに対応する振動
子片の幅Ｗ及び厚みｔを、（ｗ／ｔ）＜０．６乃至０．
７の関係を満足するように複数に分割することができ、
Ｐ＝Ｐ．，ｘｎ（Ｐは信号ラインに対応する振動子片群
の配列ピッチ，ｎは分割数）の関係となるようにしても
よい。

なお本文の説明では有効口径の異なる振動子片を３個１
組を単位とした例で示したが、これは一例であり任意の
組み合わせが可能である。

第４図は本実施例で示した異なる有効口径を有する超音
波探触子の製造方法の一例を示すもので、先ず（ａ）の
ように振動子１５を用意し各々Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの有効
口径とすべき斜線領域（＼＼＼＼）を分極範囲に設定し
て分極処理し、電極（／／／／）　１　６　ａ．　　１
　６　ｂを設ける。続いて（Ｃ）のように各振動子片と
なるべき境界部１７に沿って図示上下方向に切断するこ
とにより、（ｄ）のように各々Ｌａ．Ｌｂ，Ｌｃの有効
口径を有する振動子片２ａ，２ｂ，２ｃごとに分離する
ことができる。

このような製造方法によれば、予め分極範囲とすべき領
域を周知のパターニング技術で設定して、分極処理後切
断すれば各振動子片を簡単に製造することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、有効口径の異なる複
数の振動子片を所定の周期で配列するようにしたので、
焦点深度を深く設定できるようになってレンズ方向の空
間分解能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波診断装置の実施例を示す斜視図
、第２図は本実施例装置の主要部の機能，構成の説明図
、第３図は本実施例装置の駆動方法の説明図、第４図（
ａ）乃至（ｄ）は本実施例装置の製造方法の一例の説明
図、第５図は従来例を示す斜視図、第６図は従来例の駆
動方法の説明図である。 １・・・超音波探触子、 ２ａ，２ｂ，２ｃ・・・振動子片、３・・・音響レンズ
、４ａ，４ｂ，４ｃ・・−第１の電極、 ５ａ，５ｂ，５ｃ−−−第２の電極、 １０・・・選択スイッチ、１１・・・送受信制御回路、
１２・・・スイッチ制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の振動子片が一方向に配列され、全体が音響
   レンズによって覆われて成る超音波探触子を備えた超音
   波診断装置において、前記一方向と直交する他方向の有
   効口径が異なった複数の振動子片を所定の周期で配列し
   たことを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）複数の振動子片を同一有効口径の振動子片が同時
   に駆動されるように選択的に切り換えて駆動する制御手
   段を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断
   装置。