JPS6192098A - 超音波探触子 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、超音波を送波、受波する超音波探触子に関す
る。

〔発明の背景〕

従来、超音波診断装置などで使用されている超音波探触
子をその製造方法と共に第１図に示す。

すなわち、第１図（ａ）に示すように取付板１の上にバ
ッキング材と呼ばれる超音波吸収体２を接着したものの
上に、その両面に電極ガ形成されたＰＺＴやＰｂＴｉＯ
３のような圧電振動子３を接着する。次に、第１図（ｂ
）に示すように圧電振動子３を所定の幅ｄに切断し、ア
レイ状に配列する。

さらに第１図（ｃ）に示すように圧電振動子３の表面に
整合層４を所望の厚さに接着する。

このようにして、超音波探触子が構成される。

これを図では省略するが、取り扱いが容易なようケース
に納めて完成する。

このような探触子の性能を調べてみると、各素子間で送
受波信号検出に時間的ばらつきが生ずる場合がある。こ
のばらつき精度Ｘはシステム側からの要求では±６μｓ
ｅｃ以内である必要があり、これを振動子３の配列精度
に換算すると±５μｍ以内におさめなければならない。

この原因を調べてみると、吸収体２の面上に配列してい
る振動子３が一直線上になく、第２図（ａ）に示すよう
に素子間で凹凸があったり、第２図（ｂ）に示すように
ある曲率をもって配列している場合である。

これは、取付板や吸収体の加工段階における仕上り精度
が影響していることがわかった。すなわち、取付板１に
曲りがあるものを使用したり、あるいはケース内に探触
子を取りつけるときのしめつけ具合いによって取付板１
に曲がりが生ずる場合などには、第２図（ｂ）のように
なる。また、吸収体２の表面に凹凸のある面上に振動子
３を接着した場合には第２図（ａ）のようになる。

この問題を解決する方法として次に述べる探触子製造方
法がもちいられている。すなわち第３図（ａ）に示すよ
うに、枠状の取付台５を作成する。

この取付台５は超音波振動子３の接着面精度よくかつ平
坦に仕上げられている。

この取付台５に第３図（ｂ）に示すように吸収体２を流
しこみ固化させると、取付台５と吸収体２とは一体化さ
れた構造となる。

この取付台５に第３図（ｃ）で示すように超音波振動子
３をのせて、接着すると超音波振動子３は、取付台５上
に平坦に固定できる。この状態で超音波振動子３を所定
の幅で切断すると、取付台５上に素子をアレイ状に精度
よく配列できる。

この場合、超音波振動子３の両端は取付台５の枠部で支
えられであるために、軟弱物質で構成された吸収体２の
変形には影響されることなく、接着時の精度を保つこと
ができる。

ここで、取付台５の構造を枠型にしたことは曲げ応力に
対して強い構造であるために、取付台５が曲げられるこ
とはない。

しかしながら以上述べたような製造方法で作成した探触
子の性能を調べてみると、圧電振動子３の前方に放射さ
れる超音波波形の直後に、圧電振動子３後方から放射さ
れた超音波が取付台５の内部を伝播し、その底部からの
反射超音波が圧電振動子３を通過して前方に放射される
超音波波形の存在することが判明した。この現象は圧電
振動子３を２回連続打ちしたのと同じ結果となり、分解
能の低下の大きな原因となる。

この現象を第４図にもとづいて詳しく説明する。

第４図は超音波探触子の縦断面を示したものである。

圧電振動子３を励振させて超音波を発生させた場合、超
音波は発生した場所により図示のようなふるまいをする
。すなわち、圧電振動子３の中心部で発生した超音波Ａ
、Ａ’のうち、Ａは圧電振動子３の前面方向にそのまま
伝播する。また、圧電振動子３の後面方向に放射された
超音波Ａ′波は圧電振動子３の背面に取りつけられてい
る超音波吸収体内に吸収されて消滅する。

しかしながらここで問題となるのは圧電振動子３の端部
から発生した超音波のうちＢ′波のふるまいである。Ｂ
′波は圧電振動子３の背面から放射されるものであるが
、このＢ′波は取付台５に伝播し、その底部で反射し、
矢印で示した経路を通ってまた圧電振動子３にもどって
きて、圧電振動子３を励振する。このため、圧電振動子
３はあたかも電気信号により励振したことと同一となり
、圧電振動子３からは、°また超音波Ｂ’が放射される
。

この様子を詳しく述べると、圧電振動子３を励振させる
と同一時刻に圧電振動子３の前方に放射されたＡ、Ｂ波
の直後にＢ″′波が放射されると云う時間的関係となる
。Ｂ’波が放射される時間的遅れの度合は、取付台５の
形状によってきまるものである。

このような波形をもつ超音波探触子を例えば超音波診断
装置等に用いて、その反射信号で画像表示しようとする
場合、得られる像の分解能は著しく低下してしまう。

〔発明の目的〕

変発明はかかる点を鑑みてなされたもので、その目的は
取付台の反射による分解能の低下を防止した超音波探触
子を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は圧電振動子を支持する取付台の接触部分の面積
を最小にするような構造とし、圧電振動子背面に放射さ
れ超音波を極力取付台に伝播させないような構造にした
ことを特徴としたものであである。剛体の取付台５は第
３図（ａ）に示すと同様なわく状の形をしている。ただ
し本実施例ではその上面はテーパ状に形成され、もって
エツジ部分が鋭角になるようにされている。この取付台
のわくの中に音波吸収体２が充填され、両者が一体とな
った支持台と形成している。支持台の上面は、高さが取
付台のエツジの高さと同一となるように仕上げられるの
で取付台のテーパ状の面の上にも音波吸収体２が残され
る。この支持台の上面に圧電振動子３が取付けられ、ア
レイ状に切断加工される。よって圧電振動子３と取付台
５とはエツジ部分の稜線で線接触している。両面の接着
は側面なお振動子３を取付台５に固定した後に吸着…２
を充填させても良い。

このような方法を採用したことにより、第４図で述べた
如く、圧電振動子３の端部で発生した超音波のうち、Ｂ
′波は取付台に伝播する量は非常に少な、くなり、その
効果には著しいものがある。

第６図は本発明の他の実施例を示すであり、取付台５の
底部を凹凸することにより、圧電振動子３の背面に放射
された超音波（第４図におけるＢ′波）が取付台の底部
に到達して反射するときに乱反射を生じせしめ、再び圧
電振動子３の背面に到達しないようにしたものである。

このような効果は第１図で示した従来探触子においてそ
の取付板１の表面を凹凸状にし、その上に超音波吸収材
２を液性しても同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明によれば、第４図で述べた如
く圧電振動子の背面に発生した超音波が取付台に伝播し
て反射し、再び圧電振動子に到達することを皆無にする
ことが可能となり、その効果には著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来超音波探触子の構造を示
す図、第４図は従来超音波探触子の問題点を説明する図
、第５図は本発明の一実施例を示す図、第６図は本発明
の他の実施例の構成を示す図である。 第　１　図（＾） ？ 第　１　図（ｂ） ■　　　１　　図　（０） 葛　２　　図　（り 第２　図（ｂ） 乙 第　　４　　図 第　５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、剛体のわく状の取付台と、該取付台のわくの中に充
   填された音波吸収材とを有し、該取付台の高さと同一の
   高さに整形された支持台と、該支持台の上面に取付けら
   れたアレイ状の圧電振動子を有する超音波探触子におい
   て、前記わく状の取付台の上面は鋭角のエッジを有する
   ようテーパ状に形成され、もって前記圧電振動子と前記
   取付台との接合部分が線接触となっていることを特徴と
   する超音波探触子。