JP2002101496A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JP2002101496A JP2002101496A JP2000286729A JP2000286729A JP2002101496A JP 2002101496 A JP2002101496 A JP 2002101496A JP 2000286729 A JP2000286729 A JP 2000286729A JP 2000286729 A JP2000286729 A JP 2000286729A JP 2002101496 A JP2002101496 A JP 2002101496A
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- ultrasonic probe
- signal line
- piezoelectric body
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- shield
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 背面負荷材内部を貫通して配置された複数の
信号線を有する超音波探触子において、外部ノイズの影
響や信号線からの信号漏れを低減することを目的とす
る。 【解決手段】 背面負荷材内部を貫通して配置された複
数の信号線の各々の周囲にシ−ルド部を構成する。この
シールド部のシールド効果により、信号線で外部ノイズ
を受信することが妨げられるため受信信号のＳ／Ｎが向
上できるうえ、信号線から漏れた電磁波が外部に放射さ
れることも妨げるため不要輻射やクロスト−クを低減す
ることができる。
信号線を有する超音波探触子において、外部ノイズの影
響や信号線からの信号漏れを低減することを目的とす
る。 【解決手段】 背面負荷材内部を貫通して配置された複
数の信号線の各々の周囲にシ−ルド部を構成する。この
シールド部のシールド効果により、信号線で外部ノイズ
を受信することが妨げられるため受信信号のＳ／Ｎが向
上できるうえ、信号線から漏れた電磁波が外部に放射さ
れることも妨げるため不要輻射やクロスト−クを低減す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用の超音波診
断装置、工業用の探傷装置、民生用の魚群探知器などの
超音波計測装置に用いる超音波探触子に関するものであ
る。
断装置、工業用の探傷装置、民生用の魚群探知器などの
超音波計測装置に用いる超音波探触子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の超音波探触子は、特開平７
−１３１８９５号に記載されたものが知られている。こ
の超音波探触子の構造は図１５に示されているように、
信号線２８は背面負荷材２７の内部を貫通し、溝３０で
複数に分割された圧電体２６の背面の電極と導電性接着
剤２９を介して電気的に接続され、圧電体２６の送受波
面の電極は共通電極３１に接続されている。
−１３１８９５号に記載されたものが知られている。こ
の超音波探触子の構造は図１５に示されているように、
信号線２８は背面負荷材２７の内部を貫通し、溝３０で
複数に分割された圧電体２６の背面の電極と導電性接着
剤２９を介して電気的に接続され、圧電体２６の送受波
面の電極は共通電極３１に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波探触子では信号線が背面負荷材の内部を通る構造
としていたため、 （１）外部からのノイズを拾いやすい （２）不要輻射を放射しやすい （３）複数の圧電体を備える場合、信号線間でクロスト
−クが発生しやすい等の課題を有していた。
超音波探触子では信号線が背面負荷材の内部を通る構造
としていたため、 （１）外部からのノイズを拾いやすい （２）不要輻射を放射しやすい （３）複数の圧電体を備える場合、信号線間でクロスト
−クが発生しやすい等の課題を有していた。
【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、信号
線の周囲にシ−ルド部を設けることにより、外部ノイズ
の影響や信号線からの信号漏れを低減することを目的と
している。
線の周囲にシ−ルド部を設けることにより、外部ノイズ
の影響や信号線からの信号漏れを低減することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線の周囲にシ−ルド部を構成したものである。
に本発明は、背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線の周囲にシ−ルド部を構成したものである。
【０００６】上記発明によれば、信号線の周囲にシ−ル
ド部が有るため、信号線で外部ノイズを受信することが
妨げられるため、受信信号のＳ／Ｎが向上できるうえ、
信号線から漏れた電磁波が外部に放射されることも妨げ
るため、不要輻射やクロスト−クを低減することができ
る。
ド部が有るため、信号線で外部ノイズを受信することが
妨げられるため、受信信号のＳ／Ｎが向上できるうえ、
信号線から漏れた電磁波が外部に放射されることも妨げ
るため、不要輻射やクロスト−クを低減することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、超音波を送受信する前面側とその前面側に対向する
背面側の２つの方向に電極を有する圧電体と、前記圧電
体の背面側に設けられた背面負荷材と、前記圧電体の背
面側の電極と電気接続が可能で前記背面負荷材内部を貫
通して配置された信号線とを備え、前記信号線の周囲に
シ−ルド部を有する超音波探触子であり、外部ノイズの
影響や不要輻射を低減することができるという作用を有
する。
は、超音波を送受信する前面側とその前面側に対向する
背面側の２つの方向に電極を有する圧電体と、前記圧電
体の背面側に設けられた背面負荷材と、前記圧電体の背
面側の電極と電気接続が可能で前記背面負荷材内部を貫
通して配置された信号線とを備え、前記信号線の周囲に
シ−ルド部を有する超音波探触子であり、外部ノイズの
影響や不要輻射を低減することができるという作用を有
する。
【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、超音波
を送受信する前面側とその前面側に対向する背面側の２
つの方向に電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側
に設けられた背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極
と電気接続が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置
された信号線とを備え、前記背面負荷材が電波吸収材料
からなる超音波探触子であり、簡易な構成で外部ノイズ
の影響や不要輻射を低減することができるという作用を
有する。
を送受信する前面側とその前面側に対向する背面側の２
つの方向に電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側
に設けられた背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極
と電気接続が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置
された信号線とを備え、前記背面負荷材が電波吸収材料
からなる超音波探触子であり、簡易な構成で外部ノイズ
の影響や不要輻射を低減することができるという作用を
有する。
【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、超音波
を送受信する前面側とその前面側に対向する背面側の２
つの方向に電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側
に設けられた背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極
と電気接続が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置
された信号線とを備え、前記背面負荷材の少なくとも側
壁面は導電性を有する超音波探触子であり、簡易な構成
で外部ノイズの影響や不要輻射を低減することができる
という作用を有する。
を送受信する前面側とその前面側に対向する背面側の２
つの方向に電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側
に設けられた背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極
と電気接続が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置
された信号線とを備え、前記背面負荷材の少なくとも側
壁面は導電性を有する超音波探触子であり、簡易な構成
で外部ノイズの影響や不要輻射を低減することができる
という作用を有する。
【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、背面負
荷材の少なくとも側壁面は導電性を有する請求項１また
は２に記載の超音波探触子であり、信号線に対して２重
のシ−ルド効果により外部ノイズの影響や不要輻射をさ
らに低減することができるという作用を有する。
荷材の少なくとも側壁面は導電性を有する請求項１また
は２に記載の超音波探触子であり、信号線に対して２重
のシ−ルド効果により外部ノイズの影響や不要輻射をさ
らに低減することができるという作用を有する。
【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、１つの
圧電体に対し２つ以上の信号線が接続された請求項１か
ら３のいずれかに記載の超音波探触子であり、圧電体と
信号線の接続の信頼性が向上できるという作用を有す
る。
圧電体に対し２つ以上の信号線が接続された請求項１か
ら３のいずれかに記載の超音波探触子であり、圧電体と
信号線の接続の信頼性が向上できるという作用を有す
る。
【００１２】本発明の請求項６に記載の発明は、複数の
圧電体を備え、１つの圧電体に対し少なくとも１つの信
号線が接続され、１つの圧電体に接続されたすべての信
号線の周囲に１つのシ−ルド部を有する請求項１記載の
超音波探触子であり、信号線間のクロスト−クが低減で
きるという作用を有する。
圧電体を備え、１つの圧電体に対し少なくとも１つの信
号線が接続され、１つの圧電体に接続されたすべての信
号線の周囲に１つのシ−ルド部を有する請求項１記載の
超音波探触子であり、信号線間のクロスト−クが低減で
きるという作用を有する。
【００１３】本発明の請求項７に記載の発明は、信号線
とシ−ルド部は一体化された同軸線である請求項６記載
の超音波探触子であり、背面負荷材、信号線、シ−ルド
部の組み立てが容易となるという作用を有する。
とシ−ルド部は一体化された同軸線である請求項６記載
の超音波探触子であり、背面負荷材、信号線、シ−ルド
部の組み立てが容易となるという作用を有する。
【００１４】本発明の請求項８に記載の発明は、背面負
荷材内部で複数のシ−ルド部が電気的に接続された請求
項６記載の超音波探触子であり、外部ノイズの影響や不
要輻射をさらに低減することができるという作用を有す
る。
荷材内部で複数のシ−ルド部が電気的に接続された請求
項６記載の超音波探触子であり、外部ノイズの影響や不
要輻射をさらに低減することができるという作用を有す
る。
【００１５】本発明の請求項９に記載の発明は、シ−ル
ド部は導電性を有する弾性体である請求項１記載の超音
波探触子であり、シ−ルド部での超音波の反射が低減で
き、受信信号のＳ／Ｎがさらに向上できるという作用を
有する。
ド部は導電性を有する弾性体である請求項１記載の超音
波探触子であり、シ−ルド部での超音波の反射が低減で
き、受信信号のＳ／Ｎがさらに向上できるという作用を
有する。
【００１６】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。なお図面中で同一符号を付しているも
のは同一なものであり、詳細な説明は省略する。
用いて説明する。なお図面中で同一符号を付しているも
のは同一なものであり、詳細な説明は省略する。
【００１７】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図である。図
１において、１は超音波探触子、２は溝３で分割された
アレイ状に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背
面負荷材４を貫通して配置された信号線、６は信号線５
の周囲に配置された円筒シ−ルド体、７は円筒シ−ルド
体６に接続された背面グランド体、８は圧電体２の送受
波面電極２ａに接続する共通電極である。
形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図である。図
１において、１は超音波探触子、２は溝３で分割された
アレイ状に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背
面負荷材４を貫通して配置された信号線、６は信号線５
の周囲に配置された円筒シ−ルド体、７は円筒シ−ルド
体６に接続された背面グランド体、８は圧電体２の送受
波面電極２ａに接続する共通電極である。
【００１８】まず、周波数が２．５ＭＨｚ、素子数が縦
６４素子、横６４素子の２次元アレイプロ−ブを構成す
る超音波探触子１の組立方法について、図１から図５を
用いて説明する。ただし説明に用いる図には、縦６４素
子、横６４素子のうちの一部の構成のみを概略構成とし
て示した。
６４素子、横６４素子の２次元アレイプロ−ブを構成す
る超音波探触子１の組立方法について、図１から図５を
用いて説明する。ただし説明に用いる図には、縦６４素
子、横６４素子のうちの一部の構成のみを概略構成とし
て示した。
【００１９】図２に示すように、直径０．２ｍｍの穴が
開けられた銅板製の背面グランド体７に対し銅製の円筒
で作られた円筒シ−ルド体６を、隣接する円筒シ−ルド
体６が互いに接触しないよう、かつほぼ垂直となるよう
取り付けて作成する。
開けられた銅板製の背面グランド体７に対し銅製の円筒
で作られた円筒シ−ルド体６を、隣接する円筒シ−ルド
体６が互いに接触しないよう、かつほぼ垂直となるよう
取り付けて作成する。
【００２０】図３（ａ）に示すように、円筒シ−ルド体
６を取り付けた背面グランド体７を円筒シ−ルド体６が
下側となるよう背面負荷材作成治具１０に配置する。こ
こで用いる背面負荷材作成治具１０の深さは円筒シ−ル
ド体６の長さよりも若干程度長いものとする。
６を取り付けた背面グランド体７を円筒シ−ルド体６が
下側となるよう背面負荷材作成治具１０に配置する。こ
こで用いる背面負荷材作成治具１０の深さは円筒シ−ル
ド体６の長さよりも若干程度長いものとする。
【００２１】図３（ｂ）に示すように、樹脂基盤からな
る信号線取付板９に設けた直径０．０５ｍｍの穴１１と
円筒シ−ルド体６がほぼ同心円となるよう、信号線取付
板９を背面グランド体７にエポキシ系接着剤で接着固定
する。
る信号線取付板９に設けた直径０．０５ｍｍの穴１１と
円筒シ−ルド体６がほぼ同心円となるよう、信号線取付
板９を背面グランド体７にエポキシ系接着剤で接着固定
する。
【００２２】図３（ｃ）に示すように、信号線５は穴１
１から挿入し、その先端は背面負荷材作成治具１０まで
到達させ、背面負荷材作成治具１０に対しほぼ垂直とな
るように配置する。
１から挿入し、その先端は背面負荷材作成治具１０まで
到達させ、背面負荷材作成治具１０に対しほぼ垂直とな
るように配置する。
【００２３】すべての穴１１に信号線５を配置した後、
信号線５は信号線取付板９にエポキシ系接着剤で接着固
定する。このとき信号線５は円筒シ−ルド体６、背面グ
ランド体７に接触させない。図示していない背面負荷材
注入口より、背面負荷材作成治具１０内部に、鉄粉など
減衰媒体を含有させたゴム系材料１２を注入し、ゴム系
材料１２を硬化させて背面負荷材４を作成する。
信号線５は信号線取付板９にエポキシ系接着剤で接着固
定する。このとき信号線５は円筒シ−ルド体６、背面グ
ランド体７に接触させない。図示していない背面負荷材
注入口より、背面負荷材作成治具１０内部に、鉄粉など
減衰媒体を含有させたゴム系材料１２を注入し、ゴム系
材料１２を硬化させて背面負荷材４を作成する。
【００２４】信号線取付板９から突き出した信号線５の
長さを調整した後、背面負荷材作成治具１０から背面負
荷材４を取り外す。背面負荷材４の上端面１３は必要に
応じて切削、研磨加工等により整形する。このとき上端
面１３に対し信号線５の端面１４がほぼ同一平面上に構
成されるように、背面負荷材４を整形するほうが好まし
い。
長さを調整した後、背面負荷材作成治具１０から背面負
荷材４を取り外す。背面負荷材４の上端面１３は必要に
応じて切削、研磨加工等により整形する。このとき上端
面１３に対し信号線５の端面１４がほぼ同一平面上に構
成されるように、背面負荷材４を整形するほうが好まし
い。
【００２５】圧電体２をエポキシ系接着剤で背面負荷材
４の上端面１３上に接着固定し、圧電体２の背面電極２
ｂと信号線５の電気的接続も同時に行う。たとえばダイ
シングソーなどの素子分割装置で縦６４素子、横６４素
子となるよう、圧電体２の上方から背面負荷材４の一部
にまで到達する深さの溝３を格子状に設け圧電体２を分
割する。
４の上端面１３上に接着固定し、圧電体２の背面電極２
ｂと信号線５の電気的接続も同時に行う。たとえばダイ
シングソーなどの素子分割装置で縦６４素子、横６４素
子となるよう、圧電体２の上方から背面負荷材４の一部
にまで到達する深さの溝３を格子状に設け圧電体２を分
割する。
【００２６】圧電体２の送受波面電極２ａに銅箔からな
る共通電極８をエポキシ系接着剤を用いて接着し、分割
された圧電体２のすべての送受波面電極２ａの電気的接
続を行い、超音波探触子１を組み立てる。この組み立て
た超音波探触子１に図示していない接続用コネクタや信
号伝達用ケーブル等を接続し、超音波プローブを構成す
る。
る共通電極８をエポキシ系接着剤を用いて接着し、分割
された圧電体２のすべての送受波面電極２ａの電気的接
続を行い、超音波探触子１を組み立てる。この組み立て
た超音波探触子１に図示していない接続用コネクタや信
号伝達用ケーブル等を接続し、超音波プローブを構成す
る。
【００２７】次に超音波探触子１の動作、作用について
説明する。信号線５を介して横方向、縦方向分割された
圧電体２を駆動して超音波を送信し、被測定対象部から
の反射信号を再び圧電体２で受信する。このときそれぞ
れの圧電体２を駆動するタイミングや同時に駆動する圧
電体２の素子数を制御することにより、超音波ビームを
制御する。
説明する。信号線５を介して横方向、縦方向分割された
圧電体２を駆動して超音波を送信し、被測定対象部から
の反射信号を再び圧電体２で受信する。このときそれぞ
れの圧電体２を駆動するタイミングや同時に駆動する圧
電体２の素子数を制御することにより、超音波ビームを
制御する。
【００２８】駆動信号は数十Ｖから百数十Ｖ程度と高い
電圧のため、信号線５を伝播するときに電磁波が生じ隣
接する信号線５で受信され、受信された電磁波から発生
した漏れ信号と駆動信号の合成信号により隣接した圧電
体２は駆動される可能性がある。
電圧のため、信号線５を伝播するときに電磁波が生じ隣
接する信号線５で受信され、受信された電磁波から発生
した漏れ信号と駆動信号の合成信号により隣接した圧電
体２は駆動される可能性がある。
【００２９】このように合成信号により圧電体２が駆動
されてしまうと、所望の超音波ビーム制御が困難とな
る。これに対し超音波探触子１では信号線５の外側に円
筒シールド体６が設けられているため、円筒シールド体
６のシールド効果により電磁波が漏れにくい構成となっ
ている。
されてしまうと、所望の超音波ビーム制御が困難とな
る。これに対し超音波探触子１では信号線５の外側に円
筒シールド体６が設けられているため、円筒シールド体
６のシールド効果により電磁波が漏れにくい構成となっ
ている。
【００３０】このため駆動信号に対し隣接した信号線５
からの電磁波の干渉を受けることが少なくなり、所望の
超音波ビーム制御が可能となる。またすべての円筒シー
ルド体６は背面グランド体７に接続されているため、す
べての円筒シールド体６の接地を容易に行うことができ
る。
からの電磁波の干渉を受けることが少なくなり、所望の
超音波ビーム制御が可能となる。またすべての円筒シー
ルド体６は背面グランド体７に接続されているため、す
べての円筒シールド体６の接地を容易に行うことができ
る。
【００３１】なお本実施の形態では、１本の円筒シール
ド体６に１本の信号線５を配置しているが、圧電体２と
の電気的接続の信頼性を向上するため図６に示すように
１個の円筒シールド体に２本以上の信号線５を配置して
も構わない。
ド体６に１本の信号線５を配置しているが、圧電体２と
の電気的接続の信頼性を向上するため図６に示すように
１個の円筒シールド体に２本以上の信号線５を配置して
も構わない。
【００３２】また信号線５と同心円状に円筒シールド体
６を配置する構成としたが、同軸ケーブルやセミリジッ
トケーブルのように信号線５と円筒シールド体６が一体
となったケーブルを用いても構わない。
６を配置する構成としたが、同軸ケーブルやセミリジッ
トケーブルのように信号線５と円筒シールド体６が一体
となったケーブルを用いても構わない。
【００３３】（実施の形態２）以下、本発明の一実施の
形態について、図面を参照しながら説明する。図７は本
実施の形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図であ
る。１は超音波探触子、２は溝３で分割されたアレイ状
に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背面負荷材
４を貫通して配置された信号線、７は背面グランド体、
８は圧電体２の送受波面電極２ａに接続する共通電極
で、以上は図１の構成と同様なものである。図１の構成
と異なるのは、信号線６の周囲に導電性を有する弾性体
からなるシールド部１５を格子状に配置した点である。
形態について、図面を参照しながら説明する。図７は本
実施の形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図であ
る。１は超音波探触子、２は溝３で分割されたアレイ状
に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背面負荷材
４を貫通して配置された信号線、７は背面グランド体、
８は圧電体２の送受波面電極２ａに接続する共通電極
で、以上は図１の構成と同様なものである。図１の構成
と異なるのは、信号線６の周囲に導電性を有する弾性体
からなるシールド部１５を格子状に配置した点である。
【００３４】実施の形態１と同様に、周波数が２．５Ｍ
Ｈｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次元アレイ
プロ−ブを構成する超音波探触子１の組立方法について
図７から図９を用いて説明する。ただし説明に用いる図
には縦６４素子、横６４素子のうちの一部の構成のみを
概略構成として示した。
Ｈｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次元アレイ
プロ−ブを構成する超音波探触子１の組立方法について
図７から図９を用いて説明する。ただし説明に用いる図
には縦６４素子、横６４素子のうちの一部の構成のみを
概略構成として示した。
【００３５】図８に示すような直径０．２ｍｍ程度の穴
１８を設けたシールド部形成金型１６を例えば真ちゅう
ブロックから切削加工にて作成する。
１８を設けたシールド部形成金型１６を例えば真ちゅう
ブロックから切削加工にて作成する。
【００３６】図９（ａ）に示すように、シールド部作成
金型１６の溝形成部１９を下向きに背面負荷材作成治具
１０に配置する。ここで用いる背面負荷材作成治具１０
の深さは、溝形成部１９の高さよりも若干程度深いもの
とする。
金型１６の溝形成部１９を下向きに背面負荷材作成治具
１０に配置する。ここで用いる背面負荷材作成治具１０
の深さは、溝形成部１９の高さよりも若干程度深いもの
とする。
【００３７】図９（ｂ）に示すように、信号線５はシー
ルド部形成金型１６の台座１７に設けた穴１８から挿入
し、その先端は背面負荷材作成治具１０まで到達させ、
背面負荷材作成治具１０に対しほぼ垂直となるように配
置する。すべての穴１８に信号線５を配置した後、図示
していない背面負荷材注入口より背面負荷材作成治具１
０内部に、ガラス中空球体からなる減衰媒体を含有させ
たエポキシ系樹脂材料２０を注入し、エポキシ系樹脂材
料２０を熱硬化する。
ルド部形成金型１６の台座１７に設けた穴１８から挿入
し、その先端は背面負荷材作成治具１０まで到達させ、
背面負荷材作成治具１０に対しほぼ垂直となるように配
置する。すべての穴１８に信号線５を配置した後、図示
していない背面負荷材注入口より背面負荷材作成治具１
０内部に、ガラス中空球体からなる減衰媒体を含有させ
たエポキシ系樹脂材料２０を注入し、エポキシ系樹脂材
料２０を熱硬化する。
【００３８】シールド部作成金型１６を取り外し、溝形
成部１９により作られた空間に例えば導電性を有するシ
リコンゴムからなる弾性体２１を流し込んで、格子状の
シールド部１５を形成する。
成部１９により作られた空間に例えば導電性を有するシ
リコンゴムからなる弾性体２１を流し込んで、格子状の
シールド部１５を形成する。
【００３９】図９（ｃ）に示すように、背面グランド体
７をシールド部１５と電気的接触が可能となるようエポ
キシ系接着剤で接着固定し、その上に信号線取付板９を
背面グランド体７にエポキシ系接着剤で接着固定する。
信号線取付板９の穴１１と信号線５はエポキシ系接着剤
で固定する。このとき信号線５と背面グランド体７は接
触させない。
７をシールド部１５と電気的接触が可能となるようエポ
キシ系接着剤で接着固定し、その上に信号線取付板９を
背面グランド体７にエポキシ系接着剤で接着固定する。
信号線取付板９の穴１１と信号線５はエポキシ系接着剤
で固定する。このとき信号線５と背面グランド体７は接
触させない。
【００４０】信号線取付板９から突き出した信号線５の
長さを調整した後、背面負荷材作成治具１０から背面負
荷材４を取り外す。これ以降の超音波探触子の組立方
法、動作・作用は実施の形態１と同様なので省略する。
長さを調整した後、背面負荷材作成治具１０から背面負
荷材４を取り外す。これ以降の超音波探触子の組立方
法、動作・作用は実施の形態１と同様なので省略する。
【００４１】シールド部１５を弾性体２１で形成したた
め、圧電体２から背面負荷材４に放射された超音波がシ
ールド部１５で反射される量が低減できるので、超音波
の送受信信号に対する後方反射の影響が低減できる。
め、圧電体２から背面負荷材４に放射された超音波がシ
ールド部１５で反射される量が低減できるので、超音波
の送受信信号に対する後方反射の影響が低減できる。
【００４２】なお本実施の形態では、信号線６の周囲に
導電性を有するシールド部１５を格子状に配置する構成
としたが、上記条件に限定されるわけでなく、図１０に
示すようなアルミ薄板からなるハニカム構造体２２を背
面グランド体７に接続する構成でも構わない。
導電性を有するシールド部１５を格子状に配置する構成
としたが、上記条件に限定されるわけでなく、図１０に
示すようなアルミ薄板からなるハニカム構造体２２を背
面グランド体７に接続する構成でも構わない。
【００４３】またシールド部１５を形成するためにシー
ルド部作成金型１６を用いた工法としたが、上記工法に
限定されるわけでなく、ダイシングソーのような分割装
置で溝を形成しシールド部１５を設けても構わない。
ルド部作成金型１６を用いた工法としたが、上記工法に
限定されるわけでなく、ダイシングソーのような分割装
置で溝を形成しシールド部１５を設けても構わない。
【００４４】またシールド部１５を背面グランド体７に
接続する構成としたが、背面グランド体７を用いない構
成にしても構わない。
接続する構成としたが、背面グランド体７を用いない構
成にしても構わない。
【００４５】またシールド部作成金型１６の溝形成部１
９はすべて接続された構成としたが、図１１に示すよう
な溝形成部２３ａ、２３ｂを設けることにより２つの独
立したシールド部を備えることが可能となり、Ｂモード
とドップラモードの２つの異なる計測が同時に行えるよ
うになる。
９はすべて接続された構成としたが、図１１に示すよう
な溝形成部２３ａ、２３ｂを設けることにより２つの独
立したシールド部を備えることが可能となり、Ｂモード
とドップラモードの２つの異なる計測が同時に行えるよ
うになる。
【００４６】（実施の形態３）以下、本発明の一実施形
態について、図面を参照しながら説明する。図１２は本
実施の形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図であ
る。１は超音波探触子、２は溝３で分割されたアレイ状
に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背面負荷材
４を貫通して配置された信号線、８は圧電体２の送受波
面電極２ａに接続する共通電極、９は信号線取付板で、
以上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異
なるのは、背面シールド体７と信号線６の周囲にシール
ド部を設けていない点である。
態について、図面を参照しながら説明する。図１２は本
実施の形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図であ
る。１は超音波探触子、２は溝３で分割されたアレイ状
に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背面負荷材
４を貫通して配置された信号線、８は圧電体２の送受波
面電極２ａに接続する共通電極、９は信号線取付板で、
以上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異
なるのは、背面シールド体７と信号線６の周囲にシール
ド部を設けていない点である。
【００４７】実施の形態１と同様に、周波数が２．５Ｍ
Ｈｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次元アレイ
プロ−ブを構成する超音波探触子１の組立方法について
図１２、図１３を用いて説明する。ただし説明に用いる
図には縦６４素子、横６４素子のうちの一部の構成のみ
を概略構成として示した。図１３（ａ）に示すように信
号線取付板９を背面負荷材作成治具１０に配置する。
図１３（ｂ）に示すように、信号線５は穴１１から挿入
し、その先端は背面負荷材作成治具１０まで到達させ、
背面負荷材作成治具１０に対しほぼ垂直となるように配
置する。
Ｈｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次元アレイ
プロ−ブを構成する超音波探触子１の組立方法について
図１２、図１３を用いて説明する。ただし説明に用いる
図には縦６４素子、横６４素子のうちの一部の構成のみ
を概略構成として示した。図１３（ａ）に示すように信
号線取付板９を背面負荷材作成治具１０に配置する。
図１３（ｂ）に示すように、信号線５は穴１１から挿入
し、その先端は背面負荷材作成治具１０まで到達させ、
背面負荷材作成治具１０に対しほぼ垂直となるように配
置する。
【００４８】すべての穴１１に信号線５を配置した後、
信号線５は信号線取付板９にエポキシ系接着剤で接着固
定する。図示していない背面負荷材注入口より背面負荷
材作成治具１０内部に、鉄粉など電波吸収体を含有させ
た電波吸収材料２４を注入し、電波吸収材料２４を硬化
させて背面負荷材４を作成する。これ以降の超音波探触
子の組立方法、動作・作用は実施の形態１と同様なので
省略する。
信号線５は信号線取付板９にエポキシ系接着剤で接着固
定する。図示していない背面負荷材注入口より背面負荷
材作成治具１０内部に、鉄粉など電波吸収体を含有させ
た電波吸収材料２４を注入し、電波吸収材料２４を硬化
させて背面負荷材４を作成する。これ以降の超音波探触
子の組立方法、動作・作用は実施の形態１と同様なので
省略する。
【００４９】背面負荷材４は電波吸収材料２４で構成さ
れたため、信号線５から放射される電磁波が隣接する信
号線５で受信されたり、空中に浮遊する電磁波ノイズを
信号線５で受信することが防止できるので、非常に簡単
な構成でクロストークの低減やＳ／Ｎの向上を図ること
ができる。
れたため、信号線５から放射される電磁波が隣接する信
号線５で受信されたり、空中に浮遊する電磁波ノイズを
信号線５で受信することが防止できるので、非常に簡単
な構成でクロストークの低減やＳ／Ｎの向上を図ること
ができる。
【００５０】（実施の形態４）以下、本発明の一実施形
態について、図面を参照しながら説明する。図１４は本
実施の形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図であ
る。１は超音波探触子、２は溝３で分割されたアレイ状
に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背面負荷材
４を貫通して配置された信号線、６は信号線５の周囲に
配置された円筒シ−ルド体、８は圧電体２の送受波面電
極２ａに接続する共通電極で、以上は図１の構成と同様
なものである。図１の構成と異なるのは、背面負荷材４
の側壁面に導電性を有する側壁シールド体２５を設けた
点である。
態について、図面を参照しながら説明する。図１４は本
実施の形態の超音波探触子の一部を分解した斜視図であ
る。１は超音波探触子、２は溝３で分割されたアレイ状
に配列された圧電体、４は背面負荷材、５は背面負荷材
４を貫通して配置された信号線、６は信号線５の周囲に
配置された円筒シ−ルド体、８は圧電体２の送受波面電
極２ａに接続する共通電極で、以上は図１の構成と同様
なものである。図１の構成と異なるのは、背面負荷材４
の側壁面に導電性を有する側壁シールド体２５を設けた
点である。
【００５１】実施の形態１と同様に、周波数が２．５Ｍ
Ｈｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次元アレイ
プロ−ブを構成する超音波探触子１の組立方法について
図１４を用いて説明する。ただし説明に用いる図には縦
６４素子、横６４素子のうちの一部の構成のみを概略構
成として示した。
Ｈｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次元アレイ
プロ−ブを構成する超音波探触子１の組立方法について
図１４を用いて説明する。ただし説明に用いる図には縦
６４素子、横６４素子のうちの一部の構成のみを概略構
成として示した。
【００５２】実施の形態１と同様に背面負荷材４を組み
立てた後、背面負荷材４のすべての側壁面（４面）に例
えば厚みが０．２ｍｍの銅箔からなる側壁シールド体２
５を図１４のようにエポキシ系接着剤で接着固定する。
このとき側壁シールド体２５は、圧電体２の背面電極２
ｂと図示されていない背面シールド体７には接触しない
ように構成する。
立てた後、背面負荷材４のすべての側壁面（４面）に例
えば厚みが０．２ｍｍの銅箔からなる側壁シールド体２
５を図１４のようにエポキシ系接着剤で接着固定する。
このとき側壁シールド体２５は、圧電体２の背面電極２
ｂと図示されていない背面シールド体７には接触しない
ように構成する。
【００５３】このように側壁シールド体２５と背面シー
ルド体７を設けることにより、背面負荷材４は導体でほ
ぼ外周を覆われるため、信号線５からの不要輻射の低減
や信号線５への空中を浮遊する電磁波ノイズの影響を低
減可能となる。
ルド体７を設けることにより、背面負荷材４は導体でほ
ぼ外周を覆われるため、信号線５からの不要輻射の低減
や信号線５への空中を浮遊する電磁波ノイズの影響を低
減可能となる。
【００５４】なお本実施の形態では、背面負荷材４の側
壁面に銅箔からなる側壁シールド体２５を設けるとした
が、上記条件に限定されるわけでなく、導電性のゴムを
接着したり導電性を有する塗料を塗布しても構わない。
壁面に銅箔からなる側壁シールド体２５を設けるとした
が、上記条件に限定されるわけでなく、導電性のゴムを
接着したり導電性を有する塗料を塗布しても構わない。
【００５５】また信号線５の周囲に円筒シールド体６を
設けるとしたが、背面負荷材４を電波吸収材料で作成す
るなら、円筒シールド体６を設ける必要はない。
設けるとしたが、背面負荷材４を電波吸収材料で作成す
るなら、円筒シールド体６を設ける必要はない。
【００５６】なお本実施の形態１〜４では、周波数が
２．５ＭＨｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次
元アレイプロ−ブを構成する超音波探触子としたが、上
記条件に限定されるわけでなく、周波数、縦・横の素子
数を必要に応じて変更しても構わない。
２．５ＭＨｚ、素子数が縦６４素子、横６４素子の２次
元アレイプロ−ブを構成する超音波探触子としたが、上
記条件に限定されるわけでなく、周波数、縦・横の素子
数を必要に応じて変更しても構わない。
【００５７】また背面負荷材の作成工法、使用する材
料、寸法を示したが、上記条件に限定されるわけでな
く、同等の機能が得られるならばどのような工法、材
料、寸法を選択しても構わない。
料、寸法を示したが、上記条件に限定されるわけでな
く、同等の機能が得られるならばどのような工法、材
料、寸法を選択しても構わない。
【００５８】またダイシングソーを用いて圧電体の上方
から背面負荷材の一部にまで到達する深さの溝を格子状
に設け圧電体を分割するとしたが、圧電体と樹脂からな
る複合圧電体を用いる場合は溝を格子状に設ける必要は
なく、圧電体に適した工法を選択すればよい。
から背面負荷材の一部にまで到達する深さの溝を格子状
に設け圧電体を分割するとしたが、圧電体と樹脂からな
る複合圧電体を用いる場合は溝を格子状に設ける必要は
なく、圧電体に適した工法を選択すればよい。
【００５９】また２次元プローブを構成する超音波探触
子としたが、信号線が背面負荷材を貫通して配置された
超音波探触子であれば１．２５Ｄプローブ、１．５Ｄプ
ローブなど様々なプローブや超音波センサに用いてよ
い。
子としたが、信号線が背面負荷材を貫通して配置された
超音波探触子であれば１．２５Ｄプローブ、１．５Ｄプ
ローブなど様々なプローブや超音波センサに用いてよ
い。
【００６０】また共通電極８の圧電体２と対向する面に
は何も接続していないが、必要に応じて１層以上の整合
層や音響レンズを設けても構わない。
は何も接続していないが、必要に応じて１層以上の整合
層や音響レンズを設けても構わない。
【００６１】また圧電体２の送受波面電極２ａと共通電
極８を接続するとしたが、第１整合層にグラファイト材
料などの導電材料を用いるならば共通電極８を設ける必
要はない。
極８を接続するとしたが、第１整合層にグラファイト材
料などの導電材料を用いるならば共通電極８を設ける必
要はない。
【００６２】また接着固定と電気的接続を同時に取るた
めエポキシ系接着剤を用いたが、上記条件に限定される
わけでなく、他の導電性材料を用いても構わない。
めエポキシ系接着剤を用いたが、上記条件に限定される
わけでなく、他の導電性材料を用いても構わない。
【００６３】
【発明の効果】 以上説明から明らかなように、本発明
によれば、次の効果が得られる。
によれば、次の効果が得られる。
【００６４】第１の超音波探触子は、超音波を送受信す
る前面側とその前面側に対向する背面側の２つの方向に
電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側に設けられ
た背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極と電気接続
が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線とを備え、前記信号線の周囲にシ−ルド部を有するた
め、外部ノイズの影響や不要輻射を低減した超音波探触
子を得ることができるという有利な効果が得られる。
る前面側とその前面側に対向する背面側の２つの方向に
電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側に設けられ
た背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極と電気接続
が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線とを備え、前記信号線の周囲にシ−ルド部を有するた
め、外部ノイズの影響や不要輻射を低減した超音波探触
子を得ることができるという有利な効果が得られる。
【００６５】第２の超音波探触子は、超音波を送受信す
る前面側とその前面側に対向する背面側の２つの方向に
電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側に設けられ
た背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極と電気接続
が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線とを備え、前記背面負荷材が電波吸収材料からなるた
め、簡易な構成で外部ノイズの影響や不要輻射を低減し
た超音波探触子を得ることができるという有利な効果が
得られる。
る前面側とその前面側に対向する背面側の２つの方向に
電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側に設けられ
た背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極と電気接続
が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線とを備え、前記背面負荷材が電波吸収材料からなるた
め、簡易な構成で外部ノイズの影響や不要輻射を低減し
た超音波探触子を得ることができるという有利な効果が
得られる。
【００６６】第３の超音波探触子は、超音波を送受信す
る前面側とその前面側に対向する背面側の２つの方向に
電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側に設けられ
た背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極と電気接続
が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線とを備え、前記背面負荷材の少なくとも側壁面は導電
性を有するため、簡易な構成で外部ノイズの影響や不要
輻射を低減した超音波探触子を得ることができるという
有利な効果が得られる。
る前面側とその前面側に対向する背面側の２つの方向に
電極を有する圧電体と、前記圧電体の背面側に設けられ
た背面負荷材と、前記圧電体の背面側の電極と電気接続
が可能で前記背面負荷材内部を貫通して配置された信号
線とを備え、前記背面負荷材の少なくとも側壁面は導電
性を有するため、簡易な構成で外部ノイズの影響や不要
輻射を低減した超音波探触子を得ることができるという
有利な効果が得られる。
【００６７】第４の超音波探触子は、第１、第２の超音
波探触子において、背面負荷材の少なくとも側壁面は導
電性を有するため、信号線に対して２重のシ−ルド効果
により外部ノイズの影響や不要輻射をさらに低減した超
音波探触子を得ることができるという有利な効果が得ら
れる。
波探触子において、背面負荷材の少なくとも側壁面は導
電性を有するため、信号線に対して２重のシ−ルド効果
により外部ノイズの影響や不要輻射をさらに低減した超
音波探触子を得ることができるという有利な効果が得ら
れる。
【００６８】第５の超音波探触子は、第１から第３のい
ずれかの超音波探触子において、１つの圧電体に対し２
つ以上の信号線が接続されているため、圧電体と信号線
の接続の信頼性が向上した超音波探触子を得ることがで
きるという有利な効果が得られる。
ずれかの超音波探触子において、１つの圧電体に対し２
つ以上の信号線が接続されているため、圧電体と信号線
の接続の信頼性が向上した超音波探触子を得ることがで
きるという有利な効果が得られる。
【００６９】第６の超音波探触子は、第１の超音波探触
子において、複数の圧電体を備え、１つの圧電体に対し
少なくとも１つの信号線が接続され、１つの圧電体に接
続されたすべての信号線の周囲に１つのシ−ルド部を有
するため、信号線間のクロスト−クが低減した超音波探
触子を得ることができるという有利な効果が得られる。
子において、複数の圧電体を備え、１つの圧電体に対し
少なくとも１つの信号線が接続され、１つの圧電体に接
続されたすべての信号線の周囲に１つのシ−ルド部を有
するため、信号線間のクロスト−クが低減した超音波探
触子を得ることができるという有利な効果が得られる。
【００７０】第７の超音波探触子は、第６の超音波探触
子において、複数の圧電体を備え、信号線とシ−ルド部
は一体化された同軸線であるため、背面負荷材、信号
線、シ−ルド部の組み立てが容易な超音波探触子を得る
ことができるという有利な効果が得られる。
子において、複数の圧電体を備え、信号線とシ−ルド部
は一体化された同軸線であるため、背面負荷材、信号
線、シ−ルド部の組み立てが容易な超音波探触子を得る
ことができるという有利な効果が得られる。
【００７１】第８の超音波探触子は、第６の超音波探触
子において、背面負荷材内部で複数のシ−ルド部が電気
的に接続されたため、外部ノイズの影響や不要輻射をさ
らに低減した超音波探触子を得ることができるという有
利な効果が得られる。
子において、背面負荷材内部で複数のシ−ルド部が電気
的に接続されたため、外部ノイズの影響や不要輻射をさ
らに低減した超音波探触子を得ることができるという有
利な効果が得られる。
【００７２】第９の超音波探触子は、第１の超音波探触
子において、シ−ルド部は導電性を有する弾性体である
ため、シ−ルド部での超音波の反射が低減でき、受信信
号のＳ／Ｎがさらに向上した超音波探触子を得ることが
できるという有利な効果が得られる。
子において、シ−ルド部は導電性を有する弾性体である
ため、シ−ルド部での超音波の反射が低減でき、受信信
号のＳ／Ｎがさらに向上した超音波探触子を得ることが
できるという有利な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態における超音波探触子の
一部を分解した斜視図
一部を分解した斜視図
【図２】同超音波探触子のシールド部の斜視図
【図３】同超音波探触子の背面負荷材の組立手順を示す
断面図
断面図
【図４】同超音波探触子の組立手順を示す断面図
【図５】同超音波探触子の組立手順を示す断面図
【図６】同超音波探触子の変形例の断面図
【図７】本発明の一実施の形態における超音波探触子の
一部を分解した斜視図
一部を分解した斜視図
【図８】同超音波探触子のシールド部作成金型の斜視図
【図９】同超音波探触子の背面負荷材の組立手順を示す
断面図
断面図
【図１０】同超音波探触子の変形例の斜視図
【図１１】同超音波探触子のシールド部作成金型の変形
例の斜視図
例の斜視図
【図１２】本発明の一実施の形態における超音波探触子
の一部を分解した斜視図
の一部を分解した斜視図
【図１３】同超音波探触子の組立手順を示す断面図
【図１４】本発明の一実施の形態における超音波探触子
の一部を分解した斜視図
の一部を分解した斜視図
【図１５】従来の超音波探触子の断面図
１ 超音波探触子 ２ 圧電体 ２ａ 送受波面電極 ２ｂ 背面電極 ３ 溝 ４ 背面負荷材 ５ 信号線 ６ 円筒シールド体 ７ 背面グランド体 ８ 共通電極 ９ 信号線取付板 １０ 背面負荷材作成治具 １１ 穴 １２ ゴム系材料 １３ 上端面 １４ 端面 １５ シールド部 １６ シールド部形成金型 １７ 台座 １８ 穴 １９ 溝形成部 ２０ エポキシ系樹脂材料 ２１ 弾性体 ２２ ハニカム構造体 ２３ａ、ｂ 溝形成部 ２４ 電波吸収材料 ２５ 側壁シールド体 ２６ 圧電体 ２７ 背面負荷材 ２８ 信号線 ２９ 導電性接着剤 ３０ 溝 ３１ 共通電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永原 英知 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山口 恵作 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 CA01 EA04 GB21 GB23 GB25 4C301 AA02 EE04 GA04 GB10 GB18 GB19 GB20 GB33 GB35 GB37 GB39 GB40 5D019 AA11 BB02 BB19 BB25 BB28 5J083 AB01 AB17 AC18 CA01 CA13 CA14 CA24 CB01 CB18
Claims (9)
- 【請求項１】 超音波を送受信する前面側とその前面側
に対向する背面側の２つの方向に電極を有する圧電体
と、前記圧電体の背面側に設けられた背面負荷材と、前
記圧電体の背面側の電極と電気接続が可能で前記背面負
荷材内部を貫通して配置された信号線とを備え、前記信
号線の周囲にシ−ルド部を有する超音波探触子。 - 【請求項２】 超音波を送受信する前面側とその前面側
に対向する背面側の２つの方向に電極を有する圧電体
と、前記圧電体の背面側に設けられた背面負荷材と、前
記圧電体の背面側の電極と電気接続が可能で前記背面負
荷材内部を貫通して配置された信号線とを備え、前記背
面負荷材が電波吸収材料からなる超音波探触子。 - 【請求項３】 超音波を送受信する前面側とその前面側
に対向する背面側の２つの方向に電極を有する圧電体
と、前記圧電体の背面側に設けられた背面負荷材と、前
記圧電体の背面側の電極と電気接続が可能で前記背面負
荷材内部を貫通して配置された信号線とを備え、前記背
面負荷材の少なくとも側壁面は導電性を有する超音波探
触子。 - 【請求項４】 背面負荷材の少なくとも側壁面は導電性
を有する請求項１または２に記載の超音波探触子。 - 【請求項５】 １つの圧電体に対し２つ以上の信号線が
接続された請求項１から３のいずれかに記載の超音波探
触子。 - 【請求項６】 複数の圧電体を備え、１つの圧電体に対
し少なくとも１つの信号線が接続され、１つの圧電体に
接続されたすべての信号線の周囲に１つのシ−ルド部を
有する請求項１記載の超音波探触子。 - 【請求項７】 信号線とシ−ルド部は一体化された同軸
線である請求項６記載の超音波探触子。 - 【請求項８】 背面負荷材内部で複数のシ−ルド部が電
気的に接続された請求項６記載の超音波探触子。 - 【請求項９】 シ−ルド部は導電性を有する弾性体であ
る請求項１記載の超音波探触子。
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|---|---|---|---|
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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