JPS59202059A - 超音波断層装置用探触子 - Google Patents

超音波断層装置用探触子

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JPS59202059A
JPS59202059A JP58076214A JP7621483A JPS59202059A JP S59202059 A JPS59202059 A JP S59202059A JP 58076214 A JP58076214 A JP 58076214A JP 7621483 A JP7621483 A JP 7621483A JP S59202059 A JPS59202059 A JP S59202059A
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JP
Japan
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probe
electrode
vibrator
piezoelectric material
electrodes
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JP58076214A
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Inventor
Toshiro Kondo
敏郎 近藤
Shinji Kishimoto
真治 岸本
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654—Imaging
    • G01N29/0672—Imaging by acoustic tomography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • B06B1/0625—Annular array
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    • 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
    • G10K11/004—Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
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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】 本発明は振動子ないしはその電極を同心円(環)状に分
割してなる超音波断層装置用探触子に関するものである
。
従来のこの種の探触子(アニユラ−アレー探触子)は、
第1図に示すように、中心の円板状の、およびその外周
に同心的に配列した複数の環状の、PZT等で作成され
た圧電セラミックからなる振動子1〜5を、各々電気的
および機械的に完全に分離させて吸音材6(第2図参照
)上に配設されてなる。
この種の探触子による超音波断層像形成について第2図
を参照して説明する。第2図において、1〜5は振動子
、6は吸音材、P+−Psは振動子1〜5の表、裏面に
各々被着された電極の振動子半径方向の中央点である。
ここで、振動子1〜5の表面(図中下面)の電極は接地
電極として共通接続されて接地され、裏面(図中上面〕
の電極は各々振動子選択駆動電極として電気的に分離し
て各々パルス電圧発生器7の出力端および遅延回路8の
入力端に接続されている。9はタイミング回路、10は
制御回路、11は加算器である。
このような超音波断層装置において、探触子前方の点O
に超音波ビームの焦点をおく場合の動作について説明す
る。いま、点Oを中心とし、この点Oと最外周側の環状
振動子5の中央点P5とを結ぶ距離を半径として円弧を
描き、各振動子1〜4の中央点P1〜P4を通る直線O
P+ 、 OF2 、 OPa 、 OF4を延長した
線と上述円弧との交点を各々P’+ r P’2 H¥
s +P’a  とする。
上述前提において、PI PS+ P2 P4. Ps
 P≦、 P4 PI3間を各々超音波が伝播するのに
相当する時間だけ遅延を与えて各振動子1〜5を駆動す
れば、点Oには振動子1〜5から送波された超音波が同
一時点で到達し、集束することになる。ここでは制御回
路10よシ制御されるタイミング回路9よシ上述時間遅
延に応じたタイミング信号を発生させ、パルス電圧発生
器7を駆動することにより上述集束動作を行わせる。
一方、点Oに焦点を合わせてエコー信号を受波するため
には、上述超音波送波時と同じ遅延時間を各振動子1〜
5からの信号に与えた後、加算すればよい。すなわち、
点Oからの信号は同位相で加算器11で加算されるよう
にすれば、この点Oから反射したエコー信号が最大感度
となる。この際の遅延を行うのが遅延回路8であるが、
この遅延回路8は、点O(焦点)の位置を任意に移動可
能とするため、制御回路10からの信号によってその遅
延時間が適宜変更できるようになされている。
以上説明したような動作によシアニュラーアレー探触子
はその焦点を任意の点に移動できる利点があり、広い視
野に亘って鮮明な超音波断層像を形成することができる
。また、この種の探触子は、その中心を通る軸に対し、
軸対称に超音波集束されるためアーチファクトが生じ難
いという利点がある。
以上述べたように上述探触子を用いた超音波断層装置は
優れた性能(利点)をもつが、上述探触子は第1図およ
び第2図に示すように、1つの円板状の振動子1と多数
の環状の振動子2〜5を必要とする。しかし、これら振
動子1〜5は、通常、圧電セラミックを用いるため加工
が困難である。
特に、高性能化のため環状振動子の数を多くする場合や
、高周波用としての小口径探触子製造のために各振動子
間の幅を微細とする場合等、極めて加工が困難となった
。すなわち、通常、上述のような加工には超音波加工法
が最も実用的であるとされているが、この加工法によっ
ても加工速度が遅く、加工費が高くなシ、各振動子間の
切断溝幅も十分狭くできず、量産化を困難にしていた。
また、振動子としてPZTを用いた場合、環状振動子の
半径方向の幅の設定によっては、振動子の厚み方向の振
動に加えて半径方向の無用な振動が発生することがある
。そこで、その無用な振動を抑えるために、すなわち探
触子の高性能化とは無関係に、より多くの環状振動子の
分割加工を必要とし、従ってよシ一層、製造コストが高
くなり、量産化が困難となった。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、性
能を劣化させることなく容易に量産が可能となり、製造
コストを大幅に低減させ得る超音波断層装置用探触子を
提供することを目的とする。
以下第3図ないし第6図を参照して本発明の詳細な説明
する。第3図は本発明による超音波断層装置用探触子の
一実施例の要部を示す断面図、第4図は第3図中の■−
■線断面図、第5図は第6図中の■−V線断面図で、1
′″引−臥各図において、6は第2図と同様に吸音材を
示゛す。12はPZTやチタン酸鉛系セラミック等から
なる円板状の圧電セラミックで、その−実測の面(第3
図中下面)には直線状の溝16を多数交叉させて設ける
ことによシ振動子部14が多数モザイク状に区分形成さ
れている。ここでは、第5図に示すように、前記溝16
は図中縦方向と横方向に各々多数等間隔で平行に、すな
わち基盤目状に設けられ、多数の正方形状の振動子14
が形成されている。この場合、谷溝13は、第6図に拡
大して示すように圧電セラミック12が溝16によシ切
シ離されない程度の深さで形成される。このように各振
動子部14が溝16により機械的に完全に分離されてい
なくとも、完全に分離した場合と同様に、1の振動子部
14の厚み振動が隣接する他の振動子部14に伝播して
影響を与えることが余りないことが知られている( I
 EEETRANSA −CTION ON 5ONI
C8AND TJLTRASONIC8、VOL 5U
−12。
No 4 、0CTOBER1972、PP444. 
EXPE睨凹灯AL I押侶5TGATION OF 
ACAUSTICIMAGINING SΔ5OR8そ
の他参照)。
15は上述多数の振動子部14上を覆い形成された1枚
の薄い共通電極で、接地電極として用いられる。16は
圧電セラミック12の後述加工前に一様に被着された電
極である。
17は振動子選択駆動電極で、前記圧電セラミック12
の他方側の面(第3図中上面)の中心部に覆い形成され
た円形電極17aおよびこの円形電極17aの外周側に
、それと同心的に、かつ各々適宜量隔置いて被着配置さ
れた複数の、ここでは4つの環状電極17b〜17eか
らなる。各電極17a〜17e相互の間隔は、それらが
各々電気的に分離されるのに支障全米たさない範囲で任
意に設定される。
18は上記電極17a〜17eよシ各々導出されたリー
ド線である。
上述構成の本発明探触子においては、従来探触子のよう
に円板状の圧電セラミックを同心円状に多数切断するこ
となく、それとほぼ同等の円形お゛  よび環状の音源
(振動子)を構成できる。すなわち、円形および環状の
電極17a〜17eの各位置に対応する振動子部群が1
つの音源として機能するもので、例えば電極17eに電
圧印加された際には第5図中ノ・ツチングを付して示す
領域の振動子部群が励振されることになる。この場合、
各方向の溝13の本数を多くシ、振動子部14を微細に
形成する程、真円に近い円形または環状の音源が形成さ
れることになり、円形または環状振動子によシ近似する
。通常、工業用に用いられているダイシングソーを前記
溝形成に用いれは4.3.5 MHz 〜5.0 MH
zのPZT振動子となる圧電セラミックの円板を0.2
 mm〜0.3mmピッチ、最小釦ミクロンの溝幅での
加工を多量に行うことが困難ではない。従って、本発明
によれば、1つの円板状振動子と多重の環状振動子から
なるアニユラ−アレー探触子に極めて近似した探触子を
工業的に容易に、低コストで得られることになる。
以下、上述本発明探触子の製造方法の一例を説明する。
まず、PzTあるいはチタン酸鉛系セラミック等からな
る円板状の圧電セラミックを用意する。この圧電セラミ
ックの両面には銀電極(16,17)が焼き付けられて
いるが、その一方何の面の銀電極(17)に機械的な切
削を施すことにより第4図に示すような電極17a〜1
7eを形成する。この電極の切断はホトエツチング法に
よって行なってもよい。またこの電極17a〜17eの
形成は、圧電セラミックの片面に銀を含むインクを第4
図に示す形状にスクリーン印刷した後、焼き付けを施す
ことによって行ってもよい。その他電極形状のマスクを
用いた蒸着法によっても可能である。
次に、上述方法により電極17a〜17eを形成した圧
電セラミックのそれら電極17a〜17e形成面側に吸
音材6を接合させる。この吸音材乙の接合形成は、エポ
キシ樹脂あるいはシリコンゴム中に金属粉を混入したも
のを型を用いて前記圧電セラミックの電極17a〜17
e形成面上に流し込むことにより行ってもよく、また、
予め成形された金属粉入りシリコンゴムを圧電セラミッ
クの電極17a〜17e形成面上に接着することによっ
てもよい。
いずれにしても、その際、各電極17a〜17eからリ
ード線18が各々導出され得るようになされる。
このように裏面に吸音材6が接合された圧電セラミック
は、次工程で、例えば第5図に示すように基盤目状に溝
1ろが切削形成される。その深さは、第6図に示すよう
にその溝切削により圧電セラミックを機械的に分離させ
ない程度に設定される。
上述溝切削により多数の振動子部14が区分形成される
もので、その後、この全振動子部14上、よジ詳しくは
振動子部14の弄面の前記銀電極16上に、1枚の導電
性のプラスチック薄板が接合され、共通電極(接地電極
)15となされるものである。
なお、前記溝13内に、第6図に示すように軟質物質、
例えばシリコンゴム19を充填し、振動子部14を形成
した側の圧電セラミック12面をほぼ平面状になせば、
その平面上に導電性塗料を塗布する等の方法で容易に共
通電極15ヲ形成させ得る。
なお、上述実施例では、直線状の溝1ろを、例えばまず
一方向に多数平行して等間隔に切削し、その後、それと
直交する方向に多数平行して等間隔に切削する等により
基盤目状に形成し、1つの振動子部14が最外周側を除
いて正方形となるようにしたが、これに限定されること
はなく、他の矩ブ杉あるいは三角形さらにはひし形等、
種々の形状に形成してもよい。いずれの形状であっても
上述実施例と同様の効果が得られる。
以上述べたように本発明は、圧電材に多重同心円を描く
ように切削等で分離する加工全必要とせず、直線状の溝
形成加工全必要とするに過ぎない構成としたので、容易
に量産が可能となり、製造コスIf犬幅に低減させるこ
とができるという効果がある。しかもこの場合、探触子
の性能としては、前述したように従来探触子とほぼ同等
になし得るという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来探触子の要部正面図、第2図は同探触子が
用いられた超音波断層装置の回路図、第6図は本発明に
よる超音波断層装置用探触子の一実施例の要部を示す断
面図、第4図は第6図中のIV−IV線断面図、第5図
は第6図中の■−V線断面図、第6図は本発明探触子の
他の実施例の要部拡大断面図である。 6・・・吸音材、12・・・圧電セラミック、16・・
・溝、14・・・振動子部、15・・・共通電極、17
.17a〜17e・・・振動子選択駆動電極、18・・
・リード線。 特許出願人  株式会社日立メディコ 代理人 弁理士   秋  本   正  実第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一方側の面に直線状の溝を多数交叉させて設けることに
    よシ多数の振動子部が区分形成された円板状の圧電材と
    、この圧電材の一方側の面に形成された前記多数の振動
    子部上を覆い形成された共通電極と、前記圧電材の他方
    側の面の中心部に覆い形成された円形電極およびこの円
    形電極の外周側をそれと同心的に各々被着配置された複
    数の環状電極からなシ、かつそれら各電極間が電気的に
    分離された振動子選択駆動電極とを具備することを特徴
    とする超音波断層装置用探触子。
JP58076214A 1983-05-02 1983-05-02 超音波断層装置用探触子 Pending JPS59202059A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4006718A1 (de) * 1989-03-07 1990-09-13 Mitsubishi Mining & Cement Co Piezoelektrischer wandler
DE4008768A1 (de) * 1989-03-27 1990-10-04 Mitsubishi Mining & Cement Co Piezoelektrischer wandler
EP0565380A3 (en) * 1992-04-09 1994-09-14 Gen Electric Repair of nuclear reactor incore housings and ultrasonic examination
WO2012141682A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 Halliburton Energy Services, Inc. Piezoelectric element and method to remove extraneous vibration modes
CN103048387A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 通用电气公司 超声波层析成像系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5254415A (en) * 1975-10-29 1977-05-02 Oki Electric Ind Co Ltd Ultrasonic transmitter and receiver
JPS52153471A (en) * 1976-06-16 1977-12-20 Oki Electric Ind Co Ltd Ultrasonic transmitter and receiver
JPS5670000A (en) * 1979-11-10 1981-06-11 Toray Ind Inc Ultrasonic wave transducer using high molecular piezoelectric body
JPS5732200A (en) * 1980-06-25 1982-02-20 Commissariat Energie Atomique Method of producing composite ultrasonic wave converter
JPS57132497A (en) * 1981-02-10 1982-08-16 Yokogawa Hokushin Electric Corp Ring type probe and its manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5254415A (en) * 1975-10-29 1977-05-02 Oki Electric Ind Co Ltd Ultrasonic transmitter and receiver
JPS52153471A (en) * 1976-06-16 1977-12-20 Oki Electric Ind Co Ltd Ultrasonic transmitter and receiver
JPS5670000A (en) * 1979-11-10 1981-06-11 Toray Ind Inc Ultrasonic wave transducer using high molecular piezoelectric body
JPS5732200A (en) * 1980-06-25 1982-02-20 Commissariat Energie Atomique Method of producing composite ultrasonic wave converter
JPS57132497A (en) * 1981-02-10 1982-08-16 Yokogawa Hokushin Electric Corp Ring type probe and its manufacture

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4006718A1 (de) * 1989-03-07 1990-09-13 Mitsubishi Mining & Cement Co Piezoelektrischer wandler
DE4008768A1 (de) * 1989-03-27 1990-10-04 Mitsubishi Mining & Cement Co Piezoelektrischer wandler
EP0565380A3 (en) * 1992-04-09 1994-09-14 Gen Electric Repair of nuclear reactor incore housings and ultrasonic examination
WO2012141682A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 Halliburton Energy Services, Inc. Piezoelectric element and method to remove extraneous vibration modes
US9224938B2 (en) 2011-04-11 2015-12-29 Halliburton Energy Services, Inc. Piezoelectric element and method to remove extraneous vibration modes
CN103048387A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 通用电气公司 超声波层析成像系统
US9354204B2 (en) 2011-10-14 2016-05-31 General Electric Company Ultrasonic tomography systems for nondestructive testing

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