JPH0810960B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPH0810960B2 JPH0810960B2 JP7547888A JP7547888A JPH0810960B2 JP H0810960 B2 JPH0810960 B2 JP H0810960B2 JP 7547888 A JP7547888 A JP 7547888A JP 7547888 A JP7547888 A JP 7547888A JP H0810960 B2 JPH0810960 B2 JP H0810960B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic probe
- acoustic
- matching layer
- acoustic matching
- piezoelectric
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は超音波探触子を利用分野とし、特に音響整合
層による指向特性への影響を防止した超音波探触子に関
する。
層による指向特性への影響を防止した超音波探触子に関
する。
（発明の背景） 超音波探触子は例えば医用、鉱工業用等の診断装置及
び探傷装置に超音波送受波源として有用される。近年で
は、電子走査による例えばセクタ方式やリニア方式等の
診断装置が普及し、医用等で顕著な効果を示している。
そして、このような診断装置には圧電片の複数個を並べ
た所謂配列型の超音波探触子が利用される。
び探傷装置に超音波送受波源として有用される。近年で
は、電子走査による例えばセクタ方式やリニア方式等の
診断装置が普及し、医用等で顕著な効果を示している。
そして、このような診断装置には圧電片の複数個を並べ
た所謂配列型の超音波探触子が利用される。
（従来技術） 第３図はこの種の超音波探触子を説明する図である。
複数個の圧電片１はそれぞれ例えばジルコン酸チタン
酸鉛（以下、PZTとする）からなり、両主面に厚み振動
を励起する電極２を形成する。一方の主面側はバッキン
グ材３上に固着される。他方の主面側は連続した音響整
合層４を取着して超音波送受波面とする。音響整合層４
は各圧電片１と図示しない被検出体との音響インピーダ
ンスを整合させ、超音波エネルギーの伝搬損失を最小に
する。例えばPZTの音響インピーダンスは約30×106kg/m
2・sec、被検出体を人体とするとその値はは約1.5×106
kg/m2・secで、音響整合層は約４×106kg/m2・secに設
定される。通常では、この値を満足するものとしてエポ
キシ樹脂が選定される。そして、伝搬損失を更に少なく
する場合には、音響整合層４を多層構造として送受波効
率を高める。例えば、第１と第２の音響整合層4a,4bを
積層して音響インピーダンスを被検出体に向って徐々に
小さくする「第３図（ｂ）」。なお、各圧電片１間には
例えばシリコン樹脂等の充填材を埋設して音響的結合を
防止して強度を高める。
酸鉛（以下、PZTとする）からなり、両主面に厚み振動
を励起する電極２を形成する。一方の主面側はバッキン
グ材３上に固着される。他方の主面側は連続した音響整
合層４を取着して超音波送受波面とする。音響整合層４
は各圧電片１と図示しない被検出体との音響インピーダ
ンスを整合させ、超音波エネルギーの伝搬損失を最小に
する。例えばPZTの音響インピーダンスは約30×106kg/m
2・sec、被検出体を人体とするとその値はは約1.5×106
kg/m2・secで、音響整合層は約４×106kg/m2・secに設
定される。通常では、この値を満足するものとしてエポ
キシ樹脂が選定される。そして、伝搬損失を更に少なく
する場合には、音響整合層４を多層構造として送受波効
率を高める。例えば、第１と第２の音響整合層4a,4bを
積層して音響インピーダンスを被検出体に向って徐々に
小さくする「第３図（ｂ）」。なお、各圧電片１間には
例えばシリコン樹脂等の充填材を埋設して音響的結合を
防止して強度を高める。
そして、このようなものでは、例えば電極２に図示し
ないリード線を接続して各圧電片１を遅延動作し、超音
波を扇状に送受波する所謂セクタ駆動して図示しない診
断装置本体により被検出体の疾患部の状況を映像化して
診断する。
ないリード線を接続して各圧電片１を遅延動作し、超音
波を扇状に送受波する所謂セクタ駆動して図示しない診
断装置本体により被検出体の疾患部の状況を映像化して
診断する。
（従来技術の問題点） しかしながら、上記構成の超音波探触子では、音響整
合層４は各圧電片上に連続して形成されるため、音響整
合層４を媒介して各圧電片１間で音響的な相互干渉を引
き起こす。そして、相互干渉は例えばセクタ駆動したと
きに指向特性を劣化させる。
合層４は各圧電片上に連続して形成されるため、音響整
合層４を媒介して各圧電片１間で音響的な相互干渉を引
き起こす。そして、相互干渉は例えばセクタ駆動したと
きに指向特性を劣化させる。
第４図はこのことを明確にする本発明者等の実験によ
る指向特性図である。なお、この実験は音響整合層４を
連続する二層構造とした場合「前第３図（ｂ）」であ
る。すなわち、送受波面に対して垂直方向（ｐ）の放射
レベルを0dBとすると、例えば±30度領域では−15dBと
してそれ以降にサイドロブを発生する「第４図曲線
（イ）」。
る指向特性図である。なお、この実験は音響整合層４を
連続する二層構造とした場合「前第３図（ｂ）」であ
る。すなわち、送受波面に対して垂直方向（ｐ）の放射
レベルを0dBとすると、例えば±30度領域では−15dBと
してそれ以降にサイドロブを発生する「第４図曲線
（イ）」。
従って、このような場合は、超音波の波面を不均一と
して点音源からの送受波とならず、超音波の送受波領域
を狭めて広範囲の診断ができなくなる。
して点音源からの送受波とならず、超音波の送受波領域
を狭めて広範囲の診断ができなくなる。
なお、エポキシ樹脂からなる音響整合層４を独立分離
し、指向特性を維持するようにしたものがある「第３図
（ｃ）」。この場合には、垂直方向（ｐ）に対して±30
度の領域では−2dBとしてサイドロブの発生を抑止する
「第４図曲線（ロ）」。すなわち、連続した音響整合層
の場合に比較してその指向特性を改善する。しかし、こ
のようなものでは、音響整合層４が独立しているため、
特に多層構造としたときは各圧電片１に対する付着強度
の低下や位置づれ等の製造上の問題があった。
し、指向特性を維持するようにしたものがある「第３図
（ｃ）」。この場合には、垂直方向（ｐ）に対して±30
度の領域では−2dBとしてサイドロブの発生を抑止する
「第４図曲線（ロ）」。すなわち、連続した音響整合層
の場合に比較してその指向特性を改善する。しかし、こ
のようなものでは、音響整合層４が独立しているため、
特に多層構造としたときは各圧電片１に対する付着強度
の低下や位置づれ等の製造上の問題があった。
（発明の目的） 本発明は、指向特性を良好として作業性の良好な配列
型の超音波探触子を提供することを目的とする。
型の超音波探触子を提供することを目的とする。
（解決手段） 本発明は、複数個を配列した圧電片の一方の主面に連
続して形成する音響整合層を0.5〜2.0dB/mm・MHzの音響
材から形成したことを解決手段とする。以下、本発明の
実施例を説明する。
続して形成する音響整合層を0.5〜2.0dB/mm・MHzの音響
材から形成したことを解決手段とする。以下、本発明の
実施例を説明する。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を説明する超音波探触子の図
である。なお、前実施例図と同一部分には同番号を付与
して説明する。
である。なお、前実施例図と同一部分には同番号を付与
して説明する。
超音波探触子は、前従来例同様にバッキング材３上に
PZTからなる複数個の圧電片１を配列してなる。圧電片
１の両主面には厚み振動を励起２する電極を形成し、送
受波面側に多層構造とする第１と第２の音響整合層6a,6
bをを例えばコーティングにより取着する。第１音響整
合層6aは各圧電片１上に独立分離し、例えば音響インピ
ーダンスを約７×106kg/m2・secとしたエポキシ樹脂
で、その厚みを1/4波長とする。第２音響整合層6bは第
１音響整合層6a上に連続し、音響インピーダンスを約２
×106kg/m2・secとしたポリウレタン樹脂で、その厚み
を1/4波長とする。そして、このポリウレタン樹脂は、
横方向への音響エネルギーの漏れを防止する。すなわ
ち、ポリウレタン樹脂は高減衰量の音響材として作用
し、各圧電片間の相互干渉を少なくする。なお、各圧電
片１間及び第１音響整合層6a間には前述した充填材５を
埋設する。
PZTからなる複数個の圧電片１を配列してなる。圧電片
１の両主面には厚み振動を励起２する電極を形成し、送
受波面側に多層構造とする第１と第２の音響整合層6a,6
bをを例えばコーティングにより取着する。第１音響整
合層6aは各圧電片１上に独立分離し、例えば音響インピ
ーダンスを約７×106kg/m2・secとしたエポキシ樹脂
で、その厚みを1/4波長とする。第２音響整合層6bは第
１音響整合層6a上に連続し、音響インピーダンスを約２
×106kg/m2・secとしたポリウレタン樹脂で、その厚み
を1/4波長とする。そして、このポリウレタン樹脂は、
横方向への音響エネルギーの漏れを防止する。すなわ
ち、ポリウレタン樹脂は高減衰量の音響材として作用
し、各圧電片間の相互干渉を少なくする。なお、各圧電
片１間及び第１音響整合層6a間には前述した充填材５を
埋設する。
第２図はこの構成の超音波探触子をセクタ駆動した場
合の指向特性図である。この図から明らかなように、垂
直方向（ｐ）を0dBとすると、±30度領域では約3dBの減
衰に止める。すなわち、音響整合層をエポキシ樹脂とし
て連続した場合「第３図（ｂ）」と分離独立した場合
「第３図（ｃ）」との中間値を得る。そして、±30度以
降でのサイドロブの発生を抑止する。
合の指向特性図である。この図から明らかなように、垂
直方向（ｐ）を0dBとすると、±30度領域では約3dBの減
衰に止める。すなわち、音響整合層をエポキシ樹脂とし
て連続した場合「第３図（ｂ）」と分離独立した場合
「第３図（ｃ）」との中間値を得る。そして、±30度以
降でのサイドロブの発生を抑止する。
従って、このようなものでは、超音波の波面を均一に
して点音源からの送受波に近接し、超音波の送受波領域
を大きくして広範囲の診断を行え得る。また、第２音響
整合層6bは連続するため、第１音響整合層6aに対する付
着強度を高めて位置づれ等も起こすことなく作業性を良
好とする。
して点音源からの送受波に近接し、超音波の送受波領域
を大きくして広範囲の診断を行え得る。また、第２音響
整合層6bは連続するため、第１音響整合層6aに対する付
着強度を高めて位置づれ等も起こすことなく作業性を良
好とする。
（他の事項） なお、上記実施例では音響整合層を二層構造として一
層目を分離独立したが、一層目、二層目とも連続した高
減衰量の音響材としても、又高減衰量の音響材材による
連続した一層構造としてもよい。また、各圧電片１及び
第１音響整合層６間には充填材５を埋設したが、単に空
隙としてもよい。また、高減衰量の音響材としてポリウ
レタン樹脂を示したが、減衰量を0.5〜2.0dB/mm・MHz材
料とした音響材であればよいことは勿論である。また、
超音波探触子をセクタ駆動としたが、リニア駆動であっ
ても、更には圧電片を曲面上に配列したものでも適用さ
れる。
層目を分離独立したが、一層目、二層目とも連続した高
減衰量の音響材としても、又高減衰量の音響材材による
連続した一層構造としてもよい。また、各圧電片１及び
第１音響整合層６間には充填材５を埋設したが、単に空
隙としてもよい。また、高減衰量の音響材としてポリウ
レタン樹脂を示したが、減衰量を0.5〜2.0dB/mm・MHz材
料とした音響材であればよいことは勿論である。また、
超音波探触子をセクタ駆動としたが、リニア駆動であっ
ても、更には圧電片を曲面上に配列したものでも適用さ
れる。
（発明の効果） 本発明は、複数個を配列した圧電片の一方の主面に連
続して形成する音響整合層を0.5〜2.0dB/mm・MHzの音響
材から形成したので、指向特性を良好として作業性の良
好な配列型の超音波探触子を提供できる。
続して形成する音響整合層を0.5〜2.0dB/mm・MHzの音響
材から形成したので、指向特性を良好として作業性の良
好な配列型の超音波探触子を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を説明する超音波探触子の断
面図、第２図は同実施例の効果を説明する指向特性図で
ある。 第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来例を説明する超音波探
触子の断面図、第４図は同従来例の指向特性図である。 １……圧電片、２……電極、３……バッキング材、４、
６……音響整合層、５……充填材、．
面図、第２図は同実施例の効果を説明する指向特性図で
ある。 第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来例を説明する超音波探
触子の断面図、第４図は同従来例の指向特性図である。 １……圧電片、２……電極、３……バッキング材、４、
６……音響整合層、５……充填材、．
Claims (4)
- 【請求項１】複数個を配列した圧電片の一方の主面に音
響整合層を連続して取着した超音波探触子において、前
記音響整合層を減衰量0.5〜2.0dB/mm・MHzの音響材から
形成したことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項２】複数個を配列した圧電片の一方の主面に分
割独立した第１音響整合層と連続した第２音響整合層と
を積層した超音波探触子において、前記第２音響整合層
を減衰量0.5〜2.0dB/mm・MHzの音響材から形成したこと
を特徴とする超音波探触子。 - 【請求項３】前記高減衰量の音響材はポリウレタン樹脂
である特許請求の範囲第１項記又は第２項記載の超音波
探触子。 - 【請求項４】前記高減衰量の音響材はゴムである特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7547888A JPH0810960B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7547888A JPH0810960B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246999A JPH01246999A (ja) | 1989-10-02 |
| JPH0810960B2 true JPH0810960B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=13577445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7547888A Expired - Fee Related JPH0810960B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810960B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03296658A (ja) * | 1990-04-16 | 1991-12-27 | Tokimec Inc | 超音波探触子 |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7547888A patent/JPH0810960B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01246999A (ja) | 1989-10-02 |
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Legal Events
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