JPH05277103A - 電子ラジアル型超音波ビーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】３６０°全周方向への走査を可能にした電子ラ
ジアル型超音波ビーム装置を提供すること。 【構成】可撓性基板２を円筒形に接合する際に生じる、
接合部となる超音波振動子の存在しない部分Ａ，Ｂ等の
位置を周方向に複数箇所に分散させて配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数個の超音波振動子
を円筒状に配設して、超音波ビームをラジアル方向に送
受波して、スキャンする電子ラジアル型超音波ビーム装
置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子ラジアル型超音波ビ
ーム装置は図５に示すように帯板状の電気ひずみ振動子
６１の一面に可撓性の薄板６２を接着するとともに、前
記振動子６１の面にあって前記薄板６２を接着していな
い面に溝６３を形成し、これによって分割形成された超
音波振動子６１による多数個の平面配列の振動子群を形
成している。そして、薄板６２を所定の円筒に巻き、そ
の両端部を図６に示すように接着剤６４によって接着し
て、各振動子６１が放射状に超音波ビーム６５を送受波
して電子スキャンを行うように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の電
子ラジアル型超音波ビーム装置は、図６に示すように可
撓性の薄板６２を曲げて、接合していたため、振動子配
列が接合部６６でとぎれ、走査に抜けが生じ、３６０°
全周方向への走査ができないという欠点が生じる。

【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、３６０°全周方向への走査を可能にした電子ラジア
ル型超音波ビーム装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するために、複数個の超音波振動子を可撓性基板上に
固定し、同基板を円筒形に接合して、各振動子からラジ
アル方向に超音波ビームが送受波されるようにした電子
ラジアル型超音波ビーム装置において、前記可撓性基板
を円筒形に形成し接合する際に生じる、接合部となる前
記超音波振動子の存在しない部分の位置を周方向に複数
箇所に分散させて配置している。

【０００６】

【作 用】前記解決するための手段によると、超音波振
動子が存在しない部分を周方向に複数箇所に分散させる
ことで、円筒の３６０°全周に渡って、超音波振動子が
存在しない箇所が無く、所定のピッチで複数個の超音波
振動子が並ぶため、３６０°全周方向に対して走査が可
能になる。

【０００７】

【実施例】図１，図２に基づいて、本発明の第１実施例
について説明する。図１は電子ラジアル型超音波ビーム
装置の超音波振動子の製造工程の一例を示す斜視図、図
２は接合後の電子ラジアル型超音波ビーム装置の超音波
振動子の斜視図である。

【０００８】図２に示す超音波ビーム装置１は、図１に
示すように、同じ長さの薄い帯状の板四つを横（同じ）
方向に所定距離だけ順次ずらして両端部が階段状となる
形状で、かつ前記四つの板が一体に形成された可撓性基
板２と、この可撓性基板２の上面に、比較的厚みのある
帯状の圧電素子等の超音波振動子を縦方向に狭く等間隔
（所定ピッチ）で平行に複数個配列された振動子群３と
を備え、可撓性基板２を巻き回し、その階段状の対向す
る両端部を接着剤によって結合して円筒状に形成したも
のである。

【０００９】図１に示すように、前記可撓性基板２は、
ほぼ中央部に前記四つの板に渡って縦に（四つの板幅の
長さに）複数の超音波振動子を配置し、その図中左側及
び右側にそれぞれ向かって、三つの板に渡って、次に二
つの板に渡って、次に一つの板にのみそれぞれ複数の超
音波振動子を縦に配列している。

【００１０】図１に示すように、可撓性基板２は、４段
の階段状の両端部には、それぞれスペースが設けられて
おり、この複数（８個の）スペースが接合部Ａ′，
Ａ″，Ｂ′，Ｂ″，Ｃ′，Ｃ″，Ｄ′，Ｄ″となる。つ
まり、前記超音波振動子は、４段の階段状の両端部には
配置されていない。

【００１１】前記可撓性基板２を円筒に巻き回し、接合
部Ａ′とＡ″、接合部Ｂ′とＢ″、接合部Ｃ′とＣ″、
接合部Ｄ′とＤ″がそれぞれ接着剤により接合されるよ
うになっている。

【００１２】図２は接合後の超音波ビーム装置１を示
し、符号Ａ，Ｂは、それぞれ接合部Ａ′とＡ″，Ｂ′と
Ｂ″を接合した部分である。尚、Ｃ′とＣ″、Ｄ′と
Ｄ″の各接合部は、図２において反対側の見えない所に
位置するため、図示されていない。

【００１３】図１に示すように、超音波振動子ｍは、図
中左側端部にあって一つの板にのみ配置されている超音
波振動子６個のうち、右から５番目に配置されている。
また、超音波振動子ｎは、図中中央より右側（四つの板
に渡った振動子の右隣）にあって三つの板に渡って配置
されている超音波振動子６個のうち、右から３番目に配
置されている。

【００１４】図１に示す一つの板にのみ配置されている
超音波振動子６個（ｍを含む）と、三つの板に渡って配
置されている超音波振動子６個（ｎを含む）とは、図２
に示すように可撓性基板２を巻き付けた際、それぞれ４
個の超音波振動子（ｍ，ｎを含む）は、周方向の位置が
一致して縦方向に一直線に配置されると共に、接合部Ａ
の下側には三つの板に渡って縦に二つの超音波振動子が
配置される一方、接合部Ｂの上側には、一つの板に渡っ
て縦に二つの超音波振動子が配置される。そして、図１
及び図２に示す前記超音波振動子ｍ，ｎを含む、周方向
の位置が一致して縦方向に一直線に配置された超音波振
動子は、それぞれ一対となって、図示しないが電気的に
接続され、あたかもひとつの振動子として送波および受
波に用いられるようになっている。また、接合部Ａの下
側に配置された二つの超音波振動子も当然、電気的に接
続され、それぞれ一つの振動子として送波および受波に
用いられるようになっている。これらのことは、他の同
様な位置関係にある超音波振動子についても同様であ
る。

【００１５】また、接合部があるため縦方向の全長に渡
って超音波振動子が無い部分、例えば図１に示す超音波
振動子ｐ，ｑも、図２に示すように接合部Ｂを間にし
て、周方向の位置が一致して縦方向に一直線に配置され
る。そして、超音波振動子ｐ，ｑは、図示しないが電気
的に接続され、送波および受波に用いられるようになっ
ている。このことは、図示しない接合部Ｃを間に挟む超
音波振動子についても同様である。

【００１６】以上の構成によると四つの接合部が、周方
向にずれて配置され、かつ縦方向に段階的にずれて配
置、つまり分散して配置されている。すなわち、全周
（３６０°）において、縦方向の全長に渡って完全に超
音波振動子が欠落した部分、つまり全く存在しない部分
がなく、周方向に所定のピッチで超音波振動子が必ず
（縦の長さは短くても）配列されており、３６０°のラ
ジアル走査が可能となる。

【００１７】本実施例では接合部を周方向に分散するよ
う四つに分けて配置しているため、接合部に位置する振
動子（例えばｐ＋ｑ）は、接合部に位置しない振動子
（例えばｍ＋ｎ）の３／４の大きさになる。すなわち、
本実施例の装置は、縦方向に配置された超音波振動子お
いて、接合部が配置されていることにより超音波振動子
がその部分（１／４）で欠落していても、残りの３／４
の長さを有する超音波振動子により、十分な分解能の電
子ラジアルスキャンを可能としている。

【００１８】さらに、縦方向に、最と細かく例えば八つ
に分けると、各振動子間の大きさの差が更に小さくなる
ため、全長（８／８）に渡る超音波振動子と、一部欠落
した（７／８の長さの）超音波振動子との送受波信号の
差は、つまり振動子毎の送受波信号の差は、その大きさ
のバラツキが小さくなる。

【００１９】尚、本実施例では、可撓性基板２としては
一体のものを用いているが、前記帯状の一つの板の上
に、超音波振動子群を固定すると共に、両端を接合部と
し、この別体の基板を４枚を図２に示す配置となるよう
に巻き回しても良い。この場合、四つ可撓性基板の内側
には、固定用の部材または円筒形の可撓性基板を設ける
必要がある。

【００２０】また、前記実施例の装置１の場合、超音波
ビームを縦方向に絞るには、音響レンズを装置１の外周
に設ける必要がある。

【００２１】以下、図３，図４に基づいて第２実施例に
ついて説明する。図３は超音波ビーム装置の斜視図、図
４は図３に示す超音波ビーム装置を駆動する電気回路図
である。

【００２２】図３に示す超音波ビーム装置７は、遠距離
に超音波ビームの焦点を結ぶ振動子群ａ，ｃ，ｅ，ｇ
と、近距離にビームの焦点を結ぶ振動子群ｂ，ｄ，ｆと
を備えている。この超音波ビーム装置７は、振動子群ａ
〜ｇが図示しない可撓性基板上に配設され、それぞれ円
筒形に巻いた後、接合部ａ′〜ｇ′で接合されている。
前記振動子群ａ，ｃ，ｅ，ｇ、及び振動子群ｂ，ｄ，ｆ
は、図３に示すように、交互につまり、図中上から振動
子群ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの順に配置されてい
る。これら振動子群ａ，ｃ，ｅ，ｇ、及び振動子群ｂ，
ｄ，ｆは、図３に示すように、それぞれ遠距離の点ｊと
近距離の点ｋとに超音波ビームの焦点を結ぶように、振
動子群ｄ以外は前記円筒の縦軸に対して、傾斜をつけて
配置されている。

【００２３】尚、図３において接合部ｂ′，ｃ′，
ｅ′，ｆ′は、省略のため図示されていない。

【００２４】図３及び図４に示す符号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆ，ｇは、超音波ビーム装置７の周方向に配置され
た複数の振動子群をそれぞれ総称したものであり、図４
に示す振動子群ａi,ｃi,ｅi,ｇi,（i は1〜nの任意の整
数）は、総称された前記振動子群の個々の振動子をそれ
ぞれ代表して表記したものである。また、振動子群ｂi,
ｄi,ｆi （i は1〜nの任意の整数）も同様である。尚、
図４に示す符号Ａ，…Ｄ，…，Ｇは、超音波ビーム装置
を巻き付けた際の超音波振動子群ａ，…ｄ，…，ｇの結
合部である。

【００２５】この振動子群ａi,ｃi,ｅi,ｇi は、電気的
に接続され、同様に振動子群ｂi,ｄi,ｆi も電気的に接
続されて、それぞれひとまとめにして送信又は受信に用
いられている。

【００２６】図３において振動子群ａ，ｃ，ｅ，ｇにお
いて、周方向の位置が一致して、縦に一直線に配列され
ている振動子（ａi,ｃi,ｅi,ｇi ）は、まとめてひとつ
の振動子として、一体となって送信及び受信に用いられ
る。振動子（ａi,ｃi,ｅi,ｇi ）には、切り換え信号に
より切り替わるマルチプレクサＭ1，Ｍ2…Ｍn（i は1〜
nの任意の整数）の出力端子の一方が接続されている。
つまり、例えばマルチプレクサＭ5の出力端子は、振動
子ａ5,ｃ5,ｅ5,ｇ5が接続されている。マルチプレクサ
Ｍ1，Ｍ2…Ｍnの入力端子には、ターミナルＴ1，Ｔ2，
…Ｔnを介して駆動信号が入力するようになっている。

【００２７】また、振動子群ｂ，ｄ，ｆ（ｂi,ｄi,ｆi
）には、マルチプレクサＭ1，Ｍ2…Ｍnの出力端子の他
方が接続されている。振動子群ａ，ｃ，ｅ，ｇと振動子
群ｂ，ｄ，ｆとの切換えは、マルチプレクサＭ1〜Ｍnに
よって行なわれている。

【００２８】この構成で、例えばマルチプレクサＭ1〜
Ｍnを振動子群ｂ，ｄ，ｆ側に接続した場合、ターミナ
ルＴ1，Ｔ2，…Ｔnを介して駆動信号が、ｂi，ｄi，ｆi
の添え字1からnの順に供給される。ただし、結合部によ
って超音波振動子が無い箇所は、除かれる。振動子群ｂ
i,ｄi,ｆiからは、順次点ｋに焦点を結ぶように超音波
が出射されると共に、ラジアル走査が行われる。振動子
群ａ，ｃ，ｅ，ｇの場合も点ｊに焦点を結び同様に走査
される。

【００２９】ここで点ｊは点ｋに比べて、振動子面より
遠距離にある。また、接合部ａ′，ｃ′，ｅ′、または
接合部ｂ′，ｄ′，ｆ′は、それぞれ、円筒状振動子群
の円周上において、異なる位置にあるため、３６０°全
円周において、縦方向に振動子の全く存在しない部分
（接合部のみの）部分はなく、３６０°全方向に走査が
可能である。

【００３０】本実施例は、複数の異なる焦点距離を有す
る装置とすることができ、近距離、及び遠距離（異な
る）焦点を同時に走査してもよいし、切り替え式にして
も良い。その他の構成及び作用効果は、第１実施例と同
様で、説明を省略する。

【００３１】

【発明の効果】本発明の電子ラジアル型超音波ビーム装
置によれば、従来、超音波振動子を配設した可撓性基板
を円筒状に接合する際に生じる振動子が存在しない部分
を周方向に複数箇所に分散させているので、３６０°全
周に渡って振動子が全くない部分がないため、全周に渡
って十分な分解能を有する走査ができるという効果があ
る。

【００３２】

【発明の効果】 【図面の簡単な説明】

【図１】図１は電子ラジアル型超音波ビーム装置の超音
波振動子の製造工程の一例を示す斜視図。

【図２】図２は接合後の電子ラジアル型超音波ビーム装
置の超音波振動子の斜視図。

【図３】図３は超音波ビーム装置の斜視図。

【図４】図４は図３に示す超音波ビーム装置を駆動する
電気回路図。

【図５】図５は従来の電子ラジアル型超音波ビーム装置
の超音波振動子の製造工程の一例を示す斜視図。

【図６】図６は従来の接合後した電子ラジアル型超音波
ビーム装置の平面図。

【符号の説明】

１…超音波ビーム装置 ２…可撓性基板 ３…振動子群 Ａ，Ｂ，Ａ′，Ｂ′，Ａ″，Ｂ″…接合部 ｍ，ｎ，ｐ，ｑ…超音波振動子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の超音波振動子を可撓性基板上に
   固定し、同基板を円筒形に接合して、各振動子からラジ
   アル方向に超音波ビームが送受波されるようにした電子
   ラジアル型超音波ビーム装置において、 前記可撓性基板を円筒形に接合する際に生じる、接合部
   となる前記超音波振動子の存在しない部分の位置を周方
   向に複数箇所に分散させて配置したことを特徴とする電
   子ラジアル型超音波ビーム装置。