CN103298409A - 超声波探头 - Google Patents
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Abstract
提供一种以廉价并且高可靠性的方式进行了加权（weighting）的超声波探头。实施方式的超声波探头具有压电振子和层，压电振子收发超声波。层与压电振子的背面即与收发超声波的一侧的面相反的面相接合；层具有比压电振子更大的声阻抗和杨氏模量；层具有多个槽，这些槽以槽口朝向压电振子的背面的方式配置；多个槽形成为槽的容积相对于层的体积所占的比例沿着从压电振子的背面的中央部到端部的方向而增加。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及超声波探头。
背景技术
存在一种超声波诊断装置，通过超声波扫描被检体内，基于由来自被检体内的反射波生成的接收信号，将该被检体的内部状态图像化。这样的超声波诊断装置从超声波探头向被检体内发送超声波，并由超声波探头接收在被检体内部由于声阻抗的不匹配而产生的反射波，由此生成接收信号。其中，与超声波的发送接收方向正交的方向有时候被称为透镜方向、分层（slice）方向或正视（elevation）方向。另外，与超声波的发送接收方向以及透镜方向正交的方向有时候被称为阵列方向。
超声波探头具有压电振子，该压电振子基于发送信号进行振动而产生超声波，并接收反射波而生成接收信号。在阵列方向上配置有多个元件的压电振子被称为一维阵列超声波振子。
为了减小一维阵列超声波振子的透镜方向声场的旁瓣、实现均匀声场，存在一种对压电振子3进行发送声压强度或接收灵敏度加权的技术（例如专利文献1）。加权技术有时候也称为权重（weighting）技术。
发明内容
发明要解决的课题
但是，作为加权技术的一个实例，在对没有足够强度的陶瓷等具有脆性的压电振子进行槽加工时，压电振子可能会破损，导致压电元件3的可靠性下降。进而，对压电振子进行加工时所受的制约引起成本升高，并同时存在着槽加工受限、难以实现充分而且理想的加权的问题。
本实施方式是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种以廉价并且高可靠性的方式进行了加权的超声波探头。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，实施方式的超声波探头具有压电振子和层，压电振子收发超声波。层与压电振子的背面即收发超声波的一侧的面的相反侧的面接合；层具有比压电振子更大的声阻抗；层具有多个槽，这些槽以槽口朝向压电振子的背面的方式配置；多个槽形成为槽的容积相对于层的体积所占比例沿着从压电振子的背面的中央部到端部的方向而增加。
附图说明
图1是第1实施方式的超声波探头沿透镜方向切开时的剖视图。
图2是超声波探头沿阵列方向切开时的剖视图。
图3是表示超声波探头的声模拟的结果（发送声压最大值）的图。
图4是第2实施方式的超声波探头沿透镜方向切开时的剖视图。
图5是第3实施方式的超声波探头沿透镜方向切开时的剖视图。
图6是表示超声波探头的声模拟的结果（发送声压最大值）的图。
图7是作为比较例的超声波探头沿阵列方向切开时的剖视图。
图8是表示作为比较例的声模拟的结果（发送声压最大值）的图。
具体实施方式
接下来，参照各图对实施方式的超声波探头进行说明。
超声波探头包含压电振子3和具有更大的声阻抗的中间层8，由此实现了使压电振子3的厚度达到超声波的波长λ的1/4的结构（以下称为λ/4振动结构）。此外，中间层8也被称为硬背（hard back）。通过采用λ/4振动结构，可以抑制经中间层8反射的超声波对压电振子3造成的影响。
在λ/4振动结构中，对具有更高强度并易于加工的中间层8进行槽加工，由此实现发送接收灵敏度的加权。具体而言，可以考虑以下的结构。这里，中间层8的背面指的是中间层8的位于压电振子3一侧的面的相反侧的面。
（1）形成槽9，该槽9具有从压电振子3一侧的面开始达到中间层8的厚度的中途为止的深度（参照图1）。
（2）形成槽9，该槽9具有从中间层8的背面开始达到压电振子3一侧端面为止的深度（参照图4）。
（3）形成槽9，该槽9具有从中间层8的背面开始达到压电振子3的厚度的中途为止的深度（参照图5）。这时的压电振子3的槽9的深度比比较例（参照图7）的槽9的深度浅即可。
下面对各实施方式的结构进行说明。进而，对通过有限元分析实施的声模拟结果进行说明。
【第1实施方式】
下面参照图1、图2和图3说明第1实施方式的超声波探头的结构和制造方法。
图1是超声波探头沿透镜方向切开时的剖视图，图2是超声波探头沿阵列方向切开时的剖视图。这里作为超声波探头的代表实例，针对一维的扇形阵列探头（sector array probe）进行说明。
如图1和图2所示，超声波探头具有背面部件1、信号引出用基板2、压电振子3、声匹配层、声透镜7和中间层8。其中，信号引出用基板2有时候称为FPC（Flexible Print Circuit：软性印刷电路板）。
在已知的背面部件（省略图示）上设置多个压电振子3，在这些压电振子3上设置已知的声匹配层，进而在声匹配层之上隔着FPC（省略图示）设置已知的声透镜7。即，按照背面部件1、压电振子3、声匹配层、FPC、声透镜7的顺序层叠。在压电振子3上设置有声匹配层的面成为超声波的放射面侧，与该面相反的一侧的面（设置有背面部件1的面）成为背面。压电振子3的放射面连接着公共（GND）电极，背面连接着信号电极。在压电振子3的背面一侧设置有中间层8，该中间层8下方设置有FPC2，进而，在FPC2的下方设置有背面部件1。此外，中间层8的详细情况将在后文叙述。
压电振子3可以使用压电陶瓷等声/电可逆式变换元件等。例如，可以优选使用锆钛酸铅Pb（Zr、Ti）O3、铌酸锂（LiNbO3）、钛酸钡（BaTiO3）或钛酸铅（PbTiO3）等陶瓷材料。
声匹配层是为了改善超声波振子的声阻抗与被检体的声阻抗的声匹配而设置的。声匹配层既可以只有1层，也可以有2层，也可以如本实施方式所示有第一声匹配层4、第二声匹配层5、第三声匹配层6等3层以上。
背面部件1防止超声波从超声波振子向后方传播。另外，背面部件1衰减吸收从压电振子3振荡产生的超声波振动和接收时的超声波振动之中的、超声波诊断装置（省略图示）的图像提取所不需要的超声波振动成分。背面部件1通常使用在合成橡胶、环氧树脂或聚氨酯橡胶等之中掺进钨、铁氧体、氧化锌等无机粒子粉末等所形成的材料。
[中间层]
下面参照图1和图2说明中间层8。
如图1和图2所示，在压电振子3的背面和FPC2之间配置有中间层8。
中间层8使用声阻抗比压电振子3（约30Mrayl）大、杨氏模量比压电振子3（约50Gpa）大的更硬的材料。
作为中间层8所使用材料的一个实例，可以使用金、铅、钨、蓝宝石、硬质合金等。利用这些材料形成中间层8，就可以很容易地在中间层8上形成槽9。
中间层8上设置着具有导电性的部件。作为具有导电性的部件的一个实例，可以使用金、铅、钨、硬质合金等。利用具有导电性的部件，可以经由中间层8将压电振子3的下面电极与FPC2连接起来。
（槽）
中间层8上设置有用于加权的多个槽9。多个槽9以其槽口朝向压电振子3的背面的方式配置。多个槽9按照槽9的容积相对于中间层8的体积所占的比例沿着从压电振子3的背面的中央部到端部的方向（透镜方向、分层方向）而增加的方式形成。
这里，将中间层8与压电振子3的背面的中央部和端部相对应的位置表示为A和D。另外，将位置A到位置D之间与位置A的距离为任意距离L的位置、及其一半距离L/2的位置表示为C和B。进而，将A-B之间的中间层8的体积以及B-C之间的中间层8的体积表示为V1和V2。这时，多个槽9按照B-C之间的槽98的容积V2大于等于A-B之间的槽9的容积V1的方式而形成（V1≤V2）。此外，V2=V1的状态存在于A-B之间和B-C之间没有形成槽9时。
多个槽9基于以下的具体实例中的某一个而形成。这里假定中间层8具有一定的厚度。
（实例1）
多个槽9按照相邻接的槽9之间的距离即间距（pitch）在透镜方向上变窄（由疏变密）的方式形成。即，B-C之间的间距P2比A-B之间的间距P1狭窄（P2≤P1）。
（实例2）
另外，多个槽9按照其宽度变大的方式形成。即，B-C之间的槽9的宽度W2比A-B之间的槽9的宽度W1大（W1≤W2）。这里，所谓宽度指的是在透镜方向上的长度。
（实例3）
另外，多个槽9按照其深度增大的方式形成。即，B-C之间的槽9的深度D2比A-B之间的槽9的深度D1大（D1≤D2）。这里，所谓的深度指的是在与透镜方向和阵列方向都正交的方向上（超声波的发送接收方向）的长度。
（实例4）
另外，多个槽9按照实例1～3中的任意两个以上组合而成的方式形成。
[超声波探头的制造方法]
在中间层8中加工形成未贯穿的槽9。将中间层8形成有槽9的面与压电振子3的背面层叠。进而，在中间层8的背面上接合FPC2和背面部件1。接合的实例通常是使用环氧类粘接剂等的粘接接合。其结果是，中间层8的槽9之间填充上环氧树脂。对中间层8单独进行了槽加工之后再与FPC2接合，因此容易加工。另外，由于在槽9中填充了环氧类树脂剂，因此利用槽9的固着效果而提高了中间层8的粘接强度。
其后，在压电振子3的声放射面一侧层叠声匹配层（第一声匹配层4、第二声匹配层5、第三声匹配层6）。针对该层叠结构，通过从声匹配层一侧开始进行切割实现元件阵列化之后，通过接合声透镜7而完成超声波探头的制造。
[声模拟的结果]
接下来参照图3说明第1实施方式的超声波探头的声模拟的结果。图3是表示超声波探头的声模拟的结果（发送声压最大值）的图。
使压电振子3按照脉冲波形振动，并测绘出在以水为介质时第三匹配层表面上的发送声压的最大值。确认了深度达到中间层8的厚度的中途为止的槽9所产生的影响。槽9按照实例1所示方式形成。
在图3中，纵轴表示分贝[dB]，横轴表示从中央部开始到透镜方向的端部的位置[mm]。例如，中央部的位置表示为0[mm]，端部的位置表示为6[mm]、-6[mm]。另外，将槽9的深度相对于中间层8的厚度的值表示为“0”、“1/7”、“1/2”、“9/10”。
如图3所示，与尚未加工出槽9的情形即槽9深度相对于中间层8的厚度的值为0时相比较，随着槽9从“1/7”到“9/10”逐渐加深，与中央部（0[mm]）相比，透镜方向的端部（5[mm]、-5[mm]）的灵敏度逐渐下降，发送灵敏度的加权效果提高。
【第2实施方式】
下面参照图3和图4说明第2实施方式的超声波探头的结构和制造方法。图4是第2实施方式的超声波探头沿透镜方向切开时的剖视图。
超声波探头的基本结构与实施例1相同。在第1实施方式中，中间层8的槽9是从压电振子3一侧开始以未贯穿中间层8的厚度的方式而形成的，这里则针对贯穿的情形进行说明。在这种情况下，先将压电振子3和中间层8进行接合之后，再从中间层8一侧开始形成预定的槽9，或者先将FPC2和中间层8进行接合之后，再从中间层8一侧开始形成预定的槽9。此后的制造方法与第1实施方式的实例相同。
[声模拟的结果]
接下来参照图3说明第2实施方式的超声波探头的声模拟的结果。
在图3中，槽9深度值表示为与中间层8的厚度相对的“1/1”。确认了以贯穿中间层8的厚度的方式加工而成的槽9所产生的影响。如图3所示，与中央部（0[mm]）相比，透镜方向的端部（5[mm]、-5[mm]）的灵敏度下降，发送灵敏度的加权效果提高。
【第3实施方式】
下面参照图5和图6说明第3实施方式的超声波探头的结构和制造方法。图5是超声波探头沿透镜方向切开时的剖视图。
第3实施方式的超声波探头的基本结构与第1实施方式相同。在第1、第2实施方式中仅在中间层8形成有槽9，这里则是包括压电振子3在内形成槽9。在这种情况下，先将压电振子3和中间层8进行接合之后，再从中间层8一侧开始形成预定的槽9。此后的制造方法与第1实施方式相同。
[声模拟的结果]
接下来参照图6说明第3实施方式的超声波探头的声模拟的结果。图6是表示超声波探头的声模拟的结果（发送声压最大值）的图。
在图6中，纵轴表示分贝[dB]，横轴表示从中央部开始到透镜方向的端部的位置。例如，中央部的位置表示为0，端部的位置表示为6、-6。另外，将槽9的深度相对于压电振子3的厚度的值表示为“1/20”、“1/4”、“1/2”、“1/1”。
如图6所示，当不仅在中间层8、而且在压电振子3中也加工出槽9的情况下，与中央部（0[mm]）相比，透镜方向的端部（5[mm]、-5[mm]）的灵敏度下降，发送灵敏度的加权效果提高。
[比较例]
接下来参照图7简单地说明比较例中的超声波探头的结构。图7是作为比较例的超声波探头沿透镜方向切开时的剖视图。
如图7所示，比较例的结构与在上述实施方式的不同之处在于，其不具有中间层8，而且其仅在压电振子3中加工出槽9。
与实施方式中的槽9相同，在压电振子3中加工形成的槽9形成为，通过使槽9的宽度、深度、间距变化，从压电振子3的中央部开始到透镜方向上的端部，槽9的容积相对于压电振子3的体积所占比例逐渐增加。由此，就可以对压电振子3进行在分层方向（透镜方向）上的加权。
此外，前面提到了在对具有脆性的压电振子3实施槽加工时存在着槽加工过程中的制约等问题，但在这里假设在比较例中的压电振子3中不存在槽加工的制约，进行了充分的加权。
[比较例中的声模拟的结果]
图8是表示比较例中的超声波探头的声模拟结果的图。使压电振子3按照脉冲波形振动，并测绘出在以水为介质时第三声匹配层6的表面上的发送声压的最大值。根据声模拟结果确认了槽9的深度所产生的影响。
在图8中，纵轴表示分贝[dB]，横轴表示从中央部开始到透镜方向的端部的位置[mm]。例如，中央部的位置表示为0[mm]，端部的位置表示为6[mm]、-6[mm]。另外，将槽9的深度相对于压电振子3的厚度的值表示为“1/20”、“1/4”、“1/2”、“1/1”。
如图8中从“1/20”到“1/1”的状况所示，随着槽9的加深，与中央部相比，端部的灵敏度下降，可知发送灵敏度被加权。
[声模拟结果的比较]
接下来参照图3和图8对第1、第2实施方式中的声模拟结果与比较例中的声模拟结果的比较进行说明。
如图3所示，当实施方式中的压电振子3中形成的槽9的深度为例如“9/10”（第1实施方式）、“1/1”（第2实施方式）时，在端部（5[mm]、-5[mm]）的发送灵敏度分别约为-4.5[dB]。另一方面，如图8所示，当比较例中的压电振子3中形成的槽9的深度为例如“1/1”时，在端部（5[mm]、-5[mm]）的发送灵敏度约为-5.5[dB]。
根据这一结果，在第1、第2实施方式中，通过在中间层8中形成槽9，就能够获得与比较例同等程度的发送灵敏度加权效果。因为在压电振子3中没有必要形成槽9，所以压电振子3不会发生破损，可以提高压电振子3的可靠性。另外也缓解了压电振子3的加工性制约，可以降低成本。
接下来参照图6和图8对第3实施方式中的声模拟结果与比较例中的声模拟结果的比较进行说明。
如图6所示，当第3实施方式中的压电振子3中形成的槽9的深度为例如“1/20”、“1/4”时，在端部（5[mm]、-5[mm]）的发送灵敏度分别约为-4[dB]、-5[dB]。另一方面，如图8所示，当比较例中的压电振子3中形成的槽9的深度为例如“1/1”时，在端部（5[mm]、-5[mm]）的发送灵敏度约为-5.5[dB]。
根据这一结果，在获得与比较例同等程度的发送灵敏度加权效果时压电振子3中所形成的槽9的深度无需太深，因此压电振子3不会发生破损，可以提高压电振子3的可靠性。另外也缓解了压电振子3的加工性制约，可以降低成本。
如上述说明，根据实施方式的结构，可以对超声波探头进行廉价而且高可靠性的加权。
进而，根据第1、第2实施方式的结构，不需要对压电振子3进行槽加工，压电振子3不会因槽加工而破损，因此可以提高压电振子3的可靠性。另外，缓解了槽加工的制约，因而能够在中间层8中实施与比较例的槽加工相比间距更窄的槽加工，由此可以进行充分的加权。
进而，在第3实施方式的结构中，即使压电振子3中形成的槽9的深度比比较例的压电振子3中形成的槽9的深度浅，也能够获得与比较例同等程度的加权效果，并且由于槽9无需太深，因而能够防止在槽加工时压电振子3发生破损等事故，可以提高压电振子3的可靠性。
此外，在所述实施方式中，所形成的槽9的深度分别是一定的，但并不限于此，例如在中间层8的中央部和端部所形成的槽9的深度也可以不同。
另外，在实施方式中记述了发送强度作为声模拟结果，但在利用本实施方式的超声波探头接收在被检体内反射的超声波时，也可以考虑与发送灵敏度同样的方式进行接收灵敏度加权。
以上说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式是作为实例而呈现的，其意图并不是为了限定发明的范围。这些新实施方式可以通过其他的各种各样的方式加以实施，在不脱离发明主旨的范围内能够作出各种各样的省略、替换、变更。这些实施方式或其变形既包含在发明的范围或主旨内，也包含在权力要求书中记载的发明及其均等的范围内。
符号说明
1背面部件
2FPC
3压电振子
4第一声匹配层
5第二声匹配层
6第三声匹配层
7声透镜
8中间层
9槽
Claims (9)
1.一种超声波探头，具有：
用于收发超声波的压电振子；以及
与所述压电振子的背面接合且具有比所述压电振子大的声阻抗的层，所述背面是所述压电振子的收发超声波一侧的面的相反侧的面；
其特征在于，
所述层具有多个槽，所述槽形成为其槽口朝向所述压电振子的背面；
所述多个槽形成为，该槽的容积相对于所述层的体积所占的比例沿着从所述压电振子的背面的中央部到端部的方向增加。
2.如权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，
所述层具有比所述压电振子大的杨氏模量。
3.如权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，
所述多个槽以沿着从所述压电振子的背面的中央部到端部的方向所述槽的间距变窄、沿着从所述压电振子的背面的中央部到端部的方向所述槽的宽度变宽、或者沿着从所述压电振子的背面的中央部到端部的方向所述槽的深度加深的方式来形成，或者，以这些方式之中的两种以上的组合来形成。
4.如权利要求1～3中任一项所述的超声波探头，其特征在于，
所述槽的深度比所述层的厚度小。
5.如权利要求1～3中任一项所述的超声波探头，其特征在于，
所述槽贯穿所述层。
6.如权利要求1～3中任一项所述的超声波探头，其特征在于，
在所述压电振子的背面上与所述层的所述多个槽的位置相对应地形成有多个比与所述压电振子的厚度相当的深度浅的槽。
7.如权利要求1～6中任一项所述的超声波探头，其特征在于，
所述槽中填充有树脂材料。
8.如权利要求1～6中任一项所述的超声波探头，其特征在于，
所述层的声阻抗大于等于30[Mrayl]，以及/或者，杨氏模量大于等于50[GPa]。
9.如权利要求1～6中任一项所述的超声波探头，其特征在于，
所述层具有导电体。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212671A (en) * | 1989-06-22 | 1993-05-18 | Terumo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic probe having backing material layer of uneven thickness |
| US5882309A (en) * | 1997-05-07 | 1999-03-16 | General Electric Company | Multi-row ultrasonic transducer array with uniform elevator beamwidth |
| CN1712443A (zh) * | 2004-06-15 | 2005-12-28 | 株式会社东芝 | 吸声衬垫组合物、超声波探针及超声波诊断装置 |
| US20080125658A1 (en) * | 2006-09-01 | 2008-05-29 | General Electric Company | Low-profile acoustic transducer assembly |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2615132B2 (ja) * | 1988-05-19 | 1997-05-28 | 富士通株式会社 | 超音波探触子 |
| JP2919508B2 (ja) * | 1989-11-10 | 1999-07-12 | テルモ株式会社 | 超音波探触子 |
| JP2917473B2 (ja) * | 1990-09-19 | 1999-07-12 | 富士電機株式会社 | 電子写真用感光体 |
| US5371717A (en) * | 1993-06-15 | 1994-12-06 | Hewlett-Packard Company | Microgrooves for apodization and focussing of wideband clinical ultrasonic transducers |
| JP2000271116A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-10-03 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
| JP4610790B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2011-01-12 | セイコーインスツル株式会社 | 圧電トランスデューサの製造方法 |
| US6859984B2 (en) * | 2002-09-05 | 2005-03-01 | Vermon | Method for providing a matrix array ultrasonic transducer with an integrated interconnection means |
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| JP2005328507A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-24 | Toshiba Corp | 超音波プローブ及び超音波診断装置 |
| US7348712B2 (en) * | 2004-04-16 | 2008-03-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
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| JP2006313977A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合圧電材料およびその製造方法 |
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| KR101269459B1 (ko) * | 2011-12-13 | 2013-05-30 | 삼성전자주식회사 | 초음파 프로브 및 그 제조방법 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212671A (en) * | 1989-06-22 | 1993-05-18 | Terumo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic probe having backing material layer of uneven thickness |
| US5882309A (en) * | 1997-05-07 | 1999-03-16 | General Electric Company | Multi-row ultrasonic transducer array with uniform elevator beamwidth |
| CN1712443A (zh) * | 2004-06-15 | 2005-12-28 | 株式会社东芝 | 吸声衬垫组合物、超声波探针及超声波诊断装置 |
| US20080125658A1 (en) * | 2006-09-01 | 2008-05-29 | General Electric Company | Low-profile acoustic transducer assembly |
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