JP3354195B2 - 超音波プローブ装置 - Google Patents

超音波プローブ装置

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JP3354195B2 JP04412993A JP4412993A JP3354195B2 JP 3354195 B2 JP3354195 B2 JP 3354195B2 JP 04412993 A JP04412993 A JP 04412993A JP 4412993 A JP4412993 A JP 4412993A JP 3354195 B2 JP3354195 B2 JP 3354195B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置の如き
超音波イメージング装置に使用する超音波プローブ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波振動素子を2次元に配列し、超音
波振動素子の超音波放射面に音響整合層を設けた2次元
アレイ形超音波プローブ装置がある。このような2次元
アレイ形超音波プローブ装置における2次元アレイは、
超音波振動素子に複数の溝に形成し、該溝に充填材を充
填すると共に音響整合層と超音波振動素子との間に、ア
ース電極を設ける構成とすることにより、実質的に多数
の微小振動素子が配列した形で存在するものとなる。
【0003】図10は、超音波振動素子を2次元に配列
した超音波プローブ装置の従来例である。図10に示す
例においては、駆動電極11が分割されてなる超音波振
動素子10(1アレイ)の溝17に、充填材13が充填
され、音響整合層14と超音波振動素子10との間に、
アース電極13が設けられ、各アレイの駆動電極11と
アース電極12との間に、駆動電圧を印加することによ
り、各アレイが独立して超音波を発生させ、且つ超音波
を受信することが可能となる。符号15は、超音波振動
素子10に配設されたバッキング材であり、16は引き
出しリードでありある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、音響整
合層14が複数のアレイにわたって存在するため、音響
整合層14を介して音響的な漏れが生じ、個々のアレイ
の音響的な指向性が劣化し、超音波ビームを偏向する場
合、良好な超音波ビームを得られない問題がある。ま
た、音響整合層14を分離する場合、アース電極12を
も同時に分離してしまう可能性が大きく、音響整合層1
4を分離することも困難である。そこで、本発明の目的
は、音響整合層形成がなされたとしても良好な音響指向
性を有するアレイ形の超音波プローブ装置を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、素子間に溝が形成され、2次元アレイを
構成する複数の超音波振動素子と、この超音波振動素子
それぞれに設けられた駆動電極と、前記超音波振動素子
間に形成された前記溝の少なくとも1方向に沿って共通
に形成されたアース電極と、このアース電極上に設けら
れ、前記超音波振動素子間に形成された前記溝の少なく
とも1つの溝に対応するように溝が形成された音響整合
層と、前記音響整合層及び前記超音波振動素子間の前記
溝に充填された充填材とを具備したことを特徴とする超
音波プローブ装置、である。
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【作用】本発明によれば、実質的に、超音波素子毎に音
響整合層が設けられた構造となるので、複数素子に渡っ
て音響整合層を介した音響的な漏れを抑制し得、優れた
超音波特性を発揮し得る。 また超音波素子側の音響整合
層に溝が形成されていることで、不要振動を抑制するこ
とができる。
【0010】
【実施例】以下本発明に係る超音波プローブ装置の実施
例を図面を参照して説明する。
【0011】図1に示す、本発明の実施例の超音波プロ
ーブ装置では、超音波振動素子10として圧電セラミッ
クスを、バッキング材15としてフェライトゴムを、音
響整合層14としてエポキシ樹脂を、超音波振動素子1
0に形成した溝の充填材13として音響整合層14に使
用するものと異なる他のエポキシ樹脂を、アース電極1
2としてスパッタリングによる薄膜金電極を、駆動電極
11としてセラミックス焼き付け銀電極を用いている。
更に、音響整合層14の溝17の充填材13として音響
整合層14に使用するものと同じエポキシ樹脂を使用し
ている。本実施例の超音波プローブ装置の製造法は、次
に述べる二種類の方法のいずれかを採用することができ
る。
【0012】先ず、第1の製造方法について説明する。
すなわち、内部に駆動電極引き出しリードを埋設したバ
ッキング材15を作成する。このバッキング材15の上
面に、平板超音波振動素子10を接着すると共に、超音
波振動素子10の背面に予め設けられた駆動電極11と
電極引き出しリード16とを接続する。次に、超音波振
動素子10をアレイ形状に切断し、アレイ溝17Aを充
填材13により充填した後、超音波放射面にアース電極
12を形成する。更に、音響整合層14を形成した後に
音響整合層14を切断し、溝17Bの形成を行い、最後
に音響整合層14の溝17Bを充填材13により充填す
る。
【0013】この場合、音響整合層14を超音波振動素
子10の溝17Aにて分離し且つアース電極12を分離
しない場合には、超音波振動素子10の溝(素子溝)1
7Aを充填材13により充填する充填材13を、超音波
振動素子10の超音波放射面の高さよりも低く形成す
る。すなわち、音響整合層14及び超音波振動素子10
に形成される溝17,17Bを、音響整合層14から超
音波振動素子10の内部に至る位置まで形成する。アー
ス電極12についても、充填材13の形状に沿ってこの
部位で谷状に形成し、その後、音響整合層14を形成し
た後に、音響整合層14を切断することによって、本実
施例の超音波プローブ装置が得られることになる。
【0014】次に、第2の製造方法について説明する。
すなわち、内部に電極引き出しリード16を埋設したバ
ッキング材15を作成する。バッキング材15上面に平
板超音波振動素子10を接着すると共に超音波振動素子
10の背面に、予め設けられた駆動電極11と電極引き
出しリード16とを接続する。次に、超音波振動素子1
0を1方向においてアレイ形状に切断し、アレイ溝17
Aを充填材13により充填した後に、超音波放射面にア
ース電極12を形成する。次に、音響整合層14を形成
した後に当該音響整合層14を切断し、溝17Bの形成
を行い、溝17Bを充填材13により充填する。最後に
残された方向において音響整合層14、超音波振動素子
10及びアース電極12を切断(又は溝形成)し、溝1
7A,17Bを充填材13により充填する。音響整合層
14を超音波振動素子10の溝17Aにて分離し、且つ
アース電極12を分離しない場合には、超音波振動素子
10の溝17Aのための充填材13を、超音波振動素子
10の超音波放射面の高さよりも低く形成し、アース電
極12も充填材13の形状に沿って、この部位で谷状に
形成し、その後、音響整合層14を形成した後に、音響
整合層14を切断することによって、超音波プローブ装
置が得られる。
【0015】図1〜図8は、2×2アレイの2次元アレ
イ形超音波ローブ装置を示している。しかし、図1〜図
8における各1アレイは相違する。すなわち、図1にお
ける1アレイは、駆動電極11が分離されてなる素子溝
17Aで分離された音響整合層14をアース電極12上
に設けた構成である。図1に示すアレイ形プローブ装置
の駆動は、バッキング材15内を経由する引き出しリー
ド16とアース電極12からの図示しない引き出しリー
ドとの間にそれぞれ駆動電圧を印加することによって実
現される。
【0016】図2における1アレイは、駆動電極11が
分離されてなる溝17A,17Bで分離された音響整合
層14をアース電極12上に設け、アース電極12が1
方向の音響整合層14の分割位置で分割された構成であ
る。図2に示すアレイ形プローブ装置の駆動は、バッキ
ング材15内を経由する引き出しリード16と、図示し
ない分離されたアース電極12それぞれからの図示しな
い引き出しリードとを共通接続したものとの間にそれぞ
れ駆動電圧を印加することによって実現される。
【0017】図3における1アレイは、駆動電極11が
分離されてなる素子溝17Aの1方向の溝17B上で分
離された音響整合層14をアース電極12上に設けた構
成である。図3に示すアレイ形プローブ装置の駆動は、
バッキング材15内を経由する引き出しりード16とア
ース電極12からの図示しない引き出しリードとの間に
それぞれ駆動電圧を印加することによって実現される。
【0018】図4における1アレイは、駆動電極11が
分離されてなる素子溝17Aの1方向の溝18B1 上で
分離された音響整合層14をアース電極12上に設け、
アース電極12が音響整合層14の分割位置で分割され
た構成である。図4に示すアレイ形プローブ装置の駆動
は、バッキング15材内を経由する引き出しリード16
と分離されたアース電極12それぞれからの図示しない
引き出しリードを共通接続したものとの間にそれぞれ駆
動電圧を印加することによって実現される。
【0019】図5における1アレイは、駆動電極11が
分離されてなる素子溝17Aで超音波放射面上に溝17
B,17B2 を形成された音響整合層14をアース電極
12上に設けた構成である。図5に示すアレイ形プロー
ブ装置の駆動は、バッキング材14内を経由する引き出
しリード16とアース電極12からの図示しない引き出
しリード間にそれぞれ駆動電圧を印加することによって
実現される。
【0020】図6における1アレイは、駆動電極11が
分離されてなる素子溝17Aの1方向の溝位置の超音波
放射面上に溝17Bを形成された音響整合層14を、ア
ース電極12上に設けた構成である。図6に示すアレイ
形プローブ装置の駆動は、バッキング15材内を経由す
る引き出しリード16と、アース電極12からの図示し
ない引き出しリードとの間にそれぞれ駆動電圧を印加す
ることによって実現される。
【0021】図7における1アレイは、駆動電極11が
分離されてなる素子溝17Aの1方向の溝位置で分離さ
れた他方向の溝位置の超音波放射面上に溝17B1 ,1
7B2 を形成された音響整合層14を、アース電極12
上に配置した構成である。図7に示すアレイ形プローブ
装置の駆動は、バッキング15材内を経由する引き出し
リード16とアース電極12からの図示しない引き出し
リードとの間にそれぞれ駆動電圧を印加することによっ
て実現される。
【0022】図8における1アレイは、駆動電極11が
分離されてなる素子溝17Aの1方向の溝位置で分離さ
れ他方向の溝位置の超音波放射面上に溝17B,17B
1 を形成された音響整合層14をアース電極12上に設
けた構成である。図8に示すアレイ形プローブ装置の駆
動は、バッキング材15内を経由する引き出しリード1
6と分離されたアース電極12それぞれからの図示しな
い引き出しリードを共通接続したものとの間にそれぞれ
駆動電圧を印加することによって実現される。図9に示
す実施例は、音響整合層14を素子溝17Aにて分離し
且つアース電極12を分離しない構成の超音波プローブ
装置を示している。図9に示す如く、音響整合層14に
形成される溝17B3 ,17A2 は、超音波振動素子1
0の超音波放射面の高さよりも低く形成し、超音波振動
素子10の内部まで至っている。アース電極12も充填
材13形成に沿ってこの部位に形成し、その後、音響整
合層14を形成した後に、音響整合層14を切断するこ
とによって分離している。このような構成であると、音
響整合層14の形成後であっても音響整合層14を介し
た音響的な漏れの程度を軽減し得ることになる。
【0023】図1〜図8に示す各実施例においては、各
アレイ間で超音波振動素子は分離されているが超音波振
動素子アレイ間において溝を形成され駆動電極のみが分
離された構造も有り得、図の限りではない。またバッキ
ング材及び引き出しリード構造も図の通りではない。ま
た音響整合層としては2層構造以上も有り得、図の限り
でない。更にまた充填材を充填部位に応じて変更するこ
とも可能であり図の限りではない。
【0024】以上のように本実施例は、超音波振動素子
10を2次元配列し、超音波振動素子10の超音波放射
面に音響整合層14を設けた2次元アレイ超音波プロー
ブ装置である。また、各超音波振動素子10の溝17A
に充填材13を充填するとともに、音響整合層14と超
音波振動素子11との間にアース電極12を設けてい
る。この構成によれば、2次元配列の少なくとも1方向
に関してアレイ間の音響的な漏れが減少するため、超音
波指向性が向上し超音波プローブ装置の性能が向上す
る。本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる
ものである。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、音響
整合層の形成後であっても音響整合層を介した音響的な
漏れの程度を軽減し得、また個々のアレイの音響的な指
向性の劣化を軽減することが可能な超音波プローブ装置
を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の超音波プローブ装置を示
す斜視図。
【図2】本発明の第2実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図3】本発明の第3実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図4】本発明の第4実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図5】本発明の第5実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図6】本発明の第6実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図7】本発明の第7実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図8】本発明の第8実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図9】本発明の第9実施例の2次元アレイ形超音波プ
ローブ装置を示す斜視図。
【図10】従来例の2次元アレイ形超音波プローブ装置
を示す斜視図。
【符号の説明】
10…超音波振動素子、11…駆動電極、12…アース
電極、13…充填材、14…音響整合層、15…バッキ
ング材、16…引き出しリード、17A,17A1 ,1
7B,17B1 ,17B2 ,17B3 …溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15 H04R 17/00 G01N 29/24

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子間に溝が形成され、2次元アレイを
    構成する複数の超音波振動素子と、 この超音波振動素子それぞれに設けられた駆動電極と、 前記超音波振動素子間に形成された前記溝の少なくとも
    1方向に沿って共通に形成されたアース電極と、 このアース電極上に設けられ、前記超音波振動素子間に
    形成された前記溝の少なくとも1つの溝に対応するよう
    に溝が形成された音響整合層と、 前記音響整合層及び前記超音波振動素子間の前記溝に充
    填された充填材と を具備したことを特徴とする 超音波プ
    ローブ装置。
  2. 【請求項2】 前記音響整合層は、前記超音波振動素子
    との分割面まで貫通している一の溝と、前記超音波振動
    素子との分割面まで貫通していない他の溝とを有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の超音波プローブ装置。
  3. 【請求項3】 前記音響整合層は、前記超音波振動素子
    間に形成された一の前記溝に対応し且つ前記超音波振動
    素子との分割面まで貫通していない溝を有することを特
    徴とする請求項1記載の超音波プローブ装置。
  4. 【請求項4】 前記音響整合層は、前記超音波振動素子
    間に形成された一の前記溝に対応し且つ前記超音波振動
    素子との分割面まで貫通している溝を有することを特徴
    とする請求項1記載の超音波プローブ装置。
  5. 【請求項5】 前記音響整合層は、前記超音波振動素子
    間に形成された一の前記溝に対応し且つ前記超音波振動
    素子との分割面まで貫通している溝と、前記超音波振動
    素子間に形成された他の前記溝に対応し且つ前記超音波
    振動素子との分割面まで貫通していない溝とを有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の超音波プローブ装置。
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JP4941998B2 (ja) * 2008-12-26 2012-05-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波プローブの圧電振動子、超音波プローブ、超音波診断装置及び超音波プローブにおける圧電振動子の製造方法

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