JPH05236597A - Ultrasonic probe - Google Patents
Ultrasonic probeInfo
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- JPH05236597A JPH05236597A JP3310825A JP31082591A JPH05236597A JP H05236597 A JPH05236597 A JP H05236597A JP 3310825 A JP3310825 A JP 3310825A JP 31082591 A JP31082591 A JP 31082591A JP H05236597 A JPH05236597 A JP H05236597A
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- matching layer
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ソナーや超音波診断装
置などのセンサとして用いる超音波探触子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used as a sensor for a sonar or an ultrasonic diagnostic apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、水や生体を対象としたソナーや超
音波診断装置などのセンサである超音波探触子の被検体
側の部分には、超音波を集束して分解能を向上させるた
め音響レンズを設けているのが一般的になっている。2. Description of the Related Art Recently, in order to improve the resolution by focusing ultrasonic waves on the object side of an ultrasonic probe, which is a sensor for sonar or ultrasonic diagnostic equipment for water or living bodies. It is common to have acoustic lenses.
【０００３】従来、この種の超音波探触子は、電子情報
通信学会誌ＡＰＲＩＬ VOL.72 No.41989年 404ページに
記載された構成が知られている。以下、従来の超音波探
触子について説明する。Conventionally, an ultrasonic probe of this type is known to have a structure described in APRIL VOL.72 No.4, 1989, page 404 of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. Hereinafter, a conventional ultrasonic probe will be described.
【０００４】図４は従来の超音波探触子の概要を示す一
部切断斜視図を示し、パッキング材２上に複数に配列し
た圧電体素子１を設けこの圧電体素子１上に第１，第２
の音響整合層３，４を設ける。更に、その上にシリコン
ゴムの音響レンズ５を設けた構成となっている。FIG. 4 is a partially cut perspective view showing an outline of a conventional ultrasonic probe, in which a plurality of piezoelectric elements 1 arranged on a packing material 2 are provided on the piezoelectric element 1. Second
Acoustic matching layers 3 and 4 are provided. Further, the acoustic lens 5 made of silicon rubber is provided on the structure.
【０００５】この音響レンズ５は、複数に配列した圧電
体素子１の方向と直交する方向において超音波をある任
意の距離に集束させる役目を有するものであり、一般に
被検体(図略)との接触性を考慮すると、被検体の音速よ
り遅いシリコンゴムの材料で凸状に構成されている。こ
れが凹面となると接触性が悪くなるので、これまでのと
ころ、その殆んどが図示のような凸面形状になってい
る。The acoustic lens 5 has a role of focusing ultrasonic waves at an arbitrary distance in a direction orthogonal to the direction of the piezoelectric elements 1 arranged in a plurality, and is generally used as an object (not shown). Considering the contact property, the convex shape is made of a material of silicon rubber, which is slower than the sound velocity of the subject. If this is a concave surface, the contactability will deteriorate, and so far, most of them have been in the convex shape as shown.
【０００６】このように従来の超音波探触子は音響レン
ズ５によって超音波を集束させているため、分解能が向
上するという特徴がある。As described above, the conventional ultrasonic probe has a feature that the resolution is improved because the ultrasonic wave is focused by the acoustic lens 5.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の超音波探触子は、５ＭＨz以上の高い周波数
領域において用いた場合、音響レンズの集束効果はある
ものの、シリコンゴムで構成されている音響レンズは音
波減衰係数が大きいため、高周波成分が音響レンズによ
って減衰され著しく低下した周波数特性となる。したが
って、シリコンゴムの音響レンズの減衰によって分解能
は劣化し、また、被検深度も低下するという問題があっ
た。However, such a conventional ultrasonic probe, when used in a high frequency region of 5 MHz or higher, is made of silicon rubber although it has the focusing effect of the acoustic lens. Since the acoustic lens has a large sound wave attenuation coefficient, the high frequency component is attenuated by the acoustic lens, resulting in a significantly lowered frequency characteristic. Therefore, there is a problem that the resolution is deteriorated due to the attenuation of the acoustic lens made of silicon rubber, and the depth of inspection is also decreased.
【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、圧電体上に設けた少なくとも１層以上の
第１の音響整合層上に曲面を有した減衰の小さい伝播媒
体(または音響レンズ)を設け、更にその上に減衰の小さ
い音響レンズ(または伝播媒体)を設け、更にその上に少
なくとも１層以上の第２の音響整合層を設ける構成にす
ることにより、音響レンズによる分解能の低下、被検深
度の低下をさせることがない超音波探触子を提供するこ
とを目的とする。The present invention solves such a conventional problem, and a propagation medium (or a small attenuation) having a curved surface on at least one or more first acoustic matching layers provided on a piezoelectric body (or (Acoustic lens), an acoustic lens (or a propagation medium) with small attenuation is further provided thereon, and at least one second acoustic matching layer is further provided thereon, so that the resolution by the acoustic lens is improved. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe that does not cause a decrease in the depth of the test object and a decrease in the depth of the test.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電体の一方
の面に設けた少なくとも１層以上の第１の音響整合層
と、該第１の音響整合層上に設けた曲面を有した高周波
成分の減衰の小さい伝播媒体(または音響レンズ)と、該
伝播媒体(または音響レンズ)の曲面に沿って設けた高周
波成分の減衰の小さい音響レンズ(または伝播媒体)と、
該音響レンズ(または伝播媒体)の前面に設けた少なくと
も１層以上の第２の音響整合層とを有することを特徴と
する。The present invention has at least one first acoustic matching layer provided on one surface of a piezoelectric body and a curved surface provided on the first acoustic matching layer. Propagation medium (or acoustic lens) with small attenuation of high frequency components, and an acoustic lens (or propagation medium) with small attenuation of high frequency components provided along the curved surface of the propagation medium (or acoustic lens),
At least one second acoustic matching layer provided on the front surface of the acoustic lens (or the propagation medium).
【００１０】[0010]
【作用】本発明によれば、周波数依存減衰特性が小さく
また減衰係数が小さい材料を有した伝播媒体と音響レン
ズを用いているため、高い周波数の超音波探触子にして
も、音響レンズによる減衰を小さくできて広い周波数帯
域特性にできるため分解能が高くしかも被検深度も深い
超音波画像を得ることができる。According to the present invention, since the propagation medium and the acoustic lens having a material having a small frequency-dependent attenuation characteristic and a small attenuation coefficient are used, even if a high frequency ultrasonic probe is used, Since the attenuation can be made small and the frequency band characteristic can be made wide, an ultrasonic image having a high resolution and a deep test depth can be obtained.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の好ましい各実施例について図
面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１２】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
における超音波探触子の要部断面図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention.
【００１３】図１において、11は音波を送受信する圧電
体、12は被検体18と接する側と反対側に設けられたパッ
キング材、13はパッキング材12と反対の被検体側に設け
られた第１の音響整合層、14は第１の音響整合層13の上
に設けられた曲面14Ａを有する伝播媒体、15は伝播媒体
14の曲面14Ａに沿って設けられた曲面15Ａを有する音響
レンズ、16，17は音響レンズ15の上に設けられた第２の
音響整合層である。また音響整合層17の面と被検体18が
接するような構成となっている。In FIG. 1, 11 is a piezoelectric body for transmitting and receiving sound waves, 12 is a packing material provided on the side opposite to the side in contact with the object 18, and 13 is a sample material provided on the side of the object opposite to the packing material 12. 1 acoustic matching layer, 14 is a propagation medium having a curved surface 14A provided on the first acoustic matching layer 13, and 15 is a propagation medium
An acoustic lens having a curved surface 15A provided along the 14 curved surface 14A, and 16 and 17 are second acoustic matching layers provided on the acoustic lens 15. The surface of the acoustic matching layer 17 is in contact with the subject 18.
【００１４】以下上記各構成部材について説明する。Each of the above constituent members will be described below.
【００１５】伝播媒体14と音響レンズ15の各音響インピ
ーダンスＺ2，Ｚ3は、圧電体11の音響インピーダンスＺ
pと被検体18の音響インピーダンスＺbの間の値を有する
ことが望ましい。The acoustic impedances Z 2 and Z 3 of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 are the acoustic impedance Z of the piezoelectric body 11.
It is desirable to have a value between p and the acoustic impedance Z b of the subject 18.
【００１６】また、伝播媒体14の音速ｖ2と音響レンズ1
5の音速ｖ3は、ｖ2＜ｖ3となる関係にし、かつ、音響レ
ンズ15の音速ｖ3と被検体18の音速ｖb(生体とするとｖb
は1535ｍ／ｓ)はｖ3＜ｖbの関係になることが望まし
い。すなわち、前記関係の音速にすることにより、音響
レンズの曲率形状により、被検体18の任意の距離に超音
波を集束できる。Further, the sound velocity v 2 of the propagation medium 14 and the acoustic lens 1
The sound velocity v 3 of 5 is such that v 2 <v 3 , and the sound velocity v 3 of the acoustic lens 15 and the sound velocity v b of the subject 18 (v b for a living body ).
Is preferably 1535 m / s) and v 3 <v b . That is, by setting the sound velocity in the above relationship, the ultrasonic waves can be focused on an arbitrary distance of the subject 18 due to the curvature shape of the acoustic lens.
【００１７】また、伝播媒体14の音速ｖ2と被検体18の
音速ｖbは、特に限定はされないが可能であればｖ2≦ｖ
bの関係の方が良い。しかしながらｖ2≦ｖb(1535ｍ／
ｓ)でしかも伝播媒体14の音響インピーダンスＺ2が被検
体18の音響インピーダンスＺbより大きく減衰係数の小
さい材料があまりないのが実状であるのでｖ2≦ｖbを必
ずしも満足しなくとも良い。The sound velocity v 2 of the propagation medium 14 and the sound velocity v b of the subject 18 are not particularly limited, but if possible, v 2 ≤v
The relationship of b is better. However, v 2 ≤ v b (1535m /
It is not necessary to satisfy v 2 ≤v b because it is true that there are not many materials in which the acoustic impedance Z 2 of the propagation medium 14 is larger than the acoustic impedance Z b of the subject 18 and the attenuation coefficient is small.
【００１８】ここで、伝播媒体14と音響レンズ15の音響
インピーダンスの設定には、前述のような音速の制限，
減衰の制限などがあるため、自ずと限定されていく。こ
れらの制限内で種々の材料を探索すると、音響インピー
ダンスが約2.5MRayl以下では、ゴム材などのように周波
数依存減衰が大きいあるいは、音速が合わないなどがあ
り、対象外とした。したがって対象となる音響インピー
ダンス値は2.5MRayl〜圧電体11の音響インピーダンスの
間の値を有する伝播媒体14と音響レンズ15の材料という
ことになる。例えば、伝播媒体14と音響レンズ15の各音
響インピーダンスＺ2，Ｚ3を約７MRaylという値に設定
して、圧電体11としてＰＺＴ系圧電セラミックの材料を
アレイ形状にしたものを用い、被検体18を生体した場
合、圧電体11の音響インピーダンスＺpは約28MRayl，被
検体18のＺbは1.54MRaylとなる。Here, in setting the acoustic impedances of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15, the sound velocity limitation as described above,
Due to the attenuation limitation, etc., it will be naturally limited. When various materials were searched within these limits, when the acoustic impedance was about 2.5 MRayl or less, there were large frequency-dependent attenuation such as rubber materials, or the sound speed did not match, so it was excluded. Therefore, the target acoustic impedance value is a material of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 having a value between 2.5 MRayl and the acoustic impedance of the piezoelectric body 11. For example, the acoustic impedances Z 2 and Z 3 of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 are set to values of about 7 MRayl, and the piezoelectric body 11 is made of a PZT-based piezoelectric ceramic material in an array shape. In the case of living body, the acoustic impedance Z p of the piezoelectric body 11 is about 28 MRayl, and Z b of the subject 18 is 1.54 MRayl.
【００１９】従って、図１に示すように、電圧体11と伝
播媒体14との間に設けた第１の音響整合層13の音響イン
ピーダンスＺ1は数１の式に示すような計算式から与え
られる。Therefore, as shown in FIG. 1, the acoustic impedance Z 1 of the first acoustic matching layer 13 provided between the voltage body 11 and the propagation medium 14 is given by the calculation formula shown in the equation (1). Be done.
【００２０】[0020]
【数１】 [Equation 1]
【００２１】数１の式から計算するとＺ1は約14MRaylと
なる。つまり、Ｚ1は圧電体と伝播媒体の各音響インピ
ーダンスＺp，Ｚ2との間の値を有する。Calculating from the equation (1), Z 1 is about 14 MRayl. That is, Z 1 has a value between the piezoelectric body and the acoustic impedances Z p and Z 2 of the propagation medium.
【００２２】また、音響レンズ15と被検体18との間に
は、ここでは２層の第２の音響整合層16，17を設けてお
り、それぞれの音響整合層16，17の音響インピーダンス
Ｚ4，Ｚ5は数２の式，数３の式に示す計算式から与えら
れる。Between the acoustic lens 15 and the subject 18, two second acoustic matching layers 16 and 17 are provided here, and the acoustic impedance Z 4 of each of the acoustic matching layers 16 and 17 is provided. , Z 5 are given by the formulas shown in Formula 2 and Formula 3.
【００２３】[0023]
【数２】 [Equation 2]
【００２４】[0024]
【数３】 [Equation 3]
【００２５】数２の式，数３の式から、音響レンズ15側
の第２の音響整合層16の音響インピーダンスＺ4は約4.8
MRayl，被検体18側の第２の音響整合層17の音響インピ
ーダンスＺ5は2.3MRaylという値となる。From the equations (2) and (3), the acoustic impedance Z 4 of the second acoustic matching layer 16 on the acoustic lens 15 side is about 4.8.
MRayl, the acoustic impedance Z 5 of the second acoustic matching layer 17 on the side of the subject 18 has a value of 2.3 MRayl.
【００２６】また、伝播媒体14と音響レンズ15の音波減
衰係数は可能な限り小さい材料が望ましいことは言うま
でもない。Needless to say, it is desirable that the sound wave attenuation coefficients of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 are as small as possible.
【００２７】以上のように各構成材料の望ましい特性が
明らかになったところで、以下に圧電体11とパッキング
材12の材料を除いた構成部品の具体的な材料について説
明する。Now that the desired characteristics of each constituent material have been clarified as described above, the concrete materials of the constituent parts excluding the materials of the piezoelectric body 11 and the packing material 12 will be described below.
【００２８】第１の音響整合層13の音響インピーダンス
Ｚ1は約14MRaylであるので、例えば、塩化ビニル１に対
して体積比でタングステン粉末を1.5充填すると音響イ
ンピーダンス14.6MRaylとなる。Since the acoustic impedance Z 1 of the first acoustic matching layer 13 is about 14 MRayl, for example, if 1.5 volume ratio of tungsten powder is filled with 1 of vinyl chloride, the acoustic impedance is 14.6 MRayl.
【００２９】また、この他に、ホトンセラミックス社の
ホトベールセラミックスＺ＝14.5MRayl、あるいはガラ
ス系の材料を用いると良い。この場合、音響整合層13の
厚みは４分の１波長付近にするのが望ましい。In addition to this, it is preferable to use Photoveel ceramics Z = 14.5M Rayl made by Photon Ceramics Co., Ltd. or a glass-based material. In this case, it is desirable that the thickness of the acoustic matching layer 13 be near a quarter wavelength.
【００３０】また、伝播媒体14としては、音響インピー
ダンスＺ2を約７MRayl付近で音ｖ2を2000ｍ／ｓ以下(音
響レンズｖ3は2000ｍ／ｓ以上)でしかも音波減衰係数が
小さいものという３つの条件を満足するような材料は、
エポキシ樹脂に粒径の小さいタングステン粉，タングス
テンカーバイト，若しくは酸化タングステンの粉末を混
入した材料を用いる。例えば、図２に日本ペルノックス
社のエポキシ樹脂ＭＥ106／ＨＹ-3081に対してタングス
テン粉末(平均粒径0.44μm)を重量比で2.0(Ａ)，4.0
(Ｂ)充填し、硬化させた時の材料の周波数ｆ(ＭＨz)に
対する音波減衰係数α(dB／mm)を示す。また図２には参
考までに、従来用いていた一般的なシリコンゴムの減衰
係数Ｄを示す。Further, as the propagation medium 14, three kinds of acoustic impedance Z 2 having a sound v 2 of 2000 m / s or less (acoustic lens v 3 of 2000 m / s or more) in the vicinity of about 7 MRayl and a small sound wave attenuation coefficient are used. Materials that satisfy the conditions are
Epoxy resin mixed with tungsten powder, tungsten carbide, or tungsten oxide powder with a small particle size is used. For example, in FIG. 2, a weight ratio of tungsten powder (average particle size 0.44 μm) to epoxy resin ME106 / HY-3081 manufactured by Nippon Pernox Co. 2.0 (A), 4.0 is used.
(B) Shows the sound wave attenuation coefficient α (dB / mm) with respect to the frequency f (MHz) of the material when filled and cured. Further, FIG. 2 shows, for reference, the damping coefficient D of a general silicone rubber which has been conventionally used.
【００３１】図２から明らかなように、従来使用のシリ
コンゴムの周波数依存は約0.94dB／mm／ＭＨzに対し、
エポキシ樹脂にタングステン粉末を充填した材料は、約
0.43dB／mm／ＭＨzの値を有し、従来の約２分１の特性
となっている。例えば５ＭＨzの周波数において、シリ
コンゴムは約4.1dB／mmという値に対して約2.2dB／mmと
なる。更に周波数が高くなるにしたがい更にその差が顕
著になってくる。As is apparent from FIG. 2, the frequency dependence of the conventionally used silicone rubber is about 0.94 dB / mm / MHz,
The material of epoxy resin filled with tungsten powder is about
It has a value of 0.43 dB / mm / MHz, which is about half of the conventional characteristics. For example, at a frequency of 5 MHz, the silicone rubber has a value of about 2.2 dB / mm for a value of about 4.1 dB / mm. The difference becomes more remarkable as the frequency becomes higher.
【００３２】尚、図２のＡ，Ｂの材料の音響インピーダ
ンスＺ2は6.1MRayl，8.6MRaylで、音速ｖ2は1970ｍ／
ｓ，1850ｍ／ｓという値を有していて、ほぼ目標とする
音響インピーダンス及び音速の値となっている。The acoustic impedance Z 2 of the materials A and B in FIG. 2 is 6.1 MRayl and 8.6 MRayl, and the sound velocity v 2 is 1970 m /
It has a value of s, 1850 m / s, which is almost the target acoustic impedance and sound velocity.
【００３３】また、音響レンズ15としては、伝播媒体14
とほぼ同じ音響インピーダンスでしかも伝播媒体14、及
び被検体18の音速より速く、更に音波減衰係数の小さい
材料としては、エポキシ樹脂にシリコンカーバイトなど
の炭化物粉末，窒化アルミなどの窒化物粉末若しくはア
ルミナなどの粉末を混入した材料を用いる。例えば、日
本ペルノックス社のエポキシ樹脂ＭＥ106／ＨＹ-3081に
対してシリコンカーバイト(平均粒径20μm)を重量比で
1.75充填し、硬化させた材料の音響インピーダンスＺ3
は約6.9MRaylで音速は約3510ｍ／ｓという値となる。As the acoustic lens 15, the propagation medium 14 is used.
As a material having substantially the same acoustic impedance as that of the propagation medium 14 and the sound velocity of the object 18 and a small acoustic attenuation coefficient, a carbide powder such as silicon carbide, a nitride powder such as aluminum nitride or alumina is used as an epoxy resin. Use a material mixed with powder such as. For example, the weight ratio of silicon carbide (average particle size 20 μm) to epoxy resin ME106 / HY-3081 manufactured by Nippon Pernox Co.
1.75 Acoustic impedance Z 3 of filled and cured material
Is about 6.9 MRayl and the sound velocity is about 3510 m / s.
【００３４】また、周波数ｆに対する音波減衰係数αと
の関係は、前記図２のＣに示す特性となっており、この
材料も、前記伝播媒体14の材料(図２のＡ，Ｂ)とほぼ同
じ周波数依存特性を有しており、かつ、音波減衰係数の
絶対値が、従来のシリコンゴム及び前記伝播媒体14より
更に小さい値を有している。更に、これは充填するシリ
コンカーバイトの平均粒径を小さくすることにより音波
減衰係数を小さくすることにより音波減衰係数を小さく
できることが可能となる。The relationship between the frequency f and the sound wave attenuation coefficient α has the characteristic shown in FIG. 2C, and this material is almost the same as the material of the propagation medium 14 (A and B in FIG. 2). It has the same frequency-dependent characteristics, and the absolute value of the sound wave attenuation coefficient is smaller than that of the conventional silicone rubber and the propagation medium 14. Further, it is possible to reduce the sound wave attenuation coefficient by decreasing the sound wave attenuation coefficient by decreasing the average particle size of the silicon carbide to be filled.
【００３５】音響レンズ15の音速はできる限り伝播媒体
14，被検体18より差が大きく速いことが望ましい。すな
わち、その音速差を大きくすることにより音響レンズ15
の曲率半径が大きいため、音響レンズ15の厚みを薄くす
ることができるためである。従ってエポキシ樹脂を母材
とした場合、エポキシ樹脂そのものの音速は2500ｍ／ｓ
前後であり、この音速より更に速くするには、充填する
粉末の音速そのものが速い炭化物，窒化物，あるいはア
ルミナなどの粉末が望ましい。The sound velocity of the acoustic lens 15 is as high as possible in the propagation medium.
14 It is desirable that the difference be larger and faster than the subject 18. That is, by increasing the difference in sound velocity, the acoustic lens 15
This is because the acoustic lens 15 can be thin because the radius of curvature is large. Therefore, when epoxy resin is used as the base material, the sound velocity of the epoxy resin itself is 2500 m / s.
It is before and after, and in order to further increase the speed of sound, it is preferable to use a powder of carbide, nitride, alumina, or the like having a high sound speed of the powder to be filled.
【００３６】また、第２の音響整合層16，17としては、
音響インピーダンスＺ4，Ｚ5はそれぞれ約4.8MRayl、約
2.3MRaylの値を有した材料で、厚みは第１の音響整合層
13の場合と同様の考え方で、４分の１波長にするのが良
い。例えば音響インピーダン約4.8MRaylの材料として
は、三井東圧社のエポキシ樹脂ストラクトボンド7445
(音響インピーダンスは4.5MRayl)あるいは、エポキシ樹
脂にシリコンカーバイトを重量比で１：１の割合で充填
し硬化した材料(音響インピーダンス約4.6MRayl)を用い
る。Further, as the second acoustic matching layers 16 and 17,
Acoustic impedances Z 4 and Z 5 are approximately 4.8 MRayl and approximately, respectively.
A material with a value of 2.3 MRayl and a thickness of the first acoustic matching layer
With the same idea as in the case of 13, it is better to set the wavelength to ¼. For example, as a material for an acoustic impedance of about 4.8 MRayl, Mitsui Toatsu's epoxy resin struct bond 7445
(Acoustic impedance is 4.5 MRayl) or a material (acoustic impedance of about 4.6 MRayl) is used which is obtained by filling epoxy resin with silicon carbide at a weight ratio of 1: 1 and curing.
【００３７】更に被検体18側の音響整合層17の音響イン
ピーダンスが約2.3MRaylの材料としては、ＡＢＳ，ポリ
スチレン，ポリプロピレンなどのプラスチック材あるい
はチバガイギーのエポキシ樹脂アラルダイトＡＷ106(音
響インピーダンスは約2.4MRayl)を用いる。Further, as the material whose acoustic impedance of the acoustic matching layer 17 on the subject 18 side is about 2.3 MRayl, plastic material such as ABS, polystyrene, polypropylene or Ciba Geigy's epoxy resin Araldite AW106 (acoustic impedance is about 2.4 MRayl) is used. To use.
【００３８】このような構成及び材料を用いることによ
り、高い周波数域の超音波探触子にした場合において
も、音響整合層を多層に形成し、かつ、伝播媒体14及び
音響レンズ15の音波減衰係数が小さく、かつ、周波数依
存性が小さい材料を選択できるため、広い周波数帯域特
性を有し、しかも高い周波数成分を減衰させることがな
い特性が得られる。したがって、分解能が高く、かつ、
被検深度の深い超音波画像を得ることができる。By using such a structure and materials, even when an ultrasonic probe in a high frequency range is used, the acoustic matching layers are formed in multiple layers and the acoustic waves of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 are attenuated. Since a material having a small coefficient and a small frequency dependence can be selected, it is possible to obtain characteristics that have wide frequency band characteristics and that do not attenuate high frequency components. Therefore, the resolution is high, and
An ultrasonic image with a deep test depth can be obtained.
【００３９】なお、本実施例においては、圧電体11と伝
播媒体14との間に設ける第１の音響整合層13を１層用い
た場合について説明したが、その他、２層以上の音響整
合層を用いても同様あるいはそれ以上の効果が得られ
る。In this embodiment, the case where one layer of the first acoustic matching layer 13 provided between the piezoelectric body 11 and the propagation medium 14 is used has been described, but in addition, two or more acoustic matching layers are provided. The same or higher effect can be obtained by using.
【００４０】また、本実施例においては、音響レンズ15
と被検体18との間に設ける第２の音響整合層16，17を２
層の場合について説明したが、この他、１層あるいは３
層以上の音響整合層を用いても同様の効果が得られる。Also, in this embodiment, the acoustic lens 15
And the second acoustic matching layers 16 and 17 provided between
Although the case of layers has been described, in addition to this, one layer or three layers
The same effect can be obtained by using more than one acoustic matching layer.
【００４１】また、本実施例においては、伝播媒体14と
音響レンズ15の音響インピーダンスを７MRayl付近の値
に設定した場合について説明したが、この他、圧電体11
と被検体18との間の音響インピーダンスの値を有するも
のを用いた場合においても同様の効果が得られる。In the present embodiment, the case where the acoustic impedances of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 are set to values near 7 MRayl has been described.
The same effect can be obtained when the one having the acoustic impedance value between the object 18 and the subject 18 is used.
【００４２】また、本実施例においては、音響レンズ15
の曲面15Ａを有する部分と反対側の第２の音響整合層16
のついている面との間にある程度厚みをもたせた構成の
場合について説明したが、この他、音響レンズ15の厚み
は、音響レンズの役目をはたす範囲の厚みであれば、厚
みの限定がしなくとも同様の効果が得られる。Further, in this embodiment, the acoustic lens 15
Second acoustic matching layer 16 on the side opposite to the portion having the curved surface 15A of
Although the case of a configuration in which a certain thickness is provided between the surface and the surface is described, in addition to this, the thickness of the acoustic lens 15 is not limited as long as the thickness of the range to play the role of the acoustic lens. Also, the same effect can be obtained.
【００４３】（実施例２）図３は本発明の第２の実施例
における超音波探触子の要部断面図である。(Embodiment 2) FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention.
【００４４】図３においては、実施例１の図１の場合と
構成する部品は全く同じであり、その詳細の説明は省略
し、構成についてのみ説明する。In FIG. 3, the constituent parts are exactly the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the detailed description thereof will be omitted and only the structure will be described.
【００４５】図３において、圧電体11の一方の面にパッ
キング材12を設け、反対の被検体18側の面に前記圧電体
11と音響レンズ15の各音響インピーダンスの間の音響イ
ンピーダンスの値を有する材料でなる第１の音響整合層
13を設け、更のその上に、被検体18方向に対して凹面形
状を有し、かつ、被検体18，伝播媒体14より音速が速い
材料で構成した音響レンズ15を設け、この音響レンズ15
の凹面形状部15Ｂに、音響レンズ15とほぼ同じ音響イン
ピーダンスの値と音響レンズ15より遅い音速の値を有す
る伝播媒体14を設ける。更に伝播媒体14の上には、この
伝播媒体14と被検体18の各音響インピーダンスの間の音
響インピーダンスの値を有する材料でなる第２の音響整
合層16，17(ここで２層)を設けた構成とする。In FIG. 3, the packing material 12 is provided on one surface of the piezoelectric body 11, and the piezoelectric material is provided on the opposite surface of the subject 18 side.
First acoustic matching layer made of a material having an acoustic impedance value between the acoustic impedances of 11 and the acoustic lens 15.
13 is provided, and an acoustic lens 15 having a concave shape in the direction of the subject 18 and made of a material having a higher acoustic velocity than the subject 18 and the propagation medium 14 is further provided thereon.
The concave surface portion 15B is provided with the propagation medium 14 having substantially the same acoustic impedance value as the acoustic lens 15 and a slower sound velocity value than the acoustic lens 15. Further, on the propagation medium 14, second acoustic matching layers 16 and 17 (here, two layers) made of a material having an acoustic impedance value between the propagation medium 14 and each acoustic impedance of the subject 18 are provided. It has a different configuration.
【００４６】各構成部品の特性については、実施例１と
ほぼ同じものを用いて、ほぼ同じ材料，形状のものを使
用しても良い。With regard to the characteristics of each component, substantially the same characteristics as those of the first embodiment may be used, and the same materials and shapes may be used.
【００４７】このような構成にすることにより、高い周
波数域の超音波探触子にした場合においても、音響レン
ズ15，伝播媒体14の材料の減衰の小さい値のもの、周波
数依存減衰の小さいものを選択でき、かつ、音響整合層
を多層設けているため、高い周波数成分を減衰させるこ
とのない広い周波数特性を得ることができる。したがっ
て、分解能が高く、かつ、被検深度の深い超音波画像を
得ることができる。With such a configuration, even in the case of an ultrasonic probe in a high frequency range, a material having a small attenuation of the materials of the acoustic lens 15 and the propagation medium 14 and a material having a small frequency dependent attenuation Can be selected, and since a plurality of acoustic matching layers are provided, it is possible to obtain a wide frequency characteristic without attenuating high frequency components. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic image with high resolution and a deep test depth.
【００４８】このような構成及び材料を用いることによ
り、高い周波数域の超音波探触子にした場合において
も、伝播媒体14及び音響レンズ15の音波減衰係数が小さ
く、かつ、周波数依存性が小さいため、高い周波数成分
を減衰させることが少ない。したがって、分解能が高
く、かつ、被検深度の深い超音波画像を得ることができ
る。By using such a structure and materials, the acoustic wave attenuation coefficient of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 is small and the frequency dependence is small even in the case of an ultrasonic probe in a high frequency range. Therefore, high frequency components are less likely to be attenuated. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic image with high resolution and a deep test depth.
【００４９】なお、本実施例においては、圧電体11と伝
播媒体14との間に設ける第１の音響整合層13を１層用い
た場合について説明したが、その他、２層以上の音響整
合層を用いても同様あるいはそれ以上の効果が得られ
る。In this embodiment, the case where one layer of the first acoustic matching layer 13 provided between the piezoelectric body 11 and the propagation medium 14 is used has been described, but in addition, two or more acoustic matching layers are provided. The same or higher effect can be obtained by using.
【００５０】また、本実施例においては、音響レンズ15
と被検体18との間に設ける第２の音響整合層16，17を２
層の場合について説明したが、この他、１層あるいは３
層以上の音響整合層を用いても同様の効果が得られる。In the present embodiment, the acoustic lens 15
And the second acoustic matching layers 16 and 17 provided between
Although the case of layers has been described, in addition to this, one layer or three layers
The same effect can be obtained by using more than one acoustic matching layer.
【００５１】また、本実施例においては、伝播媒体14と
音響レンズ15の音響インピーダンスを７MRayl付近の値
に設定した場合について説明したが、この他、圧電体11
と被検体18との間の音響インピーダンスの値を有するも
のを用いた場合においても同様の効果が得られる。In this embodiment, the case where the acoustic impedance of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 is set to a value near 7 MRayl has been described.
The same effect can be obtained when the one having the acoustic impedance value between the object 18 and the subject 18 is used.
【００５２】また、本実施例においては、音響レンズ15
の曲面を有する部分と反対側の第２の音響整合層16のつ
いている面との間にある程度厚みをもたせた構成の場合
について説明したが、この他、音響レンズ15の厚みは、
音響レンズの役目をはたす範囲の厚みであれば、厚みの
限定がしなくとも同様の効果が得られる。Also, in this embodiment, the acoustic lens 15
The case where the thickness of the acoustic lens 15 is set to some extent between the portion having the curved surface and the surface having the second acoustic matching layer 16 on the opposite side has been described.
The same effect can be obtained without limiting the thickness as long as the thickness is in a range that serves as an acoustic lens.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波接
触子は、圧電体の一方の面に設けた第１の音響整合層
と、この上に曲面を有した減衰が小さく、かつ、周波数
依存減衰も小さい伝播媒体または音響レンズを設け、更
にその上に、少なくとも１層以上の第２の音響整合層を
設けた構成にしているので、高い周波数の超音波探触子
にした場合においても、高い周波数成分を減衰させるこ
とがない周波数特性を得ることができる。したがって分
解能が高く且つ被検深度の深い超音波画像を得ることが
できる。As described above, the ultrasonic contactor of the present invention has the first acoustic matching layer provided on one surface of the piezoelectric body and the curved surface on which the attenuation is small, and Since a propagation medium or an acoustic lens having a small frequency-dependent attenuation is provided, and at least one second acoustic matching layer is further provided on the propagation medium or the acoustic lens, when a high frequency ultrasonic probe is used. Also, it is possible to obtain frequency characteristics that do not attenuate high frequency components. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic image having a high resolution and a deep test depth.
【図１】本発明の第１の実施例における超音波探触子の
要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention.
【図２】エポキシ樹脂にタングステン粉末を充填硬化さ
せた各材料の周波数に対する音波減衰係数の関係を示す
特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the sound wave attenuation coefficient and the frequency of each material obtained by filling and curing an epoxy resin with tungsten powder.
【図３】本発明の第２の実施例における超音波探触子の
要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention.
【図４】従来の超音波探触子の概要を示す一部切断した
斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing an outline of a conventional ultrasonic probe.
11…圧電体、 12…パッキング材、 13…第１の音響整
合層、 14…伝播媒体、15…音響レンズ、 16，17…第
２の音響整合層、 18…被検体。11 ... Piezoelectric body, 12 ... Packing material, 13 ... First acoustic matching layer, 14 ... Propagation medium, 15 ... Acoustic lens, 16, 17 ... Second acoustic matching layer, 18 ... Subject.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年１２月２２日[Submission date] December 22, 1992
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ソナーや超音波診断装
置などのセンサとして用いる超音波探触子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used as a sensor for a sonar or an ultrasonic diagnostic apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、水や生体を対象としたソナーや超
音波診断装置などのセンサである超音波探触子の被検体
側の部分には、超音波を集束して分解能を向上させるた
め音響レンズを設けているのが一般的になっている。2. Description of the Related Art Recently, in order to improve the resolution by focusing ultrasonic waves on the object side of an ultrasonic probe, which is a sensor for sonar or ultrasonic diagnostic equipment for water or living bodies. It is common to have acoustic lenses.
【０００３】従来、この種の超音波探触子は、電子情報
通信学会誌ＡＰＲＩＬＶＯＬ．７２ Ｎｏ．４ １９８
９年 ４０４ページに記載された構成が知られている。
以下、従来の超音波探触子について説明する。Conventionally, this kind of ultrasonic probe has been disclosed in APRILVOL. 72 No. 4 198
9 years The structure described on page 404 is known.
Hereinafter, a conventional ultrasonic probe will be described.
【０００４】図４は従来の超音波探触子の概要を示す一
部切断斜視図を示し、パッキング材２上に複数に配列し
た圧電体素子１を設けこの圧電体素子１上に第１，第２
の音響整合層３，４を設ける。更に、その上にシリコン
ゴムの音響レンズ５を設けた構成となっている。FIG. 4 is a partially cut perspective view showing an outline of a conventional ultrasonic probe, in which a plurality of piezoelectric elements 1 arranged on a packing material 2 are provided on the piezoelectric element 1. Second
Acoustic matching layers 3 and 4 are provided. Further, the acoustic lens 5 made of silicon rubber is provided on the structure.
【０００５】この音響レンズ５は、複数に配列した圧電
体素子１の方向と直交する方向において超音波をある任
意の距離に集束させる役目を有するものであり、一般に
被検体（図略）との接触性を考慮すると、被検体の音速
より遅いシリコンゴムの材料で凸状に構成されている。
これが凹面となると接触性が悪くなるので、これまでの
ところ、その殆んどが図示のような凸面形状になってい
る。The acoustic lens 5 has a role of focusing ultrasonic waves at an arbitrary distance in a direction orthogonal to the direction of the piezoelectric elements 1 arranged in a plurality, and is generally used as a subject (not shown). Considering the contact property, the convex shape is made of a material of silicon rubber, which is slower than the sound velocity of the subject.
If this is a concave surface, the contactability will deteriorate, and so far, most of them have been in the convex shape as shown.
【０００６】このように従来の超音波探触子は音響レン
ズ５によって超音波を集束させているため、分解能が向
上するという特徴がある。As described above, the conventional ultrasonic probe has a feature that the resolution is improved because the ultrasonic wave is focused by the acoustic lens 5.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の超音波探触子は、５ＭＨｚ以上の高い、周波
数領域において用いた場合、音響レンズの集束効果はあ
るものの、シリコンゴムで構成されている音響レンズは
音波減衰係数が大きいため、高周波成分が音響レンズに
よって減衰され著しく低下した周波数特性となる。した
がって、シリコンゴムの音響レンズの減衰によって分解
能は劣化し、また、被検深度も低下するという問題があ
った。However, when such a conventional ultrasonic probe is used in a high frequency region of 5 MHz or higher, it has a focusing effect of the acoustic lens, but is made of silicon rubber. Since the acoustic lens has a large sound wave attenuation coefficient, the high frequency component is attenuated by the acoustic lens, resulting in a significantly lowered frequency characteristic. Therefore, there is a problem that the resolution is deteriorated due to the attenuation of the acoustic lens made of silicon rubber, and the depth of inspection is also decreased.
【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、圧電体上に設けた少なくとも１層以上の
第１の音響整合層上に曲面を有した減衰の小さい伝播媒
体（または音響レンズ）を設け、更にその上に減衰の小
さい音響レンズ（または伝播媒体）を設け、更にその上
に少なくとも１層以上の第２の音響整合層を設ける構成
にすることにより、音響レンズによる分解能の低下、被
検深度の低下をさせることがない超音波探触子を提供す
ることを目的とする。The present invention solves such a conventional problem, and a propagation medium (or a small attenuation) having a curved surface on at least one first acoustic matching layer provided on a piezoelectric body (or a small attenuation). (Acoustic lens), an acoustic lens (or a propagation medium) with small attenuation is further provided thereon, and at least one second acoustic matching layer is further provided thereon. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe that does not cause a decrease in the depth of the test object and a decrease in the depth of the test.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電体の一方
の面に設けた少なくとも１層以上の第１の音響整合層
と、該第１の音響整合層上に設けた曲面を有した高周波
成分の減衰の小さい伝播媒体（または音響レンズ）と、
該伝播媒体（または音響レンズ）の曲面に沿って設けた
高周波成分の減衰の小さい音響レンズ（または伝播媒
体）と、該音響レンズ（または伝播媒体）の前面に設け
た少なくとも１層以上の第２の音響整合層とを有するこ
とを特徴とする。The present invention has at least one first acoustic matching layer provided on one surface of a piezoelectric body and a curved surface provided on the first acoustic matching layer. Propagation medium (or acoustic lens) with low attenuation of high frequency components,
An acoustic lens (or propagation medium) provided along the curved surface of the propagation medium (or acoustic lens) with small attenuation of high-frequency components, and at least one second layer provided in front of the acoustic lens (or propagation medium) And an acoustic matching layer of.
【００１０】[0010]
【作用】本発明によれば、周波数依存減衰特性が小さく
また減衰係数が小さい材料を有した伝播媒体と音響レン
ズを用いているため、高い周波数の超音波探触子にして
も、音響レンズによる減衰を小さくできて広い周波数帯
域特性にできるため分解能が高くしかも被検深度も深い
超音波画像を得ることができる。According to the present invention, since the propagation medium and the acoustic lens having a material having a small frequency-dependent attenuation characteristic and a small attenuation coefficient are used, even if a high frequency ultrasonic probe is used, Since the attenuation can be made small and the frequency band characteristic can be made wide, an ultrasonic image having a high resolution and a deep test depth can be obtained.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の好ましい各実施例について図
面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１２】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
における超音波探触子の要部断面図である(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention.
【００１３】図１において、１１は音波を送受信する圧
電体、１２は被検体１８と接する側と反対側に設けられ
たパッキング材、１３はパッキング材１２と反対の被検
体側に設けられた第１の音響整合層、１４は第１の音響
整合層１３の上に設けられた曲面１４Ａを有する伝播媒
体、１５は伝播媒体１４の曲面１４Ａに沿って設けられ
た曲面１５Ａを有する音響レンズ、１６，１７は音響レ
ンズ１５の上に設けられた第２の音響整合層である。ま
た音響整合層１７の面と被検体１８が接するような構成
となっている。In FIG. 1, 11 is a piezoelectric body for transmitting and receiving sound waves, 12 is a packing material provided on the side opposite to the side in contact with the object 18, and 13 is a first material provided on the object side opposite to the packing material 12. 1 acoustic matching layer, 14 is a propagation medium having a curved surface 14A provided on the first acoustic matching layer 13, 15 is an acoustic lens having a curved surface 15A provided along the curved surface 14A of the propagation medium 14, 16 , 17 are second acoustic matching layers provided on the acoustic lens 15. Further, the surface of the acoustic matching layer 17 and the subject 18 are in contact with each other.
【００１４】以下上記各構成部材について説明する。Each of the above constituent members will be described below.
【００１５】伝播媒体１４と音響レンズ１５の各音響イ
ンピーダンスＺ２， Ｚ３は、圧電体１１の音響インピ
ーダンスＺｐと被検体１８の音響インピーダンスＺｂの
間の値を有することが望ましい。The acoustic impedances Z 2 and Z 3 of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 preferably have a value between the acoustic impedance Z p of the piezoelectric body 11 and the acoustic impedance Z b of the subject 18.
【００１６】また、伝播媒体１４の音速ｖ２と音響レン
ズ１５の音速ｖ３は、ｖ２＜ｖ３となる関係にし、か
つ、音響レンズ１５の音速ｖ３と被検体１８の音速ｖｂ
（生体とするとｖｂは１５３５ｍ／ｓ）はｖ３＜ｖｂの
関係になることが望ましい。すなわち、前記関係の音速
にすることにより、音響レンズの曲率形状により、被検
体１８の任意の距離に超音波を集束できる。Further, the sound velocity v 2 of the propagation medium 14 and the sound velocity v 3 of the acoustic lens 15 have a relationship of v 2 <v 3 , and the sound velocity v 3 of the acoustic lens 15 and the sound velocity v b of the subject 18 are set.
It is desirable that (for a living body, v b is 1535 m / s) satisfy v 3 <v b . That is, by setting the sound velocity to the above relationship, the ultrasonic waves can be focused on an arbitrary distance of the subject 18 due to the curvature shape of the acoustic lens.
【００１７】また、伝播媒体１４の音速ｖ２と被検体１
８の音速ｖｂは、特に限定はされないが可能であればｖ
２≦ｖｂの関係の方が良い。しかしながらｖ２≦ｖ
ｂ（１５３５ｍ／ｓ）でしかも伝播媒体１４の音響イン
ピーダンスＺ２が被検体１８の音響インピーダンスＺｂ
より大きく減衰係数の小さい材料があまりないのが実状
であるのでｖ２≦ｖｂを必ずしも満足しなくとも良い。Further, the sound velocity v 2 of the propagation medium 14 and the subject 1
The sound velocity v b of 8 is not particularly limited, but is v if possible.
The relationship of 2 ≤ v b is better. However, v 2 ≦ v
b (1535 m / s) and the acoustic impedance Z 2 of the propagation medium 14 is the acoustic impedance Z b of the subject 18.
Since it is the actual situation that there are not many materials with larger and smaller damping coefficients, it is not always necessary to satisfy v 2 ≦ v b .
【００１８】ここで、伝播媒体１４と音響レンズ１５の
音響インピーダンスの設定には、前述のような音速の制
限，減衰の制限などがあるため、自ずと限定されてい
く。これらの制限内で種々の材料を探索すると、音響イ
ンピーダンスが約２．５ＭＲａｙｌ以下では、ゴム材な
どのように周波数依存減衰が大きいあるいは、音速が合
わないなどがあり、対象外とした。したがって対象とな
る音響インピーダンス値は２．５ＭＲａｙｌ〜圧電体１
１の音響インピーダンスの間の値を有する伝播媒体１４
と音響レンズ１５の材料ということになる。例えば、伝
播媒体１４と音響レンズ１５の各音響インピーダンスＺ
２，Ｚ３を約７ＭＲａｙｌという値に設定して、圧電体
１１としてＰＺＴ系圧電セラミックの材料をアレイ形状
にしたものを用い、被検体１８を生体した場合、圧電体
１１の音響インビーダンスＺｐは約２８Ｍａｙｌ，被検
体１８のＺｂは１．５４ＭＲａｙｌとなる。Here, the setting of the acoustic impedance of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 is naturally limited because of the limitation of the sound velocity and the limitation of the attenuation as described above. When various materials were searched for within these limits, when the acoustic impedance was about 2.5 MRayl or less, there was a large frequency-dependent attenuation such as a rubber material, or the sound velocity did not match, so it was excluded. Therefore, the target acoustic impedance value is 2.5 MRayl to the piezoelectric body 1.
Propagation medium 14 having a value between 1 acoustic impedance
And the material of the acoustic lens 15. For example, each acoustic impedance Z of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15
2 , Z 3 is set to a value of about 7 MRayl, and the piezoelectric body 11 is made of a PZT-based piezoelectric ceramic material in an array shape. When the subject 18 is living, the acoustic impedance Z of the piezoelectric body 11 is The p is about 28 Mayl, and the Z b of the subject 18 is 1.54 MRayl.
【００１９】従って、図１に示すように、圧電体１１と
伝播媒体１４との間に設けた第１の音響整合層１３の音
響インピーダンスＺ１は数１の式に示すような計算式か
ら与えられる。Therefore, as shown in FIG. 1, the acoustic impedance Z 1 of the first acoustic matching layer 13 provided between the piezoelectric body 11 and the propagation medium 14 is given by the equation shown in the equation (1). Be done.
【００２０】[0020]
【数１】 [Equation 1]
【００２１】数１の式から計算するとＺ１は約１４ＭＲ
ａｙｌとなる。つまり、Ｚ１は圧電体と伝播媒体の各音
響インピーダンスＺｐ， Ｚ２との間の値を有する。Calculating from the equation (1), Z 1 is about 14 MR
It becomes ayl. That is, Z 1 has a value between the piezoelectric body and the acoustic impedances Z p and Z 2 of the propagation medium.
【００２２】また、音響レンズ１５と被検体１８との間
には、ここでは２層の第２の音響整合層１６，１７を設
けており、それぞれの音響整合層１６，１７の音響イン
ピーダンスＺ４，Ｚ５は数２の式，数３の式に示す計算
式から与えられる。Between the acoustic lens 15 and the subject 18, two second acoustic matching layers 16 and 17 are provided here, and the acoustic impedance Z 4 of each acoustic matching layer 16 and 17 is provided. , Z 5 are given by the calculation formulas shown in Formula 2 and Formula 3.
【００２３】[0023]
【数２】 [Equation 2]
【００２４】[0024]
【数３】 [Equation 3]
【００２５】数２の式，数３の式から、音響レンズ１５
側の第２の音響整合層１６の音響インピーダンスＺ４は
約４．８ＭＲａｙｌ，被検体１８側の第２の音響整合層
１７の音響インビーダンスＺ５は２．３ＭＲａｙｌとい
う値となる。From the equations (2) and (3), the acoustic lens 15
Side of the second acoustic impedance Z 4 of the acoustic matching layer 16 about 4.8MRayl, Acoustic Bee Dance Z 5 of the second acoustic matching layer 17 of the subject 18 side becomes a value of 2.3MRayl.
【００２６】また、伝播媒体１４と音響レンズ１５の音
波減衰係数は可能な限り小さい材料が望ましいことは言
うまでもない。Needless to say, it is desirable to use a material in which the sound wave attenuation coefficient of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 is as small as possible.
【００２７】以上のように各構成材料の望ましい特性が
明らかになったところで、以下に圧電体１１とパッキン
グ材１２の材料を除いた構成部品の具体的な材料につい
て説明する。Now that the desirable characteristics of each constituent material have been clarified as described above, concrete materials of constituent parts excluding the materials of the piezoelectric body 11 and the packing material 12 will be described below.
【００２８】第１の音響整合層１３の音響インピーダン
スＺ１は約１４ＭＲａｙｌであるので、例えば、塩化ビ
ニル１に対して体積比でタングステン粉末を１．５充填
すると音響インピーダンス１４．６ＭＲａｙｌとなるSince the acoustic impedance Z 1 of the first acoustic matching layer 13 is about 14 MRayl, for example, if 1.5 volume ratio of tungsten powder is filled with 1 of vinyl chloride, the acoustic impedance becomes 14.6 MRayl.
【００２９】また、この他に、ホトンセラミックス社の
ホトベールセラミックスＺ＝１４．５ＭＲａｙｌ、ある
いはガラス系の材料を用いると良い。この場合、音響整
合層１３の厚みは４分の１波長付近にするのが望まし
い。In addition to this, it is preferable to use Photoveel ceramics Z = 14.5 MRayl manufactured by Photon Ceramics Co., Ltd. or a glass-based material. In this case, it is desirable that the thickness of the acoustic matching layer 13 be close to a quarter wavelength.
【００３０】また、伝播媒体１４としては、音響インピ
ーダンスＺ２を約７ＭＲａｙｌ付近で音ｖ２を２０００
ｍ／ｓ以下（音響レンズｖ３は２０００ｍ／ｓ以上）で
しかも音波減衰係数が小さいものという３つの条件を満
足するような材料は、エポキシ樹脂に粒径の小さいタン
グステン粉，タングステンカーバイト，若しくは酸化タ
ングステンの粉末を混入した材料を用いる。例えば、図
２に日本ペルノックス社のエポキシ樹脂ＭＥ１０６／Ｈ
Ｙ−３０８１に対してタングステン粉末（平均粒径０．
４４μｍ）を重量比で２．０（Ａ），４．０（Ｂ）充填
し、硬化させた時の材料の周波数ｆ（ＭＨｚ）に対する
音波減衰係数α（ｄＢ／ｍｍ）を示す。また図２には参
考までに、従来用いていた一般的なシリコンゴムの減衰
係数Ｄを示す。The propagation medium 14 has an acoustic impedance Z 2 of about 7 MRayl and a sound v 2 of 2000.
materials, such as m / s or less (the acoustic lens v 3 is 2000 m / s or higher) to satisfy the three conditions that those, yet acoustic attenuation coefficient is small, a small particle size tungsten powder in an epoxy resin, tungsten carbide, or A material mixed with powder of tungsten oxide is used. For example, FIG. 2 shows epoxy resin ME106 / H manufactured by Nippon Pernox Co.
Tungsten powder (average particle size of 0.
The sound wave attenuation coefficient α (dB / mm) with respect to the frequency f (MHz) of the material after being filled with 44 μm) in a weight ratio of 2.0 (A) and 4.0 (B) and cured is shown. Further, FIG. 2 shows, for reference, the damping coefficient D of a general silicone rubber which has been conventionally used.
【００３１】図２から明らかなように、従来使用のシリ
コンゴムの周波数依存は約０．９４ｄＢ／ｍｍ／ＭＨｚ
に対し、エポキシ樹脂にタングステン粉末を充填した材
料は、約０．４３ｄＢ／ｍｍ／ＭＨｚの値を有し、従来
の約２分１の特性となっている。例えば５ＭＨｚの周波
数において、シリコンゴムは約４．１ｄＢ／ｍｍという
値に対して約２．２ｄＢ／ｍｍとなる。更に周波数が高
くなるにしたがい更にその差が顕著になってくる。As is apparent from FIG. 2, the frequency dependence of the conventionally used silicone rubber is about 0.94 dB / mm / MHz.
On the other hand, the material obtained by filling the epoxy resin with the tungsten powder has a value of about 0.43 dB / mm / MHz, which is a characteristic of about half that of the conventional material. For example, at a frequency of 5 MHz, the silicone rubber has a value of about 2.2 dB / mm for a value of about 4.1 dB / mm. The difference becomes more remarkable as the frequency becomes higher.
【００３２】尚、図２のＡ，Ｂの材料の音響インピーダ
ンスＺ２は６．１ＭＲａｙｌ，８．６ＭＲａｙｌで、音
速ｖ２は１９７０ｍ／ｓ，１８５０ｍ／ｓという値を有
していて、ほぼ目標とする音響インピーダンス及び音速
の値となっている。The acoustic impedance Z 2 of the materials A and B in FIG. 2 is 6.1 MRayl and 8.6 MRayl, and the sound velocity v 2 has values of 1970 m / s and 1850 m / s. The values are the acoustic impedance and the speed of sound.
【００３３】また、音響レンズ１５としては、伝播媒体
１４とほぼ同じ音響インピーダンスでしかも伝播媒体１
４、及び被検体１８の音速より速く、更に音波減衰係数
の小さい材料としては、エポキシ樹脂にシリコンカーバ
イトなどの炭化物粉末，窒化アルミなどの窒化物粉末若
しくはアルミナなどの粉末を混入した材料を用いる。例
えば、日本ペルノックス社のエポキシ樹脂ＭＥ１０６／
ＨＹ−３０８１に対してシリコンカーバイト（平均粒径
２０μｍ）を重量比で１．７５充填し、硬化させた材料
の音響インピーダンスＺ３は約６．９ＭＲａｙｌで音速
は約３５１０ｍ／ｓという値となる。The acoustic lens 15 has substantially the same acoustic impedance as the propagation medium 14 and the propagation medium 1
4, and a material having a sound wave attenuation coefficient faster than the sound velocity of the object 18 and having a small sound wave attenuation coefficient, a material in which an epoxy resin is mixed with a carbide powder such as silicon carbide, a nitride powder such as aluminum nitride or a powder such as alumina is used. .. For example, Epoxy resin ME106 / manufactured by Pernox Japan
HY-3081 was filled with silicon carbide (average particle size 20 μm) in a weight ratio of 1.75, and the cured material had an acoustic impedance Z 3 of about 6.9 MRayl and a sound velocity of about 3510 m / s. ..
【００３４】また、周波数ｆに対する音波減衰係数αと
の関係は、前記図２のＣに示す特性となっており、この
材料も、前記伝播媒体１４の材料（図２のＡ，Ｂ）とほ
ぼ同じ周波数依存特性を有しており、かつ、音波減衰係
数の絶対値が、従来のシリコンゴム及び前記伝播媒体１
４より更に小さい値を有している。更に、これは充填す
るシリコンカーバイトの平均粒径を小さくすることによ
り音波減衰係数を小さくすることにより音波減衰係数を
小さくできることが可能となる。The relationship between the frequency f and the sound wave attenuation coefficient α is the characteristic shown in FIG. 2C, and this material is almost the same as the material of the propagation medium 14 (A and B in FIG. 2). It has the same frequency-dependent characteristics, and the absolute value of the sound wave attenuation coefficient is the same as that of the conventional silicone rubber and the propagation medium 1.
It has a value smaller than 4. Further, it is possible to reduce the sound wave attenuation coefficient by decreasing the sound wave attenuation coefficient by decreasing the average particle size of the silicon carbide to be filled.
【００３５】音響レンズ１５の音速はできる限り伝播媒
体１４，被検体１８より差が大きく速いことが望まし
い。すなわち、その音速差を大きくすることにより音響
レンズ１５の曲率半径が大きいため、音響レンズ１５の
厚みを薄くすることができるためである。従ってエポキ
シ樹脂を母材とした場合、エポキシ樹脂そのものの音速
は２５００ｍ／ｓ前後であり、この音速より更に速くす
るには、充填する粉末の音速そのものが速い炭化物，窒
化物，あるいはアルミナなどの粉末が望ましい。It is desirable that the acoustic velocity of the acoustic lens 15 be as large as possible and faster than the propagation medium 14 and the subject 18. That is, since the radius of curvature of the acoustic lens 15 is large by increasing the sound velocity difference, the thickness of the acoustic lens 15 can be reduced. Therefore, when the epoxy resin is used as the base material, the sound velocity of the epoxy resin itself is around 2500 m / s, and in order to further increase the sound velocity, the sound velocity of the powder to be filled is a powder such as carbide, nitride, or alumina. Is desirable.
【００３６】また、第２の音響整合層１６，１７として
は、音響インピーダンスＺ４，Ｚ５はそれぞれ約４．８
ＭＲａｙｌ、約２．３ＭＲａｙｌの値を有した材料で、
厚みは第１の音響整合層１３の場合と同様の考え方で、
４分の１波長にするのが良い。例えば音響インピーダン
約４．８ＭＲａｙｌの材料としては、三井東圧社のエポ
キシ樹脂ストラクトボンド７４４５（音響インピーダン
スは４．５ＭＲａｙｌ）あるいは、エポキシ樹脂にシリ
コンカーバイトを重量比で１：１の割合で充填し硬化し
た材料（音響インピーダンス約４．６ＭＲａｙｌ）を用
いる。ｏThe acoustic impedances Z 4 and Z 5 of the second acoustic matching layers 16 and 17 are about 4.8, respectively.
MRayl, a material having a value of about 2.3 MRayl,
The thickness is the same as in the case of the first acoustic matching layer 13,
It is good to make it a quarter wavelength. For example, as a material for the acoustic impedance of about 4.8 MRayl, epoxy resin struct bond 7445 (acoustic impedance is 4.5 MRayl) manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd., or epoxy resin is filled with silicon carbide at a weight ratio of 1: 1. A hardened material (acoustic impedance about 4.6 MRayl) is used. o
【００３７】更に被検体１８側の音響整合層１７の音響
インピーダンスが約２．３ＭＲａｙｌの材料としては、
ＡＢＳ，ポリスチレン，ポリプロピレンなどのプラスチ
ック材あるいはチバガイギーのエポキシ樹脂アラルダイ
トＡＷ１０６（音響インピーダンスは約２．４ＭＲａｙ
ｌ）を用いる。Further, as a material having an acoustic impedance of the acoustic matching layer 17 on the side of the subject 18 of about 2.3 MRayl,
Plastic material such as ABS, polystyrene, polypropylene or epoxy resin Araldite AW106 of Ciba-Geigy (acoustic impedance is about 2.4 MRay)
l) is used.
【００３８】このような構成及び材料を用いることによ
り、高い周波数域の超音波探触子にした場合において
も、音響整合層を多層に形成し、かつ、伝播媒体１４及
び音響レンズ１５の音波減衰係数が小さく、かつ、周波
数依存性が小さい材料を選択できるため、広い周波数帯
域特性を有し、しかも高い周波数成分を減衰させること
がない特性が得られる。したがって、分解能が高く、か
つ、被検深度の深い超音波画像を得ることができる。By using such a structure and materials, even when an ultrasonic probe in a high frequency range is used, the acoustic matching layers are formed in multiple layers, and the acoustic waves of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 are attenuated. Since a material having a small coefficient and a small frequency dependence can be selected, it is possible to obtain characteristics that have wide frequency band characteristics and that do not attenuate high frequency components. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic image with high resolution and a deep test depth.
【００３９】なお、本実施例においては、圧電体１１と
伝播媒体１４との間に設ける第１の音響整合層１３を１
層用いた場合について説明したが、その他、２層以上の
音響整合層を用いても同様あるいはそれ以上の効果が得
られる。In this embodiment, the first acoustic matching layer 13 provided between the piezoelectric body 11 and the propagation medium 14 is set to 1
Although the case where the layers are used has been described, the same or higher effect can be obtained by using two or more acoustic matching layers.
【００４０】また、本実施例においては、音響レンズ１
５と被検体１８との間に設ける第２の音響整合層１６，
１７を２層の場合について説明したが、この他、１層あ
るいは３層以上の音響整合層を用いても同様の効果が得
られる。Also, in this embodiment, the acoustic lens 1 is used.
5 and the second acoustic matching layer 16 provided between the subject 18 and
Although the case of 17 having two layers has been described, the same effect can be obtained by using one layer or three or more acoustic matching layers.
【００４１】また、本実施例においては、伝播媒体１４
と音響レンズ１５の音響インピーダンスを７ＭＲａｙｌ
付近の値に設定した場合について説明したが、この他、
圧電体１１と被検体１８との間の音響インピーダンスの
値を有するものを用いた場合においても同様の効果が得
られる。Further, in the present embodiment, the propagation medium 14
And the acoustic impedance of the acoustic lens 15 is 7 MRayl
I explained about the case of setting to a value near, but in addition to this,
The same effect can be obtained when the piezoelectric body 11 and the subject 18 have an acoustic impedance value.
【００４２】また、本実施例においては、音響レンズ１
５の曲面１５Ａを有する部分と反対側の第２の音響整合
層１６のついている面との間にある程度厚みをもたせた
構成の場合について説明したが、この他、音響レンズ１
５の厚みは、音響レンズの役目をはたす範囲の厚みであ
れば、厚みの限定をしなくとも同様の効果が得られる。Further, in this embodiment, the acoustic lens 1 is used.
The configuration in which a certain thickness is provided between the portion having the curved surface 15A of 5 and the surface having the second acoustic matching layer 16 on the opposite side has been described.
5 of thickness, when the thickness of the range plays a role of the acoustic lens, the same effect without the limitation of thickness is obtained.
【００４３】（実施例２）図３は本発明の第２の実施例
における超音波探触子の要部断面図である。(Embodiment 2) FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention.
【００４４】図３においては、実施例１の図１の場合と
構成する部品は全く同じであり、その詳細の説明は省略
し、構成についてのみ説明する。In FIG. 3, the constituent parts are exactly the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the detailed description thereof will be omitted and only the structure will be described.
【００４５】図３において、圧電体１１の一方の面にパ
ッキング材１２を設け、反対の被検体１８側の面に前記
圧電体１１と音響レンズ１５の各音響インピーダンスの
間の音響インピーダンスの値を有する材料でなる第１の
音響整合層１３を設け、更のその上に、被検体１８方向
に対して凹面形状を有し、かつ、被検体１８，伝播媒体
１４より音速が速い材料で構成した音響レンズ１５を設
け、この音響レンズ１５の凹面形状部１５Ｂに、音響レ
ンズ１５とほぼ同じ音響インピーダンスの値と音響レン
ズ１５より遅い音速の値を有する伝播媒体１４を設け
る。更に伝播媒体１４の上には、この伝播媒体１４と被
検体１８の各音響インピーダンスの間の音響インピーダ
ンスの値を有する材料でなる第２の音響整合層１６，１
７（ここで２層）を設けた構成とする。In FIG. 3, the packing material 12 is provided on one surface of the piezoelectric body 11, and the value of the acoustic impedance between the respective acoustic impedances of the piezoelectric body 11 and the acoustic lens 15 is provided on the opposite surface of the subject 18 side. The first acoustic matching layer 13 made of the material is provided, and the first acoustic matching layer 13 is further made of a material having a concave surface shape in the direction of the subject 18 and having a faster sound velocity than the subject 18 and the propagation medium 14. The acoustic lens 15 is provided, and the concave portion 15B of the acoustic lens 15 is provided with the propagation medium 14 having substantially the same acoustic impedance value as the acoustic lens 15 and a slower sound velocity value than the acoustic lens 15. Furthermore, on the propagation medium 14, the second acoustic matching layers 16, 1 made of a material having an acoustic impedance value between the propagation medium 14 and each acoustic impedance of the subject 18.
7 (here, two layers) is provided.
【００４６】各構成部品の特性については、実施例１と
ほぼ同じものを用いて、ほぼ同じ材料，形状のものを使
用しても良い。With regard to the characteristics of each component, substantially the same characteristics as those of the first embodiment may be used, and the same materials and shapes may be used.
【００４７】このような構成にすることにより、高い周
波数域の超音波探触子にした場合においても、音響レン
ズ１５，伝播媒体１４の材料の減衰の小さい値のもの、
周波数依存減衰の小さいものを選択でき、かつ、音響整
合層を多層設けているため、高い周波数成分を減衰させ
ることのない広い周波数特性を得ることができる。した
がって、分解能が高く、かつ、被検深度の深い超音波画
像を得ることができる。With such a structure, even when the ultrasonic probe in the high frequency range is used, the material of the acoustic lens 15 and the propagation medium 14 has a small attenuation,
It is possible to select one having a small frequency-dependent attenuation, and since the acoustic matching layers are provided in multiple layers, it is possible to obtain a wide frequency characteristic without attenuating a high frequency component. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic image with high resolution and a deep test depth.
【００４８】このような構成及び材料を用いることによ
り、高い周波数域の超音波探触子にした場合において
も、伝播媒体１４及び音響レンズ１５の音波減衰係数が
小さく、かつ、周波数依存性が小さいため、高い周波数
成分を減衰させることが少ない。したがって、分解能が
高く、かつ、被検深度の深い超音波画像を得ることがで
きる。By using such a structure and materials, the acoustic wave attenuation coefficient of the propagation medium 14 and the acoustic lens 15 is small and the frequency dependence is small even when the ultrasonic probe in the high frequency range is used. Therefore, high frequency components are less likely to be attenuated. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic image with high resolution and a deep test depth.
【００４９】なお、本実施例においては、圧電体１１と
伝播媒体１４との間に設ける第１の音響整合層１３を１
層用いた場合について説明したが、その他、２層以上の
音響整合層を用いても同様あるいはそれ以上の効果が得
られる。In this embodiment, the first acoustic matching layer 13 provided between the piezoelectric body 11 and the propagation medium 14 is set to 1
Although the case where the layers are used has been described, the same or higher effect can be obtained by using two or more acoustic matching layers.
【００５０】また、本実施例においては、音響レンズ１
５と被検体１８との間に設ける第２の音響整合層１６，
１７を２層の場合について説明したが、この他、１層あ
るいは３層以上の音響整合層を用いても同様の効果が得
られる。Also, in this embodiment, the acoustic lens 1 is used.
5 and the second acoustic matching layer 16 provided between the subject 18 and
Although the case of 17 having two layers has been described, the same effect can be obtained by using one layer or three or more acoustic matching layers.
【００５１】また、本実施例においては、伝播媒体１４
と音響レンズ１５の音響インピーダンスを７ＭＲａｙｌ
付近の値に設定した場合について説明したが、この他、
圧電体１１と被検体１８との間の音響インピーダンスの
値を有するものを用いた場合においても同様の効果が得
られる。Further, in this embodiment, the propagation medium 14
And the acoustic impedance of the acoustic lens 15 is 7 MRayl
I explained about the case of setting to a value near, but in addition to this,
The same effect can be obtained when the piezoelectric body 11 and the subject 18 have an acoustic impedance value.
【００５２】また、本実施例においては、音響レンズ１
５の曲面を有する部分と反対側の第２の音響整合層１６
のついている面との間にある程度厚みをもたせた構成の
場合について説明したが、この他、音響レンズ１５の厚
みは、音響レンズの役目をはたす範囲の厚みであれば、
厚みの限定をしなくとも同様の効果が得られる。Also, in this embodiment, the acoustic lens 1 is used.
Second acoustic matching layer 16 on the side opposite to the portion having the curved surface 5
The case of a configuration in which a certain thickness is provided between the acoustic lens 15 and the surface on which the acoustic lens 15 is attached has been described.
Similar effect without the limitation of thickness is obtained.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波接
触子は、圧電体の一方の面に設けた第１の音響整合層
と、この上に曲面を有した減衰が小さく、かつ、周波数
依存減衰も小さい伝播媒体または音響レンズを設け、更
にその上に、少なくとも１層以上の第２の音響整合層を
設けた構成にしているので、高い周波数の超音波探触子
にした場合においても、高い周波数成分を減衰させるこ
とがない周波数特性を得ることができる。したがって分
解能が高く且つ被検深度の深い超音波画像を得ることが
できる。As described above, the ultrasonic contactor of the present invention has the first acoustic matching layer provided on one surface of the piezoelectric body and the curved surface on which the attenuation is small, and Since a propagation medium or an acoustic lens having a small frequency-dependent attenuation is provided, and at least one second acoustic matching layer is further provided on the propagation medium or the acoustic lens, when a high frequency ultrasonic probe is used. Also, it is possible to obtain frequency characteristics that do not attenuate high frequency components. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic image having a high resolution and a deep test depth.
Claims (13)
層以上の第１の音響整合層と、該第１の音響整合層上に
設けた曲面を有した周波数依存減衰の小さい伝播媒体
と、該伝播媒体の曲面に沿って設けた周波数依存減衰の
小さい音響レンズと、該音響レンズの前面に設けた少な
くとも１層以上の第２の音響整合層とを有することを特
徴とする超音波探触子。1. At least one provided on one surface of a piezoelectric body
A first acoustic matching layer or more layers, a propagation medium having a curved surface provided on the first acoustic matching layer and having a small frequency-dependent attenuation, and a small frequency-dependent attenuation provided along the curved surface of the propagation medium. An ultrasonic probe having an acoustic lens and at least one second acoustic matching layer provided on the front surface of the acoustic lens.
側の方向に対し凸面形状を有し、音響レンズが圧電体側
の方向に対し凹面形状を有することを特徴とする請求項
１記載の超音波探触子。2. The propagation medium having a curved surface has a convex surface shape in the direction opposite to the piezoelectric body, and the acoustic lens has a concave surface shape in the piezoelectric body side direction. Ultrasonic probe.
け、他方の面に音響インピーダンスが約14MRaylの１層
の第１の音響整合層を設け、該第１の音響整合層の上に
エポキシ樹脂にタングステン粉末を充填した材料の伝播
媒体を設け、該伝播媒体の上にエポキシ樹脂にシリコン
カーバイド粉末を充填した材料の音響レンズを設け、該
音響レンズの上に２層の第２の音響整合層を設けた構成
としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超
音波探触子。3. A packing material is provided on one surface of a piezoelectric body, and a first acoustic matching layer having an acoustic impedance of about 14 MRayl is provided on the other surface, and an epoxy is provided on the first acoustic matching layer. A propagation medium made of a material in which a resin is filled with tungsten powder is provided, an acoustic lens made of a material in which an epoxy resin is filled with silicon carbide powder is provided on the propagation medium, and a two-layer second acoustic matching is provided on the acoustic lens. The ultrasonic probe according to claim 1 or 2, wherein a layer is provided.
層以上の第１の音響整合層と、該第１の音響整合層上に
設けた曲面を有した周波数依存減衰の小さい音響レンズ
と、該音響レンズの曲面に沿って設けた周波数依存減衰
の小さな伝播媒体と、該伝播媒体の上に設けた少なくと
も１層以上の第２の音響整合層とを有することを特徴と
する超音波探触子。4. At least one provided on one surface of the piezoelectric body
A first acoustic matching layer or more layers, an acoustic lens having a curved surface provided on the first acoustic matching layer and having a small frequency-dependent attenuation, and a small frequency-dependent attenuation provided along the curved surface of the acoustic lens. An ultrasonic probe having a propagation medium and at least one second acoustic matching layer provided on the propagation medium.
に対して凸面形状を有し、音響レンズが圧電体と反対側
の方向に対して凹面形状を有することを特徴とする請求
項４記載の超音波探触子。5. The propagation medium having a curved surface has a convex shape in the direction of the piezoelectric body, and the acoustic lens has a concave shape in the direction opposite to the piezoelectric body. 4. The ultrasonic probe according to 4.
け、他方の面に音響インピーダンスが約14MRaylの１層
の第１の音響整合層を設け、該第１の音響整合層の上に
エポキシ樹脂にシリコンカーバイト粉末を充填した材料
の音響レンズを設け、該音響レンズの上にエポキシ樹脂
にタングステン粉末を充填した材料の伝播媒体を設け、
該伝播媒体の上に２層の第２の音響整合層を設けた構成
としたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の超
音波探触子。6. A piezoelectric material is provided with a packing material on one surface, and the other surface is provided with one first acoustic matching layer having an acoustic impedance of about 14 MRayl, and epoxy is provided on the first acoustic matching layer. An acoustic lens made of a material in which resin is filled with silicon carbide powder is provided, and a propagation medium made of a material obtained by filling tungsten powder in an epoxy resin is provided on the acoustic lens.
The ultrasonic probe according to claim 4 or 5, wherein the second acoustic matching layer of two layers is provided on the propagation medium.
ダンスがほぼ同じ値を有し、音響レンズの音速より伝播
媒体の音速が遅い値を有することを特徴とする請求項１
ないし６のいずれか１項記載の超音波探触子。7. The acoustic impedances of the propagation medium and the acoustic lens have substantially the same value, and the sound velocity of the propagation medium has a value slower than the sound velocity of the acoustic lens.
7. The ultrasonic probe according to any one of 1 to 6.
ダンスが被検体と圧電体の間の値を有することを特徴と
する請求項１ないし７のいずれか１項記載の超音波探触
子。8. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein each acoustic impedance of the propagation medium and the acoustic lens has a value between the subject and the piezoelectric body.
ダンスが、2.5MRaylから圧電体の音響インピーダンスの
間の値を有することを特徴とする請求項８記載の超音波
探触子。9. The ultrasonic probe according to claim 8, wherein each acoustic impedance of the propagation medium and the acoustic lens has a value between 2.5 MRayl and the acoustic impedance of the piezoelectric body.
スが圧電体と伝播媒体の各音響インピーダンスとの間の
値を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９の
いずれか１項記載の超音波探触子。10. The acoustic impedance of the first acoustic matching layer has a value between that of the piezoelectric body and each acoustic impedance of the propagation medium, according to any one of claims 1 to 9. Ultrasonic probe.
スが、音響レンズと被検体の各音響インピーダンスの値
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項10のい
ずれか１項記載の超音波探触子。11. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the acoustic impedance of the second acoustic matching layer has a value of each acoustic impedance of the acoustic lens and the subject. Probe.
いタングステン，タングステンカーバイト若しくは酸化
タングステンの粉末を混入した材料であることを特徴と
する請求項１ないし請求項11のいずれか１項記載の超音
波探触子。12. The propagation medium is a material in which a powder of tungsten, tungsten carbide or tungsten oxide having a small particle size is mixed in an epoxy resin, according to any one of claims 1 to 11. Ultrasonic probe.
カーバイトなどの炭化物，窒化アルミなどの窒化物若し
くはアルミナなどの粉末を混入した材料であることを特
徴とする請求項１ないし請求項12のいずれか１項記載の
超音波探触子。13. The acoustic lens is made of a material in which a carbide such as silicon carbide, a nitride such as aluminum nitride, or a powder such as alumina is mixed in an epoxy resin. The ultrasonic probe according to item 1.
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