JPH0577421B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0577421B2
JPH0577421B2 JP60107355A JP10735585A JPH0577421B2 JP H0577421 B2 JPH0577421 B2 JP H0577421B2 JP 60107355 A JP60107355 A JP 60107355A JP 10735585 A JP10735585 A JP 10735585A JP H0577421 B2 JPH0577421 B2 JP H0577421B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matching layer
composite piezoelectric
piezoelectric material
acoustic matching
acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60107355A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61265129A (en
Inventor
Takayoshi Saito
Masami Kawabuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60107355A priority Critical patent/JPS61265129A/en
Priority to EP90104329A priority patent/EP0379229B1/en
Priority to DE8686303833T priority patent/DE3678635D1/en
Priority to DE3650004T priority patent/DE3650004T2/en
Priority to EP86303833A priority patent/EP0210723B1/en
Publication of JPS61265129A publication Critical patent/JPS61265129A/en
Priority to US07/455,797 priority patent/US5030874A/en
Publication of JPH0577421B2 publication Critical patent/JPH0577421B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、医用超音波診断装置に用いる超音波
探触子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasound probe used in a medical ultrasound diagnostic apparatus.

従来の技術 最近、複合圧電材料を使用した超音波探触子が
医用超音波診断装置などの分野で盛んに利用され
るようになつてきた。従来、この複合圧電材料を
使用した超音波探触子としては、よく知られてい
る。以下、第2〜4図を参照して、従来の複合圧
電材料を使用したアレイ型超音波探触子について
説明する。第2図は従来の複合圧電材料を使用し
たアレイ型超音波探触子の要部を示す断面図、第
3図は平面図、第4図は第2図の−矢視断面
図である。これら各図において、101は複合圧
電材料で、一次元方向に延伸する圧電セラミツク
102と、圧電セラミツク102を囲み三次元方
向に延伸する有機高分子103とより構成されて
いる。この複合圧電材料101の一方の面に複数
個の電極104が所定の間隔で配設され、複合圧
電材料101の他方の面に共通電極105が設け
られ、この共通電極105側(被検体側)に音波
を能率よく被検体に導くためにエポキシ樹脂など
のような音響整合層106が設けられている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Recently, ultrasound probes using composite piezoelectric materials have come into widespread use in fields such as medical ultrasound diagnostic equipment. Conventionally, ultrasonic probes using this composite piezoelectric material are well known. Hereinafter, an array type ultrasonic probe using a conventional composite piezoelectric material will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main parts of a conventional array-type ultrasonic probe using a composite piezoelectric material, FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the - arrow in FIG. In each of these figures, 101 is a composite piezoelectric material, which is composed of a piezoelectric ceramic 102 extending in one dimension and an organic polymer 103 surrounding the piezoelectric ceramic 102 and extending in three dimensions. A plurality of electrodes 104 are arranged at predetermined intervals on one surface of the composite piezoelectric material 101, a common electrode 105 is provided on the other surface of the composite piezoelectric material 101, and the common electrode 105 side (subject side) An acoustic matching layer 106 made of epoxy resin or the like is provided in order to efficiently guide sound waves to the subject.

而して複合圧電材料101の電極104,10
5に外部から制御された電気信号を印加すること
によつて超音波109を音響整合層106側から
放射することができる。ここで、従来複合圧電材
料101における圧電セラミツク102には
PZT系のものが用いられ、有機高分子103に
はエポキシ樹脂などが用いられ、このような複合
圧電材料101は電気機械結合係数において圧電
セラミツク102の電気機械結合係数のk33とほ
ぼ同じ値の特性を得ることができると共に、音響
インピーダンスにおいても圧電セラミツク単体
(PZT系の場合は、20〜35×105g/cm2・s)の場
合に比べて小さくすることができる。例えば、体
積比で圧電セラミツク102が25%、エポキシ樹
脂の有機高分子103が75%の場合は、約8×
105g/cm2・sとなるため、水、或は人体のよう
な被検体(音響インピーダンス1.5〜1.8×105g/
cm2・s)との整合が圧電セラミツク単体の場合に
比べかなり良くなり、音響整合層106が一層の
みで良く、送受信の効率を向上させることができ
る。また圧電セラミツク102は一次元方向のみ
であるため、音波の他の素子へのリーク(音響的
なクロストーク)が少ない。従つて方位分解能が
良いという特徴を有している。
Therefore, the electrodes 104 and 10 of the composite piezoelectric material 101
By applying an externally controlled electrical signal to 5, ultrasonic waves 109 can be emitted from the acoustic matching layer 106 side. Here, the piezoelectric ceramic 102 in the conventional composite piezoelectric material 101 has
A PZT-based material is used, and an epoxy resin or the like is used as the organic polymer 103, and such a composite piezoelectric material 101 has an electromechanical coupling coefficient k 33 that is almost the same as the electromechanical coupling coefficient k 33 of the piezoelectric ceramic 102. In addition, the acoustic impedance can be made smaller than that of piezoelectric ceramic alone (20 to 35×10 5 g/cm 2 ·s in the case of PZT). For example, if the volume ratio of piezoelectric ceramic 102 is 25% and organic polymer 103 of epoxy resin is 75%, approximately 8×
10 5 g/cm 2・s, so water or a subject such as a human body (acoustic impedance 1.5 to 1.8×10 5 g/s)
cm 2 ·s) is considerably better than that of a single piezoelectric ceramic, only one acoustic matching layer 106 is required, and the efficiency of transmission and reception can be improved. Furthermore, since the piezoelectric ceramic 102 is only one-dimensional, there is little leakage of sound waves to other elements (acoustic crosstalk). Therefore, it has a feature of good azimuth resolution.

以上のようなことから、一層の音響整合層10
6付の複合圧電材料101を使用した超音波探触
子の有用性が明らかになつている。
From the above, one layer of acoustic matching layer 10
The usefulness of an ultrasonic probe using the composite piezoelectric material 101 shown in FIG.

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記特徴を有する複合圧電材料であつ
ても上記従来のアレイ型超音波探触子に用いた場
合には、方位分解能の劣化が問題となる。アレイ
型超音波探触子は、複数個に配列した電極104
に印加する送受信信号を順次走査して駆動する方
法、または複数個に配列した電極104に印加す
る送受信信号をごく僅かの遅延時間をかけて駆動
することによつて超音波の進行方向を変えて走査
する方法などが採られているが、この場合、配列
した各電極104部を駆動した時、隣接する電極
部分に音波が伝搬しないこと、即ち音響的クロス
トークの小さいことが方位分解能を向上させるた
めの重要な点である。しかしながら、上記従来の
構成では、音響整合層106が複数個の電極10
4に対して分離されておらず、一枚の連続した板
により構成されているため、音響整合層106部
分から隣接する電極104部分に不要な音波が伝
搬して方位分解能が劣化するという問題点があつ
た。
Problems to be Solved by the Invention However, even when a composite piezoelectric material having the above-mentioned characteristics is used in the above-mentioned conventional array-type ultrasonic probe, deterioration in azimuth resolution becomes a problem. The array type ultrasonic probe has a plurality of electrodes 104 arranged.
The direction in which the ultrasonic waves travel can be changed by sequentially scanning and driving the transmission and reception signals applied to the electrodes 104, or by driving the transmission and reception signals applied to the electrodes 104 arranged in a plurality of electrodes with a very small delay time. In this case, when driving each of the arrayed electrodes 104, the lateral resolution is improved by ensuring that the sound waves do not propagate to adjacent electrodes, that is, the acoustic crosstalk is small. This is an important point. However, in the conventional configuration described above, the acoustic matching layer 106 has a plurality of electrodes 10
The problem is that unnecessary sound waves propagate from the acoustic matching layer 106 portion to the adjacent electrode 104 portion, resulting in deterioration of azimuth resolution. It was hot.

そこで本発明は、複合圧電材料を用いたもので
あつて、方位分解能を向上させることができるよ
うにした超音波探触子を提供しようとするもので
ある。
Therefore, the present invention aims to provide an ultrasonic probe that uses a composite piezoelectric material and is capable of improving azimuth resolution.

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技
術的な手段は、圧電セラミツク及び有機高分子を
有する複合圧電材料と、この複合圧電材料の一方
の面に所定間隔を存して複数個配列された電極
と、上記複合圧電材料の他方の面に設けられた共
通電極と、この共通電極面上に設けられ、上記複
数個に配列された電極と同じ間隔に分割された音
響整合層を備えたものである。
Means for Solving the Problems The technical means of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a composite piezoelectric material having a piezoelectric ceramic and an organic polymer, and a composite piezoelectric material having a predetermined interval on one surface of the composite piezoelectric material. a common electrode provided on the other surface of the composite piezoelectric material; and a common electrode provided on the common electrode surface and divided at the same intervals as the plurality of electrodes arranged. It is equipped with an acoustic matching layer.

作 用 本発明は、上記のように音響整合層を複合圧電
材料の一方の面に設けた複数個の電極間隔と同じ
間隔で分割しているので、隣接する電極部への音
響的なクロストークを小さくすることができる。
従つて目的とする超音波ビームを送受信して走査
することができ、超音波画像の方位分解能の向上
を図ることができる。
Effects In the present invention, as described above, the acoustic matching layer is divided at the same interval as the interval between the plurality of electrodes provided on one surface of the composite piezoelectric material, so that acoustic crosstalk to adjacent electrode parts is prevented. can be made smaller.
Therefore, it is possible to transmit and receive the targeted ultrasound beam for scanning, and it is possible to improve the azimuth resolution of the ultrasound image.

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。第1図は本発明の超音
波探触子の断面図であり、複合圧電材料1は一次
元方向に延伸するPZT系の圧電セラミツク2と
この圧電セラミツク2と隣接し三次元方向に延伸
するエポキシ樹脂などの有機高分子3より構成さ
れている。ここで、例えばPZT系圧電セラミツ
ク2とエポキシ樹脂よりなる有機高分子3を体積
比率で、それぞれ25%、75%とすると、音響イン
ピーダンスは8×105g/cm2・sとなる。この複
合圧電材料1の一方の面に複数個の電極4が所定
の間隔で配列され、複合圧電材料1の他方の面に
は共通電極5が蒸着などにより形成されている。
上記共通電極5の面上に4分の1波長の厚みの音
響整合層6が接着あるいは流し込みによつて形成
されている。ここで、被検体を人体(音響インピ
ーダンスは1.5〜1.8×105g/cm2・s)とした場
合、音響整合層6の適した音響インピーダンスは
約3〜4×105g/cm2・sとなり、この値を有し
た材料はエポキシ樹脂であり、音響整合層6に
は、エポキシ樹脂を用いる。この音響整合層6は
上記電極4と同じ間隔でダイシングマシーンなど
により分割溝7が形成されて分割されている。分
割された音響整合層6上に超音波を集束させるた
め、シリコンゴムなどの音響レンズ8が接着、或
は流し込みにより形成されると共に、各音響整合
層6の分割溝7には接着剤、或は音響レンズ8と
同じ材料が充填されている。この音響整合層6分
割溝7に充填する材料は、音響整合層6材と音響
インピーダンスの差が大きく、超音波減衰係数の
大きいもの、例えばシリコンゴムにマイクロバル
ーンなどを混合したもので良い。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe of the present invention, in which a composite piezoelectric material 1 consists of a PZT-based piezoelectric ceramic 2 extending in one dimension, and an epoxy resin adjoining this piezoelectric ceramic 2 extending in three dimensions. It is composed of an organic polymer 3 such as resin. Here, for example, if the volume ratios of the PZT piezoelectric ceramic 2 and the organic polymer 3 made of epoxy resin are 25% and 75%, respectively, the acoustic impedance will be 8×10 5 g/cm 2 ·s. A plurality of electrodes 4 are arranged at predetermined intervals on one surface of the composite piezoelectric material 1, and a common electrode 5 is formed on the other surface of the composite piezoelectric material 1 by vapor deposition or the like.
An acoustic matching layer 6 having a thickness of 1/4 wavelength is formed on the surface of the common electrode 5 by adhesion or pouring. Here, if the subject to be examined is a human body (acoustic impedance is 1.5 to 1.8×10 5 g/cm 2 ·s), the appropriate acoustic impedance of the acoustic matching layer 6 is approximately 3 to 4 × 10 5 g/cm 2 · s, and the material having this value is epoxy resin, and epoxy resin is used for the acoustic matching layer 6. This acoustic matching layer 6 is divided by dividing grooves 7 formed at the same intervals as the electrodes 4 using a dicing machine or the like. In order to focus the ultrasonic waves on the divided acoustic matching layer 6, an acoustic lens 8 made of silicone rubber or the like is formed by gluing or pouring, and the dividing groove 7 of each acoustic matching layer 6 is filled with adhesive or adhesive. is filled with the same material as the acoustic lens 8. The material to be filled in the grooves 7 dividing the acoustic matching layer 6 may be a material having a large difference in acoustic impedance from the material of the acoustic matching layer 6 and a large ultrasonic attenuation coefficient, such as a mixture of silicone rubber and microballoons.

而して上記のように複合圧電材料1面上に複数
個に配列した電極4と同じ間隔に音響整合層6を
分割したことにより、隣接する電極4に対し音波
の伝搬を防止することができ、音響的なクロスト
ークを大幅に減少させることができることが明ら
かである。従つて方位分解能の高い超音波画像を
得ることができる。
By dividing the acoustic matching layer 6 at the same intervals as the plurality of electrodes 4 arranged on one surface of the composite piezoelectric material as described above, it is possible to prevent the propagation of sound waves to the adjacent electrodes 4. , it is clear that acoustic crosstalk can be significantly reduced. Therefore, an ultrasonic image with high lateral resolution can be obtained.

なお、上記実施例にあつては、音響整合層6を
複合圧電材料1に接着、或は流し込んで形成した
後、分割するようにした場合について述べたが、
この他、複合圧電材料1に接着、或は流し込みす
る前に予め音響整合層6を形成しておき、複合圧
電材料1の面上に設けた複数個に配列した電極4
と同じ間隔に音響整合層6を厚みに対して10分の
1程度残して分割または完全に分割し、分割した
溝7にシリコンゴムなどの材料を充填した後、複
合圧電材料1の共通電極面5上に接着して形成し
ても良い。また上記実施例においては、直線上に
配列した、所謂アレイ型超音波探触子に適用した
場合について述べたが、本発明は、この他、二次
元配列型探触子や弧状配列型超音波探触子及びリ
ング状超音波探触子等、積々の形式の超音波探触
子に適用できることは明らかである。
In addition, in the above embodiment, a case was described in which the acoustic matching layer 6 was formed by adhering or pouring into the composite piezoelectric material 1 and then was divided.
In addition, an acoustic matching layer 6 is formed in advance before bonding or pouring onto the composite piezoelectric material 1, and a plurality of electrodes 4 arranged on the surface of the composite piezoelectric material 1 are formed.
The acoustic matching layer 6 is divided or completely divided at the same intervals with about 1/10 of the thickness left, and the divided grooves 7 are filled with a material such as silicone rubber, and then the common electrode surface of the composite piezoelectric material 1 is It may also be formed by adhering it on top of 5. Furthermore, in the above embodiments, a case has been described in which the application is applied to a so-called array type ultrasonic probe arranged in a straight line. It is clear that the invention can be applied to many types of ultrasound probes, such as probes and ring-shaped ultrasound probes.

発明の効果 以上の説明より明らかのように、本発明によれ
ば、超音波を送受信する複合圧電材料の音波送受
信側に設けた音響整合層を複合圧電材料の音波送
受信側と反対側の面に複数個所所定間隔を存して
配列した電極と同じ間隔に分割している。従つて
隣接する電極部分への音響的なクロストークを大
幅に減少させることができ、方位分解能の高い性
能を有する超音波探触子を得ることができる。
Effects of the Invention As is clear from the above description, according to the present invention, an acoustic matching layer provided on the sound wave transmitting/receiving side of the composite piezoelectric material that transmits and receives ultrasonic waves is provided on the surface of the composite piezoelectric material opposite to the sound wave transmitting/receiving side. The electrodes are divided at the same intervals as a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals. Therefore, acoustic crosstalk to adjacent electrode portions can be significantly reduced, and an ultrasonic probe with high lateral resolution can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の超音波探触子の一実施例を示
す断面図、第2図、第3図及び第4図は従来の超
音波探触子を示し、第2図は断面図、第3図はそ
の平面図、第4図は第2図の−矢視断面図で
ある。 1……複合圧電材料、2……圧電セラミツク、
3……有機高分子、4……電極、5……共通電
極、6……音響整合層、7……溝、8……音響レ
ンズ。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of the ultrasonic probe of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are conventional ultrasonic probes, and FIG. 2 is a cross-sectional view, FIG. 3 is a plan view thereof, and FIG. 4 is a sectional view taken along the - arrow in FIG. 1... Composite piezoelectric material, 2... Piezoelectric ceramic,
3...Organic polymer, 4...Electrode, 5...Common electrode, 6...Acoustic matching layer, 7...Groove, 8...Acoustic lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧電セラミツク及び有機高分子を有する複合
圧電材料と、この複合圧電材材の一方の面に所定
間隔を存して複数個配列された電極と、上記複合
圧電材料の他方の面に設けられた共通電極と、こ
の共通電極面上に設けられ、上記複数個に配列さ
れた電極と同じ間隔に分割された音響整合層を備
えたことを特徴とする超音波探触子。 2 音響整合層が自身の音響インピーダンスとは
異なる音響インピーダンスの材料の介在により分
割されている特許請求の範囲第1項記載の超音波
探触子。
[Scope of Claims] 1. A composite piezoelectric material having a piezoelectric ceramic and an organic polymer, a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals on one surface of the composite piezoelectric material, and the other of the composite piezoelectric materials. An ultrasonic probe comprising: a common electrode provided on the surface; and an acoustic matching layer provided on the common electrode surface and divided at the same intervals as the plurality of electrodes arranged above. . 2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the acoustic matching layer is divided by a material having an acoustic impedance different from that of the acoustic matching layer itself.
JP60107355A 1985-05-20 1985-05-20 Ultrasonic probe Granted JPS61265129A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60107355A JPS61265129A (en) 1985-05-20 1985-05-20 Ultrasonic probe
EP90104329A EP0379229B1 (en) 1985-05-20 1986-05-20 Ultrasonic probe
DE8686303833T DE3678635D1 (en) 1985-05-20 1986-05-20 ULTRASONIC CONVERTER.
DE3650004T DE3650004T2 (en) 1985-05-20 1986-05-20 Ultrasound probe.
EP86303833A EP0210723B1 (en) 1985-05-20 1986-05-20 Ultrasonic probe
US07/455,797 US5030874A (en) 1985-05-20 1989-12-28 Ultrasonic probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60107355A JPS61265129A (en) 1985-05-20 1985-05-20 Ultrasonic probe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61265129A JPS61265129A (en) 1986-11-22
JPH0577421B2 true JPH0577421B2 (en) 1993-10-26

Family

ID=14456963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60107355A Granted JPS61265129A (en) 1985-05-20 1985-05-20 Ultrasonic probe

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61265129A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61265129A (en) 1986-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4211949A (en) Wear plate for piezoelectric ultrasonic transducer arrays
US6537224B2 (en) Multi-purpose ultrasonic slotted array transducer
US5400788A (en) Apparatus that generates acoustic signals at discrete multiple frequencies and that couples acoustic signals into a cladded-core acoustic waveguide
US7727156B2 (en) Dual frequency band ultrasound transducer arrays
US5291090A (en) Curvilinear interleaved longitudinal-mode ultrasound transducers
EP0379229B1 (en) Ultrasonic probe
JP3625564B2 (en) Ultrasonic probe and manufacturing method thereof
JPH0553360B2 (en)
US4635484A (en) Ultrasonic transducer system
JPH07121158B2 (en) Ultrasonic probe
JPH0335878B2 (en)
JP2927144B2 (en) Ultrasonic transducer
US6160340A (en) Multifrequency ultrasonic transducer for 1.5D imaging
EP3787807B1 (en) Ultrasound transducer
JPH03133300A (en) Composite piezoelectric ultrasonic wave probe
JPH05228142A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device
JPH0577421B2 (en)
JP3468678B2 (en) Ultrasonic probe
JPH03270599A (en) Composite piezoelectric body
JP3325305B2 (en) Ultrasonic probe
JPH08275944A (en) Arrangement type ultrasonic probe
JPS5824785Y2 (en) Array-shaped ultrasonic probe
JPS6133923Y2 (en)
JPH0620452B2 (en) Ultrasonic probe
JPH069553B2 (en) Ultrasonic probe

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term