JPH0448454B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は３次元的な情報を実時間で得るための
圧電振動子を２次元に配列した超音波探触子に関
するものである。

一般に、直線電子走査型超音波装置に用いられ
る超音波探触子は、直線状に複数個の圧電振動子
を配列したもので、直線電子走査することにより
実時間で２次元の平面画像から得られるものであ
る。更に、実時間で立体像すなわち三次元画像を
得るためには、超音波動子を２次元に配列した超
音波探触子を利用することは既に知られている。

従来の２次元配列型の超音波探触子としては、
第１図、第２図ａ，ｂに示すものが知られてい
る。

第１図においては、圧電振動子板１の両面に相
互に交叉するように複数列の電極２ａ，２ｂ，…
…２ｎ，３ａ，３ｂ，……３ｎを対向して設けて
ある。

このような構造を有する超音波探触子は、圧電
振動子板１の両面に交叉する複数列の電極２ａ，
２ｂ，……２ｎ，３ａ，３ｂ，……３ｎから、例
えば電極２ａと電極３ａを選択して電圧印加する
ことにより、電極２ａと電極３ａが交叉する圧電
振動子板１の一部が付勢され、超音波ビームを放
射し、同様に反射波の受信ができるものであり、
構造が比較的簡単で製造が容易である。しかしな
がら、このような構造では、圧電振動子板１を切
断分割しないで、電極２ａ，２ｂ，……２ｎ，３
ａ，３ｂ，……３ｎのみの分割駆動であるため
に、音響的なクロストークが著しく大きくなり、
圧電振動子板の所望域からの超音波ビームの送受
信がむずかしく、分解能が極度に低下した画像し
か得られないという欠点を有している。

一方、第２図ａ，ｂにその製造方法を示すもの
は、第２図ａに示す配線パターン４を形成した基
板５（基板５側が超音波放射面であるため、通常
は基板５の厚みを４分の１波長する。）上に、第
２図ｂに示すような圧電振動子板１両面に電極
２，３ａ，３ｂ，……３ｎを設け、片面の電極３
ａ，３ｂ，……３ｎ及び一部の圧電振動子板１を
分割してなるものを、第２図ａに示すように、分
割した側の圧電振動子板１の電極３ａ，３ｂ，…
…３ｎが配線パターン４に合せて電気的接続され
るように固着し、次にパツキング材６を電極２上
に接着して２次元配列超音波探触子を完成させる
ものである。しかしながら、このような構造を有
する超音波探触子においても、第１図に示したも
のと同様に、圧電振動子板１が完全に切断分割さ
れていないために、著しい音響的クロストークが
発生し、分解能の向上が望めない。また、接地電
極２が超音波放射面になつていないため、外来誘
導ノイズの影響を受けやすく、画像に悪影響を及
ぼすというような欠点を有している。

本発明は以上のような欠点に鑑みてなされたも
のであり、圧電振動子板を格子状の状の溝によつ
てマトリツクス状に切断分割し、このマトリツク
ス状に完全に切断分割した各圧電振動子の一方の
両側の近傍の溝の一部に充填物を設け、この充填
物を介して切断分割した各圧電振動子に共通電極
を設け、この共通電極の上に少なくとも一層の音
響整合層を設けることにより、マトリツクス状に
完全に切断分割した内側に位置する各圧電振動子
からの共通電極の電気端子の取り出しが容易で、
且つ音響的クロストークが少なく、外来誘導ノイ
ズの影響を受けない超音波探触子を提供とするこ
とを目的とするものである。

以下図面をもとに本発明の実施例について説明
する。

第３ａ〜ｄは、本発明の一実施例における超音
波探触子の一製法を示す製造工程図である。まず
第３図ａに示すごとく圧電振動子板１の片面に真
空蒸着あるいは銀の焼付け等の方法により電極２
を形成し、電極２と対向する面に圧電振動子板１
の厚さの例えば３分の１〜４分の１程の深さにマ
トリツクス状の溝７ａ，７ｂ，……７ｎ，８ａ，
８ｂ，……８ｎをカツター等で設ける。次に溝７
ａ，７ｂ，……７ｎ，８ａ，８ｂ，…８ｎの部分
に充填物９として導電材料例えば導電性接着剤、
または電気絶縁材料例えばエポキシ樹脂等を充填
する。しかるのち、第３図ｂに示すように、圧電
振動子板１の溝７ａ，７ｂ，……７ｎ，８ａ，８
ｂ，……８ｎに充填物９を設けた面上及び圧電振
動子板１の面上に真空蒸着などによつて電極３
（電極３が接地電極となり超音波放射面になる）
を形成し、更に、電極３上に一層以上の音響整合
材料１０ａ，１０ｂを接着する。即ち、充填物９
は、分離された圧電振動子板１設ける接地電極を
電気的に共通するために橋渡し的な役目を果たす
ものであり、この充填物９がなければ、分離され
た圧電振動子板１から共通に電極を取り出すこと
が困難である。音響整合層としては、例えば、医
用超音波診断装置用の超音波探触子の場合におい
ては、このように２層の音響整合層を設ける構造
が好ましく、第１の整合層１０ａとして、溶融石
英ガラス等の材料、第２の整合層１０ｂとしてエ
ポキシ樹脂等の材料が使用できる。次に第３図ｃ
に示すように、マトリツクス状に溝７ａ，７ｂ，
……７ｎ，８ａ，８ｂ，……８ｎに沿つて、音響
整合層材料１０ａ，１０ｂの付着していない面か
ら圧電振動子板１をカツター等で切断し欠除部１
１ａ，１１ｂ，……１１ｎ，１２ａ，１２ｂ，…
…１２ｎを形成する。切断する深さは、充填物９
の圧さＡまでとする（Ａの寸法としては例えば約
0.1mmが適している）。その結果、圧電振動子板１
の接地電極３が形成された状態で、圧電振動子板
１を完全にマトリツクス状に切断分割することが
できる。その後、第３図ｄに示すように、各々の
圧電振動子の電極２の部分と、基板１４例えばパ
ツキング材に使われているフエライトゴムに予め
形成してある配線パターン４とを、半田付けなど
の接合材１３により接続して電気端子を外部に取
り出す。その後、このようにして得られた２次元
に配列する超音波振動子部を適当なケースに入れ
（図示せず）、本体装置と接続するケーブルを取り
付けて、超音波探触子を完成させるものである。

また、充填物９として導電接着剤を用いると、
充填物９と共通電極を兼ねさせることができる。
即ち、充填物９と電極３を導電接着剤で同時に構
成することができることになるので電極３を真空
蒸着などによる被着工程を省くことができる。

本発明は、圧電振導子部の共通電極側が音響整
合層で覆われているため、マトリツクス状に切断
分割された内側（中心部）に位置する各圧電振動
子部からの共通電極の取り出した困難な構造にお
いて、マトリツクス状に切断分割された圧電振動
子板の、分割溝の共通電極側の一部に充填物を介
して共通電極を設けるようにしたものであり、か
かる構成により互いに切断分割されていたマトリ
ツクス状の圧電振動子部の内側（中心部）を含む
各圧電振動子からの共通電極部の取り出しが可能
となる。

なおここでは３次元画像を得るために２次元配
列型の探触子について説明したが、これに限ら
ず、直線電子走査型超音波装置において、２次元
の可変口径と電子フオーカスを実施するための超
音波探触子に用いても良い。

以上のごとく本発明は、圧電振動子板を格子状
の分割溝によつてマトリツク状に切断し、この切
断分割した各圧電振動子の一方の面側の近傍の分
割溝の一部に充填物を設け、この充填物を介して
各圧電振動子の面上に共通となる電極を設け、こ
の共通となる電極上に一層以上の音響整合層を設
けた超音波探触子を提供するものであり本発明に
よれば、圧電振動子板を完全に切断分割している
ため、音響的なクロストークを著しく低下させる
ことができ、また、切断分割した各々圧電振動子
の一方の面側の近傍の溝の一部に音響的クロスト
ークに影響しない程度に充填物を設けているた
め、マトリツクス状に切断分割した内側に位置す
る各圧電振動子からの共通電極の電気端子の取出
しが容易となり、二次元配列の超音波振動子群の
所望域を任意に駆動し、超音波ビームの送受信を
行うことができ、分解能の高い三次元の画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図ａ，ｂは従来の２次元配列
型超音波探触子を示す斜視図および製造工程図、
第３図ａ〜ｄは本発明の超音波診断装置の製造方
法の一実施例を説明する工程図である。 １……圧電振動子板、２，２ａ，２ｂ〜２ｎ，
３ａ，３ｂ〜３ｎ……電極、４……配線パター
ン、５……基板、６……パツキング材、７ａ，７
ｂ〜７ｎ，８ａ，８ｂ〜８ｎ……溝、９……充填
物、１０ａ，１０ｂ，……音響整合層、１１ａ，
１１ｂ〜１１ｎ，１２ａ，１２ｂ〜１２ｎ……切
断溝、１３……接合材、１４……基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板状の第１の電極上に各々の間に空間を有し
   てマトリツクス状に配列された複数の角柱状の圧
   電振動子と、この圧電振動子の上面にそれぞれ接
   合された第２の電極と、上記第１の電極の裏面に
   接合された少なくとも１層以上の音響整合層とを
   備え、上記空間内の一部に第１の電極に接触させ
   て充填物を充填したことを特徴とする超音波探触
   子。 ２ 充填物が絶縁材料からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子。 ３ 充填物が導電材料からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子。