JPH03106348A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、生体診断に用いられる超音波診断装置や非破
壊検査に用いられる超音波探傷装置の如き超音波機器の
ための超音波ブロープに関する。

（従来の技術） この種の音響レンズを備えた従来の超音波プローブを、
リニア電子走査型超音波診断装置に使用されるリニアプ
ローブを例にして説明する。

第２図はブローブケースを取り除いた状態のリニアプロ
ーブを示す斜視図である。

すなわち、第２図に示すようにパッキング材１，圧電セ
ラミックからなり微小短冊状の超音波振動子を多数並設
してなる振動子要素２，前記超音波振動子群に励振バル
スを与えると共にエコー信号を取出すためのフレキシブ
ル信号線板７，第１マッ゛チング層３，第２マッチング
層４，生体の音速より遅い材料で作られた音響レンズ５
からなり、破線で示すように超音波ビームを収束するこ
とができる。なお、音響レンズ５における符号５ａは、
レンズとしてマッチング層３，４、振動子要素２、及び
パッキング材１への取付けを行うための部分であり、通
常「げた」と称されている。

ここで、第３図を参照して従来の超音波プローブにおけ
る音響レンズについて詳細に説明する。

第３図はプローブ断面図であり、フレキシブル信号線板
７は図示を省略している。一般に、音響レンズ５は、体
表への接触性を考慮して生体の音速より遅い材料により
断面凸形状に作られている。

そして、図示しない装置本体の送受信器により圧電セラ
ミック２の各振動子を電子走査することで、超音波ビー
ムは振動子配列方向にフォー力シングし、また、体表へ
の接触性を考慮して断面凸形状に作られた音響レンズ５
で、超音波ビームは振動子配列方向に対して直角方向に
フォーカシングする。

なお、図示では、ビーム形態が容易に分かるように、圧
電セラミック２の全振動子を送受信駆動して全口径から
超音波ビームを放射しているものとなっているが、実際
のリニア電子走査では、圧電セラミック２内の複数振動
子について同時駆動され且つ該同時駆動振動子群は変更
されるものである。

（発明が解決しようとする課題） このように音響レンズ５は、振動子配列方向に対して直
角方向にフォー力シングするために用いられるものであ
るが、この基本特性以外に低減衰性が要求される。これ
は、音響レンズ５における超音波の減衰が大きいと感度
が低くなり、画質の劣化を招くものとなる。

そこで本発明の目的は、高画質化を図ることができる超
音波プローブを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達威するために次
のような手段を講じた構成としている。

本発明は、音響レンズは、透過における音速が非検査対
象物より遅い材料で作られた層と速い材料で作られた層
とがそれぞれ１つ以上組合わされた多層化構成であるこ
とを特徴とする。

（作用） このような構或を有する本発明によれば、次のような作
用を奏する。すなわち、本発明による音響レンズは、従
来のものと同じ速度減速特性を、薄厚さで実現できるの
で、超音波の減衰が小さく′なり、画質の低下を抑制で
きる。また、本発明による音響レンズは、従来のものと
同じ．速度減速特性を、大きな曲率で実現できるので、
振動子要素の端部と中央部とでのレンズの厚さの差分を
小さくすることができる。これにより、従来のものより
も振動子要素全面より均一な強度の超音波を送受波でき
、これも画質向上につながる。

（実施例） 以下発明にかかる超音波プローブの一実施例を第１図を
参照して説明する。なお、第１図と第２図及び第３図の
ものとは、音響レンズ以外は両者とも同じであるので、
以下の説明では音響レンズについてのみ説明する。すな
わち、本実施例の所謂キャップ型音響レンズ６は、音速
が生体のときのそれよりも遅い材料で作られた第１層６
ａと、速い材料で作られた第２層６ｂとから構成されて
いる。

ここで、第１層６ａは、断面凸状であって、いわゆる「
げた」と称されている部分６ａｌが従来のそれよりも薄
く、中央部６ａ２の厚みが従来のそれよりも薄くした形
状を有する。また、その材質として、従来のものと同じ
ものでよく、生体よりも遅い速度のもの、代表的にはシ
リコンゴムであって、速度が１０００ｍ／ｓ程度のもの
である。

もちろん、シリコンゴムを主とし他の物質を含ん５ だ合成物でもよい。尚、第１層６ａの材料は、音響イン
ピーダンスは１．２〜１．５ｘｌ０６ｋｇ／　ｍ　２　
．　　８のものである。第１層６ａにおけるげた部分６
ａｌは脚部は無い。

第２層６ｂは、断面略コ字形状をなしその底部に第１層
６ａを配置するようになっている。また、その材質とし
て、従来のものとは異なり、ニオプレンコム，プチルゴ
ム，ブナ等のゴムを主要としたゴム系材料、或いは、ポ
リイソブチレン，ポリエチレント等の樹脂材料であって
、生体よりも速い速度、つまり速度が１５００　〜２’
０００ｍ／ｓ程度のものである。もちろん、上記各材料
の合或物でもよい。第２層６ｂにおけるげた部分６ｂｌ
は脚部を有する。

なお、生体の音速は１５３０ｍ／ｓ　（４０’　Ｃ）程
度であり、生体の音響インピーダンスは１．５Ｘ１０６
ｋｇ／ｍ２ｓ程度である。

次に上記の如く構威された本実施例の作用について説明
する。

すなわち、本実施例では、従来と同じ音響レン６ ズとしての機能を、生体の音速よりも速い第２層６ｂと
生体の音速よりも遅い第１層６ａとで得るようにし、生
体の音速よりも速い第２層６ｂを用いることでレンズの
曲率を大きくし、全体としてレンズの厚みを薄くするこ
とができる。

よって、本実施例による音響レンズ６は、従来のものと
同じ速度減速特性を、薄厚さで実現できるので、超音波
の減衰が小さくなり、ペネトレーションの確保、高画質
化が期待できる。特に、高周波の超音波を扱うプローブ
にあっては好適となり得る。

また、音響レンズ６全体として２層可化したことに伴っ
て強度補強されたものとなり、しかも、レンズとしてマ
ッチング層３，４、振動子要素２、及びパッキング材１
への取付けは、第１層６ａを接着した第２層６ｂのげた
部分により行っているので、第１層６ａのげた部分６ａ
ｌは従来のものよりも薄くしても強度上支障がない。こ
れもレンズの厚みを薄くするできる要因となる。

さらに、本実施例によれば、従来のものと同じ速度減速
特性を、大きな曲率で実現できるので、振動子要素２の
端部と中央部とでのレンズの厚さの差分を小さくするこ
とができる。これにより、従来のものよりも振動子要素
２の全面より均一な強度の超音波を送受波でき、音場が
良好となり、また、サイドローブの低減が期待でき、結
果的に画質向上につながる。

また、音響レンズ６全体として周辺部と中心部との厚み
差が、従来のものよりも小さいので、中心部から放射さ
れる超音波ビームの減衰が抑制される。これにより、周
辺部から放射される超音波ビームと中心．部から放射さ
れる超音波ビームとの比較において、周辺部から放射さ
れる超音波ビームの存在が相対的に小さくなるので、結
果的に、サイドローブの影響が低減されることになり、
画質の向上につながる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、速度が
速いものと、遅いものとを３層以上に構造化してもよい
。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明における音響レンズは、透過におけ
る音速が非検査対象物より遅い材料で作られた層と速い
材料で作られた層とがそれぞれ１つ以上組合わされた多
層化構戊であるので、従来のものと同じ速度減速特性を
、薄厚さで実現できる。これにより、超音波の減衰が小
さくなり、画質の低下を抑制できる。また、本発明によ
る音響レンズは、従来のものと同じ速度減速特性を、大
きな曲率で実現できるので、振動子要素の端部と中央部
とでのレンズの厚さの差分を小さくすることができる。

これにより、従来のものよりも振動子要素全面より均一
な強度の超音波を送受波でき、これも画質向上につなが
る。

よって本発明によれば、高画質化を図ることができる超
音波プローブを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波プローブの一実施例を示
す断面図、第２図はブロープケースを取り除いた状態の
リニアブローブを示す斜視図、第９ ３図は従来の超音波プローブの断面図である。 １・・・パッキング材、２・・・振動子要素、３．４・
・・マッチング層、６・・・音響レンズ、６ａ・・・第
１層、６ｂ・・・第２層、７・・・フレキシブル信号線
板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 音響レンズを備え た超音波プローブにおいて、 音響レンズは、透過における音速が検査対象物よりも遅
   い材料で作られた層と速い材料で作られた層とがそれぞ
   れ１つ以上組合わされた多層化構成であることを特徴と
   する超音波プローブ。