JP6070549B2 - 超音波探触子 - Google Patents
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Description
図1Aは、本発明による超音波探触子の第1実施形態の斜視図である。超音波探触子1は、振動子アレイ2と音響整合層3と音響レンズ4と音響調整層5とを備える。振動子アレイ2は、図1Aに示すように、x方向(第1方向)およびy方向(第2方向)に2二次元に配列された複数の振動子2’を含む。x軸方向およびy軸方向はそれぞれ短軸方向および長軸方向に対応する。図1Aには示していないが、複数の振動子2’のそれぞれは、従来の超音波探触子と同様、信号線と接続されている。信号線はケーブルとしてまとめられ、超音波診断装置の本体と電気的に接続される(図示せず)。複数の振動子2’のそれぞれは、電気パルスと超音波との相互の変換を行うトランスデューサーであり、圧電体素子によって構成される。
第1の実施形態では、音響調整層を用いることで、ビームを集束させる深さ方向の相対的に深い位置であっても、ビーム幅を十分細くすることができる超音波探触子の形態を説明した。本実施形態では、相対的に浅い位置から深い位置にわたってビーム幅をさらに良好に集束させることができる超音波探触子の形態を説明する。
第1および第2の実施形態では、振動子と音響レンズとの間に音響調整層を設けることによって、各振動子から送信される超音波の位相、つまり、ある深さ位置における到達時間を調整し、送信ビームが細くなるように成形をおこなっていた。
2a、2b、2c、2d、2e 振動子
3 音響整合層
4、6 音響レンズ
5a、5b、5c 音響調整層
6a 第1音響レンズ部
6b 第2音響レンズ部
7a、7b、7c、7d、7e 振動子
8 振動子境界
100 超音波診断装置
101 超音波探触子
102 ケーブル
103 装置本体
104 振動子アレイ
105、105a、105b、105c 振動子
107 音響整合層
108 音響レンズ
Claims (11)
- 第1方向および前記第1方向とは異なる第2方向に2次元に配列されており、電気パルスと超音波との相互の変換を行う複数の振動子を有する振動子アレイと、
前記第1方向および前記超音波の送信方向に平行な断面において、前記送信方向に凸状の表面を有し、前記複数の振動子から送信される超音波を集束させる音響レンズと、
前記音響レンズと音速が異なる材料で構成されており、前記第1方向に配列された複数の振動子のうち少なくとも2つの振動子と前記音響レンズとの間にそれぞれ配置された少なくとも2つの音響調整層であって、前記少なくとも2つの音響調整層の前記材料および前記送信方向における厚さの少なくとも一方が互いに異なる、少なくとも2つの音響調整層と、
を備え、
前記少なくとも2つの音響調整層の各々は、前記第1方向における、その両端面の位置が、前記少なくとも2つの振動子の何れかの振動子の前記第1方向における両端面の位置と一致するように配置された超音波探触子。 - 前記音響調整層は、前記音響レンズよりも音速の速い材料で構成されており、
前記第1方向において前記振動子アレイの中心に位置する振動子に対応する前記音響調整層ほど前記厚さが大きい請求項1に記載の超音波探触子。 - 前記少なくとも2つの音響調整層は、
前記第1方向において前記振動子アレイの中心に位置する振動子に対応する第1音響調整層と、
前記第1方向において前記第1音響調整層に隣接する第2音響調整層と
を含み、
前記第1音響調整層の厚さは、前記第2音響調整層の厚さよりも大きい請求項2に記載の超音波探触子。 - 前記音響調整層は、前記音響レンズよりも音速が遅い材料で構成されており、
前記第1方向において前記振動子アレイの中心に位置する振動子に対応する前記音響調整層ほど前記厚さが小さい請求項1に記載の超音波探触子。 - 前記少なくとも2つの音響調整層は、
前記第1方向において前記振動子アレイの中心に位置する振動子に対応する第1音響調整層と、
前記第1方向において前記第1音響調整層に隣接する第2音響調整層と
を含み、
前記第1音響調整層の厚さは、前記第2音響調整層の厚さよりも小さい請求項4に記載の超音波探触子。 - 前記音響調整層が前記音響レンズより音速の速い材料によって構成され、
前記第1方向において前記振動子アレイの中心に位置する振動子に対応する前記音響調整層ほど構成する材料の音速が速い請求項1に記載の超音波探触子。 - 前記音響調整層が前記音響レンズより音速の遅い材料によって構成され、
前記第1方向において前記振動子アレイの中心から外側に位置する振動子に対応する前記音響調整層ほど構成する材料の音速が遅い請求項1に記載の超音波探触子。 - 前記音響調整層は、前記音響レンズの音響インピーダンスの値と同一あるいは近似する音響インピーダンスを有する材料によって構成されている請求項1から7のいずれかに記載の超音波探触子。
- 前記音響レンズは、前記第1方向および前記送信方向に平行断面において、第1曲率の表面形状を有する第1音響レンズ部と、
前記送信方向において、前記第1音響レンズ上に配置され、第2曲率の表面形状を有する第2音響レンズ部と
を含む請求項1から8のいずれかに記載の超音波探触子。 - 前記第2曲率は前記第1曲率よりも大きい請求項9に記載の超音波探触子。
- 前記第1音響レンズ部および前記第2音響レンズ部は、同じ材料によって構成されている請求項9または10に記載の超音波探触子。
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