DE3119272A1 - "bogenabtastungs-ultraschallwandler-anordnung" - Google Patents

"bogenabtastungs-ultraschallwandler-anordnung"

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DE3119272A1 DE19813119272 DE3119272A DE3119272A1 DE 3119272 A1 DE3119272 A1 DE 3119272A1 DE 19813119272 DE19813119272 DE 19813119272 DE 3119272 A DE3119272 A DE 3119272A DE 3119272 A1 DE3119272 A1 DE 3119272A1
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Description

Bogenabtastungs-Ultraschallwandler-Anordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine piezoelektrische Wandleranordnung zur Verwendung bei einem Ultraschall-Abbildungssystem insbesondere für Anwendungen in der Medizin und auf ein Ultraschall-Abbildungssystem vom Bogenabtastungstyp, das diese Anordnung verwendet.
Ultraschallwandler-Anordnungen werden üblicherweise in die Kategorien Linearabtastungstyp, Sektorabtastungstyp und Bogenabtastungstyp eingeteilt. Bekannte Wandleranordnunj'.on, die beim lJoi',on;ibtaatunj',r.t,yp verwendet werden, weiten ein lünt'l iches; ρ iezoc lektri sxrhes Element aus einem Kerainikmaterial, das in Bogenform gefertigt ist, eine Vielzahl von auf einer Elektrode des piezoelektrischen Elements angeordneten Elektroden, sowie eine an der anderen Oberfläche des piezoelektrischen Elements angebrachte gemeinsame Elektrode auf. Die gemeinsame Elektrode ist von einer'Isolationsschicht, beispielsweise aus Silikongummi etc. bedeckt, während die einzelnen Elektroden
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von einer Schicht aus Ferritgummi oder Epoxyharz; das mit Wolframpulver zur Dämpfung von Schwingungen des pie-•/xK'U-kl.ritiohen EJaiicnts p.cmiiicht ist, bedeckt werden, welche eine Bauein-Ik.1 i L IuM1IHMfUiIrL. Du; iüoial ionasch i chi. bildet eine Oberfläche, die konvex in Ausbreitungsrichtung der Ultraschallenergie ist, um als Kontaktfläche mit einem Menschen zu dienen. Bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines derartigen gekrümmten piezoelektrischen Elements wird der piezoelektrische Keramikkörper in die Form eines Bogens verforrnt und dann der bogenförmige Körper bei höheren Temperaturen ausgeglüht oder der keramische Körper wird in Form eines Bogens geschliffen. Verglichen mit einer Umwandleranordnung vom ebenen Typ, bei der kein Formgebungsprozeß notwendig ist, ist die herkömmliche konvexe Umwandleranordnung bezüglich der Ausbeute nachteilig. Da ferner die einzelnen Elektroden zusammen mit der gemeinsamen Elektrode eine Vielzahl von Gebieten elektrisch erregten Zustands zur Erzeugung von Ultraschallenergie aus diesen Gebieten bilden, neigen
^" benachbarte Gebiete dazu, miteinander zu interferrieren, wodurch anormale Nebenmaxima entstehen, was bewirkt, daß die Anordnung in ihrem Betriebsverhalten von den gewünschten Entwurfsparametern abweicht. Da die Schwingungsmode der herkömmlichen Anordnung eine Dickenmode
iU ist, beträgt der elektromechanische Koeffizient k, weniger als 0,5; dieser Wert ist unzureichend, um eine zufriedenstellende Empfindlichkeit und Frequenz-Bandbreite-Charakteristik zu ergeben.
Krfindungsgemaß weist die Urnwandleranordnung eine Impedanz-Anpassungsschichtaus einem elastischen bzw< federnden Materials sowie eine Vielzahl von nacheinander auf der Anpassungsschicht angeordneten Wandlern auf. Jeder Wandler weist ein längliches piezoelektrisches Element mit
einem Breiten/Dicken-Verhältnis von etwa 0,6 auf, damit
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das piezoelektrische Element in einer Breiten-Dehnungs-Mode schwingt. Ein Paar von Elektroden ist an in Richtung der Dicke entgegengesetzten Oberflächen des piezoelektrischen Elements angebracht. Jeder Wandler weist ferner einen länglichen Block aus einem Impedanz-Anpassungsmaterial auf, beispielsweise aus Bergkristall, Glas
oder geschmolzenem Quarz. Aufgrund der Elastizität des Materials ermöglicht die gemeinsame Schicht, daß die Anordnung eine gewünschte Form annimmt, so daß sie in einen Rahmenaufbau eingepaßt wird, der eine in Ausbreitungsrichtung der Ultraschall energie konvexe Oberfläche hat. Die piezoelektrischen Elemente werden an dem Rahmen angebracht, so daß sie parallele Seitenelemente des Rahmens überbrücken, um Schwingungen in einer Breiten-Dehnungs-Mode hervorzurufen, die mit der Längsrichtung der Anordnung übereinstimmt.
Da die Wandler auf einzelnen Impedanz-Anpassungselementen angebracht sind, durch die die akustische Energie in die darunterliegende gemeinsame elastische Schicht übertragen wird, ist die unerwünschte akustische Interferrenz beseitigt. Die BreitenDehnungs-Mode ergibt hervorragende Eigenschaften bezüglich der Empfindlichkeit auf die angelegte Spannung und dem Frequenz-Ansprechvermögen.
Die Erfindung löst damit die Aufgabe, eine Ultraschall-Wandleranordnung mit einer konvexen Oberfläche zu schaffen, bei der die Probleme beim Stand der Technik beseitigt sind.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird die gekrümmte Anordnung vorteilhafterweise in ein Ultraschall-Abbildungssystem vom Bogenabtastungstyp eingebaut.
Bei dem Ultraschall-Abbildungssystem werden die piezo-
elektrischen Elemente in eine Vielzahl von Untergruppen aus piezoelektrischen Elementen eingeteilt. Kanalüber-
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trager i;ind irii t den piezoelektrischen Elementen einer ausgewählten Untergruppe verbunden, von der mittels einer Schalter-Schaltung ansprechend auf einen Taktimpuls auf die nächste benachbarte Untergruppe umgeschaltet wird, die einen Abstand von mindestens einem piezoelektrischen Element hat. Die Signale an den Kanalübertragern werden durch eine Fokussierschaltung verzögert, damit die übertragene akustische Energie in einer gewünschten Tiefe vom Eintrittspunkt der Energie fokussiert wird. Durch <jj(. Konvexität der Anordnung wird die fokuasierte Ultraschallenergie auf einem Bogen geführt. Eine Bogen-Führungsschaltung, die üblicherweise kompliziert und kostenaufwendig ist, wird deshalb bei der vorliegenden Erfindung unnötig.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
*■" Fig. 1 eine Aufsicht von oben auf eine erfindungsgemäße Ultraschall-Wandleranordnung,
Fig. 2 einen Querschnitt bei der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt bei der Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt bei der Linie 4-4 in Fig. 1,
Fig. 5 ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6 schematisch ein Ultraschall-Abbildungssystem vom Bogen-Abtastungstyp, in das die erfindungsgemäße Umwandleranordnung eingebaut ist, und
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DE 1229 Fig. 7 Einzelheiten der Steuerschaltung gemäß Fig. 6.
Die die Erfindung verkörpernde Anordnung aus piezoelektrischen Wandlern ist allgemein mit IO in Fig. 1 bezeichnet. Die Wandleranordnung 10 weist einen leitenden Rahmen 11, der in Ausbreitungsrichtung der Ultraschallenergie konvex ist, sowie eine Vielzahl von länglichen piezoelektrischen Wandlern 12 auf, die nacheinander auf dem konvexen Rahmenaufbau 11 angeordnet sind, wie dies in Fig.
2 gezeigt ist. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, weist jeder Wandler ein piezoelektrisches Element 20 auf, das die parallelen Seitenelemente des Rahmens 11 überbrückt. Jedes piezoelektrische Element weist eine 2-Komponentenkeramik aus Bleititanat und Bleizirkonat (bekannt unter dem Handelsnamen PZT) oder ein 3-Komponentensystem aus Bleititanat, Bleizirkonat und Bleimagnesiurnniobat (bekannt unter dem Handelsnamen PCM) mit einem Verhältnis (W/T) der Breite (W) zur Dicke (T) von etwa 0,6 auf. Durch dieses Breiten/Dicken-Verhältnis ergibt sich, daß das piezoelektrische Element in einer Breiten-Dehnungsmode der Schwingung mit einem elektromechanischen Kopplunßskoeffizienten kt von 0,65 bis 0,7 schwingt, . einem Wert, der wesentlich höher als der Koeffizient k, der Dicken-Dehnungsmode von herkömmlichen Wandlerelementen ist. Man erhält eine hohe Empfindlichkeit und eine hervorragende Bandbreiten-Charakteristik. An der oberen und unteren Seite des piezoelektrischen Elements 20 befinden sich einzelne Elektroden 21 bzw. 22. Das piezoelektrische Element 20 ist an einem rückspringenden
Abschnitt 13 des Rahmens 11 mittels eines geeigneten Klebematerials befestigt. An der unteren Seite der Elektrode 22 befindet sich ein erste Impedanz-Anpassungsmaterial in Form eines länglichen Körpers 23, das einen
Teil jedes Wandlers 12 bildet. Die Wandlerelemente 12 05
sind an einer gemeinsamen Schicht bzw. einem zweiten
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' Impedanz-Anpassungsmaterial in Form einer gemeinsamen Schicht 24 befestigt, das zur Bildung einer Kontaktfläche Dogenform hat, mit der die Anordnung 10 in Kontakt mit der Überfläche eines Menschen gebracht wird. Die unteren Elektroden 22 der Wandlerelemente 12 sind durch einen leitenden Kleber 25 in Kontakt mit dem Rahmen 11, so daß der Rahmen 11 als gemeinsame Elektrode für die Wandlerelemente dient, während die oberen Elektroden 21 der Wandler durch Leitungen 28 mit einzelnen Elektroden 26
'" verbunden sind, die auf einer Schicht 27 aus einem isolierenden Material vorgesehen sind, das auf der oberen Oberfläche eines Randes des Rahmens 11 ausgebildet ist. Der erste Impedanz-Anpassungskörper 23 ist aus
Bergkristall, Glas oder geschmolzenem Quarz und die
'** zweite Impedanz-Anpassungsschicht 24 aus Epoxyharz hergestellt.
Die erfindungsgemäße Wandleranordnung wird vorteilhafterweise wie fol^.t hergestellt: Eine piezoelektrische
Schicht mit Me tal Lberschichtung auf gegenüberliegenden Flachen wird an eine Schicht aus dem ersten Impedanz-Anpassungsmaterial wie vorstehend erläutert, mittels eines Klebematerials geklebt. Die erste Impedanz-Anpassungsschicht wird an die zweite Impedanz-Anpassungs-
schicht 24 angeklebt. Anschließend wird diese Anordnung einem Würfelschneidevorgang unterzogen, bei dem die oberen beiden Schichten eingeschnitten werden, um eine Vielzahl von Wandlerelementen 12 zu erzeugen, die an der zweiten Impedanz-Anpassungsschicht 24 befestigt sind
Aufgrund der Elastizität der zweiten Impedanz-Anpassungsschicht 24 kann die Anordnung selbst zur Annahme einer gekrümmten Konfiguration gebogen werden. Die gemeinsame Inipedanz-Anpassungsschicht 24 wird gebogen, so daß sie die Form eines Bogens anlmmt, der mit dem konvexen lei-
tenden Rahmen 11 übereinstimmt, und die einzelnen piezo-
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elektrischen Elemente PO werden dann an die Sei tenelornernente des Rahmens 11 geklebt. Der vorstehend erläuterte Herstellungsvorgang ermöglicht die Herstellung der Wandleranordnung mit Genauigkeit und hoher Ausbeute und beseitigt den zeitaufwendigen Vorgang, der bei herkömmlichen Wandleranordnungen notwendig ist.
Die akustische Impedanz der Blöcke 23 ist 2,5 bis 9,5 mal größer als die akustische Impedanz des menschlichen
'" Körpers, durch den sich die akustischen Wellen ausbreiten, während die akustische Impedanz der darunterliegenden Schicht 24 1,6 bis 2,7 mal größer als die des menschlichen Körpers ist. Da die piezoelektrischen Elemente 20 einzeln an den Irripedanz-Anpassunp,:;b] Öcken 23 befestigt
'** sind, sind sie akustisch voneinander isoliert. Die akustische Isolation kann weiter dadurch' erhöht werden, daß Rillen oder Einschnitte 28 auf der Oberfläche der zweiten Anpassungsschicht 24 längs den Bereichen zwischen benachbarten Wandlerelementen 12 gebildet werden, wie
dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die Rillen 28 können vorteilhafterweise gleichzeitig mit dem Würfelschneidevorgang gebildet werden. Zwar ist Luft ein hervorragendes Material zur akustischen Isolation zwischen Wandlerelementen 12, der Raum zwischen benachbarten Elementen 12 kann
aber auch durch ein Material 29 gefüllt werden, um die Steifigkeit der Anordnung 10 zu erhöhen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Ein geeignetes Material zu diesem Zweck ist Epoxyharz, Silicium oder dergl., da es keine nachteilige Wirkung auf die Schwingungsmode der Elemente
ausübt, und nicht wesentlich die akustische Isolation herabsetzt.
Die vorstehend beschriebene konvexe Wandleranordnung 10 wird vorteilhafterweise in einem Ultracchall-Abbil-
dungssystem verwendet, wie es allgemein mit 30 in Fig.
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' O bezeichnet ist. Bei diesem Auüi'ührungsbeispiel wird ein Satz von drei Wandleranordnungen 10a, 10b, 10c in Kontakt mit einem menschlichen Körper 60 angeordnet und mit einer Schalter-Schaltung 40 verbunden, die Signale einer Übertrager-Empfangseinheit 50 mit einer ausgewählten Untergruppe von nacheinander angeordneten Wandlern verbindet. Der Übertrager weist eine Fokussierschaltung auf, die sukzessiv ein Durchbruchsignal verzögert. Die sukzessiv verzögerten Signale werden an die Wandler der
'0 gewählten Untergruppe angelegt, um einen fokussierten Ultraschallstrahl zu übertragen. Die Schalter-Schaltung 40 verschiebt nacheinander die gewählte Untergruppe zu der nächsten um mindestens ein Wandlerelement. Aufgrund der konvexen Oberfläche der Anordnung bewirkt die sukzes-
'^ sive Verschiebung der Untergruppe der Wandler, daß die übertragene Ultraschallenergie einen Winkel überstreicht, wie dies durch die gestrichelten Linien dargestellt ist.
Einzelheiten der Steuerschaltung gemäß Fig. 6 sind in ^u Fig. 7 gezeigt. Es ist eine Vielzahl von Analogmultiplexern 41 vorgesehen. In der Figur sind Multiplexer 41-1 bis 41-16 für einen Satz von 128 piezoelektrischen Elementen vorp.er.ehen, die mit fS*" 1 bis ffi 128 bezeichnet Die piezoelektrischen Elemente sind in 16 Unter-
gruppen aus jeweils acht Wandlern eingeteilt. Jeder Analogniultiplexer 41 ist mit acht Ausgangsanschlüssen versehen. Entsprechend der Ausgangsanschlüsse der Multiplexer 41-1 bis 41-16 sind entsprechend mit benachbarten Wandlerelementen verbunden. Beispielsweise sind die #1-
Ausgangsanschlüsse der Multiplexer 41-1 bis 41-16 mit den entsprechenden ff" 1 bis ^ 16 Wandlern verbunden, die ff 2—Ausgangsanschlüsse mit den entsprechenden Wandlern ffi 17 bis #■ 32 und die φ 16 -Ausgangsanschlüsse mit den entsprechenden Wandlern if" 113 bis ^128. Eine
Vielzahl von Zählern 42-1 bis 42-16 ist entsprechend
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den Multiplexers 41-1 bis 41-16 vorgesehen. Jeder Zähler 42 ist mit drei Ausgangsanschlüssen versehen, die mit dem entsprechenden Multiplexer verbunden sind, um einen seiner acht Ausgangsanschlüsse entsprechend dem empfangenen Eingangsi rnpuls auszuwählen, der von dem entsprechenden AufigangHaruichluß einet; ohiftrcgi utors 43 abgegeben v/ird. Das Shif tregister 43 bezieht sein Eingangssignal von einer Taktquelle 44, so daß die Zähler 42-1 bis 42-16 entsprechend jedem 16. Taktimpuls hochzählen und durch einen Rückstellzähler 45 entsprechend jedem 128sten Taktimpuls gelöscht werden. Entsprechend dem # !.Taktimpuls werden alle Zähler 42 zur Wahl des Φ 1.-Ausgangsanschlusses der Multiplexer 42-1 bis 42-16 eingestellt, so daß die Ο* 1 - jj£ 16 Wandler gewählt werden. Dieser Zustand wird aufrecht erhalten, bis derij* 2 - Taktimpuls erscheint, woraufhin der Zähler 42-1 aufwärts zählt, damit der Multiplexer 41-1 seinen Ausgangsanschluß J^" 2 wählt. Somit werden die Wandler ^ 2 bis i$£l7 während des Taktzwischenraums gewählt, bis der Taktimpuls ift 3 erscheint.
Deshalb wird eine Untergruppe von sechzehn aufeinanderfolgenden Wandlern nacheinander gewählt und ansprechend auf jeden Taktimpuls um einen Wandler zu der nächsten verschoben.
Die gewählten Wandler werden durch ein Durchbruchsignal erregt, das an den Eingangsanschluß jedes Multiplexers ungelegt wird. Das an Juden Multiplexor angelegte Durchbruchsignal wird von einem Fokussier-Verzögerungsrnultiplexer 46 abgegeben, der im wesentlichen eine Vielzahl von Verzögerungseieinenten umfaßt. Die Verzögerungselemente sind mit einem Impulsgenerator 47 verbunden, um nacheinander verzögerte Impulse zur Fokussierung der akustischen Energie zu erzeugen, die von den Wandlern der gewählten Untergruppe übertragen wird. Die Abstände zwisehen hintereinander verzögerten Impulsen sind so be-
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stimmt, daß .'j ic- die Konvexität der Überfläche der Anordnung kompensieren, welche dazu neigt, die übertragene akustische Energie zu verteilen. Die verzögerten Impulse des Kokussierungs-Verzögerungsmultiplexers 46 treten während des Anfangszeitabschnittes jedes Taktintervalls auf, um den Wandlern der gewählten Untergruppe zu ermöglichen, die vorn Inneren des menschlichen Körpers zurückkehrenden Echos zu empfangen. Die empfangenen Echosignale werden zu einem Empfänger 48 geleitet, der die Echosignale in einer Weise invers zu denen des Übertragers umwandelt, um sie auf einer nicht gezeigten Anzeigeeinheit anzuzeigen.
Beschrieben wird eine Bogenabtastungs-Ultraschall-Wandleranordnung. Eine Vielzahl von Wandlern ist nacheinander auf einer gemeinsamen Impedanz-Anpassungsschicht aus einem elastischen Material angeordnet. Jeder Wandler weist ein längliches piezoelektrisches element mit einer Breiten-Dehnungs-Schwingungsmode, ein Paar von ersten und zweiten Elektroden, die an in Richtung der Dicke gegenüberliegenden Flächen des Elements angebracht sind, sowie einen länglichen Block aus einem Impedanz-Anpassungsmaterial auf, das zwischen der zweiten Elektrode und der gemeinsamen Impedanz-Anpassungsschicht angeordnet ist. Die gemeinsame Impedanz-Anpassungsschicht ist gebogen, um die Form eines Bogens anzunehmen, der mit der Oberfläche eines Rahmenaufbaus übereinstimmt, der konvex in Richtung der Ausbreitung der Ultraschallenergie ist. Die piezoelektrischen Elemente sind an dem Rahmen befe-
° stigt, so daß sie parallele Seitenelemente des Rahmens überbrücken. Die piezoelektrischen Elemente sind in eine Vielzahl von Untergruppen von nacheinander angeordneten Elementen aufgeteilt. Die piezoelektrischen Elemente einer gegebenen Untergruppe werden ausgewählt und während
jedes Takt Intervall π zur Übertragung von fokussierter
-y-l'S
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' Ultraschallenergie erregt. Die auszuwählende Untergruppe wird linear zu der nächsten um mindestens ein Element ansprechend auf den nächsten Taktimpuls verschoben. Aufgrund der Konvexität der Anordnung wird die Energie sukzes-
5 si ve in den Winkelbereich übertragen, um bogenförmiges Abtasten zu ermöglichen.
Leerseite

Claims (11)

Patentansprüche
1. Ultraschall-Wandleranordnung, gekennzeichnet durch eine aus einem elastischen Material gebildete Impedanz-Anpassungsschicht (24), und eine Vielzahl von länglichen Wandlern (12), die nacheinander auf der Impedanz-Anpassungsschicht angeordnet sind und von denen jeder ein piezoelektrisches Element (20) mit einer Breiten-Ausdehnungs-Schwingungsmode, ein Paar aus einer ersten und zweiten Elektrode (21,22), die an in Richtung der Dicke gegenüberliegenden Seiten des piezoelektrischen Elements angebracht sind und einen Block aus einem Impedanz-Anpassungsmaterial (23) aufweist, der zwischen der zweiten Elektrode und der Impedanz-Anpassungsschicht (24) befestigt ist.
2. Ultraschall-Wandleranordnung nach Anspruch
dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Anpassungsschicht aus einem synthetischen Harz hergestellt ist.
1,
3. Ultraschall-Wandleranordnunjj nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (11) die Impedanz-Anpassungsschicht in einer gekrümmten Stellung hält.
V/22
Deutsche Bank (München; KtO 51/61070
Dresdner Bank (München) Kto. 3939U44
Postscheck (München, Ktu 6Γ0-43-804
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4. Ul traschall-Wandleranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Anpassungsschicht in Richtung der Ausbreitung der Ultraschallenergie, die durch die piezoelektrischen Elemente erzeugt wird, konvex ist.
5. Ul traschall-Wandleranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung einen gekrümmten Rahmenaufbau mit parallelen Seitenelementen aufweist, die durch die piezoelektrischen Elemente überbrückt sind, so daß die Impedanz-Anpassungsschicht auf einer Oberfläche angeordnet ist, die konvex in Richtung der Ausbreitung der Ultraschallenergie ist.
6. Ultraschall-Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Breite zur Dicke im wesentlichen 0,6 ist.
7. Ultraschall-Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Anpassungsschicht mit einer Vielzahl von Rillen versehen ist, von denen sich jede parallel zwischen benachbarten Wandlern erstreckt.
8. Ultraschall-Wandleranordnung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Material zwischen benachbarten Wandlern vorgesehen ist.
Q.Ultraschall-Wandleranordnung nach Anspruch 8, ^v dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein synthetisches Harz aufweist.
10. Ultraschall-Wandleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanz-Anpas- ° sungsblock Bergkristall, Glas oder geschmolzenen Quarz aufweist.
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'
11. Ultraschall-Abbildungüsystem, gekennzeichnet durch eine Wandlereinrichtung, die eine Vielzahl von piezoelektrischen Wandlern aufweist, die nacheinander auf einem gekrümmten Träger angeordnet sind, eine erste
^ Einrichtung, die eine Gruppe von Kanalübertragern zur Erzeugung von Kanal-Durchbruchsignalen bei unterschiedlichen Verzögerungszeiten innerhalb eines Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Taktimpulsen zum Fokussieren der Ultraschall energie aufweist, und eine zweite Einrichtung, die die Kanalübertrager mit einer ausgewählten Untergruppe der nacheinander angeordneten Wandlern verbindet und nacheinander diese Untergruppe zu der nächsten um mindestens einen Wandler ansprechend auf jeden Taktimpuls zürn Führen der fokussierten Ultraschallenergie verschiebt.
12. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandleranordnung eine Impedanz-Anpassungsschicht aus einem elastischen Mate-
rial, eine Vielzahl von länglichen Wandlern, die nacheinander auf der Impedanz-Anpassungsschicht angeordnet sind und von denen jeder ein piezoelektrisches Element mit einer Breiten-Dehnungs-Schwingungsrnode, ein Paar aus einer ersten und zweiten Elektrode , die auf in Richtung der
Dicke gegenüberliegenden Seiten des piezoelektrischen Elements angebracht sind, sowie einen Block aus Impedanz-Anpassungsmaterial aufweist, der zwischen der zweiten Elektrode und der Impedanz-Anpassungsschicht befestigt ist, sowie einen gekrümmten Rahmenaufbau mit parallelen Seitenelementen aufweist, an denen die piezoelektrischen Elemente angebracht sind, so daß die Impedanz-Anpassungsschicht eine Oberfläche bildet, die konvex in Richtung der Ausbreitung der Ultraschallenergie ist.
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KJ. Vorfahren zur Herstellung ei nor akustischen Wandleranordnung, gekennzeichnet durch die Schritte,
a) daß eine Vielschicht-Struktur gebildet wird, die eine Schicht aus einem piezoelektrischen Material, eine Schicht aus einem ersten Impedanz-Anpassungsmaterial und eine Schicht aus einem zweiten Impedanz-Anpassungsmaterial mit einer Elastizität aufweist, die ausreichend ist, daß sie die Form eines Bogens an-■0 nimmt, wobei die erste Impedanz-Anpassungsschicht eine akustische Impedanz aufweist, die höher als die akustische Impedanz der zweiten Impedanz-Anpassungsschicht ist, und
^ b) daß die Schichten aus piezoelektrischem Material und dem ersten Impedanz-Anpassungsmater'ial geschnitten werden, um eine Vielzahl aus piezoelektrischen Elementen und entsprechenden Blöcken aus dem ersten Impedanz-Anpassungsmaterial auf der Schicht aus dem zwei-
ten Impedanz-Anpassungsmaterial zu erzeugen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Impedanz-Anpassungsschicht gebogen wird, damit sie mit der Form eines Bogens übereinstimmt,
und daß piezoelektrische Elemente an die Seitenelemente eines gekrümmten Rahmenaufbaus geklebt bzw. gekittet werden.
DE3119272A 1980-05-15 1981-05-14 Ultraschall-Wandleranordnung Expired DE3119272C2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6478980A JPS56161799A (en) 1980-05-15 1980-05-15 Ultrasonic wave probe

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Publication Number Publication Date
DE3119272A1 true DE3119272A1 (de) 1982-04-01
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DE3119272A Expired DE3119272C2 (de) 1980-05-15 1981-05-14 Ultraschall-Wandleranordnung

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