JP6791671B2 - Ultrasonic probe - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、超音波プローブに関する。 Embodiments of the present invention relate to ultrasonic probes.
医用画像診断装置として、被検体の体内を超音波で走査して、その被検体の体内からの反射波から生成した受信信号を基にその被検体の内部の状態を画像化する超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、超音波プローブから被検体の体内に超音波を送信し、被検体の体内で音響インピーダンスの不整合によって生じる反射波を超音波プローブで受信して、受信信号を生成する。 As a medical image diagnostic device, an ultrasonic diagnostic device that scans the inside of a subject with ultrasonic waves and images the internal state of the subject based on the received signal generated from the reflected waves from the inside of the subject. It has been known. The ultrasonic diagnostic apparatus transmits ultrasonic waves into the body of the subject from the ultrasonic probe, receives the reflected wave generated by the mismatch of acoustic impedance in the body of the subject by the ultrasonic probe, and generates a received signal.
また、超音波プローブは、圧電振動子を備えており、その圧電振動子が走査方向に複数個、アレイ上に配列されている。圧電振動子は、送信信号に基づいて振動して、超音波を発生させるとともに、反射波を受けて受信信号を生成する。 Further, the ultrasonic probe is provided with a piezoelectric vibrator, and a plurality of the piezoelectric vibrators are arranged on an array in the scanning direction. The piezoelectric vibrator vibrates based on the transmitted signal to generate ultrasonic waves, and also receives reflected waves to generate a received signal.
ここで、第1の素子配列方向(アジマス方向)と第1の素子方向に直交する第2の素子配列方向(エレベーション方向)との両方向に素子配列を有する超音波プローブが開発されている。例えば、1.5Dアレイの圧電素子を備える超音波プローブが知られており、この素子配列を有する超音波プローブは、アジマス方向の素子を電子的に走査することができるとともに、エレベーション方向の素子も電子的に走査することができるので、より理想的な超音波の送受信音場を形成することができる。 Here, an ultrasonic probe having an element arrangement in both a first element arrangement direction (azimus direction) and a second element arrangement direction (elevation direction) orthogonal to the first element direction has been developed. For example, an ultrasonic probe having a piezoelectric element of a 1.5D array is known, and the ultrasonic probe having this element arrangement can electronically scan an element in the azimuth direction and an element in the elevation direction. Can also be scanned electronically, so that a more ideal ultrasonic transmission / reception sound field can be formed.
一般的な超音波プローブは、例えば、圧電体、圧電体表面に電圧を印加するための電極層、圧電体の音響放射方向から電極層を引き出すためのフレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuit)、および音響整合層から構成されている。 Common ultrasonic probes include, for example, a piezoelectric body, an electrode layer for applying a voltage to the surface of the piezoelectric body, a flexible printed circuit board for drawing out the electrode layer from the acoustic radiation direction of the piezoelectric body, and acoustics. It is composed of matching layers.
しかしながら、例えば、1.5Dアレイの圧電素子を備える超音波プローブの場合は、圧電素子の素子サイズが微細となることによって素子の強度が低下し、製造不良や信頼性の低下が懸念される。 However, for example, in the case of an ultrasonic probe including a piezoelectric element of a 1.5D array, the strength of the element decreases due to the fine element size of the piezoelectric element, and there is a concern that manufacturing defects and reliability may decrease.
本発明が解決しようとする課題は、2次元的な素子配列を有する超音波プローブにおいて、素子の強度が高く高品質であって、かつ信頼性の高い超音波プローブを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic probe having a two-dimensional element arrangement, which has high element strength, high quality, and high reliability.
実施形態の超音波プローブは、アジマス方向とエレベーション方向との両方向にそれぞれ複数の素子が配列された超音波プローブであって、圧電効果を有する圧電体と、前記圧電体の音響照射方向に積層された整合層と、を備え、前記圧電体と前記整合層の両方は、前記アジマス方向に複数に分割されると共に、前記エレベーション方向においては、前記整合層は分割されることなく、前記圧電体が複数に分割されて、前記複数の素子を形成する。 The ultrasonic probe of the embodiment is an ultrasonic probe in which a plurality of elements are arranged in both the azimuth direction and the elevation direction, and is laminated with a piezoelectric body having a piezoelectric effect in the acoustic irradiation direction of the piezoelectric body. Both the piezoelectric body and the matching layer are divided into a plurality of parts in the azimuth direction, and the matching layer is not divided in the elevation direction, and the piezoelectric layer is not divided. The body is divided into a plurality of elements to form the plurality of elements.
以下、実施形態の超音波プローブについて、添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the ultrasonic probe of the embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の超音波プローブ10の概略の構成の一例を示した概略構成図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a schematic configuration of the
図1に示すように、第1の実施形態の超音波プローブ10は、フレキシブルプリント基板FPC、複数の圧電体PI、回し電極EP、第1整合層ML1、第2整合層ML2および音響レンズSLを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
フレキシブルプリント基板FPCは、複数の圧電体PIのそれぞれの信号を取り出すとともに、圧電体PIの表面に共通グランドを形成するようになっている。なお、共通グランドについては、後述する回し電極EPと共に、形成されるようになっている。 The flexible printed circuit board FPC extracts signals from each of the plurality of piezoelectric PIs and forms a common ground on the surface of the piezoelectric PIs. The common ground is formed together with the turning electrode EP described later.
複数の圧電体PIは、それぞれ非常に細長い振動子によって構成されており、くしの歯のように沢山並んで振動子群を構成している。振動子は、例えば、圧電素子であり、電圧と音とを相互に変換することが可能な圧電効果を備えている。図1では、1.5Dアレイとして、エレベーション方向に圧電体PIが3つ入った状態で、アジマス方向に14個に分割されているが、あくまで構造を判り易く示すための示であり、これに限定されるものではない。実際には、アジマス方向には、多数の、例えば、128〜256個の圧電体PIが配列される。 Each of the plurality of piezoelectric PIs is composed of very elongated oscillators, and a large number of piezoelectric PIs are arranged side by side like a comb tooth to form an oscillator group. The oscillator is, for example, a piezoelectric element, and has a piezoelectric effect capable of mutually converting voltage and sound. In FIG. 1, the 1.5D array is divided into 14 pieces in the azimuth direction with three piezoelectric material PIs in the elevation direction, but this is just for showing the structure in an easy-to-understand manner. It is not limited to. In practice, a large number of, for example, 128 to 256 piezoelectric PIs are arranged in the azimuth direction.
なお、本実施形態では、超音波プローブ10において、複数の圧電体PIが紙面に対して右方向に配列されている方向をアジマス方向といい、そのアジマス方向に直交する方向であって3つの圧電体PIが配列されている長手方向をエレベーション方向という。また、複数の圧電体PIから音響レンズSLが設けられている方向を音響放射方向という。
In the present embodiment, in the
回し電極EPは、複数の圧電体PIそれぞれの音響照射方向面に共通するグランド電極であって、圧電体PIの音響照射方向とは反対の面の端部まで、グランド電極が形成されている。換言すれば、第1整合層ML1と第2整合層ML2の音響放射方向から、圧電体PIそれぞれのエレベーション方向に、圧電体PIを取り囲むようにグランド電極を形成している。なお、この形状については、別途、説明する。 The turning electrode EP is a ground electrode common to the acoustic irradiation direction surfaces of each of the plurality of piezoelectric PIs, and the ground electrode is formed up to the end of the surface opposite to the acoustic irradiation direction of the piezoelectric PIs. In other words, a ground electrode is formed so as to surround the piezoelectric PI from the acoustic radiation direction of the first matching layer ML1 and the second matching layer ML2 in the elevation direction of each of the piezoelectric PIs. This shape will be described separately.
第1整合層ML1と第2整合層ML2は、音響整合層であり、複数の圧電体PIである振動子と生体とのマッチングを行うようになっている。 The first matching layer ML1 and the second matching layer ML2 are acoustic matching layers, and are adapted to match the vibrators, which are a plurality of piezoelectric PIs, with the living body.
音響レンズSLは、音響放射方向に超音波ビームを絞るために生体の音速よりも音速の遅い材質をレンズ状にして、それぞれの圧電体PIである振動子の前面に貼り付けられている。音響レンズSLは、超音波ビームを絞ることにより、全体として細いビームを形成する。 The acoustic lens SL is made of a material whose sound velocity is slower than the sound velocity of a living body in order to narrow the ultrasonic beam in the acoustic radiation direction, and is attached to the front surface of the vibrator which is each piezoelectric PI. The acoustic lens SL forms a thin beam as a whole by narrowing the ultrasonic beam.
また、本実施形態の超音波プローブ10は、アジマス方向とエレベーション方向との両方向に、それぞれ複数の素子が配列された2次元的な素子配列を有する超音波プローブを対象とする。なお、第1の実施形態では、一例として、1.5Dアレイによって圧電素子が配列された超音波プローブ10を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、2Dアレイによって圧電素子が配列された超音波プローブであってもよい。
Further, the
以下、第1の実施形態の超音波プローブ10について、より詳細に説明する。
Hereinafter, the
図2は、第1の実施形態の超音波プローブ10をアジマス方向に見た場合の説明図である。また、図3は、第1の実施形態の超音波プローブ10のIII−III’断面をエレベーション方向に見た場合の説明図である。なお、図2および図3では、音響レンズSLは、省略している。
FIG. 2 is an explanatory view when the
図2に示すように、第1の実施形態の超音波プローブ10は、フレキシブルプリント基板FPC、複数の圧電体PI、回し電極EP、第1整合層ML1および第2整合層ML2を備えて構成されている。複数の圧電体PIは、フレキシブルプリント基板FPC側に、それぞれ信号電極PNを備えている。
As shown in FIG. 2, the
複数の圧電体PIのそれぞれは、送信時においては、それぞれ対応する信号電極PNから電圧が加えられると、信号電極PNと、グランド電極である回し電極EPとの間の電圧の大きさに応じた圧電効果により、超音波信号を発生するようになっている。一方、受信時においては、受信した超音波信号が圧電体PIに印加され、信号電極PNと、グランド電極である回し電極EPとの間に、受信した超音波信号の大きさに応じた電圧が発生する。 Each of the plurality of piezoelectric PIs corresponds to the magnitude of the voltage between the signal electrode PN and the turning electrode EP, which is the ground electrode, when a voltage is applied from the corresponding signal electrode PN at the time of transmission. Due to the piezoelectric effect, an ultrasonic signal is generated. On the other hand, at the time of reception, the received ultrasonic signal is applied to the piezoelectric body PI, and a voltage corresponding to the magnitude of the received ultrasonic signal is generated between the signal electrode PN and the turning electrode EP which is the ground electrode. Occur.
本実施形態において、圧電体は複数に分割されており、複数の圧電体PIにより超音波プローブ10が形成されている。なお、一例として、1.5Dアレイの圧電素子を備える超音波プローブ10で説明することとし、エレベーション方向に3つの圧電体PIが存在するものとする。
In the present embodiment, the piezoelectric body is divided into a plurality of parts, and the
また、図2および図3に示すように、第1整合層ML1および第2整合層ML2は、複数の圧電体PIの音響照射方向に積層されている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the first matching layer ML1 and the second matching layer ML2 are laminated in the acoustic irradiation direction of the plurality of piezoelectric PIs.
本実施形態では、圧電体PIと、第1整合層ML1および第2整合層ML2との両方は、アジマス方向に複数に分割されると共に、エレベーション方向においては、第1整合層ML1および第2整合層ML2は分割されることなく、圧電体PIが複数に分割されて、複数の素子を形成する。 In the present embodiment, both the piezoelectric PI and the first matching layer ML1 and the second matching layer ML2 are divided into a plurality of parts in the azimuth direction, and the first matching layer ML1 and the second matching layer ML1 and the second matching layer ML2 are divided in the elevation direction. The matching layer ML2 is not divided, but the piezoelectric PI is divided into a plurality of elements to form a plurality of elements.
このような構成を採用したことにより、第1の実施形態では、それぞれの圧電体PIの素子サイズが微細化しても、第1整合層ML1および第2整合層ML2がエレベーション方向には分割されていないため、素子の強化を維持することができ、超音波プローブ10の品質を高い状態で保つことができる。また、品質を高い状態で保つことができることによって、超音波プローブ10の信頼性を高く維持することができる。
By adopting such a configuration, in the first embodiment, even if the element size of each piezoelectric body PI is miniaturized, the first matching layer ML1 and the second matching layer ML2 are divided in the elevation direction. Therefore, the strengthening of the element can be maintained, and the quality of the
なお、第1整合層ML1は、非導電材で形成された場合を想定し、第1整合層ML1の回し電極EP側にグランド電極GEが設けられている。グランド電極GEと回し電極EPとが接続されることにより、第1整合層ML1と、複数の圧電体PIのそれぞれを、基準電位で接地することができる。例えば、第1整合層ML1が、導電材で形成された場合は、グランド電極GEを設ける必要はない。 Assuming that the first matching layer ML1 is made of a non-conductive material, a ground electrode GE is provided on the EP side of the rotating electrode of the first matching layer ML1. By connecting the ground electrode GE and the turning electrode EP, the first matching layer ML1 and each of the plurality of piezoelectric PIs can be grounded at a reference potential. For example, when the first matching layer ML1 is made of a conductive material, it is not necessary to provide the ground electrode GE.
ここで、従来の超音波プローブ10Aとの差異を明確にするため、従来の構成について説明する。
Here, in order to clarify the difference from the conventional
図4は、従来の超音波プローブ10Aをアジマス方向に見た場合の説明図である。図5は、従来の超音波プローブ10AのV−V’断面をエレベーション方向に見た場合の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of the conventional
図4に示すように、従来の超音波プローブ10Aは、図2に示す超音波プローブ10と比較して、第1整合層ML1と第2整合層ML2がエレベーション方向に分割されている。隣接する第1整合層ML1と第2整合層ML2は、エレベーション方向に接着剤ATで接着されているが、分割されることにより素子の強度が低下することが想定される。
As shown in FIG. 4, in the conventional
これに対し、図2に示す第1の実施形態の超音波プローブ10は、エレベーション方向の素子間において第1整合層ML1と第2整合層ML2とが分割されていないので、素子の強度の低下を招くことなく、素子の強度を高く保った高品質を維持することができる。また、第1整合層ML1と第2整合層ML2とを分割する作業が生じないため、作業工程においても、信頼性の高い超音波プローブを提供することができる。
On the other hand, in the
図5は、従来の超音波プローブ10AのV−V’断面をエレベーション方向に見た場合の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view when the VV'cross section of the conventional
図5では、従来の超音波プローブ10AのV−V’断面をエレベーション方向に見た場合、図3に示した第1の実施形態の超音波プローブ10のIII−III’断面をエレベーション方向に見た場合の説明図と同一の構成なっていることを示している。
In FIG. 5, when the VV'cross section of the conventional
すなわち、第1の実施形態の超音波プローブ10は、従来の超音波プローブ10Aと対比して、従来の超音波プローブ10Aと製造工程があまり変わらないことを示している。つまり、第1の実施形態の超音波プローブ10は、第1整合層ML1と第2整合層ML2とをエレベーション方向に分割する工程が無い点を除き、従来の超音波プローブ10Aの製造工程とほぼ同様の製造工程を適用することができる。
That is, the
なお、エレベーション方向の素子サイズは、アジマス方向の素子サイズに対して大きいため、第1整合層ML1および第2整合層ML2が分割されていないことによる音響的なクロストークの影響は、十分無視することができる。 Since the element size in the elevation direction is larger than the element size in the azimuth direction, the influence of acoustic crosstalk due to the fact that the first matching layer ML1 and the second matching layer ML2 are not divided is sufficiently ignored. can do.
次に、フレキシブルプリント基板FPCおよび回し電極EPについて説明する。 Next, the flexible printed circuit board FPC and the turning electrode EP will be described.
図2および図3に示すように、超音波プローブ10には、分割された圧電体PIそれぞれの信号を取り出すフレキシブルプリント基板FPCが備えられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
圧電体PIには、分割された圧電体PIそれぞれの音響照射方向側に共通する電極から、圧電体PIの音響照射方向とは反対の方向側の面の端部まで回り込んだ回し電極EPと、分割された圧電体PIのそれぞれに接続される信号電極PNとが形成されている。 The piezoelectric PI includes a rotating electrode EP that wraps around from an electrode common to each of the divided piezoelectric PIs on the acoustic irradiation direction side to the end of a surface on the side opposite to the acoustic irradiation direction of the piezoelectric PI. , A signal electrode PN connected to each of the divided piezoelectric PIs is formed.
回し電極EPは、圧電体PIの音響照射方向側に共通する電極から、圧電体PIの音響照射方向とは反対の方向側の面の端部まで、電極が共通グランド(GND)として形成されている。換言すれば、回し電極EPは、圧電体PIのエレベーション方向に圧電体PIを取り囲むように、電極層を形成し、共通グランド(GND)を形成している。 In the rotating electrode EP, the electrodes are formed as a common ground (GND) from the electrode common to the acoustic irradiation direction side of the piezoelectric PI to the end of the surface on the direction opposite to the acoustic irradiation direction of the piezoelectric PI. There is. In other words, the turning electrode EP forms an electrode layer so as to surround the piezoelectric PI in the elevation direction of the piezoelectric PI, and forms a common ground (GND).
なお、本実施形態では、回し電極EPは、図1に示したように、アジマス方向に複数に配列されている。 In the present embodiment, the turning electrodes EP are arranged in a plurality in the azimuth direction as shown in FIG.
一方、圧電体PIそれぞれの音響照射方向の反対側には、フレキシブルプリント基板FPCが設けられている。 On the other hand, a flexible printed circuit board FPC is provided on the opposite side of each piezoelectric PI in the acoustic irradiation direction.
図6は、第1の実施形態の超音波プローブ10で使用されるフレキシブルプリント基板FPCを示した説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a flexible printed circuit board FPC used in the
図6(a)では、フレキシブルプリント基板FPCの表面、すなわち音響照射方向の面を示している。また、図6(b)では、フレキシブルプリント基板FPCの裏面を示している。 FIG. 6A shows the surface of the flexible printed circuit board FPC, that is, the surface in the acoustic irradiation direction. Further, FIG. 6B shows the back surface of the flexible printed circuit board FPC.
図6(a)及び図6(b)において、フレキシブルプリント基板FPCに空いている穴は、スルーホールTHを示している。図6(a)において、ハッチングされている箇所は、圧電体PIを取り囲む回し電極EPの端部が接続されるグランド導電体GDのグランドパターンを示している。また、図6(b)において、ハッチングされている箇所は信号の接続箇所を示しており、スルーホールTHを介して複数の圧電体PIのそれぞれから信号が取り出され、フレキシブルプリント基板FPCの裏面において、信号線によって配線されていることを示している。 In FIGS. 6A and 6B, the holes formed in the flexible printed circuit board FPC indicate through-holes TH. In FIG. 6A, the hatched portion shows the ground pattern of the ground conductor GD to which the end portion of the turning electrode EP surrounding the piezoelectric body PI is connected. Further, in FIG. 6B, the hatched portion indicates the connection portion of the signal, and the signal is extracted from each of the plurality of piezoelectric PIs via the through hole TH, and is formed on the back surface of the flexible printed circuit board FPC. , Indicates that it is wired by a signal line.
すなわち、フレキシブルプリント基板FPCは、圧電体PIが設けられている面(表面)から、そのフレキシブルプリント基板FPCの反対側の面(裏面)に貫通するスルーホールTHを備え、共通グランドとしての回し電極EPの両端部と、フレキシブルプリント基板FPCの表面のグランド導電体GDのグランドパターンとが接続される。 That is, the flexible printed circuit board FPC is provided with a through hole TH penetrating from the surface (front surface) on which the piezoelectric PI is provided to the surface (back surface) on the opposite side of the flexible printed circuit board FPC, and is a rotating electrode as a common ground. Both ends of the EP and the ground pattern of the ground conductor GD on the surface of the flexible printed circuit board FPC are connected.
さらに、フレキシブルプリント基板FPCは、フレキシブルプリント基板FPCを貫通するスルーホールTHを介し、分割された圧電体PIそれぞれの信号電極PNがフレキシブルプリント基板FPCの裏面で配線されている。このような構成を採用することにより、フレキシブルプリント基板FPCと各圧電体PIとが一括接合されている。 Further, in the flexible printed circuit board FPC, the signal electrode PN of each of the divided piezoelectric PIs is wired on the back surface of the flexible printed circuit board FPC via a through hole TH penetrating the flexible printed circuit board FPC. By adopting such a configuration, the flexible printed circuit board FPC and each piezoelectric PI are collectively bonded.
これにより、フレキシブルプリント基板FPCは、回し電極EPと接続するグランド導電体GDと、信号電極PNのそれぞれに接続される複数の信号導電体SDとを同一面に形成して、圧電体PIとフレキシブルプリント基板FPCとが一括接合されるように構成される一方、そのフレキシブルプリント基板FPCを貫通するスルーホールTHを介し、信号電極PNそれぞれの信号がフレキシブルプリント基板FPCの裏面で配線されるように構成される。 As a result, the flexible printed substrate FPC forms the ground conductor GD connected to the turning electrode EP and the plurality of signal conductors SD connected to each of the signal electrode PN on the same surface, and is flexible with the piezoelectric PI. While configured to be collectively joined to the printed substrate FPC, the signals of each signal electrode PN are wired on the back surface of the flexible printed substrate FPC via a through hole TH penetrating the flexible printed substrate FPC. Will be done.
したがって、第1の実施形態の超音波プローブ10は、複数であってそれぞれのスルーホールTHを介して、複数の圧電体PIのそれぞれの信号を取り出すことができると共に、圧電体PIが設けられているフレキシブルプリント基板FPCの面と同一の面に、回し電極EPの端部を、共通グランドの電極として形成することができる。
Therefore, the
以上説明したように、第1の実施形態の超音波プローブ10は、圧電体PIの素子サイズが微細化しても、第1整合層ML1と第2整合層ML2とがエレベーション方向には、分割されていないため、素子の強化を維持することができ、超音波プローブ10の品質を高い状態で保つことができる。また、品質を高い状態で保つことができることによって、超音波プローブ10の信頼性を高く維持することができる。
As described above, in the
また、第1の実施形態の超音波プローブ10のフレキシブルプリント基板FPCは、回し電極EPと接続するグランド導電体GDと、信号電極PNのそれぞれに接続される複数の信号導電体SDとを同一面に形成し、圧電体PIとフレキシブルプリント基板FPCとが一括接合されるように構成される一方、そのフレキシブルプリント基板FPCを貫通するスルーホールを介して、信号電極PNそれぞれの信号がフレキシブルプリント基板FPCの裏面で配線されるように構成されている。
Further, in the flexible printed substrate FPC of the
これにより、超音波プローブ10は、フレキシブルプリント基板FPCの構造の複雑化を回避することができ、フレキシブルプリント基板FPCの裏面にて信号線の配線を施すことにより、配線の自由度を向上させることができる。
As a result, the
なお、第1の実施形態において、圧電体PIと、回し電極EPと、図6に示したフレキシブルプリント基板FPCとが一括接合する構成は、従来技術において開示されておらず、有利な効果を奏している。 In the first embodiment, the configuration in which the piezoelectric PI, the turning electrode EP, and the flexible printed circuit board FPC shown in FIG. 6 are collectively bonded is not disclosed in the prior art, and has an advantageous effect. ing.
このため、圧電体PIと、回し電極EPと、図6に示したフレキシブルプリント基板FPCとが一括接合する構成により、第1の実施形態の超音波プローブ10を単独で構成するようにしてもよい。
Therefore, the
すなわち、第1の実施形態の超音波プローブ10は、圧電体PIと、第1整合層ML1および第2整合層ML2とが、分割されていても、または分割されていなくても、圧電体PIと、回し電極EPと、図6に示したフレキシブルプリント基板FPCとが一括接合する構成を適用することができる。
That is, in the
これにより、超音波プローブ10は、フレキシブルプリント基板FPCの構造の複雑化を回避することができ、フレキシブルプリント基板FPCの裏面にて信号線の配線を施すことにより、配線の自由度を向上させることができる。
As a result, the
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1の実施形態に加え、バッキングと呼ばれる背面材を、さらに備えるようになっている。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, in addition to the first embodiment, a backing material called a backing is further provided.
図7は、第2の実施形態の超音波プローブ10をアジマス方向に見た場合の説明図である。図8は、第2の実施形態の超音波プローブ10のVIII−VIII’断面をエレベーション方向に見た場合の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view when the
図7および図8に示すように、第2の実施形態の超音波プローブ10では、圧電体PIには、第1整合層ML1および第2整合層ML2が積層されている面の反対側の面に、背面材BMが備えられている。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the
背面材BMは、アジマス方向とエレベーション方向との両方向に、複数の圧電体PI、第1整合層ML1および第2整合層ML2と共に分割され、複数の圧電体PIのそれぞれと、それぞれ素子を形成するようになっている。 The back material BM is divided together with a plurality of piezoelectric PIs, a first matching layer ML1 and a second matching layer ML2 in both the azimuth direction and the elevation direction, and forms an element with each of the plurality of piezoelectric PIs. It is designed to do.
背面材BMは、例えば、導電性を有する材料で構成され、音響吸収効果を有するだけでなく、圧電体PIの配列の補強を行うことができる。なお、エレベーション方向に沿って配列される背面材BMは、相互に接着剤ATで接着されていてもよい。 The backing material BM is made of, for example, a conductive material, and not only has an acoustic absorption effect, but can also reinforce the arrangement of the piezoelectric PI. The backing material BMs arranged along the elevation direction may be bonded to each other with the adhesive AT.
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、1.5Dアレイや2Dアレイなどの2次元的な素子配列を有する超音波プローブにおいて、素子の強度が高く高品質であって、かつ信頼性の高い超音波プローブを提供することができる。 According to at least one embodiment described above, in an ultrasonic probe having a two-dimensional element arrangement such as a 1.5D array or a 2D array, the element has high strength, high quality, and high reliability. An ultrasonic probe can be provided.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
10…超音波プローブ
FPC…フレキシブルプリント基板
EP…回し電極
PI…圧電体
ML1…第1整合層
ML2…第2整合層
SL…音響レンズ
TH…スルーホール
PN…信号電極
GD…グランド導電体
SD…信号導電体
GE…グランド電極
10 ... Ultrasonic probe FPC ... Flexible printed substrate EP ... Rotating electrode PI ... Piezoelectric body ML1 ... First matching layer ML2 ... Second matching layer SL ... Acoustic lens TH ... Through hole PN ... Signal electrode GD ... Ground conductor SD ... Signal Conductor GE ... Ground electrode
Claims (3)
圧電効果を有する圧電体と、
前記圧電体の音響照射方向に積層された整合層と、
導電性を有すると共に音響吸収効果を有する背面材と、
分割された前記圧電体それぞれの信号を取り出す回路基板と、
を備え、
前背面材は、前記圧電体の前記整合層が積層されている面の反対側に設けられ、かつ、前記圧電体と前記回路基板との間に設けられ、
前記圧電体、前記整合層、及び前記背面材は、前記アジマス方向に複数に分割されると共に、前記エレベーション方向においては、前記整合層は分割されることなく、前記圧電体及び前記背面材が複数に分割されて、前記複数の素子を形成する
超音波プローブ。 An ultrasonic probe in which a plurality of elements are arranged in both the azimuth direction and the elevation direction.
Piezoelectric material with piezoelectric effect and
The matching layer laminated in the acoustic irradiation direction of the piezoelectric material and
A backing material that has conductivity and sound absorption effect ,
A circuit board that extracts the signal of each of the divided piezoelectric bodies,
With
The front and back materials are provided on the opposite side of the surface on which the matching layer of the piezoelectric body is laminated, and are provided between the piezoelectric body and the circuit board.
The piezoelectric body, the matching layer, and the backing material are divided into a plurality of parts in the azimuth direction, and in the elevation direction, the matching layer is not divided, and the piezoelectric body and the backing material are separated. An ultrasonic probe that is divided into a plurality of elements to form the plurality of elements.
前記回路基板は、
前記回し電極と接続するグランド導電体と、前記信号電極のそれぞれに接続される複数の信号導電体とを同一面に形成して、前記圧電体と前記回路基板とが一括接合されるように構成される一方、当該回路基板を貫通するスルーホールを介し、前記信号電極それぞれの信号が前記回路基板の裏面で配線されるように構成される
請求項1に記載の超音波プローブ。 The piezoelectric body is a rotating electrode that wraps around from an electrode common to the acoustic irradiation direction side of each of the divided piezoelectric bodies to the end of a surface of the piezoelectric body on the direction opposite to the acoustic irradiation direction. And a signal electrode connected to each of the divided piezoelectric bodies are formed.
The circuit board
A ground conductor connected to the turning electrode and a plurality of signal conductors connected to each of the signal electrodes are formed on the same surface so that the piezoelectric body and the circuit board are collectively joined. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the signals of the signal electrodes are wired on the back surface of the circuit board through a through hole penetrating the circuit board.
請求項1又は請求項2に記載の超音波プローブ。 The plurality of grooves that divide the piezoelectric body and the backing material in the azimuth direction and the elevation direction are filled with an adhesive.
The ultrasonic probe according to claim 1 or 2.
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