JP2712441B2 - 電子リニア走査超音波撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一枚の薄板状圧電基板の一表面に設けたすだ
れ状電極を順次に駆動する電子リニア走査超音波撮像方
式に関する。

（従来の技術） 従来、超音波による画像化技術において高速に画像デ
ータを収集する目的から電子走査法が考案された。この
電子走査法の１つであるリニア電子走査法は、一般に多
数の圧電振動子を平面の一直線状に配列し１個あるいは
複数個ずつ電子スイッチを切り換えることにより超音波
ビームを平行に移動させるものである。

（発明が解決しようとする課題） そこで、本発明においては、一枚の薄板状圧電体の一
表面に設けたすだれ状電極と次々と駆動する電子リニア
走査方式による超音波撮像の可能性を検討した。

（課題を解決するための手段） 本発明は送波用及び受波用のすだれ状電極を圧電基板
の一方の表面に、他方の面に対向電極をそれぞれ蒸着し
て形成し、超音波ビームを励振するすだれ状トランスデ
ューサと、試料に対して超音波ビームを該すだれ状電極
の電極指方向に収束させる凹面形状レンズとを結合させ
て形成したデバイスと、送波用すだれ状電極の任意の電
極指を選択して当該電極指に印加する電気信号の切換を
行ない、デバイスからの超音波ビームを該すだれ状電極
の電極指と直交する方向にリニアに走査させる切換部
と、試料に対してすだれ状電極の電極指方向に機械的に
走査させる試料移動部と、デバイスの出力端に接続され
且つゲート回路により所望の信号のみを取り出して整流
し直流信号を生成している信号検出回路とを少なくとも
具備することに特徴がある。

（作用） 以上のような構成を有する本発明によれば、切換部が
送波用すだれ状電極への電気信号を切り換えており、同
時に当該すだれ状電極の電極指を選択し、選択したもの
に電気信号を供給する。これにより、デバイスから励振
される超音波ビームは一方の方向に平行に移動する。よ
って、当該方向に電子走査することとなる。また、他方
の方向では試料移動部によって試料を機械的に走査させ
る。

従って、本発明は１枚の薄板状圧電基板の片面に設け
たすだれ状電極指を選択し駆動する電子リニア走査方式
により超音波撮像を実現できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例における電子リニア走査用
すだれ状トランスデューサの構造をに示す斜視図であ
る。同図に示すデバイスの材料は幅20mm長さ40mm長さ15
0μｍをした圧電セラミックスNEPEC−６（東北金属製）
である。この片方の面に電極周期長800μｍよりなる送
波用及び受波用のすだれ状電極を、反対面には対向電極
をそれぞれ蒸着している。更に、このセラミックスと曲
率半径5mmの凹面形状アクリルレンズとは二塩化メチレ
ンを主成分とする接着材によりはり合わされている。

このトランスデューサ構造においてはすだれ状電極指
と対向電極とにはさまれた部分が等価的な厚み振動子を
構成していると考えることができる。よって、本実施例
の音波の経路を示す第３図からわかるように、送波用電
極にパルス状をした電気信号を印加するとアクリルレン
ズを介して水中に液中超音波を励振することができる。
この際、水中における超音波ビームはアクリルレンズの
凹面によりｙ方向についてビームが絞られている。この
超音波ビームは試料の表面あるいは内部において反射さ
れ、再び水の層を介して受波用電極において遅延電気信
号として取り出されるのである。

第１図は本実施例の撮像システムを示すブロック図で
ある。同図に示す撮像システムは送波用すだれ状電極へ
の電気信号の切り換えをスイッチング回路で行ってお
り、同時に駆動する電極指数は１本から５本の間で自由
に選択できるようになっている。周辺回路の簡略化のた
め受波用電極は全ての送波用電極について共通となって
おり、そのために受波用電極においては不要信号が受信
され易い。そこで、信号検出回路内部においてゲート回
路により所望の信号のみを取り出して整流し直流信号と
している。このようにｘ方向は電子走査、ｙ方向につい
てはCPUの制御信号に従ってステッピングモータで機械
的に走査することによりＣモード像を得ている。

次に、本実施例の撮像システムを用いて得られた実験
結果を示す。第４図のように＋の形をエッチングしたプ
リント基板の被検体については第５図のような表面像で
あり、３次元的表示である。第６図のようにアルミニウ
ム片の表面から1mmの深さに直径10mmの孔のある被検体
については第７図のような内部像であり、２次元的表示
である。なお、この２つの結果は共に同時に５本の電極
指を駆動した場合のものであり、低レベルの雑音につい
てはソフト的に除去している。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、１枚の薄板状
圧電体の片面に設けたすだれ状電極指を順次駆動する電
子リニア走査方式により、装置構成及び製造工程が簡略
化でき、微細な音響像を得ることが可能な超音波撮像を
実現できる。その結果本方式の可能性を確認することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本実施例の電子リニア走査用すだれ状トランスデューサ
を示す斜視図、第３図は本実施例のデバイスを用いたと
きの音波の経路を示す図、第４図は被検体の形状を示す
図、第５図は第４図の撮像結果を示す図、第６図は別の
被検体の形状を示す図、第７図は第６図の撮像結果を示
す図である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送波用及び受波用のすだれ状電極を圧電基
   板の一方の表面に、他方の面に対向電極をそれぞれ形成
   し、超音波ビームを励振するすだれ状トランスデューサ
   と、試料に対して超音波ビームを該すだれ状電極の電極
   指方向に収束させる凹面形状レンズとを結合させて形成
   したデバイスと、 前記送波用すだれ状電極の任意の電極指を選択して当該
   電極指に印加する電気信号の切換を行い、前記デバイス
   からの超音波ビームを該すだれ状電極の電極指と直交す
   る方向にリニアに電子的に走査させる切換部と、 前記試料を前記すだれ状電極の電極指方向に機械的に走
   査させる試料移動部と、 前記デバイスの出力端に接続され且つゲート回路により
   所望の信号のみを取り出して整流し直流信号を生成して
   いる信号検出回路と を少なくとも具備することを特徴とする電子リニア走査
   超音波撮像装置。