JP4109013B2 - Ultrasonic transducer and method of manufacturing ultrasonic transducer - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハーモニックイメージング超音波診断に用いられ超音波トランスデューサと、その超音波トランスデューサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡の鉗子孔に挿通して、挿入部の先端部から超音波振動子装着部を突出させて生体組織、例えば胃壁に接触させ、胃壁の深部情報、例えば粘膜の層状構造を高い解像度で超音波像描出する超音波診断技術が重要視されつつある。
【０００３】
このような超音波診断には、例えば短冊状圧電振動子からなり、３０ＭＨｚの中心周波数を持つ細径プローブが製品化されている。
【０００４】
この細径プローブにおいて、中心周波数で超音波を送受信することにより、周波数相応の良好な解像度が得られているが、一方で、検出できる深さ（深達度）の低下が起こり、診断領域を狭めることにつながり、診断の質を低下させる結果となっている。従って深達度の低下を引き起こさないで、解像度をより良くする改良が望まれている。具体的には３０ＭＨｚ以上の周波数に対応した空間分解能を有し、１５ＭＨｚ又はそれ以下の周波数に対応した基本波並みの深達度の実現が期待されている。
【０００５】
一方、最近、体外用超音波診断分野での新しい診断モダリティーとして、ハーモニックイメージング診断法が脚光を浴びている。
【０００６】
このハーモニックイメージング診断法は、（１）超音波が生体中を伝播する時に、生体組織の非線形性の影響を受け基本波超音波に重畳する高調波を種々の方法で分離し、この分離した高調波信号を用いて画像化するティッシューハーモニックイメージング法と、（２）体内に造影剤バブルを注入し、送信超音波の照射によってバブルが破裂する時に発生する高調波を受信し、基本波超音波に重畳した高調波を種々の方法で分離し、この分離した高調波信号を用いて画像化するコントラストハーモニックイメージング法に分類される。
【０００７】
これらの方法は、いずれも、従来のＢモード断層像では得られないほどＳ／Ｎが良く、分解能の良好な診断画像が得られることがわかり、医療診断の診断精度の向上に寄与している。この高調波の特徴は、Ｓ／Ｎの向上によるコントラスト分解能の改善効果だけでなく、周波数が整数倍で高くなる、即ち深さ方向の分解能がよくなったり、ビーム幅が小さくなることによる横方向分解能が向上すること、及び超音波の減衰を基本波並みの低さに抑えることが可能となる。
【０００８】
すなわち、例えば分解能は３０ＭＨｚ並みで有りながら深達度は基本波周波数に対応する遠方とすることが可能という大きな特徴がある。
【０００９】
従来の体外用のハーモニックイメージング診断装置に用いられている超音波トランスデューサは、基本波送信も高調波受信も同一の圧電エレメントが用いられてきた。この場合、高調波信号の信号レベルが基本波に比べはるかに小さいので、ハーモニック画像の劣化に関わる基本波成分を効率よく除去する必要がある。その為に、パルスインバージョン、フェーズインバージョン、ガウシアンパルスの利用などの特殊な技術が利用されている。
【００１０】
これに対し、例えば、特開２００１−２５８８７９号公報において、これら特殊な手法を必要としないハーモニックイメージング用の送受信分離型超音波トランスデューサを提案している。
【００１１】
このハーモニックイメージング用の送受信分離型超音波トランスデューサは、基本波送信専用のリング状圧電エレメントと、その内円部に配置した受信専用の円板状圧電エレメントからなり、それぞれの圧電材料の組み合わせを最適に選ぶことによって、高感度でしかも高い選択性で高調波成分を抽出出来るというものである。
【００１２】
また、この送受信分離型超音波トランスデューサの基本構造を早期胃癌の深速度診断に用いられる細径プローブに適用させる為の構造を本出願人は、特願２００２−１８８７８号の出願で提案している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記細径プローブは、内視鏡の鉗子孔に挿通させるために、外径に制限がある。例えば２．８ｍｍφの鉗子孔に挿通させるためには、回転方向の振動子最大長はシース外径を２．４ｍｍφ、そのシース外径中に配置させる圧電エレメント幅は１．５ｍｍ程度に抑える必要がある。
【００１４】
この場合、前述した公報に提案しているリング型送信用圧電エレメントとその内円部に円板状受信用圧電エレメントを配置したトランスデューサ構造を小型化したのでは、高調波受信感度に大きな影響を及ぼす送信用超音波振動子の開口面積を大きくとれないために、細径プローブは、短冊形開口にせざるを得ない。
【００１５】
この場合、従来の―体型では、基本波送受信のための短冊形開口の縦横比が１からずれるにつれて、中心軸音場の最終ピーク点、すなわち音響焦点における音圧は大きく変動し、近距離音場におけるピーク点での音圧よりも小さくなる場合があることが知られている。
【００１６】
これは、最終ピーク点、即ち音響焦点近傍における超音波診断像の輝度が得られなかったり、近距離音場領域に存在するバルーン壁等による多重反射の影響を受け、良質なＢモード像が得られないことを意味している。
【００１７】
従って、矩形開口でありながら中心軸音場の最終ピーク点、即ち音響焦点における音圧が近距離音場領域におけるピーク音圧よりも出来るだけ大きくする必要がある。
【００１８】
これに対し高調波を用いる時の音場は、この様なことが起こりにくく、縦横比が３前後であっても音圧ピーク点は中心軸音場の最終ピーク点近傍に存在する。
【００１９】
更に、高周波を扱う為に、圧電エレメントの厚さは薄くなり、細径プローブへの適用を前提としているので、圧電エレメントの主面の寸法が小さくなる。
【００２０】
この圧電エレメントの厚さが薄くなり、寸法が小さくなると、信号入出力用ワイヤの接続点の質量の影響を顕著に受けるようになり、送受信する超音波音場の対称性が悪くなったり、感度が低下する。従って圧電振動子の振動方向に対する質量負荷を極力低減させる必要がある。
【００２１】
このような上記課題を解決した超音波プローブを前述の本件出願人の先の出願で提案しているが、この提案された超音波プローブで平均的には上記課題が改善されるが、一部、製造工程のバラツキによって、上記課題を解決しきれずに不良となる確率が高いことが判明した。
【００２２】
また、信号入出力用のワイヤの配線の後に、ダンピング形成を行うので、ダンピング形成によって配線が変形してショートしないように細心の注意を払う配線作業が求められ、作業効率の低下となっている。
【００２３】
さらに、従来のプローブは、硬性長の短縮という技術課題がある。前述したように、細径プローブを内視鏡の鉗子孔に挿通させるが、内視鏡が軟性鏡の場合、自由自在に多方向に出来るだけ小さな曲率半径で湾曲する機能が必要とされている。
【００２４】
この湾曲の曲率半径を小さくすることに対して、内視鏡内に構成された部材の硬性長であり、特に鉗子孔を挿通させる鉗子や細径プローブの硬性長は、鉗子孔の内径が細いので直接湾曲径に影響を及ぼす。この為に内視鏡用の細径プローブの硬性長を極力短くすることが求められる。
【００２５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、受信超音波を高感度、高選択性で検出でき、しかも音響焦点が生体組織の程良い位置に来るようにできると共に、製造の歩留まりが高く硬性長が短く湾曲性に優れた超音波トランスデューサと超音波トランスデューサの製造方法を提供することを目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波トランスジューサは、送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を有する超音波トランスデューサであって、前記送信用圧電振動子と前記受信用圧電振動子のそれぞれの一方の主面に設けられた接地電極が共通の接地状態になるように設けられた共通接地電極と、前記送信用圧電振動子の他方の主面に設けられた入力側電極と、前記受信用圧電振動子の他方の主面に設けられた出力側電極と、前記一方及び前記他方の主面に直交する前記超音波トランスデューサの側面であって信号制御用ケーブルが接続される側面に設けられ、前記共通接地電極の断層面に露出された一端部に接続された接地配線電極と、前記信号制御用ケーブルが接続される側に設けられ、前記入力側電極の断層面に露出された一端部に接続された入力側配線電極と、前記信号制御用ケーブルが接続される側に設けられ、前記出力側電極の断層面に露出された一端部に接続された出力側配線電極と、を有することを特徴としている。
【００２７】
更に、本発明の超音波トランスデューサの前記送信用圧電振動子は、基本波超音波を生成し送信する一対の送信用圧電振動子エレメントであり、前記受信用圧電振動子は、前記一対の送信用圧電振動子エレメントとほぼ同一面内で、且つ、前記一対の送信用圧電振動子エレメントに挟まれるように配置された高調波超音波を受信する受信用圧電振動子エレメントからなることを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の超音波トランスデューサの製造方法は、表面にシリンドリカルな凸面部を有した音響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ用樹脂材料を注型硬化し、その硬化した音響レンズの表面を平滑化する音響レンズ成形工程と、前記音響レンズ成形工程で、成型平滑化された音響レンズ表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程と、前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面に、一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟まれて配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成された高調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合工程と、前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接合された基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着剤注入塗布工程と、前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着剤にて、前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の表面にダンピング層シートを接合するダンピング層シート接合工程と、前記ダンピング層シート接合工程のダンピング層シートの接合固化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、所定の形状寸法に裁断する裁断工程と、前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した前記共通電極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記入出力電極膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の一部にそれぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程と、前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外部電極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシールド線と信号線を接続するケーブル接続工程と、前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去してハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定するハウジング装填工程と、からなることを特徴としている。
【００２９】
本発明は、送受信分離型構造で、超音波の高調波を高感度・高選択性で検出出来、しかも音響焦点が生体組織の程良い位置に来るように設定できる。また、超音波の深達度も大きくとれ、かつ、軟性内視鏡の鉗子孔に挿通した時、湾曲径に影響する硬性長を短縮できる超音波トランスデューサが得られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。最初に図１乃至図４を用いて、本発明の第一の実施形態の超音波トランスデューサを説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサを用いた細径プローブの断面図、図２は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの基本構成を示す断面図、図３は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの詳細構成を示す断面図、図４は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサをハウジングに収納した状態を示す断面図である。
【００３１】
図１を用いて、本発明の超音波トランスデューサである超音波振動子１を細径プローブに組み込んだ状態を説明する。
【００３２】
超音波振動子１は、超音波送受面側を開放したハウジング９に内蔵されている。この超音波振動子１を内蔵したハウジング９は、音響カプラー液３を満たした超音波透過性に優れたバルーン２内に収納固定されている。前記超音波振動子１には、シース５に内装されると共に、ケーブル埋設管３２に内蔵された信号制御用２芯同軸ケーブル６が接続されている。この信号制御用２芯同軸ケーブル６を内装したケーブル埋設管３２の端部は、ハウジング９に固定されると共に、回転支持手段４、例えば、ボールベアリングの回動部に固定される。この回転支持手段４の外周側には、バルーン２と、ケーブル埋設管３２を被覆するシース５の端部が密着固定されて、バルーン２内の音響カプラー液３が漏洩されないようになっている。
【００３３】
つまり、信号制御用２芯同軸ケーブル６を内蔵したケーブル埋設管３２を回動させると、回転支持手段４を介して、バルーン２内のハウジング２と超音波振動子１が回動するようになっている。
【００３４】
前記超音波振動子１は、図２に示すように、一対の両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子（以下、送信用圧電振動子と称する）１１ａ，１１ｂと、この基本波送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂにほぼ同一面上で、かつ挟まれるように配置され、両主面に電極が形成された高調波受信用圧電振動子（以下、受信用圧電振動子と称する）１２が、前記基本波送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂが形成する送信超音波７（図１参照）による音場の中心軸と、高調波受信用圧電振動子１２が形成する受信超音波８による音場の中心軸が一致するように配置されている。
【００３５】
また、前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの背面には、送信超音波振動子としての共振尖鋭度Ｑが２〜４程度になる柔軟性エポキシ樹脂にアルミナ等の粉末を分散させた送信振動子用ダンピング層１３が、また、前記受信用圧電振動子１２の背面には、受信超音波振動子としての共振尖鋭度Ｑが４〜８程度になる受信振動子用ダンピング層１４が配設されている。なお、受信振動子用ダンピング層１４の材質は、前記送信振動子用ダンピング層１３とは異なる組成のエポキシ樹脂にアルミナ等の粉末を分散したものである。
【００３６】
前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２の超音波送受信面側に音響レンズ１５が接合されている。
【００３７】
この音響レンズ１５の送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２と接する面には、前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２の超音波送受信面側の電極が共通接地状態になるように図示していない導電層が設けられ、他面には、曲率半径Ｒ１６の凹面が形成されている。
【００３８】
なお、図２に示した超音波振動子１の断面図は、紙面に垂直方向にシリンドリカルに伸びた層状構造体をダイシングして現したものである。
【００３９】
この超音波振動子１の送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２の各電極と外部配線電極について、図３を用いて説明する。なお、図３（ａ）は超音波振動子１の側面から見た層状平面図で、図中矢印Ａ方向から前記信号制御用２芯同軸ケーブル６が接続される。図３（ｂ）は超音波振動子１の信号制御用２芯同軸ケーブル６が接続される側の層状平面図で、図３（ｃ）は図３（ａ）に示した超音波振動子１を裏面から見た層状平面図である。
【００４０】
前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの超音波送信面側には、送信振動子用接地電極１７ａ，１７ｂが設けられ、この送信振動子用接地電極１７ａ，１７ｂが設けられた超音波送信面側の反対面側には、送信振動子用入力側電極１８ａ，１８ａが設けられている。
【００４１】
前記受信用圧電振動子１２の超音波受信面側には、接地電極２４が設けられ、この接地電極２４が設けられた超音波受信面側の反対面には、受信振動子用出力側電極２３が設けられている。
【００４２】
前記音響レンズ１５の送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂと受信用圧電振動子１２の超音波送受信面側と接する面には、共通接地電極１７１が設けられている。
【００４３】
この音響レンズ１５の共通接地電極１７１は、前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの送信振動子用接地電極１７ａ，１７ｂと受信用圧電振動子１２の接地電極２４と接合され、断層面に露出されている。この音響レンズ１５の共通電極１７１の断層面に露出された一端部には、図３（ｂ）に示すように、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６が接続する側の略中央部分に接地配線電極２２が設けられている。
【００４４】
前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの送信振動子用入力側電極１８ａ，１８ｂが露出した電極断層部には、送信振動子用入力側引出配線２０が接続配置されている。この送信振動子用入力側引出配線２０は、送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの送信振動子用入力電極１８ａ，１８ｂを同電位とすると共に、図３（ｂ）に示すように、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６が接続する側の図中左側に設けた送信振動子用入力側配線電極２１へと延在接続されている。
【００４５】
また、図３（ｃ）に示すように、前記送信振動子用入力側引出配線２０と反対側の側面に露出した電極断層部には、前記受信用圧電振動子１２の受信振動子用出力電極２３に接続された受信振動子用出力引出配線２４１が配線され、図３（ｂ）に示すように、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６が接続する側の図中右側に設けた受信振動子用出力側配線電極２５へと延在接続されている。
【００４６】
つまり、送信振動子用入力側電極１８ａ，１８ｂと受信振動用出力側電極２３及び共通接地電極１７１に対して、ほぼ鉛直方向に断層面に送信振動子用入力側引出配線２０、送信振動子用入力側配線電極２１、受信振動子用出力側引出配線２４１、受信振動子用出力側配線電極２５、及び共通接地電極１７１が設けられている。
【００４７】
このような構成の超音波振動子１を前記ハウジング９への収納と信号制御用２芯同軸ケーブル６との接続について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は超音波振動子の前記信号制御用２芯同軸ケーブル６と接続される送信振動子用入力側配線電極２１、接地配線電極２２、及び受信振動子用出力側配線電極２５が設けられた側から見た平面図で、図４（ｂ）は信号制御用２芯同軸ケーブル６が送信振動子用入力側配線電極２１、接地配線電極２２、及び受信振動子用出力側配線電極２５に接続された超音波振動子を側面から見た平面図である。
【００４８】
前記送信振動子用入力側配線電極２１、接地配線電極２２、及び受信振動子用出力側配線電極２５が設けられた超音波振動子１は、断面が略半円筒形状の金属部材で形成されたハウジング２６の内側に収納し、封止樹脂２７で固着内蔵される。この時、超音波振動子１の音響レンズ１５の凹面、すなわち、送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂ及び受信用圧電振動子１２の超音波送受信面側がハウジング２６の開口側となるように収納配置する。
【００４９】
このハウジング２６は、図４（ｂ）に示すように、超音波振動子１の送信振動子用入力側配線電極２１、接地配線電極２２、及び受信振動子用出力側配線電極２５が位置する側の外側には、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６が挿通されるケーブル埋設管３２が設けられ、このケーブル埋設管３２が設けられたハウジング２６の内側には、接地部３１が設けられている。このケーブル埋設管３２と接地部３１は、電気的に同電位となっている。
【００５０】
このケーブル埋設管３２に挿通された前記信号制御用２芯同軸ケーブル６の接地用のシールド線２８は、前記接地部３１と前記超音波振動子１の接地配線電極２２に接続される。また、前記ケーブル埋設管３２に挿通された前記信号制御用２芯同軸ケーブル６の一方の芯線である受信振動子用出力信号ケーブル２９は、前記超音波振動子１の受信振動子用出力側配線電極２５に接続され、他方の芯線である送信振動子用入力信号ケーブル３０は、前記超音波振動子１の送信振動子用入力側配線電極２１に接続される。
【００５１】
つまり、ケーブル埋設管３２を送通させた信号制御用２芯同軸ケーブル６のシールド線２８は、ハウジング２６の接地部３１と超音波振動子１の接地配線電極２２に接続し、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６の一方の芯線である受信振動子用出力信号ケーブル２９を前記超音波振動子１の受信振動子用出力側配線電極２５に接続し、他方の芯線である送信振動子用入力信号ケーブル３０を前記超音波振動子１の送信振動子用入力側配線電極２１に接続した後、超音波振動子１は、ハウジング２６内に封止樹脂２７で封止固着される。これにより、信号制御用２芯同軸ケーブル６の各芯線である信号ケーブル２９，３０とシールド線２８は、ハウジング２６に密閉固着される。
【００５２】
このようにして信号制御用２芯同軸ケーブル６に接続され、かつ、ハウジング２６に封止固着された超音波振動子１は、図１に示すように、ケーブル埋設管３２を前記回転支持手段４であるボールベアリングの回動部の内径に固定し、超音波振動１とハウジング２６を音響カプラー液３が充填されたバルーン２に収納し、かつ、バルーン２と回転支持手段４との接続部分をシース５で覆うことで、超音波プローブが形成できる。
【００５３】
このような超音波振動子１を有した超音波プローブは、信号制御用２芯同軸ケーブル６の送信振動子用入力信号ケーブル３０とシールド線２８との間に供給されたインパルスやバースト波駆動信号は、接地配線電極２２と送信振動子用入力側配線電極２１から送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの接地電極１７ａ，１７ｂと送信振動子用入力電極１８ａ，１８ｂの間に入力される。
【００５４】
これによって一対の送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂは、送信用圧電振動子の共振周波数近傍で超音波振動し、音響レンズ１５の曲率半径Ｒ１６に依存する基本波集束超音波である送信超音波７が生体対象物に送信される。
【００５５】
この送信超音波７の伝播時、或いは造影剤バブルの破裂や共振で発生する高調波を含んだエコー信号である受信超音波８が、その共振周波数が高調波周波数近傍にある受信用圧電振動子１２によって受信される。この受信用圧電振動子１２は、受信された受信超音波８との共振特性によって、高調波成分が選択的に圧電変換され、受信振動子用出力電極２３と接地電極２４の間に生じた高調波信号は、受信振動子用出力側配線電極２５と接地配線電極２２に接続された信号制御用２芯同軸ケーブル６の受信振動用出力信号ケーブル２９とシールド線２８へと出力される。
【００５６】
このような超音波振動子の動作において、前記送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂの共振周波数近傍での超音波振動は、その振動方向に機械的な負荷があると、その質量負荷効果によって共振周波数や共振抵抗が変化する。
【００５７】
一方、前記受信用圧電振動子１２は、その共振周波数が、基本波周波数の整数倍の高調波周波数に合うように設計されているが、その振動方向に機械的な負荷があると、基本波周波数の整数倍からはずれ、高調波信号が効率良く共振しなくなる。
【００５８】
しかし、本発明の超音波振動子は、送信用圧電振動子１１ａ，１１ｂ及び受信用圧電振動子１２の前面には音響レンズ１５、背面にはダンピング層１３、１４のみの超音波振動子としての基本構造部材のみが配置することができ、超音波駆動入力及び出力信号配線や、その配線を電極に接続するための半田等の導電部材は一切存在しない状態を得ることができる。
【００５９】
したがって、前記受信用圧電振動子１２の共振周波数を容易に基本波周波数の整数倍の高調波周波数に合わせることが出来、常に良好な送受信感度が得られるようになる。
【００６０】
さらに、従来、質量負荷効果の軽減を目的にワイヤボンドで軽量配線をしたとしても、配線の中継部が別に必要になり、細径プローブの長軸方向の長さが長くなってしまい、前記した硬性長を増加させることになるが、本発明の超音波振動子は、送信振動子用入力側引出配線２０、受信振動子用出力側引出配線２４１、を帯状の薄膜とすることで、硬性長の短縮が可能となる。
【００６１】
さらに本発明は、ダンピング層形成が容易となる。圧電振動子面上に半田点等の凹凸部が無いのでシート状のダンピング層を接着等の方法で容易に接合出来る為に、加工組み立てが安易となり、バラツキの少ない超音波細径プローブが生成できる。
【００６２】
次に、本発明の超音波トランスデューサである超音波振動子と信号制御用２芯同軸ケーブル６との接続の変形例を図５を用いて説明する。
【００６３】
図５（ａ）は超音波振動子の長軸方向から見た平面図で、図５（ｂ）は信号制御用２芯同軸ケーブル６を送信振動子用入力側電極１８、共通接地電極１７１、及び受信振動子用出力側電極２３に接続された超音波振動子を側面から見た平面図である。なお、前述の図１乃至図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００６４】
この超音波振動子の長軸方向の一方の側面には、前記送信用圧電素子１１ａ，１１ｂの送信振動子用入力電極１８ａ，１８ｂに接続された前記送信振動子用入力側引出配線２０に変わって、送信振動子用入力電極パッド３５が設けられている。この送信振動子用入力電極パッド３５は、超音波振動子の断層面に露出した前記送信用振動子用入力電極１８ａ，１８ｂにまたがって設けられている。更に、超音波振動子の断層面に露出した前記共通接地電極１７１に接続された接地配線電極２２に変わって、共通接地電極パッド３４が設けられている。
【００６５】
また、超音波振動子の長軸方向の他方の側面には、超音波振動素子の断層面に露出した受信振動子用出力電極２３に接続された受信振動子用出力側引出配線２４１に変わって、受信振動子用出力電極パッド３３が設けられている。
【００６６】
このような構成の超音波振動子をハウジング２６に収納する際に、共通接地電極パッド３４は、接地配線３７を介してハウジング２６に接続し、送信振動子用出力電極パッド３６には、送信振動子用入力ケーブル３０の送信振動子用入力信号線４０が半田付け３９で接続されると共に、この送信振動子用入力ケーブル３３をシールドしているシールド線３８をハウジング２６に接続し、受信振動子用出力電極パッド３３には、受信振動子用出力ケーブル３１の図示していない受信振動用出力信号線が半田接続されると共に、この受信振動子用出力ケーブル３１をシールドしているシールド線３６をハウジング２６に接続する。
【００６７】
この送信振動子用入力ケーブル３０と受信振動子用出力ケーブル３１は、ハウジング２６から導出される位置から束ねられてケーブル埋設管３２に埋設されて、封止樹脂２７でハウジング２６内に封止固着され、前記ケーブル埋設管３２を前記回転支持手段４であるボールベアリングの回動部に固定支持される。
【００６８】
つまり、共通接地電極１７１、送信振動子用入力側電極１８ａ，１８ｂ、受信振動子用出力側電極２３にそれぞれ接続された共通接地電極パッド３４、送信振動子用入力電極パッド３５、受信振動子用出力電極パッド３３を設けている。これら送信振動子用入力電極パッド３５に送信振動子用入力ケーブル３０の送信振動用入力信号線４０、受信振動子用出力電極パッド３３に受信振動子用出力ケーブル３１の受信振動子用出力信号線、及び共通接地電極パッド３３、送信振動子用入力ケーブル３０と受信振動子用出力ケーブル３１のシールド線３６，３７，３８がハウジング２６に接続されるようになっている。
【００６９】
なお、前記送信振動子用入力ケーブル３０と受信振動子用出力ケーブル３１に代えて、前記信号制御用２芯同軸ケーブル６を用いても良い。ただし、信号制御用２芯同軸ケーブル６を用いた場合には、送信振動子用入力信号線がハウジング２６のケーブル埋設管３２の位置から送信振動子用入力電極パッド３５までの間でノイズ侵入を防止するためのシールドの配慮が必要となることは明らかである。
【００７０】
この超音波振動子の変形例により、信号制御用同軸ケーブルを超音波振動子の側面の断層面に露出し送信振動子用入力側電極１８、受信振動子用出力側２３、及び共通接地電極１７１にそれぞれ直接設けた電極パッド３３，３４，３５に直接接続するために、信号制御用同軸ケーブルの中継配線を不要とするため硬性長を更に短縮ことが可能になる。
【００７１】
また、この変形例の構造においても、圧電振動子の表面上にワイヤを全く使用していないので、前述の第１の実施形態と同様に質量負荷は軽減でき、不要振動のない圧電振動を実現出来る。
【００７２】
すなわち、受信用圧電振動子１２の共振周波数を容易に送信用圧電振動子の共振周波数の整数倍、即ち高調波の周波数に合わすことはでき、大きな送受信感度が得られるようになる。
【００７３】
次に本発明の超音波振動子の製造方法を図６乃至図８を用いて説明する。図６（ａ，ｂ）に示すように、表面の一部にシリンドリカルな凸面４２と平滑面４３からなるシリンドリカル音響レンズ型台４１を準備する。図６（ａ）はシリンドリカル音響レンズ型台４１の長軸方向の側面から見た平面で、図６（ｂ）はシリンドリカル音響レンズ型台４１の長軸方向から見た平面図である。
【００７４】
このシリンドリカル音響レンズ型台４１を図６（ｃ，ｄ）に示すように、箱形状のレンズ材料形成型４４の底部に配置する。図６（ｃ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置した際の長軸方向の側面から見た平面図で、図６（ｄ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置した際の長軸方向から見た平面図である。
【００７５】
レンズ材料形成型４４に配置したシリンドリカル音響レンズ型台４１の凸面２２と平滑面４３の表面、及びレンズ材料形成型４４の内壁面に離型剤を塗布した後、図６（ｅ）に示すように、最終的に音響レンズ１５となる樹脂４５をレンズ材料形成型４４の開口端まで注入し、そのレンズ樹脂４５が硬化した後、表面を平滑に研削する。
【００７６】
このレンズ樹脂４５の研削された表面に、図６（ｆ）に示すように、スパッタリング、無電解めっき、または蒸着等の手段で電極膜４６を形成する。
【００７７】
この電極膜４６の表面に、両主面に電極が形成された短冊状の一対の送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂと、受信用圧電振動子４８を粘性の小さなエポキシ系接着剤で図６（ｇ）に示すように長軸方向に配置接着する。この送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂは、前記凸面４２の頂点を中心に所定の間隔で前記電極膜４６に配置し、その送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂの間に受信用圧電振動子４８が配置される。
【００７８】
次に、前記送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂと受信用圧電振動子４８の表面に図６（ｈ，ｉ）に示すように、電極箔５１ａ，５１ｂ，５２を接合させる。図６（ｈ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合された際の長軸方向の側面から見た平面図で、図６（ｄ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合された際の長軸方向から見た平面図である。
【００７９】
この電極箔５１ａ，５１ｂ，５２は、後述する断層面に露出する電極断層部となり確実に外部電極を接合させるためのものであり、圧電振動子４７ａ，４７ｂ，４８自体の電極だけで後述する外部電極５８，５９，６０が確実に導通接続できるのであれば必ずしも必要ではない。
【００８０】
次に、図７（ｊ，ｋ）に示すように前記送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂと受信用圧電振動子４８との厚さの差によって出来た溝状窪みに、適度の弾力性があるエポキシ接着剤をディスペンサーを用いて、多少はみ出す程度に注型して弾力接着剤層５３を形成する。図７（ｊ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合され、更に弾力接着剤層５３を形成した際の長軸方向の側面から見た平面図で、図７（ｋ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合され、更に弾力接着剤層５３を形成した際の長軸方向から見た平面図である。
【００８１】
この弾力接着剤層５３が形成された直後に、例えばフェライト粉末をネオプレンゴムに分散したシート状ダンピング層５４を、図７（ｌ，ｍ）に示すように、前記送信用圧電素子４７ａ，４７ｂの電極箔５１ａ，５１ｂ上に積層されるように、前記弾力接着剤層５３のはみ出した弾力性接着剤で接着する。図７（ｌ）はシート上ダンピング層５４を形成したレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合された際の長軸方向の側面から見た平面図で、図６（ｄ）はレンズ材料形成型４４に前記シリンドリカル音響レンズ型台４１を配置し、送受信用圧電素子４７ａ，４７ｂ，４８に電極箔５１ａ，５１ｂ，５２が接合された際の長軸方向から見た平面図である。
【００８２】
このようにして、レンズ材料形成型４４に載置させたシリンドリカル音響レンズ型台４１の上面に、レンズ樹脂４５を注入硬化し、そのレンズ樹脂４５の表面に電極膜４６を形成させた後、送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂと受信用圧電振動子４８を長軸方向に設けると共に、更に、その送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂの上面に電極膜５１ａ，５１ｂと受信用圧電振動子４８の上面に電極膜５２を形成し、その送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂと受信用圧電振動子４８の上面の電極膜５１ａ，５１ｂ、５２の上面にシート状のダンピング層５４が設けられた長尺の超音波振動形成部材が生成される。この長尺超音波振動形成部材の状態で、前記レンズ材料形成型４４から取り出す。
【００８３】
このレンズ材料形成型４４から取り出された長尺超音波振動形成部材は、図７（ｎ）に示すように、長軸方向の所定の間隔のダイシング線５５１，５５２，５５３，５５ｎでダイシングを行う。このダイシング線５５１〜５５ｎでダイシングされたダイシング面は、図７（ｏ）示すように、シリンドリカル音響レンズ型台４１、レンズ樹脂４５、電極膜４６、送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂ、受信用圧電振動子４８、電極膜５１ａ，５１ｂ，５２、弾力接着剤層５３、及びダンピング層５４の断層面が得られる。
【００８４】
このダイシング線５５１〜５５ｎでダイシング後、図７（ｏ）に示すダイシング線５６，５７で長軸方向にダイシングする。つまり、送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂの長軸方向の両側面からダイシングして、超音波振動子チップが形成される。この長軸方向のダイシング面には、シリンドリカル音響レンズ型台４１、レンズ樹脂４５、電極膜４６、送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂ、電極膜５１ａ，５１ｂ、及びダンピング層５４の断層面が得られる。
【００８５】
すなわち、図７（ｎ，ｏ）で説明したダイシング後は、図７（ｐ）に示す超音波振動子チップが生成される。
【００８６】
この超音波振動子チップに、図７（ｑ）に示すように、長軸方向と直交する方向のダイシング面に露出している受信用圧電振動子４８の電極膜５２に受信用圧電振動子電極導通外付け電極５８、送信用圧電振動子４７ａ，４７ｂの電極膜５１ａ，５１ｂに送信用圧電振動子電極導通外付け電極５９、及び電極膜４６に共通接地電極外付け電極６０を形成する。なお、図７（ｑ）には、送信用圧電振動子電極導通外付け電極５９は、送信用圧電振動子４７ｂの電極膜５１ｂにのみ接続された状態が示されているが、送信用圧電振動子４７ａの電極膜５１ａは、送信用圧電振動子４７ｂの電極膜５１ｂと電気的に接続同電位となっていることは明らかである。
【００８７】
前記超音波振動子チップからシリンドリカル音響レンズ型台４１を除去して、各電極膜５１ａ，５１ｂ，５２，４６に電極導通外付け電極５８、５９、６０を設けた超音波振動子チップに、図７（ｒ）に示すように、受信用圧電振動子電極導通外付け電極５８に受信用圧電振動子４８を駆動させる駆動信号ケーブル６２、送信用圧電振動子電極導通外付け電極５９に送信信号ケーブル６１、及び共通接地電極外付け電極６０に接地配線６３を接続する。また、このようにして、超音波振動子チップに信号ケーブルを接続後、図８に示すように、ハウジング６６内に装填し、前記受信信号ケーブル６１のシールド線６４と、駆動信号ケーブル６２のシールド線６５、及び設置配線６３をハウジング６６に接地接続した後に、封止樹脂６７で封止することで、超音波振動子が生成できる。
【００８８】
このような製造方法で生成された超音波振動子は、送信用圧電振動子及び受信用圧電振動子の前面には音響レンズ、背面にはダンピング層のみの超音波振動子としての基本構造部材のみが配置することができ、超音波駆動入力及び出力信号配線や、その配線を電極に接続するための半田等の導電部材は一切存在しない状態を得ることができ、受信用圧電振動子の共振周波数を容易に基本波周波数の整数倍の高調波周波数に合わせることが出来、良好な送受信感度が得られる。
【００８９】
また、圧電振動子電極導通外付け電極を断層面に露出している電極膜に設けることで、硬性長の短縮が可能となる。
【００９０】
なお、前述の説明で、音響レンズは、直接圧電振動子に接するとしたが、両者の間に平面平板状の音響整合層を１層以上配設した構造としても良い。但しこの場合は、圧電振動子に接する音響整合部材の圧電振動子に接する面には、導電膜を形成するか、音響整合層の材料そのものが例えばカーボンガラスの様な高導電材料にする必要がある。
【００９１】
また帯状外部電極も必ずしも直線状である必要はなく、状況に応じてカーブした帯状電極であっても構わない。更に、２芯同軸ケーブルは、２芯を束ねる様にシールド線が覆っていてもよいし、２芯のそれぞれがシールド線を有していても良いことは明らかである。
【００９２】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００９３】
（付記１）
両主面の略全面に電極が形成された複数の圧電振動子と、これら圧電振動子それぞれの一方の電極を接地する接地手段と、前記複数の圧電振動子の他方の電極に超音波送信入力信号または超音波受信出力信号を入出力する超音波入出力手段とからなる超音波トランスデューサにおいて、
前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極を共通接合して延在させた共通接地電極と、
前記複数の圧電振動子のそれぞれの他方の電極に接合して延在させた送受信入出力電極と、
前記共通接地電極と、送受信入出力電極のそれぞれの端部に設けられ、かつ、これら電極に対して鉛直方向に設けられた外部電極と、
を具備し、前記共通接地電極の外部電極に前記接地手段を接続し、前記送受信入出力電極の外部電極に前記超音波入出力手段を接続することを特徴とした超音波トランスデューサ。
【００９４】
（付記２）
前記複数の圧電振動子は、基本波超音波を生成送信する一対の送信用圧電振動子エレメントと、この一対の圧電振動子エレメントとほぼ同一面内で、かつ、前記一対の圧電振動子エレメントに挟まれるように配置された高調波超音波を受信する受信用圧電振動子エレメントからなることを特徴とした付記１記載の超音波トランスデューサ。
【００９５】
（付記３）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材の表面に形成した電極膜であることを特徴とする付記１に記載された超音波トランスデューサ。
【００９６】
（付記５）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置したバルク導電性部材であることを特徴とする付記１に記載された超音波トランスデューサ。
【００９７】
（付記６）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材が音響レンズであることを特徴とする付記３に記載された超音波トランスデューサ。
【００９８】
（付記７）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材が音響整合層であることを特徴とする付記１に記載された超音波トランスデューサ。
【００９９】
（付記８）
前記共通接地電極の前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材であるバルク導電性部材がグラッシーカーボンであることを特徴とする付記５に記載された超音波トランスデューサ。
【０１００】
（付記９）
前記一対の圧電振動子エレメントの駆動信号入力側電極の端部において、前記駆動信号入力側電極に対し鉛直で、かつ、同電位とする外部電極を設けたことを特徴とする付記２に記載した超音波トランスデューサ。
【０１０１】
（付記１０）
前記外部電極は、該外部電極が形成された面から他の面へ屈曲して帯状に引きまわされていることを特徴とする付記１に記載の超音波トランスデューサ。
【０１０２】
（付記１１）
前記外部電極に、同軸ケーブルを介して、駆動制御装置が直接接続されたことを特徴とする付記１または付記１０に記載の超音波トランスデューサ。
【０１０３】
（付記１２）
表面にシリンドリカルな凸面部を有した音響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ用樹脂材料を注型硬化し、その硬化された音響レンズの表面を平滑化する音響レンズ成形工程と、
前記音響レンズ形成工程で、成形平滑化した音響レンズ表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程と、
前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面に、一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟まれて配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成された高調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合工程と、
前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、
前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接合された基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着剤注入塗布工程と、
前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着剤にて、前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の表面にダンピング層シートを接合するダンピング層シート接合工程と、
前記ダンピング層シート接合工程のダンピング層シートの接合固化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、所定の形状寸法に裁断する裁断工程と、
前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した前記共通電極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記入出力電極膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の一部にそれぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程と、
前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外部電極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシールド線と信号線を接続するケーブル接続工程と、
前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去してハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定するハウジング装填工程と、
からなることを特徴とした超音波トランスデューサの製造方法。
【０１０４】
本発明の超音波トランスデューサは、、配線用ワイヤを一切用いず、圧電振動子、音響レンズ、音響整合層及びダンピング層等が積層された構造を全層一括裁断した時の栽断面に露出する電極エッジ断面に鉛直に接触するように外部電極と共通接地電極を設けたことにより、圧電振動子の振動方向に一切質量負荷が存在しない為に、圧電振動子の共振周波数のシフトが生ずることもなく、基本超音波送信用圧電振動子の２又は３倍の周波数の高調波受信用圧電振動子用の共振周波数を生じさせることができ高調波受信感度が向上する効果を有する。
【０１０５】
また、ダンピング層の形成が容易で、配線同士のショートによる事故の生じる虞もなく、更に、ワイヤを用いないので中継基板を必要しないために、硬性長が短くでき、湾曲径を低下させる要望を実現可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサを用いた細径プローブの断面図。
【図２】 本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの基本構成を示す断面図。
【図３】 本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの詳細構成を示す断面図。
【図４】 本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサをハウジングに収納した状態を示す断面図。
【図５】 本発明の他の実施形態に係る超音波トランスデューサをハウジングに収納した状態を示す断面図。
【図６】 本発明に係る超音波トランスデューサの製造方法を説明する説明図。
【図７】 本発明に係る超音波トランスデューサの製造方法を説明する説明図。
【図８】 本発明に係る超音波トランスデューサのハウジング収納状態を説明する説明図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic transformer used for harmonic imaging ultrasonic diagnosis. De And the ultrasonic transformer De The present invention relates to a manufacturing method for a user.
[0002]
[Prior art]
Insert through the forceps hole of the endoscope, project the ultrasonic transducer mounting part from the distal end of the insertion part, and contact the living tissue, for example, the stomach wall, and the deep information of the stomach wall, for example, the layered structure of the mucous membrane with high resolution Ultrasound diagnostic techniques for imaging ultrasound images are gaining importance.
[0003]
For such ultrasonic diagnosis, for example, a small-diameter probe made of a strip-shaped piezoelectric vibrator and having a center frequency of 30 MHz has been commercialized.
[0004]
In this small-diameter probe, by transmitting and receiving ultrasonic waves at the center frequency, a good resolution corresponding to the frequency is obtained, but on the other hand, the detectable depth (depth) decreases, and the diagnostic area is reduced. This leads to narrowing and results in a reduction in the quality of diagnosis. Therefore, an improvement to improve the resolution without causing a decrease in the depth of penetration is desired. Specifically, it has a spatial resolution corresponding to a frequency of 30 MHz or higher and is expected to achieve a depth of penetration similar to that of a fundamental wave corresponding to a frequency of 15 MHz or lower.
[0005]
On the other hand, as a new diagnostic modality in the field of extracorporeal ultrasonic diagnosis, harmonic imaging diagnostic methods have been in the spotlight.
[0006]
In this harmonic imaging diagnostic method, (1) when an ultrasonic wave propagates through a living body, harmonics superimposed on the fundamental ultrasonic wave are separated by various methods under the influence of nonlinearity of the living tissue, and the separated harmonics are separated. Tissue harmonic imaging that uses wave signals to image, and (2) injecting contrast agent bubbles into the body, receiving harmonics generated when bubbles burst by irradiation of transmitted ultrasound, The superimposed harmonics are separated by various methods, and classified into a contrast harmonic imaging method in which images are generated using the separated harmonic signals.
[0007]
All of these methods have a better S / N than a conventional B-mode tomogram, and it can be seen that a diagnostic image with a good resolution can be obtained, which contributes to an improvement in the diagnostic accuracy of medical diagnosis. . The characteristics of this harmonic are not only the effect of improving the contrast resolution by improving the S / N, but also the lateral direction by increasing the frequency by an integral multiple, that is, by improving the resolution in the depth direction or by reducing the beam width. The resolution can be improved and the attenuation of the ultrasonic wave can be suppressed to the same level as the fundamental wave.
[0008]
That is, for example, there is a great feature that the depth of penetration can be far away corresponding to the fundamental frequency while the resolution is about 30 MHz.
[0009]
Conventional ultrasonic transducers used in in-vitro harmonic imaging diagnostic apparatuses have used the same piezoelectric element for both fundamental wave transmission and harmonic wave reception. In this case, since the signal level of the harmonic signal is much lower than that of the fundamental wave, it is necessary to efficiently remove the fundamental wave component related to the degradation of the harmonic image. For this purpose, special techniques such as pulse inversion, phase inversion, and use of Gaussian pulses are used.
[0010]
On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-258879 proposes a transmission / reception separation type ultrasonic transducer for harmonic imaging that does not require these special techniques.
[0011]
This transmission / reception separated ultrasonic transducer for harmonic imaging consists of a ring-shaped piezoelectric element dedicated to fundamental wave transmission and a disk-shaped piezoelectric element dedicated to reception arranged in the inner circle, and the best combination of each piezoelectric material Therefore, it is possible to extract harmonic components with high sensitivity and high selectivity.
[0012]
In addition, the present applicant has proposed a structure for applying the basic structure of the transmission / reception separation type ultrasonic transducer to a thin-diameter probe used for deep velocity diagnosis of early gastric cancer in the application of Japanese Patent Application No. 2002-18878. .
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Since the small-diameter probe is inserted through the forceps hole of the endoscope, the outer diameter is limited. For example, in order to insert through a forceps hole of 2.8 mmφ, the maximum length of the vibrator in the rotational direction must be suppressed to a sheath outer diameter of 2.4 mmφ, and the width of the piezoelectric element disposed in the sheath outer diameter to about 1.5 mm. is there.
[0014]
In this case, downsizing the ring-type transmitting piezoelectric element proposed in the above-mentioned publication and the transducer structure in which the disk-shaped receiving piezoelectric element is arranged in the inner circle of the ring-shaped transmitting piezoelectric element has a large effect on harmonic reception sensitivity. Since the opening area of the transmitting ultrasonic transducer cannot be increased, the narrow-diameter probe must be formed into a strip-shaped opening.
[0015]
In this case, in the conventional-body type, as the aspect ratio of the rectangular aperture for fundamental wave transmission / reception deviates from 1, the final peak point of the central axis sound field, that is, the sound pressure at the acoustic focal point, fluctuates greatly. It is known that the sound pressure may be smaller than the sound pressure at the peak point in the field.
[0016]
This is because the brightness of the ultrasonic diagnostic image near the final peak point, that is, near the acoustic focal point, is not obtained, or multiple reflections by a balloon wall or the like existing in the near-field region, resulting in a good B-mode image. It means you ca n’t.
[0017]
Accordingly, it is necessary to make the final peak point of the central axis sound field, that is, the sound pressure at the acoustic focal point, as large as possible than the peak sound pressure in the short-distance sound field region while being a rectangular opening.
[0018]
On the other hand, this is unlikely to occur in the sound field when using harmonics, and even if the aspect ratio is around 3, the sound pressure peak point exists in the vicinity of the final peak point of the central axis sound field.
[0019]
Furthermore, in order to handle high frequency, the thickness of the piezoelectric element is reduced, and since it is premised on application to a small diameter probe, the size of the main surface of the piezoelectric element is reduced.
[0020]
When the thickness of this piezoelectric element is reduced and the dimensions are reduced, the mass of the connection point of the signal input / output wire is significantly affected, and the symmetry of the ultrasonic field to be transmitted / received deteriorates, and the sensitivity Decreases. Therefore, it is necessary to reduce the mass load with respect to the vibration direction of the piezoelectric vibrator as much as possible.
[0021]
An ultrasonic probe that has solved the above-mentioned problems has been proposed in the previous application of the applicant of the present application, but the above-mentioned problems are improved on average by the proposed ultrasonic probe, It has been found that due to variations in the manufacturing process, the above problem cannot be solved and there is a high probability of failure.
[0022]
In addition, since the damping formation is performed after the wiring of the signal input / output wires, the wiring work is required to pay close attention so that the wiring is not deformed and short-circuited by the damping formation, resulting in a reduction in work efficiency. .
[0023]
Furthermore, the conventional probe has a technical problem of shortening the hardness length. As described above, the small-diameter probe is inserted into the forceps hole of the endoscope. However, when the endoscope is a flexible mirror, a function of bending with a curvature radius as small as possible freely in multiple directions is required. .
[0024]
In contrast to reducing the radius of curvature of this curvature, the rigid length of the member configured in the endoscope, particularly the rigid length of a forceps or a small-diameter probe through which the forceps hole is inserted has a small inner diameter of the forceps hole. So it directly affects the bend diameter. For this reason, it is required to shorten the rigid length of the endoscope small-diameter probe as much as possible.
[0025]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can detect received ultrasonic waves with high sensitivity and high selectivity, and can make the acoustic focal point at a suitable position in the living tissue, and can be manufactured with a high yield. Ultrasonic transformer with short length and excellent curvature De A transducer and an ultrasonic transformer De The object is to provide a manufacturing method of a guest.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The ultrasonic transducer of the present invention is An ultrasonic transducer having a transmitting piezoelectric vibrator and a receiving piezoelectric vibrator, wherein a ground electrode provided on one main surface of each of the transmitting piezoelectric vibrator and the receiving piezoelectric vibrator has a common ground A common ground electrode provided to be in a state, an input side electrode provided on the other main surface of the transmitting piezoelectric vibrator, and an output side provided on the other main surface of the receiving piezoelectric vibrator An electrode and a side surface of the ultrasonic transducer orthogonal to the one main surface and the other main surface, provided on a side surface to which a signal control cable is connected, and at one end portion exposed to a tomographic surface of the common ground electrode The connected ground wiring electrode, the input side wiring electrode provided on the side to which the signal control cable is connected, and connected to one end exposed at the tomographic plane of the input side electrode, and the signal control cable Connected It is provided on a side, and an output-side wiring electrode connected to one end portion that is exposed to the tomographic plane of the output-side electrode, It is characterized by having.
[0027]
Furthermore, the ultrasonic transducer of the present invention For transmission Piezoelectric transducers generate fundamental ultrasonic waves Shi A pair of transmitting piezoelectric vibrator elements for transmission And the receiving piezoelectric vibrator is A pair of For transmission Substantially in the same plane as the piezoelectric vibrator element and the pair of For transmission It is characterized by comprising a receiving piezoelectric vibrator element for receiving harmonic ultrasonic waves arranged so as to be sandwiched between piezoelectric vibrator elements.
[0028]
Also, the ultrasonic transformer of the present invention De The manufacturing method of the user is to cast and cure the resin material for the acoustic lens on the lens mold on which the acoustic lens mold base having a cylindrical convex surface portion is placed, and to smooth the surface of the cured acoustic lens. An acoustic lens molding step, a common electrode film forming step for forming a common electrode film on the surface of the acoustic lens molded and smoothed in the acoustic lens molding step, and a common electrode film surface formed in the common electrode film formation step In addition, a pair of strip-shaped fundamental wave transmitting piezoelectric vibrators having electrodes formed on both principal surfaces thereof, and a single strip-shaped electrode disposed between the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrators, electrodes on both principal surfaces. A piezoelectric vibrator joining step for joining the harmonic receiving piezoelectric vibrator formed with an input electrode film on the surface of the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator joined in the piezoelectric vibrator joining step, and for receiving harmonics Output electrode film on the surface of the piezoelectric vibrator The gap and dimensional error between the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator and the harmonic receiving piezoelectric vibrator bonded to the electrode film surface are embedded and corrected in the input / output electrode film forming step and the piezoelectric vibrator joining step. An adhesive injection and application step for injecting and applying an adhesive; and an adhesive injected and applied in the adhesive injection and application step to form a damping layer on the surfaces of the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator and the harmonic wave receiving piezoelectric vibrator A damping layer sheet joining step for joining sheets, a cutting step for releasing from the lens forming mold and cutting into a predetermined shape dimension after joining and solidifying the damping layer sheet in the damping layer sheet joining step, and the cutting step External electrodes are respectively formed on the common electrode film formed in the common electrode film forming process exposed in the cut surface cut in step, and part of the end of the input / output electrode film generated in the input / output electrode film forming process. The external electrode forming step to be formed, the external electrode of the common electrode film formed in the external electrode forming step, and the coaxial cable for driving the transmitting piezoelectric vibrator and the receiving piezoelectric vibrator to the external electrode of the input / output electrode film After connecting the shield wire and the signal line of the coaxial cable in the cable connection step to the external electrode, the acoustic lens mold base is removed and stored in the housing, A housing loading step of sealing and fixing with a resin agent.
[0029]
The present invention is a transmission / reception separation type structure that can detect the harmonics of ultrasonic waves with high sensitivity and high selectivity, and can be set so that the acoustic focal point is at a better position in the living tissue. In addition, an ultrasonic transformer that has a large ultrasonic penetration depth and can shorten the rigid length that affects the bending diameter when inserted into the forceps hole of a flexible endoscope. De You get a juicer.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the ultrasonic transformer according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. De Describe the user. FIG. 1 shows an ultrasonic transformer according to the first embodiment of the present invention. De FIG. 2 is a cross-sectional view of a small-diameter probe using a fuser, and FIG. De FIG. 3 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the user. FIG. 3 shows an ultrasonic transformer according to the first embodiment of the present invention. De FIG. 4 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the user, and FIG. 4 is an ultrasonic transformer according to the first embodiment of the present invention. De It is sectional drawing which shows the state which accommodated the fuser in the housing.
[0031]
The ultrasonic transformer of the present invention is used with reference to FIG. De A state in which the ultrasonic transducer 1 which is a user is incorporated in a small-diameter probe will be described.
[0032]
The ultrasonic transducer 1 is built in a housing 9 with the ultrasonic transmission / reception surface opened. The housing 9 containing the ultrasonic transducer 1 is housed and fixed in a balloon 2 filled with the acoustic coupler liquid 3 and excellent in ultrasonic transmission. The ultrasonic transducer 1 is connected to a signal control two-core coaxial cable 6 that is housed in a sheath 5 and built in a cable burying tube 32. The end portion of the cable burying pipe 32 in which the signal control two-core coaxial cable 6 is housed is fixed to the housing 9 and is also fixed to the rotation support means 4, for example, a rotation portion of a ball bearing. On the outer peripheral side of the rotation support means 4, the balloon 2 and the end of the sheath 5 covering the cable embedding tube 32 are fixed in close contact so that the acoustic coupler liquid 3 in the balloon 2 is not leaked.
[0033]
That is, when the cable embedded tube 32 containing the signal control two-core coaxial cable 6 is rotated, the housing 2 and the ultrasonic transducer 1 in the balloon 2 are rotated via the rotation support means 4. ing.
[0034]
As shown in FIG. 2, the ultrasonic vibrator 1 includes fundamental wave transmitting piezoelectric vibrators (hereinafter referred to as transmitting piezoelectric vibrators) 11a and 11b having electrodes formed on a pair of both main surfaces, Harmonic receiving piezoelectric vibrators (hereinafter referred to as receiving piezoelectric vibrators), which are arranged on substantially the same plane and sandwiched between the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrators 11a and 11b, and electrodes are formed on both main surfaces. 12) is the central axis of the sound field by the transmission ultrasonic wave 7 (see FIG. 1) formed by the fundamental wave transmission piezoelectric vibrators 11a and 11b, and the reception ultrasonic wave formed by the harmonic wave reception piezoelectric vibrator 12. 8 are arranged so that the central axes of the sound field by 8 coincide.
[0035]
Further, on the back surface of the transmitting piezoelectric vibrators 11a and 11b, a transmitting vibrator in which a powder of alumina or the like is dispersed in a flexible epoxy resin having a resonance sharpness Q of about 2 to 4 as a transmitting ultrasonic vibrator. The receiving damping layer 13 is disposed on the back surface of the receiving piezoelectric vibrator 12, and the receiving vibrator damping layer 14 having a resonance sharpness Q of about 4 to 8 as a receiving ultrasonic vibrator is disposed. Yes. The receiving vibrator damping layer 14 is made of a material such as alumina dispersed in an epoxy resin having a composition different from that of the transmitting vibrator damping layer 13.
[0036]
An acoustic lens 15 is bonded to the ultrasonic transmission / reception surface side of the transmission piezoelectric vibrators 11 a and 11 b and the reception piezoelectric vibrator 12.
[0037]
On the surface of the acoustic lens 15 in contact with the transmitting piezoelectric vibrators 11 a and 11 b and the receiving piezoelectric vibrator 12, electrodes on the ultrasonic transmission / reception surface side of the transmitting piezoelectric vibrators 11 a and 11 b and the receiving piezoelectric vibrator 12 are provided. Is provided with a conductive layer (not shown) so as to be in a common ground state, and a concave surface with a radius of curvature R16 is formed on the other surface.
[0038]
Note that the cross-sectional view of the ultrasonic transducer 1 shown in FIG. 2 is obtained by dicing a layered structure that extends cylindrically in a direction perpendicular to the paper surface.
[0039]
Each electrode and external wiring electrode of the transmitting piezoelectric vibrators 11a and 11b and the receiving piezoelectric vibrator 12 of the ultrasonic vibrator 1 will be described with reference to FIG. 3A is a layered plan view seen from the side of the ultrasonic transducer 1, and the signal control two-core coaxial cable 6 is connected from the direction of arrow A in the figure. 3B is a layered plan view of the ultrasonic transducer 1 on the side to which the signal control two-core coaxial cable 6 is connected, and FIG. 3C is the ultrasonic transducer 1 shown in FIG. It is the layered top view which looked at from the back.
[0040]
Transmission transducer ground electrodes 17a and 17b are provided on the ultrasonic transmission surface side of the transmission piezoelectric transducers 11a and 11b, and the ultrasonic transmission surface side on which the transmission transducer ground electrodes 17a and 17b are provided. Transmitter transducer input side electrodes 18a, 18a are provided on the opposite side of the.
[0041]
A ground electrode 24 is provided on the ultrasonic receiving surface side of the receiving piezoelectric vibrator 12, and a receiving vibrator output side electrode 23 is provided on the surface opposite to the ultrasonic receiving surface side on which the ground electrode 24 is provided. Is provided.
[0042]
A common ground electrode 171 is provided on the surface of the acoustic lens 15 that is in contact with the ultrasonic wave transmitting / receiving surface side of the transmitting piezoelectric vibrators 11 a and 11 b and the receiving piezoelectric vibrator 12.
[0043]
The common ground electrode 171 of the acoustic lens 15 is joined to the transmission vibrator ground electrodes 17a and 17b of the transmission piezoelectric vibrators 11a and 11b and the ground electrode 24 of the reception piezoelectric vibrator 12 and is exposed to the tomographic plane. ing. As shown in FIG. 3B, a ground wiring is provided at one end of the acoustic lens 15 exposed on the tomographic plane of the common electrode 171 at a substantially central portion on the side to which the signal control two-core coaxial cable 6 is connected. An electrode 22 is provided.
[0044]
A transmission vibrator input side lead-out wiring 20 is connected to the electrode tomographic portion where the transmission vibrator input side electrodes 18a and 18b of the transmission piezoelectric vibrators 11a and 11b are exposed. The transmission vibrator input side lead-out wiring 20 sets the transmission vibrator input electrodes 18a and 18b of the transmission piezoelectric vibrators 11a and 11b to the same potential and, as shown in FIG. The two-core coaxial cable 6 is connected to the transmission vibrator input side wiring electrode 21 provided on the left side in the drawing.
[0045]
Further, as shown in FIG. 3C, an output electrode for the receiving vibrator of the receiving piezoelectric vibrator 12 is formed on the electrode tomographic part exposed on the side opposite to the input side lead-out wiring 20 for the transmitting vibrator. The receiving vibrator output lead wire 241 connected to the receiving vibrator 23 is wired, and as shown in FIG. 3B, the receiving vibrator provided on the right side in the drawing on the side to which the signal control two-core coaxial cable 6 is connected. The output side wiring electrode 25 is extended and connected.
[0046]
That is, with respect to the transmission vibrator input side electrodes 18a and 18b, the reception vibration output side electrode 23, and the common ground electrode 171, the transmission vibrator input side lead-out wiring 20 and the transmission vibrator for the transmission plane are arranged in a substantially vertical plane. An input side wiring electrode 21, a receiving vibrator output side lead wiring 241, a receiving vibrator output side wiring electrode 25, and a common ground electrode 171 are provided.
[0047]
The housing of the ultrasonic transducer 1 having such a configuration in the housing 9 and the connection between the signal control two-core coaxial cable 6 will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a transmission vibrator input side wiring electrode 21, a ground wiring electrode 22, and a reception vibrator output side wiring electrode 25 connected to the signal control two-core coaxial cable 6 of the ultrasonic vibrator. FIG. 4B is a plan view seen from the provided side. FIG. 4B shows a signal control two-core coaxial cable 6 in which a transmission vibrator input side wiring electrode 21, a ground wiring electrode 22, and a reception vibrator output side wiring electrode. FIG. 6 is a plan view of an ultrasonic transducer connected to 25 as viewed from the side.
[0048]
The ultrasonic transducer 1 provided with the transmission transducer input-side wiring electrode 21, the ground wiring electrode 22, and the reception transducer output-side wiring electrode 25 is formed of a metal member having a substantially semi-cylindrical cross section. It is housed inside the housing 26 and is fixedly built in with a sealing resin 27. At this time, the concave surface of the acoustic lens 15 of the ultrasonic transducer 1, that is, the ultrasonic transmission / reception surface side of the transmission piezoelectric transducers 11 a and 11 b and the reception piezoelectric transducer 12 is accommodated and disposed so as to be the opening side of the housing 26. .
[0049]
As shown in FIG. 4B, the housing 26 is on the side where the transmission transducer input side wiring electrode 21, the ground wiring electrode 22, and the reception transducer output side wiring electrode 25 of the ultrasonic transducer 1 are located. A cable burying pipe 32 through which the signal control two-core coaxial cable 6 is inserted is provided on the outside, and a grounding portion 31 is provided on the inside of the housing 26 in which the cable burying pipe 32 is provided. . The cable burying pipe 32 and the grounding portion 31 are electrically at the same potential.
[0050]
The grounding shield wire 28 of the signal control two-core coaxial cable 6 inserted through the cable burying tube 32 is connected to the grounding portion 31 and the ground wiring electrode 22 of the ultrasonic transducer 1. The output signal cable 29 for the receiving transducer, which is one of the core wires of the signal controlling two-core coaxial cable 6 inserted through the cable burying pipe 32, is the output-side wiring for the receiving transducer of the ultrasonic transducer 1. The transmission transducer input signal cable 30 that is connected to the electrode 25 and is the other core wire is connected to the transmission transducer input side wiring electrode 21 of the ultrasonic transducer 1.
[0051]
That is, the shield wire 28 of the signal control two-core coaxial cable 6 through which the cable burying pipe 32 is passed is connected to the ground portion 31 of the housing 26 and the ground wiring electrode 22 of the ultrasonic transducer 1, and the signal control The receiving transducer output signal cable 29, which is one core wire of the two-core coaxial cable 6, is connected to the receiving transducer output-side wiring electrode 25 of the ultrasonic transducer 1, and the other transducer core input is the transmitting transducer input. After connecting the signal cable 30 to the transmission vibrator input-side wiring electrode 21 of the ultrasonic vibrator 1, the ultrasonic vibrator 1 is sealed and fixed in the housing 26 with a sealing resin 27. As a result, the signal cables 29 and 30 and the shield wire 28 which are the core wires of the signal control two-core coaxial cable 6 are hermetically fixed to the housing 26.
[0052]
In this way, the ultrasonic transducer 1 connected to the signal control two-core coaxial cable 6 and sealed and fixed to the housing 26 has the cable-embedded tube 32 connected to the rotation support means 4 as shown in FIG. The ultrasonic vibration 1 and the housing 26 are accommodated in a balloon 2 filled with the acoustic coupler liquid 3, and the connecting portion between the balloon 2 and the rotation support means 4 is fixed to the inner diameter of the rotating portion of the ball bearing. By covering with the sheath 5, an ultrasonic probe can be formed.
[0053]
An ultrasonic probe having such an ultrasonic transducer 1 is an impulse or burst wave drive signal supplied between the transmission transducer input signal cable 30 and the shield wire 28 of the signal control two-core coaxial cable 6. Are input from the ground wiring electrode 22 and the transmission vibrator input side wiring electrode 21 between the ground electrodes 17a and 17b of the transmission piezoelectric vibrators 11a and 11b and the transmission vibrator input electrodes 18a and 18b.
[0054]
As a result, the pair of transmitting piezoelectric vibrators 11a and 11b ultrasonically vibrates in the vicinity of the resonance frequency of the transmitting piezoelectric vibrator, and the transmitting ultrasonic wave 7 which is a fundamental focused ultrasonic wave depending on the curvature radius R16 of the acoustic lens 15 is obtained. Is transmitted to the living body object.
[0055]
The reception ultrasonic wave 8 which is an echo signal including a harmonic generated by the propagation of the transmission ultrasonic wave 7 or the bursting or resonance of the contrast agent bubble has a resonance frequency close to the harmonic frequency. 12 is received. In the receiving piezoelectric vibrator 12, the harmonic component is selectively piezoelectrically converted by the resonance characteristics with the received ultrasonic wave 8, and the harmonic generated between the receiving vibrator output electrode 23 and the ground electrode 24. The wave signal is output to the reception vibration output signal cable 29 and the shield line 28 of the signal control two-core coaxial cable 6 connected to the reception vibrator output-side wiring electrode 25 and the ground wiring electrode 22.
[0056]
In the operation of such an ultrasonic vibrator, the ultrasonic vibration in the vicinity of the resonance frequency of the transmitting piezoelectric vibrators 11a and 11b is caused by the mass load effect when there is a mechanical load in the vibration direction. And resonance resistance changes.
[0057]
On the other hand, the receiving piezoelectric vibrator 12 is designed such that its resonance frequency matches a harmonic frequency that is an integral multiple of the fundamental frequency, but if there is a mechanical load in the vibration direction, the fundamental wave It deviates from an integer multiple of the frequency and the harmonic signal resonates efficiently. Without Become.
[0058]
However, the ultrasonic vibrator of the present invention is an ultrasonic vibrator having only the acoustic lens 15 on the front surface of the transmitting piezoelectric vibrators 11a and 11b and the receiving piezoelectric vibrator 12, and the damping layers 13 and 14 on the back surface. Only the basic structural member can be arranged, and it is possible to obtain a state in which there are no ultrasonic drive input and output signal wirings and no conductive members such as solder for connecting the wirings to the electrodes.
[0059]
Therefore, the resonance frequency of the receiving piezoelectric vibrator 12 can be easily adjusted to a harmonic frequency that is an integral multiple of the fundamental frequency, and a good transmission / reception sensitivity can always be obtained.
[0060]
Furthermore, conventionally, even if light wiring is performed by wire bonding for the purpose of reducing the mass load effect, a wiring relay portion is separately required, and the length in the long axis direction of the small diameter probe becomes long. Although the rigid length is increased, the ultrasonic transducer according to the present invention is configured so that the transmission transducer input-side lead wire 20 and the receive transducer output-side lead wire 241 are formed into a strip-like thin film. Can be shortened.
[0061]
Furthermore, the present invention makes it easy to form a damping layer. Since there are no uneven parts such as solder spots on the surface of the piezoelectric vibrator, the sheet-like damping layer can be easily joined by bonding, etc., making it easy to assemble and produce an ultrasonic probe with small variations. .
[0062]
Next, the ultrasonic transformer of the present invention De A modified example of the connection between the ultrasonic transducer as the user and the signal control two-core coaxial cable 6 will be described with reference to FIG.
[0063]
FIG. 5A is a plan view of the ultrasonic transducer viewed from the long axis direction, and FIG. 5B shows the signal control two-core coaxial cable 6 with the transmission transducer input side electrode 18, the common ground electrode 171, FIG. 6 is a plan view of the ultrasonic transducer connected to the output electrode 23 for the receiving transducer as viewed from the side. The same parts as those shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0064]
On one side surface in the major axis direction of the ultrasonic transducer, the transmission transducer input side lead wiring 20 connected to the transmission transducer input electrodes 18a and 18b of the transmission piezoelectric elements 11a and 11b is changed. A transmission vibrator input electrode pad 35 is provided. The transmission transducer input electrode pad 35 is provided across the transmission transducer input electrodes 18a and 18b exposed on the tomographic plane of the ultrasonic transducer. Further, a common ground electrode pad 34 is provided instead of the ground wiring electrode 22 connected to the common ground electrode 171 exposed on the tomographic plane of the ultrasonic transducer.
[0065]
Further, the other side surface in the major axis direction of the ultrasonic transducer is changed to a reception transducer output-side lead wire 241 connected to the reception transducer output electrode 23 exposed on the tomographic plane of the ultrasonic transducer. A receiving vibrator output electrode pad 33 is provided.
[0066]
When housing the ultrasonic vibrator having such a configuration in the housing 26, the common ground electrode pad 34 is connected to the housing 26 via the ground wiring 37, and the transmission vibrator output electrode pad 36 has a transmission vibration. The transmission signal input signal line 40 of the child input cable 30 is connected by soldering 39, and the shield line 38 that shields the transmission vibrator input cable 33 is connected to the housing 26, and the reception vibrator is connected. A reception vibration output signal line (not shown) of the reception vibrator output cable 31 is soldered to the output electrode pad 33 and a shield wire 36 that shields the reception vibrator output cable 31 is provided. Connect to housing 26.
[0067]
The transmitter vibrator input cable 30 and the receiver vibrator output cable 31 are bundled from a position led out from the housing 26 and buried in the cable burying pipe 32, and sealed and fixed in the housing 26 with a sealing resin 27. Then, the cable burying pipe 32 is fixedly supported by a rotation portion of a ball bearing which is the rotation support means 4.
[0068]
That is, the common ground electrode 171, the transmission vibrator input side electrodes 18 a and 18 b, and the reception vibrator output side electrode 23 connected to the common ground electrode pad 34, the transmission vibrator input electrode pad 35, and the reception vibrator use, respectively. An output electrode pad 33 is provided. The transmission vibrator input signal line 40 of the transmission vibrator input cable 30 is connected to the transmission vibrator input electrode pad 35, and the reception vibrator output signal line of the reception vibrator output cable 31 is connected to the reception vibrator output electrode pad 33. The shield wires 36, 37, and 38 of the common ground electrode pad 33, the transmission vibrator input cable 30, and the reception vibrator output cable 31 are connected to the housing 26.
[0069]
Instead of the transmission transducer input cable 30 and the reception transducer output cable 31, the signal control two-core coaxial cable 6 may be used. However, when the signal control two-core coaxial cable 6 is used, noise intrusion occurs between the transmission transducer input signal line and the transmission transducer input electrode pad 35 from the position of the cable embedded tube 32 of the housing 26. Obviously the need for shield considerations to prevent it is necessary.
[0070]
According to this modification of the ultrasonic transducer, the signal control coaxial cable is exposed to the tomographic plane on the side surface of the ultrasonic transducer, the transmission transducer input side electrode 18, the reception transducer output side 23, and the common ground electrode 171. Since the direct connection to the electrode pads 33, 34, and 35 provided directly on each of them is unnecessary, the relay length of the signal control coaxial cable is not required, so that the rigidity length can be further reduced.
[0071]
Also in this modified example structure, since no wire is used on the surface of the piezoelectric vibrator, the mass load can be reduced as in the first embodiment, and piezoelectric vibration without unnecessary vibration is realized. I can do it.
[0072]
That is, the resonance frequency of the reception piezoelectric vibrator 12 can be easily adjusted to an integral multiple of the resonance frequency of the transmission piezoelectric vibrator, that is, a harmonic frequency, and a large transmission / reception sensitivity can be obtained.
[0073]
Next, a method for manufacturing the ultrasonic transducer according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 6A and 6B, a cylindrical acoustic lens mold base 41 including a cylindrical convex surface 42 and a smooth surface 43 is prepared on a part of the surface. 6A is a plan view of the cylindrical acoustic lens mold base 41 viewed from the side surface in the long axis direction, and FIG. 6B is a plan view of the cylindrical acoustic lens mold base 41 viewed from the long axis direction.
[0074]
This cylindrical acoustic lens mold base 41 is disposed at the bottom of a box-shaped lens material forming mold 44 as shown in FIGS. 6C is a plan view seen from the side surface in the long axis direction when the cylindrical acoustic lens mold base 41 is arranged on the lens material forming mold 44, and FIG. 6D is a plan view showing the cylindrical material on the lens material forming mold 44. It is the top view seen from the major axis direction at the time of arranging the acoustic lens type stand 41.
[0075]
As shown in FIG. 6E, a release agent is applied to the surfaces of the convex surface 22 and the smooth surface 43 of the cylindrical acoustic lens mold base 41 arranged on the lens material forming mold 44 and the inner wall surface of the lens material forming mold 44. Then, the resin 45 that finally becomes the acoustic lens 15 is injected to the opening end of the lens material forming mold 44, and after the lens resin 45 is cured, the surface is ground smoothly.
[0076]
On the ground surface of the lens resin 45, as shown in FIG. 6F, an electrode film 46 is formed by means such as sputtering, electroless plating, or vapor deposition.
[0077]
A pair of striped piezoelectric vibrators 47a and 47b for transmission having electrodes formed on both principal surfaces and a piezoelectric vibrator for reception 48 on the surface of the electrode film 46 are bonded with a low viscosity epoxy adhesive as shown in FIG. As shown in g), it is arranged and bonded in the long axis direction. The transmission piezoelectric vibrators 47a and 47b are arranged on the electrode film 46 at a predetermined interval with the vertex of the convex surface 42 as the center, and the reception piezoelectric vibrator 48 is interposed between the transmission piezoelectric vibrators 47a and 47b. Be placed.
[0078]
Next, as shown in FIG. 6 (h, i), electrode foils 51a, 51b, and 52 are bonded to the surfaces of the transmitting piezoelectric vibrators 47a and 47b and the receiving piezoelectric vibrator 48, respectively. In FIG. 6H, the cylindrical acoustic lens mold base 41 is arranged on the lens material forming mold 44, and the long axis direction when the electrode foils 51a, 51b, 52 are joined to the transmitting / receiving piezoelectric elements 47a, 47b, 48 is shown. FIG. 6D is a plan view seen from the side, and the cylindrical acoustic lens mold base 41 is arranged on the lens material forming mold 44, and the electrode foils 51a, 51b, 52 are joined to the transmitting / receiving piezoelectric elements 47a, 47b, 48. It is the top view seen from the major axis direction at the time of being done.
[0079]
The electrode foils 51a, 51b, 52 serve as electrode tomographic portions exposed on the tomographic plane described later, and are used for reliably joining the external electrodes. This is not always necessary if the electrodes 58, 59, 60 can be securely connected.
[0080]
Next, as shown in FIG. 7 (j, k), the groove-like depression formed by the thickness difference between the transmitting piezoelectric vibrators 47a and 47b and the receiving piezoelectric vibrator 48 has an appropriate elasticity. The elastic adhesive layer 53 is formed by casting the epoxy adhesive to a certain extent using a dispenser. In FIG. 7 (j), the cylindrical acoustic lens mold base 41 is arranged in the lens material forming mold 44, electrode foils 51a, 51b, 52 are joined to the transmitting / receiving piezoelectric elements 47a, 47b, 48, and an elastic adhesive layer 53 is further provided. 7 (k) is a plan view seen from the side surface in the major axis direction when forming the cylindrical acoustic lens mold base 41 in the lens material forming mold 44, and the transmitting / receiving piezoelectric elements 47a, 47b, 48 It is the top view seen from the major axis direction when electrode foil 51a, 51b, 52 was joined and the elastic adhesive layer 53 was further formed.
[0081]
Immediately after the formation of the elastic adhesive layer 53, a sheet-like damping layer 54 in which, for example, ferrite powder is dispersed in neoprene rubber is applied to the transmitting piezoelectric elements 47a and 47b as shown in FIG. The elastic adhesive layer 53 protrudes from the elastic adhesive so as to be laminated on the electrode foils 51a and 51b. In FIG. 7 (l), the cylindrical acoustic lens mold base 41 is arranged on a lens material forming mold 44 on which an on-sheet damping layer 54 is formed, and electrode foils 51a, 51b, 52 are joined to transmission / reception piezoelectric elements 47a, 47b, 48. 6D is a plan view seen from the side surface in the major axis direction when the cylindrical acoustic lens mold base 41 is arranged on the lens material forming mold 44, and electrodes are provided on the transmitting and receiving piezoelectric elements 47a, 47b, and 48. FIG. It is the top view seen from the major axis direction when foil 51a, 51b, 52 was joined.
[0082]
In this manner, the lens resin 45 is injected and cured on the upper surface of the cylindrical acoustic lens mold base 41 placed on the lens material forming mold 44, and the electrode film 46 is formed on the surface of the lens resin 45, and then sent. The reliable piezoelectric vibrators 47a and 47b and the receiving piezoelectric vibrator 48 are provided in the major axis direction. Further, the electrode films 51a and 51b and the upper surface of the receiving piezoelectric vibrator 48 are formed on the upper surfaces of the transmitting piezoelectric vibrators 47a and 47b. An electrode film 52 is formed on the upper surface of the electrode film 51a, 51b, 52 on the upper surface of the transmitting piezoelectric vibrators 47a, 47b and the receiving piezoelectric vibrator 48, and a sheet-like damping layer 54 is provided on the upper surface. An ultrasonic vibration forming member is generated. In the state of this long ultrasonic vibration forming member, the lens material forming mold 44 is taken out.
[0083]
The long ultrasonic vibration forming member taken out from the lens material forming die 44 is diced with dicing lines 551, 552, 553, and 55n at predetermined intervals in the long axis direction as shown in FIG. 7 (n). . As shown in FIG. 7 (o), the dicing surface diced by the dicing lines 551 to 55n is a cylindrical acoustic lens mold base 41, a lens resin 45, an electrode film 46, transmission piezoelectric vibrators 47a and 47b, and reception piezoelectric. A tomographic plane of the vibrator 48, the electrode films 51a, 51b, 52, the elastic adhesive layer 53, and the damping layer 54 is obtained.
[0084]
After dicing with the dicing lines 551 to 55n, dicing is performed with the dicing lines 56 and 57 shown in FIG. That is, the ultrasonic transducer chip is formed by dicing from both side surfaces in the major axis direction of the transmitting piezoelectric transducers 47a and 47b. On the dicing surface in the major axis direction, a tomographic surface of the cylindrical acoustic lens mold base 41, the lens resin 45, the electrode film 46, the transmitting piezoelectric vibrators 47a and 47b, the electrode films 51a and 51b, and the damping layer 54 is obtained. .
[0085]
That is, after the dicing described in FIG. 7 (n, o), the ultrasonic transducer chip shown in FIG. 7 (p) is generated.
[0086]
In this ultrasonic transducer chip, as shown in FIG. 7 (q), the receiving piezoelectric transducer electrode is applied to the electrode film 52 of the receiving piezoelectric transducer 48 exposed on the dicing surface in the direction orthogonal to the major axis direction. The conduction external electrode 58, the transmission piezoelectric vibrator electrode conduction external electrode 59 on the electrode films 51a and 51b of the transmission piezoelectric vibrators 47a and 47b, and the common ground electrode external electrode 60 on the electrode film 46 are formed. FIG. 7 (q) shows a state where the transmission piezoelectric vibrator electrode conductive external electrode 59 is connected only to the electrode film 51b of the transmission piezoelectric vibrator 47b. It is apparent that the electrode film 51a of the child 47a is electrically connected to the electrode film 51b of the transmitting piezoelectric vibrator 47b and has the same potential.
[0087]
In the ultrasonic transducer chip, the cylindrical acoustic lens mold base 41 is removed from the ultrasonic transducer chip, and electrode conductive external electrodes 58, 59, 60 are provided on the electrode films 51a, 51b, 52, 46, respectively. 7 (r), a driving signal cable 62 for driving the receiving piezoelectric vibrator 48 to drive the receiving piezoelectric vibrator electrode conducting external electrode 58, and a transmitting signal cable to the transmitting piezoelectric vibrator electrode conducting external electrode 59. The ground wiring 63 is connected to 61 and the common ground electrode external electrode 60. Further, after connecting the signal cable to the ultrasonic transducer chip in this way, as shown in FIG. 8, it is loaded into the housing 66, and the shield wire 64 of the reception signal cable 61 and the shield of the drive signal cable 62 are mounted. An ultrasonic vibrator can be generated by sealing the line 65 and the installation wiring 63 with the sealing resin 67 after being grounded to the housing 66.
[0088]
The ultrasonic transducer generated by such a manufacturing method includes only a basic structural member as an ultrasonic transducer having only an acoustic lens on the front surface and a damping layer only on the rear surface of the transmitting piezoelectric transducer and the receiving piezoelectric transducer. It is possible to obtain a state in which there is no conductive member such as an ultrasonic drive input and output signal wiring and solder for connecting the wiring to the electrode, and the resonance frequency of the receiving piezoelectric vibrator. Can be easily adjusted to a harmonic frequency that is an integral multiple of the fundamental frequency, and good transmission / reception sensitivity can be obtained.
[0089]
Further, by providing the piezoelectric vibrator electrode conducting external electrode on the electrode film exposed on the tomographic plane, it is possible to reduce the hardness length.
[0090]
In the above description, the acoustic lens is in direct contact with the piezoelectric vibrator. However, one or more planar flat acoustic matching layers may be disposed between the two. However, in this case, it is necessary to form a conductive film on the surface of the acoustic matching member in contact with the piezoelectric vibrator in contact with the piezoelectric vibrator, or to make the acoustic matching layer material itself a highly conductive material such as carbon glass. is there.
[0091]
Further, the strip-shaped external electrode is not necessarily linear, and may be a strip-shaped electrode curved according to the situation. Furthermore, it is obvious that the two-core coaxial cable may be covered with a shield wire so as to bundle two wires, or each of the two wires may have a shield wire.
[0092]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
[0093]
(Appendix 1)
A plurality of piezoelectric vibrators having electrodes formed on substantially the entire surfaces of both main surfaces, a grounding means for grounding one electrode of each of the piezoelectric vibrators, and an ultrasonic transmission input to the other electrode of the plurality of piezoelectric vibrators In an ultrasonic transducer comprising ultrasonic input / output means for inputting / outputting a signal or an ultrasonic reception output signal,
A common ground electrode that is formed by jointly extending one electrode of each of the plurality of piezoelectric vibrators;
A transmission / reception input / output electrode joined and extended to the other electrode of each of the plurality of piezoelectric vibrators;
An external electrode provided at each end of the common ground electrode and the transmission / reception input / output electrode, and provided in a vertical direction with respect to these electrodes;
An ultrasonic transformer comprising: the grounding means connected to an external electrode of the common ground electrode; and the ultrasonic input / output means connected to an external electrode of the transmission / reception input / output electrode. De Musa.
[0094]
(Appendix 2)
The plurality of piezoelectric vibrators includes a pair of transmitting piezoelectric vibrator elements that generate and transmit fundamental ultrasonic waves, and a pair of piezoelectric vibrator elements that are substantially in the same plane as the pair of piezoelectric vibrator elements. 2. The ultrasonic transformer according to appendix 1, characterized by comprising a receiving piezoelectric vibrator element that receives harmonic ultrasonic waves arranged so as to be sandwiched between the ultrasonic transformers. De Musa.
[0095]
(Appendix 3)
The ultrasonic transformer according to appendix 1, wherein the common ground electrode is an electrode film formed on a surface of a member arranged to be in contact with one electrode of each of the plurality of piezoelectric vibrators. De Musa.
[0096]
(Appendix 5)
The ultrasonic transformer according to appendix 1, wherein the common ground electrode is a bulk conductive member disposed so as to be in contact with one electrode of each of the plurality of piezoelectric vibrators. De Musa.
[0097]
(Appendix 6)
The ultrasonic transformer according to appendix 3, wherein the common ground electrode is an acoustic lens whose member is disposed so as to be in contact with one electrode of each of the plurality of piezoelectric vibrators. De Musa.
[0098]
(Appendix 7)
The ultrasonic transformer according to appendix 1, wherein the common ground electrode is an acoustic matching layer formed so as to be in contact with one electrode of each of the plurality of piezoelectric vibrators. De Musa.
[0099]
(Appendix 8)
The ultrasonic transformer according to appendix 5, wherein the bulk conductive member, which is a member arranged so as to be in contact with one electrode of each of the plurality of piezoelectric vibrators of the common ground electrode, is glassy carbon. De Musa.
[0100]
(Appendix 9)
The supplementary note 2 is characterized in that an external electrode that is perpendicular to the drive signal input side electrode and has the same potential is provided at the end of the drive signal input side electrode of the pair of piezoelectric vibrator elements. Ultrasonic transducer.
[0101]
(Appendix 10)
2. The ultrasonic transformer according to appendix 1, wherein the external electrode is bent from a surface on which the external electrode is formed to another surface and drawn in a band shape. De Musa.
[0102]
(Appendix 11)
The ultrasonic transformer according to appendix 1 or appendix 10, wherein a drive control device is directly connected to the external electrode via a coaxial cable. De Musa.
[0103]
(Appendix 12)
Acoustic lens molding process in which an acoustic lens resin material is cast-cured on a lens molding die on which an acoustic lens mold base having a cylindrical convex surface portion is placed, and the surface of the cured acoustic lens is smoothed When,
A common electrode film forming step of forming a common electrode film on the surface of the acoustic lens molded and smoothed in the acoustic lens forming step;
A fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator having a pair of strip-like electrodes formed on the common electrode film surface formed in the common electrode film forming step, and the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator. A piezoelectric vibrator joining step for joining a harmonic receiving piezoelectric vibrator having electrodes formed on both main surfaces in a single strip-like shape arranged in a strip;
An input electrode film on the surface of the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator joined in the piezoelectric vibrator joining step, and an input / output electrode film forming step of forming an output electrode film on the surface of the harmonic wave receiving piezoelectric vibrator;
Adhesive injection coating for injecting and applying an adhesive for embedding and correcting gaps and dimensional errors between the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator and the harmonic receiving piezoelectric vibrator bonded to the electrode film surface in the piezoelectric vibrator joining step. Process,
A damping layer sheet joining step for joining a damping layer sheet to the surfaces of the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator and the harmonic receiving piezoelectric vibrator with the adhesive injected and applied in the adhesive injection coating process;
After joining and solidifying the damping layer sheet in the damping layer sheet joining step, releasing from the lens forming mold, and a cutting step for cutting into a predetermined shape dimension;
The common electrode film generated in the common electrode film forming process exposed on the cut surface cut in the cutting process, and an external electrode respectively on a part of the end of the input / output electrode film generated in the input / output electrode film forming process Forming an external electrode; and
The shield electrode and signal line of the coaxial cable that drives the transmitting piezoelectric vibrator and the receiving piezoelectric vibrator are connected to the external electrode of the common electrode film formed in the external electrode forming step and the external electrode of the input / output electrode film. A cable connection process,
After connecting the shielded wire and the signal wire of the coaxial cable in the cable connecting step to the external electrode, the acoustic lens mold base is removed and housed in the housing, and the housing loading step for sealing and fixing with a resin agent,
Ultrasonic transformer characterized by comprising De A manufacturing method for a juicer.
[0104]
Ultrasonic transformer of the present invention De The fuser is perpendicular to the electrode edge cross section exposed to the cross section when all layers are cut at once when the laminated structure of piezoelectric vibrator, acoustic lens, acoustic matching layer, damping layer, etc. is used without using any wiring wires. By providing the external electrode and the common ground electrode so that they are in contact with each other, there is no mass load in the vibration direction of the piezoelectric vibrator. The resonance frequency for the harmonic receiving piezoelectric vibrator having a frequency twice or three times that of the trusted piezoelectric vibrator can be generated, and the harmonic receiving sensitivity is improved.
[0105]
In addition, it is easy to form a damping layer, there is no risk of accidents due to short-circuiting of wires, and since no wires are used, a relay board is not required, so that the rigid length can be shortened and the bending diameter is reduced. It became feasible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an ultrasonic transformer according to a first embodiment of the present invention. De Sectional drawing of the thin diameter probe which uses a juicer.
FIG. 2 shows an ultrasonic transformer according to the first embodiment of the present invention. De Sectional drawing which shows the basic composition of a user.
FIG. 3 shows an ultrasonic transformer according to the first embodiment of the present invention. De Sectional drawing which shows the detailed structure of a user.
FIG. 4 shows an ultrasonic transformer according to the first embodiment of the present invention. De Sectional drawing which shows the state which stored the guestr in the housing.
FIG. 5 is an ultrasonic transformer according to another embodiment of the present invention. De Sectional drawing which shows the state which stored the guestr in the housing.
FIG. 6 shows an ultrasonic transformer according to the present invention. De Explanatory drawing explaining the manufacturing method of a user.
FIG. 7 shows an ultrasonic transformer according to the present invention. De Explanatory drawing explaining the manufacturing method of a user.
FIG. 8 is an ultrasonic transformer according to the present invention. De Explanatory drawing explaining the housing accommodation state of a user.

Claims (3)

送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を有する超音波トランスデューサであって、
前記送信用圧電振動子と前記受信用圧電振動子のそれぞれの一方の主面に設けられた接地電極が共通の接地状態になるように設けられた共通接地電極と、
前記送信用圧電振動子の他方の主面に設けられた入力側電極と、
前記受信用圧電振動子の他方の主面に設けられた出力側電極と、
前記一方及び前記他方の主面に直交する前記超音波トランスデューサの側面であって信号制御用ケーブルが接続される側面に設けられ、前記共通接地電極の断層面に露出された一端部に接続された接地配線電極と、
前記信号制御用ケーブルが接続される側に設けられ、前記入力側電極の断層面に露出された一端部に接続された入力側配線電極と、
前記信号制御用ケーブルが接続される側に設けられ、前記出力側電極の断層面に露出された一端部に接続された出力側配線電極と、
を有することを特徴とする超音波トランスデューサ。 An ultrasonic transducer having a transmitting piezoelectric vibrator and a receiving piezoelectric vibrator,
A common ground electrode provided so that a ground electrode provided on one main surface of each of the transmitting piezoelectric vibrator and the receiving piezoelectric vibrator is in a common ground state;
An input side electrode provided on the other main surface of the transmitting piezoelectric vibrator;
An output-side electrode provided on the other main surface of the receiving piezoelectric vibrator;
Provided on the side surface of the ultrasonic transducer orthogonal to the one and the other main surface and connected to the signal control cable, and connected to one end exposed on the tomographic plane of the common ground electrode A ground wiring electrode;
An input-side wiring electrode provided on the side to which the signal control cable is connected and connected to one end exposed at the tomographic plane of the input-side electrode;
An output side wiring electrode provided on the side to which the signal control cable is connected, and connected to one end exposed at the tomographic plane of the output side electrode;
An ultrasonic transducer comprising: 前記送信用圧電振動子は、基本波超音波を生成し送信する一対の送信用圧電振動子エレメントであり、
前記受信用圧電振動子は、前記一対の送信用圧電振動子エレメントとほぼ同一面内で、且つ、前記一対の送信用圧電振動子エレメントに挟まれるように配置された高調波超音波を受信する受信用圧電振動子エレメントからなることを特徴とする請求項１記載の超音波トランスデューサ。The transmitting piezoelectric vibrator is a pair of transmitting piezoelectric vibrator elements that generate and transmit fundamental ultrasonic waves ,
The receiving piezoelectric vibrator, the pair of the substantially the same plane as the transmitting piezoelectric transducer element for, and receives the placed harmonic ultrasound so as to be interposed the pair of transmission piezoelectric transducer element for The ultrasonic transducer according to claim 1, comprising a receiving piezoelectric vibrator element. 表面にシリンドリカルな凸面部を有した音響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ用樹脂材料を注型硬化し、その硬化された音響レンズの表面を平滑化する音響レンズ成形工程と、
前記音響レンズ成形工程で、成型平滑化した音響レンズ表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程と、
前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面に、一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟まれて配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成された高調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合工程と、
前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、
前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接合された基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着剤注入塗布工程と、
前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着剤にて、前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の表面にダンピング層シートを接合するダンピング層シート接合工程と、
前記ダンピング層シート接合工程のダンピング層シートの接合固化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、所定の形状寸法に裁断する裁断工程と、
前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した前記共通電極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記入出力電極膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の一部にそれぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程と、
前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外部電極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシールド線と信号線を接続するケーブル接続工程と、
前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去してハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定するハウジング装填工程と、
からなることを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。Acoustic lens molding process in which an acoustic lens resin material is cast-cured on a lens molding die on which an acoustic lens mold base having a cylindrical convex surface portion is placed, and the surface of the cured acoustic lens is smoothed When,
A common electrode film forming step of forming a common electrode film on the surface of the acoustic lens molded and smoothed in the acoustic lens molding step;
A fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator having a pair of strip-like electrodes formed on the common electrode film surface formed in the common electrode film forming step, and the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator. A piezoelectric vibrator joining step for joining a harmonic receiving piezoelectric vibrator having electrodes formed on both main surfaces in a single strip-like shape arranged in a strip;
An input electrode film on the surface of the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator joined in the piezoelectric vibrator joining step, and an input / output electrode film forming step of forming an output electrode film on the surface of the harmonic wave receiving piezoelectric vibrator;
Adhesive injection coating for injecting and applying an adhesive for embedding and correcting gaps and dimensional errors between the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator and the harmonic receiving piezoelectric vibrator bonded to the electrode film surface in the piezoelectric vibrator joining step. Process,
A damping layer sheet joining step for joining a damping layer sheet to the surfaces of the fundamental wave transmitting piezoelectric vibrator and the harmonic receiving piezoelectric vibrator with the adhesive injected and applied in the adhesive injection coating process;
After joining and solidifying the damping layer sheet in the damping layer sheet joining step, releasing from the lens forming mold, and a cutting step for cutting into a predetermined shape dimension;
The common electrode film generated in the common electrode film forming process exposed on the cut surface cut in the cutting process, and an external electrode respectively on a part of the end of the input / output electrode film generated in the input / output electrode film forming process Forming an external electrode; and
The shield electrode and signal line of the coaxial cable that drives the transmitting piezoelectric vibrator and the receiving piezoelectric vibrator are connected to the external electrode of the common electrode film formed in the external electrode forming step and the external electrode of the input / output electrode film. A cable connection process,
After connecting the shielded wire and the signal wire of the coaxial cable in the cable connecting step to the external electrode, the acoustic lens mold base is removed and housed in the housing, and the housing loading step for sealing and fixing with a resin agent,
An ultrasonic transducer manufacturing method comprising:
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