JP3101461B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JP3101461B2 JP3101461B2 JP05034449A JP3444993A JP3101461B2 JP 3101461 B2 JP3101461 B2 JP 3101461B2 JP 05034449 A JP05034449 A JP 05034449A JP 3444993 A JP3444993 A JP 3444993A JP 3101461 B2 JP3101461 B2 JP 3101461B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic probe
- row
- piezoelectric
- piezoelectric plate
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波探触子を利用分野
とし、特に圧電セラミックスと樹脂との粉末を混合し、
これを蒸着して形成した超音波探触子に関する。
とし、特に圧電セラミックスと樹脂との粉末を混合し、
これを蒸着して形成した超音波探触子に関する。
【０００２】
【発明の背景】超音波探触子は、医用等における超音波
診断装置に超音波送受波部として有用され、一般には、
超音波送受波源として圧電セラミックスが使用される。
そして、圧電セラミックスは、その音響インピーダンス
が人体よりもかなり大きいことから、通常では送受波面
に二層構造の音響整合層を形成し、超音波の送受波効率
を高めるようにしている。このようなことから、近年で
は、音響インピーダンスの小さい複合圧電板が注目を浴
びている。また、人体（生体）内の微小疾患部の早期発
見等から超音波の高周化や、フォーカスによる感度向
上、あるいは製造容易な超音波探触子が望まれている。
診断装置に超音波送受波部として有用され、一般には、
超音波送受波源として圧電セラミックスが使用される。
そして、圧電セラミックスは、その音響インピーダンス
が人体よりもかなり大きいことから、通常では送受波面
に二層構造の音響整合層を形成し、超音波の送受波効率
を高めるようにしている。このようなことから、近年で
は、音響インピーダンスの小さい複合圧電板が注目を浴
びている。また、人体（生体）内の微小疾患部の早期発
見等から超音波の高周化や、フォーカスによる感度向
上、あるいは製造容易な超音波探触子が望まれている。
【０００３】
【従来技術】第３図および第４図はこの種の超音波探触
子を説明する図で、第３図（ａ）は正断面図、同図
（ｂ）は側面図、第４図は複合圧電板の図である。超音
波探触子は、バッキング材１上に複合圧電板２を固着
し、これを微小の複合圧電片２ｎに分割して、リニアや
セクタ駆動される配列型とする。但し、両主面には励振
用の電極が形成され、フレキシブル基板等により導出さ
れる（未図示）。複合圧電板２は、例えばＰＺＴ（ジル
コン酸チタン酸鉛）等の圧電板２ａを縦横に切断する。
そして、切断溝に樹脂２ｂを充填して形成される（第４
図）。各複合圧電片２ｎの送受波面には音響整合層３を
形成し、幅方向に収束する音響レンズ４を設けて構成さ
れる。
子を説明する図で、第３図（ａ）は正断面図、同図
（ｂ）は側面図、第４図は複合圧電板の図である。超音
波探触子は、バッキング材１上に複合圧電板２を固着
し、これを微小の複合圧電片２ｎに分割して、リニアや
セクタ駆動される配列型とする。但し、両主面には励振
用の電極が形成され、フレキシブル基板等により導出さ
れる（未図示）。複合圧電板２は、例えばＰＺＴ（ジル
コン酸チタン酸鉛）等の圧電板２ａを縦横に切断する。
そして、切断溝に樹脂２ｂを充填して形成される（第４
図）。各複合圧電片２ｎの送受波面には音響整合層３を
形成し、幅方向に収束する音響レンズ４を設けて構成さ
れる。
【０００４】
【従来技術の問題点】しかしながら、上記構成の超音波
探触子では、複合圧電板２は圧電板２ａを縦横に切断し
て樹脂２ｂを埋設して形成され、さらにその後分割して
配列型とするので、作業性を低下させる。また、各探触
子毎に複合圧電板２を分割しなければならず、量産化を
困難とする。また、超音波周波数は圧電板の厚みｔに略
逆比例することから、理論上では際限なく高く設定でき
るが、実際には研磨等に起因して限界がある。例えば圧
電板をＰＺＴとした場合は、現実的には１０ＭＨｚ程度
（約０．１ｍｍの厚み）までは可能であるとされ、これ
以上の高周波化は困難となる。また、特性を良好に維持
するには、厚みｔに比例して微小圧電片の幅ｗを小さく
し、ｗ／ｔ比を一定に維持しなければならない。したが
って、圧電板を切断する際は、厚みが小さくなる程、細
かいピッチで、しかも高精度に切断する必要がある。ま
た、音響レンズ４は、一般にシリコン樹脂から形成され
るが、超音波の減衰を大きくし、伝搬損失を生ずる。こ
のため、例えば幅方向に湾曲した圧電板を使用すること
が考えられるが、この場合は、高精度に製作することが
困難となる。
探触子では、複合圧電板２は圧電板２ａを縦横に切断し
て樹脂２ｂを埋設して形成され、さらにその後分割して
配列型とするので、作業性を低下させる。また、各探触
子毎に複合圧電板２を分割しなければならず、量産化を
困難とする。また、超音波周波数は圧電板の厚みｔに略
逆比例することから、理論上では際限なく高く設定でき
るが、実際には研磨等に起因して限界がある。例えば圧
電板をＰＺＴとした場合は、現実的には１０ＭＨｚ程度
（約０．１ｍｍの厚み）までは可能であるとされ、これ
以上の高周波化は困難となる。また、特性を良好に維持
するには、厚みｔに比例して微小圧電片の幅ｗを小さく
し、ｗ／ｔ比を一定に維持しなければならない。したが
って、圧電板を切断する際は、厚みが小さくなる程、細
かいピッチで、しかも高精度に切断する必要がある。ま
た、音響レンズ４は、一般にシリコン樹脂から形成され
るが、超音波の減衰を大きくし、伝搬損失を生ずる。こ
のため、例えば幅方向に湾曲した圧電板を使用すること
が考えられるが、この場合は、高精度に製作することが
困難となる。
【０００５】
【発明の目的】本発明は第１に作業性を良好として量産
性に適した複合圧電板からなる超音波探触子を、第２に
高周波化を容易にする超音波探触子を、第３に製作を容
易にする曲面状の超音波探触子を提供することを目的と
する。
性に適した複合圧電板からなる超音波探触子を、第２に
高周波化を容易にする超音波探触子を、第３に製作を容
易にする曲面状の超音波探触子を提供することを目的と
する。
【０００６】
【発明の着目点及び解決手段】本発明は、ＰＶＤ（Phys
ical Vapor Deposition）あるいはＣＶＤ（ChemicalVap
or Deposition）等の蒸着により圧電薄膜を形成し得る
点に着目し、圧電セラミックスとこれより音響インピー
ダンスの小さい樹脂との粉末を混合して混合セラミック
スとし、該混合セラミックスを蒸着により堆積させて形
成したことを基本的な解決手段とする。以下、本発明の
一実施例を作用とともに説明する。
ical Vapor Deposition）あるいはＣＶＤ（ChemicalVap
or Deposition）等の蒸着により圧電薄膜を形成し得る
点に着目し、圧電セラミックスとこれより音響インピー
ダンスの小さい樹脂との粉末を混合して混合セラミック
スとし、該混合セラミックスを蒸着により堆積させて形
成したことを基本的な解決手段とする。以下、本発明の
一実施例を作用とともに説明する。
【０００７】
【実施例】第１図は本発明の一実施例を説明する模式的
な超音波探触子の図で、同図（ａ）は正断面図、同図
（ｂ）は側面図である。超音波探触子は、基台５と、第
１の列状電極６と、複合堆積圧電板７と、第２の列状電
極８と、音響整合層９とからなる。基台５は樹脂等から
なり、一主面の幅方向を凹面とする。第１の列状電極６
は個々に分離独立した複数の電極からなり、基台５の長
さ方向に整列して形成される。例えば、電極不要部分を
マスクした蒸着により形成される。複合堆積圧電板７は
ＰＶＤにより第１の列状電極６上に形成される。すなわ
ち、マスクにより第１の列状電極６のみを露出させた状
態で、混合セラミックスを蒸着により堆積させる。混合
セラミックスはＰＺＴとこれより音響インピーダンスの
小さい樹脂とを混合してなる。そして、例えばモニタ装
置（未図示）によりその厚みを制御する。第２の列状電
極８は、列状堆積圧電板７をマスクにより露出させた状
態で、蒸着により形成される。音響整合層９は一層構造
とし、いずれも列状として第２の列状電極８上にＰＶＤ
等により積層される。なお、送受波面側の電極は例えば
リード線（未図示）等により共通接続され、列状堆積圧
電板等の各間隙には充填剤が埋設される。そして、第１
と第２の列状電極６、８の形成後、分極処理が行われ
る。
な超音波探触子の図で、同図（ａ）は正断面図、同図
（ｂ）は側面図である。超音波探触子は、基台５と、第
１の列状電極６と、複合堆積圧電板７と、第２の列状電
極８と、音響整合層９とからなる。基台５は樹脂等から
なり、一主面の幅方向を凹面とする。第１の列状電極６
は個々に分離独立した複数の電極からなり、基台５の長
さ方向に整列して形成される。例えば、電極不要部分を
マスクした蒸着により形成される。複合堆積圧電板７は
ＰＶＤにより第１の列状電極６上に形成される。すなわ
ち、マスクにより第１の列状電極６のみを露出させた状
態で、混合セラミックスを蒸着により堆積させる。混合
セラミックスはＰＺＴとこれより音響インピーダンスの
小さい樹脂とを混合してなる。そして、例えばモニタ装
置（未図示）によりその厚みを制御する。第２の列状電
極８は、列状堆積圧電板７をマスクにより露出させた状
態で、蒸着により形成される。音響整合層９は一層構造
とし、いずれも列状として第２の列状電極８上にＰＶＤ
等により積層される。なお、送受波面側の電極は例えば
リード線（未図示）等により共通接続され、列状堆積圧
電板等の各間隙には充填剤が埋設される。そして、第１
と第２の列状電極６、８の形成後、分極処理が行われ
る。
【０００８】このような構成であれば、ＰＶＤにより混
合セラミックスの粒子を飛散して堆積するので、音響イ
ンピーダンスをＰＺＴより小さくした複合圧電板を形成
できる。したがって、比検査体を人体（生体）とした場
合、音響整合層を一層構造とすることができる。また、
マスキングにより、個々に独立分割した列状堆積圧電板
７を形成し、その厚みｔは電子的なモニタ装置により制
御されるので、μｍの単位以下で均一に堆積できる。し
たがって、超音波周波数を１０ＭＨｚ以上とする高周波
化を実現できる。また、従来例のように圧電板を切断す
る必要がなく、各堆積圧電板間のピッチｐや堆積圧電板
の幅ｗはマスク精度により決定される。したがって、切
断工程を不要として作業性を高め、しかも高精度に製作
できる。また、この実施例では、基台５の一主面を凹面
状としたので、音響レンズを用いることなく超音波を収
束する。したがって、超音波を減衰させることなく高感
度とし、部品点数も軽減できる。
合セラミックスの粒子を飛散して堆積するので、音響イ
ンピーダンスをＰＺＴより小さくした複合圧電板を形成
できる。したがって、比検査体を人体（生体）とした場
合、音響整合層を一層構造とすることができる。また、
マスキングにより、個々に独立分割した列状堆積圧電板
７を形成し、その厚みｔは電子的なモニタ装置により制
御されるので、μｍの単位以下で均一に堆積できる。し
たがって、超音波周波数を１０ＭＨｚ以上とする高周波
化を実現できる。また、従来例のように圧電板を切断す
る必要がなく、各堆積圧電板間のピッチｐや堆積圧電板
の幅ｗはマスク精度により決定される。したがって、切
断工程を不要として作業性を高め、しかも高精度に製作
できる。また、この実施例では、基台５の一主面を凹面
状としたので、音響レンズを用いることなく超音波を収
束する。したがって、超音波を減衰させることなく高感
度とし、部品点数も軽減できる。
【０００９】
【他の事項】上記実施例では、配列型探触子を例として
説明したが、単板であっても適用できる。また、基台の
一主面を凹面状としたが、その用途に応じて、平面であ
ったとしても、また凸面上としてもよく、その形状には
制限を受けることはない。また、実施例では模式的な図
を示して説明したが、例えば電極導出等については、第
２図に示したように、基台５の両側を突出させて第１の
列状電極６延出し、例えばフレキシブル基板（未図示）
を接続して、外部に導出すればよい。また、送受波面の
第２の列状電極８はリード線により共通接続するとした
が、例えば第１の列状電極と接触しないようにして、蒸
着時に一体的に接続してもよい。また、基台５上に直接
に列状堆積圧電板７を設けたが、これは高周波化にとも
ない超音波は減衰量が多く、反射波による悪影響が消失
するため、バッキング材は不要となるからである。ま
た、混合セラミックスの母体はＰＺＴとしたが、例えば
チタン酸鉛等の他の圧電セラミックスであっても適用で
きる。また、超音波周波数は１０ＭＨｚ以下であっても
よく、要は、混合セラミックスを蒸着により飛散堆積し
て超音波探触子を構成したものは、本発明の技術的範囲
に基本的に属する。
説明したが、単板であっても適用できる。また、基台の
一主面を凹面状としたが、その用途に応じて、平面であ
ったとしても、また凸面上としてもよく、その形状には
制限を受けることはない。また、実施例では模式的な図
を示して説明したが、例えば電極導出等については、第
２図に示したように、基台５の両側を突出させて第１の
列状電極６延出し、例えばフレキシブル基板（未図示）
を接続して、外部に導出すればよい。また、送受波面の
第２の列状電極８はリード線により共通接続するとした
が、例えば第１の列状電極と接触しないようにして、蒸
着時に一体的に接続してもよい。また、基台５上に直接
に列状堆積圧電板７を設けたが、これは高周波化にとも
ない超音波は減衰量が多く、反射波による悪影響が消失
するため、バッキング材は不要となるからである。ま
た、混合セラミックスの母体はＰＺＴとしたが、例えば
チタン酸鉛等の他の圧電セラミックスであっても適用で
きる。また、超音波周波数は１０ＭＨｚ以下であっても
よく、要は、混合セラミックスを蒸着により飛散堆積し
て超音波探触子を構成したものは、本発明の技術的範囲
に基本的に属する。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、圧電セラミックスとこれより
音響インピーダンスの小さい樹脂との粉末を混合して混
合セラミックスとし、該混合セラミックスを蒸着により
堆積させて形成したので、第１に作業性を良好として量
産性に適した複合圧電板からなる超音波探触子を、第２
に高周波化を容易にする超音波探触子を、第３に製作を
容易にする曲面状の超音波探触子を提供できる。
音響インピーダンスの小さい樹脂との粉末を混合して混
合セラミックスとし、該混合セラミックスを蒸着により
堆積させて形成したので、第１に作業性を良好として量
産性に適した複合圧電板からなる超音波探触子を、第２
に高周波化を容易にする超音波探触子を、第３に製作を
容易にする曲面状の超音波探触子を提供できる。
【第１図】本発明の一実施例を説明する模式的な超音波
探触子の図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側
面図である。
探触子の図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側
面図である。
【第２図】本発明の他の実施例を説明する超音波探触子
の側面図である。
の側面図である。
【第３図】従来例を説明する超音波探触子の図で、同図
（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側面図である。
（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側面図である。
【第４図】従来例を説明する複合圧電板の図である。
５ 基台、６、８ 列状電極、７ 列状堆積圧電板、９
音響整合層
音響整合層
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電セラミックスとこれより音響インピ
ーダンスの小さい樹脂との粉末を混合して混合セラミッ
クスとし、該混合セラミックスを蒸着により堆積させて
形成したことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項２】 基台と、前記基台の一主面上に形成され
て個々に独立した複数の電極からなる第１の列状電極
と、前記列状電極上に請求項１の混合セラミックスを蒸
着して形成された列状堆積圧電板と、前記列状堆積圧電
板上に形成された第２の列状電極とからなることを特徴
とする高周波数用の配列型超音波探触子。 - 【請求項３】 請求項２の基台は曲面状である高周波数
用の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05034449A JP3101461B2 (ja) | 1993-01-30 | 1993-01-30 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05034449A JP3101461B2 (ja) | 1993-01-30 | 1993-01-30 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06225875A JPH06225875A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3101461B2 true JP3101461B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=12414565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05034449A Expired - Fee Related JP3101461B2 (ja) | 1993-01-30 | 1993-01-30 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101461B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100433395C (zh) * | 2005-09-26 | 2008-11-12 | 北京信息工程学院 | 新型高频空气超声换能器 |
-
1993
- 1993-01-30 JP JP05034449A patent/JP3101461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06225875A (ja) | 1994-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9812634B2 (en) | Method of making thick film transducer arrays | |
| US8319399B2 (en) | Ultrasound probe | |
| KR100299277B1 (ko) | 초음파변환기어레이및그제조방법 | |
| EP1066119B1 (en) | Arrays made from flexible transducer elements | |
| RU2419388C2 (ru) | Ультразвуковой зонд | |
| US4658176A (en) | Ultrasonic transducer using piezoelectric composite | |
| US8310133B2 (en) | High frequency piezocomposite with triangular cross-sectional shaped pillars | |
| EP0142318A2 (en) | Ultrasonic probe | |
| US6984922B1 (en) | Composite piezoelectric transducer and method of fabricating the same | |
| GB2052918A (en) | Piezoelectric transducers | |
| US2946904A (en) | Ultrasonic transducer arrangement for sending and receiving | |
| JPS5920236B2 (ja) | インピ−ダンス整合装置 | |
| JPS5822046A (ja) | 超音波探触子 | |
| JP2005198261A (ja) | 超音波プローブ及び超音波診断装置 | |
| JP3101461B2 (ja) | 超音波探触子 | |
| US7030542B2 (en) | Composite piezoelectric body | |
| JPH03270282A (ja) | 複合圧電体 | |
| JP3171715B2 (ja) | 高周波数用の配列型超音波探触子 | |
| JP2013026682A (ja) | 医用複合単結晶圧電振動子、医用超音波プローブ、医用複合単結晶圧電振動子製造方法および医用超音波プローブ製造方法 | |
| JPS59178378A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS6153562A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS6222634A (ja) | 超音波探触子 | |
| Olbrish et al. | Physical apodization of ultrasonic arrays | |
| JP2004056270A (ja) | 超音波探触子用圧電体 | |
| JP2532332Y2 (ja) | 超音波プローブ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070818 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080818 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080818 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |