JP2633549B2 - 超音波探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、超音波診断装置等に使用される超音波探
触子に関するものである。

（従来の技術） 従来より、リニアアレイ超音波探触子を用いた超音波
診断装置がよく知られている。さらに、ダイナミックフ
オーカス方式の実用化により、アレイ方向（振動子の長
手方向）の分解能は深さ方向の広い範囲で向上している
が、スライス方向（長手方向と直交する方向）の分解能
は比較的狭い範囲でしか良好でない。これは、通常スラ
イス方向のフオーカスが固定の音響レンズで実施されて
いるからである。そこで、分解能を向上するには、スラ
イス方向についてもアレイ方向と同様にダイナミックフ
オーカスを行なうのが最も効果的である。

これを実現するには、例えば第４図に示すように、圧
電体１をアレイ方向Ａおよびスライス方向Ｓに賽の目に
刻んで２次元状のアレイ振動子を構成し、その表面側に
共通電極２を接合するとともに、裏面側からは電極リー
ド３を個別に取り出し、各振動子をそれぞれ別個に駆動
するようにすればよい。

この時、問題となるのが本来の厚み方向以外の不要振
動モードおよび音響的クロストークである。この不要振
動モードは、圧電体１のカッテイングの幅が厚みに近ず
くと除去できなくなるので、現在のリニアアレイ振動子
では不要振動モードを抑えるため圧電体１を十分細かく
カッテイングし電気的には共通に接続する手段がとられ
ている。この手法を２次元アレイで実現しようとする
と、アレイ方向Ａおよびスライス方向Ｓにかなり細かく
カッテイングする必要があり、賽の目に刻まれた２次元
アレイ振動子の各振動子の個数が膨大となり、個別に駆
動できるようにリード線３を引き出そうとすると、リー
ド線３の数も膨大なものとなり、素子間のばらつきや歩
留りを考慮した場合、製造上時間と高度の技術を必要と
し、非常に高価なものとなる問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように従来の超音波探触子においては、不要振
動モードおよび音響的クローストーク発生のおそれがあ
り、特に不要振動モードを抑制するためアレイ方向およ
びスライス方向に細かくカッテイングすると製造が困難
で高価なものとなる欠点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされ
たものであり、不要振動モードおよび音響的クロストー
クを実用上差し支えない程度に抑制することができると
ともに構成を簡略化し製造の容易な超音波探触子を提供
することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段および作用） この発明に係る超音波探触子は、圧電体の厚さ方向の
一方の面に、２次元に配列された複数個の単位振動子に
それぞれ対応した個別電極を形成し、他方の面に複数個
の単位振動子に共通の共通電極を形成すると共に、圧電
体にアレイ方向およびスライス方向の両方向に対し傾斜
して直線状凹溝をを形成したことを特徴とするものであ
り、直線状凹溝中の圧電体を複数個の単位振動子に対応
させた単位に区切る凹溝によって主として音響的クロス
トークを抑制し、単位振動子中に形成された他の凹溝に
よって不要振動モードの発生を抑制することができる。

（実施例） 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図において、11は例えばPZTよりなる矩形板状の
圧電体であり、その厚さ方向の面に共通電極12が印刷あ
るいは蒸着等により形成され、他方の面に所定の深さの
複数個の直線状凹溝13,14が形成されている。

直線状凹溝13は圧電体１に２次元アレイ探触子のアレ
イ方向Ａ（長手方向）およびスライス方向Ｓ（長手方向
と直交する方向）に互いに交叉して設けられ、圧電体11
を複数個の単位振動子13に対応させた単位に区切ってい
る。

これらの直線状凹溝13は音響的クロストークを考慮
し、単位振動子15のアレイ方向およびスライス方向の幅
が圧電体11の厚さに対して充分細かくなるように所定の
深さで形成されている。

次に直線状凹溝14は不要モードの発生を阻むため単位
振動子15内の圧電体に、２次元アレイ探触子のアレイ方
向Ａおよびスライス方向Ｓすなわち前記直線状凹溝13に
平行にそれぞれ複数本所定の深さで形成され、さらにそ
の上に単位振動子15の範囲を蔽って矩形状の信号電極16
が印刷または蒸着等により形成されている。

以上のように構成された２次元アレイ探触子は直線状
凹溝13によって圧電体11がアレイ方向Ａおよびスライス
方向Ｓに十分細かくカッテイングされているので、単位
振動子15の厚み振動が隣接する他の単位振動子15に伝播
することがない。したがって音響的クロストークを十分
低く抑えることができる。

さらに各単位振動子15の内部には複数本の直線状凹溝
14がアレイ方向およびスライス方向に形成され不要振動
モードの発生を阻止できることと共通電極12および信号
電極16が印刷もしくは蒸着によって形成され薄くできて
いることと相まって不要振動モードを十分低く抑えるこ
とができる。

この超音波探触子において、信号電極16のアレイ方向
Ａおよびスライス方向Ｓの幅は、各単位振動子15が有限
な幅をもつことにより発生する量子化サイドローブが発
生しないような幅であり、圧電体11を直線状凹溝13,14
により細かくカッティングした幅よりも広くとることが
できるので信号電極16の数も比較的少くなる。したがっ
て、そこから引き出されるリード線の数も少なくなり構
成を簡略化できるので、２次元アレイ探触子の製造を容
易なものとすることができる特長がある。

第１図の実施例は、直線状凹溝13並びに14をアレイ方
向およびスライス方向に形成したものであるが、第２図
の実施例はこれらを圧電体11に２次元アレイ探触子のア
レイ方向Ａあるいはスライス方向Ｓの一方向のみに形成
した後共通電極12および信号電極16を設けるようにし
て、製造を一層容易にしたものである。

この実施例は圧電体のカッテイングに要する時間を1/
2に短縮できる利点があるが、カッテイングしていない
方向では音響的クロストークの影響がでてくる可能性が
ある。

これを比較的簡単な構成で防いだものとして第３図に
示すものがある。

この実施例は、直線状凹溝17を圧電体11に２次元アレ
イ探触子のアレイ方向Ａおよびスライス方向Ｓに対して
傾斜させて形成した後その上に単位振動子15に相当する
大きさの信号電極16を設けたものである。

このようにすると、音響的クロストークがアレイ方向
あるいはスライス方向にかたよって影響がでるのを抑え
ることができ、異方性のない２次元アレイ探触子を容易
に得ることができる。

なお、この発明は上記の実施例のみに限定されるもの
ではなく、要旨を変更しない範囲において種々変形して
実施することができる。

たとえば、上記実施例においては直線状凹溝を所定の
深さまで形成するいわゆる半カッテイングが行なわれて
いるが、場合によりこれを完全にカッテイングし、個々
の部分を共通電極および信号電極によって保持させる構
成をとることもできる。

また上記実施例では直線状凹溝を圧電体の片側の面に
のみ設けているが、これらの凹溝を両側の面に適宜分散
させて配設するようにしてもよい。

［発明の効果］ この発明によれば、圧電体の厚さ方向の一方の面に、
２次元に配列された複数個の単位振動子にそれぞれ対応
した個別電極を形成し、他方の面に複数個の単位振動子
に共通の共通電極を形成すると共に、圧電体にアレイ方
向およびスライス方向の両方向に対し傾斜して直線状凹
溝をを形成したことにより、必要以上に多数の直線状凹
溝を形成することなく、すなわち製造性を損なわずに、
音響的クロストークがアレイ方向あるいはスライス方向
に偏って生じることを防止して、不要振動モードおよび
音響的クロストークを実用上差支えない程度に抑制する
ことができる超音波探触子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の外観を示す斜視図、第２
図および第３図はそれぞれこの発明の異なる実施例の外
観を示す斜視図、第４図は従来の超音波探触子を説明す
るための信号電極側から見た斜視図である。 １……圧電体、２……共通電極 ３……電極リード 11……圧電体、12……共通電極 13,14,17……直線状凹溝 15……単位振動子、16……信号電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電体の厚さ方向の一方の面に、２次元に
   配列された複数個の単位振動子にそれぞれ対応した個別
   電極を形成し、他方の面に前記複数個の単位振動子に共
   通の共通電極を形成すると共に、前記圧電体にアレイ方
   向およびスライス方向の両方向に対して傾斜して直線状
   凹溝をを形成したことを特徴とする超音波探触子。