JP2001285995A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JP2001285995A JP2001285995A JP2000092402A JP2000092402A JP2001285995A JP 2001285995 A JP2001285995 A JP 2001285995A JP 2000092402 A JP2000092402 A JP 2000092402A JP 2000092402 A JP2000092402 A JP 2000092402A JP 2001285995 A JP2001285995 A JP 2001285995A
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- ultrasonic probe
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 音響インピーダンスの値を自由に選択でき、
超音波探触子にそれぞれ要求される音響特性、特に周波
数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な感度を
有する超音波探触子を提供する。 【解決手段】 板状に成形された板面の両面にそれぞれ
電極（２，３）が形成された圧電素子（１）と、圧電素
子（１）の一方の電極上に積層された導体層（４）と、
導体層（４）の外側に積層された少なくとも１層の音響
整合層（５，６）と、少なくとも一面に導電性パターン
が形成された絶縁性のフィルムでなり、導電性パターン
を圧電素子（１）の他方の電極面に接触させた電気端子
取出しフィルム（７）と、電気端子取出しフィルム
（７）の外側に積層された背面負荷材（８）とを備え
る。
超音波探触子にそれぞれ要求される音響特性、特に周波
数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な感度を
有する超音波探触子を提供する。 【解決手段】 板状に成形された板面の両面にそれぞれ
電極（２，３）が形成された圧電素子（１）と、圧電素
子（１）の一方の電極上に積層された導体層（４）と、
導体層（４）の外側に積層された少なくとも１層の音響
整合層（５，６）と、少なくとも一面に導電性パターン
が形成された絶縁性のフィルムでなり、導電性パターン
を圧電素子（１）の他方の電極面に接触させた電気端子
取出しフィルム（７）と、電気端子取出しフィルム
（７）の外側に積層された背面負荷材（８）とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置な
どに用いられる超音波探触子に関する。
どに用いられる超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波探触子は、生体を対象とした超音
波診断装置などに用いられている。従来の超音波探触子
として、例えば、特開平８−１２２３１０号公報に開示
されたものがある。図５はこの公報に開示された超音波
探触子の構成を示す縦断面図である。同図において、圧
電素子１１は板状に形成され、板面の両面に電極が披着
され、両電極間に交流電圧を印加して超音波を送信した
り、超音波を受信して両電極間に電圧を誘起させたりす
るための素子である。
波診断装置などに用いられている。従来の超音波探触子
として、例えば、特開平８−１２２３１０号公報に開示
されたものがある。図５はこの公報に開示された超音波
探触子の構成を示す縦断面図である。同図において、圧
電素子１１は板状に形成され、板面の両面に電極が披着
され、両電極間に交流電圧を印加して超音波を送信した
り、超音波を受信して両電極間に電圧を誘起させたりす
るための素子である。
【０００３】圧電素子１１の一方の面上、すなわち、図
面の上方の面上には導体でなる音響整合層１５が積層さ
れている。この音響整合層１５は被検体（生体）との間
で超音波を効率よく送受信するためのものである。ま
た、高分子フィルム１４ａの一方の面には蒸着などによ
って導体層１４が形成され、この高分子フィルム１４ａ
は導体層１４を音響整合層１５に接触させた状態で積層
されている。この高分子フィルム１４ａの他方の面上に
は超音波を収束させる音響レンズ１６が装着されてい
る。圧電素子１１の他方の面上、すなわち、図面の下方
の面上には導電パターンを形成してなるＦＰＣ１７が積
層され、さらに、ＦＰＣ１７の外側面には背面負荷材１
８が積層されている。
面の上方の面上には導体でなる音響整合層１５が積層さ
れている。この音響整合層１５は被検体（生体）との間
で超音波を効率よく送受信するためのものである。ま
た、高分子フィルム１４ａの一方の面には蒸着などによ
って導体層１４が形成され、この高分子フィルム１４ａ
は導体層１４を音響整合層１５に接触させた状態で積層
されている。この高分子フィルム１４ａの他方の面上に
は超音波を収束させる音響レンズ１６が装着されてい
る。圧電素子１１の他方の面上、すなわち、図面の下方
の面上には導電パターンを形成してなるＦＰＣ１７が積
層され、さらに、ＦＰＣ１７の外側面には背面負荷材１
８が積層されている。
【０００４】このように構成することにより、外部から
の機械的な衝撃によって圧電素子１１が割れたとして
も、電気的には接続されており、故障することが少なく
なって品質が安定するという構成を有している。
の機械的な衝撃によって圧電素子１１が割れたとして
も、電気的には接続されており、故障することが少なく
なって品質が安定するという構成を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の超音波探触子にあっては、音響整合層１５として導
体で、かつ、加工性に優れた材料であることを要求され
る。そのため、音響整合層１５として所望の音響インピ
ーダンスを有する材料を選択することが難しく、超音波
探触子に望まれる音響特性、特に周波数特性の広帯域化
の達成が困難になるという問題があった。
来の超音波探触子にあっては、音響整合層１５として導
体で、かつ、加工性に優れた材料であることを要求され
る。そのため、音響整合層１５として所望の音響インピ
ーダンスを有する材料を選択することが難しく、超音波
探触子に望まれる音響特性、特に周波数特性の広帯域化
の達成が困難になるという問題があった。
【０００６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、音響インピーダンスの値を自由に選択
でき、超音波探触子にそれぞれ要求される音響特性、特
に周波数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な
感度を有する超音波探触子を提供することを目的とす
る。
なされたもので、音響インピーダンスの値を自由に選択
でき、超音波探触子にそれぞれ要求される音響特性、特
に周波数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な
感度を有する超音波探触子を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
板状に成形された板面の両面にそれぞれ電極が形成され
た圧電素子と、圧電素子の一方の電極上に積層された導
体層と、導体層の外側に積層された少なくとも１層の音
響整合層と、圧電素子の他方の電極面に接触させた電気
端子取出しフィルムと、電気端子取出しフィルムの前記
圧電素子とは反対の側、又は圧電素子の他方の電極面の
外側に積層された背面負荷材とを、備えた超音波探触子
である。
板状に成形された板面の両面にそれぞれ電極が形成され
た圧電素子と、圧電素子の一方の電極上に積層された導
体層と、導体層の外側に積層された少なくとも１層の音
響整合層と、圧電素子の他方の電極面に接触させた電気
端子取出しフィルムと、電気端子取出しフィルムの前記
圧電素子とは反対の側、又は圧電素子の他方の電極面の
外側に積層された背面負荷材とを、備えた超音波探触子
である。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
超音波探触子において、導体層が、銅、アルミニウム、
ニッケル、金又はその他の金属フィルムもしくは、これ
らの金属フィルムが積層された複層のフィルムでなるも
のである。
超音波探触子において、導体層が、銅、アルミニウム、
ニッケル、金又はその他の金属フィルムもしくは、これ
らの金属フィルムが積層された複層のフィルムでなるも
のである。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の超音波探触子において、導体層の厚みを、圧電素
子の共振振動によって発生する超音波の波長の１／９０
以下としたものである。
記載の超音波探触子において、導体層の厚みを、圧電素
子の共振振動によって発生する超音波の波長の１／９０
以下としたものである。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれか１つに記載の超音波探触子において、圧電素
子に形成された一方の電極を接地電極とし、導体層を圧
電素子より平面形状を大きく形成するとともに、接地電
極の電気端子として側方に導出したものである。
のいずれか１つに記載の超音波探触子において、圧電素
子に形成された一方の電極を接地電極とし、導体層を圧
電素子より平面形状を大きく形成するとともに、接地電
極の電気端子として側方に導出したものである。
【００１１】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれか１つに記載の超音波探触子において、圧電素
子より側方に導出した部位の、圧電素子側の導体層の表
面に高分子材料を披着したものである。
のいずれか１つに記載の超音波探触子において、圧電素
子より側方に導出した部位の、圧電素子側の導体層の表
面に高分子材料を披着したものである。
【００１２】請求項６に係る発明は、請求項５に記載の
超音波探触子において、導体層が側方に導出された側の
圧電素子の側面に絶縁層を形成したものである。
超音波探触子において、導体層が側方に導出された側の
圧電素子の側面に絶縁層を形成したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る
超音波探触子の第１の実施の形態の構成を示す縦断面図
である。同図において、圧電素子１はＰＺＴ系などの圧
電セラミックスや、ＰＺＮ、ＫＮｂＯ3などの単結晶な
どを用いて板状に形成され、これによって超音波を送受
信するものである。この圧電素子１の一方の面、すなわ
ち、図面の上方の面には金や銀をスパッタリングで披着
したり、銀を焼き付けたりして接地電極２を形成してい
る。この圧電素子１の他方の面、すなわち、図面の下方
の面には接地電極２と同じように金や銀をスパッタリン
グで披着したり、銀を焼き付けたりして信号用電極３を
形成している。
て図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る
超音波探触子の第１の実施の形態の構成を示す縦断面図
である。同図において、圧電素子１はＰＺＴ系などの圧
電セラミックスや、ＰＺＮ、ＫＮｂＯ3などの単結晶な
どを用いて板状に形成され、これによって超音波を送受
信するものである。この圧電素子１の一方の面、すなわ
ち、図面の上方の面には金や銀をスパッタリングで披着
したり、銀を焼き付けたりして接地電極２を形成してい
る。この圧電素子１の他方の面、すなわち、図面の下方
の面には接地電極２と同じように金や銀をスパッタリン
グで披着したり、銀を焼き付けたりして信号用電極３を
形成している。
【００１４】圧電素子１の接地電極２の表面上には導電
層４が電気的に接続するように接着されている。この導
電層４は側方、すなわち、図面の左右方向に延出する延
出端部を有している。圧電素子１から見て導電層４の外
側に第１の音響整合層５が積層され、さらに、その外側
に第２の音響整合層６が積層されている。
層４が電気的に接続するように接着されている。この導
電層４は側方、すなわち、図面の左右方向に延出する延
出端部を有している。圧電素子１から見て導電層４の外
側に第１の音響整合層５が積層され、さらに、その外側
に第２の音響整合層６が積層されている。
【００１５】一方、圧電素子１の信号用電極３の表面上
にはプリント配線が信号用電極３と電気的に接続するよ
うに電気端子取出しフィルムとしてのＦＰＣ（Frexible
Print Circuit）７が接着され、さらに、このＦＰＣ７
を圧電素子１とで挟むように背面負荷材８が装着されて
いる。この背面負荷材８は不要な超音波を減衰させた
り、有用な超音波を保持したりする機能を有している。
なお、圧電素子１の信号用電極３の表面上の一部に電気
端子取出しフィルムとしてのＦＰＣ７が接着されて、さ
らに、この信号電極３とＦＰＣ７の一部に背面負荷材８
が装着されても同様の効果が得られる。さらに、図示を
省略するが、第２の音響整合層６上に超音波ビームを収
束する音響レンズなどが設けられる。
にはプリント配線が信号用電極３と電気的に接続するよ
うに電気端子取出しフィルムとしてのＦＰＣ（Frexible
Print Circuit）７が接着され、さらに、このＦＰＣ７
を圧電素子１とで挟むように背面負荷材８が装着されて
いる。この背面負荷材８は不要な超音波を減衰させた
り、有用な超音波を保持したりする機能を有している。
なお、圧電素子１の信号用電極３の表面上の一部に電気
端子取出しフィルムとしてのＦＰＣ７が接着されて、さ
らに、この信号電極３とＦＰＣ７の一部に背面負荷材８
が装着されても同様の効果が得られる。さらに、図示を
省略するが、第２の音響整合層６上に超音波ビームを収
束する音響レンズなどが設けられる。
【００１６】ここで、導体層４は、例えばエポキシ樹脂
などの接着剤を極めて薄くして接着することにより接地
電極２と電気的に接続したり、導電性接着剤で接着する
ことにより接地電極２と電気的に接続したりする方法が
あるが、何れの方法でも電気的に接続できればよい。ま
た、導体層４の構成材料としては、電気抵抗の低い材料
であればよく、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、
金、銀などの金属又はこれらの金属の合金でなる金属フ
ィルム、あるいは、これらの金属フィルムを積層した、
いわゆる複層化フィルムが望ましい。また導体層４は圧
電素子１の接地電極と電気的に接続されてこの導体層４
がケーブルを介して超音波診断装置に接続されることに
なるので、圧電素子１より長く形成し、圧電素子１の側
方に延出させて電気的に接続しやすくしている。
などの接着剤を極めて薄くして接着することにより接地
電極２と電気的に接続したり、導電性接着剤で接着する
ことにより接地電極２と電気的に接続したりする方法が
あるが、何れの方法でも電気的に接続できればよい。ま
た、導体層４の構成材料としては、電気抵抗の低い材料
であればよく、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、
金、銀などの金属又はこれらの金属の合金でなる金属フ
ィルム、あるいは、これらの金属フィルムを積層した、
いわゆる複層化フィルムが望ましい。また導体層４は圧
電素子１の接地電極と電気的に接続されてこの導体層４
がケーブルを介して超音波診断装置に接続されることに
なるので、圧電素子１より長く形成し、圧電素子１の側
方に延出させて電気的に接続しやすくしている。
【００１７】一方、導体層４は圧電素子１と第１の音響
整合層５との間に設けられているため、音響特性の周波
数特性（帯域幅）、感度に影響を及ぼすことになる。し
たがって、導体層４の厚みの設定が重要となる。図２及
び図３はその影響の計算結果を示した線図である。これ
は導体層４の材料として、例えば銅（密度：８．９ｋｇ
／ｍ3、音速：４．７ｋｍ／ｓ）を用い、波長に換算さ
れる厚みを変えた時の比帯域（−６ｄＢ）の変化を図２
に示し、感度の変化を図３に示している。図２及び図３
から明らかなように、導体層４の厚みが厚くなるにつ
れ、比帯域、感度ともに低下していく。これらの特性の
劣化は少ないことが望ましいが、実際に製作する過程で
特性にばらつきを生じる一方、ばらつきがあったとして
も超音波画像に差異が見られない程度の劣化であれば問
題は無いとされる状況にある。
整合層５との間に設けられているため、音響特性の周波
数特性（帯域幅）、感度に影響を及ぼすことになる。し
たがって、導体層４の厚みの設定が重要となる。図２及
び図３はその影響の計算結果を示した線図である。これ
は導体層４の材料として、例えば銅（密度：８．９ｋｇ
／ｍ3、音速：４．７ｋｍ／ｓ）を用い、波長に換算さ
れる厚みを変えた時の比帯域（−６ｄＢ）の変化を図２
に示し、感度の変化を図３に示している。図２及び図３
から明らかなように、導体層４の厚みが厚くなるにつ
れ、比帯域、感度ともに低下していく。これらの特性の
劣化は少ないことが望ましいが、実際に製作する過程で
特性にばらつきを生じる一方、ばらつきがあったとして
も超音波画像に差異が見られない程度の劣化であれば問
題は無いとされる状況にある。
【００１８】問題のないばらつきのレベルは、周波数特
性の比帯域で約−７．５％で、感度では１．５ｄＢであ
る。しかし、これらの許容できるばらつきのレベルの値
は、超音波探触子全体の値であり、各材料のばらつき
や、各接着層のばらつきなどが含まれているので、導体
層４の厚みはもっと小さく抑えることが必要である。こ
のような観点から導体層４は、少なくとも比帯域では−
３．５％、感度は約−１．０ｄＢになる厚みに制限する
ことが望ましい。したがって、この特性を満足する導体
層４の厚みは約１／９０波長以下であることが望まし
い。
性の比帯域で約−７．５％で、感度では１．５ｄＢであ
る。しかし、これらの許容できるばらつきのレベルの値
は、超音波探触子全体の値であり、各材料のばらつき
や、各接着層のばらつきなどが含まれているので、導体
層４の厚みはもっと小さく抑えることが必要である。こ
のような観点から導体層４は、少なくとも比帯域では−
３．５％、感度は約−１．０ｄＢになる厚みに制限する
ことが望ましい。したがって、この特性を満足する導体
層４の厚みは約１／９０波長以下であることが望まし
い。
【００１９】次に、第１の音響整合層５及び第２の音響
整合層６は、音響インピーダンスが圧電素子１と被検体
としての生体との間の値を有する材料が選択される。よ
り詳細には、この音響インピーダンスの値により周波数
特性の帯域幅が大きく変わり、要望される特性に合わせ
てその材料が選択される。この場合、超音波画像を高分
解能、かつ、高感度にできるという点で、周波数の帯域
幅を広げることが強く望まれる。一般的には、圧電素子
１はＰＺＴ系の圧電セラミックスを使用しているので、
この音響インピーダンスは約３０Ｍｒａｙｌであり、生
体の音響インピーダンスは約１．６Ｍｒａｙｌである。
したがって、第１の音響整合層５として例えば８Ｍｒａ
ｙｌ前後の音響インピーダンスを持つ材料が用いられ、
第２の音響整合層６として例えば３Ｍｒａｙｌ前後の音
響インピーダンスを持つ材料が用いられる。
整合層６は、音響インピーダンスが圧電素子１と被検体
としての生体との間の値を有する材料が選択される。よ
り詳細には、この音響インピーダンスの値により周波数
特性の帯域幅が大きく変わり、要望される特性に合わせ
てその材料が選択される。この場合、超音波画像を高分
解能、かつ、高感度にできるという点で、周波数の帯域
幅を広げることが強く望まれる。一般的には、圧電素子
１はＰＺＴ系の圧電セラミックスを使用しているので、
この音響インピーダンスは約３０Ｍｒａｙｌであり、生
体の音響インピーダンスは約１．６Ｍｒａｙｌである。
したがって、第１の音響整合層５として例えば８Ｍｒａ
ｙｌ前後の音響インピーダンスを持つ材料が用いられ、
第２の音響整合層６として例えば３Ｍｒａｙｌ前後の音
響インピーダンスを持つ材料が用いられる。
【００２０】この構成によれば、第１の音響整合層５の
材料として、導体、絶縁体を問わずに選択できることに
なり、このうち導体ではグラファイト、絶縁体では高分
子に充填材を充填して音響インピーダンスを調整できる
材料、あるいはガラス系、あるいはマシナブルのセラミ
ックを用いてもよい。また、第２の音響整合層６として
はエポキシ樹脂を代表とする高分子材料が用いられる。
なお、これら第１の音響整合層５及び第２の音響整合層
６のそれぞれの厚みは基本的には１／４波長に選ばれ
る。しかし、これらの厚みは要望される特性により１／
４波長からずれる場合もある。
材料として、導体、絶縁体を問わずに選択できることに
なり、このうち導体ではグラファイト、絶縁体では高分
子に充填材を充填して音響インピーダンスを調整できる
材料、あるいはガラス系、あるいはマシナブルのセラミ
ックを用いてもよい。また、第２の音響整合層６として
はエポキシ樹脂を代表とする高分子材料が用いられる。
なお、これら第１の音響整合層５及び第２の音響整合層
６のそれぞれの厚みは基本的には１／４波長に選ばれ
る。しかし、これらの厚みは要望される特性により１／
４波長からずれる場合もある。
【００２１】上述したように、本発明に係る超音波探触
子の第１の実施の形態によれば、圧電素子１と第１の音
響整合層５との間に導体層４を設けているため、第１の
音響整合層５として、従来装置に要求されたように導体
で、かつ、加工性に優れたものという制約がなくなり、
音響インピーダンスの値に着目してその材料を自由に選
択できるため、それぞれに要求される音響特性、特に周
波数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な感度
を有する超音波探触子を提供することができる。この結
果、超音波診断装置の画像の高分解能化、高感度化を可
能にすることができる。
子の第１の実施の形態によれば、圧電素子１と第１の音
響整合層５との間に導体層４を設けているため、第１の
音響整合層５として、従来装置に要求されたように導体
で、かつ、加工性に優れたものという制約がなくなり、
音響インピーダンスの値に着目してその材料を自由に選
択できるため、それぞれに要求される音響特性、特に周
波数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な感度
を有する超音波探触子を提供することができる。この結
果、超音波診断装置の画像の高分解能化、高感度化を可
能にすることができる。
【００２２】図４は本発明に係る超音波探触子の第２の
実施の形態の構成を示す縦断面図である。図中、第１の
実施の形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。これは、圧電素子１に積層さ
れた導体層４が圧電素子１よりも横方向にはみ出した部
位の圧電素子１側の表面に高分子材料層９を披着した
点、並びに、導体層４が圧電素子１よりも横方向にはみ
出した方向の圧電素子１の側面にそれぞれ絶縁層として
所定の厚さの接着剤１０を塗着した点が第１の実施の形
態と構成を異にしている。
実施の形態の構成を示す縦断面図である。図中、第１の
実施の形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。これは、圧電素子１に積層さ
れた導体層４が圧電素子１よりも横方向にはみ出した部
位の圧電素子１側の表面に高分子材料層９を披着した
点、並びに、導体層４が圧電素子１よりも横方向にはみ
出した方向の圧電素子１の側面にそれぞれ絶縁層として
所定の厚さの接着剤１０を塗着した点が第１の実施の形
態と構成を異にしている。
【００２３】ここで、高分子材料層９は、導体層４を薄
いフィルム状のものにしたとき、超音波探触子を製作す
る過程で、圧電素子１に面接触する部位以外のはみだし
た部分の導体層４が破損しやすくなるため、この破損を
防止する機能と、導体層４を最終的にはＦＰＣ７の側面
及び背面負荷材８の側面に沿わせた構成にするとき、Ｆ
ＰＣ７の導体部と導体層４とを電気的に絶縁する機能と
を有しているもので、柔軟性のあるものが好適である。
高分子材料層９としては、例えば、ポリイミド、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリスルフォンなどの
材料が望ましく、厚みは柔軟性があり折り曲げられる程
度の厚みであればよく、例えば、１０ないし５０μｍ程
度でよい。これらの高分子材料層９は導体層４に直接披
着しても、接着剤を用いて接着してもよい。
いフィルム状のものにしたとき、超音波探触子を製作す
る過程で、圧電素子１に面接触する部位以外のはみだし
た部分の導体層４が破損しやすくなるため、この破損を
防止する機能と、導体層４を最終的にはＦＰＣ７の側面
及び背面負荷材８の側面に沿わせた構成にするとき、Ｆ
ＰＣ７の導体部と導体層４とを電気的に絶縁する機能と
を有しているもので、柔軟性のあるものが好適である。
高分子材料層９としては、例えば、ポリイミド、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリスルフォンなどの
材料が望ましく、厚みは柔軟性があり折り曲げられる程
度の厚みであればよく、例えば、１０ないし５０μｍ程
度でよい。これらの高分子材料層９は導体層４に直接披
着しても、接着剤を用いて接着してもよい。
【００２４】一方、接着剤１０は、圧電体素子１の側面
に塗着されるとともに、圧電素子１から側方にはみだし
た導体層４の基部における高分子材料層９にも塗着した
構成になっている。これにより、導体層４を折り曲げて
ＦＰＣ７及び背面負荷材８の側面に固定する時、導体層
４と高分子材料層９の延出基部の破損を未然に防止する
機能を果たしている。接着剤１０としてはエポキシ樹脂
などに代表されるような一般的な接着剤であればよい
が、硬度的にはショア硬度で約８０以上のものであれ
ば、接着剤１０の効果は十分である。特に、このような
構成でその効果を発揮するのは、図４の紙面と直交する
方向に圧電素子１、導体層４、第１の音響整合層５及び
第２の音響整合層６を、例えば、０.１ｍｍから０．３
ｍｍのピッチで数百個並設する、いわゆる、アレイ型超
音波探触子の場合である。
に塗着されるとともに、圧電素子１から側方にはみだし
た導体層４の基部における高分子材料層９にも塗着した
構成になっている。これにより、導体層４を折り曲げて
ＦＰＣ７及び背面負荷材８の側面に固定する時、導体層
４と高分子材料層９の延出基部の破損を未然に防止する
機能を果たしている。接着剤１０としてはエポキシ樹脂
などに代表されるような一般的な接着剤であればよい
が、硬度的にはショア硬度で約８０以上のものであれ
ば、接着剤１０の効果は十分である。特に、このような
構成でその効果を発揮するのは、図４の紙面と直交する
方向に圧電素子１、導体層４、第１の音響整合層５及び
第２の音響整合層６を、例えば、０.１ｍｍから０．３
ｍｍのピッチで数百個並設する、いわゆる、アレイ型超
音波探触子の場合である。
【００２５】上述した第２の実施の形態によれば、圧電
素子１と第１の音響整合層５との間に導体層４を設けて
いるため、第１の音響整合層５として、従来装置に要求
されたように導体で、かつ、加工性に優れたものという
制約がなくなり、音響インピーダンスの値に着目してそ
の材料を自由に選択できるため、それぞれに要求される
音響特性、特に周波数特性及び感度を有する超音波探触
子を提供することができる。この結果、超音波診断装置
の画像の高分解能化、高感度化を可能にすることができ
る。
素子１と第１の音響整合層５との間に導体層４を設けて
いるため、第１の音響整合層５として、従来装置に要求
されたように導体で、かつ、加工性に優れたものという
制約がなくなり、音響インピーダンスの値に着目してそ
の材料を自由に選択できるため、それぞれに要求される
音響特性、特に周波数特性及び感度を有する超音波探触
子を提供することができる。この結果、超音波診断装置
の画像の高分解能化、高感度化を可能にすることができ
る。
【００２６】また、圧電素子１に積層された導体層４が
圧電素子１よりも側方にはみ出した部位の圧電素子１側
の表面に高分子材料層９を披着し、さらに、導体層４が
圧電素子１よりも横方向にはみ出した方向の圧電素子１
の側面にそれぞれ所定の厚さの接着剤１０を塗着したの
で、導体層４を折り曲げてＦＰＣ７及び背面負荷材８の
側面に固定する時、導体層４と高分子材料層９の延出基
部の破損を未然に防止することができるという効果も得
られる。
圧電素子１よりも側方にはみ出した部位の圧電素子１側
の表面に高分子材料層９を披着し、さらに、導体層４が
圧電素子１よりも横方向にはみ出した方向の圧電素子１
の側面にそれぞれ所定の厚さの接着剤１０を塗着したの
で、導体層４を折り曲げてＦＰＣ７及び背面負荷材８の
側面に固定する時、導体層４と高分子材料層９の延出基
部の破損を未然に防止することができるという効果も得
られる。
【００２７】なお、上記各実施の形態では、導体層の外
側に第１の音響整合層５及び第２の音響整合層６を設け
２層としたが、所望の周波数特性及び感度を満たすこと
ができれば音響整合層を１層としても、あるいは必要に
応じて３層以上にしても上述したのと同様な効果が得ら
れる。
側に第１の音響整合層５及び第２の音響整合層６を設け
２層としたが、所望の周波数特性及び感度を満たすこと
ができれば音響整合層を１層としても、あるいは必要に
応じて３層以上にしても上述したのと同様な効果が得ら
れる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、圧電素子と、音響整合層の間に導体層を
設けたことにより、音響整合層が導体で、かつ、加工性
に優れた材料でなければならないという制約はなくな
り、音響インピーダンスに着目した材料を自由に選択で
き、それぞれの超音波探触子に要望される音響特性、特
に周波数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な
感度を有する超音波探触子を提供することができる。こ
の結果、超音波診断装置の画像を高分解能化、高感度化
を可能にすることができる。
発明によれば、圧電素子と、音響整合層の間に導体層を
設けたことにより、音響整合層が導体で、かつ、加工性
に優れた材料でなければならないという制約はなくな
り、音響インピーダンスに着目した材料を自由に選択で
き、それぞれの超音波探触子に要望される音響特性、特
に周波数特性の広帯域化を可能にするとともに、良好な
感度を有する超音波探触子を提供することができる。こ
の結果、超音波診断装置の画像を高分解能化、高感度化
を可能にすることができる。
【００２９】また、導体層を圧電素子より平面形状を大
きく形成するとともに、側方に導出した部位の、圧電素
子側の導体層の表面に高分子材料を披着したことによ
り、導体層を折り曲げて背面負荷材の側面に固定する
時、導体層の延出基部の破損を未然に防止することがで
きるという効果も得られる。
きく形成するとともに、側方に導出した部位の、圧電素
子側の導体層の表面に高分子材料を披着したことによ
り、導体層を折り曲げて背面負荷材の側面に固定する
時、導体層の延出基部の破損を未然に防止することがで
きるという効果も得られる。
【図１】本発明に係る超音波探触子の第１の実施形態の
構成を示す縦断面図である。
構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した超音波探触子の第１の実施形態に
おける導体層の厚みと比帯域幅との関係を示した線図で
ある。
おける導体層の厚みと比帯域幅との関係を示した線図で
ある。
【図３】図１に示した超音波探触子の第１の実施形態に
おける導体層の厚みと感度との関係を示した線図であ
る。
おける導体層の厚みと感度との関係を示した線図であ
る。
【図４】本発明に係る超音波探触子の第２の実施形態の
構成を示す縦断面図である。
構成を示す縦断面図である。
【図５】従来の超音波探触子の構成を示す縦断面図であ
る。
る。
１ 圧電素子 ２ 接地電極 ３ 信号用電極 ４ 導体層 ５ 第１の音響整合層 ６ 第２の音響整合層 ７ ＦＰＣ（電気端子取出しフィルム） ８ 背面負荷材 ９ 高分子材料層 １０ 接着剤（絶縁層）
Claims (6)
- 【請求項１】 板状に成形された板面の両面にそれぞれ
電極が形成された圧電素子と、 前記圧電素子の一方の電極上に積層された導体層と、 前記導体層の外側に積層された少なくとも１層の音響整
合層と、 前記圧電素子の他方の電極面に接触させた電気端子取出
しフィルムと、 前記電気端子取出しフィルムの前記圧電素子とは反対の
側、又は圧電素子の他方の電極面の外側に積層された背
面負荷材とを、 備えた超音波探触子。 - 【請求項２】 前記導体層が銅、アルミニウム、ニッケ
ル、金又はその他の金属フィルムもしくは、これらの金
属フィルムが積層された複層のフィルムで構成された請
求項１に記載の超音波探触子。 - 【請求項３】 前記導体層の厚みを、前記圧電素子の共
振振動によって発生する超音波の波長の１／９０以下と
した請求項１又は２に記載の超音波探触子。 - 【請求項４】 前記圧電素子に形成された一方の電極を
接地電極とし、前記導体層を圧電素子より平面形状を大
きく形成するとともに、前記接地電極の電気端子として
側方に導出した請求項１ないし３のいずれか１つに記載
の超音波探触子。 - 【請求項５】 前記圧電素子より側方に導出した部位
の、前記圧電素子側の前記導体層の表面に高分子材料を
披着した請求項１ないし４のいずれか１つに記載の超音
波探触子。 - 【請求項６】 前記導体層が側方に導出された側の前記
圧電素子の側面に絶縁層を形成した請求項５に記載の超
音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092402A JP3559497B2 (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092402A JP3559497B2 (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001285995A true JP2001285995A (ja) | 2001-10-12 |
| JP3559497B2 JP3559497B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=18607742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000092402A Expired - Fee Related JP3559497B2 (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3559497B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215068B2 (en) * | 2004-04-22 | 2007-05-08 | Fujitsu Limited | Piezoelectric actuator head suspension unit employing piezoelectric actuator, and magnetic disk drive employing head suspension unit |
| KR101685380B1 (ko) * | 2015-10-06 | 2016-12-12 | 경북대학교 산학협력단 | 초음파 진단 장치 및 그의 제조 방법 |
| JP2019217082A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子および超音波診断装置 |
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000092402A patent/JP3559497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215068B2 (en) * | 2004-04-22 | 2007-05-08 | Fujitsu Limited | Piezoelectric actuator head suspension unit employing piezoelectric actuator, and magnetic disk drive employing head suspension unit |
| KR101685380B1 (ko) * | 2015-10-06 | 2016-12-12 | 경북대학교 산학협력단 | 초음파 진단 장치 및 그의 제조 방법 |
| JP2019217082A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子および超音波診断装置 |
| US20190388058A1 (en) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | Konica Minolta, Inc. | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
| US10610201B2 (en) | 2018-06-21 | 2020-04-07 | Konica Minolta, Inc. | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP7070138B2 (ja) | 2018-06-21 | 2022-05-18 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子および超音波診断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3559497B2 (ja) | 2004-09-02 |
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