JP3731690B2 - 超音波探触子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いて被検体内を画像として抽出する超音波診断装置の超音波探触子に関し、特に電気的クロストークを低減し、Ｓ／Ｎ比を向上させた超音波探触子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４はケースと音響レンズを取り外した従来の超音波探触子の内部構造を示すもので、１は吸音材である。この吸音材１の上面に所定数の圧電振動子２が短冊状に配列接着されている。振動子２は、その下面、すなわち吸音材１と接する面から振動子２の配列方向に対し直交した方向（短軸方向という）の両側面にわたり信号電極を有し、さらに振動子２の上面、すなわち超音波を発射する面にはグランド電極をもっている。このような振動子２の上に第１音響整合層３と第２音響整合層４とが積層されている。第１および第２音響整合層３，４の短軸方向の長さは振動子２のその方向の長さよりやや短かめになっており、振動子２の長軸方向の両側にグランド面１０，１１が現われるようになっている。信号線５は前記短軸方向の両側面において振動子２の信号電極に千鳥状に接続されている。信号線５はフレキシブル配線板に信号パターンとして設けられたもので、超音波本体の信号ケーブルの振動子駆動線に接続されている。振動子のグランド面１０，１１にはグランド線６が配置され、各振動子２のグランド電極に接続されている。このグランド線は極めて細い軟銅線（幅および厚みがそれぞれ約０．５ｍｍ）で作られている。それはグランド面１０，１１の幅（振動子の短軸方向の幅）を出来るだけ狭くして音響整合層３，４の短軸方向の長さを出来るだけ長くすることによって、超音波の発射およびエコー信号の受信の効率を向上させるためである。グランド線６の端末は前記信号ケーブルのグランド線に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図４の従来の探触子において、例えば振動子６０より超音波を発射させる場合には、この振動子６０の信号線５０とグランド線６（アース）との間に超音波パルスが印加される。この場合、この駆動された振動子６０と相隣なる振動子６１，６２には駆動パルスの漏えいパルスが印加され、これらより余分な超音波が発射される。これは、各振動子２のグランド電極に共通に接続されたグランド線６が細い軟銅線で作られているために、そのインピーダンスが高く、そのために電流の流れが悪くなり、振動子６１，６２に対して電界が作用し、電圧が印加されるためである。即ち、電気的なクロストークが発生することになる。
【０００４】
このような電気的クロストークを防止するために、グランド線６として従来よりも太い軟銅線を使用し、インピーダンスを小にして電流の流れをよくし、電気的クロストークを除去することも考えられるが、この場合には機械的クロストークが発生するので好ましくない。すなわち、各振動子は太いグランド線により共通に接続されるので、振動子間の機械的結合が大となり、駆動パルスが印加されると、駆動される振動子から、それと相隣なる振動子に対し、機械的な振動が伝わり、ノイズとなる超音波を発生させることになる。
【０００５】
本発明の課題は、上記のような従来の欠点を除去した超音波探触子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波探触子は、超音波を送受信する超音波探触子において、吸音材と、前記吸音材上に短冊状に配列接着された圧電振動子と、前記圧電振動子の信号電極に接続した信号線と、前記圧電振動子上に積層した音響層と、前記圧電振動子の配列方向に沿った少なくとも一つのグランド面と、該グランド面に前記圧電振動子の配列方向より接続した金属線と、該金属線から各振動子毎にすだれ状に出すグランド線とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としての一実施例を、図１，図２および図３に基づいて説明する。図１はグランド線の構造を示す平面図、図２はグランド線を振動子に取付けるときの説明に要する平面図、図３はカバーおよび音響レンズを取り外した探触子の斜視図である。各図において図４と同一符号は同一の部分を示している。
【０００８】
グランド線６′は図１に示す形状に形成する。すなわち、グランド線６′は振動子の長軸方向（配列方向）に対応する一本の細い金属線７とこれより枝分かれしているすだれ状の細い金属線８とよりなっている。金属線８の間隔は配列振動子の一つおきの振動子に対応させるのがよい。このグランド線６′はグランド線６と同じ断面の細い軟銅線である。グランド線６′の形成手段としては、軟銅板を図１の形状に切り抜いて形成するのがよい。
【０００９】
このようなグランド線６′を振動子２に取付けるには、図２に示すように、２個のグランド線６′を用意し、それぞれの金属線７をグランド面１０，１１に接続する。この場合、２個のグランド線６′のそれぞれの金属線８は前述の信号線の配列と同様に千鳥状に配列されるのがよい。グランド線６′の金属線８はそれぞれ振動子２の角で吸音材１の方向に折り曲げる。
【００１０】
この折り曲げられた金属線８は、図３に示すように、吸音材１に接着したグランド配線板１２（傾線で示した部分）の銅はく面に接続する。この配線板１２は表面に銅はくをはったフレキシブル基板よりなり、この基板の絶縁面を信号線５を間に挾んで吸音材１に接着し、銅はく面はグランド線６′の金属線８と接続されるように形成する。図３のグランド面１１の側も上記と同様にグランド線６′が接続され、その金属線８は配線板１２の銅はく面に接続されている。グランド線６′の引き出し線１３と配線板１２の引き出線１４とは超音波本体の信号ケーブルのグランド線に接続される。
【００１１】
図３において、信号線５とグランド線６′との間に超音波パルスを印加して、その信号線に接続された振動子から超音波を発生させる場合、グランド線を従来と同様に細い軟銅線で作成しても、長軸方向の金属線７はすだれ状の金属線８を通して配線板１２の銅はく面に接続されているので、グランド線６′のインピーダンスは低く、信号の流れはよくなる。従って駆動される振動子と相隣なる振動子に対し、電界による干渉はなくなり、いわゆる電気的クロストークの問題を解消することが出来る。
【００１２】
上記実施例においては、二つのグランド線６′を使用し、これらをグランド線１０，１１に接続した場合を示したが、いづれか一方のみの構成としても電気的クロストークの低減に寄与する。また、本実施例では、グランド線６′の金属線７からすだれ状の金属線８を垂直に引き出した例を示したが、別に垂直である必要はなく、すだれ状に斜めに引き出しても、電気的クロストークを除去することが出来る。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、グランド線のインピーダンスを小さくすることができたので、振動子素子間の電気的クロストークを低減させ、Ｓ／Ｎ比の高い探触子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に適用されるグランド線を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例を説明するために要する平面図である。
【図３】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図４】従来の超音波探触子の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 吸音材
２ 圧電振動子
３ 第１音響整合層
４ 第２音響整合層
５ 信号線
６，６′ グランド線
７，８ 金属線
１０，１１ グランド面

Claims (1)

1. 超音波を送受信する超音波探触子において、吸音材と、前記吸音材上に短冊状に配列接着された圧電振動子と、前記圧電振動子の信号電極に接続した信号線と、前記圧電振動子上に積層した音響層と、前記圧電振動子の配列方向に沿った少なくとも一つのグランド面と、該グランド面に前記圧電振動子の配列方向より接続した金属線と、該金属線から各振動子毎にすだれ状に出すグランド線とを備えたことを特徴とする超音波探触子。

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