JP3181949B2 - 超音波振動子および超音波振動子の製造方法 - Google Patents
超音波振動子および超音波振動子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波振動子および
超音波振動子の製造方法に関し、さらに詳しくは、超音
波ビームの指向性を改善できる超音波振動子および超音
波振動子の製造方法に関する。
超音波振動子の製造方法に関し、さらに詳しくは、超音
波ビームの指向性を改善できる超音波振動子および超音
波振動子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】「第５７回日本超音波医学会講演論文集
P.619〜P.620」および「第５８回日本超音波医学会講演
論文集P.843〜P.844」において、超音波振動子の走査方
向に直交する短軸方向の超音波ビームの指向性を改善す
るために、ＰＺＴなどの圧電材料の分極強度を、図６の
如くGaussian関数，階段状関数のように変えて重み付け
する方法が提案されている。
P.619〜P.620」および「第５８回日本超音波医学会講演
論文集P.843〜P.844」において、超音波振動子の走査方
向に直交する短軸方向の超音波ビームの指向性を改善す
るために、ＰＺＴなどの圧電材料の分極強度を、図６の
如くGaussian関数，階段状関数のように変えて重み付け
する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に重み付けする方法では、圧電材料を図６の如く分極さ
せるために特殊な技術が用いられ、作業が煩雑な問題点
がある。
に重み付けする方法では、圧電材料を図６の如く分極さ
せるために特殊な技術が用いられ、作業が煩雑な問題点
がある。
【０００４】そこで、この発明の第１の目的は、簡単な
構成で短軸方向の超音波ビームの指向性を改善できるよ
うにした超音波振動子を提供することにある。
構成で短軸方向の超音波ビームの指向性を改善できるよ
うにした超音波振動子を提供することにある。
【０００５】また、この発明の第２の目的は、短軸方向
の超音波ビームの指向性を改善できる超音波振動子を容
易に製造できる製造方法を提供することにある。
の超音波ビームの指向性を改善できる超音波振動子を容
易に製造できる製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の超音波振動子
は、背面負荷材上にＰＺＴなどの圧電材料，整合層，必
要に応じて音響レンズを固定してなる超音波振動子にお
いて、整合層または音響レンズの少なくとも一方に短軸
方向に所定間隔で並び且つ走査方向に沿った複数の音響
的非伝搬部を設けたことを構成上の特徴とするものであ
る。
は、背面負荷材上にＰＺＴなどの圧電材料，整合層，必
要に応じて音響レンズを固定してなる超音波振動子にお
いて、整合層または音響レンズの少なくとも一方に短軸
方向に所定間隔で並び且つ走査方向に沿った複数の音響
的非伝搬部を設けたことを構成上の特徴とするものであ
る。
【０００７】この発明の超音波振動子の製造方法は、背
面負荷材上にＰＺＴなどの圧電材料，第１の整合層を固
定し、走査方向に所定ピッチの溝入れをしてエレメント
アレイを形成し、そのエレメントアレイ上に第２の整合
層を固定し、その第２の整合層に短軸方向に所定間隔で
並び且つ走査方向に沿った溝入れを行うことを構成上の
特徴とするものである。
面負荷材上にＰＺＴなどの圧電材料，第１の整合層を固
定し、走査方向に所定ピッチの溝入れをしてエレメント
アレイを形成し、そのエレメントアレイ上に第２の整合
層を固定し、その第２の整合層に短軸方向に所定間隔で
並び且つ走査方向に沿った溝入れを行うことを構成上の
特徴とするものである。
【０００８】
【作用】この発明の超音波振動子では、整合層または音
響レンズの少なくとも一方に、短軸方向に所定間隔で並
び且つ走査方向に沿った複数の音響的非伝搬部が設けら
れている。つまり、送受される超音波ビームは、前記複
数の音響的非伝搬部によって分離される短軸方向に所定
間隔を有する複数の伝搬部を伝搬することになり、各伝
搬部によって異なる重み付けをされる。したがって、短
軸方向の超音波ビームの指向性を改善できる。圧電材料
は加工しないから、その振動モードが変わるようなこと
はない。
響レンズの少なくとも一方に、短軸方向に所定間隔で並
び且つ走査方向に沿った複数の音響的非伝搬部が設けら
れている。つまり、送受される超音波ビームは、前記複
数の音響的非伝搬部によって分離される短軸方向に所定
間隔を有する複数の伝搬部を伝搬することになり、各伝
搬部によって異なる重み付けをされる。したがって、短
軸方向の超音波ビームの指向性を改善できる。圧電材料
は加工しないから、その振動モードが変わるようなこと
はない。
【０００９】この発明の超音波振動子の製造方法では、
エレメントの整合層に短軸方向に所定間隔で，走査方向
に沿った溝入れが行われる。そして、その溝入れで形成
される複数の溝が前記音響的非伝搬部になる。したがっ
て、従来の超音波振動子の製造方法におけるエレメント
アレイを形成する際の溝入れ作業と同様な溝入れ作業を
加えるだけで、短軸方向の超音波ビームの指向性を改善
できる超音波振動子が容易に製造可能になる。
エレメントの整合層に短軸方向に所定間隔で，走査方向
に沿った溝入れが行われる。そして、その溝入れで形成
される複数の溝が前記音響的非伝搬部になる。したがっ
て、従来の超音波振動子の製造方法におけるエレメント
アレイを形成する際の溝入れ作業と同様な溝入れ作業を
加えるだけで、短軸方向の超音波ビームの指向性を改善
できる超音波振動子が容易に製造可能になる。
【００１０】
【実施例】以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を
さらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限
定されるものではない。図１は、この発明の一実施例の
超音波振動子１の説明図である。ＰＺＴ２は、その表面
に銀ペーストなどで電極が形成されており、背面負荷材
３上に固定されている。
さらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限
定されるものではない。図１は、この発明の一実施例の
超音波振動子１の説明図である。ＰＺＴ２は、その表面
に銀ペーストなどで電極が形成されており、背面負荷材
３上に固定されている。
【００１１】背面負荷材３は、天然ゴムなどを主成分と
しており、音響インピーダンスを調整するためのタング
ステンなどの粉体が混ぜられている。ＰＺＴ２の、一方
の走査方向側面には、所定ピッチでパターンが形成され
たＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）４が導電性接着
剤５を介して接続されている。他方の走査方向側面に
は、ＧＮＤ用の銅板６が導電性接着剤７を介して接続さ
れている。
しており、音響インピーダンスを調整するためのタング
ステンなどの粉体が混ぜられている。ＰＺＴ２の、一方
の走査方向側面には、所定ピッチでパターンが形成され
たＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）４が導電性接着
剤５を介して接続されている。他方の走査方向側面に
は、ＧＮＤ用の銅板６が導電性接着剤７を介して接続さ
れている。
【００１２】ＰＺＴ２上には、音響的マッチングをとる
ためのガラス系材料，高分子材料などによる第１の整合
層８が固定されている。各エレメントを区画するための
溝９は、第１の整合層８から背面負荷材３まで及ぶ深さ
で、走査方向に所定アレイピッチで，短軸方向に平行に
刻設されている。
ためのガラス系材料，高分子材料などによる第１の整合
層８が固定されている。各エレメントを区画するための
溝９は、第１の整合層８から背面負荷材３まで及ぶ深さ
で、走査方向に所定アレイピッチで，短軸方向に平行に
刻設されている。
【００１３】第１の整合層８上には、第２の整合層１０
が固定されている。第２の整合層１０には、短軸方向に
所定間隔で並び且つ走査方向に平行な複数の溝１１が音
響的非伝搬部として設けられている。第２の整合層１０
上には、図示せぬ音響レンズなどが固定される。
が固定されている。第２の整合層１０には、短軸方向に
所定間隔で並び且つ走査方向に平行な複数の溝１１が音
響的非伝搬部として設けられている。第２の整合層１０
上には、図示せぬ音響レンズなどが固定される。
【００１４】図２は、この超音波振動子１の一つのエレ
メントの説明図である。第２の整合層１０は、音響的非
伝搬部として設けられた溝１１によって整合層部分Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５に分けられている。
メントの説明図である。第２の整合層１０は、音響的非
伝搬部として設けられた溝１１によって整合層部分Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５に分けられている。
【００１５】第２の整合層１０を伝搬する超音波ビーム
は、溝１１では伝搬されず、整合層部分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ５をそれぞれ伝搬することになる。これら
の整合層部分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の上面の面
積比は、溝１１の間隔により規定され、例えばGaussian
関数に基づいて設定されている。
は、溝１１では伝搬されず、整合層部分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ５をそれぞれ伝搬することになる。これら
の整合層部分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の上面の面
積比は、溝１１の間隔により規定され、例えばGaussian
関数に基づいて設定されている。
【００１６】図３の（ａ），（ｂ）に、この超音波振動
子１を用いた超音波プローブによる反射波振幅の測定
値，従来の超音波振動子を用いた超音波プローブによる
反射波振幅の測定値を例示する。なお、横軸は偏向角θ
（deg），縦軸は振幅である。αは測定した深さが２０
ｍｍ，βは７５ｍｍである。α，βの双方とも（ａ）で
は（ｂ）に比較して、サイドロープによる屈曲部分が改
善されて滑らかなカーブが得られている。
子１を用いた超音波プローブによる反射波振幅の測定
値，従来の超音波振動子を用いた超音波プローブによる
反射波振幅の測定値を例示する。なお、横軸は偏向角θ
（deg），縦軸は振幅である。αは測定した深さが２０
ｍｍ，βは７５ｍｍである。α，βの双方とも（ａ）で
は（ｂ）に比較して、サイドロープによる屈曲部分が改
善されて滑らかなカーブが得られている。
【００１７】次に、この超音波振動子１の製造方法につ
いて図４，図５を参照して説明する。まず、表面に銀ペ
ーストなどで電極を形成したＰＺＴ２を背面負荷材３に
エポキシ系の接着剤で接着する。
いて図４，図５を参照して説明する。まず、表面に銀ペ
ーストなどで電極を形成したＰＺＴ２を背面負荷材３に
エポキシ系の接着剤で接着する。
【００１８】接着剤で固定したＰＺＴ２，背面負荷材３
の一つの走査方向側面に、ＦＰＣ４を導電性接着剤５で
接着して、ＰＺＴ２の電極とＦＰＣ４とを接続する。ま
た、前記走査方向側面の反対側の走査方向側面に、ＧＮ
Ｄ用の銅板６を導電性接着剤７で接着して、ＰＺＴ２の
電極とＧＮＤ用の銅板６とを接続する。
の一つの走査方向側面に、ＦＰＣ４を導電性接着剤５で
接着して、ＰＺＴ２の電極とＦＰＣ４とを接続する。ま
た、前記走査方向側面の反対側の走査方向側面に、ＧＮ
Ｄ用の銅板６を導電性接着剤７で接着して、ＰＺＴ２の
電極とＧＮＤ用の銅板６とを接続する。
【００１９】次に、ＰＺＴ２上に第１の整合層８を接着
剤で接着する。ＰＺＴ２上に第１の整合層８を接着した
のち、ダイシングソーなどを用いて走査方向に所定アレ
イピッチで，短軸方向に平行な複数の溝９を刻設して、
エレメントアレイを形成する。溝９は、第１の整合層
８，ＰＺＴ２，背面負荷材３におよんでいる。
剤で接着する。ＰＺＴ２上に第１の整合層８を接着した
のち、ダイシングソーなどを用いて走査方向に所定アレ
イピッチで，短軸方向に平行な複数の溝９を刻設して、
エレメントアレイを形成する。溝９は、第１の整合層
８，ＰＺＴ２，背面負荷材３におよんでいる。
【００２０】エレメントアレイを形成したのち、第１の
整合層８上に、図１に示すように第２の整合層１０を接
着剤で接着する。そして、第２の整合層１０にダイシン
グソーなどを用いて、短軸方向に所定間隔で並び且つ走
査方向に平行な複数の溝１１を刻設する。その第２の整
合層１０上には、図示せぬ音響レンズなどを固定して、
超音波振動子１とする。
整合層８上に、図１に示すように第２の整合層１０を接
着剤で接着する。そして、第２の整合層１０にダイシン
グソーなどを用いて、短軸方向に所定間隔で並び且つ走
査方向に平行な複数の溝１１を刻設する。その第２の整
合層１０上には、図示せぬ音響レンズなどを固定して、
超音波振動子１とする。
【００２１】この発明の他の実施例としては、前記溝１
１に代えて、隣接する物質と音響インピーダンスの異な
る金属，発泡材などを用いて、音響的非伝搬部を形成す
るものが挙げられる。
１に代えて、隣接する物質と音響インピーダンスの異な
る金属，発泡材などを用いて、音響的非伝搬部を形成す
るものが挙げられる。
【００２２】この発明のさらに他の実施例としては、前
記溝１１に代えて、音響レンズの整合層側に、短軸方向
に所定間隔で並び且つ走査方向に平行な複数の溝を設け
たものが挙げられる。
記溝１１に代えて、音響レンズの整合層側に、短軸方向
に所定間隔で並び且つ走査方向に平行な複数の溝を設け
たものが挙げられる。
【００２３】
【発明の効果】この発明の超音波振動子によれば、簡単
な構成で短軸方向の超音波ビームの指向性を改善できる
ようになる。
な構成で短軸方向の超音波ビームの指向性を改善できる
ようになる。
【００２４】この発明の超音波振動子の製造方法によれ
ば、短軸方向の超音波ビームの指向性を改善できる超音
波振動子を、従来の超音波振動子の製造方法の技術範囲
で、容易に製造することが出来る。
ば、短軸方向の超音波ビームの指向性を改善できる超音
波振動子を、従来の超音波振動子の製造方法の技術範囲
で、容易に製造することが出来る。
【図１】この発明の超音波振動子の一実施例の説明図で
ある。
ある。
【図２】図１の超音波振動子の一つのエレメントについ
ての説明図である。
ての説明図である。
【図３】図１の超音波振動子を用いた超音波プローブに
よる反射波振幅の測定値と従来の超音波振動子を用いた
超音波プローブによる反射波振幅の測定値との例示図で
ある。
よる反射波振幅の測定値と従来の超音波振動子を用いた
超音波プローブによる反射波振幅の測定値との例示図で
ある。
【図４】この発明の超音波振動子の製造方法の一実施例
の説明図である。
の説明図である。
【図５】この発明の超音波振動子の製造方法の一実施例
の説明図である。
の説明図である。
【図６】従来の超音波プローブに係る超音波ビームの指
向性を改善するために設ける重み付けの例示図である。
向性を改善するために設ける重み付けの例示図である。
１ 超音波振動子 ２ ＰＺＴ ３ 背面負荷材 １０ 第２の整合層 １１ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−185792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−6860（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15
Claims (2)
- 【請求項１】 背面負荷材上に圧電材料、整合層、音響
レンズの順で積み重ねられた超音波振動子であって、 前記整合層及び音響レンズの少なくとも一方に、超音波
ビームの走査方向に対する垂直方向に所定の間隔で複数
並んでおり且つ該走査方向に沿っている音響的非伝搬部
が設けられており、 前記音響的非伝搬部は前記音響レンズにおける超音波照
射面には設けられておらず、 前記音響的非伝搬部の作用により前記音響的非伝搬部が
設けられていない場合に比べて前記垂直方向における超
音波ビームの指向性が向上したことを特徴とする超音波
振動子。 - 【請求項２】 背面負荷材上に圧電材料を固定し、 前記背面負荷材側ではない前記圧電材料の面上に第１の
整合層を固定し、 前記圧電材料及び第１の整合層に対して超音波ビームの
走査方向に所定ピッチで溝入れをしてエレメントアレイ
を形成し、 前記エレメントアレイにおける第１の整合層の面上に第
２の整合層を固定し、 前記第２の整合層の厚さのすべてにわたった、且つ、前
記走査方向に対する垂直方向に所定の間隔で複数並んで
いて前記走査方向に沿った溝入れを行うことを特徴とす
る超音波振動子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27799791A JP3181949B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 超音波振動子および超音波振動子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27799791A JP3181949B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 超音波振動子および超音波振動子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115474A JPH05115474A (ja) | 1993-05-14 |
| JP3181949B2 true JP3181949B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=17591192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27799791A Expired - Fee Related JP3181949B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 超音波振動子および超音波振動子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3181949B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9172024B2 (en) | 2012-03-13 | 2015-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasound probe and method of manufacturing ultrasound probe |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP27799791A patent/JP3181949B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9172024B2 (en) | 2012-03-13 | 2015-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasound probe and method of manufacturing ultrasound probe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05115474A (ja) | 1993-05-14 |
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