JP2921006B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JP2921006B2 JP2921006B2 JP2076042A JP7604290A JP2921006B2 JP 2921006 B2 JP2921006 B2 JP 2921006B2 JP 2076042 A JP2076042 A JP 2076042A JP 7604290 A JP7604290 A JP 7604290A JP 2921006 B2 JP2921006 B2 JP 2921006B2
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- Japan
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- ultrasonic
- transducer array
- ultrasonic transducer
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- sound
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波診断装置等において、被検体を画像
化するために用いる超音波探触子に関するものである。
化するために用いる超音波探触子に関するものである。
従来の技術 現在、超音波診断装置は、医療分野で幅広く利用され
ており、その超音波探触子として、電子走査型の１次元
超音波振動子アレイ型のものが最も数多く利用されてい
る。従来より、この電子走査型の超音波探触子いおいて
は、ダイナミックフォーカス等の焦域を移動させる方式
を用いることにより、超音波振動子アレイの走査方向
（超音波振動子の配列方向）の分解能を改善している
が、この走査方向と直交する方向（スライス方向）に関
しても同様に焦域を移動させて分解能の向上を計る方式
が考えられている。このように、超音波振動子の配列方
向と直交する方向の分解能を改善するようにした従来の
超音波探触子としては、例えば、特開昭63−166399号公
報に記載の構成が知られている。以下、この従来例につ
いて図面を参照しながら説明する。
ており、その超音波探触子として、電子走査型の１次元
超音波振動子アレイ型のものが最も数多く利用されてい
る。従来より、この電子走査型の超音波探触子いおいて
は、ダイナミックフォーカス等の焦域を移動させる方式
を用いることにより、超音波振動子アレイの走査方向
（超音波振動子の配列方向）の分解能を改善している
が、この走査方向と直交する方向（スライス方向）に関
しても同様に焦域を移動させて分解能の向上を計る方式
が考えられている。このように、超音波振動子の配列方
向と直交する方向の分解能を改善するようにした従来の
超音波探触子としては、例えば、特開昭63−166399号公
報に記載の構成が知られている。以下、この従来例につ
いて図面を参照しながら説明する。
第３図は従来の超音波探触子を示す斜視図である。第
３図において、31は微小な超音波振動子、32は複数の超
音波振動子31が２次元に配列された超音波振動子アレ
イ、33は超音波振動子アレイ32の背面に設けられたバッ
キング材である。各超音波振動子31からはそれぞれ信号
線（図示省略）が引き出されている。
３図において、31は微小な超音波振動子、32は複数の超
音波振動子31が２次元に配列された超音波振動子アレ
イ、33は超音波振動子アレイ32の背面に設けられたバッ
キング材である。各超音波振動子31からはそれぞれ信号
線（図示省略）が引き出されている。
そして、各超音波振動子31にそれぞれ適切な遅延量を
設定することにより、走査方向（超音波振動子31の配列
方向）Ｘのみだけでなく、これと直交するＹ方向の分解
能の改善を行う。
設定することにより、走査方向（超音波振動子31の配列
方向）Ｘのみだけでなく、これと直交するＹ方向の分解
能の改善を行う。
発明が解決しようとする課題 しかし、以上のような従来例の構成では、超音波振動
子アレイ32が２次元配列であるため、構造が複雑にな
り、信号線間のクロストークが大きく、また、その制御
が複雑になるなどの課題を有していた。
子アレイ32が２次元配列であるため、構造が複雑にな
り、信号線間のクロストークが大きく、また、その制御
が複雑になるなどの課題を有していた。
本発明は、上記従来技術の課題を解決するものであ
り、１次元配列の超音波振動子アレイを用いることによ
り、構造が簡単であり、信号線間のクロストークをなく
すことができ、また、走査方向と直交する方向の分解能
を改善することができ、したがって、画質を向上させる
ことができ、更には機械的機構や複雑な電子回路を必要
とせず、コストの低下を図ることができるようにした超
音波探触子を提供することを目的とするものである。
り、１次元配列の超音波振動子アレイを用いることによ
り、構造が簡単であり、信号線間のクロストークをなく
すことができ、また、走査方向と直交する方向の分解能
を改善することができ、したがって、画質を向上させる
ことができ、更には機械的機構や複雑な電子回路を必要
とせず、コストの低下を図ることができるようにした超
音波探触子を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段
は、複数の超音波振動子を１次元的に配列した超音波振
動子アレイと、この超音波振動子アレイの前側に設けら
れ、印加電圧の変化により音速が変化し、印加電圧の制
御により、超音波の屈折角を変化させ、上記超音波振動
子アレイにおける走査方向と直交する方向のダイナミッ
クフォーカスを行うことができる音速可変層を備えたも
のである。
は、複数の超音波振動子を１次元的に配列した超音波振
動子アレイと、この超音波振動子アレイの前側に設けら
れ、印加電圧の変化により音速が変化し、印加電圧の制
御により、超音波の屈折角を変化させ、上記超音波振動
子アレイにおける走査方向と直交する方向のダイナミッ
クフォーカスを行うことができる音速可変層を備えたも
のである。
そして、上記音速可変層に圧電体を用いることができ
る。
る。
作用 したがって、本発明によれば、超音波振動子アレイを
構成する超音波振動子の少なくとも１個が超音波を音速
可変層に送信すると、この送信時には、音響レンズを構
成する音速可変層はこれに印加される電圧が一定値に保
たれ、固定焦点となっているので、送信された超音波は
音速可変層を通り抜け、周囲媒質に入射する。これと同
時に、周囲媒質の音速と送信からの伝搬時間で決定され
る電圧を音速可変層に印加し、音速可変層における音速
を経時変化させ、音速可変層と周囲媒質との境界におけ
る屈折角を制御することにより、受信時における走査方
向と直交する方向のダイナミックスフォーカスを最適に
行うことができる。このように、超音波振動子アレイを
１次元的配列により構成しても、その前側に印加電圧の
変化により音速の変化する音速可変層を設けることによ
り、超音波振動子アレイにおける走査方向と直交する方
向のダイナミックスフォーカスを実現することができ
る。
構成する超音波振動子の少なくとも１個が超音波を音速
可変層に送信すると、この送信時には、音響レンズを構
成する音速可変層はこれに印加される電圧が一定値に保
たれ、固定焦点となっているので、送信された超音波は
音速可変層を通り抜け、周囲媒質に入射する。これと同
時に、周囲媒質の音速と送信からの伝搬時間で決定され
る電圧を音速可変層に印加し、音速可変層における音速
を経時変化させ、音速可変層と周囲媒質との境界におけ
る屈折角を制御することにより、受信時における走査方
向と直交する方向のダイナミックスフォーカスを最適に
行うことができる。このように、超音波振動子アレイを
１次元的配列により構成しても、その前側に印加電圧の
変化により音速の変化する音速可変層を設けることによ
り、超音波振動子アレイにおける走査方向と直交する方
向のダイナミックスフォーカスを実現することができ
る。
実 施 例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図および第２図は本発明の一実施例における超音
波探触子を示し、第１図は斜視図、第２図は断面図であ
る。
波探触子を示し、第１図は斜視図、第２図は断面図であ
る。
第１図および第２図において、１は微小な超音波振動
子、２は複数の超音波振動子１が１次元に配列された超
音波振動子アレイ、３は超音波振動子アレイ２の背面に
設けられたバッキング材、４は超音波振動子アレイ２の
前面に設けられた音響マッチング層、５は超音波振動子
アレイ２の前面に音響マッチング層４を介して設けられ
た音速可変層であり、印加される電圧の変化により音速
が変化し、印加電圧の制御により周囲媒質との境界で超
音波パルスの屈折角を変化させる。
子、２は複数の超音波振動子１が１次元に配列された超
音波振動子アレイ、３は超音波振動子アレイ２の背面に
設けられたバッキング材、４は超音波振動子アレイ２の
前面に設けられた音響マッチング層、５は超音波振動子
アレイ２の前面に音響マッチング層４を介して設けられ
た音速可変層であり、印加される電圧の変化により音速
が変化し、印加電圧の制御により周囲媒質との境界で超
音波パルスの屈折角を変化させる。
以上の構成において、以下、その動作について説明す
る。
る。
送信時には超音波振動子アレイ２を構成する超音波振
動子１の内、少なくとも１個が超音波パルスを音速可変
層５に向かって送信する。このとき、音響レンズを構成
する音速可変層５はこれに印加される電圧が一定に保た
れ、固定焦点となっているので、音響マッチング層４を
介して音速可変層５に入射した超音波パルスは、音速可
変層５と周囲媒質の境界で屈折し、設定された印加電圧
によって定められ、超音波振動子アレイ２の走査方向
（配列方向）と直交する方向（スライス方向）の焦点に
向かって放射される。超音波パルスが音速可変層５を通
り抜けた時点で、音速可変層５に対する印加電圧を経時
変化させる。すなわち、被検体、あるいは周囲媒質の音
速と送信からの伝搬（経過）時間で決定される受信時の
焦点を個々の時間で最適になるように印加電圧を変化さ
せ、音速可変層５の音速を経時変化させ、音速可変層５
と周囲媒質との境界における屈折角を制御する。その結
果、超音波振動子アレイ２の走査方向Ｘと直交する方向
（スライス方向）Ｙの焦点には、送信からの経過時間が
短い時に第２図のF3の位置にあり、時間が経過するに従
い、第２図のF2、F1の位置へと連続的に移動し、その方
向Ｙにおけるダイナミックフォーカスが行われる。音速
可変層５の印加電圧は上記のように焦点が連続的に移動
するように連続的に変化し、音速可変層５の音速を変化
させ、音速可変層５の表面における屈折角を制御する。
動子１の内、少なくとも１個が超音波パルスを音速可変
層５に向かって送信する。このとき、音響レンズを構成
する音速可変層５はこれに印加される電圧が一定に保た
れ、固定焦点となっているので、音響マッチング層４を
介して音速可変層５に入射した超音波パルスは、音速可
変層５と周囲媒質の境界で屈折し、設定された印加電圧
によって定められ、超音波振動子アレイ２の走査方向
（配列方向）と直交する方向（スライス方向）の焦点に
向かって放射される。超音波パルスが音速可変層５を通
り抜けた時点で、音速可変層５に対する印加電圧を経時
変化させる。すなわち、被検体、あるいは周囲媒質の音
速と送信からの伝搬（経過）時間で決定される受信時の
焦点を個々の時間で最適になるように印加電圧を変化さ
せ、音速可変層５の音速を経時変化させ、音速可変層５
と周囲媒質との境界における屈折角を制御する。その結
果、超音波振動子アレイ２の走査方向Ｘと直交する方向
（スライス方向）Ｙの焦点には、送信からの経過時間が
短い時に第２図のF3の位置にあり、時間が経過するに従
い、第２図のF2、F1の位置へと連続的に移動し、その方
向Ｙにおけるダイナミックフォーカスが行われる。音速
可変層５の印加電圧は上記のように焦点が連続的に移動
するように連続的に変化し、音速可変層５の音速を変化
させ、音速可変層５の表面における屈折角を制御する。
このように、本実施例によれば、１次元配列の超音波
振動子アレイ２の前側に印加電圧によって音速が変化す
る音速可変層５を設けることにより、超音波振動子アレ
イ２の走査方向（配列方向）と直交する方向（スライス
方向）のダイナミックフォーカスを実現し、従来からの
超音波振動子アレイ２の走査方向Ｘにおけるダイナミッ
クフォーカスと組み合わせることにより、一層の高分解
能化を図ることができ、画像の画質改善に大きな効果を
持つ。また、上記のように、超音波振動子アレイ２が１
次元配列で構成が簡単であるので、信号線間のクロスト
ークをなくすことができ、更に、複雑な機械的機構や電
子回路を必要としないので、コストの低下を図ることが
できる。
振動子アレイ２の前側に印加電圧によって音速が変化す
る音速可変層５を設けることにより、超音波振動子アレ
イ２の走査方向（配列方向）と直交する方向（スライス
方向）のダイナミックフォーカスを実現し、従来からの
超音波振動子アレイ２の走査方向Ｘにおけるダイナミッ
クフォーカスと組み合わせることにより、一層の高分解
能化を図ることができ、画像の画質改善に大きな効果を
持つ。また、上記のように、超音波振動子アレイ２が１
次元配列で構成が簡単であるので、信号線間のクロスト
ークをなくすことができ、更に、複雑な機械的機構や電
子回路を必要としないので、コストの低下を図ることが
できる。
なお、上記実施例では、音速可変層５を凸面型に形成
しているが、凹面型に形成しても同様の効果がある。ま
た、超音波振動子アレイ２がリニア型であるが、これは
コンベックス型、フェイズドアレイ型等でも同様の効果
がある。
しているが、凹面型に形成しても同様の効果がある。ま
た、超音波振動子アレイ２がリニア型であるが、これは
コンベックス型、フェイズドアレイ型等でも同様の効果
がある。
本発明の第２の実施例として、上記実施例における音
速可変層５が圧電体で構成されている。
速可変層５が圧電体で構成されている。
圧電体は、電圧によりその弾性係数を変化させて、音
速を変えることができる。したがって、上記第１の実施
例における構成において、音速可変層５を圧電体で構成
することにより、上記第１の実施例と同様の効果を得る
ことができる。
速を変えることができる。したがって、上記第１の実施
例における構成において、音速可変層５を圧電体で構成
することにより、上記第１の実施例と同様の効果を得る
ことができる。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、複数の超音波振
動子を１次元的に配列した超音波振動子アレイの前側に
印加電圧の変化により音速が変化し、境界における超音
波の屈折を制御することができる音速可変層を設けるこ
とにより、超音波振動子アレイの走査方向に直交する方
向のダイナミックフォーカスを実現することができ、し
かも、構造を簡単にして信号線間のクロストークをなく
すことができ、したがって、従来からの走査方向のダイ
ナミックフォーカスと組み合わせることにより、高分解
能な超音波診断画像を得ることができる。また、機械的
機構や、複雑な電子回路を用いる必要がなく、低コスト
化を図ることができる。
動子を１次元的に配列した超音波振動子アレイの前側に
印加電圧の変化により音速が変化し、境界における超音
波の屈折を制御することができる音速可変層を設けるこ
とにより、超音波振動子アレイの走査方向に直交する方
向のダイナミックフォーカスを実現することができ、し
かも、構造を簡単にして信号線間のクロストークをなく
すことができ、したがって、従来からの走査方向のダイ
ナミックフォーカスと組み合わせることにより、高分解
能な超音波診断画像を得ることができる。また、機械的
機構や、複雑な電子回路を用いる必要がなく、低コスト
化を図ることができる。
第１図および第２図は本発明の一実施例における超音波
探触子を示し、第１図は斜視図、第２図は断面図、第３
図は従来の超音波探触子を示す斜視図である。 １……超音波振動子、２……超音波振動子アレイ、３…
…バッキング材、４……音響マッチング層、５……音速
可変層。
探触子を示し、第１図は斜視図、第２図は断面図、第３
図は従来の超音波探触子を示す斜視図である。 １……超音波振動子、２……超音波振動子アレイ、３…
…バッキング材、４……音響マッチング層、５……音速
可変層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 屋野 勉 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番 １号 松下技研株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04R 17/00 332 H04R 1/34 330
Claims (2)
- 【請求項１】複数の超音波振動子を１次元的に配列した
超音波振動子アレイと、この超音波振動子アレイの前側
に設けられ、印加電圧の変化により音速が変化し、印加
電圧の制御により、超音波の屈折角を変化させ、上記超
音波振動子アレイにおける走査方向と直交する方向のダ
イナミックフォーカスを行うことができる音速可変層を
備えた超音波探触子。 - 【請求項２】音速可変層が圧電体で構成された請求項１
記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2076042A JP2921006B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2076042A JP2921006B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03275000A JPH03275000A (ja) | 1991-12-05 |
| JP2921006B2 true JP2921006B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=13593745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2076042A Expired - Fee Related JP2921006B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921006B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3655860B2 (ja) | 2001-09-27 | 2005-06-02 | アロカ株式会社 | 超音波探触子 |
| US8764665B2 (en) * | 2007-05-03 | 2014-07-01 | Koninklijke Philips N.V. | Methods and apparatuses of microbeamforming with adjustable fluid lenses |
-
1990
- 1990-03-26 JP JP2076042A patent/JP2921006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03275000A (ja) | 1991-12-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080430 Year of fee payment: 9 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |