JPH069553B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JPH069553B2 JPH069553B2 JP59198541A JP19854184A JPH069553B2 JP H069553 B2 JPH069553 B2 JP H069553B2 JP 59198541 A JP59198541 A JP 59198541A JP 19854184 A JP19854184 A JP 19854184A JP H069553 B2 JPH069553 B2 JP H069553B2
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- JP
- Japan
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- axis direction
- electrode
- ultrasonic probe
- receiving surface
- strip
- 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
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims description 12
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 7
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高性能超音波診断装置を実現するための探触子
に関する。
に関する。
断層面と直交する方向の超音波ビーム改善法として、Ko
ssoffによる音響レンズ（特開昭49−100885優先権 昭
４７年 ９月１２日）がある。
ssoffによる音響レンズ（特開昭49−100885優先権 昭
４７年 ９月１２日）がある。
これは第１図（ａ）に示すように、配列素子１上にカマ
ボコ形音響レンズ２を設けたものであり、短軸ビーム幅
は同図（ｂ）に示すように、収束点Ｘ０の近傍のみで狭
いけれども、それ以外の深度では広くなり、断層面３と
直交する方向の分解能が劣化することになる。
ボコ形音響レンズ２を設けたものであり、短軸ビーム幅
は同図（ｂ）に示すように、収束点Ｘ０の近傍のみで狭
いけれども、それ以外の深度では広くなり、断層面３と
直交する方向の分解能が劣化することになる。
本発明は断層面と直交する方向の超音波ビームを改善す
ることにより高性能超音波診断装置を提供することを目
的とする。
ることにより高性能超音波診断装置を提供することを目
的とする。
本発明は断層面と直交する方向に振幅重みを形成するこ
とにより、超音波ビームを改善するものであり、電極形
状または吸音材により振幅重みを実現するものである。
とにより、超音波ビームを改善するものであり、電極形
状または吸音材により振幅重みを実現するものである。
実施例の説明に先立ち、理解の容易のため、２次元超音
波ビームについて説明する。第２図において、配列振動
子１の配列方向（以下、長軸方向）は口径ａ，素子幅Ｗ
（切断幅が狭い場合、素子幅Ｗは素子ピッチＰとほぼ等
しい）、素子厚みｈ，長軸と直交する方向（以下、短軸
方向）の口径ｂ，深度Ｘ０における長軸方向超音波ビー
ムを点線で、短軸方向超音波ビームを実線で示す。
波ビームについて説明する。第２図において、配列振動
子１の配列方向（以下、長軸方向）は口径ａ，素子幅Ｗ
（切断幅が狭い場合、素子幅Ｗは素子ピッチＰとほぼ等
しい）、素子厚みｈ，長軸と直交する方向（以下、短軸
方向）の口径ｂ，深度Ｘ０における長軸方向超音波ビー
ムを点線で、短軸方向超音波ビームを実線で示す。
長軸方向超音波ビーム制御に関しては、従来、各配列素
子の振幅，位相を電子的制御することにより行なってい
る。
子の振幅，位相を電子的制御することにより行なってい
る。
本発明は短軸方向超音波ビーム制御に関するものであり
以下、詳細に説明する。
以下、詳細に説明する。
第３図は振幅重みをもつときのパルス波指向特性（実験
値）である。測定条件は超音波周波数2.2ＭＨｚ，口径
１６mm，深度７７mmであり、点線は通常の矩形重み（重
みなし）、実線は三角重み、一点鎖線はHanning重みで
ある。
値）である。測定条件は超音波周波数2.2ＭＨｚ，口径
１６mm，深度７７mmであり、点線は通常の矩形重み（重
みなし）、実線は三角重み、一点鎖線はHanning重みで
ある。
このように、振幅重みにより不要音響雑音が６〜１０ｄ
Ｂ改善されることがわかる。
Ｂ改善されることがわかる。
第４図は本発明の第１の実施例であり、（ａ）は素子ピ
ッチＰごとに圧電体の電極部分（斜線部分）の形状を角
が取れた短冊型としている。つまり電極の幅を短軸方向
に変化させ、短軸方向の中央部での幅より短軸方向の端
部の幅を狭くしている。ここで圧電体自身は直方体であ
る。この電極下の圧電体のみが振動するため、実効的に
短軸重みが与えられる。このとき、長軸方向にも素子ピ
ッチＰごとに振幅重みが与えられているため、長軸ビー
ムの方位 に不要音響雑音であるグレイテイング（Grating Level,
G.L.と略す）が生ずる。これを避けるためには、（ｂ）
に示すように、例えば素子ピッチの1/2のピッチＰＳご
とに電極面積を変化させ、グレイテイングG.L.を視野外
に配置すればよい。
ッチＰごとに圧電体の電極部分（斜線部分）の形状を角
が取れた短冊型としている。つまり電極の幅を短軸方向
に変化させ、短軸方向の中央部での幅より短軸方向の端
部の幅を狭くしている。ここで圧電体自身は直方体であ
る。この電極下の圧電体のみが振動するため、実効的に
短軸重みが与えられる。このとき、長軸方向にも素子ピ
ッチＰごとに振幅重みが与えられているため、長軸ビー
ムの方位 に不要音響雑音であるグレイテイング（Grating Level,
G.L.と略す）が生ずる。これを避けるためには、（ｂ）
に示すように、例えば素子ピッチの1/2のピッチＰＳご
とに電極面積を変化させ、グレイテイングG.L.を視野外
に配置すればよい。
第５図は本発明の第２の実施例であり、（ａ）に示すよ
うに、電極の一端は従来通り矩形とし、他端の角を落し
た形状としている。配列する振動子ごとに角を落す端部
の向きが交互になる様にし、全体として第５図（ａ）の
「短軸重み」に示すように短軸方向の両端での送波音波
の振幅、及び受波信号の振幅が落ちた重み分布を得る。
矩形型の電極端部を圧電体の側面に回り込ませて形成
し、この側面の電極部分を信号線の取り出し用に用い
る。このような交互配列にすれば、（ｂ）に示すよう
に、フレキシブル基板４による、信号線の取出しが容易
となる。
うに、電極の一端は従来通り矩形とし、他端の角を落し
た形状としている。配列する振動子ごとに角を落す端部
の向きが交互になる様にし、全体として第５図（ａ）の
「短軸重み」に示すように短軸方向の両端での送波音波
の振幅、及び受波信号の振幅が落ちた重み分布を得る。
矩形型の電極端部を圧電体の側面に回り込ませて形成
し、この側面の電極部分を信号線の取り出し用に用い
る。このような交互配列にすれば、（ｂ）に示すよう
に、フレキシブル基板４による、信号線の取出しが容易
となる。
第６図は本発明の第３の実施例であり、（ａ）は第５図
と同様、信号電極側（圧電体ＰＥを挟む２枚の電極のう
ち、信号線ＳＩＧが接続される側の電極）の角を落して
重み電極Ａ（仮称）としたもので、（ｂ）は接地電極側
（接地配線ＧＮＤが接続される側の電極）を重み電極と
したものである。ここで符号のＰＥは圧電体、Ｂは従来
型電極である。
と同様、信号電極側（圧電体ＰＥを挟む２枚の電極のう
ち、信号線ＳＩＧが接続される側の電極）の角を落して
重み電極Ａ（仮称）としたもので、（ｂ）は接地電極側
（接地配線ＧＮＤが接続される側の電極）を重み電極と
したものである。ここで符号のＰＥは圧電体、Ｂは従来
型電極である。
このように、圧電体を挟む２枚の電極のうちの一方のみ
端部の角を落した形状の重み電極とすることにより配列
振動子からなる探触子の短軸方向の振幅重みを端部振幅
が低下した重みとすることができ、これにより超音波ビ
ームを改善することができる。
端部の角を落した形状の重み電極とすることにより配列
振動子からなる探触子の短軸方向の振幅重みを端部振幅
が低下した重みとすることができ、これにより超音波ビ
ームを改善することができる。
（ｂ）図のようにすることにより、フレキシブル基板４
による信号（ＳＩＧ）取出は従来と同一で可能である。
による信号（ＳＩＧ）取出は従来と同一で可能である。
第７図は本発明の第４の実施例であり、電極により、重
みを与えるものではなく、吸音材Ａ６（例えばゴム系材
料）の厚みを制御することにより、短軸方向振幅重みを
与えるものである。
みを与えるものではなく、吸音材Ａ６（例えばゴム系材
料）の厚みを制御することにより、短軸方向振幅重みを
与えるものである。
すなわち吸音材Ａ６は探触子の短軸方向の中央部から両
端にむかって徐々に厚くなる形状であり、これにより吸
音材の吸音率は両端に近づく程高くなるので第７図の
「短軸重み」に示すような三角形の振幅重みが得られ、
超音波ビームを改善することができる。
端にむかって徐々に厚くなる形状であり、これにより吸
音材の吸音率は両端に近づく程高くなるので第７図の
「短軸重み」に示すような三角形の振幅重みが得られ、
超音波ビームを改善することができる。
以上の説明において、圧電体自身の形状を第４図のよう
に形成することも考えられるが、工作精度に問題があ
る。
に形成することも考えられるが、工作精度に問題があ
る。
また、以上の説明において、重みの関数を三角形など特
定のものを扱かったが、種々変形が考えられることは勿
論である。
定のものを扱かったが、種々変形が考えられることは勿
論である。
このように、本発明により短軸方向に振幅重みを与える
ことにより、短軸方向超音波ビームを改善し、その結
果、高性能超音波診断装置を実現可能となり、臨床上寄
与する所が大である。
ことにより、短軸方向超音波ビームを改善し、その結
果、高性能超音波診断装置を実現可能となり、臨床上寄
与する所が大である。
第１図は従来の探触子の構成と短軸ビーム幅の関係を示
す説明図、第２図は参考図、第３図は短軸方向振幅重み
のシミュレーション結果を示すグラフ、第４，５図は本
発明の実施例を説明する探触子電極形状と超音波ビーム
強度の関係を示す説明図、第６図は本発明の他の実施例
を示す探触子の要部縦断面図、第７図はさらに他の実施
例を示す探触子の平面図および要部断面図と超音波ビー
ム強度との関係の説明図である。
す説明図、第２図は参考図、第３図は短軸方向振幅重み
のシミュレーション結果を示すグラフ、第４，５図は本
発明の実施例を説明する探触子電極形状と超音波ビーム
強度の関係を示す説明図、第６図は本発明の他の実施例
を示す探触子の要部縦断面図、第７図はさらに他の実施
例を示す探触子の平面図および要部断面図と超音波ビー
ム強度との関係の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片倉 景義 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−20157（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−196969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−100885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−34581（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−85976（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】圧電体の層をはさんで第１、第２の電極が
形成され、もって短冊状の振動子が形成されるととも
に、この短冊状の振動子が複数個配列されて全体でほぼ
長方形の送受波面を形成する超音波探触子において、上
記複数の振動子の各々の一方の電極形状は、上記送受波
面の短軸方向の中央位置での幅に比較して上記受波面の
短軸方向の端部位置での幅が狭い形状であることを特徴
とする超音波探触子。 - 【請求項２】圧電体の層をはさんで第１、第２の電極が
形成され、もって短冊状の振動子が形成されるととも
に、この短冊状の振動子が複数個配列されて全体でほぼ
長方形の送受波面を形成する超音波探触子において、上
記配列する振動子の上面に超音波を内部で吸収する吸音
材の層を有し、上記吸音材の層の吸音率は上記送受波面
の短軸方向の中央位置より短軸方向の端部位置の方が大
きいことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198541A JPH069553B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198541A JPH069553B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176949A JPS6176949A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH069553B2 true JPH069553B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=16392871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198541A Expired - Lifetime JPH069553B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069553B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991013588A1 (en) * | 1990-03-14 | 1991-09-19 | Fujitsu Limited | Ultrasonic probe |
| EP0480045A4 (en) * | 1990-03-20 | 1993-04-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic probe |
| JPH04352950A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49100885A (ja) * | 1972-05-04 | 1974-09-24 | ||
| JPS5385976U (ja) * | 1976-12-16 | 1978-07-15 | ||
| JPS5434581A (en) * | 1977-08-22 | 1979-03-14 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic wave diagnosing probe |
| JPS57196969A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-03 | Shimadzu Corp | Transducer array of ultrasonic diagnostic apparatus |
| JPS5920157A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-01 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59198541A patent/JPH069553B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6176949A (ja) | 1986-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |