JP3380190B2 - Ultrasonic probe - Google Patents

Ultrasonic probe

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JP3380190B2
JP3380190B2 JP26550499A JP26550499A JP3380190B2 JP 3380190 B2 JP3380190 B2 JP 3380190B2 JP 26550499 A JP26550499 A JP 26550499A JP 26550499 A JP26550499 A JP 26550499A JP 3380190 B2 JP3380190 B2 JP 3380190B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ソナーや超音波診
断装置などに用いる超音波探触子に関し、特に高い電磁
波耐性力を有する超音波探触子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used for a sonar, an ultrasonic diagnostic apparatus and the like, and more particularly to an ultrasonic probe having high electromagnetic wave resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超音波探触子としては、例えば特
開平9-84194号公報に記載されている構成を有するもの
が知られている。図7に従来の超音波探触子を示す。こ
の超音波探触子において、超音波振動子101は、電気信
号を機械的振動に変換して超音波を放射し、また超音波
を受信して電気信号に変換する圧電振動子102と、圧電
振動子102との間で電気信号の授受を行うための第1電
極103および第2電極104とから構成されている。第1電
極103は圧電振動子102の前面、すなわち、超音波送受信
面と、一方向の側面の端部と、背面の一部を覆うように
設けられている。第2電極104は圧電振動子102の背面に
第1電極103と電気的に分離する状態で設けられてい
る。
2. Description of the Related Art As a conventional ultrasonic probe, one having a structure described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-84194 is known. FIG. 7 shows a conventional ultrasonic probe. In this ultrasonic probe, an ultrasonic transducer 101 includes a piezoelectric transducer 102 that converts an electric signal into mechanical vibration to radiate an ultrasonic wave, and that receives an ultrasonic wave and converts the electric signal into an electric signal. It is composed of a first electrode 103 and a second electrode 104 for exchanging electric signals with the vibrator 102. The first electrode 103 is provided so as to cover the front surface of the piezoelectric vibrator 102, that is, the ultrasonic wave transmitting / receiving surface, the end portion of the side surface in one direction, and a part of the back surface. The second electrode 104 is provided on the back surface of the piezoelectric vibrator 102 in a state of being electrically separated from the first electrode 103.

【0003】超音波振動子101の前面には第1音響整合
層105と第2音響整合層106とが設けられている。さら
に、図示されていないが、第2音響整合層106の前面に
は、超音波の集束などを行うための音響レンズが設けら
れている。そして、超音波振動子101の背面側の両端部
で第1電極103および第2電極104に、第1信号線107お
よび第2信号線108の各一端が、半田や導電性接着剤な
どにより電気的に接続され、外部装置との間で電気信号
を送受信することが出来るようになされている。
A first acoustic matching layer 105 and a second acoustic matching layer 106 are provided on the front surface of the ultrasonic transducer 101. Further, although not shown, an acoustic lens for focusing ultrasonic waves is provided on the front surface of the second acoustic matching layer 106. The ends of the first signal line 107 and the second signal line 108 are electrically connected to the first electrode 103 and the second electrode 104 at both ends on the back side of the ultrasonic transducer 101 by soldering or a conductive adhesive. Are electrically connected to each other so that an electric signal can be transmitted / received to / from an external device.

【0004】超音波振動子101の背面には背面負荷材109
が形成されている。この背面負荷材109はあらかじめ成
形加工されて、超音波振動子101の背面に接着され、も
しくは、未硬化状態の熱硬化性樹脂が流し込みにより硬
化されるなどの方法により形成される。
On the back surface of the ultrasonic vibrator 101 is a back load material 109.
Are formed. The back load material 109 is formed in advance by a method such as being molded and bonded to the back surface of the ultrasonic transducer 101, or being cured by pouring an uncured thermosetting resin.

【0005】以上のように構成された従来の超音波探触
子の動作を説明する。超音波診断装置本体などの外部装
置(図示せず)の送信部から送信された複数チャンネル
の電気信号は、ケーブル(図示せず)および、第1信号
線107、第2信号線108を介して圧電振動子102の一部の
チャンネル群に印加される。電気信号を印加された圧電
振動子群は、超音波を発生し、第1音響整合層105、第
2音響整合層106、音響レンズ(図示せず)を介して、
生体などの被検体に送信される。被検体内に送信された
超音波は、被検体内の組織の音響インピーダンスに差が
ある境界で反射し、再び圧電振動子群で受信される。電
子的にチャンネルを操作して、順次同様に超音波の送受
信を行う。これらの受信信号を外部装置で信号処理し、
その表示部で画像表示することにより、被検体の断層像
が得られる。
The operation of the conventional ultrasonic probe configured as described above will be described. Electrical signals of a plurality of channels transmitted from a transmitter of an external device (not shown) such as an ultrasonic diagnostic apparatus main body are transmitted via a cable (not shown) and the first signal line 107 and the second signal line 108. It is applied to a part of the channel group of the piezoelectric vibrator 102. The piezoelectric vibrator group to which the electric signal is applied generates ultrasonic waves, and through the first acoustic matching layer 105, the second acoustic matching layer 106, and an acoustic lens (not shown),
It is transmitted to a subject such as a living body. The ultrasonic waves transmitted to the inside of the subject are reflected at the boundary where there is a difference in the acoustic impedance of the tissues inside the subject, and are received again by the piezoelectric transducer group. The channels are electronically operated to sequentially transmit and receive ultrasonic waves. These received signals are processed by an external device,
By displaying an image on the display unit, a tomographic image of the subject can be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の超音波探触子では、超音波放射面に対し、電磁波
に対する遮蔽が行われていないため、外部などに強力な
電磁波発生源がある場合で、特に周波数が診断情報を含
む1MHz〜20MHzである場合、そのノイズを超音波振動子
が受信することがあり、診断画像にノイズが現れるなど
の診断性能の低下に対する注意を払う必要があった。
However, in the above-mentioned conventional ultrasonic probe, since the electromagnetic wave radiation surface is not shielded against electromagnetic waves, there is a strong electromagnetic wave generation source outside. In particular, when the frequency is 1 MHz to 20 MHz including diagnostic information, the ultrasonic transducer may receive the noise, and it is necessary to pay attention to the deterioration of the diagnostic performance such as the appearance of noise in the diagnostic image. .

【0007】また、上記従来例の超音波振動子101で
は、第1電極103と第2電極104および、これと電気的に
接続された第1信号線107および第2信号線108と、これ
ら第1信号線107、第2信号線108が背面負荷材109の背
面側で最も近接する点を囲む領域の輪(以下信号線ルー
プ)が、アンテナとして機能してしまい、電磁波を受信
しやすい構造であった。特に、中心周波数が低い低周波
用プローブほど、遠方に焦点を形成するために、圧電振
動子の幅を大きくする必要があり、その結果、信号線ル
ープが大きくなってしまう。また、診断視野の広いコン
ベックス型診超音波探触子などでは、背面負荷材が曲率
形状を有するため、中心部において、圧電振動子から、
背面負荷材の厚みや背面負荷材の保持を目的として、背
面負荷材の背面側に設ける硬質材などの厚みが増すた
め、信号線ループが大きくなってしまう。そして、信号
線ループが大きくなると、電磁波を受信しやすくなる、
つまり電磁波耐性力が低くなるという問題があった。
In the conventional ultrasonic transducer 101, the first electrode 103 and the second electrode 104, the first signal line 107 and the second signal line 108 electrically connected to the first electrode 103 and the second electrode 104, and these A ring (hereinafter referred to as a signal line loop) in a region surrounding the point where the first signal line 107 and the second signal line 108 are closest to each other on the back side of the back load material 109 (hereinafter referred to as a signal line loop) functions as an antenna, so that it is easy to receive electromagnetic waves. there were. In particular, for a low frequency probe having a lower center frequency, it is necessary to increase the width of the piezoelectric vibrator in order to form a focal point further away, and as a result, the signal line loop becomes larger. Further, in a convex type diagnostic ultrasonic probe having a wide diagnostic field, the back load material has a curvature shape, so that the piezoelectric vibrator is
The thickness of the back load material or the thickness of the hard material or the like provided on the back side of the back load material for the purpose of holding the back load material increases, so that the signal line loop becomes large. And when the signal line loop becomes large, it becomes easier to receive electromagnetic waves,
That is, there is a problem that the electromagnetic wave resistance becomes low.

【0008】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、電磁波耐性力を向上させ
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 to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide an ultrasonic probe having improved electromagnetic wave immunity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の超音波探触子
は、圧電振動子と、前記圧電振動子の前面に設けられた
第1電極と、前記圧電振動子の背面に設けられた第2電
極と、前記第1電極と電気的に接続され、かつ外部に引
き出された第1信号線と、前記第2電極と電気的に接続
され、かつ外部に引き出された第2信号線とを備え、
記第1信号線はグランドとして機能し、かつ前記圧電振
動子の両側から取り出され、前記第1信号線と前記第2
信号線とが背面負荷材の背面側で同軸ケーブル、プリン
ト配線板または前記同軸ケーブルと接続するためのコネ
クタピンの少なくともいずれか一つに電気的に接続さ
れ、かつ前記第1信号線と前記第2信号線との距離が前
記接続される場所で最も近い最近接点となり、前記最近
接点と前記第1信号線と前記第1電極と前記第2電極と
前記第2信号線とにより形成される信号線ループの面積
が1/1000mm2以上160mm2以下に設定されていることを特
徴とする。この構成により、第1信号線と第1電極の間
の電気的抵抗を低下させ、電磁波による電流が流れた場
合に発生する起電力を小さくすることができる。また、
電磁波耐性力を向上させ、特に1〜20MHz帯の電磁波に
よるノイズの影響を防止することができる。
An ultrasonic probe of the present invention is a piezoelectric vibrator, a first electrode provided on the front surface of the piezoelectric vibrator, and a first electrode provided on the back surface of the piezoelectric vibrator. Two electrodes, a first signal line electrically connected to the first electrode and extended to the outside, and a second signal line electrically connected to the second electrode and extended to the outside are provided. Prepare, in front
The first signal line functions as a ground, and the piezoelectric vibration
The first signal line and the second signal line are taken out from both sides of the pendulum .
A signal line is electrically connected to at least one of a coaxial cable, a printed wiring board, or a connector pin for connecting to the coaxial cable on the back side of the back load material, and the first signal line and the first signal line. A signal formed by the closest contact point, the first signal line, the first electrode, the second electrode, and the second signal line, which is the closest contact point at a position where the two signal lines are connected. The area of the line loop is set to 1/1000 mm 2 or more and 160 mm 2 or less. With this configuration, between the first signal line and the first electrode
The electric resistance of the
It is possible to reduce the electromotive force generated in the case of Also,
It is possible to improve the electromagnetic wave resistance and prevent the influence of noise due to electromagnetic waves in the 1 to 20 MHz band.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図5を参照しながら、詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

【0012】図1は、本発明の第1の実施の形態の超音
波探触子の一部概略断面図を示したものである。この図
に示すように、本発明の第1の実施の形態では、第1信
号線および第2信号線を、圧電振動子の同じ側の側面か
ら背面の垂直方向へ引き出し、かつ第1電極から圧電振
動子の幅の2倍以内の距離の位置において互いに最も近
接するように構成することで、信号線ループの面積を小
さくした。
FIG. 1 is a partial schematic sectional view of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the first embodiment of the present invention, the first signal line and the second signal line are led out from the side surface on the same side of the piezoelectric vibrator in the vertical direction of the back surface, and from the first electrode. The area of the signal line loop was reduced by configuring the piezoelectric vibrators to be closest to each other at a position within a distance of twice the width of the piezoelectric vibrator.

【0013】この超音波探触子は、圧電振動子1と、圧
電振動子1の前面に設けられた第1電極と、圧電振動子
2の背面に設けられた第2電極と、第1電極2の前面に
設けられた第1音響整合層5および第2音響整合層6
と、第1電極2と電気的に接続され、かつ外部へ引き出
された第1信号線7と、第2電極3と電気的に接続さ
れ、かつ外部へ引き出された第2信号線8と、第2電極
3の背面に設けられた背面負荷材4とを備えている。ま
た、図示されていないが、第2音響整合層6の前面には
音響レンズが設けられている。
This ultrasonic probe comprises a piezoelectric vibrator 1, a first electrode provided on the front surface of the piezoelectric vibrator 1, a second electrode provided on the back surface of the piezoelectric vibrator 2, and a first electrode. First acoustic matching layer 5 and second acoustic matching layer 6 provided on the front surface of
A first signal line 7 electrically connected to the first electrode 2 and drawn to the outside, and a second signal line 8 electrically connected to the second electrode 3 and drawn to the outside, The back load member 4 provided on the back surface of the second electrode 3 is provided. Although not shown, an acoustic lens is provided on the front surface of the second acoustic matching layer 6.

【0014】圧電振動子1は、PZT系などの圧電セラ
ミック、単結晶および、PVDFなどの高分子などを用
いた、超音波を送受信する圧電素子である。第1電極2
および第2電極3は、金や銀をスパッタリングや、メッ
キで形成した電極、あるいは銀を焼き付けなどで形成し
た電極である。背面負荷材4は、フェライトゴムやエポ
キシ、ウレタンゴムなどにマイクロバルーンなどを混入
した材料を用いたもので、圧電振動子1を保持するとと
もに、不要な超音波を吸収する機能を有する。第1音響
整合層5は、ガラス、充填材を混入したエポキシ樹脂、
あるいはグラファイトなどの材料を用いて、超音波を効
率良く伝播するため、背面負荷材4と反対側の圧電振動
子1の面に設けた音響整合層である。第2音響整合層6
は、エポキシ樹脂、プラスチック材などを用いて、被検
体側に設けた第1音響整合層5と同じ機能を有する音響
整合層である。第1信号線7は、圧電振動子1の被検体
側にある第1電極2と、半田や、導電性を有する接着材
などで電気的に接続された信号線である。第2信号線8
は、圧電振動子1の背面負荷材4側にある第2電極3と
半田や、導電性を有する接着材などで電気的に接続され
た信号線である。第1信号線7と第2信号線8は、圧電
振動子1の第1電極2および第2電極3の一方の同じ端
から取り出しており、背面負荷材4の側面に沿って、平
行に配置されている。最近接点9は、第1信号線7と第
2信号線8の最も近くなる場所を示している。最近接点
9は、同軸ケーブル(図示せず)との接続や、グランド
と信号のパターンが形成されたプリント配線板(図示せ
ず)との接続部分などで、最も距離が最小となる。ここ
で、第1電極2と第1信号線7はグランド電位であり、
第2電極3と第2信号線8は交流信号用の電位である。
The piezoelectric vibrator 1 is a piezoelectric element that transmits and receives ultrasonic waves using a piezoelectric ceramic such as a PZT system, a single crystal, and a polymer such as PVDF. First electrode 2
The second electrode 3 is an electrode formed by sputtering gold or silver or plating, or an electrode formed by baking silver or the like. The back load member 4 is made of a material in which micro balloons are mixed with ferrite rubber, epoxy, urethane rubber, etc., and has a function of holding the piezoelectric vibrator 1 and absorbing unnecessary ultrasonic waves. The first acoustic matching layer 5 is made of glass, an epoxy resin mixed with a filler,
Alternatively, it is an acoustic matching layer provided on the surface of the piezoelectric vibrator 1 on the side opposite to the back load material 4 in order to efficiently propagate ultrasonic waves using a material such as graphite. Second acoustic matching layer 6
Is an acoustic matching layer having the same function as the first acoustic matching layer 5 provided on the subject side, using an epoxy resin, a plastic material, or the like. The first signal line 7 is a signal line that is electrically connected to the first electrode 2 on the subject side of the piezoelectric vibrator 1 with solder, a conductive adhesive material, or the like. Second signal line 8
Is a signal line electrically connected to the second electrode 3 on the back load member 4 side of the piezoelectric vibrator 1 by solder or a conductive adhesive. The first signal line 7 and the second signal line 8 are taken out from the same end of one of the first electrode 2 and the second electrode 3 of the piezoelectric vibrator 1, and arranged in parallel along the side surface of the back load material 4. Has been done. The closest contact 9 indicates the location where the first signal line 7 and the second signal line 8 are closest to each other. The closest contact 9 has the smallest distance, such as a connection with a coaxial cable (not shown) or a connection with a printed wiring board (not shown) on which a ground and a signal pattern are formed. Here, the first electrode 2 and the first signal line 7 are at ground potential,
The second electrode 3 and the second signal line 8 have a potential for an AC signal.

【0015】なお、図1において、圧電振動子1の幅を
W1、その厚みをT1で表した。そして、第1電極2の前端
から最近接点9までの距離T3は、W1の2倍以下になるよ
うに設定されている。
In FIG. 1, the width of the piezoelectric vibrator 1 is
W1 and its thickness are represented by T1. The distance T3 from the front end of the first electrode 2 to the closest contact 9 is set to be twice W1 or less.

【0016】図2は、図1に示した超音波探触子におけ
る信号線ループを説明するための図である。この図にお
いて、図1と同一の部分には図1で使用した符号と同一
の符号を付した。また、この図において、第1信号線7
と第2信号線8との間の距離をW2、第1信号線7の前後
方向の長さをT2で表した。さらに、信号線ループの面積
Sを交差した斜線で表した。この図から明らかなよう
に、最近接点9と、第1信号線7と、第1電極2と、圧
電振動子1における信号線が引き出されていない側の側
面と、第2電極3と、第2信号線8とにより囲まれた領
域が信号線ループとなる。
FIG. 2 is a diagram for explaining a signal line loop in the ultrasonic probe shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those used in FIG. Further, in this figure, the first signal line 7
The distance between the second signal line 8 and the second signal line 8 is represented by W2, and the length of the first signal line 7 in the front-rear direction is represented by T2. Further, the area S of the signal line loop is represented by a crossed diagonal line. As is clear from this figure, the closest contact point 9, the first signal line 7, the first electrode 2, the side surface of the piezoelectric vibrator 1 on the side where the signal line is not drawn out, the second electrode 3, The area surrounded by the two signal lines 8 forms a signal line loop.

【0017】図2において、第1信号線7と第2信号線
8との間の距離W2を短くする、あるいは、背面負荷材4
の厚みなどを薄くするなどで、圧電振動子1の第1電極
2から、最近接点9までの距離T2を短くすることが望ま
しい。これらの距離が電磁波の波長に対して十分短い場
合、外部からの電磁波が入射したとき、信号線ループ面
を電磁波の電界および磁力線が交差しても、向かい合う
信号線ループの各辺の距離が短くなるほど、交差する電
界および、磁力線の強度の差が小さくなることで、発生
する起電力が小さくなる。また信号線ループの各辺の長
さが短くなることで、電磁波の影響を受ける部分が少な
くなるので、電磁波に対する感受性を低くすることがで
きる。電磁波の輻射についても、同様の効果により低減
することができる。
In FIG. 2, the distance W2 between the first signal line 7 and the second signal line 8 is shortened, or the back load member 4 is used.
It is desirable to shorten the distance T2 from the first electrode 2 of the piezoelectric vibrator 1 to the closest contact 9 by reducing the thickness of the piezoelectric vibrator 1. If these distances are sufficiently short with respect to the wavelength of the electromagnetic wave, when electromagnetic waves from the outside enter, even if the electric field and magnetic force lines of the electromagnetic wave cross the signal line loop surface, the distance between the opposite sides of the signal line loop is short. The difference between the electric fields intersecting each other and the strength of the lines of magnetic force becomes smaller, so that the generated electromotive force becomes smaller. Further, since the length of each side of the signal line loop is shortened, the portion affected by the electromagnetic wave is reduced, so that the sensitivity to the electromagnetic wave can be reduced. Radiation of electromagnetic waves can be reduced by the same effect.

【0018】電磁波耐性力の測定方法を図3を用いて説
明する。図3は、超音波探触子単体の電磁波耐性力の測
定方法を説明するための図である。この測定方法は、超
音波の送受信を行うセンサー部20と、信号を伝送するケ
ーブル部21と、外部装置本体(図示せず)に接続される
コネクタ部22からなる超音波探触子23と、超音波探触子
23の特定部分以外への電磁波干渉を防ぐための金属ボッ
クス24と、超音波探触子23の特定部分に電磁波を放射す
るループコイル25とを用いて実施する。
A method of measuring the electromagnetic wave immunity will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a method of measuring the electromagnetic wave immunity of the ultrasonic probe alone. This measuring method includes a sensor unit 20 for transmitting and receiving ultrasonic waves, a cable unit 21 for transmitting signals, and an ultrasonic probe 23 including a connector unit 22 connected to an external device body (not shown), Ultrasonic probe
This is performed using a metal box 24 for preventing electromagnetic wave interference to a portion other than a specific portion of 23 and a loop coil 25 that radiates an electromagnetic wave to a specific portion of the ultrasonic probe 23.

【0019】電磁波耐性力の測定は、ループコイル25に
高周波電圧を印加し、超音波探触子23の超音波放射面に
かざし、このとき電磁波により発生した起電力を超音波
探触子23のコネクタ部22から測定する。ループコイル25
に印加した入力電圧をVinとし、超音波探触子23のコネ
クタ部22の特定のチャンネル群を並列に電気的に接続
し、計測した出力電圧をVoutとしたとき、超音波探触子
23の特定部分の電磁波耐性力Gainは20×log(Vout/Vin)
で現される。
To measure the electromagnetic wave immunity, a high frequency voltage is applied to the loop coil 25, and the ultrasonic wave is passed over the ultrasonic wave emitting surface of the ultrasonic probe 23. At this time, the electromotive force generated by the electromagnetic wave is applied to the ultrasonic probe 23. Measure from the connector section 22. Loop coil 25
When the input voltage applied to is set to Vin, a specific channel group of the connector section 22 of the ultrasonic probe 23 is electrically connected in parallel, and the measured output voltage is set to Vout, the ultrasonic probe
Electromagnetic wave immunity Gain of specific part of 23 is 20 × log (Vout / Vin)
Is represented by.

【0020】図4は信号線ループ面積Sと電磁波耐性力
Gainとの関係を示す特性図である。この特性図は、図3
で説明した測定方法を用いて、実際の信号線面積と超音
波探触子の電磁波耐性力の測定結果から導出したもので
ある。この特性図より、信号線ループ面積を小さくする
ほど、超音波探触子の電磁波耐性力が向上していること
が分かる。
FIG. 4 shows the signal line loop area S and the electromagnetic wave immunity.
It is a characteristic view which shows the relationship with Gain. This characteristic diagram is shown in Fig. 3.
This is derived from the measurement results of the actual signal line area and the electromagnetic wave immunity of the ultrasonic probe, using the measurement method described in. From this characteristic diagram, it is understood that the electromagnetic wave resistance of the ultrasonic probe is improved as the signal line loop area is reduced.

【0021】ここで、従来の超音波探触子と本発明の第
1の実施の超音波探触子の電磁波耐性力の比較結果を説
明するために、従来の超音波探触子の具体的な構成例と
電磁波耐性力を図8を用いて説明する。
Here, in order to explain the comparison result of the electromagnetic wave immunity of the conventional ultrasonic probe and the ultrasonic probe of the first embodiment of the present invention, a concrete example of the conventional ultrasonic probe will be described. Such a structural example and electromagnetic wave immunity will be described with reference to FIG.

【0022】図8は、従来の超音波探触子の具体的な構
成例を示す。圧電振動子102の幅W1を14.1mmとし、厚みT
1を0.37mmとする。圧電振動子102の背面側の第1電極10
3と第2電極104のギャップ距離を1mmとする。また、第
1信号線107と第2信号線108は、幅W3を14.5mm、厚みT4
を25.3mmとする背面負荷材109の向かい合う反対の面か
ら背面負荷材109を囲むように引き出される。さらに、
第1信号線107と第2信号線108は、背面負荷材109の背
面側で、同軸ケーブルやプリント配線板に電気的に接続
され、距離が最も近くなる。このときの、第1信号線10
7と第2信号線108が最も近くなる場所(最近接点)110
から、第1信号線107と第1電極103および第2電極104
と第2信号線108を経由して囲まれる最も小さい領域の
面積は、図4に示すように約372mm2であった。このと
き、図3に示した測定方法で、超音波放射面の電磁波耐
性力を測定した結果、図5のAに示す特性となった。こ
の特性より、電磁波耐性力は、1MHz〜20MHzにおいて、
最悪値−52dBであった。
FIG. 8 shows a concrete configuration example of a conventional ultrasonic probe. The width W1 of the piezoelectric vibrator 102 is 14.1 mm, and the thickness T
1 is 0.37 mm. The first electrode 10 on the back side of the piezoelectric vibrator 102
The gap distance between 3 and the second electrode 104 is 1 mm. The first signal line 107 and the second signal line 108 have a width W3 of 14.5 mm and a thickness T4.
Is set to 25.3 mm and is drawn out so as to surround the back load material 109 from the opposite surfaces of the back load material 109 facing each other. further,
The first signal line 107 and the second signal line 108 are electrically connected to the coaxial cable or the printed wiring board on the back side of the back load material 109 and have the shortest distance. At this time, the first signal line 10
Place where 7 and second signal line 108 are closest to each other (closest contact point) 110
From the first signal line 107, the first electrode 103 and the second electrode 104
The area of the smallest region surrounded by the second signal line 108 was about 372 mm 2 , as shown in FIG. At this time, as a result of measuring the electromagnetic wave immunity of the ultrasonic radiation surface by the measuring method shown in FIG. 3, the characteristics shown in A of FIG. 5 were obtained. From this characteristic, the electromagnetic wave immunity is 1MHz to 20MHz,
The worst value was -52 dB.

【0023】図5のAに示す従来例の特性に対して、電
磁波耐性力の最低値が10dB向上すると、市場環境で、1
〜20MHz帯の電磁波によるノイズ発生は非常に希とな
り、超音波診断装置で超音波画像を診断する上でノイズ
により誤診を招くことはなくなるレベルである。そし
て、電磁波耐性力を従来構造、すなわち信号ループ面積
が約350mm2に対して約10dB以上向上させるには、図4の
特性図より、信号線ループ面積Sは約160mm2以下である
ことが要求されることが分かる。
If the minimum value of the electromagnetic wave immunity is improved by 10 dB with respect to the characteristic of the conventional example shown in FIG.
Generation of noise due to electromagnetic waves in the band of up to 20 MHz is extremely rare, and it is at a level at which an ultrasonic diagnostic apparatus does not cause misdiagnosis due to noise when diagnosing ultrasonic images. The conventional structure of the immunity force, that is, the signal loop area improve about 10dB or more to about 350 mm 2, the characteristic diagram of FIG. 4, required that the signal line loop area S is about 160 mm 2 or less I understand that it will be done.

【0024】この要求を満たすために、第1信号線と第
2信号線との距離を近づける、あるいは、背面負荷材の
厚みを薄くするなどで、圧電振動子の電極から、背面負
荷材の背面部で第1信号線と第2信号線が最も近づく点
までの距離を短くする。この距離が電磁波の波長に対し
て十分短い場合、外部からの電磁波が入射したとき、信
号線ループ面を電磁波の電界および、磁力線が交差する
が、向かい合う信号線ループの各辺の距離が短くなるほ
ど、交差する電界および、磁力線の強度の差が小さくな
ることで、発生する起電力が小さくなる。また各辺の長
さが短くなることで、電磁波の影響を受ける部分が少な
くなるので、電磁波に対する感受性を低くすることがで
きる。また、ノイズの輻射についても、同様の効果によ
り低減することができる。
In order to meet this requirement, the distance between the first signal line and the second signal line is reduced, or the thickness of the back load material is reduced so that the back surface of the back load material is removed from the electrodes of the piezoelectric vibrator. The distance to the point where the first signal line and the second signal line are closest to each other is shortened. If this distance is sufficiently short with respect to the wavelength of the electromagnetic wave, when the electromagnetic wave from the outside enters, the electric field of the electromagnetic wave and the magnetic field lines intersect the signal line loop surface, but the shorter the distance between the opposite sides of the signal line loop, the shorter the distance. As a result, the difference between the intersecting electric field and the strength of the lines of magnetic force becomes small, so that the electromotive force generated becomes small. Further, since the length of each side is reduced, the portion affected by the electromagnetic wave is reduced, so that the sensitivity to the electromagnetic wave can be reduced. Also, the radiation of noise can be reduced by the same effect.

【0025】そこで、本実施の形態では、図2におい
て、圧電振動子1の幅W1を14.1mm、その厚みT1を0.37m
m、第1電極2と第2電極3との間隔W2を0.1mmとする。
また、第1信号線7と第2信号線8が同軸ケーブル(図
示せず)と接続するためのコネクタピン(図示せず)と
の接続部分において、第1信号線7と第2信号線8が最
も近接しており、これを最近接点9とする。第1信号線
7の前端と第2信号線8が第2電極3の引き出し部から
第1信号線7と第2信号線8が最も近くになる地点まで
の距離T2は25.3mmである。このような構造を有する超音
波探触子の信号線ループ面積は、約7.8mm2となる。この
時、上記、図3に示したた測定方法を用いて、超音波探
触子の超音波放射面の電磁波耐性力を測定したところ、
図5のBに示すように、最悪値で−71dBであった。
Therefore, in the present embodiment, in FIG. 2, the width W1 of the piezoelectric vibrator 1 is 14.1 mm and the thickness T1 thereof is 0.37 m.
The distance W2 between the first electrode 2 and the second electrode 3 is 0.1 mm.
The first signal line 7 and the second signal line 8 are connected to a connector pin (not shown) for connecting the first signal line 7 and the second signal line 8 to a coaxial cable (not shown). Are closest to each other, and this is the closest contact 9. The distance T2 from the front end of the first signal line 7 and the second signal line 8 to the point where the first signal line 7 and the second signal line 8 are closest to each other from the lead-out portion of the second electrode 3 is 25.3 mm. The signal line loop area of the ultrasonic probe having such a structure is about 7.8 mm 2 . At this time, when the electromagnetic wave immunity of the ultrasonic wave emitting surface of the ultrasonic probe was measured using the measuring method shown in FIG. 3,
As shown in B of FIG. 5, the worst value was −71 dB.

【0026】これらの結果から、図7に示した従来例と
図1に示した本発明の第1の実施の形態との比較結果を
整理すると以下のようになる。従来例では、第1信号線
107と第2信号線108を互いに圧電振動子102の反対方向
から取り出し、背面負荷材109を囲むように引き回して
いた。このため、第1信号線107と第2信号線108が最も
近接する最近接点110と、第1信号線107と、第1信号線
107と電気的に接続された圧電振動子102の第1電極103
および、第2電極104と、第2電極104と電気的に接続さ
れた第2信号線108が囲む領域の最小面積は約350mm2
なり、電磁波耐性力は、1MHz〜20MHzにおいて、最悪値
−52dBであった。このため、1〜20MHz帯の電磁波によ
るノイズ発生の影響を受けてしまった。これに対して、
本発明の第1の実施の形態では、圧電振動子1の第1電
極2と第2電極3と電気的に接続される第1信号線7と
第2信号線8を圧電振動子1の同じ方向から取り出すこ
とで、第1信号線7と第2信号線8が最も近接する最近
接点9と、第1信号線7と、第1信号線7と電気的に接
続された圧電振動子1の第1電極2および、第2電極3
と、第2電極3と電気的に接続された第2信号線8が囲
む領域の面積を約7.8mm2まで縮小した。このため、従来
の構造の耐電磁波感受性に対して、耐電磁波感受性は約
20dB向上し、1〜20MHz帯の電磁波によるノイズ発生の
影響を防止することが可能となった。
From these results, the results of comparison between the conventional example shown in FIG. 7 and the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 can be summarized as follows. In the conventional example, the first signal line
The 107 and the second signal line 108 were taken out from the opposite directions of the piezoelectric vibrator 102, and were routed so as to surround the back load material 109. Therefore, the closest contact 110 where the first signal line 107 and the second signal line 108 are closest to each other, the first signal line 107, and the first signal line
First electrode 103 of piezoelectric vibrator 102 electrically connected to 107
Also, the minimum area of the region surrounded by the second electrode 104 and the second signal line 108 electrically connected to the second electrode 104 is about 350 mm 2 , and the electromagnetic wave immunity is the worst value of −52 dB at 1 MHz to 20 MHz. Met. Therefore, it is affected by noise generated by electromagnetic waves in the 1 to 20 MHz band. On the contrary,
In the first embodiment of the present invention, the first signal line 7 and the second signal line 8 electrically connected to the first electrode 2 and the second electrode 3 of the piezoelectric vibrator 1 are the same as those of the piezoelectric vibrator 1. By taking out from the direction, the closest contact 9 where the first signal line 7 and the second signal line 8 are closest to each other, the first signal line 7, and the piezoelectric vibrator 1 electrically connected to the first signal line 7. First electrode 2 and second electrode 3
Then, the area of the region surrounded by the second signal line 8 electrically connected to the second electrode 3 was reduced to about 7.8 mm 2 . For this reason, the electromagnetic sensitivity is about the same as the conventional structure.
It is improved by 20 dB, and it is possible to prevent the influence of noise generation due to electromagnetic waves in the 1 to 20 MHz band.

【0027】以上のように、本発明の第1の実施の形態
によれば、第1信号線7および第2信号線8を、圧電振
動子1の同じ側の側面から背面の垂直方向へ引き出し、
かつ第1信号線7の前端から圧電振動子1の幅の2倍以
内の距離の位置に最近接点9を形成したので、信号線ル
ープの面積を小さくし、耐電磁波感受性を向上させるこ
とができた。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the first signal line 7 and the second signal line 8 are drawn out from the side surface on the same side of the piezoelectric vibrator 1 in the vertical direction of the back surface. ,
Moreover, since the closest contact 9 is formed at a position within a distance of twice the width of the piezoelectric vibrator 1 from the front end of the first signal line 7, it is possible to reduce the area of the signal line loop and improve the electromagnetic wave resistance. It was

【0028】図6は、本発明の第2の実施の形態の超音
波探触子の一部概略断面図である。この図に示すよう
に、本発明の第2の実施の形態では、圧電振動子の被検
体側の第1電極から引き出される第1信号線を、圧電振
動子の両側から取り出すことにより、第1信号線と第1
電極の間の電気的抵抗を低下させ、電磁波による電流が
流れた場合に発生する起電力を小さくした。
FIG. 6 is a partial schematic cross-sectional view of an ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the second embodiment of the present invention, the first signal line drawn from the first electrode on the subject side of the piezoelectric vibrator is taken out from both sides of the piezoelectric vibrator, thereby Signal line and first
The electrical resistance between the electrodes was reduced, and the electromotive force generated when a current caused by electromagnetic waves flowed was reduced.

【0029】この図において、圧電振動子11、第1電極
12、第2電極13、背面負荷材14、第2音響整合層16、お
よび第2信号線18は、それぞれ第1の実施の形態におけ
る同名の構成要素と同一である。
In this figure, the piezoelectric vibrator 11 and the first electrode
12, the second electrode 13, the back load material 14, the second acoustic matching layer 16, and the second signal line 18 are the same as the components having the same names in the first embodiment.

【0030】第1信号線17は、圧電振動子11の被検体側
の第1電極12の両端で電気的に接続され、背面負荷材14
の対向する2面の側面に沿って引き出されている。両側
から個々に引き出された第1信号線17は、背面負荷材14
の背面側で電気的に接続されている。第1音響整合層15
は、第1信号線17を第1電極12の両側から取り出すため
に、第1電極12と第1信号線17の電気的接続部分を残し
て、圧電振動子11の被検体側に接着されている。
The first signal line 17 is electrically connected to both ends of the first electrode 12 on the subject side of the piezoelectric vibrator 11, and the back load member 14 is connected to the first signal line 17.
Are drawn out along the two side surfaces facing each other. The first signal line 17 individually pulled out from both sides is the back load member 14
Is electrically connected on the back side of. First acoustic matching layer 15
In order to take out the first signal line 17 from both sides of the first electrode 12, the first electrode 12 and the first signal line 17 are bonded to the subject side of the piezoelectric vibrator 11 leaving an electrically connected portion. There is.

【0031】以上のように構成された超音波探触子の信
号線ループの面積は、第1の実施の形態と同じである
が、グランドとして機能する第1信号線17を圧電振動子
11の両側から取り出したことで、第1信号線17と第1電
極12の間の電気的抵抗が小さくなるため、電磁波による
電流が流れた場合に、発生する起電力が小さくなり、画
像情報に混入するノイズ成分が小さくなる。また、信号
線ループ面積は、第1の実施の形態と同じであるため、
図3で説明した測定方法を用いて、超音波探触子単体の
電磁波耐性力を測定すると、図のCに示すように、第
1の実施の形態と同じく、最悪値で−71dBであり、従来
例と比較して、約20dB向上していることが分かる。
The area of the signal line loop of the ultrasonic probe configured as described above is the same as that of the first embodiment, but the first signal line 17 functioning as the ground is connected to the piezoelectric vibrator.
By taking out from both sides of 11, the electric resistance between the first signal line 17 and the first electrode 12 becomes small, so that the electromotive force generated when a current due to an electromagnetic wave flows becomes small and the image information is The noise component mixed in becomes small. Further, since the signal line loop area is the same as that of the first embodiment,
Using the measuring method described in FIG. 3, when measuring the immunity force of the ultrasonic probe itself, as shown in C in FIG. 5, as in the first embodiment, be -71dB at worst value It can be seen that, compared with the conventional example, it is improved by about 20 dB.

【0032】このように本発明の第2の実施の形態によ
れば、第1信号線17を圧電振動子11の両側から取り出し
たことで、信号線ループ面積が小さくなり、かつ、第1
信号線17と第1電極12間の電気抵抗を低下することがで
きる。このため、電磁波による起電力の発生を低下する
ことができ、電磁波耐性力が向上する。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, by taking out the first signal line 17 from both sides of the piezoelectric vibrator 11, the signal line loop area becomes small, and the first signal line 17 becomes smaller.
The electrical resistance between the signal line 17 and the first electrode 12 can be reduced. Therefore, generation of electromotive force due to electromagnetic waves can be reduced, and electromagnetic wave resistance is improved.

【0033】なお、第1および第2の実施の形態では、
アレイ走査型の超音波探触子について記載したが、シン
グルトランスデューサのようなメカニカルセクタ型の超
音波探触子についても同様の効果が得られる。また、図
1および図6では、信号線は、圧電振動子11の配列され
た方向に対して直角方向である短軸方向の端から、第1
信号線および第2信号線が引き出されているが、圧電振
動子の配列された方向と同じ方向である長軸方向から引
き出しても良い。また、本発明は、圧電振動子の電極の
構成や、圧電振動子の電極からの信号線の取り出し方法
によって、制限されるものではない。また、第1信号線
または第2信号線は、各々、配列された圧電振動子の他
の第1信号線、第2信号線と共通に電気的に接続されて
も良く、この時の信号線ループ面積は、第1信号線と第
2信号線が最も近づく地点と、第1信号線と、第1信号
線と電気的に接続された圧電振動子の第1電極および、
第2電極と、第2電極と電気的に接続された第2信号線
が囲む最小の領域の面積となる。
In the first and second embodiments,
Although the array scanning type ultrasonic probe has been described, the same effect can be obtained for a mechanical sector type ultrasonic probe such as a single transducer. In addition, in FIG. 1 and FIG. 6, the signal line is from the end in the minor axis direction which is a direction perpendicular to the direction in which the piezoelectric vibrators 11 are arranged,
Although the signal line and the second signal line are drawn out, they may be drawn out from the major axis direction which is the same direction as the direction in which the piezoelectric vibrators are arranged. Further, the present invention is not limited by the configuration of the electrodes of the piezoelectric vibrator and the method of extracting the signal line from the electrodes of the piezoelectric vibrator. In addition, the first signal line or the second signal line may be electrically connected in common to the other first signal line and second signal line of the arrayed piezoelectric vibrators, respectively. The loop area is a point where the first signal line and the second signal line are closest to each other, the first signal line, the first electrode of the piezoelectric vibrator electrically connected to the first signal line, and
It is the area of the minimum region surrounded by the second electrode and the second signal line electrically connected to the second electrode.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、圧電振
動子と、前記圧電振動子の前面に設けられた第1電極
と、前記圧電振動子の背面に設けられた第2電極と、前
記第1電極と電気的に接続され、かつ外部に引き出され
た第1信号線と、前記第2電極と電気的に接続され、か
つ外部に引き出された第2信号線とを備え、前記第1信
号線はグランドとして機能し、かつ前記圧電振動子の両
側から取り出され、前記第1信号線と前記第2信号線と
が背面負荷材の背面側で同軸ケーブル、プリント配線板
または前記同軸ケーブルと接続するためのコネクタピン
の少なくともいずれか一つに電気的に接続され、かつ前
記第1信号線と前記第2信号線との距離が前記接続され
る場所で最も近い最近接点となり、前記最近接点と前記
第1信号線と前記第1電極と前記第2電極と前記第2信
号線とにより形成される信号線ループの面積が1/1000mm
2以上160mm2以下にしたので、第1信号線と第1電極の
間の電気的抵抗を低下させ、電磁波による電流が流れた
場合に発生する起電力を小さくすることができるととも
に、電磁波耐性力を向上させ、特に1〜20MHz帯の電磁
波によるノイズの影響を防止することができるという優
れた効果を有する超音波探触子を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the piezoelectric vibrator, the first electrode provided on the front surface of the piezoelectric vibrator, and the second electrode provided on the back surface of the piezoelectric vibrator. the first electrode and is electrically connected, and comprises a first signal line which is pulled out to the outside, the second electrode and being electrically connected, and a second signal line which is pulled out to the outside, the First belief
The signal line functions as a ground, and both of the piezoelectric vibrators are connected.
Withdrawn from the side, the first signal line and the second signal line and the coaxial cable on the rear side of the back load member, at least any one the electrical connector pins for connection to the printed wiring board or the coaxial cable Electrically connected, and the distance between the first signal line and the second signal line is the closest contact point at the location where the connection is made, and the closest contact point, the first signal line, the first electrode, and the first electrode The area of the signal line loop formed by two electrodes and the second signal line is 1/1000 mm
Since it is set to 2 or more and 160 mm 2 or less, the first signal line and the first electrode
The electrical resistance between them was reduced, and a current flowed by electromagnetic waves
It is possible to reduce the electromotive force generated in some cases.
In addition, it is possible to provide an ultrasonic probe having an excellent effect of improving the electromagnetic wave immunity and particularly preventing the influence of noise due to electromagnetic waves in the 1 to 20 MHz band.

【0035】[0035]

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の超音波探触子の一
部概略断面図、
FIG. 1 is a partial schematic cross-sectional view of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention,

【図2】本発明の第1の実施の形態の信号線ループ面積
の説明図、
FIG. 2 is an explanatory diagram of a signal line loop area according to the first embodiment of the present invention,

【図3】超音波探触子単体の電磁耐性力の測定方法の説
明図、
FIG. 3 is an explanatory view of a method for measuring the electromagnetic resistance of the ultrasonic probe alone,

【図4】信号線ループ面積と超音波探触子の電磁波耐性
力の関係を示す特性図、
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the signal line loop area and the electromagnetic wave immunity of the ultrasonic probe,

【図5】電磁波耐性力の測定結果を示す図、FIG. 5 is a diagram showing measurement results of electromagnetic wave immunity,

【図6】本発明の第2の実施の形態の超音波探触子の一
部概略断面図、
FIG. 6 is a partial schematic cross-sectional view of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention,

【図7】従来の超音波探触子の一部概略断面図、FIG. 7 is a partial schematic cross-sectional view of a conventional ultrasonic probe,

【図8】従来の超音波探触子の信号線ループ面積の説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a signal line loop area of a conventional ultrasonic probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 圧電振動子 2、12 第1電極 3、13 第2電極 4、14 背面負荷材 5、15 第1音響整合層 6、16 第2音響整合層 7、17 第1信号線 8、18 第2信号線 9、19 最近接点 1, 11 Piezoelectric vibrator 2, 12 1st electrode 3,13 Second electrode 4, 14 Back load material 5,15 1st acoustic matching layer 6, 16 2nd acoustic matching layer 7,17 1st signal line 8, 18 2nd signal line 9, 19 Recent contacts

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−262968(JP,A) 特開 平4−347146(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 17/00 330 A61B 8/00 G01N 29/24 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-10-262968 (JP, A) JP-A-4-347146 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04R 17 / 00 330 A61B 8/00 G01N 29/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 圧電振動子と、前記圧電振動子の前面に
設けられた第1電極と、前記圧電振動子の背面に設けら
れた第2電極と、前記第1電極と電気的に接続され、か
つ外部に引き出された第1信号線と、前記第2電極と電
気的に接続され、かつ外部に引き出された第2信号線と
を備え、前記第1信号線はグランドとして機能し、かつ
前記圧電振動子の両側から取り出され、前記第1信号線
と前記第2信号線とが背面負荷材の背面側で同軸ケーブ
ル、プリント配線板または前記同軸ケーブルと接続する
ためのコネクタピンの少なくともいずれか一つに電気的
に接続され、かつ前記第1信号線と前記第2信号線との
距離が前記接続される場所で最も近い最近接点となり、
前記最近接点と前記第1信号線と前記第1電極と前記第
2電極と前記第2信号線とにより形成される信号線ルー
プの面積が1/1000mm2以上160mm2以下に設定されている
ことを特徴とする超音波探触子。
1. A piezoelectric vibrator, a first electrode provided on a front surface of the piezoelectric vibrator, a second electrode provided on a back surface of the piezoelectric vibrator, and electrically connected to the first electrode. And a first signal line extended to the outside and a second signal line electrically connected to the second electrode and extended to the outside, the first signal line functioning as a ground, and
At least one of the connector pins that are taken out from both sides of the piezoelectric vibrator, and that the first signal line and the second signal line are connected to the coaxial cable, the printed wiring board, or the coaxial cable on the back side of the back load material. Electrically connected to one of the other, and the distance between the first signal line and the second signal line is the closest contact point at the place where the connection is made,
The area of a signal line loop formed by the closest contact point, the first signal line, the first electrode, the second electrode, and the second signal line is set to 1/1000 mm 2 or more and 160 mm 2 or less. An ultrasonic probe characterized by.
【請求項2】 前記第1信号線と前記第2信号線は、
第1電極の前端から前記圧電振動子の幅の2倍以内の
距離の位置において互いに最も近接することを特徴とす
る請求項1記載の超音波探触子。
Wherein said second signal line and the first signal line, before
Serial ultrasonic probe according to claim 1, wherein the closest to each other at a position within a distance of 2 times the width of the piezoelectric vibrator from the front end of the first electrode.
【請求項3】 前記第1信号線と前記第2信号線は、
圧電振動子の短軸方向の端から引き出されていること
を特徴とする請求項1または請求項2記載の超音波探触
子。
Wherein the second signal line and the first signal line, before
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is drawn out from the end of the piezoelectric vibrator in the minor axis direction.
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