JPH0515530A - 超音波送受波プローブ - Google Patents
超音波送受波プローブInfo
- Publication number
- JPH0515530A JPH0515530A JP17225491A JP17225491A JPH0515530A JP H0515530 A JPH0515530 A JP H0515530A JP 17225491 A JP17225491 A JP 17225491A JP 17225491 A JP17225491 A JP 17225491A JP H0515530 A JPH0515530 A JP H0515530A
- Authority
- JP
- Japan
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- piezoelectric vibrating
- matching layer
- ultrasonic
- vibrating element
- ultrasonic wave
- Prior art date
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- Pending
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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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、低温で、かつ極めて短時間のうち
に、圧電振動素子を変形させることなく音響整合層を硬
化形成でき、生産性の大幅向上と、自動化を可能として
コストの低下を図れる超音波送受波プローブを提供す
る。 【構成】超音波吸収体１上に、この長手方向に沿い所定
間隔を存し互いに離間独立して並設され電気パルスを超
音波へ変換し、もしくは超音波を電気信号へ変換する複
数個の圧電振動素子２と、これら圧電振動素子の上面に
設けられ上記圧電振動素子と生体の音響インピーダンス
を整合するための音響整合層６とを具備した超音波送受
波プローブにおいて、上記音響整合層６は、光硬化樹脂
からなり、たとえば紫外線を照射することにより短時間
で硬化する。
に、圧電振動素子を変形させることなく音響整合層を硬
化形成でき、生産性の大幅向上と、自動化を可能として
コストの低下を図れる超音波送受波プローブを提供す
る。 【構成】超音波吸収体１上に、この長手方向に沿い所定
間隔を存し互いに離間独立して並設され電気パルスを超
音波へ変換し、もしくは超音波を電気信号へ変換する複
数個の圧電振動素子２と、これら圧電振動素子の上面に
設けられ上記圧電振動素子と生体の音響インピーダンス
を整合するための音響整合層６とを具備した超音波送受
波プローブにおいて、上記音響整合層６は、光硬化樹脂
からなり、たとえば紫外線を照射することにより短時間
で硬化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体の診断に用いられ
る超音波診断装置に装備される超音波送受波プローブに
関する。
る超音波診断装置に装備される超音波送受波プローブに
関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、生体の診断に超音波診断装置が用
いられるようになってきた。この超音波診断装置は、超
音波送受波プローブを生体に当て、超音波を送受して短
い電気パルスの送受に換え、モニタに画像を形成するよ
うになっている。
いられるようになってきた。この超音波診断装置は、超
音波送受波プローブを生体に当て、超音波を送受して短
い電気パルスの送受に換え、モニタに画像を形成するよ
うになっている。
【０００３】上記超音波送受波プローブは、ゴム材にフ
ェライト粉末を混合したパッキン材としての超音波吸収
体と、この超音波吸収体上に、この長手方向に沿って所
定間隔を存し互いに離間独立して並設される複数個の圧
電振動素子と、これら圧電振動素子の上面に設けられる
音響整合層およびこの音響整合層の上面に積層固着され
る音響レンズとしてのシリコーンレンズとから構成され
る。
ェライト粉末を混合したパッキン材としての超音波吸収
体と、この超音波吸収体上に、この長手方向に沿って所
定間隔を存し互いに離間独立して並設される複数個の圧
電振動素子と、これら圧電振動素子の上面に設けられる
音響整合層およびこの音響整合層の上面に積層固着され
る音響レンズとしてのシリコーンレンズとから構成され
る。
【０００４】上記超音波吸収体は、圧電振動素子を支持
するとともに、後方へ放射される超音波を吸収して短い
パルスの送受に寄与するためのものである。上記圧電振
動素子は、電気パルスを超音波パルスへ変換し、もしく
は超音波を電気信号へ変換するためのトランスジューサ
である。
するとともに、後方へ放射される超音波を吸収して短い
パルスの送受に寄与するためのものである。上記圧電振
動素子は、電気パルスを超音波パルスへ変換し、もしく
は超音波を電気信号へ変換するためのトランスジューサ
である。
【０００５】上記音響整合層は、圧電振動素子と生体の
音響インピーダンスを整合するためのものであり、圧電
振動素子の音響インピーダンスを、被生体の音響インピ
ーダンス（生体の主成分は水であるから、水の音響イン
ピーダンスに近似）にまで順次低減させるようになって
いる。
音響インピーダンスを整合するためのものであり、圧電
振動素子の音響インピーダンスを、被生体の音響インピ
ーダンス（生体の主成分は水であるから、水の音響イン
ピーダンスに近似）にまで順次低減させるようになって
いる。
【０００６】超音波送受波プローブとして、上記音響整
合層を構成する材料を選択し、適切な音響インピーダン
スを得ることが、超音波診断装置に要求される性能、す
なわち分解能の向上および感度の向上にとって、特に重
要である。
合層を構成する材料を選択し、適切な音響インピーダン
スを得ることが、超音波診断装置に要求される性能、す
なわち分解能の向上および感度の向上にとって、特に重
要である。
【０００７】従来、上記音響整合層は、主成分としてエ
ポキシ樹脂が選択されている。このエポキシ樹脂は、通
常用いられる室温硬化のものであり、音響インピーダン
スを調整するための充填材としてアルミナ粉末あるいは
石英粉末が添加される。
ポキシ樹脂が選択されている。このエポキシ樹脂は、通
常用いられる室温硬化のものであり、音響インピーダン
スを調整するための充填材としてアルミナ粉末あるいは
石英粉末が添加される。
【０００８】超音波プローブとして製作するには、ガラ
ス板に板状の圧電振動素子を接着固定し、この圧電振動
素子に、エポキシ樹脂とアルミナ粉末あるいは石英粉末
の混合物を０．５〜１ｍｍの厚さにコーティングし、上
記圧電振動素子が反り等の変形をしないよう室温で１２
〜２４時間かけて硬化させ、硬化後に必要な厚さに研削
する。
ス板に板状の圧電振動素子を接着固定し、この圧電振動
素子に、エポキシ樹脂とアルミナ粉末あるいは石英粉末
の混合物を０．５〜１ｍｍの厚さにコーティングし、上
記圧電振動素子が反り等の変形をしないよう室温で１２
〜２４時間かけて硬化させ、硬化後に必要な厚さに研削
する。
【０００９】そして、これらを超音波吸収体に接着し、
所定の幅に切断すれば、超音波送受波プローブとしての
基本構造が得られる。上記圧電振動素子に固着したエポ
キシ樹脂は、音響整合層として形成されることになる。
所定の幅に切断すれば、超音波送受波プローブとしての
基本構造が得られる。上記圧電振動素子に固着したエポ
キシ樹脂は、音響整合層として形成されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記エポキ
シ樹脂は、完全に硬化するまでに時間がかかる。普通、
硬化収縮歪みが発生しないよう、４０℃以下の雰囲気中
に、１２〜２４時間も放置しなければならない。
シ樹脂は、完全に硬化するまでに時間がかかる。普通、
硬化収縮歪みが発生しないよう、４０℃以下の雰囲気中
に、１２〜２４時間も放置しなければならない。
【００１１】また、硬化時の温度を７０〜８０℃に上げ
て、硬化時間の短縮を図ることも考えられる。しかしな
がら、このときは、音響整合層が圧電振動素子から剥離
するような反り変形が生じる。
て、硬化時間の短縮を図ることも考えられる。しかしな
がら、このときは、音響整合層が圧電振動素子から剥離
するような反り変形が生じる。
【００１２】結局、現在のところ、圧電振動素子に音響
整合層を設ける工程を自動化することができず、いわゆ
るバッチ生産となっていて、極めて生産性が悪く、コス
ト高の一つの要因になっている。
整合層を設ける工程を自動化することができず、いわゆ
るバッチ生産となっていて、極めて生産性が悪く、コス
ト高の一つの要因になっている。
【００１３】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、さらに低温で、かつ
短時間のうちに、音響整合層を硬化形成でき、生産性の
向上と、自動化を可能としてコストの低下を図れる超音
波送受波プローブを提供するものである。
であり、その目的とするところは、さらに低温で、かつ
短時間のうちに、音響整合層を硬化形成でき、生産性の
向上と、自動化を可能としてコストの低下を図れる超音
波送受波プローブを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、超音波吸収体上に、この長手方向に
沿い所定間隔を存し互いに離間独立して並設され電気パ
ルスを超音波へ変換し、もしくは超音波を電気信号へ変
換する複数個の圧電振動素子と、これら圧電振動素子の
上面に設けられ上記圧電振動素子と生体の音響インピー
ダンスを整合する音響整合層とを具備した超音波送受波
プローブにおいて、上記音響整合層は、光硬化樹脂から
なることを特徴とする超音波送受波プローブである。
に、第１の発明は、超音波吸収体上に、この長手方向に
沿い所定間隔を存し互いに離間独立して並設され電気パ
ルスを超音波へ変換し、もしくは超音波を電気信号へ変
換する複数個の圧電振動素子と、これら圧電振動素子の
上面に設けられ上記圧電振動素子と生体の音響インピー
ダンスを整合する音響整合層とを具備した超音波送受波
プローブにおいて、上記音響整合層は、光硬化樹脂から
なることを特徴とする超音波送受波プローブである。
【００１５】また第２の発明は、上記音響整合層を構成
する光硬化樹脂は、紫外線透過ガラスを混合した光硬化
エポキシ樹脂であることを特徴とする超音波送受波プロ
ーブである。
する光硬化樹脂は、紫外線透過ガラスを混合した光硬化
エポキシ樹脂であることを特徴とする超音波送受波プロ
ーブである。
【００１６】
【作用】光を照射することで容易に硬化する樹脂から上
記音響整合層を構成する。極く短時間で、圧電振動素子
上に音響整合層が硬化形成する。また、上記光硬化樹脂
を、紫外線透過ガラスを混合した光硬化エポキシ樹脂を
採用した状態では、紫外線を照射すればよい。
記音響整合層を構成する。極く短時間で、圧電振動素子
上に音響整合層が硬化形成する。また、上記光硬化樹脂
を、紫外線透過ガラスを混合した光硬化エポキシ樹脂を
採用した状態では、紫外線を照射すればよい。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、生体の診断等に用いられる超音波診
断装置を構成する超音波送受波プローブを示す。
説明する。図１は、生体の診断等に用いられる超音波診
断装置を構成する超音波送受波プローブを示す。
【００１８】図中１は、ゴム材にフェライト粉末を混合
したパッキン材としての超音波吸収体である。この超音
波吸収体１上に、この長手方向に沿い所定間隔を存して
互いに離間独立した複数個の圧電振動素子２…が並設さ
れる。
したパッキン材としての超音波吸収体である。この超音
波吸収体１上に、この長手方向に沿い所定間隔を存して
互いに離間独立した複数個の圧電振動素子２…が並設さ
れる。
【００１９】各圧電振動素子２の上下面には電極３，３
が一体化されていて、それぞれの電極３からリード線４
が延出される。また、圧電振動素子２…相互間は絶縁部
５…が形成され、互いの電気的絶縁がなされる。
が一体化されていて、それぞれの電極３からリード線４
が延出される。また、圧電振動素子２…相互間は絶縁部
５…が形成され、互いの電気的絶縁がなされる。
【００２０】上記圧電振動素子２上面に電極３を介して
音響整合層６が、後述するようにして設けられる。この
音響整合層６の上面に、音響レンズとしてのシリコーン
レンズ７が積層固着される。
音響整合層６が、後述するようにして設けられる。この
音響整合層６の上面に、音響レンズとしてのシリコーン
レンズ７が積層固着される。
【００２１】すなわち、超音波送受波プローブとしての
基本的な構成は、従来のものと全く同様である。相違点
は、音響整合層６の組成および圧電振動素子２に対する
硬化固着手段にある。はじめに、上記音響整合層６の組
成から説明すると、これは以下の材料を配合してなる。 光硬化エポキシ樹脂 １００部 シランカップリング剤 ０．３部 可撓性付与剤 １０部 紫外線透過ガラス粉末 ２５０部
基本的な構成は、従来のものと全く同様である。相違点
は、音響整合層６の組成および圧電振動素子２に対する
硬化固着手段にある。はじめに、上記音響整合層６の組
成から説明すると、これは以下の材料を配合してなる。 光硬化エポキシ樹脂 １００部 シランカップリング剤 ０．３部 可撓性付与剤 １０部 紫外線透過ガラス粉末 ２５０部
【００２２】上記光硬化エポキシ樹脂は、旭電化株式会
社製のアデカオプトマーＫＲ５００（ビスフェノールＡ
型エポキシ）を用いる。上記紫外線透過ガラスは、コー
ニングジャパン社製の９７４１を１００メッシュ以下に
微粉化して用いた。
社製のアデカオプトマーＫＲ５００（ビスフェノールＡ
型エポキシ）を用いる。上記紫外線透過ガラスは、コー
ニングジャパン社製の９７４１を１００メッシュ以下に
微粉化して用いた。
【００２３】そして、上記圧電振動素子２を平滑なガラ
ス板にワックスで接着し、この上面に、スクリーン印刷
で前記の配合材料を約０．６ｍｍ+ の厚さにコーテイン
グし、紫外線を照射する。紫外線の照射条件は、約３０
０ｍＶ／ｃｍ2 で、３０秒間とする。
ス板にワックスで接着し、この上面に、スクリーン印刷
で前記の配合材料を約０．６ｍｍ+ の厚さにコーテイン
グし、紫外線を照射する。紫外線の照射条件は、約３０
０ｍＶ／ｃｍ2 で、３０秒間とする。
【００２４】このような短時間の紫外線照射であって
も、確実に硬化する。そして、所定の厚さに研磨するこ
とにより、上記音響整合層６が形成される。温度がほと
んど上がらない、低温状態での硬化であるから、圧電振
動素子２の変形がなく、耐薬品性に優れている。短時間
で硬化するから、従来のバッチ生産から流し化による量
産が可能になった。上記音響整合層６の配合材料は、つ
ぎに述べるような特徴がある。
も、確実に硬化する。そして、所定の厚さに研磨するこ
とにより、上記音響整合層６が形成される。温度がほと
んど上がらない、低温状態での硬化であるから、圧電振
動素子２の変形がなく、耐薬品性に優れている。短時間
で硬化するから、従来のバッチ生産から流し化による量
産が可能になった。上記音響整合層６の配合材料は、つ
ぎに述べるような特徴がある。
【００２５】すなわち、上記光硬化エポキシ樹脂は、耐
水性および耐薬品性に優れていて、超音波送受波プロー
ブの信頼性確保として要求される条件が満たされる。こ
の樹脂の厚膜硬化性をよくするために、上記紫外線透過
ガラスを用いた。この紫外線透過ガラスは、波長２５４
ｍｍでの紫外線透過率８０％が確保される。
水性および耐薬品性に優れていて、超音波送受波プロー
ブの信頼性確保として要求される条件が満たされる。こ
の樹脂の厚膜硬化性をよくするために、上記紫外線透過
ガラスを用いた。この紫外線透過ガラスは、波長２５４
ｍｍでの紫外線透過率８０％が確保される。
【００２６】さらに、圧電振動素子２に対する接着性を
向上させるため、シランカップリング剤を添加し、かつ
樹脂の硬化収縮歪みによる圧電振動素子２の変形（反
り）を防止するために、上記可撓性付与剤を添加した。
これら素材の配合割合は、超音波送受波プローブの諸特
性（音響インピーダンス等）と信頼性を満足するよう、
数度の実験によって求められた。
向上させるため、シランカップリング剤を添加し、かつ
樹脂の硬化収縮歪みによる圧電振動素子２の変形（反
り）を防止するために、上記可撓性付与剤を添加した。
これら素材の配合割合は、超音波送受波プローブの諸特
性（音響インピーダンス等）と信頼性を満足するよう、
数度の実験によって求められた。
【００２７】なお、上記実施例においては、音響整合層
６として単層のものを適用したが、これに限定されるも
のではなく、第２図に示すように、二層構造の音響整合
層としてもよい。
６として単層のものを適用したが、これに限定されるも
のではなく、第２図に示すように、二層構造の音響整合
層としてもよい。
【００２８】すなわち、上記圧電振動素子２の超音波送
受面よりも前面側に、圧電振動素子２に近い側から第１
の整合層６Ａと、第２の整合層６Ｂを順次形成してな
る。ここで、上記第１の整合層６Ａを、先に説明した光
硬化樹脂を主体として、その他の配合材料を混合し、か
つ硬化させる。上記第２の整合層６Ｂは、樹脂フィルム
から形成する。
受面よりも前面側に、圧電振動素子２に近い側から第１
の整合層６Ａと、第２の整合層６Ｂを順次形成してな
る。ここで、上記第１の整合層６Ａを、先に説明した光
硬化樹脂を主体として、その他の配合材料を混合し、か
つ硬化させる。上記第２の整合層６Ｂは、樹脂フィルム
から形成する。
【００２９】このような構成によれば、最適な音響イン
ピーダンスを得るとともにプローブの通過帯域の特性に
リップルが少なくでき、しかも短いパルスを送受して、
高い分解能を高められる。
ピーダンスを得るとともにプローブの通過帯域の特性に
リップルが少なくでき、しかも短いパルスを送受して、
高い分解能を高められる。
【００３０】特に、第２の整合層６Ｂを樹脂フィルムか
ら形成したので、製造が容易で耐水性に優れていること
は勿論、厚みのばらつきがないからプローブの感度特性
を良好に保つことができる。
ら形成したので、製造が容易で耐水性に優れていること
は勿論、厚みのばらつきがないからプローブの感度特性
を良好に保つことができる。
【００３１】なお、上記実施例においては、光硬化樹脂
として、光硬化エポキシ樹脂を適用したが、これに限定
されるものではなく、一般的に用いられるアクリル系の
光硬化樹脂であっても、略同様の効果を得られる。
として、光硬化エポキシ樹脂を適用したが、これに限定
されるものではなく、一般的に用いられるアクリル系の
光硬化樹脂であっても、略同様の効果を得られる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、圧電振動
素子の上面に設けられ上記圧電振動素子と生体の音響イ
ンピーダンスを整合するための音響整合層を、光硬化樹
脂から構成したから、低温で、かつ極めて短時間のうち
に、圧電振動素子を変形させることなく硬化形成でき、
生産性の大幅向上と、自動化を可能としてコストの低下
を図れるなどの効果を奏する。
素子の上面に設けられ上記圧電振動素子と生体の音響イ
ンピーダンスを整合するための音響整合層を、光硬化樹
脂から構成したから、低温で、かつ極めて短時間のうち
に、圧電振動素子を変形させることなく硬化形成でき、
生産性の大幅向上と、自動化を可能としてコストの低下
を図れるなどの効果を奏する。
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施例を示す、超音波送
受波プローブの一部省略した縦断側面図。 （Ｂ）は、超音波送受波プローブの縦断正面図。
受波プローブの一部省略した縦断側面図。 （Ｂ）は、超音波送受波プローブの縦断正面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す、超音波送受波プロ
ーブの縦断正面図。
ーブの縦断正面図。
１…超音波吸収体、２…圧電振動素子、６…音響整合
層、６Ａ…第１の整合層、６Ｂ…第２の整合層。
層、６Ａ…第１の整合層、６Ｂ…第２の整合層。
Claims (2)
- 【請求項１】超音波吸収体上に、この長手方向に沿い所
定間隔を存し互いに離間独立して並設され電気パルスを
超音波へ変換し、もしくは超音波を電気信号へ変換する
複数個の圧電振動素子と、これら圧電振動素子の上面に
設けられ上記圧電振動素子と生体の音響インピーダンス
を整合する音響整合層とを具備した超音波送受波プロー
ブにおいて、上記音響整合層は、光硬化樹脂からなるこ
とを特徴とする超音波送受波プローブ。 - 【請求項２】上記音響整合層を構成する光硬化樹脂は、
紫外線透過ガラスを混合した光硬化エポキシ樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載の超音波送受波プロー
ブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17225491A JPH0515530A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 超音波送受波プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17225491A JPH0515530A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 超音波送受波プローブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515530A true JPH0515530A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15938484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17225491A Pending JPH0515530A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 超音波送受波プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0515530A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6837856B2 (en) | 2001-09-19 | 2005-01-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic search unit and method for producing the same |
| US7572224B2 (en) | 2004-09-30 | 2009-08-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
| CN120651975A (zh) * | 2025-06-19 | 2025-09-16 | 四川飞兔环宇科技有限公司 | 一种具备自检功能的双压电声发射传感器及系统 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP17225491A patent/JPH0515530A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6837856B2 (en) | 2001-09-19 | 2005-01-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic search unit and method for producing the same |
| EP1296136A3 (en) * | 2001-09-19 | 2006-09-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic search unit and method for producing the same |
| US7572224B2 (en) | 2004-09-30 | 2009-08-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
| CN120651975A (zh) * | 2025-06-19 | 2025-09-16 | 四川飞兔环宇科技有限公司 | 一种具备自检功能的双压电声发射传感器及系统 |
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