JPS6131128A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS6131128A JPS6131128A JP15293084A JP15293084A JPS6131128A JP S6131128 A JPS6131128 A JP S6131128A JP 15293084 A JP15293084 A JP 15293084A JP 15293084 A JP15293084 A JP 15293084A JP S6131128 A JPS6131128 A JP S6131128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- columnar
- piezoelectric
- columnar piezoelectric
- composite
- bodies
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の利用分野〕
本発明は、超音波診断装置などに用いる超音波探触子に
関するものである。
関するものである。
従来、超音波探触子における圧電振動子用材料としては
ジルコン・チタン酸鉛（Ｐ Ｚ Ｔ）系セラミクスが多
く使用されている。しかし、これらの圧電セラミクスは
（ｉ）音響インピーダンスが人体に比較して著しく大き
いため診断用としては音響整合層などに工夫を要する、
（ｉｉ）誘電率が著しく大きいため圧電電圧定数ｇが小
さく超音波を受けた場合に高い電圧を得ることができな
い、（川）人体の形状に適合する曲率をもたせることが
困難、などの欠点をもっている。これらの問題点を解決
するために、有機物と圧電体を複合させた、いわゆる複
合圧電材料が提案されている。その例として、米国のＮ
ａｗｎｈａｍ らは第１図に示したように有機物１１の
中に柱状のＰＺＴ１２を埋め込む複合化が有効であるこ
とを報告している（マテリアル・リサーチ・プリテン誌
第１３巻５２５頁〜５３６頁（１９７８））。実際にＰ
ＺＴとシリコンゴム、エポキシなどの有機物との複合化
で、音響インピーダンスが小さく、圧電電圧定数ｇが大
きな材料が得られている。
ジルコン・チタン酸鉛（Ｐ Ｚ Ｔ）系セラミクスが多
く使用されている。しかし、これらの圧電セラミクスは
（ｉ）音響インピーダンスが人体に比較して著しく大き
いため診断用としては音響整合層などに工夫を要する、
（ｉｉ）誘電率が著しく大きいため圧電電圧定数ｇが小
さく超音波を受けた場合に高い電圧を得ることができな
い、（川）人体の形状に適合する曲率をもたせることが
困難、などの欠点をもっている。これらの問題点を解決
するために、有機物と圧電体を複合させた、いわゆる複
合圧電材料が提案されている。その例として、米国のＮ
ａｗｎｈａｍ らは第１図に示したように有機物１１の
中に柱状のＰＺＴ１２を埋め込む複合化が有効であるこ
とを報告している（マテリアル・リサーチ・プリテン誌
第１３巻５２５頁〜５３６頁（１９７８））。実際にＰ
ＺＴとシリコンゴム、エポキシなどの有機物との複合化
で、音響インピーダンスが小さく、圧電電圧定数ｇが大
きな材料が得られている。
しかし、これらの複合圧電材料を超音波探触子に用いた
場合、音響ノイズに問題点があることが発明者らの実験
により明らかになった。第１図に示したような複合圧電
材料を用いて超音波を発生。
場合、音響ノイズに問題点があることが発明者らの実験
により明らかになった。第１図に示したような複合圧電
材料を用いて超音波を発生。
検出するとき有機物と柱状圧電体の部分が均一に変位す
ることが望ましい、しかし、一般に有機物は柱状圧電体
に比較して著しく軟かいため、模式的に第２図に示した
ように有機物の部分２１に比較して柱状圧電体部２２が
より大きく変位することが実際の結果明らかになった。
ることが望ましい、しかし、一般に有機物は柱状圧電体
に比較して著しく軟かいため、模式的に第２図に示した
ように有機物の部分２１に比較して柱状圧電体部２２が
より大きく変位することが実際の結果明らかになった。
このため、第１図に示したように柱状圧電体が周期的に
配列されていると、超音波を発生させるときにいわゆる
グレーティングローブと呼ばれる音響ノイズが発生する
。これは、主要超音波以外に柱状圧電体の配列のピッチ
によって決まる方向に放射される不用な超音波で超音波
画像の劣化の原因となる。
配列されていると、超音波を発生させるときにいわゆる
グレーティングローブと呼ばれる音響ノイズが発生する
。これは、主要超音波以外に柱状圧電体の配列のピッチ
によって決まる方向に放射される不用な超音波で超音波
画像の劣化の原因となる。
そこで本発明の目的は、音響ノイズレベルの充分低い、
複合圧電体を用いた超音波探触子を提供することにある
。
複合圧電体を用いた超音波探触子を提供することにある
。
〔発明の概要〕
第１図に示したような複合圧電体を用いた超音波探触子
の感度は、柱状圧電体のサイズおよび柱状圧電体間の距
離に依存し１通常これらは感度が最大になるように設定
される。しカル、発明者ら′ψ複合圧電体の構造と感度
に関する系統的な研究の結果５１枚の複合圧電体内で柱
状圧電体のサイズおよび距離を変化させても、その平均
値がそれぞれの最適値にほぼ一致していれば感度はほと
んど低下しないことが明らかになった。本発明は、この
ような実験結果に基づくもので、柱状圧電体のサイズと
柱状圧電体間の距離の少なくとも一方を配列方向で変化
させ柱状圧電体の配列に非周期性をもたせることにより
、感度を低下させることなく音響ノイズレベルの充分低
い超音波探触子が実現できた。以下本発明を実施例を参
照しながら詳しく説明する。
の感度は、柱状圧電体のサイズおよび柱状圧電体間の距
離に依存し１通常これらは感度が最大になるように設定
される。しカル、発明者ら′ψ複合圧電体の構造と感度
に関する系統的な研究の結果５１枚の複合圧電体内で柱
状圧電体のサイズおよび距離を変化させても、その平均
値がそれぞれの最適値にほぼ一致していれば感度はほと
んど低下しないことが明らかになった。本発明は、この
ような実験結果に基づくもので、柱状圧電体のサイズと
柱状圧電体間の距離の少なくとも一方を配列方向で変化
させ柱状圧電体の配列に非周期性をもたせることにより
、感度を低下させることなく音響ノイズレベルの充分低
い超音波探触子が実現できた。以下本発明を実施例を参
照しながら詳しく説明する。
厚み方向に一様に分極された１０■角、厚さが０．４閣
のＰＺＴセラミック板をフェライト基板上にエレクトロ
ンワックスで接着した。これらのセラミック板を、厚さ
０．２閣の刃を用いてピッチを０．３〜０．５０１の間
で変化させながら第３図に示したように網の目状に切断
した。切断により生じた溝にシリコンゴムを充填、固化
して得られた板状複合圧電体をエレクトロンワックスを
溶かしてフェライト基板からはく離した。このようにし
て柱状圧電体のサイズおよび柱状圧電体間の距離を変化
させた複合圧電体を作成した。これらの複合圧電体にお
ける柱状圧電体のサイズと柱状圧電体間の距離の平均値
は、０．２ｎｍｍの刃で０．４Ｉピツチで切断して形成
したものとほぼ一致している。
のＰＺＴセラミック板をフェライト基板上にエレクトロ
ンワックスで接着した。これらのセラミック板を、厚さ
０．２閣の刃を用いてピッチを０．３〜０．５０１の間
で変化させながら第３図に示したように網の目状に切断
した。切断により生じた溝にシリコンゴムを充填、固化
して得られた板状複合圧電体をエレクトロンワックスを
溶かしてフェライト基板からはく離した。このようにし
て柱状圧電体のサイズおよび柱状圧電体間の距離を変化
させた複合圧電体を作成した。これらの複合圧電体にお
ける柱状圧電体のサイズと柱状圧電体間の距離の平均値
は、０．２ｎｍｍの刃で０．４Ｉピツチで切断して形成
したものとほぼ一致している。
これらの複合圧電体の両面に電極としてクロムと金を蒸
着し電界を印加することにより、水中に超音波を放射さ
せて超音波ビームパターンの測定を行なった。その結果
、グレーティングローブの影響を含めた音響ノイズレベ
ルは中心の主ビームに対し送受で一５０ｄＢ以下になっ
ていることが明らかになった（０．４ｎｗａ等ピッチで
切断して作成した複合圧電体を用いた探触子では音響ノ
イズレベルが一５０ｄＢを上回っており実用上問題があ
った）、また、主ビームの感度も０．４ｍ等ピッチで切
断したものとほとんど一致していた。
着し電界を印加することにより、水中に超音波を放射さ
せて超音波ビームパターンの測定を行なった。その結果
、グレーティングローブの影響を含めた音響ノイズレベ
ルは中心の主ビームに対し送受で一５０ｄＢ以下になっ
ていることが明らかになった（０．４ｎｗａ等ピッチで
切断して作成した複合圧電体を用いた探触子では音響ノ
イズレベルが一５０ｄＢを上回っており実用上問題があ
った）、また、主ビームの感度も０．４ｍ等ピッチで切
断したものとほとんど一致していた。
本実施例では、柱状圧電体のサイズと柱間距離を同時に
変化させ非周期性をもたせているが５発明の効果が柱状
圧電体の配列の非周期性に起因していることを考えると
、例えば柱状圧電体のサイズは一定にして柱間距離のみ
を変化させても同様な効果が得られることは自明である
。
変化させ非周期性をもたせているが５発明の効果が柱状
圧電体の配列の非周期性に起因していることを考えると
、例えば柱状圧電体のサイズは一定にして柱間距離のみ
を変化させても同様な効果が得られることは自明である
。
以上説明したように、板状有機物の中に多数の柱状圧電
体が板面に垂直に埋め込まれた構造の複合圧電体におい
て、柱状圧電体の大きさと柱状圧電体間の距離の少なく
とも一方を変化させることにより柱状圧電体の配列に非
周期性をもたせた複合圧電体を用いることにより、高感
度で音響ノイズレベルの低い超音波探触子を実現できる
ことは明らかである。
体が板面に垂直に埋め込まれた構造の複合圧電体におい
て、柱状圧電体の大きさと柱状圧電体間の距離の少なく
とも一方を変化させることにより柱状圧電体の配列に非
周期性をもたせた複合圧電体を用いることにより、高感
度で音響ノイズレベルの低い超音波探触子を実現できる
ことは明らかである。
第１図は複合圧電体の概念を示す図、第２図は複合圧電
体内の変位分布を示す横断面図、第３図は本発明の実施
例における複合圧電体の製造法を示す図である。 ３１・・・フェライト基板、３２・・柱状ｐ ｚ ’ｒ
セラミツクス。
体内の変位分布を示す横断面図、第３図は本発明の実施
例における複合圧電体の製造法を示す図である。 ３１・・・フェライト基板、３２・・柱状ｐ ｚ ’ｒ
セラミツクス。
Claims (1)
- 板状有機物の中に多数の柱状圧電体が板面に垂直に埋め
込まれた構造の複合圧電体において、柱状圧電体の大き
さと柱状圧電体間の距離の少なくとも一方を前記柱状圧
電体の配列方向にて変化させることにより柱状圧電体の
配列に非周期性をもたせた複合圧電体を用いることを特
徴とする超音波探触子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15293084A JPS6131128A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 超音波探触子 |
| US06/758,029 US4658176A (en) | 1984-07-25 | 1985-07-23 | Ultrasonic transducer using piezoelectric composite |
| DE19853526488 DE3526488A1 (de) | 1984-07-25 | 1985-07-24 | Ultraschall-wandler mit piezoelektrischem verbundmaterial |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15293084A JPS6131128A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131128A true JPS6131128A (ja) | 1986-02-13 |
Family
ID=15551249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15293084A Pending JPS6131128A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131128A (ja) |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15293084A patent/JPS6131128A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4658176A (en) | Ultrasonic transducer using piezoelectric composite | |
| US5164920A (en) | Composite ultrasound transducer and method for manufacturing a structured component therefor of piezoelectric ceramic | |
| EP0379229B1 (en) | Ultrasonic probe | |
| JP2651498B2 (ja) | 両面フエーズドアレイトランスデユーサ | |
| US6467140B2 (en) | Method of making composite piezoelectric transducer arrays | |
| US4326418A (en) | Acoustic impedance matching device | |
| US5392259A (en) | Micro-grooves for the design of wideband clinical ultrasonic transducers | |
| US5844349A (en) | Composite autoclavable ultrasonic transducers and methods of making | |
| US5592730A (en) | Method for fabricating a Z-axis conductive backing layer for acoustic transducers using etched leadframes | |
| JPH0521400B2 (ja) | ||
| US5371717A (en) | Microgrooves for apodization and focussing of wideband clinical ultrasonic transducers | |
| US5511550A (en) | Ultrasonic transducer array with apodized elevation focus | |
| EP0045989B1 (en) | Acoustic impedance matching device | |
| US6984922B1 (en) | Composite piezoelectric transducer and method of fabricating the same | |
| JPH0126295B2 (ja) | ||
| US4910838A (en) | Method for providing a desired sound field as well as an ultrasonic transducer for carrying out the method | |
| EP1050079B1 (en) | High-sensitivity piezocomposite material and ultrasonic transducer made therefrom | |
| JP2001025094A (ja) | １−３複合圧電体 | |
| JPS6131128A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS6153562A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPH04203994A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS59178378A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS6097800A (ja) | 超音波探触子 | |
| JP3171715B2 (ja) | 高周波数用の配列型超音波探触子 | |
| JPS60247159A (ja) | 超音波探触子 |