JPH07121158B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPH07121158B2 JPH07121158B2 JP62008208A JP820887A JPH07121158B2 JP H07121158 B2 JPH07121158 B2 JP H07121158B2 JP 62008208 A JP62008208 A JP 62008208A JP 820887 A JP820887 A JP 820887A JP H07121158 B2 JPH07121158 B2 JP H07121158B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic lens
- layer
- lens layer
- acoustic
- ultrasonic
- 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
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
- A61B8/4272—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue
- A61B8/4281—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue characterised by sound-transmitting media or devices for coupling the transducer to the tissue
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/30—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using refraction, e.g. acoustic lenses
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、超音波診断装置などに用いられる超音波探触
子に関する。
子に関する。
《従来の技術》 超音波診断装置などに用いられる超音波探触子の１つと
して、従来の矩形状の圧電体を直線状に配置したリニア
電子走査型の超音波探触子が知られている。
して、従来の矩形状の圧電体を直線状に配置したリニア
電子走査型の超音波探触子が知られている。
この超音波探触子は、第４図に示すように複数の圧電振
動子１が直線状に配置された振動部２と、この振動部２
の裏面側に設けられる音響吸収体３と、前記振動部２の
表面側に設けられる音響整合層４と、この音響整合層４
の上面に設けられる音響レンズ５とを備えており、この
音響レンズ５によつて振動部２が発生した超音波や、生
体から反射された超音波を矢印Ａ方向（スライス方向）
に収束させる。
動子１が直線状に配置された振動部２と、この振動部２
の裏面側に設けられる音響吸収体３と、前記振動部２の
表面側に設けられる音響整合層４と、この音響整合層４
の上面に設けられる音響レンズ５とを備えており、この
音響レンズ５によつて振動部２が発生した超音波や、生
体から反射された超音波を矢印Ａ方向（スライス方向）
に収束させる。
《発明が解決しようとする問題点》 ところで、このような音響レンズ５の材料としては、従
来、音速が水よりも500m/s程度遅いシリコンゴムを使用
している。
来、音速が水よりも500m/s程度遅いシリコンゴムを使用
している。
ただしこの場合、このようなシリコンゴムの音響インピ
ーダンスは、生体のそれよりも0.5（X106kg/ms）程度小
さいので、通常、無機微粉末を混入することによつてシ
リコンゴムの音響インピーダンスを改善している。
ーダンスは、生体のそれよりも0.5（X106kg/ms）程度小
さいので、通常、無機微粉末を混入することによつてシ
リコンゴムの音響インピーダンスを改善している。
しかしながらこのようにすると、次に述べる問題が生じ
る。
る。
（Ａ）音響レンズ５を通過する超音波の減衰が大きい。
特に、高周波数の超音波ではこの影響が大きい。
特に、高周波数の超音波ではこの影響が大きい。
（Ｂ）音響レンズ５の形状は、曲率を持つた凸形状にな
つているので、中心部に近い程、透過超音波の減衰率が
大きくなり、音響ビームの収束効率が低下する。
つているので、中心部に近い程、透過超音波の減衰率が
大きくなり、音響ビームの収束効率が低下する。
本発明は上記の事情に鑑み、各点における超音波減衰率
を小さく押さえながらこれら各点における減衰率を同じ
くすることができ、これによつて音響ビームの焦点形成
を可能にし、鮮明な超音波画像を得ることができる超音
波探触子を提供することを目的としている。
を小さく押さえながらこれら各点における減衰率を同じ
くすることができ、これによつて音響ビームの焦点形成
を可能にし、鮮明な超音波画像を得ることができる超音
波探触子を提供することを目的としている。
《問題点を解決するための手段》 上記の問題点を解決するために本発明による超音波探触
子は、超音波を発生させたり、受けたりする振動子を備
えた超音波探触子において、前記振動子の出射・入射面
側に設けられた第１音響レンズ層と、前記第１音響レン
ズ層と異なる減衰定数を有し、前記第１音響レンズ層上
に設けられる第２音響レンズ層とを備えており、前記第
１音響レンズ層および第２音響レンズ層のうち一方の層
の厚みの厚い部分と接する他方の接する他方の層の厚み
を前記一方の層の厚みの厚い部分より薄くし、しかも超
音波透過量がレンズ全体に亘ってどの部分も等しく一定
となるよう、前記第１音響レンズ層および第２音響レン
ズ層の形状を定めたことを特徴としている。
子は、超音波を発生させたり、受けたりする振動子を備
えた超音波探触子において、前記振動子の出射・入射面
側に設けられた第１音響レンズ層と、前記第１音響レン
ズ層と異なる減衰定数を有し、前記第１音響レンズ層上
に設けられる第２音響レンズ層とを備えており、前記第
１音響レンズ層および第２音響レンズ層のうち一方の層
の厚みの厚い部分と接する他方の接する他方の層の厚み
を前記一方の層の厚みの厚い部分より薄くし、しかも超
音波透過量がレンズ全体に亘ってどの部分も等しく一定
となるよう、前記第１音響レンズ層および第２音響レン
ズ層の形状を定めたことを特徴としている。
《実施例》 第１図は本発明による超音波探触子の一実施例を示す一
部裁断斜視図である。
部裁断斜視図である。
この図に示す超音波探触子は、振動部12と、音響吸収体
13と、音響整合層14と、音響レンズ15とを備えている。
13と、音響整合層14と、音響レンズ15とを備えている。
振動部12は、直線状に配置された複数の圧電振動庫11を
備えており、超音波診断装置の送信部（図示略）から各
圧電振動子11に高周波数信号が順次供給されたとき、こ
れらの各圧電振動子11が順次、超音波を発生する。ま
た、各圧電振動子11に超音波が入射したとき、これらの
各圧電振動子11がこれに対応した電気信号を発生して、
これを超音波診断装置の受信部（図示略）に供給する。
備えており、超音波診断装置の送信部（図示略）から各
圧電振動子11に高周波数信号が順次供給されたとき、こ
れらの各圧電振動子11が順次、超音波を発生する。ま
た、各圧電振動子11に超音波が入射したとき、これらの
各圧電振動子11がこれに対応した電気信号を発生して、
これを超音波診断装置の受信部（図示略）に供給する。
また音響吸収体13は、前記振動部12の下面（この第１図
において、下面）に配置される背面負荷材である。
において、下面）に配置される背面負荷材である。
また音響整合層14は、前記振動部12の上面に接着（また
は、コーテイング）される層であり、前記振動部12の音
響インピーダンスと、生体のインピーダンスとを整合さ
せる。
は、コーテイング）される層であり、前記振動部12の音
響インピーダンスと、生体のインピーダンスとを整合さ
せる。
また音響レンズ15は、第２図に示す如く前記音響整合層
14上に接着される第１音響レンズ層16と、この第１音響
レンズ層16上に接着される第２音響レンズ層17とを備え
ており、前記振動部12から出力される超音波を焦点上に
収束させたり、帰つてきた超音波を振動部12上に収束さ
せたりする。
14上に接着される第１音響レンズ層16と、この第１音響
レンズ層16上に接着される第２音響レンズ層17とを備え
ており、前記振動部12から出力される超音波を焦点上に
収束させたり、帰つてきた超音波を振動部12上に収束さ
せたりする。
この場合、第１音響レンズ層16はフイラーが充填されて
いないシリコンゴム、例えば音響インピーダンスが1/5
×106MKS程度で、音速が1000m/s程度のシリコンゴムか
ら構成されている。
いないシリコンゴム、例えば音響インピーダンスが1/5
×106MKS程度で、音速が1000m/s程度のシリコンゴムか
ら構成されている。
また第２音響レンズ層17は、酸化アルミニウム等のフイ
ラーが充填されてその超音波減衰係数が大きくされたシ
リコンゴムから構成されている。
ラーが充填されてその超音波減衰係数が大きくされたシ
リコンゴムから構成されている。
そして、この第２音響レンズ層17の曲率半径Ｒと、各音
響レンズ層16、17の接合面上の座標 （x,y）との間に、 但し、α：第１音響レンズ層16の減衰定数 β：第２音響レンズ層16の減衰定数 なる式で示される関係がなりたつように、つまり座標
（0,0）を通る超音波の減衰量と、座標（x,y）を通る超
音波の減衰量とが等しくなるように、これらの各音響レ
ンズ層16,17の形状が設定されており、これによつてこ
の音響レンズ15の各点における超音波透過量が一定にな
つている。
響レンズ層16、17の接合面上の座標 （x,y）との間に、 但し、α：第１音響レンズ層16の減衰定数 β：第２音響レンズ層16の減衰定数 なる式で示される関係がなりたつように、つまり座標
（0,0）を通る超音波の減衰量と、座標（x,y）を通る超
音波の減衰量とが等しくなるように、これらの各音響レ
ンズ層16,17の形状が設定されており、これによつてこ
の音響レンズ15の各点における超音波透過量が一定にな
つている。
このようにこの実施例においては、超音波の減衰係数が
異なる２種類のシリコンゴムを用い、中心に近づくに従
つて超音波の減衰係数が小さい方の厚さを増加させるよ
うにしたので、音響レンズ15の各点における超音波透過
量を一定にすることができ、これによつて音響ビームの
焦点形成を可能にし、鮮明な超音波画像を得ることがで
きる。
異なる２種類のシリコンゴムを用い、中心に近づくに従
つて超音波の減衰係数が小さい方の厚さを増加させるよ
うにしたので、音響レンズ15の各点における超音波透過
量を一定にすることができ、これによつて音響ビームの
焦点形成を可能にし、鮮明な超音波画像を得ることがで
きる。
第３図は、本発明による超音波探触子の他の実施例を断
面図である。
面図である。
この図に示す超音波探触子が第１図に示すものと異なる
点は、音響整合層14上に第２音響レンズ層17aを配置す
るとともに、この第２音響レンズ層17a上に第１音響レ
ンズ層16aを配置したことである。
点は、音響整合層14上に第２音響レンズ層17aを配置す
るとともに、この第２音響レンズ層17a上に第１音響レ
ンズ層16aを配置したことである。
このようにしても、これら各音響レンズ層16a、17aが上
述した（１）式を満たするようこれら各音響レンズ層16
a,17aの厚みを設定しているので、上述した実施例と同
様な効果を得ることができる。
述した（１）式を満たするようこれら各音響レンズ層16
a,17aの厚みを設定しているので、上述した実施例と同
様な効果を得ることができる。
また上述した各実施例において、リニア電子走査方式の
超音波探触子を例にとつてこの発明を説明したが、フエ
ーズド・アレイ方式、あるいは円板形、アンユラー・ア
レイ方式の超音波探触子にもこの発明を適用することが
できる。
超音波探触子を例にとつてこの発明を説明したが、フエ
ーズド・アレイ方式、あるいは円板形、アンユラー・ア
レイ方式の超音波探触子にもこの発明を適用することが
できる。
《発明の効果》 以上説明したように本発明によれば、超音波透過量がレ
ンズ全体に亘ってどの部分も等しく一定となるよう第１
音響レンズ層および第２音響レンズ層の形状を定めると
いう構成を有するため、第１音響レンズ層および第２音
響レンズ層の２層からなる音響レンズを通過する超音波
の強度は、どの位置を通過しても一定、即ち均一でしか
も少ない減衰量に押さえることができ、エネルギ損失の
少ない超音波探触子が得られる。
ンズ全体に亘ってどの部分も等しく一定となるよう第１
音響レンズ層および第２音響レンズ層の形状を定めると
いう構成を有するため、第１音響レンズ層および第２音
響レンズ層の２層からなる音響レンズを通過する超音波
の強度は、どの位置を通過しても一定、即ち均一でしか
も少ない減衰量に押さえることができ、エネルギ損失の
少ない超音波探触子が得られる。
第１図は本発明による超音波探触子の一実施例を示す一
部裁断斜視図、第２図は第１図に示す超音波探触子の断
面図、第３図は本発明による超音波探触子の他の実施例
を示す断面図、第４図は従来の超音波探触子を示す一部
裁断斜視図である。 11……振動子（圧電振動子）、16……第１音響レンズ
層、17……第２音響レンズ層。
部裁断斜視図、第２図は第１図に示す超音波探触子の断
面図、第３図は本発明による超音波探触子の他の実施例
を示す断面図、第４図は従来の超音波探触子を示す一部
裁断斜視図である。 11……振動子（圧電振動子）、16……第１音響レンズ
層、17……第２音響レンズ層。
Claims (1)
- 【請求項１】超音波を発生させたり、受けたりする振動
子を備えた超音波探触子において、前記振動子の出射・
入射面側に設けられた第１音響レンズ層と、前記第１音
響レンズ層と異なる減衰定数を有し、前記第１音響レン
ズ層上に設けられる第２音響レンズ層とを備えており、
前記第１音響レンズ層および第２音響レンズ層のうち一
方の層の厚みの厚い部分と接する他方の層の厚みを前記
一方の層の厚みの厚い部分より薄くし、しかも超音波透
過量がレンズ全体に亘ってどの部分も等しく一定となる
よう、前記第１音響レンズ層および第２音響レンズ層の
形状を定めたことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008208A JPH07121158B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 超音波探触子 |
| US07/144,004 US4880012A (en) | 1987-01-19 | 1988-01-15 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008208A JPH07121158B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63177700A JPS63177700A (ja) | 1988-07-21 |
| JPH07121158B2 true JPH07121158B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=11686827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62008208A Expired - Lifetime JPH07121158B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 超音波探触子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4880012A (ja) |
| JP (1) | JPH07121158B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3217391A1 (en) | 2016-03-09 | 2017-09-13 | Seiko Epson Corporation | Ultrasonic device, ultrasonic module, and ultrasonic measurement apparatus |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127410A (en) * | 1990-12-06 | 1992-07-07 | Hewlett-Packard Company | Ultrasound probe and lens assembly for use therein |
| US5183049A (en) * | 1991-10-15 | 1993-02-02 | Japan As Represented By Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Method for forming and ultrasonic image |
| US5465724A (en) * | 1993-05-28 | 1995-11-14 | Acuson Corporation | Compact rotationally steerable ultrasound transducer |
| JP2927144B2 (ja) * | 1993-06-23 | 1999-07-28 | 松下電器産業株式会社 | 超音波トランスデューサ |
| US5562096A (en) * | 1994-06-28 | 1996-10-08 | Acuson Corporation | Ultrasonic transducer probe with axisymmetric lens |
| US7888847B2 (en) * | 2006-10-24 | 2011-02-15 | Dennis Raymond Dietz | Apodizing ultrasonic lens |
| WO2010100921A1 (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-10 | パナソニック株式会社 | 超音波トランスデューサ、超音波探触子及び超音波診断装置 |
| WO2013046080A1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ultrasound probe with an acoustical lens |
| JP2016032572A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | セイコーエプソン株式会社 | 音響結合部材の製造方法 |
| WO2016110971A1 (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-14 | オリンパス株式会社 | 光音響顕微鏡用対物レンズユニット及びこれを有する光音響顕微鏡 |
| US11386883B2 (en) * | 2015-12-18 | 2022-07-12 | Koninklijke Philips N.V. | Acoustic lens for an ultrasound array |
| US10445547B2 (en) | 2016-05-04 | 2019-10-15 | Invensense, Inc. | Device mountable packaging of ultrasonic transducers |
| US10315222B2 (en) | 2016-05-04 | 2019-06-11 | Invensense, Inc. | Two-dimensional array of CMOS control elements |
| US10452887B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-10-22 | Invensense, Inc. | Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers |
| US10562070B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-02-18 | Invensense, Inc. | Receive operation of an ultrasonic sensor |
| US10706835B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-07-07 | Invensense, Inc. | Transmit beamforming of a two-dimensional array of ultrasonic transducers |
| US11673165B2 (en) | 2016-05-10 | 2023-06-13 | Invensense, Inc. | Ultrasonic transducer operable in a surface acoustic wave (SAW) mode |
| US10441975B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-10-15 | Invensense, Inc. | Supplemental sensor modes and systems for ultrasonic transducers |
| US11151355B2 (en) | 2018-01-24 | 2021-10-19 | Invensense, Inc. | Generation of an estimated fingerprint |
| CN110392554A (zh) | 2018-02-15 | 2019-10-29 | 佳能医疗系统株式会社 | 超声波探头和超声波探头用的探头头部 |
| US11188735B2 (en) | 2019-06-24 | 2021-11-30 | Invensense, Inc. | Fake finger detection using ridge features |
| US11216632B2 (en) | 2019-07-17 | 2022-01-04 | Invensense, Inc. | Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness |
| US11176345B2 (en) | 2019-07-17 | 2021-11-16 | Invensense, Inc. | Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness |
| US11232549B2 (en) | 2019-08-23 | 2022-01-25 | Invensense, Inc. | Adapting a quality threshold for a fingerprint image |
| US11392789B2 (en) | 2019-10-21 | 2022-07-19 | Invensense, Inc. | Fingerprint authentication using a synthetic enrollment image |
| CN115551650A (zh) | 2020-03-09 | 2022-12-30 | 应美盛公司 | 具有非均匀厚度的接触层的超声指纹传感器 |
| US11328165B2 (en) | 2020-04-24 | 2022-05-10 | Invensense, Inc. | Pressure-based activation of fingerprint spoof detection |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH036960Y2 (ja) * | 1980-07-10 | 1991-02-21 | ||
| US4387720A (en) * | 1980-12-29 | 1983-06-14 | Hewlett-Packard Company | Transducer acoustic lens |
| JPS59225044A (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-18 | 松下電器産業株式会社 | 超音波トランスジユ−サ |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP62008208A patent/JPH07121158B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-01-15 US US07/144,004 patent/US4880012A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3217391A1 (en) | 2016-03-09 | 2017-09-13 | Seiko Epson Corporation | Ultrasonic device, ultrasonic module, and ultrasonic measurement apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4880012A (en) | 1989-11-14 |
| JPS63177700A (ja) | 1988-07-21 |
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