JP4118737B2 - 超音波探触子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば医用の超音波診断装置に使用される超音波探触子を産業上の技術分野とし、特にＥＭＩ（電磁波障害）を抑止した超音波探触子に関する。
【０００２】
（発明の背景）超音波探触子は超音波の送受波部として超音波診断装置に適用され、特に生体の疾患部からの情報を収集し、医用に貢献している。近年では、通信機器を含む各種の情報機器からの信号漏れ等による超音波探触子の誤動作が危惧され、至急のＥＭＩ対策が求められている（参照：特開平7-713511公報）。
【０００３】
（従来技術の一例）第５図は一従来例を説明する超音波探触子の断面図である。
超音波探触子は分割型とした所謂ドップラー型（ドップラー探触子とする）からなる。ドップラー探触子は円板状の圧電素子１を中央に遮蔽板２を設けて、半円状に分割された送信用１ａと受信用１ｂからなる。圧電素子１の両主面には全面に励振電極３（ａｂ）を有する。そして圧電素子１の外周側面が内部の第１樹脂ケース４に接着剤５によって固着される。
【０００４】
第１樹脂ケース４の上面を含めた外周面には金属膜６を有する。第１樹脂ケース４の外周側面は、図示しない接着剤５によって第２樹脂ケース７に固着する。第２樹脂ケース７はシールドケース８に収容される。これらの第１及び第２樹脂ケース７は開口面を同一面内にして圧電素子１の前面に一致する。
【０００５】
そして、圧電素子１の周回する外周と第１樹脂ケース４との表面を金属箔９によって電気的に接続する。要するに、前面の励振電極（前面電極３ａとする）と第１樹脂ケース４の金属膜６とを、全周にわたって金属箔９によって接続する。さらに、シールドケース８を含めた圧電素子１上に各層がλ／４となる多層例えば２層の音響整合層１０（ａｂ）を形成する。また、第１樹脂ケース４の下面の金属膜６には送受信側にてアース用の、後面の励振電極（後面電極とする）３ｂには信号用のリード線１１（ａｂ）が接続する。
【０００６】
送受信側の各リード線間には圧電素子１を分割する中央領域から遮蔽板２が延出する。また、例えばシールドケース８と遮蔽板２は電気的に接続して、各リード線１１（ａｂ）は独立してシールドケース８の後端を密閉するケーブルによって延出され、診断装置本体に接続する。なお、シールドケース８は図示しない容器本体に収容される。
【０００７】
このようなものでは、圧電素子１の側面はシールドケース８によって電界遮蔽され、前面電極３はアース用の信号線（アース線とする）１１ａに接続する。したがって、前方からの電界は前面電極３ａによってアース電位へ、側面からの電界はシールドケース８によってアース電位に接地されるので、各方面からの電界を遮蔽する。これにより、外部雑音による誤動作を防止して、ＳＮ比を良好にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成のドップラー探触子では、前面電極３ａはアース線１１ａに接続してアース電位に接地する。これにより、前方からの外来雑音は基本的にアース電位に接地されるが、アース線１１ａの線径は小さくアース電位に接地されるまでに外来雑音によって電流を生ずる。したがって、この分の電位差を信号用のリード線（信号線とする）１１ｂとの間に生じて、誤信号の受信を含めた誤動作を招く、ＥＭＩの問題があった。なお、ドップラー探触子以外の複数の圧電素子を並べた配列型においても同様の問題がある。
【０００９】
（発明の目的）本発明はＥＭＩの発生を抑止した超音波探触子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は特許請求の範囲（請求項１）に示したように、両主面に励振電極を有して超音波の送受波面となる前面に一層目と二層目とからなる音響整合層を有する圧電素子を備え、前記圧電素子の外周側面がシールドケースによって電界遮蔽された超音波探触子において、前記圧電素子の送受波面は前記シールドケースの開口面よりも低い位置として間隙を有し、前記間隙には前記音響整合層の一層目が埋設され、前記音響整合層の一層目上には前記励振電極とは電気的に独立して前記シールドケースの全周において電気的に接続する導電遮蔽膜が形成され、前記導電遮蔽膜上には前記音響整合層の二層目が形成された構成とする。これにより、圧電素子を完全にシールドするので、ＥＭＩの発生を抑止する。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【第１実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明するドップラー探触子の断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
ドップラー探触子は、前述したように円板状の圧電素子１が遮蔽板２によって分割された送受信用１（ａｂ）を有して、第１及び第２樹脂ケース４、７及び金属からなるシールドケース８に収容され、送受信用１（ａｂ）ともに前面電極３ａが金属箔９によって第１樹脂ケース４の金属膜６に接続してアース線１１ａに、後面電極３ｂが信号線１１ｂに接続する。
【００１６】
そして、この実施例では、第１樹脂ケース４及び第２樹脂ケース７の開口面と圧電素子１の前面は同一面内とする。これらは、シールドケース８の開口面とは間隙をもって、即ちシールドケース８の開口面より低い位置に配置される。間隙には音響整合層の一層目１０ａが形成される。そして、一層面１０ａ上には例えばＣＶＤやＰＶＤスパッタ又はメッキ等を含めた膜形成によってシールドケース８の開口端面と電気的に接続する導電遮蔽膜１２を形成する。そして、さらにその上に音響整合層の２層目１０ｂを形成する。なお、シールドケース８は図示しないケーブルの外皮に設けられたシールド網線に接続する。
【００１７】
このような構成であれば、圧電素子１の前面電極３ａは電気的に導電遮蔽膜１２に接触することがない。そして、シールドケース８に導電遮蔽膜１２が電気的に接続するので、圧電素子１が完全に電界遮蔽される。これにより、いずれの方向からの電界もアース電位としての容量が大きなシールドケース８によって接地されるので、ＥＭＩを防止する。
【００１８】
さらに、ここでは、例えば不具合等による導電遮蔽膜１２の間隙から微小な電界が侵入したとしても、前面電極３ａはアース線１１ａに接続するので、微小電界が後面電極３ｂに到達することを防止する。したがって、ＥＭＩ対策を確実にする。
【００１９】
上記第１実施例では、金属箔９によって圧電素子１の外周全周と電気的に接続したが、全周ではなく一部が接続すればよい。この場合でも、圧電素子１はシールドケース８と導電遮蔽膜１２とによってリード線１１（ａｂ）とは独立して遮蔽されるので、ＥＭＩを抑止する。この場合、第２樹脂ケース７は単なる樹脂板でもよい。
【００２０】
また、励振電極３（ａｂ）は有効面積等を高めるために両主面の全面に形成したが、例えば第２図に示したように、前面電極３ａを後面側に折り返してアース線１１ａを接続してもよい。この場合、第１樹脂ケース４を除去して、圧電素子１の外周を第２樹脂ケース７の内周に接着剤５によって接合すればよい。
【００２１】
また、圧電素子１を分割したドップラー探触子として説明したが、第３図に示したように、例えばメカニカルセクタとして使用される円板状の単板であったとしても適用できる。ここでは、前面電極３ａを折り返してアース線１１ａを接続しているが、内部にケースを設けることによって両主面を全面電極とすることもできる。
【００２２】
【第２実施例】
第４図は本発明の第２実施例を説明する配列型とした超音波探触子の図で、同図（ａ）は一部破断の正面図、同図（ｂ）は側断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２３】
超音波探触子は複数の圧電素子１をバッキング材１３上に並べてなる。バッキング材１３は基台１４上に固着され、圧電素子１上には例えば二層とした音響整合層１０（ａｂ）が形成される。圧電素子１の図示しない下面の励振電極は例えばフレキシブル基板１５の導電路１６に接続して導出される。なお、フレキシブル基板１５は圧電素子１の両側から千鳥状に導出される。
【００２４】
また、上面の励振電極は図示しない線路によって共通接続してフレキシブル基板１５のアース線に接続して探触子本体を形成する。なお、符号１７はターミナル端子であり、図示しないシールドケーブルの例えば同軸線と接続する。
【００２５】
探触子本体の外周側面には、コーティング等によって整形用樹脂１８が設けられる。整形樹脂１８の外周側面にはここでは上端の一部を余して例えば銅箔１９が巻回される。そして、探触子本体の前面（放射面）から前述同様にＣＶＤやＰＶＤスパッタ又はメッキ等を含めた膜形成によって、導電遮蔽膜１２を形成する。導電遮蔽膜１２は銅箔と全周において電気的に接続する。
【００２６】
このような構成であれば、第１実施例と同様に、導電遮蔽膜１２は音響整合層１０等によって圧電素子（励振電極）に接触することがない。そして、探触子本体上に設けた銅箔１９に導電遮蔽膜１２が電気的に接続するので、圧電素子１が完全に電界遮蔽される。したがって、いずれの方向からの電界もアース電位としての容量が大きな銅箔１９によって接地されるので、ＥＭＩを防止する。
【００２７】
【他の事項】
上記第１実施例ではシールドケース８を用いた分割板を含む単板の例を、第２実施例ではバッキング材１３及び基台１４を用いた配列型の例を示したが、第１実施例においてもバッキング材１３及び基台１４を用いて単板型を構成でき、第２実施例においてもシールドケースを用いて配列型を構成できる。
【００２８】
また、第２実施例では圧電素子を平面上に並べたが、例えば基台の前面を湾曲させてコンベックス状の曲面状に並べることもできる。要するに、本発明では超音波探触子の種類の如何に拘わらず、外周側面に設けたシールド材に音響整合層の表面及び内部を含めた前面から導電遮蔽膜を設けることによって圧電素子を完全に遮蔽できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、両主面に励振電極を有して超音波の送受波面となる前面に一層目と二層目とからなる音響整合層を有する圧電素子を備え、前記圧電素子の外周側面がシールドケースによって電界遮蔽された超音波探触子において、前記圧電素子の送受波面は前記シールドケースの開口面よりも低い位置として間隙を有し、前記間隙には前記音響整合層の一層目が埋設され、前記音響整合層の一層目上には前記励振電極とは電気的に独立して前記シールドケースの全周において電気的に接続する導電遮蔽膜が形成され、前記導電遮蔽膜上には前記音響整合層の二層目が形成された構成とするので、圧電素子を完全に遮蔽してＥＭＩの発生を抑止した超音波探触子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を説明するドップラー探触子の断面図である。
【図２】 本発明の第１実施例の他の例を説明するドップラー探触子の断面図である。
【図３】 本発明の第１実施例のさらに他の実施例を説明する超音波探触子の断面図である。
【図４】 本発明の第２実施例を説明する配列型とした超音波探触子の図で、同図（ａ）は一部破断の正面図、同図（ｂ）は側断面図である。
【図５】 従来例を説明するドップラー探触子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は音響整合層を除く平面図である。
【符号の説明】
１ 圧電素子、２ 遮蔽板、３ 励振電極、４ 第１樹脂ケース、５ 接着剤、６ 金属膜、７ 第２樹脂ケース、８ シールドケース、９ 金属箔、１０ 音響整合層、１１ リード線、１２ 導電遮蔽膜、１３ バッキング材、１４ 基台、１５ フレキシブル基板、１６ 導電路、１７ ターミナル端子、１８ 樹脂、１９ 銅箔．
Claims (1)
- 両主面に励振電極を有して超音波の送受波面となる前面に一層目と二層目とからなる音響整合層を有する圧電素子を備え、前記圧電素子の外周側面がシールドケースによって電界遮蔽された超音波探触子において、前記圧電素子の送受波面は前記シールドケースの開口面よりも低い位置として間隙を有し、前記間隙には前記音響整合層の一層目が埋設され、前記音響整合層の一層目上には前記励振電極とは電気的に独立して前記シールドケースの全周において電気的に接続する導電遮蔽膜が形成され、前記導電遮蔽膜上には前記音響整合層の二層目が形成されたことを特徴とする超音波探触子。
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