JP2003143696A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JP2003143696A JP2003143696A JP2001342424A JP2001342424A JP2003143696A JP 2003143696 A JP2003143696 A JP 2003143696A JP 2001342424 A JP2001342424 A JP 2001342424A JP 2001342424 A JP2001342424 A JP 2001342424A JP 2003143696 A JP2003143696 A JP 2003143696A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波探触子において、ダミー振動素子の音
響的特性を実振動素子の音響的特性と一致させるように
する。 【解決手段】 ダミー振動素子１６，１８に、実振動素
子１４と同様に、リード（ダミーリード）３６，３８を
設ける。それらのダミーリード３６，３８が短絡され、
あるいは圧電素子３０が非分極型とされる。また短絡に
代えて、ダミーリード３６，３８間に実振動素子１４に
接続される回路と等価なダミー回路を接続することもで
きる。
響的特性を実振動素子の音響的特性と一致させるように
する。 【解決手段】 ダミー振動素子１６，１８に、実振動素
子１４と同様に、リード（ダミーリード）３６，３８を
設ける。それらのダミーリード３６，３８が短絡され、
あるいは圧電素子３０が非分極型とされる。また短絡に
代えて、ダミーリード３６，３８間に実振動素子１４に
接続される回路と等価なダミー回路を接続することもで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波探触子に関
し、特にダミー振動素子（ダミー素子）を有する超音波
探触子に関する。
し、特にダミー振動素子（ダミー素子）を有する超音波
探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一次元アレイ振動子は、複数の振動素子
を例えば直線的に配列してなるものである。全部の振動
素子をすべて送受波に利用すると、どうしても端部の振
動素子の動作が不安定となり、そこでは特にアレイ内部
の通常の振動素子の周波数特性とは異なる周波数特性が
形成されるという問題がある。つまり、各振動素子の振
動には、その両隣あるいは近隣の振動素子の存在が少な
からず影響している。そこで、従来から、アレイの両端
部に１又は複数のダミー振動素子が設けられる。
を例えば直線的に配列してなるものである。全部の振動
素子をすべて送受波に利用すると、どうしても端部の振
動素子の動作が不安定となり、そこでは特にアレイ内部
の通常の振動素子の周波数特性とは異なる周波数特性が
形成されるという問題がある。つまり、各振動素子の振
動には、その両隣あるいは近隣の振動素子の存在が少な
からず影響している。そこで、従来から、アレイの両端
部に１又は複数のダミー振動素子が設けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ダミー振動素子には、
当然、信号ライン線の接続が不要であることから、基本
的にリードなどの接続は不要である。このため、物理
的、電気的にダミー振動素子は実振動素子とは異なって
いるのが現状である。よって、厳密に考えると、ダミー
振動素子に隣接する実振動素子の周波数特性がアレイ内
部の通常の実振動素子の周波数特性と異なっている。つ
まり、ダミー振動素子がダミーとしての本来機能を十分
に発揮せず、その効果が不十分であるという問題があ
る。
当然、信号ライン線の接続が不要であることから、基本
的にリードなどの接続は不要である。このため、物理
的、電気的にダミー振動素子は実振動素子とは異なって
いるのが現状である。よって、厳密に考えると、ダミー
振動素子に隣接する実振動素子の周波数特性がアレイ内
部の通常の実振動素子の周波数特性と異なっている。つ
まり、ダミー振動素子がダミーとしての本来機能を十分
に発揮せず、その効果が不十分であるという問題があ
る。
【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ダミー振動素子の役割をより
高め、これによって超音波画像の画質を向上することに
ある。
ものであり、その目的は、ダミー振動素子の役割をより
高め、これによって超音波画像の画質を向上することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１
つのダミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超
音波探触子において、前記ダミー振動素子にはダミーリ
ードが設けられ、前記ダミーリードに前記実振動素子の
リードに接続された電気回路と等価な電気回路が接続さ
れたことを特徴とする。
るために、本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１
つのダミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超
音波探触子において、前記ダミー振動素子にはダミーリ
ードが設けられ、前記ダミーリードに前記実振動素子の
リードに接続された電気回路と等価な電気回路が接続さ
れたことを特徴とする。
【０００６】上記構成によれば、ダミー振動素子に、ダ
ミーリード及び電気回路を設けたので、単にダミー振動
素子を構成した場合に比べて、ダミー振動素子の電気的
な性質を実振動素子のそれらに近付けて、ダミー振動素
子の周波数特性を実振動素子の周波数特性に近づけるこ
とができる。これにより、特に、ダミー振動素子に隣接
する実振動素子の動作条件を他の実振動素子の動作条件
に合わせて、当該隣接する実振動素子における周波数特
性の乱れを小さくできる。つまり、ダミー振動素子は望
ましくは実振動素子に隣接して設けられる。
ミーリード及び電気回路を設けたので、単にダミー振動
素子を構成した場合に比べて、ダミー振動素子の電気的
な性質を実振動素子のそれらに近付けて、ダミー振動素
子の周波数特性を実振動素子の周波数特性に近づけるこ
とができる。これにより、特に、ダミー振動素子に隣接
する実振動素子の動作条件を他の実振動素子の動作条件
に合わせて、当該隣接する実振動素子における周波数特
性の乱れを小さくできる。つまり、ダミー振動素子は望
ましくは実振動素子に隣接して設けられる。
【０００７】上記構成において、実振動素子のリード間
には、電気回路（信号線、アンプ、送受信切換スイッチ
など）が接続されるが、ダミー振動素子のダミーリード
にも、そのような電気回路と等価な電気回路が接続され
る。その場合、当該ダミー回路を実は動作させないかあ
るいは当該ダミー回路自体は動作させてもその出力信号
が画像形成に利用されないようにする。つまり、実振動
素子と等価な電気的インピーダンスをダミー振動子に接
続し、物理的な等価性及び電気的な等価性の両者を実現
するものである。
には、電気回路（信号線、アンプ、送受信切換スイッチ
など）が接続されるが、ダミー振動素子のダミーリード
にも、そのような電気回路と等価な電気回路が接続され
る。その場合、当該ダミー回路を実は動作させないかあ
るいは当該ダミー回路自体は動作させてもその出力信号
が画像形成に利用されないようにする。つまり、実振動
素子と等価な電気的インピーダンスをダミー振動子に接
続し、物理的な等価性及び電気的な等価性の両者を実現
するものである。
【０００８】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子にはその両極に対応した
２つのダミーリードが設けられ、それら２つのダミーリ
ードが互いに電気的に短絡されたことを特徴とする。
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子にはその両極に対応した
２つのダミーリードが設けられ、それら２つのダミーリ
ードが互いに電気的に短絡されたことを特徴とする。
【０００９】２つのダミーリードを短絡することによっ
て、実振動素子に接続されている信号線あるいは回路に
近似でき、特に、隣接する実振動素子への悪影響を低減
できる。
て、実振動素子に接続されている信号線あるいは回路に
近似でき、特に、隣接する実振動素子への悪影響を低減
できる。
【００１０】（３）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子には、前記実振動素子に
設けられるリードと同じ形状のダミーリードが設けられ
たことを特徴とする。
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子には、前記実振動素子に
設けられるリードと同じ形状のダミーリードが設けられ
たことを特徴とする。
【００１１】上記構成によれば、実振動素子に設けられ
たリードの物理的な形状と、ダミー振動素子に設けられ
たダミーリードの物理的な形状とを合致させて、それら
の物理的な特性及び電気的な特性をより一致させて、ダ
ミー振動素子の特性をより実振動素子の特性に一致させ
ることができる。
たリードの物理的な形状と、ダミー振動素子に設けられ
たダミーリードの物理的な形状とを合致させて、それら
の物理的な特性及び電気的な特性をより一致させて、ダ
ミー振動素子の特性をより実振動素子の特性に一致させ
ることができる。
【００１２】（４）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子のダミー上面電極とダミ
ー下面電極との間が電気的に接続されたことを特徴とす
る。
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子のダミー上面電極とダミ
ー下面電極との間が電気的に接続されたことを特徴とす
る。
【００１３】ダミー上面電極とダミー下面電極とを何ら
かの手法で短絡すれば、実振動素子に接続されている信
号線あるいは回路に近似させることができ、隣接する実
振動素子への悪影響を低減できる。
かの手法で短絡すれば、実振動素子に接続されている信
号線あるいは回路に近似させることができ、隣接する実
振動素子への悪影響を低減できる。
【００１４】（５）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子の分極度合いを前記実振
動素子の分極度合いよりも弱めたことを特徴とする。
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子の分極度合いを前記実振
動素子の分極度合いよりも弱めたことを特徴とする。
【００１５】上記構成によれば、ダミー振動素子の上面
電極と下面電極との間に生じる容量成分を減少させ、実
振動素子への悪影響を低減できる。
電極と下面電極との間に生じる容量成分を減少させ、実
振動素子への悪影響を低減できる。
【００１６】（６）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子については非分極とした
ことを特徴とする。
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子については非分極とした
ことを特徴とする。
【００１７】ダミー振動素子（ダミー素子）を構成する
圧電体を非分極とする手法としては、分極処理後におけ
る部分的な分極消失処理（逆電圧印加）、分極工程での
ダミー素子部分以外の分極処理、などがあげられる。
圧電体を非分極とする手法としては、分極処理後におけ
る部分的な分極消失処理（逆電圧印加）、分極工程での
ダミー素子部分以外の分極処理、などがあげられる。
【００１８】（７）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子には、上面電極及び下面
電極と、前記ダミー上面電極から引き出された第１ダミ
ーリードと、前記ダミー下面電極から引き出された第２
ダミーリードと、前記ダミー上面電極に接合されたダミ
ー音響整合層と、が設けられたことを特徴とする。
本発明は、複数の実振動素子と少なくとも１つのダミー
振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探触子
において、前記ダミー振動素子には、上面電極及び下面
電極と、前記ダミー上面電極から引き出された第１ダミ
ーリードと、前記ダミー下面電極から引き出された第２
ダミーリードと、前記ダミー上面電極に接合されたダミ
ー音響整合層と、が設けられたことを特徴とする。
【００１９】この構成によれば、ダミー振動素子の物理
的な構成を実振動素子の物理的な構成に一致させて、ダ
ミー振動素子本来の機能を十分に発揮させることができ
る。
的な構成を実振動素子の物理的な構成に一致させて、ダ
ミー振動素子本来の機能を十分に発揮させることができ
る。
【００２０】（８）望ましくは、前記アレイ振動子は一
次元アレイ振動子であり、前記一次元アレイ振動子の各
端部に１又は複数のダミー振動素子が設けられる。また
望ましくは、前記アレイ振動子は二次元アレイ振動子で
あり、前記二次元アレイ振動子の周囲に沿って複数のダ
ミー振動素子が配列される。また望ましくは、前記アレ
イ振動子はスパース型アレイ振動子であり、前記スパー
ス型アレイ振動子の周囲及びその内部の実振動素子間に
複数のダミー振動素子が設けられる。特に、二次元アレ
イ振動子やスパース型アレイ振動子の周囲にダミー振動
素子を設ければ、二次元の両方向についてダミー振動素
子による利点を享受できる。なお、いわゆる１．５Ｄア
レイ振動子に本発明を適用することもできる。
次元アレイ振動子であり、前記一次元アレイ振動子の各
端部に１又は複数のダミー振動素子が設けられる。また
望ましくは、前記アレイ振動子は二次元アレイ振動子で
あり、前記二次元アレイ振動子の周囲に沿って複数のダ
ミー振動素子が配列される。また望ましくは、前記アレ
イ振動子はスパース型アレイ振動子であり、前記スパー
ス型アレイ振動子の周囲及びその内部の実振動素子間に
複数のダミー振動素子が設けられる。特に、二次元アレ
イ振動子やスパース型アレイ振動子の周囲にダミー振動
素子を設ければ、二次元の両方向についてダミー振動素
子による利点を享受できる。なお、いわゆる１．５Ｄア
レイ振動子に本発明を適用することもできる。
【００２１】（９）また、上記目的を達成するために、
本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレイ振
動子を備えた超音波探触子において、前記スパース型ア
レイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも一方
を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受波の
いずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、前記
複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に隣接
する無効振動素子としてのダミー振動素子が含まれ、前
記ダミー振動素子にはダミーリードが設けられ、前記ダ
ミーリードに前記実振動素子のリードに接続された電気
回路と等価な電気回路が接続されたことを特徴とする。
本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレイ振
動子を備えた超音波探触子において、前記スパース型ア
レイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも一方
を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受波の
いずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、前記
複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に隣接
する無効振動素子としてのダミー振動素子が含まれ、前
記ダミー振動素子にはダミーリードが設けられ、前記ダ
ミーリードに前記実振動素子のリードに接続された電気
回路と等価な電気回路が接続されたことを特徴とする。
【００２２】（１０）また、上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子にはその両極に対応した２つの
ダミーリードが設けられ、それら２つのダミーリードが
互いに電気的に短絡されたことを特徴とする。
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子にはその両極に対応した２つの
ダミーリードが設けられ、それら２つのダミーリードが
互いに電気的に短絡されたことを特徴とする。
【００２３】（１１）また、上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子には前記実振動素子に設けられ
るリードと同じ形状のダミーリードが設けられたことを
特徴とする。
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子には前記実振動素子に設けられ
るリードと同じ形状のダミーリードが設けられたことを
特徴とする。
【００２４】（１２）また、上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子のダミー上面電極とダミー下面
電極との間が電気的に接続されたことを特徴とする。
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子のダミー上面電極とダミー下面
電極との間が電気的に接続されたことを特徴とする。
【００２５】（１３）また、上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子の分極度合いを前記実振動素子
の分極度合いよりも弱めたことを特徴とする。
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子の分極度合いを前記実振動素子
の分極度合いよりも弱めたことを特徴とする。
【００２６】（１４）また、上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子については非分極としたことを
特徴とする。
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、前記ダミー振動素子については非分極としたことを
特徴とする。
【００２７】（１５）また、上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
当該スパースアレイ振動子の少なくとも周囲に前記無効
振動素子としてダミー振動素子が配列されたことを特徴
とする。
に、本発明は、複数の振動素子を有するスパース型アレ
イ振動子を備えた超音波探触子において、前記スパース
型アレイ振動子は、超音波の送波及び受波の少なくとも
一方を行う複数の有効振動素子と、超音波の送波及び受
波のいずれも行わない複数の無効振動素子と、を含み、
当該スパースアレイ振動子の少なくとも周囲に前記無効
振動素子としてダミー振動素子が配列されたことを特徴
とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００２９】図１には、本発明に係る超音波探触子の好
適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示
す斜視図である。
適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示
す斜視図である。
【００３０】本実施形態に係る超音波探触子は、振動素
子アレイ１０を有している。この振動素子アレイ１０
は、符号１２によって示される送受信領域内に配列され
た複数の実振動素子１４と、送受信領域１２の両端に１
又は複数個ずつ設けられるダミー振動素子１６，１８
と、で構成されている。本実施形態においては、実振動
素子１４とダミー振動素子１６，１８とが物理的に同じ
構成を有している。すなわち、それらの振動素子１４，
１６，１８は、圧電素子３０と、第１整合層３２と、第
２整合層３４と、を有しており、更にそれらの振動素子
１４，１６，１８は一対のリードを有している。
子アレイ１０を有している。この振動素子アレイ１０
は、符号１２によって示される送受信領域内に配列され
た複数の実振動素子１４と、送受信領域１２の両端に１
又は複数個ずつ設けられるダミー振動素子１６，１８
と、で構成されている。本実施形態においては、実振動
素子１４とダミー振動素子１６，１８とが物理的に同じ
構成を有している。すなわち、それらの振動素子１４，
１６，１８は、圧電素子３０と、第１整合層３２と、第
２整合層３４と、を有しており、更にそれらの振動素子
１４，１６，１８は一対のリードを有している。
【００３１】図１においては、ダミー振動素子１６，１
８が有する一対のリード３６，３８と、実振動素子１４
が有する一対のリードの内の一方のリード２８と、が図
示されている。つまり、実振動素子１４の他方のリード
については図示省略されている。それらの一対のリード
は、それぞれ圧電素子２０，３０の下面電極及び上面電
極に接続されるものである。上面電極に接続されるリー
ドは例えばグランドリードとして銅箔のようなものであ
ってもよく、また下面電極に接続されるリードはシグナ
ルリードとしてフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に
よって構成されるものであってもよい。
８が有する一対のリード３６，３８と、実振動素子１４
が有する一対のリードの内の一方のリード２８と、が図
示されている。つまり、実振動素子１４の他方のリード
については図示省略されている。それらの一対のリード
は、それぞれ圧電素子２０，３０の下面電極及び上面電
極に接続されるものである。上面電極に接続されるリー
ドは例えばグランドリードとして銅箔のようなものであ
ってもよく、また下面電極に接続されるリードはシグナ
ルリードとしてフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に
よって構成されるものであってもよい。
【００３２】複数の実振動素子１４及びダミー振動素子
１６，１８の背面側にはバッキング層２６が設けられ、
そのバッキング層２６によって後方に放射される超音波
が吸収されている。
１６，１８の背面側にはバッキング層２６が設けられ、
そのバッキング層２６によって後方に放射される超音波
が吸収されている。
【００３３】実振動素子１４において、それに接続され
た２つのリード間に信号線を介して送受信切替スイッ
チ、受信アンプ、などの回路が接続される。一方、ダミ
ー振動素子１６，１８の２つのリード３６，３８の間
に、そのような回路と等価なダミー回路を接続するよう
にしてもよい。この構成によれば電気的な特性を実振動
素子１４及びダミー振動素子１６，１８の間において一
致させることができる。
た２つのリード間に信号線を介して送受信切替スイッ
チ、受信アンプ、などの回路が接続される。一方、ダミ
ー振動素子１６，１８の２つのリード３６，３８の間
に、そのような回路と等価なダミー回路を接続するよう
にしてもよい。この構成によれば電気的な特性を実振動
素子１４及びダミー振動素子１６，１８の間において一
致させることができる。
【００３４】上記のように、ダミー振動素子に、実振動
素子に接続される回路と等価な回路を接続するようにす
るのが望ましいが、次のような代替的手法を利用するよ
うににしてもよい。
素子に接続される回路と等価な回路を接続するようにす
るのが望ましいが、次のような代替的手法を利用するよ
うににしてもよい。
【００３５】すなわち、ダミー振動素子１６，１８が有
する２つのリード３６，３８間を電気的に短絡するよう
に構成してもよい。また、それに代えて、ダミー振動素
子１６，１８の圧電素子３０について分極消失処理など
を行うようにしてもよい。すなわち、このような構成に
よれば、実振動素子に対して、それに隣接するダミー振
動素子が音響的に悪影響を与えることを防止することが
できる。換言すれば、ダミー振動素子１６，１８の振動
特性を実振動素子１４の振動特性とできる限り一致さ
せ、特に、送受信領域１２の両端に存在する実振動素子
１４の振動特性の乱れを防止できるという利点がある。
する２つのリード３６，３８間を電気的に短絡するよう
に構成してもよい。また、それに代えて、ダミー振動素
子１６，１８の圧電素子３０について分極消失処理など
を行うようにしてもよい。すなわち、このような構成に
よれば、実振動素子に対して、それに隣接するダミー振
動素子が音響的に悪影響を与えることを防止することが
できる。換言すれば、ダミー振動素子１６，１８の振動
特性を実振動素子１４の振動特性とできる限り一致さ
せ、特に、送受信領域１２の両端に存在する実振動素子
１４の振動特性の乱れを防止できるという利点がある。
【００３６】上記の分極消失は、分極処理が施されたダ
ミー振動素子１６，１８の圧電素子３０に対して逆電圧
を印加することによって実現でき、あるいは製造工程に
おいてダミー振動素子に対応する圧電素子部分について
は分極処理を行わないようにしてもよい。いずれにして
も分極破壊あるいは非圧電体化によって、隣接する実振
動素子への悪影響を防止することができる。
ミー振動素子１６，１８の圧電素子３０に対して逆電圧
を印加することによって実現でき、あるいは製造工程に
おいてダミー振動素子に対応する圧電素子部分について
は分極処理を行わないようにしてもよい。いずれにして
も分極破壊あるいは非圧電体化によって、隣接する実振
動素子への悪影響を防止することができる。
【００３７】図１に示されるように、ダミーリード３
６，３８の物理的な形態は、本実施形態において、実振
動素子１４に設けられている一対のリードの物理的形態
と一致している。また、ダミー振動素子１６，１８に
は、実振動素子の第１整合層２２，第２整合層２４と同
じ形態をもった第１整合層３２，第２整合層３４が設け
られおり、ダミー振動素子１６，１８の構成自体を実振
動素子１４の構成と一致させ、しかも上記のように電気
的特性も一致することができ、結果として音響的性質を
一致させることができるので、振動素子アレイ１０の全
域にわたって均一な周波数特性を実現できるという利点
がある。その結果、このような探触子を利用して超音波
の送受信を行って超音波画像を構成すれば、その画質を
向上できるという利点がある。
６，３８の物理的な形態は、本実施形態において、実振
動素子１４に設けられている一対のリードの物理的形態
と一致している。また、ダミー振動素子１６，１８に
は、実振動素子の第１整合層２２，第２整合層２４と同
じ形態をもった第１整合層３２，第２整合層３４が設け
られおり、ダミー振動素子１６，１８の構成自体を実振
動素子１４の構成と一致させ、しかも上記のように電気
的特性も一致することができ、結果として音響的性質を
一致させることができるので、振動素子アレイ１０の全
域にわたって均一な周波数特性を実現できるという利点
がある。その結果、このような探触子を利用して超音波
の送受信を行って超音波画像を構成すれば、その画質を
向上できるという利点がある。
【００３８】ちなみに、図１に示す実施形態において
は、振動素子アレイ１０の両端に１つずつダミー振動素
子１６，１８が設けられていたが、その個数をさらに増
加させてもよく、例えば両端に５個ずつダミー振動素子
を設けるようにしてもよい。このような構成によれば送
受信領域１２の全体にわたって各実振動素子の周波数特
性をより均一化することが可能となる。
は、振動素子アレイ１０の両端に１つずつダミー振動素
子１６，１８が設けられていたが、その個数をさらに増
加させてもよく、例えば両端に５個ずつダミー振動素子
を設けるようにしてもよい。このような構成によれば送
受信領域１２の全体にわたって各実振動素子の周波数特
性をより均一化することが可能となる。
【００３９】次に、図２には、いわゆるスパース型アレ
イ振動子５０が模式的に示されている。スパース型アレ
イ振動子は、二次元配列された複数の振動素子のうち
で、所定条件に基づいて分散的に設定された複数の有効
振動素子５６のみを用いて超音波の送受信を行う振動子
である。図２に示されるように、送受信領域５２には、
二次元配列された多数の振動素子が示されているが、そ
の内で有効振動素子５６のみが実際に機能し、他の振動
素子は、無効振動素子５８とされる。この場合におい
て、その無効振動素子５８を送受信領域５２から除去す
ることも可能であるが、本実施形態では上述したダミー
振動素子を設ける理由と同様の理由からその無効振動素
子５８をそのままダミー振動素子として残している。
イ振動子５０が模式的に示されている。スパース型アレ
イ振動子は、二次元配列された複数の振動素子のうち
で、所定条件に基づいて分散的に設定された複数の有効
振動素子５６のみを用いて超音波の送受信を行う振動子
である。図２に示されるように、送受信領域５２には、
二次元配列された多数の振動素子が示されているが、そ
の内で有効振動素子５６のみが実際に機能し、他の振動
素子は、無効振動素子５８とされる。この場合におい
て、その無効振動素子５８を送受信領域５２から除去す
ることも可能であるが、本実施形態では上述したダミー
振動素子を設ける理由と同様の理由からその無効振動素
子５８をそのままダミー振動素子として残している。
【００４０】また、図２に示されるスパース型アレイ振
動子５０においては、送受信領域５２の周囲にある周囲
領域５４に複数のダミー振動素子６０が整列配置されて
いる。これは、端部に設けられる有効振動素子５６を含
む全ての有効振動素子５６について、上述した原理を用
いて周波数特性の均一化を図るためである。
動子５０においては、送受信領域５２の周囲にある周囲
領域５４に複数のダミー振動素子６０が整列配置されて
いる。これは、端部に設けられる有効振動素子５６を含
む全ての有効振動素子５６について、上述した原理を用
いて周波数特性の均一化を図るためである。
【００４１】図２に示す実施形態では、送受信領域５２
の周囲に一重のダミー振動素子列が形成されていたが、
もちろんそのダミー振動素子列を二重あるいは三重にす
るようにしてもよい。
の周囲に一重のダミー振動素子列が形成されていたが、
もちろんそのダミー振動素子列を二重あるいは三重にす
るようにしてもよい。
【００４２】図２に示す構成においても、ダミー振動素
子６０及び無効振動素子５８には有効振動素子５６と同
様に一対のリードが設けられ、さらにそれらのリード間
にはダミー回路も設けられている。あるいは、それらの
一対のリード間を短絡したり、圧電素子の非分極化を図
るようにしてもよい。
子６０及び無効振動素子５８には有効振動素子５６と同
様に一対のリードが設けられ、さらにそれらのリード間
にはダミー回路も設けられている。あるいは、それらの
一対のリード間を短絡したり、圧電素子の非分極化を図
るようにしてもよい。
【００４３】上述の各実施形態においては、一次元アレ
イ振動子及びスパース型アレイ振動子が示されていた
が、本発明は通常の二次元アレイ振動子（２Ｄアレイ振
動子）やいわゆる１．５Ｄアレイ振動子などに適用する
ことも可能である。
イ振動子及びスパース型アレイ振動子が示されていた
が、本発明は通常の二次元アレイ振動子（２Ｄアレイ振
動子）やいわゆる１．５Ｄアレイ振動子などに適用する
ことも可能である。
【００４４】なお、図１及び図２に示す構成において、
各振動素子間の空隙には絶縁性接着剤などが充填される
ようにしてもよい。各図に示した実施形態は一例であっ
てそれらについての各種の変形が可能である。
各振動素子間の空隙には絶縁性接着剤などが充填される
ようにしてもよい。各図に示した実施形態は一例であっ
てそれらについての各種の変形が可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダミー振動素子の機能をより一層向上させて、超音波画
像の画質を向上できる。
ダミー振動素子の機能をより一層向上させて、超音波画
像の画質を向上できる。
【図１】 本発明に係る超音波探触子の要部構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】 他の実施形態に係る超音波探触子の要部構成
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１０ 振動素子アレイ、１２，５２ 送受信領域、１４
実振動素子、１６，１８，６０ ダミー振動素子、３
６，３８ ダミーリード。
実振動素子、１６，１８，６０ ダミー振動素子、３
６，３８ ダミーリード。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G047 EA07 GB02 GB16 GB21 GB28
GB32
4C301 EE07 EE11 GB03 GB10 GB18
GB19 GB21 GB33 GB40
4C601 EE04 EE09 GB01 GB03 GB04
GB06 GB19 GB24 GB41 GB50
5D019 AA07 BB18 BB19 BB25 BB28
FF04
Claims (17)
- 【請求項１】 複数の実振動素子と少なくとも１つのダ
ミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探
触子において、 前記ダミー振動素子にはダミーリードが設けられ、 前記ダミーリードに前記実振動素子のリードに接続され
た電気回路と等価な電気回路が接続されたことを特徴と
する超音波探触子。 - 【請求項２】 複数の実振動素子と少なくとも１つのダ
ミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探
触子において、 前記ダミー振動素子にはその両極に対応した２つのダミ
ーリードが設けられ、それら２つのダミーリードが互い
に電気的に短絡されたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項３】 複数の実振動素子と少なくとも１つのダ
ミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探
触子において、 前記ダミー振動素子には、前記実振動素子に設けられる
リードと同じ形状のダミーリードが設けられたことを特
徴とする超音波探触子。 - 【請求項４】 複数の実振動素子と少なくとも１つのダ
ミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探
触子において、 前記ダミー振動素子のダミー上面電極とダミー下面電極
との間が電気的に接続されたことを特徴とする超音波探
触子。 - 【請求項５】 複数の実振動素子と少なくとも１つのダ
ミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探
触子において、 前記ダミー振動素子の分極度合いを前記実振動素子の分
極度合いよりも弱めたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項６】 複数の実振動素子と少なくとも１つのダ
ミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探
触子において、 前記ダミー振動素子については非分極としたことを特徴
とする超音波探触子。 - 【請求項７】 複数の実振動素子と少なくとも１つのダ
ミー振動素子とを有するアレイ振動子を備えた超音波探
触子において、 前記ダミー振動素子には、 上面電極及び下面電極と、 前記ダミー上面電極から引き出された第１ダミーリード
と、 前記ダミー下面電極から引き出された第２ダミーリード
と、 前記ダミー上面電極に接合されたダミー音響整合層と、 が設けられたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の超音波
探触子において、 前記アレイ振動子は一次元アレイ振動子であり、 前記一次元アレイ振動子の各端部に１又は複数のダミー
振動素子が設けられたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載の超音波
探触子において、 前記アレイ振動子は二次元アレイ振動子であり、 前記二次元アレイ振動子の周囲に沿って複数のダミー振
動素子が配列されたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項１０】 請求項１〜７のいずれかに記載の超音
波探触子において、 前記アレイ振動子はスパース型アレイ振動子であり、 前記スパース型アレイ振動子の周囲及びその内部の実振
動素子間に複数のダミー振動素子が設けられたことを特
徴とする超音波振動子。 - 【請求項１１】 複数の振動素子を有するスパース型ア
レイ振動子を備えた超音波探触子において、 前記スパース型アレイ振動子は、 超音波の送波及び受波の少なくとも一方を行う複数の有
効振動素子と、 超音波の送波及び受波のいずれも行わない複数の無効振
動素子と、 を含み、 前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、 前記ダミー振動素子にはダミーリードが設けられ、 前記ダミーリードに前記実振動素子のリードに接続され
た電気回路と等価な電気回路が接続されたことを特徴と
する超音波探触子。 - 【請求項１２】 複数の振動素子を有するスパース型ア
レイ振動子を備えた超音波探触子において、 前記スパース型アレイ振動子は、 超音波の送波及び受波の少なくとも一方を行う複数の有
効振動素子と、 超音波の送波及び受波のいずれも行わない複数の無効振
動素子と、 を含み、 前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、 前記ダミー振動素子にはその両極に対応した２つのダミ
ーリードが設けられ、それら２つのダミーリードが互い
に電気的に短絡されたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項１３】 複数の振動素子を有するスパース型ア
レイ振動子を備えた超音波探触子において、 前記スパース型アレイ振動子は、 超音波の送波及び受波の少なくとも一方を行う複数の有
効振動素子と、 超音波の送波及び受波のいずれも行わない複数の無効振
動素子と、 を含み、 前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、 前記ダミー振動素子には前記実振動素子に設けられるリ
ードと同じ形状のダミーリードが設けられたことを特徴
とする超音波探触子。 - 【請求項１４】 複数の振動素子を有するスパース型ア
レイ振動子を備えた超音波探触子において、 前記スパース型アレイ振動子は、 超音波の送波及び受波の少なくとも一方を行う複数の有
効振動素子と、 超音波の送波及び受波のいずれも行わない複数の無効振
動素子と、 を含み、 前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、 前記ダミー振動素子のダミー上面電極とダミー下面電極
との間が電気的に接続されたことを特徴とする超音波探
触子。 - 【請求項１５】 複数の振動素子を有するスパース型ア
レイ振動子を備えた超音波探触子において、 前記スパース型アレイ振動子は、 超音波の送波及び受波の少なくとも一方を行う複数の有
効振動素子と、 超音波の送波及び受波のいずれも行わない複数の無効振
動素子と、 を含み、 前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、 前記ダミー振動素子の分極度合いを前記実振動素子の分
極度合いよりも弱めたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項１６】 複数の振動素子を有するスパース型ア
レイ振動子を備えた超音波探触子において、 前記スパース型アレイ振動子は、 超音波の送波及び受波の少なくとも一方を行う複数の有
効振動素子と、 超音波の送波及び受波のいずれも行わない複数の無効振
動素子と、 を含み、 前記複数の無効振動素子の中には、前記有効振動素子に
隣接する無効振動素子としてのダミー振動素子が含ま
れ、 前記ダミー振動素子については非分極としたことを特徴
とする超音波探触子。 - 【請求項１７】 複数の振動素子を有するスパース型ア
レイ振動子を備えた超音波探触子において、 前記スパース型アレイ振動子は、 超音波の送波及び受波の少なくとも一方を行う複数の有
効振動素子と、 超音波の送波及び受波のいずれも行わない複数の無効振
動素子と、 を含み、 当該スパースアレイ振動子の少なくとも周囲に前記無効
振動素子としてダミー振動素子が配列されたことを特徴
とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001342424A JP3697200B2 (ja) | 2001-11-07 | 2001-11-07 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001342424A JP3697200B2 (ja) | 2001-11-07 | 2001-11-07 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003143696A true JP2003143696A (ja) | 2003-05-16 |
| JP3697200B2 JP3697200B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=19156284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001342424A Expired - Fee Related JP3697200B2 (ja) | 2001-11-07 | 2001-11-07 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3697200B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5087617B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-12-05 | 株式会社日立製作所 | 静電容量型トランスデューサ及び超音波撮像装置 |
| JP2013539254A (ja) * | 2010-07-30 | 2013-10-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 薄膜超音波振動子 |
| JP2014523689A (ja) * | 2011-06-27 | 2014-09-11 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 超音波振動子アセンブリ及びその製造方法 |
| CN105596027A (zh) * | 2014-11-05 | 2016-05-25 | 香港理工大学深圳研究院 | 基于三维超声成像的二维阵列超声换能器及其制备方法 |
| JP2016123064A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | キヤノン株式会社 | 静電容量型トランスデューサ、プローブ、及び被検体情報取得装置 |
| JP2017512601A (ja) * | 2014-04-11 | 2017-05-25 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 圧電性ポリマーセンサを備えた信号とノイズとを区別する針 |
-
2001
- 2001-11-07 JP JP2001342424A patent/JP3697200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5087617B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-12-05 | 株式会社日立製作所 | 静電容量型トランスデューサ及び超音波撮像装置 |
| US9636707B2 (en) | 2007-04-27 | 2017-05-02 | Hitachi, Ltd. | Capacitive micromachined ultrasonic transducer and ultrasonic imaging apparatus |
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| US9440258B2 (en) | 2010-07-30 | 2016-09-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Thin film ultrasound transducer |
| JP2014523689A (ja) * | 2011-06-27 | 2014-09-11 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 超音波振動子アセンブリ及びその製造方法 |
| JP2017512601A (ja) * | 2014-04-11 | 2017-05-25 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 圧電性ポリマーセンサを備えた信号とノイズとを区別する針 |
| CN105596027A (zh) * | 2014-11-05 | 2016-05-25 | 香港理工大学深圳研究院 | 基于三维超声成像的二维阵列超声换能器及其制备方法 |
| JP2016123064A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | キヤノン株式会社 | 静電容量型トランスデューサ、プローブ、及び被検体情報取得装置 |
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|---|---|
| JP3697200B2 (ja) | 2005-09-21 |
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