JPH0434879B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0434879B2 JPH0434879B2 JP57081430A JP8143082A JPH0434879B2 JP H0434879 B2 JPH0434879 B2 JP H0434879B2 JP 57081430 A JP57081430 A JP 57081430A JP 8143082 A JP8143082 A JP 8143082A JP H0434879 B2 JPH0434879 B2 JP H0434879B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- matching layer
- acoustic matching
- ultrasonic probe
- vibrator
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- 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】
本発明は超音波診断装置や探傷装置に用いる超
音波探触子に関するものである。超音波探触子に
は、ジルコン・チタン酸鉛（PZT）系磁器など
の圧電磁器板の両面に電極を形成した圧電振動子
が超音波の発生および検出に用いられている。し
かし例えば人体の超音波診断に用いる場合、圧電
磁器と人体の音響インピーダンスが著しく異なる
ため、振動子を人体に直接接触させても有効に超
音波を内部に送り込むことはできない。そこで通
常、音響インピーダンスが人体と圧電磁器の中間
にある材料を音響整合層として振動子の上に設け
て用いる。この音響整合層材には無機物を適量充
填したエポキシ系樹脂が良く用いられており、整
合層の厚みが超音波の波長λの1/4になるように
形成される。
音波探触子に関するものである。超音波探触子に
は、ジルコン・チタン酸鉛（PZT）系磁器など
の圧電磁器板の両面に電極を形成した圧電振動子
が超音波の発生および検出に用いられている。し
かし例えば人体の超音波診断に用いる場合、圧電
磁器と人体の音響インピーダンスが著しく異なる
ため、振動子を人体に直接接触させても有効に超
音波を内部に送り込むことはできない。そこで通
常、音響インピーダンスが人体と圧電磁器の中間
にある材料を音響整合層として振動子の上に設け
て用いる。この音響整合層材には無機物を適量充
填したエポキシ系樹脂が良く用いられており、整
合層の厚みが超音波の波長λの1/4になるように
形成される。
このような整合層の例は、特開昭55−127799号
に記載されている。
に記載されている。
これを例えば、電子走査型のアレイ探触子の構
造をもつて以下に説明する。圧電振動子としては
第１図に示したような電極１２および１３で分極
処理をした圧電磁器板１１が用いられている。す
なわち、両面の電極が互いに対向している部分
（図で２本の点線にはさまれた部分）１４だけが
圧電的に活性になつている。このような振動子を
背面負荷材に接着し、短冊状に切断してリード線
を取り付けた後、第２図に示したように振動子１
１全面に亘り音響整合層１５が形成される。通
常、この音響整合層は樹脂を振動子上に流し込み
固化した後、研磨で所定の厚みにするなどの工程
で作られている。なお、１６は背面負荷材であ
る。
造をもつて以下に説明する。圧電振動子としては
第１図に示したような電極１２および１３で分極
処理をした圧電磁器板１１が用いられている。す
なわち、両面の電極が互いに対向している部分
（図で２本の点線にはさまれた部分）１４だけが
圧電的に活性になつている。このような振動子を
背面負荷材に接着し、短冊状に切断してリード線
を取り付けた後、第２図に示したように振動子１
１全面に亘り音響整合層１５が形成される。通
常、この音響整合層は樹脂を振動子上に流し込み
固化した後、研磨で所定の厚みにするなどの工程
で作られている。なお、１６は背面負荷材であ
る。
しかし、従来の超音波探触子では、音響整合層
が振動子全面に形成されているため、リード線２
４が取り付けられている圧電的に不活性な両端部
の振動までが音波として有効に被検体に送り込ま
れる。この両端部の振動は圧電的に活性な中央部
の厚み方向振動に引きづられる複雑なもので、被
検体内での超音波ビームの形成に悪影響を与え
る。そこで本発明の目的は、振動子両端の複雑な
振動の影響を取り除いた超音波探触子を提供する
ことにある。
が振動子全面に形成されているため、リード線２
４が取り付けられている圧電的に不活性な両端部
の振動までが音波として有効に被検体に送り込ま
れる。この両端部の振動は圧電的に活性な中央部
の厚み方向振動に引きづられる複雑なもので、被
検体内での超音波ビームの形成に悪影響を与え
る。そこで本発明の目的は、振動子両端の複雑な
振動の影響を取り除いた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は、圧電振動子の圧電的
に活性な部分すなわち両面の電極が対向した中央
部にのみ選択的に音響整合層を設けることを特徴
としている。このようにすると、振動子の両端部
は音響インピーダンスの整合がとれていないた
め、端部の振動は被検体内に音波として有効には
伝わらない。すなわち、厚み方向の振動をしてい
る圧電的に活性な中央部分のみから超音波が発生
するのでほぼ設計通りにビームを形成することが
できる。このような音響整合層は例えばスクリー
ン印刷法などにより容易に形成することができ
る。
に活性な部分すなわち両面の電極が対向した中央
部にのみ選択的に音響整合層を設けることを特徴
としている。このようにすると、振動子の両端部
は音響インピーダンスの整合がとれていないた
め、端部の振動は被検体内に音波として有効には
伝わらない。すなわち、厚み方向の振動をしてい
る圧電的に活性な中央部分のみから超音波が発生
するのでほぼ設計通りにビームを形成することが
できる。このような音響整合層は例えばスクリー
ン印刷法などにより容易に形成することができ
る。
以下、本発明の実施例を第３図を用いて説明す
る。圧電板として厚み0.28mm、巾12mm、長さ74mm
のチタン酸鉛系の圧電磁器板を用いた。両面の電
極が対向している部分の巾は９mmである。この圧
電板をフエライト粉末を含む硬質ゴム（背面負荷
材１６）の上にエポキシ系樹脂を用いて接着後、
0.5mmピツチで短冊状に切断した。なお、切断に
より生じた溝は有機物で充填した。次に、９mm×
74mmの矩形パターンを形成した＃250メツシユの
スクリーンを用い、第３図に示すように電極が対
向している中央部のみに音響整合材を印刷した。
音響整合材にはエポキシ系樹脂にタングステン粉
末を適量混合したものを用いた。印刷した整合層
１７が固化した後、膜厚を測定したところ約
50μmであつた。また膜厚の一様性は±3μmに入
つていた。振動子の中心周波数が7.5MHz、用い
た整合層の音速が〜1400m／ｓであるから、膜厚
は音波の波長の約1/4になつている。最後に、整
合材の塗布されていない両端の部分にリード線２
４を取り付けた。
る。圧電板として厚み0.28mm、巾12mm、長さ74mm
のチタン酸鉛系の圧電磁器板を用いた。両面の電
極が対向している部分の巾は９mmである。この圧
電板をフエライト粉末を含む硬質ゴム（背面負荷
材１６）の上にエポキシ系樹脂を用いて接着後、
0.5mmピツチで短冊状に切断した。なお、切断に
より生じた溝は有機物で充填した。次に、９mm×
74mmの矩形パターンを形成した＃250メツシユの
スクリーンを用い、第３図に示すように電極が対
向している中央部のみに音響整合材を印刷した。
音響整合材にはエポキシ系樹脂にタングステン粉
末を適量混合したものを用いた。印刷した整合層
１７が固化した後、膜厚を測定したところ約
50μmであつた。また膜厚の一様性は±3μmに入
つていた。振動子の中心周波数が7.5MHz、用い
た整合層の音速が〜1400m／ｓであるから、膜厚
は音波の波長の約1/4になつている。最後に、整
合材の塗布されていない両端の部分にリード線２
４を取り付けた。
このようにして作成した、超音波探触子の性能
を、従来方法で振動子全面に整合層を設けた超音
波探触子と水中実験で比較してみたところ、超音
波ビームのプロフアイルが理論値により近くなつ
ていることが明らかとなつた。さらに両者の探触
子に同一の音響レンズを装着し、人体の腹部およ
び甲状腺部の断層像を撮影したところ、分解能に
関し本発明の超音波探触子に優位性が認められ
た。
を、従来方法で振動子全面に整合層を設けた超音
波探触子と水中実験で比較してみたところ、超音
波ビームのプロフアイルが理論値により近くなつ
ていることが明らかとなつた。さらに両者の探触
子に同一の音響レンズを装着し、人体の腹部およ
び甲状腺部の断層像を撮影したところ、分解能に
関し本発明の超音波探触子に優位性が認められ
た。
本実施例では、音響整合層が１層の場合につい
て述べたが、何も１層に限る必要はなく多層の場
合でも同一の効果が得られることは明らかであ
る。特に、スクリーン印刷法などで本発明の超音
波探触子の整合層を形成する場合には、マスク合
せをすることにより多層の整合層を容易に形成す
ることができる。
て述べたが、何も１層に限る必要はなく多層の場
合でも同一の効果が得られることは明らかであ
る。特に、スクリーン印刷法などで本発明の超音
波探触子の整合層を形成する場合には、マスク合
せをすることにより多層の整合層を容易に形成す
ることができる。
第４図はスクリーン印刷による音響整合層の形
成法を説明する図である。圧電板４１を背面負荷
材４２に接着し圧電板を切断し複数の振動子を形
成した状態のものを、高さを合わせた固定治具４
３の中に挿入する。次に所定のパターン４４を切
つたスクリーン４５を、パターン４４が圧電板を
切断し複数の振動子を形成した状態のものの中央
部（分極されている部分）の直上にくるように設
置する。パターン４４は、適当なサイズのメツシ
ユになつており、このメツシユを通して整合材が
圧電板を切断し複数の振動子を形成した状態のも
のの上に供給される。第５図に示すように、スク
リーン４５を設置後、スクリーン上に整合材を供
給し、ゴム状物質からなるヘツド４６を用い適当
な圧力でスクリーン４５を圧電板を切断し複数の
振動子を形成した状態のものに押し付け、ヘツド
４６をパターンに沿つて一定の速度で移動させる
ことにより印刷を行なう。
成法を説明する図である。圧電板４１を背面負荷
材４２に接着し圧電板を切断し複数の振動子を形
成した状態のものを、高さを合わせた固定治具４
３の中に挿入する。次に所定のパターン４４を切
つたスクリーン４５を、パターン４４が圧電板を
切断し複数の振動子を形成した状態のものの中央
部（分極されている部分）の直上にくるように設
置する。パターン４４は、適当なサイズのメツシ
ユになつており、このメツシユを通して整合材が
圧電板を切断し複数の振動子を形成した状態のも
のの上に供給される。第５図に示すように、スク
リーン４５を設置後、スクリーン上に整合材を供
給し、ゴム状物質からなるヘツド４６を用い適当
な圧力でスクリーン４５を圧電板を切断し複数の
振動子を形成した状態のものに押し付け、ヘツド
４６をパターンに沿つて一定の速度で移動させる
ことにより印刷を行なう。
第１図は、アレイ型超音波探触子に用いられる
圧電板を説明する図、第２図はアレイ型超音波探
触子の断面図、第３図は本発明による超音波探触
子の一実施例を示す図、第４図及び第５図はその
製造法を説明する図である。 １１…圧電磁器板、１２，１３…電極、１５…
整合層、１６…背面負荷。
圧電板を説明する図、第２図はアレイ型超音波探
触子の断面図、第３図は本発明による超音波探触
子の一実施例を示す図、第４図及び第５図はその
製造法を説明する図である。 １１…圧電磁器板、１２，１３…電極、１５…
整合層、１６…背面負荷。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 背面負荷材の上に配列された複数個の短冊状
の圧電振動子を有し、前記各圧電振動子の厚さ方
向の上面と下面にはそれぞれ電極が設けられ、前
記各圧電振動子の前面には音響整合層を備えた超
音波探触子において、上記音響整合層が上記各圧
電振動子の長手方向の上記電極が互いに対向する
中央部にのみ選択的にスクリーン印刷法により形
成されたことを特徴とする超音波探触子。 ２ 上記音響整合層が上記各圧電振動子の配列す
る方向に連続して複数の上記各圧電振動子にまた
がつて形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の超音波探触子。 ３ 圧電板を背面負荷材に接着し、この圧電板を
切断し複数個の短冊状の圧電振動子が形成され、
音響整合層がスクリーン印刷法により形成された
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項に記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8143082A JPS58198998A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8143082A JPS58198998A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198998A JPS58198998A (ja) | 1983-11-19 |
| JPH0434879B2 true JPH0434879B2 (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=13746155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8143082A Granted JPS58198998A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198998A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60191600A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-09-30 | Tokyo Keiki Co Ltd | 音響整合層の形成方法およびその装置 |
| JPS60100950A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-04 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子 |
| JPS60194700A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Toshiba Corp | 超音波探触子 |
| US5410208A (en) * | 1993-04-12 | 1995-04-25 | Acuson Corporation | Ultrasound transducers with reduced sidelobes and method for manufacture thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56161799A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic wave probe |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP8143082A patent/JPS58198998A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58198998A (ja) | 1983-11-19 |
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