JPS6239761A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS6239761A JPS6239761A JP18074185A JP18074185A JPS6239761A JP S6239761 A JPS6239761 A JP S6239761A JP 18074185 A JP18074185 A JP 18074185A JP 18074185 A JP18074185 A JP 18074185A JP S6239761 A JPS6239761 A JP S6239761A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- thickness
- wavelength
- ultrasonic probe
- acoustic
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2437—Piezoelectric probes
- G01N29/245—Ceramic probes, e.g. lead zirconate titanate [PZT] probes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- 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】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】
〔発明の技術分野〕
本発明は圧電セラミック体を用いた超音波探触子、特に
医用超音波診断装置或いは非破壊検査装置用の超音波探
触子技術に関するものである。
医用超音波診断装置或いは非破壊検査装置用の超音波探
触子技術に関するものである。
超音波送受信装置における分解能は周波数が高くなる程
良くなるのが普通であるが、その反面、周波数が高くな
ればなる程媒質中での超音波減衰の程度が大きくなると
いう現象を伴なうため、一般には、目的に応じて高い周
波数の超音波探触子と低い周波数の超音波探触子とを使
い分けるということが行なわれる０例えば、頚動脈ドツ
プラ用超音波探触子として使用する場合には、Ｂモード
像を分解能よく形成する必要があるため、高周波で送受
信することが望まれ、一方、ドツプラ信号はＳ／Ｎ比が
良く且つ検出し得る最高流速が大きいことが望ましいの
で、低い周波数で送受信する必要が生じる等のケースが
、これに相当するのである。
良くなるのが普通であるが、その反面、周波数が高くな
ればなる程媒質中での超音波減衰の程度が大きくなると
いう現象を伴なうため、一般には、目的に応じて高い周
波数の超音波探触子と低い周波数の超音波探触子とを使
い分けるということが行なわれる０例えば、頚動脈ドツ
プラ用超音波探触子として使用する場合には、Ｂモード
像を分解能よく形成する必要があるため、高周波で送受
信することが望まれ、一方、ドツプラ信号はＳ／Ｎ比が
良く且つ検出し得る最高流速が大きいことが望ましいの
で、低い周波数で送受信する必要が生じる等のケースが
、これに相当するのである。
而してこの場合、複数の周波数でそれぞれ作動する超音
波探触子が存在すれば、探触子の交換なしで使用周波数
を使い分けることが出来るので、操作の上からもまた装
置のコストの上からも極めて便利となる。そのため、従
来からこの種超音波探触子の提案がなされている。
波探触子が存在すれば、探触子の交換なしで使用周波数
を使い分けることが出来るので、操作の上からもまた装
置のコストの上からも極めて便利となる。そのため、従
来からこの種超音波探触子の提案がなされている。
その一つの方式は、厚み共振周波数ｆ。とその奇数倍高
調波３ｆ、、５ｆＯ・・・とを利用するもので、従来か
ら一般的に行なわれて来た方式であるが、これは“高周
波になればなる程送受信効率が低下する”という従来欠
点をそのまま有しており、また、他の方式のものは、１
／４波長波長層の音響インピーダンスを高くなし、且つ
圧電セラミックの共振周波数の上下でインピーダンス整
合をとることによって、１個の探触子を２つの異なる周
波数で動作させるというものであるが、この方式のもの
でも、動作周波数が共振周波数から大きくずれてしまう
ために送受信効率が低下してしまうという欠点をもって
いた。これは、一般に圧電セラミック等の圧電体の厚み
共振により超音波を送受信する超音波探触子では、その
圧電体の厚さにより決定される成る周波数ｆ０近傍にお
いてのみ効率良く超音波を送受信出来るという現象に背
反しているためである。
調波３ｆ、、５ｆＯ・・・とを利用するもので、従来か
ら一般的に行なわれて来た方式であるが、これは“高周
波になればなる程送受信効率が低下する”という従来欠
点をそのまま有しており、また、他の方式のものは、１
／４波長波長層の音響インピーダンスを高くなし、且つ
圧電セラミックの共振周波数の上下でインピーダンス整
合をとることによって、１個の探触子を２つの異なる周
波数で動作させるというものであるが、この方式のもの
でも、動作周波数が共振周波数から大きくずれてしまう
ために送受信効率が低下してしまうという欠点をもって
いた。これは、一般に圧電セラミック等の圧電体の厚み
共振により超音波を送受信する超音波探触子では、その
圧電体の厚さにより決定される成る周波数ｆ０近傍にお
いてのみ効率良く超音波を送受信出来るという現象に背
反しているためである。
そのため、異なった２つの周波数で作動し、且つ超音波
の送受信効率の良い超音波探触子の出現が望まれていた
。
の送受信効率の良い超音波探触子の出現が望まれていた
。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、略ｌ対２
の比率を有する２つの周波数を用いて、効率よく超音波
を送受信することの可能な超音波探触子を提供すること
を目的とする。
の比率を有する２つの周波数を用いて、効率よく超音波
を送受信することの可能な超音波探触子を提供すること
を目的とする。
前記目的を達するための本発明の概要は、厚み共振周波
数が２ｆｏの圧電セラミック体の背面側に、音響インピ
ーダンスが高く且つ厚さが前記周波数２ｆ、での波長の
略１／２の長さに相当する前面負荷体を形成すると共に
、該背面負荷体の背面に音響インピーダンスの低い音波
吸収体を形成し、更に、前記圧電セラミック体の前面側
に、厚さが前記周波数２ｆ、での波長の略１／４の長さ
に相当する音響整合体を形成することにより、２ｆｏ近
傍域とその略１／２であるｆ０近傍域との２つの異なる
周波数領域において、いずれも効率よく超音波を送受信
し得るようになしたことにある。
数が２ｆｏの圧電セラミック体の背面側に、音響インピ
ーダンスが高く且つ厚さが前記周波数２ｆ、での波長の
略１／２の長さに相当する前面負荷体を形成すると共に
、該背面負荷体の背面に音響インピーダンスの低い音波
吸収体を形成し、更に、前記圧電セラミック体の前面側
に、厚さが前記周波数２ｆ、での波長の略１／４の長さ
に相当する音響整合体を形成することにより、２ｆｏ近
傍域とその略１／２であるｆ０近傍域との２つの異なる
周波数領域において、いずれも効率よく超音波を送受信
し得るようになしたことにある。
以下、図示実施例に基づいて本発明を詳述する。
第１図は本発明に係る超音波探触子の一例であり、図中
、１は厚み共振周波数が２１．である圧電セラミックで
、この周波数２１．での波長の略１／２に相当する長さ
の厚さく例えばλ／４・・・但し、λは共振周波数ｆ０
における波長）を有する。
、１は厚み共振周波数が２１．である圧電セラミックで
、この周波数２１．での波長の略１／２に相当する長さ
の厚さく例えばλ／４・・・但し、λは共振周波数ｆ０
における波長）を有する。
２は該圧電セラミック１の背面に電極５ａを挟んで形成
した高インピーダンス背面バフキング層としての背面負
荷セラミックで、前記圧電セラミックと略同−の厚さく
例えばλ／４）を有する。３は該背面セラミック２の背
面に形成した低音響インピーダンスの音響吸収体で、ゴ
ム系材料により作られている。４は前記圧電セラミック
１の媒質側表面に電極５ｂを挟んで形成したエポキシ系
材料による音響整合体で、その厚さは、前記周波数２ｆ
、での略１／４に相当する長さく例えばλ／８）に予め
設定しである。５ａ、５ｂは前記電極５ａ、５ｂからの
リード線で、この超音波探触子１〜５がｍｌ ＩＪ−ド
線を介して電気的に駆動されるように構成する。
した高インピーダンス背面バフキング層としての背面負
荷セラミックで、前記圧電セラミックと略同−の厚さく
例えばλ／４）を有する。３は該背面セラミック２の背
面に形成した低音響インピーダンスの音響吸収体で、ゴ
ム系材料により作られている。４は前記圧電セラミック
１の媒質側表面に電極５ｂを挟んで形成したエポキシ系
材料による音響整合体で、その厚さは、前記周波数２ｆ
、での略１／４に相当する長さく例えばλ／８）に予め
設定しである。５ａ、５ｂは前記電極５ａ、５ｂからの
リード線で、この超音波探触子１〜５がｍｌ ＩＪ−ド
線を介して電気的に駆動されるように構成する。
而して本実施例の構成では、λ／２の合成厚をもつ圧電
セラミックｌと一背面負荷セラミック２との合成層が、
２ｆ、に共振周波数をもつプローブ（探触子）として働
き、λ／８の厚みをもつ音響整合体４がｆｏに共振周波
数をもつプローブとして働くことになるのである。そし
て、本実施例の駆動法としては、高分子圧電体等の駆動
法として従来から知られている１／４波長駆動法と同じ
駆動法を用いる。
セラミックｌと一背面負荷セラミック２との合成層が、
２ｆ、に共振周波数をもつプローブ（探触子）として働
き、λ／８の厚みをもつ音響整合体４がｆｏに共振周波
数をもつプローブとして働くことになるのである。そし
て、本実施例の駆動法としては、高分子圧電体等の駆動
法として従来から知られている１／４波長駆動法と同じ
駆動法を用いる。
今、本実施例の超音波探触子１〜５に関する送受信効率
の性能曲線を示すと第２図のようになるが、図からも判
る通り、３．７ＭＨｚと７．８． ＭＨｚとにそれぞれ
の中心を有する２つの周波数が、いずれも効率よく送受
信されていることが読み取れる。
の性能曲線を示すと第２図のようになるが、図からも判
る通り、３．７ＭＨｚと７．８． ＭＨｚとにそれぞれ
の中心を有する２つの周波数が、いずれも効率よく送受
信されていることが読み取れる。
これは、従来の１／４波長駆動法における２ｆ。
での送受信効率の劣化現象を改善したために得られた効
果であると云えるのである。
果であると云えるのである。
即ち、従来の１／４波長駆動法では、１／４波長モード
での動作周波数ｆ０で圧電体と音場媒質との整合をとっ
ていたために２７．での送受信効率が良くなかった現象
に着眼し、本発明では、音響整合体４の厚さを２１．の
周波数での波長の略１／４の長さに相当する厚さに設定
することによって、従来欠点を解消し得たのである。即
ち、２１０とｆｏとの２つの周波数領域での送受信効率
を高めることが出来たのである。
での動作周波数ｆ０で圧電体と音場媒質との整合をとっ
ていたために２７．での送受信効率が良くなかった現象
に着眼し、本発明では、音響整合体４の厚さを２１．の
周波数での波長の略１／４の長さに相当する厚さに設定
することによって、従来欠点を解消し得たのである。即
ち、２１０とｆｏとの２つの周波数領域での送受信効率
を高めることが出来たのである。
尚、本発明は図示実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を変更せざる範囲で種々に変形実施し得るもので
ある。
の要旨を変更せざる範囲で種々に変形実施し得るもので
ある。
以上述べた通り、本発明を用いるときは、略ｌ：２の比
率を有する２つの周波数ｆ０及び２ｆ。
率を有する２つの周波数ｆ０及び２ｆ。
の超音波を利用することにより、効率のよい送受信が可
能となるため、超音波探触子を交換することなしに、周
波数の異なる２種の超音波の使用を効率よく行なうこと
が出来る。従って、特に医用の超音波診断装置に適用し
た場合に極めて有用となる。
能となるため、超音波探触子を交換することなしに、周
波数の異なる２種の超音波の使用を効率よく行なうこと
が出来る。従って、特に医用の超音波診断装置に適用し
た場合に極めて有用となる。
尚、医用の超音波探触子とする場合には、本発明の構成
をもってアレイ状に配置し、２周波アレイ状探触子とし
て用いることが好ましい。
をもってアレイ状に配置し、２周波アレイ状探触子とし
て用いることが好ましい。
第１図は本発明に係る一実施例の概略断面図、第２図は
第１図示実施例の性能曲線図である。 １・・・圧電セラミック、２・・・背面負荷セラミック
、３・・・音響吸収体、４・・・音響整合体。
第１図示実施例の性能曲線図である。 １・・・圧電セラミック、２・・・背面負荷セラミック
、３・・・音響吸収体、４・・・音響整合体。
Claims (2)
- （１）厚み共振周波数が２ｆ＿０の圧電セラミック体の
背面側に、音響インピーダンスが高く且つ厚さが前記周
波数２ｆ＿０での波長の略１／２の長さに相当する背面
負荷体を形成すると共に、該背面負荷体の背面に音響イ
ンピーダンスの低い音波吸収体を形成し、更に、前記圧
電セラミック体の前面側に、厚さが前記周波数２ｆ＿０
での波長の略１／４の長さに相当する音響整合体を形成
して成ることを特徴とする超音波探触子。 - （２）前記音響整合体が複数層より成る特許請求の範囲
第１項記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18074185A JPS6239761A (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18074185A JPS6239761A (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6239761A true JPS6239761A (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=16088499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18074185A Pending JPS6239761A (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6239761A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003102095A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波振動子 |
| EP1493380A1 (en) | 2003-07-02 | 2005-01-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for forming an image |
| JP2010502297A (ja) * | 2006-09-01 | 2010-01-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 低輪郭音響トランスデューサ組立体 |
| RU2697024C1 (ru) * | 2018-11-21 | 2019-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" | Ультразвуковой раздельно-совмещенный преобразователь |
-
1985
- 1985-08-16 JP JP18074185A patent/JPS6239761A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003102095A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波振動子 |
| EP1493380A1 (en) | 2003-07-02 | 2005-01-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for forming an image |
| JP2010502297A (ja) * | 2006-09-01 | 2010-01-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 低輪郭音響トランスデューサ組立体 |
| RU2697024C1 (ru) * | 2018-11-21 | 2019-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" | Ультразвуковой раздельно-совмещенный преобразователь |
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