JPH08289386A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPH08289386A JPH08289386A JP7085665A JP8566595A JPH08289386A JP H08289386 A JPH08289386 A JP H08289386A JP 7085665 A JP7085665 A JP 7085665A JP 8566595 A JP8566595 A JP 8566595A JP H08289386 A JPH08289386 A JP H08289386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- ultrasonic transducer
- acoustic lens
- surface side
- elements
- Prior art date
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- Pending
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マトリックス型超音波振動子の２方向のフォ
ーカス調整を容易に行うことができると共に、診断部位
に密着可能な超音波探触子を提供することを目的とす
る。 【構成】 音響レンズ１８の形状がマトリックス超音波
振動子２０の表裏面の配列方向に対しそれぞれに曲率を
有する凸球面を呈しているので、表面側の超音波振動子
配列（素子２２）に対するフォーカス調整と、前記表面
側の超音波振動子配列（素子２２）と直交する裏面側の
超音波振動子配列（素子２４）に対するフォーカス調整
を行うことができる。
ーカス調整を容易に行うことができると共に、診断部位
に密着可能な超音波探触子を提供することを目的とす
る。 【構成】 音響レンズ１８の形状がマトリックス超音波
振動子２０の表裏面の配列方向に対しそれぞれに曲率を
有する凸球面を呈しているので、表面側の超音波振動子
配列（素子２２）に対するフォーカス調整と、前記表面
側の超音波振動子配列（素子２２）と直交する裏面側の
超音波振動子配列（素子２４）に対するフォーカス調整
を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波探触子、特に超
音波振動子の配列方向が表面側と裏面側とでで直交する
マトリックス型振動子を有する超音波探触子のフォーカ
ス調整に関する。
音波振動子の配列方向が表面側と裏面側とでで直交する
マトリックス型振動子を有する超音波探触子のフォーカ
ス調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置に接続される超音波探触
子は、加えられた電気信号に対応した超音波ビームを生
体に送波し、生体から戻ってきた超音波ビームを受波し
て対応する電気信号を発生する。この超音波ビームの送
受波によって生体内部の超音波画像を得ている。この作
用を効率良く行うために、一般的な超音波探触子では超
音波ビームの発生源である短冊状の超音波振動子（圧電
セラミックス等）をバッキング材の上に１方向に複数個
整列配置させ接着している。その上に生体と音響的な整
合をはかるための音響整合層が形成されている。また、
鮮明な超音波画像を得るためには、放射された超音波を
細いビームに集束させることが望ましい。そのため、前
記音響整合層の上に各超音波振動子の長さ方向に曲率を
有する蒲鉾状（凸状）の音響レンズを設けたり、各超音
波振動子の励振タイミングを少しずつずらすことによっ
て、超音波ビームを所望の位置に集束させている。前者
を固定フォーカス法、後者を電子フォーカス法という。
子は、加えられた電気信号に対応した超音波ビームを生
体に送波し、生体から戻ってきた超音波ビームを受波し
て対応する電気信号を発生する。この超音波ビームの送
受波によって生体内部の超音波画像を得ている。この作
用を効率良く行うために、一般的な超音波探触子では超
音波ビームの発生源である短冊状の超音波振動子（圧電
セラミックス等）をバッキング材の上に１方向に複数個
整列配置させ接着している。その上に生体と音響的な整
合をはかるための音響整合層が形成されている。また、
鮮明な超音波画像を得るためには、放射された超音波を
細いビームに集束させることが望ましい。そのため、前
記音響整合層の上に各超音波振動子の長さ方向に曲率を
有する蒲鉾状（凸状）の音響レンズを設けたり、各超音
波振動子の励振タイミングを少しずつずらすことによっ
て、超音波ビームを所望の位置に集束させている。前者
を固定フォーカス法、後者を電子フォーカス法という。
【０００３】また、他の種類の超音波振動子として２種
類の超音波画像、例えば直交２画面を得ることのできる
マトリックス型超音波振動子が考案されている。図４に
示すようにマトリックス型超音波振動子２０は圧電セラ
ミックを表裏面から互いに直交するような溝２０ａ，２
０ｂを形成し、図中上面側を複数の素子２２に分割し、
図中下面側を前記素子２２の配列方向と直交する方向に
配列される複数の素子２４に分割する。素子２２，２４
のそれぞれには図示しないスイッチ切り替え可能な信号
線が接続されている。素子２２を駆動する場合には、素
子２４に接続された信号線をスイッチングによりすべて
接地すると共に、各素子２２に個別に所定の駆動信号を
供給する。この結果、素子２２の配列方向と同じ断面方
向の超音波画像を得ることができる。同様に、素子２４
を駆動する場合には、素子２２に接続された信号線をす
べて接地すると共に、各素子２４に個別に所定の駆動信
号を供給する。この結果、素子２４の配列方向と同じ断
面方向の超音波画像を得ることができる。このマトリッ
クス型超音波振動子２０に対して前述したような蒲鉾型
の音響レンズを用いると一方の超音波ビームの集束、例
えば素子２２に関する超音波ビームの集束は行うことが
できるが、他方側、すなわち素子２４に対する超音波ビ
ームの集束を行うことができないばかりか、音響レンズ
の曲率によって素子２４からの超音波ビームは発散して
しまう。つまり、どちらか一方の超音波ビームのフォー
カス調整しか行うことができず極端に解像度の異なる２
画面が生じ、マトリックス型超音波振動子の特徴を活用
できないことになる。このため、マトリックス型超音波
振動子はどちらの方向にも曲率を持たない平面レンズ２
６（図４はマトリックス型超音波振動子を包含してい
る）を用い、フォーカス調整を行わず、得られる２画面
が同等な解像度を有するようにしている。
類の超音波画像、例えば直交２画面を得ることのできる
マトリックス型超音波振動子が考案されている。図４に
示すようにマトリックス型超音波振動子２０は圧電セラ
ミックを表裏面から互いに直交するような溝２０ａ，２
０ｂを形成し、図中上面側を複数の素子２２に分割し、
図中下面側を前記素子２２の配列方向と直交する方向に
配列される複数の素子２４に分割する。素子２２，２４
のそれぞれには図示しないスイッチ切り替え可能な信号
線が接続されている。素子２２を駆動する場合には、素
子２４に接続された信号線をスイッチングによりすべて
接地すると共に、各素子２２に個別に所定の駆動信号を
供給する。この結果、素子２２の配列方向と同じ断面方
向の超音波画像を得ることができる。同様に、素子２４
を駆動する場合には、素子２２に接続された信号線をす
べて接地すると共に、各素子２４に個別に所定の駆動信
号を供給する。この結果、素子２４の配列方向と同じ断
面方向の超音波画像を得ることができる。このマトリッ
クス型超音波振動子２０に対して前述したような蒲鉾型
の音響レンズを用いると一方の超音波ビームの集束、例
えば素子２２に関する超音波ビームの集束は行うことが
できるが、他方側、すなわち素子２４に対する超音波ビ
ームの集束を行うことができないばかりか、音響レンズ
の曲率によって素子２４からの超音波ビームは発散して
しまう。つまり、どちらか一方の超音波ビームのフォー
カス調整しか行うことができず極端に解像度の異なる２
画面が生じ、マトリックス型超音波振動子の特徴を活用
できないことになる。このため、マトリックス型超音波
振動子はどちらの方向にも曲率を持たない平面レンズ２
６（図４はマトリックス型超音波振動子を包含してい
る）を用い、フォーカス調整を行わず、得られる２画面
が同等な解像度を有するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、マトリックス
型超音波振動子２０に対しても音響レンズを用いて超音
波ビームのフォーカス調整を行い、高解像度の直交２方
向の超音波画像を得たいという要望がある。
型超音波振動子２０に対しても音響レンズを用いて超音
波ビームのフォーカス調整を行い、高解像度の直交２方
向の超音波画像を得たいという要望がある。
【０００５】また、音響レンズは診断時に診断部位、例
えば食道壁に直接当接させるため、従来のマトリックス
型超音波振動子に用いている平面レンズでは、曲面を有
する食道壁に密着させることが困難であり、良好な超音
波画像を得ることができないという問題がある。
えば食道壁に直接当接させるため、従来のマトリックス
型超音波振動子に用いている平面レンズでは、曲面を有
する食道壁に密着させることが困難であり、良好な超音
波画像を得ることができないという問題がある。
【０００６】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、マトリックス型超音波振動子の直交２方向
のフォーカス調整を容易に行うことができると共に、診
断部位に密着可能な超音波探触子を提供することを目的
とする。
れたもので、マトリックス型超音波振動子の直交２方向
のフォーカス調整を容易に行うことができると共に、診
断部位に密着可能な超音波探触子を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、超音波の送受波を行う超音波振動子であっ
て、該超音波振動子の配列方向が表面側と裏面側とで直
交するマトリックス型超音波振動子と、前記マトリック
ス型超音波振動子の一面側に配置され超音波のフォーカ
ス調整を行う音響レンズと、を含む超音波探触子におい
て、前記音響レンズは超音波振動子の表裏面の配列方向
に対しそれぞれに曲率を有する凸球面形状を呈すること
を特徴とする。
するために、超音波の送受波を行う超音波振動子であっ
て、該超音波振動子の配列方向が表面側と裏面側とで直
交するマトリックス型超音波振動子と、前記マトリック
ス型超音波振動子の一面側に配置され超音波のフォーカ
ス調整を行う音響レンズと、を含む超音波探触子におい
て、前記音響レンズは超音波振動子の表裏面の配列方向
に対しそれぞれに曲率を有する凸球面形状を呈すること
を特徴とする。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、音響レンズの形状がマトリ
ックス超音波振動子の表裏面の配列方向に対しそれぞれ
に曲率を有する凸球面を呈しているので、表面側の超音
波振動子配列に対するフォーカス調整と、前記表面側の
超音波振動子配列と直交する裏面側の超音波振動子配列
に対するフォーカス調整を行うことができる。
ックス超音波振動子の表裏面の配列方向に対しそれぞれ
に曲率を有する凸球面を呈しているので、表面側の超音
波振動子配列に対するフォーカス調整と、前記表面側の
超音波振動子配列と直交する裏面側の超音波振動子配列
に対するフォーカス調整を行うことができる。
【０００９】また、診断部位当接部が凸球面なので、診
断部位が曲面を有する場合でも超音波探触子（音響レン
ズ部）を容易に密着させることができる。
断部位が曲面を有する場合でも超音波探触子（音響レン
ズ部）を容易に密着させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき
説明する。
説明する。
【００１１】図１は本実施例の凸球面形状の音響レンズ
を有するマトリックス型超音波振動子を搭載した超音波
探触子１０の概略図である。
を有するマトリックス型超音波振動子を搭載した超音波
探触子１０の概略図である。
【００１２】超音波探触子１０は従来と同様に長尺のチ
ューブ１２の先端にマトリックス型超音波振動子２０を
備えており、チューブ１２の基端には、操作把持部１４
及び、図示しない超音波診断装置に接続される接続コー
ド１６が設けられている。前記マトリックス型超音波振
動子２０に接続される信号線は、チューブ１２、操作把
持部１４、コード１６を介して超音波診断装置に導かれ
ている。
ューブ１２の先端にマトリックス型超音波振動子２０を
備えており、チューブ１２の基端には、操作把持部１４
及び、図示しない超音波診断装置に接続される接続コー
ド１６が設けられている。前記マトリックス型超音波振
動子２０に接続される信号線は、チューブ１２、操作把
持部１４、コード１６を介して超音波診断装置に導かれ
ている。
【００１３】図２はマトリックス型超音波振動子２０に
本発明の特徴とする凸球面形状を呈する音響レンズ１８
を組み付けた状態を示す拡大図である。本実施例におい
ては、音響レンズ１８はマトリックス型超音波振動子２
０を包含している。
本発明の特徴とする凸球面形状を呈する音響レンズ１８
を組み付けた状態を示す拡大図である。本実施例におい
ては、音響レンズ１８はマトリックス型超音波振動子２
０を包含している。
【００１４】音響レンズ１８の表面は、図３に示すよう
に球の一部を切り取ったような形状を呈している。音響
レンズ１８の材質は、超音波ビームのフォーカス調整を
行うためには生体内で音速が１５３０ｍ／秒より遅い音
速の材料が必要になるため、一般に音速が１０００ｍ／
秒のシリコンゴムが使われ、例えば成形型等を用いて成
形される。
に球の一部を切り取ったような形状を呈している。音響
レンズ１８の材質は、超音波ビームのフォーカス調整を
行うためには生体内で音速が１５３０ｍ／秒より遅い音
速の材料が必要になるため、一般に音速が１０００ｍ／
秒のシリコンゴムが使われ、例えば成形型等を用いて成
形される。
【００１５】球面の一部を用いて音響レンズ１８の表面
を形成する場合、図２、図３に示すように音響レンズ１
８を矢印Ｍ方向（素子２２の配列方向）から見た場合、
その曲率は中央部Ａと外側部Ｂとで異なる。つまり中央
部Ａの曲率の方が外側部Ｂの曲率より大きくなる。曲率
の違いは超音波ビームのフォーカス位置に大きく影響す
るが、例えばマトリックス型超音波振動子２０の外形が
１０ｍｍ角の場合、中央部Ａの曲率をＲ５０ｍｍとする
と、外側部はＲ４９．８ｍｍ程度になり、曲率の違いに
よるフォーカスへの影響はない。同様に他方側（素子２
４の配列方向）から見た場合も曲率の違いによるフォー
カスへの影響はない。
を形成する場合、図２、図３に示すように音響レンズ１
８を矢印Ｍ方向（素子２２の配列方向）から見た場合、
その曲率は中央部Ａと外側部Ｂとで異なる。つまり中央
部Ａの曲率の方が外側部Ｂの曲率より大きくなる。曲率
の違いは超音波ビームのフォーカス位置に大きく影響す
るが、例えばマトリックス型超音波振動子２０の外形が
１０ｍｍ角の場合、中央部Ａの曲率をＲ５０ｍｍとする
と、外側部はＲ４９．８ｍｍ程度になり、曲率の違いに
よるフォーカスへの影響はない。同様に他方側（素子２
４の配列方向）から見た場合も曲率の違いによるフォー
カスへの影響はない。
【００１６】このように中央部Ａと外側部Ｂとの曲率の
違いや、マトリックス型超音波振動子２０全体をカバー
できる大きさを得るためには曲率をＲ５０ｍｍ程度にす
ることが好ましい。
違いや、マトリックス型超音波振動子２０全体をカバー
できる大きさを得るためには曲率をＲ５０ｍｍ程度にす
ることが好ましい。
【００１７】以上のように構成される音響レンズ１８を
有するマトリックス型超音波振動子２０は、素子２２に
関するフォーカスは中央部Ａ方向の曲面に基づいて実行
され、素子２４に関するフォーカスは中央部Ｃ方向の曲
面に基づいて実行される。従って、表面側の超音波振動
子配列に対するフォーカス調整と、前記表面側の超音波
振動子配列と直交する裏面側の超音波振動子配列に対す
るフォーカス調整を行うことができる。
有するマトリックス型超音波振動子２０は、素子２２に
関するフォーカスは中央部Ａ方向の曲面に基づいて実行
され、素子２４に関するフォーカスは中央部Ｃ方向の曲
面に基づいて実行される。従って、表面側の超音波振動
子配列に対するフォーカス調整と、前記表面側の超音波
振動子配列と直交する裏面側の超音波振動子配列に対す
るフォーカス調整を行うことができる。
【００１８】なお、超音波ビームのフォーカス位置は音
響レンズ１８の曲率によって決定されるが、超音波ビー
ムを送受波する時のディレー量を調整することによっ
て、フォーカス位置を超音波ビームの深度方向に前後さ
せることができる。
響レンズ１８の曲率によって決定されるが、超音波ビー
ムを送受波する時のディレー量を調整することによっ
て、フォーカス位置を超音波ビームの深度方向に前後さ
せることができる。
【００１９】また、音響レンズ１８の表面が凸球面なの
で、診断部位が曲面を有する場合でも超音波探触子（音
響レンズ部）を容易に診断部位に密着させることができ
るので、診断時の操作性が向上すると共に、高品質の超
音波画像を得ることができる。
で、診断部位が曲面を有する場合でも超音波探触子（音
響レンズ部）を容易に診断部位に密着させることができ
るので、診断時の操作性が向上すると共に、高品質の超
音波画像を得ることができる。
【００２０】本実施例においては、圧電セラミックを表
裏面から互いに直交する２種類の溝を形成したマトリッ
クス型超音波振動子を例に取って説明したが、他のタイ
プのマトリックス型超音波振動子、例えば複数の角柱状
の素子を碁盤状に配列しスイッチングによって直交２方
向の超音波ビームを形成するマトリックス型超音波振動
子に本発明の凸球面型の音響レンズを用いても同様の効
果を得ることができる。
裏面から互いに直交する２種類の溝を形成したマトリッ
クス型超音波振動子を例に取って説明したが、他のタイ
プのマトリックス型超音波振動子、例えば複数の角柱状
の素子を碁盤状に配列しスイッチングによって直交２方
向の超音波ビームを形成するマトリックス型超音波振動
子に本発明の凸球面型の音響レンズを用いても同様の効
果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の超音波探触子によれば、音響レ
ンズの形状が超音波振動子の表裏面の配列方向に対しそ
れぞれに曲率を有する凸球面を呈しているので、マトリ
ックス型超音波振動子における表面側の超音波振動子配
列に対するフォーカス調整と、前記表面側の超音波振動
子配列と直交する裏面側の超音波振動子配列に対するフ
ォーカス調整を行うことが可能になり、高解像度の２種
類の超音波画像を得ることができる。
ンズの形状が超音波振動子の表裏面の配列方向に対しそ
れぞれに曲率を有する凸球面を呈しているので、マトリ
ックス型超音波振動子における表面側の超音波振動子配
列に対するフォーカス調整と、前記表面側の超音波振動
子配列と直交する裏面側の超音波振動子配列に対するフ
ォーカス調整を行うことが可能になり、高解像度の２種
類の超音波画像を得ることができる。
【００２２】また、診断部位当接部が凸球面なので、診
断部位が曲面を有する場合でも超音波探触子（音響レン
ズ部）を容易に密着させることが可能になり、診断時の
操作性が向上すると共に、高品質の超音波画像を得るこ
とができる。
断部位が曲面を有する場合でも超音波探触子（音響レン
ズ部）を容易に密着させることが可能になり、診断時の
操作性が向上すると共に、高品質の超音波画像を得るこ
とができる。
【図１】 本発明に係る凸球面型の音響レンズを用いた
マトリックス型超音波振動子を搭載した超音波探触子の
概略図である。
マトリックス型超音波振動子を搭載した超音波探触子の
概略図である。
【図２】 本発明に係る凸球面型の音響レンズとマトリ
ックス型超音波振動子を説明する斜視図である。
ックス型超音波振動子を説明する斜視図である。
【図３】 本発明に係る凸球面型の音響レンズの形状を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図４】 従来の音響レンズとマトリックス型超音波振
動子を説明する斜視図である。
動子を説明する斜視図である。
１０ 超音波探触子、１８ 音響レンズ、２０ マトリ
ックス型超音波振動子、２２，２４ 素子。
ックス型超音波振動子、２２，２４ 素子。
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波の送受波を行う超音波振動子であ
って、該超音波振動子の配列方向が表面側と裏面側とで
直交するマトリックス型超音波振動子と、 前記マトリックス型超音波振動子の一面側に配置され超
音波のフォーカス調整を行う音響レンズと、 を含む超音波探触子において、 前記音響レンズは超音波振動子の表裏面の配列方向に対
しそれぞれに曲率を有する凸球面形状を呈することを特
徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7085665A JPH08289386A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7085665A JPH08289386A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08289386A true JPH08289386A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13865126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7085665A Pending JPH08289386A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08289386A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007068911A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
| JP2007075130A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
| US10123774B2 (en) | 2014-01-07 | 2018-11-13 | Samsung Medison Co., Ltd. | Ultrasonic probe |
-
1995
- 1995-04-11 JP JP7085665A patent/JPH08289386A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007068911A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
| JP2007075130A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
| US10123774B2 (en) | 2014-01-07 | 2018-11-13 | Samsung Medison Co., Ltd. | Ultrasonic probe |
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