JP3263158B2 - Ultrasonic probe - Google Patents

Ultrasonic probe

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JP3263158B2
JP3263158B2 JP34054492A JP34054492A JP3263158B2 JP 3263158 B2 JP3263158 B2 JP 3263158B2 JP 34054492 A JP34054492 A JP 34054492A JP 34054492 A JP34054492 A JP 34054492A JP 3263158 B2 JP3263158 B2 JP 3263158B2
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opening
ultrasonic
ultrasonic probe
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piezoelectric
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一宏 渡辺
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Fukuda Denshi Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力された電気信号を
超音波に変換して送信するとともに、受信した超音波を
電気信号に変換して出力する超音波探触子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe which converts an inputted electric signal into an ultrasonic wave and transmits the same, and converts a received ultrasonic wave into an electric signal and outputs the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】被検体、特に人体内に超音波を送信し、
人体内の組織で反射されて戻ってきた超音波を受信して
受信信号を得、この受信信号に基づく人体内の画像を表
示することにより人体の内臓等の疾患の診断を容易なら
しめる超音波診断装置が従来より用いられており、この
超音波診断装置では電気信号を超音波に変換して被検体
内に送信するとともに被検体内で反射された超音波を受
信して電気信号に変換するトランスデューサとして超音
波探触子が用いられている。
2. Description of the Related Art Ultrasound is transmitted to a subject, especially a human body.
Ultrasound that facilitates the diagnosis of diseases such as internal organs of the human body by receiving the ultrasonic waves that have been reflected back by the tissue in the human body and obtaining a received signal, and displaying an image of the human body based on the received signals. 2. Description of the Related Art Conventionally, a diagnostic apparatus has been used. In this ultrasonic diagnostic apparatus, an electric signal is converted into an ultrasonic wave and transmitted into a subject, and an ultrasonic wave reflected in the subject is received and converted into an electric signal. An ultrasonic probe is used as a transducer.

【0003】図3は、従来の超音波探触子の一例を模式
的に表わした斜視図、図4はその超音波探触子と接続さ
れる回路を表わしたブロック図である。図3の横方向
(x方向)に、例えば圧電セラミックス(PZT)から
なる多数の圧電振動子1が短冊状に並び、その前面側に
は互いに電気的に接続された共通の前面電極1aが形成
され、接地されている。また各圧電振動子1の背面側に
はそれぞれ互いに独立した背面電極1bが形成されてお
り、各背面電極1bのそれぞれには各電極リード2が接
続されている。また各圧電振動子1の図の下方には、各
圧電振動子1のそれぞれに対応したエポキシ樹脂等から
なる整合層3が形成されており、さらにその下部には、
圧電振動子1の配列方向(x方向)とは直角のy方向
(短軸方向)についてこの超音波探触子から送信された
超音波を収束させるための、シリコーンゴム等からなる
音響レンズ4が取り付けられている。また圧電振動子1
の図の上方には、超音波の波形継続時間を短縮し、かつ
背面側に発信された超音波を吸収する目的で、バッキン
グ5が背面電極1bを挟んで圧電振動子1に結合されて
いる。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a conventional ultrasonic probe, and FIG. 4 is a block diagram showing a circuit connected to the ultrasonic probe. A large number of piezoelectric vibrators 1 made of, for example, piezoelectric ceramics (PZT) are arranged in a strip shape in the lateral direction (x direction) in FIG. 3, and a common front electrode 1a electrically connected to each other is formed on the front side thereof. And grounded. On the back side of each piezoelectric vibrator 1, a back electrode 1b independent of each other is formed, and each electrode lead 2 is connected to each back electrode 1b. A matching layer 3 made of an epoxy resin or the like corresponding to each of the piezoelectric vibrators 1 is formed below the piezoelectric vibrator 1 in the drawing.
An acoustic lens 4 made of silicone rubber or the like for converging the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic probe in the y direction (the short axis direction) perpendicular to the arrangement direction (x direction) of the piezoelectric vibrators 1 is provided. Installed. Also, the piezoelectric vibrator 1
In the upper part of the figure, the backing 5 is coupled to the piezoelectric vibrator 1 with the back electrode 1b interposed therebetween for the purpose of shortening the duration of the ultrasound waveform and absorbing the ultrasound transmitted to the back side. .

【0004】以上のように構成された超音波探触子を用
いて人体等の被検体(図示せず)内に超音波を送信する
には、図4に示す送信回路6から各圧電振動子1に向け
て各パルス信号が送信され、これにより各圧電振動子1
から超音波がパルス的に送信される。ここで、各圧電振
動子1から送信された超音波が被検体内の所定の深さで
焦点を結ぶように送信回路6から送信される各パルス信
号の送信タイミングが制御されている。
In order to transmit an ultrasonic wave into a subject (not shown) such as a human body using the ultrasonic probe configured as described above, the transmitting circuit 6 shown in FIG. 1 is transmitted to each of the piezoelectric vibrators 1.
, Ultrasonic waves are transmitted in pulses. Here, the transmission timing of each pulse signal transmitted from the transmission circuit 6 is controlled such that the ultrasonic wave transmitted from each piezoelectric vibrator 1 is focused at a predetermined depth in the subject.

【0005】また、この超音波探触子から送信され被検
体内で反射された超音波は、各圧電振動子1で受信され
て各受信信号に変換される。この各受信信号は、各アン
プ7で適切に増幅された後、遅延加算回路8に入力さ
れ、この遅延加算回路8において、被検体内の、固定し
たもしくは順次変更された深さ位置に焦点が結ばれるよ
うに遅延加算が行われる。
The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe and reflected in the subject is received by each piezoelectric vibrator 1 and converted into a received signal. Each of the received signals is appropriately amplified by each of the amplifiers 7 and then input to the delay addition circuit 8, where the focus is applied to a fixed or sequentially changed depth position in the subject. Delay addition is performed so as to be connected.

【0006】この遅延加算回路8で遅延加算の行われた
受信信号は、図示しない信号処理回路に入力され、この
受信信号に基づいて超音波による被検体内の画像を表わ
す画像信号が生成され、この画像信号に基づいて例えば
CRTディスプレイ装置等に画像が表示される。
The received signal subjected to the delay and addition by the delay and addition circuit 8 is input to a signal processing circuit (not shown), and based on the received signal, an image signal representing an image in the subject by ultrasonic waves is generated. An image is displayed on, for example, a CRT display device based on the image signal.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような超音波診
断装置において、分解能の高い画像を得ることが要求さ
れる。この分解能には、どこまで近接した2つの反射体
を分離することができるか表わす分解能であるディテイ
ルレゾルーションと、超音波の反射強度の微弱な差異を
どこまで識別することができるかを表わす分解能である
コントラストレゾルーションとに分けることができる。
このうちディテイルレゾルーションは、超音波探触子か
ら放射された超音波放射パターン(被検体内への往路の
片道)の−10dBビーム幅(図6参照)で特徴づけら
れ、この−10dBビーム幅が狭いほどディテイルレゾ
ルーションが高い。またコントラストレゾルーション
は、−20dB以下のビーム幅の広がり(図6参照)で
特徴づけられ、この広がりが狭いほどコントラストレゾ
ルーションが高い。
In the above-described ultrasonic diagnostic apparatus, it is required to obtain a high-resolution image. This resolution is a detail resolution that indicates how close two reflectors can be separated, and a resolution that indicates how small a difference in the reflection intensity of ultrasonic waves can be identified. It can be divided into contrast resolution.
Of these, the detail resolution is characterized by a -10 dB beam width (see FIG. 6) of an ultrasonic radiation pattern (one way on the outward path) radiated from the ultrasonic probe, and the -10 dB beam width The narrower the, the higher the detail resolution. The contrast resolution is characterized by a beam width spread of −20 dB or less (see FIG. 6), and the narrower the spread, the higher the contrast resolution.

【0008】図5は、超音波探触子の概略構造と、この
超音波探触子から放射される超音波の放射音圧分布を示
した図、図6は、図5に示す放射音圧分布の場合におけ
る超音波ビームの断面方向の強度分布を示した図、図7
は、その場合の被検体内の深さ方向のビーム径を表わし
た図である。図5に示すように圧電振動子の中央部も端
部も均一な放射音圧の超音波を送波した場合、図6に示
すように被検体内の超音波ビームには大きなサイドロー
ブが発生し、−20dB以下のビーム幅が大きく広がっ
てしまい、したがってコントラストレゾルーションが低
下してしまうことになる。また図7に示すように、被検
体内の深さ方向について超音波ビームが絞られている領
域が短く、したがって焦点深度が浅い。ただし、図6に
示すように−10dBビーム幅は比較的狭く、したがっ
てディテイルレゾルーションは比較的良好である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic structure of an ultrasonic probe and a radiation sound pressure distribution of an ultrasonic wave radiated from the ultrasonic probe. FIG. 6 is a diagram showing a radiation sound pressure distribution shown in FIG. FIG. 7 shows an intensity distribution in the cross-sectional direction of the ultrasonic beam in the case of distribution.
FIG. 4 is a diagram showing a beam diameter in a depth direction in the subject in that case. When an ultrasonic wave having a uniform radiation sound pressure is transmitted at both the center and the end of the piezoelectric vibrator as shown in FIG. 5, a large side lobe is generated in the ultrasonic beam in the subject as shown in FIG. However, the beam width of -20 dB or less is greatly widened, and the contrast resolution is reduced. As shown in FIG. 7, the region where the ultrasonic beam is narrowed in the depth direction in the subject is short, and therefore the depth of focus is shallow. However, as shown in FIG. 6, the -10 dB beam width is relatively narrow, and thus the detail resolution is relatively good.

【0009】図8は、超音波探触子の概略構造と、放射
音圧分布の他の例を示した図、図9は、図8に示す放射
音圧分布の場合における超音波ビームの断面方向の強度
分布を示した図、図10はその場合の被検体内の深さ方
向のビーム径を表わした図である。図8に示すように、
放射音圧を、圧電振動子1の中央部で大きく端部にいく
に従って小さくした超音波を送波する手法が知られてお
り、こうすることにより、図9に示すようにサイドロー
ブを小さく押さえることができ、したがって図10に示
すようにビーム径を全体に細く絞ることができる。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic structure of an ultrasonic probe and another example of a radiation sound pressure distribution. FIG. 9 is a cross section of an ultrasonic beam in the case of the radiation sound pressure distribution shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing the intensity distribution in the direction, and FIG. 10 is a diagram showing the beam diameter in the depth direction in the subject in that case. As shown in FIG.
There is known a method of transmitting an ultrasonic wave in which the radiated sound pressure is increased in the central portion of the piezoelectric vibrator 1 and becomes smaller toward the end portion. By doing so, side lobes are suppressed as shown in FIG. Therefore, the beam diameter can be narrowed down as a whole as shown in FIG.

【0010】図8に示すような放射音圧分布を実現する
振幅重み付け手法は種々提案されており、例えば分極強
度を各圧電振動子1の中央部で大きく短軸方向の端にい
くに従って小さくすることにより振幅重み付けを行う手
法(特公平1−24479号公報参照)、短軸方向につ
いて各電圧振動子1の形状を工夫し圧電振動子の面積を
中央で広く、両端部にいくに従って狭くすることによっ
て振幅重み付けを行う手法(特公平1−24480号公
報)、音響インピーダンスが位置の関数として変化した
バッキングを用いる手法等が提案されている。
Various amplitude weighting methods for realizing the radiation sound pressure distribution as shown in FIG. 8 have been proposed. For example, the polarization intensity is large at the center of each piezoelectric vibrator 1 and decreases toward the short-axis end. (See Japanese Patent Publication No. 24479/1990), devising the shape of each voltage vibrator 1 in the short axis direction so that the area of the piezoelectric vibrator is widened at the center and narrowed toward both ends. (Japanese Patent Publication No. 24480/1990), a method using a backing whose acoustic impedance has changed as a function of position, and the like have been proposed.

【0011】この振幅重み付けにより、サイドローブレ
ベルは図9に示すように大きく抑圧され、これにより−
20dB以下のビーム幅が狭まりコントラストレゾルー
ションが向上する。また図10に示すようにビームが絞
られる領域も長くなりしたがって焦点深度も深くなる。
しかし、この振幅重みづけを行った場合(図9参照)、
−10dBビーム幅は、振幅重み付けを行わなかった場
合(図6参照)に比べて広くなり、ディテイルレゾルー
ションはかえって劣化してしまうことになる。
By this amplitude weighting, the side lobe level is largely suppressed as shown in FIG.
The beam width of 20 dB or less is narrowed, and the contrast resolution is improved. In addition, as shown in FIG. 10, the area where the beam is narrowed becomes longer, and therefore the depth of focus becomes deeper.
However, when the amplitude weighting is performed (see FIG. 9),
The -10 dB beam width is wider than when no amplitude weighting is performed (see FIG. 6), and the detail resolution is rather deteriorated.

【0012】本発明は、上記事情に鑑み、用途に応じデ
ィテイルレゾルーションの良好な画像とコントラストレ
ゾルーションの良好な画像との双方を得ることのできる
機能をもった超音波探触子を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an ultrasonic probe having a function of obtaining both an image with good detail resolution and an image with good contrast resolution depending on the application. The purpose is to:

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第1の超音波探触子は、矩形の超音波放射開口を有
する圧電振動子が複数配列されたアレイ型超音波探触子
において、これら複数の圧電振動子の超音波放射開口
が、中央部側に配列された圧電振動子よりも端部側に配
列された圧電振動子ほど順次狭い開口を有する形状に形
成された第1の開口と、該第1の開口の残余の部分から
なる第2の開口とに分割されており、かつこれら複数の
圧電振動子それぞれの第1の開口のみを用いる第1のモ
ードと、これら複数の圧電振動子それぞれの第1の開
口と第2の開口との双方からなる矩形の超音波放射開口
を用いる第2のモードとを切換える切換手段を備えたこ
とを特徴とするものである。
A first ultrasonic probe according to the present invention for achieving the above object is an array type ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators having a rectangular ultrasonic radiation opening are arranged. In the first aspect, the ultrasonic radiation openings of the plurality of piezoelectric vibrators are formed in such a shape that the piezoelectric vibrators arranged closer to the end side than the piezoelectric vibrators arranged closer to the center side have narrower openings. And a first mode using only the first opening of each of the plurality of piezoelectric vibrators, and a second mode which is divided into a second opening including a remaining portion of the first opening. and of the respective piezoelectric vibrators, characterized by comprising a first opening and a switching means for switching a second mode using a rectangular ultrasound radiating aperture <br/> consisting both the second opening Things.

【0014】ここで上記第1の開口の、前記複数の圧電
振動子に跨る全体の形状は、例えば菱形に形成される。
また上記目的を達成する本発明の第2の超音波探触子
は、矩形の超音波放射開口を有する圧電振動子が複数配
列されたアレイ型超音波探触子において、これら複数の
圧電振動子それぞれの超音波放射開口が、各圧電振動子
の中央部側よりも端部側ほど狭い開口を有する形状に形
成された第1の開口と、該第1の開口の残余の部分から
なる第2の開口とに分割されており、かつこれら複数の
圧電振動子それぞれの第1の開口のみを用いる第1のモ
ードと、これら複数の圧電振動子それぞれの第1の開
口と第2の開口との双方からなる矩形の超音波放射開口
を用いる第2のモードとを切換える切換手段を備えたこ
とを特徴とするものである。
The overall shape of the first opening over the plurality of piezoelectric vibrators is, for example, rhombus.
The second ultrasonic probe of the present invention that achieves the above object is an array-type ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators having a rectangular ultrasonic radiation opening are arranged. Each of the ultrasonic radiation openings has a first opening formed in a shape having a narrower opening toward the end portion than the center portion side of each piezoelectric vibrator, and a second opening composed of a remaining portion of the first opening. And a first mode using only the first opening of each of the plurality of piezoelectric vibrators, and a first mode and a second opening of each of the plurality of piezoelectric vibrators. And a switching mode for switching between the second mode using a rectangular ultrasonic radiation opening composed of the two.

【0015】この第2の超音波探触子において上記複数
の圧電振動子それぞれの第1の開口は例えば菱形に形成
される。また上記第1の超音波探触子および第2の超音
波探触子における切換手段としては、例えばアナログス
イッチが用いられる。
In the second ultrasonic probe, the first openings of each of the plurality of piezoelectric vibrators are formed, for example, in a rhombus shape. As the switching means in the first ultrasonic probe and the second ultrasonic probe, for example, an analog switch is used.

【0016】[0016]

【作用】本発明の第1の超音波探触子は、第1の開口の
みと、第1の開口および第2の開口の双方とが切換られ
て使用され、かつ中央部側に配列された圧電振動子の第
1の開口よりも端部側に配列された圧電振動子の第1の
開口の方が順次狭く形成されているため、第1の開口の
みを用いることにより短軸方向および走査方向の双方に
ついてビームを絞ることができ、これによりコントラス
トレゾルーションの良好な超音波画像を得ることができ
る。尚、走査方向については、従来と同様の、各圧電振
動子に印加するパルス信号の送信タイミングの調整およ
び遅延加算の手法を併用することもできる。また、第1
の開口と第2の開口との双方からなる矩形の超音波放射
開口を用いた場合は短軸方向について一様な音圧分布を
有する超音波ビームが送受信され、これによりディテイ
ルレゾルーションの良好な超音波画像を得ることができ
る。この場合、圧電振動子が配列された走査方向につい
ては、各圧電振動子に印加するパルス信号の送受信タイ
ミングの調整および遅延加算(図4参照)により所定幅
の超音波ビームが形成される。
According to the first ultrasonic probe of the present invention, only the first opening and both the first opening and the second opening are switched and used, and are arranged on the center side. Since the first opening of the piezoelectric vibrator arranged closer to the end portion than the first opening of the piezoelectric vibrator is formed to be sequentially narrower, the scanning in the short axis direction and the scanning can be performed by using only the first opening. The beam can be narrowed in both directions, so that an ultrasonic image with good contrast resolution can be obtained. As for the scanning direction, a method of adjusting the transmission timing of the pulse signal to be applied to each piezoelectric vibrator and adding a delay as in the related art can be used together. Also, the first
Ultrasonic radiation consisting of both the first and second openings
When an aperture is used, an ultrasonic beam having a uniform sound pressure distribution in the short-axis direction is transmitted and received, whereby an ultrasonic image with good detail resolution can be obtained. In this case, in the scanning direction in which the piezoelectric vibrators are arranged, an ultrasonic beam having a predetermined width is formed by adjusting the transmission / reception timing of the pulse signal applied to each piezoelectric vibrator and by delay addition (see FIG. 4).

【0017】また本発明の第2の超音波探触子は、配列
された複数の圧電振動子それぞれの超音波放射開口が各
圧電振動子の中央部側よりも短部側ほど狭い開口を有す
る形状に形成された第1の開口と、この第1の開口の残
余の部分からなる第2の開口とに分割されているため、
第1の開口のみを用いるか、第1の開口と第2の開口と
の双方からなる矩形の超音波放射開口を用いるかによ
り、それぞれ短軸方向についてコントラストレゾルーシ
ョンの良好な画像、ディテイルレゾルーションの良好な
画像を得ることができる。走査方向については従来と同
様にパルス信号の送信タイミングの調整および遅延加算
(図4参照)によりビーム径が調整される。
Further, in the second ultrasonic probe of the present invention, the ultrasonic radiation aperture of each of the plurality of piezoelectric vibrators arranged is narrower on the shorter side than the center side of each piezoelectric vibrator. Since it is divided into a first opening formed in a shape and a second opening composed of a remaining portion of the first opening,
Depending on whether only the first aperture is used or whether a rectangular ultrasonic radiation aperture composed of both the first aperture and the second aperture is used, an image with good contrast resolution and detail resolution in the short-axis direction, respectively. Good image can be obtained. In the scanning direction, the beam diameter is adjusted by adjusting the transmission timing of the pulse signal and adding delay (see FIG. 4) as in the related art.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明の第1の超音波探触子の一実施例を表わし
た模式図である。この超音波探触子は、矩形の超音波放
射開口を有する圧電振動子1が走査方向に複数配列され
たアレイ型超音波探触子であり、各圧電振動子1の超音
波開口は図示のように第1の開口11と第2の開口12
に分割されている。第1の開口11は、中央部側に配列
された圧電振動子よりも走査方向端部側に配列された圧
電振動子の方が順次狭い開口を有する形状に形成されて
おり、この実施例ではこの第1の開口11は全体として
菱形に形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the first ultrasonic probe of the present invention. This ultrasonic probe is an array type ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators 1 each having a rectangular ultrasonic radiation opening are arranged in the scanning direction. The ultrasonic opening of each piezoelectric vibrator 1 is shown in FIG. The first opening 11 and the second opening 12
Is divided into The first opening 11 is formed in a shape in which the piezoelectric vibrators arranged on the end in the scanning direction sequentially have narrower openings than the piezoelectric vibrators arranged on the center side, and in this embodiment, The first opening 11 is formed in a diamond shape as a whole.

【0019】第2の開口12は、矩形の超音波放射開口
をもった各圧電振動子1の第1の開口11の残余の部分
で形成されている。各圧電振動子1には電極リード2が
取り付けられており、この電極リード2は、アナログス
イッチ9により、第1の開口11のみ又は第1の開口1
1と第2の開口12との双方に接続されるように切り換
えられる。
The second opening 12 is formed by the remaining portion of the first opening 11 of each piezoelectric vibrator 1 having a rectangular ultrasonic radiation opening. An electrode lead 2 is attached to each piezoelectric vibrator 1, and the electrode lead 2 is connected to only the first opening 11 or the first opening 1 by an analog switch 9.
The connection is switched so as to be connected to both the first opening 12 and the second opening 12.

【0020】この実施例の場合、電極リード2を第1の
開口11のみに接続した場合、振幅重み付けは短軸方向
だけでなく走査方向に対しても行われる。走査方向につ
いてのビーム径の調整は、第1の開口11の形状に起因
する分のほか、電極リード2に印加するパルス信号の送
信タイミングの調整及び被検体内で反射され圧電振動子
1で受信された超音波の遅延加算によっても行われる。
In this embodiment, when the electrode lead 2 is connected only to the first opening 11, the amplitude weighting is performed not only in the short axis direction but also in the scanning direction. The adjustment of the beam diameter in the scanning direction is not only caused by the shape of the first opening 11, but also by adjusting the transmission timing of a pulse signal applied to the electrode lead 2 and reflected by the subject to be received by the piezoelectric vibrator 1. This is also performed by delay addition of the obtained ultrasonic waves.

【0021】この実施例において第1の開口11のみを
用いることにより短軸方向について図1(B)に示すよ
うな放射音圧を得ることができ、これにより図9に示す
ようなサイドロープが抑えられた超音波ビームを得るこ
とができ、したがってコントラストレゾルーションの良
好な画像を得ることができる。また第1の開口11と第
2の開口12との双方、即ち矩形の超音波放射開口を用
いることにより、図6に示すような−10dBのビーム
幅の狭い超音波ビームを得ることができ、この場合ディ
テイルレゾルーションの良好な画像を得ることができ
る。走査方向についてのビーム径の調整は、従来と同様
電極リード2に印加するパルス信号の送信タイミングの
調整及び被検体内で反射され圧電振動子1で受信された
超音波の遅延加算によって行われる。
By using only the first opening 11 in this embodiment, a radiation sound pressure as shown in FIG. 1B can be obtained in the short axis direction, whereby the side rope as shown in FIG. A suppressed ultrasonic beam can be obtained, and thus an image with good contrast resolution can be obtained. Also, by using both the first opening 11 and the second opening 12, that is, a rectangular ultrasonic radiation opening, it is possible to obtain an ultrasonic beam having a narrow beam width of −10 dB as shown in FIG. 6, In this case, an image with good detail resolution can be obtained. Adjustment of the beam diameter in the scanning direction is performed by adjusting the transmission timing of the pulse signal applied to the electrode lead 2 and delaying and adding the ultrasonic waves reflected within the subject and received by the piezoelectric vibrator 1 as in the related art.

【0022】図2は、本発明の第2の超音波探触子の一
実施例を表わした模式図である。この超音波探触子
は、、図1に示す実施例と同様に、矩形の超音波放射開
口を有する圧電振動子1が走査方向に複数配列されたア
レイ型超音波探触子である。各圧電振動子1の超音波放
射開口は図示のように第1の開口11と第2の開口12
に分割されているが、この実施例では、各圧電振動子1
について第1の開口11は全て同一形状を有しており、
各圧電振動子1の第1の開口11は、各第1の圧電振動
子1の中央部側よりも短軸方向端部側ほど狭い開口を有
し、それぞれが菱形に形成されている。第2の開口12
は各圧電振動子1の超音波放射開口のうち第1の開口1
1の残余の部分で形成されている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the second ultrasonic probe according to the present invention. This ultrasonic probe is an array type ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators 1 each having a rectangular ultrasonic radiation opening are arranged in the scanning direction, as in the embodiment shown in FIG. The ultrasonic radiation aperture of each piezoelectric vibrator 1 has a first aperture 11 and a second aperture 12 as shown.
In this embodiment, each of the piezoelectric vibrators 1 is divided.
, The first openings 11 all have the same shape,
The first opening 11 of each piezoelectric vibrator 1 has an opening that is narrower toward the short-axis direction end side than the center side of each first piezoelectric vibrator 1, and each is formed in a rhombus shape. Second opening 12
Represents the first opening 1 of the ultrasonic radiation openings of each piezoelectric vibrator 1.
1 is formed.

【0023】各圧電振動子1には電極リード2が取り付
けられており、この電極リード2は、アナログスイッチ
9により、第1の開口11のみ又は第1の開口11と第
2の開口12との双方に接続されるように切り換えられ
る。この実施例の場合、電極リード2を第1の開口11
のみに接続した場合、振幅重み付けは短軸方向に対して
行われる。走査方向についてのビーム径の調整は、電極
リード2に印加するパルス信号の送信タイミングの調整
及び被検体内で反射され圧電振動子1で受信された超音
波の遅延加算によって行われる。
An electrode lead 2 is attached to each piezoelectric vibrator 1, and the electrode lead 2 is connected to only the first opening 11 or between the first opening 11 and the second opening 12 by an analog switch 9. It is switched to be connected to both. In this embodiment, the electrode lead 2 is connected to the first opening 11.
If only connection is made, amplitude weighting is performed in the short axis direction. The adjustment of the beam diameter in the scanning direction is performed by adjusting the transmission timing of the pulse signal applied to the electrode lead 2 and by delay addition of the ultrasonic waves reflected within the subject and received by the piezoelectric vibrator 1.

【0024】この実施例において第1の開口11のみを
用いることにより、図1に示す実施例の場合と同様、図
9に示すようなサイドロープが抑えられた超音波ビーム
を得ることができ、したがってコントラストレゾルーシ
ョンの良好な画像を得ることができる。また第1の開口
11と第2の開口12との双方、即ち矩形の超音波放射
開口を用いることにより、図6に示すような−10dB
のビーム幅の小さい超音波ビームを得ることができ、こ
の場合ディテイルレゾルーションの良好な画像を得るこ
とができる。
By using only the first aperture 11 in this embodiment, it is possible to obtain an ultrasonic beam with suppressed side lobes as shown in FIG. 9, as in the case of the embodiment shown in FIG. Therefore, an image with good contrast resolution can be obtained. In addition, by using both the first opening 11 and the second opening 12, that is, a rectangular ultrasonic radiation opening, -10 dB as shown in FIG.
In this case, an ultrasonic beam having a small beam width can be obtained, and in this case, an image having good detail resolution can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1およ
び第2の超音波探触子は、圧電振動子の矩形の超音波放
射開口が少くとも短軸方向について中央部よりも短部側
ほど狭い面積を有する第1の開口と残余の部分からなる
第2の開口とに分割し、第1の開口のみ、もしくは第1
の開口と第2の開口とを合せた矩形の開口を切換えて使
用できるよう構成されているため、用途に応じディテイ
ルレゾルーションの良好な画像とコントラストレゾルー
ションの良好な画像の双方を得ることができる。
As described above, according to the first and second ultrasonic probes of the present invention, the rectangular ultrasonic radiation opening of the piezoelectric vibrator is at least shorter than the central part in the short axis direction. It is divided into a first opening having a smaller area toward the side and a second opening having a remaining portion, and only the first opening or the first opening is divided.
It is configured so that a rectangular opening formed by combining the opening of the first opening and the second opening can be used by switching, so that both an image having good detail resolution and an image having good contrast resolution can be obtained depending on the application. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の超音波探触子の一実施例を表わ
した模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a first ultrasonic probe according to the present invention.

【図2】本発明の第2の超音波探触子の一実施例を表わ
した模式図である。
FIG. 2 is a schematic view illustrating an embodiment of a second ultrasonic probe according to the present invention.

【図3】従来の超音波探触子の一例を模式的に表わした
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an example of a conventional ultrasonic probe.

【図4】図3に示す超音波探触子と接続される回路を表
わしたブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit connected to the ultrasonic probe shown in FIG.

【図5】超音波探触子の概略構造と、この超音波探触子
から放射される超音波の放射音圧分布を示した図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic structure of an ultrasonic probe and a radiation sound pressure distribution of ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe.

【図6】図5に示す放射音圧分布の場合における超音波
ビームの断面方向の強度分布を示した図である。
6 is a diagram showing an intensity distribution in the cross-sectional direction of the ultrasonic beam in the case of the radiation sound pressure distribution shown in FIG.

【図7】図5に示す放射音圧分布の場合における被検体
内の深さ方向のビーム径を表わした図である。
FIG. 7 is a diagram showing a beam diameter in a depth direction inside a subject in the case of the radiation sound pressure distribution shown in FIG.

【図8】超音波探触子の概略構造と、放射音圧分布の他
の例を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic structure of an ultrasonic probe and another example of a radiation sound pressure distribution.

【図9】図8に示す放射音圧分布の場合における超音波
ビームの断面方向の強度分布を示した図である。
9 is a diagram illustrating an intensity distribution in a cross-sectional direction of an ultrasonic beam in the case of the radiation sound pressure distribution illustrated in FIG. 8;

【図10】図8に示す放射音圧分布の場合における被検
体内の深さ方向のビーム径を表わした図である。
10 is a diagram illustrating a beam diameter in a depth direction in a subject in the case of the radiation sound pressure distribution illustrated in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電振動子 2 電極リード 9 アナログスイッチ 11 第1の開口 12 第2の開口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric vibrator 2 Electrode lead 9 Analog switch 11 1st opening 12 2nd opening

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 矩形の超音波放射開口を有する圧電振動
子が複数配列されたアレイ型超音波探触子において、 これら複数の圧電振動子の超音波放射開口が、中央部側
に配列された圧電振動子よりも端部側に配列された圧電
振動子ほど順次狭い開口を有する形状に形成された第1
の開口と、該第1の開口の残余の部分からなる第2の開
口とに分割されており、かつこれら複数の圧電振動子そ
れぞれの第1の開口のみを用いる第1のモードと、これ
ら複数の圧電振動子それぞれの第1の開口と第2の開
口との双方からなる矩形の超音波放射開口を用いる第2
のモードとを切換える切換手段を備えたことを特徴とす
る超音波探触子。
1. An array-type ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators having a rectangular ultrasonic radiation opening are arranged, wherein the ultrasonic radiation openings of the plurality of piezoelectric vibrators are arranged on a center side. A first piezoelectric vibrator arranged closer to the end than the piezoelectric vibrator has a narrower opening in the first shape.
And a first mode using only the first opening of each of the plurality of piezoelectric vibrators, and a second mode which is divided into a second opening including a remaining portion of the first opening. the piezoelectric vibrator, respectively, the second using a rectangular ultrasound radiating aperture consisting of both the first and second openings
An ultrasonic probe comprising a switching means for switching between the modes.
【請求項2】 前記第1の開口の、前記複数の圧電振動
子に跨る全体の形状が菱形に形成されてなることを特徴
とする請求項1記載の超音波探触子。
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein an entire shape of the first opening over the plurality of piezoelectric vibrators is formed in a rhombus.
【請求項3】 矩形の超音波放射開口を有する圧電振動
子が複数配列されたアレイ型超音波探触子において、 これら複数の圧電振動子それぞれの超音波放射開口が、
各圧電振動子の中央部側よりも端部側ほど狭い開口を有
する形状に形成された第1の開口と、該第1の開口の残
余の部分からなる第2の開口とに分割されており、かつ
これら複数の圧電振動子それぞれの第1の開口のみを用
いる第1のモードと、これら複数の圧電振動子それぞれ
第1の開口と第2の開口との双方からなる矩形の超
音波放射開口を用いる第2のモードとを切換える切換手
段を備えたことを特徴とする超音波探触子。
3. An array-type ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators having a rectangular ultrasonic radiation opening are arranged, wherein each of the plurality of piezoelectric vibrators has an ultrasonic radiation opening,
Each of the piezoelectric vibrators is divided into a first opening formed in a shape having an opening narrower toward an end side than a center side, and a second opening including a remaining portion of the first opening. And a first mode using only the first opening of each of the plurality of piezoelectric vibrators, and a rectangular mode formed by both the first opening and the second opening of each of the plurality of piezoelectric vibrators.
An ultrasonic probe comprising switching means for switching between a second mode using an acoustic wave radiation aperture and a second mode.
【請求項4】 前記複数の圧電振動子それぞれの前記第
1の開口が、菱形に形成されてなることを特徴とする請
求項3記載の超音波探触子。
4. The ultrasonic probe according to claim 3, wherein said first openings of each of said plurality of piezoelectric vibrators are formed in a diamond shape.
【請求項5】 前記切換手段がアナログスイッチである
ことを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項記
載の超音波探触子。
5. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein said switching means is an analog switch.
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