JPH0993698A - Ultrasonic wave probe - Google Patents

Ultrasonic wave probe

Info

Publication number
JPH0993698A
JPH0993698A JP7246380A JP24638095A JPH0993698A JP H0993698 A JPH0993698 A JP H0993698A JP 7246380 A JP7246380 A JP 7246380A JP 24638095 A JP24638095 A JP 24638095A JP H0993698 A JPH0993698 A JP H0993698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
piezoelectric element
ultrasonic probe
bessel function
sealing body
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.)
Withdrawn
Application number
JP7246380A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiko Mizunuma
明子 水沼
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical 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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP7246380A priority Critical patent/JPH0993698A/en
Publication of JPH0993698A publication Critical patent/JPH0993698A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the azimuth resolution and the penetration degree of an ultrasonic wave image from a near distance to a remote distance by emitting a non-diffracting beam (sound field not diffused) with an amplitude distribution of a Bessel function form without large scale and complicated structure. SOLUTION: A piezoelectric element 11 of the ultrasonic wave probe has a piezoelectric section 31 whose lower face is a flat face to form a flat plane which is polarized in the saturation in the broadwise direction. On the other hand, An upper face of the piezoelectric element section 31 is formed to be a 0-th Bessel function form to form a Bessel function surface 32. The Bessel function surface 32 is a form of revolutional body revolved around a center axis 33. A dielectric material 34 having a dielectric constant nearly equal to that of the piezoelectric element section 31 is packed in the recessed part of the Bessel function surface 32. The piezoelectric element 11 forming integrally the piezoelectric element section 31 and the dielectric material 34 has a uniform thickness equal to the thickest part of the piezoelectric element section 31.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は超音波探触子、更に
詳しくは被検体内部の情報を取得するための超音波の照
射部分に特徴のある超音波探触子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly to an ultrasonic probe characterized by an ultrasonic wave irradiation portion for acquiring information inside a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一般的に使用されている超音波探
触子は、例えば特開平4−336798号公報に示され
るように、一定の分極強度の均一の厚さの圧電素子を使
用している。圧電素子の両面にはそれぞれ銀ペーストの
焼き付け等で形成された電極が付加されている。両面の
電極には同軸ケーブルの芯線及びシールド線が各々電気
的に接続されている。同軸ケーブルの反対側には超音波
観測装置が接続されている。圧電素子の音響放射面側に
は音響整合層や音響レンズが付加されている。また、音
響放射面の反対側には、超音波を吸収、散乱させる背面
制動層が付加されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a generally used ultrasonic probe uses a piezoelectric element having a constant polarization intensity and a uniform thickness, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-336798. ing. Electrodes formed by baking silver paste or the like are added to both surfaces of the piezoelectric element. The core wire and the shield wire of the coaxial cable are electrically connected to the electrodes on both surfaces. An ultrasonic observation device is connected to the opposite side of the coaxial cable. An acoustic matching layer and an acoustic lens are added to the acoustic radiation surface side of the piezoelectric element. Further, a backside damping layer that absorbs and scatters ultrasonic waves is added to the side opposite to the acoustic radiation surface.

【0003】このような超音波探触子においては、超音
波観測装置から同軸ケーブルを介して圧電素子に駆動パ
ルスが印加される。圧電素子から超音波パルスが放射さ
れる。圧電素子の背面側に放射された超音波は背面制動
層で吸収される。一方圧電素子の音響放射面側に放射さ
れた超音波は音響整合層、音響レンズを介して被検体内
に放射される。
In such an ultrasonic probe, a drive pulse is applied from an ultrasonic observation device to a piezoelectric element via a coaxial cable. Ultrasonic pulses are emitted from the piezoelectric element. The ultrasonic waves emitted to the back side of the piezoelectric element are absorbed by the back damping layer. On the other hand, the ultrasonic waves emitted to the acoustic emission surface side of the piezoelectric element are emitted into the subject through the acoustic matching layer and the acoustic lens.

【0004】被検体中の、音響インピーダンスの不連続
部で、超音波の一部が反射される。この反射された超音
波、すなわち超音波エコーを音響レンズ、音響整合層を
介して圧電素子が受信し、電気信号に変換する。その電
気信号が同軸ケーブルを介して超音波観測装置に伝送さ
れる。超音波観測装置内で信号処理を行い、被検体の内
部情報を可視化する。
A part of the ultrasonic wave is reflected at the discontinuity of acoustic impedance in the subject. The reflected ultrasonic waves, that is, ultrasonic echoes are received by the piezoelectric element via the acoustic lens and the acoustic matching layer and converted into electric signals. The electric signal is transmitted to the ultrasonic observation device via the coaxial cable. Signal processing is performed in the ultrasonic observation device to visualize internal information of the subject.

【0005】ところが、上記従来技術に示した超音波探
触子では、音響レンズによって、探触子からある特定の
距離で超音波ビームを収束させることができる。細い超
音波ビームを得られると、その部分で方位分解能を向上
させることはできる。しかし、探触子から離れるにつれ
て、超音波ビームは拡散する。その結果、ビームの太さ
に依存する方位分解能も低下してしまう。さらに、拡散
すれば超音波の強度も弱くなるため、深達度も低下す
る。
However, in the ultrasonic probe described in the above-mentioned prior art, the ultrasonic lens can converge the ultrasonic beam at a certain distance from the probe. If a thin ultrasonic beam can be obtained, the lateral resolution can be improved in that portion. However, the ultrasonic beam spreads away from the probe. As a result, the lateral resolution, which depends on the beam thickness, also deteriorates. Furthermore, if the ultrasonic waves are diffused, the intensity of the ultrasonic waves will be weakened, so that the depth of penetration will be lowered.

【0006】そこで、このような問題を解決するものと
して、米国特許USP4,961,252において、ベ
ッセル関数状の振幅分布をもつ超音波を放射する超音波
探触子が提案されている。ベッセル関数状の振幅分布を
もつ超音波を発生する方法として、いくつかの方法が考
えられる。例えば、 構成1):圧電素子の電極を同心円状に分割し、各々の
電極に異なる電圧の駆動パルスを同時に印加すること
で、同心円上の電極の各々に印加する駆動電圧によって
放射される超音波の振幅を変化させ、各々の電極に印加
する電圧を制御することで、ベッセル関数状の振幅分布
を持つ超音波パルスを放射する。
In order to solve such a problem, therefore, US Pat. No. 4,961,252 proposes an ultrasonic probe which emits ultrasonic waves having a Bessel function-like amplitude distribution. Several methods can be considered as a method of generating an ultrasonic wave having a Bessel function-like amplitude distribution. For example, configuration 1): the electrodes of the piezoelectric element are divided into concentric circles, and driving pulses of different voltages are simultaneously applied to the respective electrodes, so that ultrasonic waves emitted by the driving voltage applied to each of the concentric electrodes are emitted. By changing the amplitude of each of the electrodes and controlling the voltage applied to each electrode, an ultrasonic pulse having a Bessel function-like amplitude distribution is emitted.

【0007】構成2):圧電素子の分極強度をベッセル
関数状に分布させる。すなわち、圧電素子の電極に駆動
パルスを印加すると、圧電素子表面の各部分から分極強
度に応じた振幅の超音波が放射され、全体としてベッセ
ル関数状の振幅分布を持つ超音波パルスを放射する。
Structure 2): The polarization intensity of the piezoelectric element is distributed in a Bessel function form. That is, when a drive pulse is applied to the electrodes of the piezoelectric element, an ultrasonic wave having an amplitude corresponding to the polarization intensity is emitted from each part of the surface of the piezoelectric element, and an ultrasonic pulse having a Bessel function-like amplitude distribution is emitted as a whole.

【0008】このような米国特許USP4,961,2
52の超音波探触子においては、「Jian-Yu LU and Jam
es F. Greenleaf, "Ultrasonic nondiffracting transd
ucerfor medical imaging",IEEE Trans. Ultrason., Fe
rroelec., Freq. Contr., vol.37, no.5, pp438-447,19
90」が指摘するように、ベッセル関数状の振幅分布を持
って放射された超音波は、非回折ビームを形成する、す
なわち遠方まで拡散しない、一様な太さの超音波ビーム
を形成することが知られている。遠方でのビームが拡散
しないということは、Bモード像を形成する場合に、遠
方でも方位分解能が低下しないことを意味する。また、
超音波のエネルギーが拡散しないので、深達度も向上す
る。
Such US Pat. No. 4,961,2
In 52 ultrasonic probe, “Jian-Yu LU and Jam
es F. Greenleaf, "Ultrasonic nondiffracting transd
ucerfor medical imaging ", IEEE Trans. Ultrason., Fe
rroelec., Freq. Contr., vol.37, no.5, pp438-447,19
As pointed out by "90", ultrasonic waves radiated with a Bessel function-like amplitude distribution form a non-diffraction beam, that is, an ultrasonic beam of uniform thickness that does not spread far away. It has been known. The fact that the beam does not spread in the distance means that the lateral resolution does not deteriorate even in the distance when the B-mode image is formed. Also,
Since the ultrasonic energy does not diffuse, the depth of penetration also improves.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、米国特
許USP4,961,252の超音波探触子における上
記構成1)では、多数の駆動パルス発生器並びに同軸ケ
ーブルを接続する必要がある。したがって、探触子の大
型化、複雑化、探触子と接続する超音波観測装置の大型
化、複雑化は免れない。特に探触子を大型化すると、体
腔内の検査や細いパイプ内の検査には使用不可能とな
り、適用分野が限定されてしまうという問題がある。
However, in the configuration 1) of the ultrasonic probe of US Pat. No. 4,961,252, it is necessary to connect a large number of drive pulse generators and coaxial cables. Therefore, the size and complexity of the probe and the size and complexity of the ultrasonic observation device connected to the probe are inevitable. In particular, if the probe is enlarged, it cannot be used for inspections inside body cavities or inside thin pipes, which limits the field of application.

【0010】また、構成2)では、圧電素子の分極強度
を制御するため、素子のほとんどの部分の分極強度は飽
和に至らない。圧電素子は、その材料で得られる最大分
極強度まで分極する場合、すなわち飽和に至るまで分極
する場合には安定した分極強度を比較的容易に得ること
ができるが、構成2)のような飽和以前の分極強度を正
確に制御することは困難である。そのため、同一の分極
分布特性をもつ圧電素子を安定して製作することは難し
い。
Further, in the configuration 2), since the polarization intensity of the piezoelectric element is controlled, the polarization intensity of most parts of the element does not reach saturation. A piezoelectric element can relatively easily obtain stable polarization intensity when it is polarized up to the maximum polarization intensity obtained with the material, that is, when it is polarized up to saturation. It is difficult to accurately control the polarization intensity of the. Therefore, it is difficult to stably manufacture piezoelectric elements having the same polarization distribution characteristics.

【0011】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、大型化、複雑化することなく、ベッセル関数型
の振幅分布による非回折ビーム(拡散しない音場)が放
射でき、近距離から遠距離に至るまで超音波画像の方位
分解能と深達度を向上させることのできる超音波探触子
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can emit a non-diffractive beam (a sound field that does not diffuse) due to a Bessel function type amplitude distribution without increasing the size and complexity, and from a short distance. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe capable of improving the lateral resolution and the depth of penetration of an ultrasonic image up to a long distance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の超音波探触子
は、軸対象な圧電体層の厚み縦振動により超音波ビーム
を発生する超音波探触子において、前記圧電体層は、前
記軸からの距離の関数として変化する厚さを有し、前記
圧電体層の表面に設けられ、前記圧電体層と略同一の誘
電率を有する非圧電性の誘電体であって、前記圧電体層
とのトータル厚さを一様にする誘電体層を有して構成さ
れる。
An ultrasonic probe of the present invention is an ultrasonic probe in which an ultrasonic beam is generated by longitudinal vibration of thickness of a symmetric piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer is A non-piezoelectric dielectric having a thickness that varies as a function of distance from an axis, the non-piezoelectric dielectric being provided on the surface of the piezoelectric layer and having a dielectric constant substantially the same as the piezoelectric layer. It has a dielectric layer that makes the total thickness of the layers uniform.

【0013】本発明の超音波探触子では、前記圧電体層
が前記軸からの距離の関数として変化する厚さを有し、
前記圧電体層の表面に設けられ前記圧電体層と略同一の
誘電率を有する非圧電性の誘電体である前記誘電体層が
前記圧電体層とのトータル厚さを一様にすることで、大
型化、複雑化することなく、ベッセル関数型の振幅分布
による非回折ビーム(拡散しない音場)を放射し、近距
離から遠距離に至るまで超音波画像の方位分解能と深達
度を向上させることを可能とする。
In the ultrasonic probe of the present invention, the piezoelectric layer has a thickness that changes as a function of the distance from the axis,
By making the total thickness of the dielectric layer, which is a non-piezoelectric dielectric provided on the surface of the piezoelectric layer and having substantially the same dielectric constant as the piezoelectric layer, uniform with the piezoelectric layer. Emitting a non-diffractive beam (non-diffusing sound field) with Bessel function type amplitude distribution without increasing size and complexity, improving the lateral resolution and depth of penetration of ultrasonic images from short distance to long distance It is possible to

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1ないし図4は本発明の第1の実施の形
態に係わり、図1は超音波内視鏡の構成を示す構成図、
図2は図1の超音波探触子の構成を示す断面図、図3は
図2の圧電素子の構成を示す断面図、図3は図1の超音
波探触子の変形例の構成を示す断面図である。
1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic endoscope,
2 is a sectional view showing the configuration of the ultrasonic probe of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the piezoelectric element of FIG. 2, and FIG. 3 is a configuration of a modification of the ultrasonic probe of FIG. It is sectional drawing shown.

【0016】(構成)図1に示すように、本実施の形態
の超音波探触子を使用した超音波内視鏡1には、被検者
の体腔内に挿入する軟性の挿入部2の先端に、超音波を
透過する音響窓3が設けられ、音響窓3の内部に超音波
探触子4が内蔵されている。挿入部2の上部には副操作
部5、操作部6が設けられている。
(Structure) As shown in FIG. 1, an ultrasonic endoscope 1 using the ultrasonic probe according to the present embodiment has a flexible insertion portion 2 which is inserted into a body cavity of a subject. An acoustic window 3 that transmits ultrasonic waves is provided at the tip, and an ultrasonic probe 4 is incorporated inside the acoustic window 3. An auxiliary operation unit 5 and an operation unit 6 are provided on the upper portion of the insertion unit 2.

【0017】副操作部5の内部には、図示しないモータ
が内蔵されており、挿入部2に挿通され先端に内部の超
音波探触子4を固定した図示しない軟性シャフトに機械
的に接続されている。
A motor (not shown) is built in the sub-operation section 5, and it is mechanically connected to a soft shaft (not shown) which is inserted into the insertion section 2 and has an ultrasonic probe 4 fixed at the tip thereof. ing.

【0018】操作部6にはコード7を介してコネクタ
8、電気コネクタ9が接続されている。コネクタ8は体
腔内を光学的に観察するために必要な、光源装置(図示
せず)へ接続され、電気コネクタ9は超音波観測装置
(図示せず)へ接続される。
A connector 8 and an electric connector 9 are connected to the operation portion 6 via a cord 7. The connector 8 is connected to a light source device (not shown) necessary for optically observing the inside of the body cavity, and the electrical connector 9 is connected to an ultrasonic observation device (not shown).

【0019】超音波探触子4に接続された後述する同軸
ケーブル15は、上記の軟性シャフトの内部、コード
7、電気コネクタ9を介して超音波観測装置に接続され
る。
A coaxial cable 15, which will be described later, connected to the ultrasonic probe 4 is connected to the ultrasonic observation apparatus through the inside of the flexible shaft, the cord 7 and the electric connector 9.

【0020】超音波探触子4は、図2に示すように、圧
電素子11側を上にして絶縁体で形成された絶縁層12
に保持されている。この絶縁層12の外側は、金属性の
ハウジング13で囲まれている。超音波探触子4の上側
の電極14は、導線20によりハウジング13と電気的
に接続され、超音波観測装置に接続され超音波探触子4
を駆動制御する信号を伝送する同軸ケーブル15のシー
ルド線16もハウジング13に電気的に接続されてい
る。また、同軸ケーブル15の芯線17は、超音波探触
子4の下側の電極14に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 4 has an insulating layer 12 made of an insulating material with the piezoelectric element 11 side facing up.
Is held in. The outside of the insulating layer 12 is surrounded by a metallic housing 13. The upper electrode 14 of the ultrasonic probe 4 is electrically connected to the housing 13 by a conductive wire 20, and is connected to the ultrasonic observation device.
The shield wire 16 of the coaxial cable 15 that transmits a signal for driving and controlling is also electrically connected to the housing 13. The core wire 17 of the coaxial cable 15 is electrically connected to the lower electrode 14 of the ultrasonic probe 4.

【0021】超音波探触子4の上側には、エポキシ系樹
脂の音響整合層18が付けられており、この音響整合層
18の厚さは、圧電素子11の中心周波数の1/4であ
る。
An acoustic matching layer 18 made of epoxy resin is attached to the upper side of the ultrasonic probe 4, and the thickness of the acoustic matching layer 18 is 1/4 of the center frequency of the piezoelectric element 11. .

【0022】一方、超音波探触子4の下側の面と絶縁層
12とで形成された円筒径の空間には、エポキシにタン
ズステン粉を分散させて形成された背面制動層19が充
填されている。
On the other hand, the cylindrical space formed by the lower surface of the ultrasonic probe 4 and the insulating layer 12 is filled with a back braking layer 19 formed by dispersing tansten powder in epoxy. ing.

【0023】圧電素子11は、図3に示すように、下面
が平面であり平坦面30を形成している圧電素子部31
が厚さ方向に飽和状態にまで分極されている。一方、圧
電素子部31の上面は0次ベッセル関数の形状で、ベッ
セル関数面32を形成している。ベッセル関数面32は
中心軸33周りに回転させた回転体の形状である。ベッ
セル関数面32の凹部を埋めるように、圧電素子部31
とほぼ等しい誘電率を持つ誘電体34が充填されてい
る。圧電素子部31と誘電体34とを一体にして形成さ
れる圧電素子11は、圧電素子部31の最厚部と等しい
一様な厚さとなっている。そして、圧電素子部31と誘
電体34とを一体とした圧電素子11の両面には、それ
ぞれ銀ペーストの焼き付け等で前記電極14が形成され
ている。
As shown in FIG. 3, the piezoelectric element 11 has a piezoelectric element portion 31 having a flat lower surface and a flat surface 30.
Is polarized to the saturated state in the thickness direction. On the other hand, the upper surface of the piezoelectric element portion 31 has a shape of a 0th-order Bessel function and forms a Bessel function surface 32. The Bessel function surface 32 has the shape of a rotating body rotated about the central axis 33. The piezoelectric element portion 31 is formed so as to fill the concave portion of the Bessel function surface 32.
A dielectric 34 having a dielectric constant substantially equal to is filled. The piezoelectric element 11 formed by integrally forming the piezoelectric element portion 31 and the dielectric 34 has a uniform thickness equal to the thickest portion of the piezoelectric element portion 31. The electrodes 14 are formed on both surfaces of the piezoelectric element 11 in which the piezoelectric element portion 31 and the dielectric 34 are integrated by baking silver paste or the like.

【0024】以下に、圧電素子11の作成方法を示す。The method for producing the piezoelectric element 11 will be described below.

【0025】一様な厚さの円盤状圧電素子の両面に電極
14を付け、飽和状態にまで分極する。レーザー加工機
を用い、脱分極しないように温度に留意しながら、ベッ
セル関数面32の形状に加工する。これで、圧電素子部
31が作成できる。一方、同じ材質の円盤状圧電素子を
用意する。片面には電極14を形成しておく。分極せず
に圧電素子部31のベッセル関数面32と凸凹を反転さ
せた形状に、電極14を付加していない方の面を加工す
る。これで、誘電体34を形成できる。
Electrodes 14 are attached to both surfaces of a disk-shaped piezoelectric element having a uniform thickness, and polarized to a saturated state. The laser processing machine is used to form the Bessel function surface 32 while paying attention to the temperature so as not to depolarize. With this, the piezoelectric element portion 31 can be created. On the other hand, a disk-shaped piezoelectric element made of the same material is prepared. The electrode 14 is formed on one surface. The surface to which the electrode 14 is not added is processed into a shape in which the Bessel function surface 32 of the piezoelectric element portion 31 and the unevenness are inverted without polarization. With this, the dielectric 34 can be formed.

【0026】以上の方法で形成した、圧電素子部31と
誘電体34とを接着剤により張り合わせる。これによ
り、圧電素子11を製作できる。
The piezoelectric element portion 31 and the dielectric body 34 formed by the above method are bonded together with an adhesive. Thereby, the piezoelectric element 11 can be manufactured.

【0027】(作用)図示しない超音波観測装置の制御
により、副操作部5の内部のモータが回転し音響窓3の
内部の超音波探触子4を回転させる。同時に電気パルス
を同軸ケーブル15に印加する。電気パルスは同軸ケー
ブル15を介して超音波探触子4の圧電素子11の両面
の電極14に印加される。
(Operation) By the control of the ultrasonic observation device (not shown), the motor inside the sub-operation section 5 rotates and the ultrasonic probe 4 inside the acoustic window 3 rotates. At the same time, an electric pulse is applied to the coaxial cable 15. The electric pulse is applied to the electrodes 14 on both surfaces of the piezoelectric element 11 of the ultrasonic probe 4 via the coaxial cable 15.

【0028】圧電素子11の圧電素子部31と誘電体3
4とはほぼ等しい誘電率を持つため、圧電素子11の両
面の電極14間の電界は一様になる。誘電体34は電界
による歪みを生じないが、圧電素子部31は逆圧電効果
により電界と同様に一様な歪みを発生する。したがっ
て、圧電素子部31の表面の変位量は、各部分の厚さと
比例する。すなわち圧電素子部31表面の各部分で、そ
の部分の厚さに比例した量の変位が生じる。
The piezoelectric element portion 31 of the piezoelectric element 11 and the dielectric 3
Since it has substantially the same dielectric constant as 4, the electric field between the electrodes 14 on both surfaces of the piezoelectric element 11 becomes uniform. The dielectric 34 does not generate distortion due to the electric field, but the piezoelectric element portion 31 generates uniform distortion like the electric field due to the inverse piezoelectric effect. Therefore, the amount of displacement of the surface of the piezoelectric element portion 31 is proportional to the thickness of each portion. That is, in each portion of the surface of the piezoelectric element portion 31, a displacement proportional to the thickness of that portion occurs.

【0029】圧電素子部31の厚さをベッセル関数状に
分布させているので、変位の分布もベッセル関数状にな
る。変位に要する時間は一定であるので、結局圧電素子
部31の変形速度がベッセル関数状となる。したがっ
て、放射される超音波の振幅もベッセル関数状の振幅分
布を示す。
Since the thickness of the piezoelectric element portion 31 is distributed in a Bessel function shape, the displacement distribution is also in a Bessel function shape. Since the time required for displacement is constant, the deformation speed of the piezoelectric element portion 31 eventually becomes a Bessel function. Therefore, the amplitude of the emitted ultrasonic wave also shows a Bessel function-like amplitude distribution.

【0030】以上のようにして、圧電素子11からベッ
セル関数状の振幅分布の超音波パルスが放射される。
As described above, the piezoelectric element 11 radiates an ultrasonic pulse having a Bessel function-like amplitude distribution.

【0031】圧電素子11の背面側に放射された超音波
は、背面制動層19で吸収される。一方、圧電素子11
の音響放射面側に放射された超音波は、音響整合層1
8、音響窓3を介して被検体内に放射される。
The ultrasonic waves emitted to the back side of the piezoelectric element 11 are absorbed by the back braking layer 19. On the other hand, the piezoelectric element 11
Of the ultrasonic waves radiated to the acoustic radiation surface side of the acoustic matching layer 1
8. The sound is radiated into the subject through the acoustic window 3.

【0032】被検体中では音響インピーダンスの不連続
部で、超音波の一部が反射される。この反射された超音
波、すなわち超音波エコーを音響窓3、音響整合層18
を介して圧電素子11が受信し、電気信号に変換する。
その電気信号が同軸ケーブル15を介して超音波観測装
置に伝送される。超音波観測装置内で信号処理を行い、
被検体の内部情報を可視化する。
In the subject, a part of ultrasonic waves is reflected by the discontinuity of acoustic impedance. The reflected ultrasonic waves, that is, ultrasonic echoes are transmitted to the acoustic window 3 and the acoustic matching layer 18.
The piezoelectric element 11 receives the signal via and converts it into an electric signal.
The electric signal is transmitted to the ultrasonic observation device via the coaxial cable 15. Performs signal processing in the ultrasonic observation device,
Visualize the internal information of the subject.

【0033】(効果)このように本実施の形態の超音波
探触子4では、圧電素子11からベッセル関数状の振幅
分布の超音波パルスが放射される。この超音波パルスは
非回折ビームとなり、圧電素子11からはなれても殆ど
拡散しない。したがって、超音波探触子4の近傍から遠
方にかけて、ほとんど同じ幅の超音波ビームが放射され
る。その結果、遠方でも方位分解能の低下や深達度の低
下が無くなる。すなわち、近距離から遠距離まで高い方
位分解能と深達度が得られる。しかも、超音波探触子4
や超音波診断装置を大型化、複雑化することが無い。
(Effect) As described above, in the ultrasonic probe 4 of the present embodiment, the piezoelectric element 11 radiates an ultrasonic pulse having a Bessel function-like amplitude distribution. This ultrasonic pulse becomes a non-diffracted beam, and hardly diffuses even if it is separated from the piezoelectric element 11. Therefore, ultrasonic beams of almost the same width are emitted from the vicinity of the ultrasonic probe 4 to the distance. As a result, there is no reduction in azimuth resolution or depth of penetration even at a distance. That is, high azimuth resolution and depth of penetration can be obtained from a short distance to a long distance. Moreover, the ultrasonic probe 4
The ultrasonic diagnostic apparatus does not become large or complicated.

【0034】なお、誘電体34として、圧電素子部31
に使用したのとは異なる材料を使用しても良い。つま
り、誘電率が圧電素子部31と同等でさえあれば、圧電
素子部31に用いたものよりも安価な素材や、加工の容
易な素材を選択しても良い。こうすることで、安価に構
成することができる。
As the dielectric 34, the piezoelectric element portion 31 is used.
You may use the material different from what was used for. That is, as long as the dielectric constant is the same as that of the piezoelectric element portion 31, a cheaper material than that used for the piezoelectric element portion 31 or a material that can be easily processed may be selected. By doing so, the configuration can be made inexpensively.

【0035】また、背面制動層19として、エポキシの
代わりにシリコン、ラテックスゴム等の材料を選択して
も良い。また、タングステン粉の代わりにジルコニア、
アルミナ、その他金属や金属酸化物の粉体や線維を使用
しても良い。このように制動効果の高い材料を使用する
ほど、放射する超音波の波形を短くすることができ、距
離分解能を高くできる。
Further, as the backside braking layer 19, a material such as silicon or latex rubber may be selected instead of epoxy. Also, instead of tungsten powder, zirconia,
Alumina and other powders or fibers of metal or metal oxide may be used. By using a material having a high braking effect in this way, the waveform of the emitted ultrasonic wave can be shortened and the distance resolution can be increased.

【0036】さらに、超音波探触子4を回転させるモー
タを、操作部6に近くに置く代わりに超音波探触子4の
近傍に小型のパルスモータを配置し使用して超音波振動
子4を回転させるように構成してもよい。この時、パル
スモータのステップ角/超音波振動子との間に介在させ
る減速機の減速比Nを、360゜/超音波探触子4が1
回転する間に放射する超音波パルス数と一致させる。
Further, instead of placing the motor for rotating the ultrasonic probe 4 close to the operating portion 6, a small pulse motor is arranged near the ultrasonic probe 4 and used. May be configured to rotate. At this time, the step ratio of the pulse motor / the speed reduction ratio N of the speed reducer to be interposed between the ultrasonic vibrator and 360 ° / the ultrasonic probe 4 is 1
Match the number of ultrasonic pulses emitted during rotation.

【0037】こうすることで、パルスモータに1パルス
入力する毎に超音波パルスが放射されるため、超音波パ
ルスを放射する間の角度が一定になる。したがって、エ
ンコーダ等で回転角度を検出しなくても、一定の角度間
隔で超音波パルスを放射してラジアル走査でき、ゆがみ
の無い超音波画像が得られる。また、軟性シャフトの回
転むらによる、画像のゆれや歪も回避できる。
By doing so, an ultrasonic pulse is radiated each time one pulse is input to the pulse motor, so the angle during which the ultrasonic pulse is radiated becomes constant. Therefore, even if the rotation angle is not detected by an encoder or the like, ultrasonic pulses can be radiated at regular angular intervals to perform radial scanning, and an ultrasonic image without distortion can be obtained. Further, it is possible to avoid image shake and distortion due to uneven rotation of the flexible shaft.

【0038】また、図4に示すように、超音波探触子4
の外表面を透湿性の低い材料でできたコート膜41で覆
って構成しても良い。材料としては、テフロン膜やゴム
等を使用する。
Further, as shown in FIG. 4, the ultrasonic probe 4
The outer surface may be covered with a coat film 41 made of a material having low moisture permeability. As the material, a Teflon film or rubber is used.

【0039】コート膜41により、音響整合層18とハ
ウジング3との間から超音波探触子4の周囲を満たして
超音波を伝搬させる音響媒体や水分が侵入し、音響整合
層18と圧電素子11の界面が剥離することを防止する
ことができ、超音波探触子4の耐久性を向上させること
ができる。
The coating film 41 penetrates the acoustic matching layer 18 and the housing 3 from the acoustic medium or water that fills the periphery of the ultrasonic probe 4 and propagates ultrasonic waves, and the acoustic matching layer 18 and the piezoelectric element. The interface 11 can be prevented from peeling off, and the durability of the ultrasonic probe 4 can be improved.

【0040】図5及び図6は本発明の第2の実施の形態
に係わり、図5は圧電素子の形状を示す斜視図、図6は
図5の圧電素子により構成されるリニアアレイ素子の形
状を示す斜視図である。
5 and 6 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view showing the shape of the piezoelectric element, and FIG. 6 is the shape of the linear array element constituted by the piezoelectric element of FIG. FIG.

【0041】第2の実施の形態は、第1の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
Since the second embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, the same components will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0042】(構成)第2の実施の形態の超音波探触子
では、第1の実施の形態の圧電素子11の代わりに、図
5に示すように、0次のベッセル関数形の柱体形状の圧
電素子51を使用し、図6に示すように、圧電素子51
を多数並べて形成したリニアアレイ素子52を用いる。
その他の構成は第1の実施の形態と同じである。
(Structure) In the ultrasonic probe of the second embodiment, instead of the piezoelectric element 11 of the first embodiment, as shown in FIG. 5, a zero-order Bessel function type columnar body is used. As shown in FIG. 6, the piezoelectric element 51 having a shape is used.
A linear array element 52 formed by arranging a large number of the elements is used.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0043】(作用)走査方向の超音波ビームの太さ
は、各素子を駆動するタイミングの時間差によって、電
子的に制御する。走査方向と直交する、厚さ方向の超音
波ビームの太さは、第2の実施の形態の超音波探触子に
より、長距離にわたって拡散しない、非回折音場として
得られる。その他の作用は第1の実施の形態と同じであ
る。
(Function) The thickness of the ultrasonic beam in the scanning direction is electronically controlled by the time difference between the timings at which the respective elements are driven. The thickness of the ultrasonic beam in the thickness direction, which is orthogonal to the scanning direction, is obtained by the ultrasonic probe of the second embodiment as a non-diffracted sound field that does not spread over a long distance. Other operations are the same as those of the first embodiment.

【0044】(効果)従来、厚さ方向は音響レンズを用
いて超音波ビームを収束させていた。しかし、その方法
では音響レンズの焦点距離以遠では急速に超音波ビーム
が拡散してしまい、方位分解能の低下を招く。
(Effect) Conventionally, the ultrasonic beam is converged by using an acoustic lens in the thickness direction. However, in that method, the ultrasonic beam is diffused rapidly beyond the focal length of the acoustic lens, resulting in deterioration of lateral resolution.

【0045】ところが、第2の実施の形態の超音波探触
子によると、厚さ方向の超音波ビームの太さを一定に保
ち、遠方でも方位分解能の低下を低減できる。
However, according to the ultrasonic probe of the second embodiment, it is possible to keep the thickness of the ultrasonic beam in the thickness direction constant and reduce the deterioration of the lateral resolution even at a distance.

【0046】図7は本発明の第3の実施の形態に係る圧
電素子の構成を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of the piezoelectric element according to the third embodiment of the present invention.

【0047】第3の実施の形態は、第1の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
Since the third embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, the same components will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0048】(構成及び作用)第3の実施の形態の超音
波探触子の圧電素子11では、図7に示すように、圧電
素子部31の上面のベッセル関数面32が0次のベッセ
ル関数の絶対値の形状に形成されている。ベッセル関数
の値が正の部分は上向きの矢印で、ベッセル関数の値が
負の部分は下向きの矢印で示す方向に分極されている。
(Structure and Operation) In the piezoelectric element 11 of the ultrasonic probe of the third embodiment, as shown in FIG. 7, the Bessel function surface 32 on the upper surface of the piezoelectric element section 31 has a zero-order Bessel function. It is formed in the shape of the absolute value of. The positive portion of the Bessel function value is polarized by the upward arrow, and the negative portion of the Bessel function value is polarized by the downward arrow.

【0049】この圧電素子11の製作手順を以下に示
す。
The procedure for manufacturing the piezoelectric element 11 will be described below.

【0050】一様な厚さの円盤状圧電素子2枚の両面に
電極14を付け、飽和状態にまで分極する。レーザー加
工機を用い、脱分極しないように温度に留意しながら、
ベッセル関数面の形状に加工する。この時、1枚はベッ
セル関数の正の部分の形状のみを作成する。他の1枚は
分極方向を逆にして、ベッセル関数の負の部分の形状の
みを作成する。加工された2枚の円盤状圧電素子により
圧電素子部31が形成される。
Electrodes 14 are attached to both surfaces of two disk-shaped piezoelectric elements having a uniform thickness and polarized to a saturated state. Using a laser processing machine, paying attention to the temperature so as not to depolarize,
Process into the shape of the Bessel function surface. At this time, for one sheet, only the shape of the positive portion of the Bessel function is created. The other one has the polarization direction reversed and only the shape of the negative part of the Bessel function is created. The piezoelectric element portion 31 is formed by the processed two disk-shaped piezoelectric elements.

【0051】一方、同じ材質の円盤状圧電素子を用意す
る。片面には電極14を形成しておく。分極せずに圧電
素子部31のベッセル関数の絶対値と凸凹を反転させた
形状に、電極14を付加していない方の面を加工する。
これで、誘電体34が形成できる。
On the other hand, a disk-shaped piezoelectric element made of the same material is prepared. The electrode 14 is formed on one surface. The surface without the electrode 14 is processed into a shape in which the absolute value of the Bessel function and the unevenness of the piezoelectric element portion 31 are inverted without polarization.
With this, the dielectric 34 can be formed.

【0052】以上の方法で形成した、加工された2枚の
円盤状圧電素子、すなわち圧電素子部31と誘電体34
とを接着剤により張り合わせる。これにより、圧電素子
11を製作できる。
Two processed disk-shaped piezoelectric elements formed by the above method, that is, the piezoelectric element portion 31 and the dielectric 34.
And are glued together. Thereby, the piezoelectric element 11 can be manufactured.

【0053】その他の構成は第1の実施の形態と同じで
ある。
The other structure is the same as that of the first embodiment.

【0054】(作用)分極方向が逆の部分では、相互に
逆の位相の超音波が放射される。その他の作用は第1の
実施の形態と同じである。
(Operation) In a portion where the polarization directions are opposite, ultrasonic waves having mutually opposite phases are radiated. Other operations are the same as those of the first embodiment.

【0055】(効果)このように第3の実施の形態で
は、ベッセル関数の音圧分布を正確に得ることができ
る。すなわち、精度良くベッセル関数状の音圧分布を得
ることができるため、より長距離にわたって、拡散しな
い非開設超音波ビームを得られる。したがって、より広
範囲に渡り高い方位分解能を得ることができる。
(Effect) As described above, in the third embodiment, the sound pressure distribution of the Bessel function can be accurately obtained. That is, since a Bessel function-like sound pressure distribution can be obtained with high accuracy, a non-open ultrasonic beam that does not spread over a longer distance can be obtained. Therefore, a high lateral resolution can be obtained over a wider range.

【0056】[付記] (付記項1−1) 軸対象な圧電体層の厚み縦振動によ
り超音波ビームを発生する超音波探触子において、前記
圧電体層は、前記軸からの距離の関数として変化する厚
さを有し、前記圧電体層の表面に設けられ、前記圧電体
層と略同一の誘電率を有する非圧電性の誘電体であっ
て、前記圧電体層とのトータル厚さを一様にする誘電体
層を有することを特徴とする超音波探触子。
[Appendix] (Appendix 1-1) In an ultrasonic probe that generates an ultrasonic beam by thickness longitudinal vibration of an axially symmetric piezoelectric layer, the piezoelectric layer is a function of the distance from the axis. A non-piezoelectric dielectric having a thickness that varies as the piezoelectric layer is provided on the surface of the piezoelectric layer and has substantially the same dielectric constant as the piezoelectric layer, and the total thickness of the piezoelectric layer. An ultrasonic probe characterized by having a dielectric layer for uniforming the temperature.

【0057】(付記項1−2) 前記圧電体層の厚さを
t、前記軸からの距離をx、a,bを非負の実数、J0
を0次のベッセル関数とするとき、前記圧電体層の厚さ
tを、t=J0(bx)+aとすることを特徴とする付
記項1−1に記載の超音波探触子。
(Appendix 1-2) The thickness of the piezoelectric layer is t, the distance from the axis is x, a and b are non-negative real numbers, and J0
Is a zero-order Bessel function, the thickness t of the piezoelectric layer is t = J0 (bx) + a.

【0058】(付記項1−3) 前記aは、前記J0
(bx)の最小値の絶対値よりも大きいことを特徴とす
る付記項1−2に記載の超音波探触子。
(Appendix 1-3) The above a is the J0
The ultrasonic probe according to appendix 1-2, wherein the ultrasonic probe is larger than the absolute value of the minimum value of (bx).

【0059】(付記項1−4) 前記圧電体層の一方の
面は平面であることを特徴とする付記項1−1、1−2
または1−3のいずれか1つに記載の超音波探触子。
(Additional remarks 1-4) Additional remarks 1-1 and 1-2, wherein one surface of the piezoelectric layer is a flat surface.
Alternatively, the ultrasonic probe according to any one of 1-3.

【0060】(付記項1−5) 前記圧電体層の平面を
音響放射面としたことを特徴とする付記項1−4に記載
の超音波探触子。
(Additional Item 1-5) The ultrasonic probe according to Additional Item 1-4, wherein the plane of the piezoelectric layer is an acoustic radiation surface.

【0061】ところで、従来の超音波内視鏡の超音波探
触子4では、図13に示すように、超音波振動子101
は、ホルダ102、ジョイント103を介してシャフト
104と連結している。一方、図示しない圧電素子に電
気的に接続された図示しない同軸ケーブルは、ホルダ1
02、ジョイント103、シャフト104内を挿通して
いる。シャフト104は2重の密着コイルで形成されて
おり、屈曲可能となっている。また、シャフト104の
図示しない他端はモータに接続されている。
By the way, in the ultrasonic probe 4 of the conventional ultrasonic endoscope, as shown in FIG.
Is connected to the shaft 104 via the holder 102 and the joint 103. On the other hand, the coaxial cable (not shown) electrically connected to the piezoelectric element (not shown) is the holder 1
02, joint 103, and shaft 104 are inserted. The shaft 104 is formed of a double contact coil and is bendable. The other end (not shown) of the shaft 104 is connected to the motor.

【0062】超音波振動子101の周囲は、超音波を伝
搬する音響媒体を封入した封止体105で覆われてい
る。また、封止体105と超音波内視鏡の挿入部の本体
106との接続部は接着材及びパッキン107で水密及
び気密に接合されている。
The periphery of the ultrasonic transducer 101 is covered with a sealing body 105 enclosing an acoustic medium that propagates ultrasonic waves. In addition, a connecting portion between the sealing body 105 and the main body 106 of the insertion portion of the ultrasonic endoscope is watertightly and airtightly joined by an adhesive material and a packing 107.

【0063】なお、封止体105は薄い硬質ポリエチレ
ンで形成されており、超音波が透過する音響窓を兼ねて
いる。また、封止体105の先端は、栓108のネジ部
及び栓108の根元に挿入されたOリング109によっ
て閉鎖されている。
The sealing body 105 is made of thin hard polyethylene and also serves as an acoustic window through which ultrasonic waves pass. Further, the tip of the sealing body 105 is closed by a screw portion of the stopper 108 and an O-ring 109 inserted at the base of the stopper 108.

【0064】また、シャフト104を覆うシャフトチュ
ーブ110内にも音響媒体を充満している。封止体10
5の内部とシャフトチューブ110の内部とは、Oリン
グ111で隔離されている。
The shaft tube 110 covering the shaft 104 is also filled with the acoustic medium. Sealing body 10
The inside of 5 and the inside of the shaft tube 110 are separated by an O-ring 111.

【0065】このような従来の超音波内視鏡は、図示し
ない超音波観測装置に接続して使用される。そして、電
気パルスが超音波振動子101内の圧電素子に印加さ
れ、超音波パルスが発生する。超音波パルスは音響媒体
及び封止体を透過し、被検体内に放射される。被検体内
の音響インピーダンスの不連続な部分で反射した超音波
は、再び封止体と音響媒体を透過して超音波振動子10
1内の圧電素子で受信され、電気信号に変換されて超音
波観測装置に送られる。
Such a conventional ultrasonic endoscope is used by being connected to an ultrasonic observation device (not shown). Then, the electric pulse is applied to the piezoelectric element in the ultrasonic transducer 101, and the ultrasonic pulse is generated. The ultrasonic pulse passes through the acoustic medium and the sealing body and is emitted into the subject. The ultrasonic waves reflected by the discontinuous portion of the acoustic impedance in the subject again pass through the sealing body and the acoustic medium again, and the ultrasonic transducer 10
It is received by the piezoelectric element in 1, converted into an electric signal and sent to the ultrasonic observation apparatus.

【0066】超音波観測装置の制御により図示しないモ
ータがシャフト104を回転させる。シャフト104の
回転によって超音波振動子101も回転する。回転しな
がら超音波パルスの送受信をすることにより走査を行
い、超音波画像を生成する。
A motor (not shown) rotates the shaft 104 under the control of the ultrasonic observation apparatus. The ultrasonic transducer 101 also rotates due to the rotation of the shaft 104. Scanning is performed by transmitting and receiving ultrasonic pulses while rotating to generate an ultrasonic image.

【0067】封止体105内の音響媒体は内部に気泡を
含まないように細心の注意を払って充填される。しか
し、超音波内視鏡の使用に伴い、様々なルートからの気
泡が封止体内に混入する。気泡の混入ルート例として
は、栓108のネジ部やホルダ102等に付着していた
微小気泡が遊離、集合して大きな気泡となることや、密
着コイルで形成されたシャフト104の素線間の隙間に
残存していた気泡の一部がOリング111の封止部を越
えて封止体105内に移動することが考えられる。
The acoustic medium in the encapsulant 105 is filled with great care so as not to contain bubbles inside. However, with the use of the ultrasonic endoscope, air bubbles from various routes are mixed in the sealed body. As an example of a bubble mixing route, minute bubbles adhering to the screw part of the stopper 108, the holder 102, and the like are released and aggregate to form a large bubble, and between the strands of the shaft 104 formed by a close contact coil. It is conceivable that some of the bubbles remaining in the gap may move over the sealing portion of the O-ring 111 and into the sealing body 105.

【0068】ところで、超音波は音響インピーダンスの
変化する部分で反射するという特性がある。被検体に比
較的近い音響インピーダンスをもつ音響媒体および封止
体105の内部に、音響インピーダンスが非常に低い気
泡が存在すると、その界面で超音波がほとんど反射され
てしまう。すなわち、気泡の存在する部分では被検体内
まで超音波パルスを放射させることが出来なくなってし
まう。それによって、気泡が小さい場合では超音波画像
の画質低下や偽の情報であるアーティファクトの発生
が、気泡が大きい場合では、被検体内の超音波画像の生
成が出来ないという現象が発生する。
By the way, ultrasonic waves have a characteristic of being reflected at a portion where the acoustic impedance changes. If air bubbles having extremely low acoustic impedance exist inside the acoustic medium and the sealing body 105 that have an acoustic impedance relatively close to the subject, most of the ultrasonic waves are reflected at the interface. That is, it becomes impossible to radiate the ultrasonic pulse into the subject in the portion where the bubbles are present. As a result, when the bubbles are small, the image quality of the ultrasonic image deteriorates and artifacts that are false information are generated. When the bubbles are large, the ultrasonic image cannot be generated inside the subject.

【0069】このような場合、栓108を空けて注射針
を用いて気泡の除去と音響媒体の再充填を行うが、手間
がかかる上、薄い樹脂でできた封止体の音響窓に注射針
で穴をあけてしまう可能性もあった。
In such a case, the stopper 108 is emptied and the air bubbles are removed and the acoustic medium is refilled by using the injection needle. However, it takes time and labor, and the injection needle is inserted in the acoustic window of the sealing body made of thin resin. There was also the possibility of making a hole in.

【0070】そこで、封止体内への気泡の発生を阻止な
いしは抑制し、気泡除去の手間を省きながら、超音波画
像の画質低下やアーティファクトの発生のない、鮮明な
超音波画像を得ることのできる超音波探触子について説
明する。
Therefore, it is possible to prevent or suppress the generation of air bubbles in the sealed body, and to obtain a clear ultrasonic image without deterioration of the image quality of the ultrasonic image and generation of artifacts while eliminating the trouble of removing the air bubbles. The ultrasonic probe will be described.

【0071】図8及び図9は封止体内への気泡の発生を
阻止ないしは抑制した第1の実施の形態に係わり、図8
は超音波探触子の構成を示す構成図、図9は図8の超音
波探触子の変形例の構成を示す構成図である。
FIGS. 8 and 9 relate to the first embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.
Is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic probe, and FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a modified example of the ultrasonic probe of FIG.

【0072】(構成)本実施の形態の超音波探触子4で
は、図8に示すように、超音波振動子61は、ホルダ6
2、ジョイント63を介してシャフト64と連結してい
る。一方、図示しない圧電素子に電気的に接続された図
示しない同軸ケーブルは、ホルダ62、ジョイント6
3、シャフト64内を挿通している。シャフト64は2
重の密着コイルで形成されており、屈曲可能となってい
る。また、シャフト64の図示しない他端はモータに接
続されている。
(Structure) In the ultrasonic probe 4 of the present embodiment, as shown in FIG.
2. It is connected to the shaft 64 via the joint 63. On the other hand, the coaxial cable (not shown) electrically connected to the piezoelectric element (not shown) includes the holder 62 and the joint 6.
3, the shaft 64 is inserted. Shaft 64 is 2
It is made of a heavy contact coil and can be bent. The other end (not shown) of the shaft 64 is connected to the motor.

【0073】超音波振動子61の周囲は、超音波を伝搬
する音響媒体を封入した封止体65で覆われている。ま
た、封止体65と超音波内視鏡の挿入部の本体66との
接続部は接着材及びパッキン67で水密及び気密に接合
されている。
The periphery of the ultrasonic transducer 61 is covered with a sealing body 65 enclosing an acoustic medium that propagates ultrasonic waves. Further, the connecting portion between the sealing body 65 and the main body 66 of the insertion portion of the ultrasonic endoscope is watertightly and airtightly joined by an adhesive and packing 67.

【0074】なお、封止体65は薄い硬質ポリエチレン
で形成されており、超音波が透過する音響窓を兼ねてい
る。また、封止体65の先端は、栓68のネジ部及び栓
68の根元に挿入されたOリング69によって閉鎖され
ている。
The sealing body 65 is made of thin hard polyethylene and also serves as an acoustic window for transmitting ultrasonic waves. Further, the tip of the sealing body 65 is closed by a threaded portion of the stopper 68 and an O-ring 69 inserted at the base of the stopper 68.

【0075】また、シャフト64を覆うシャフトチュー
ブ70内にも音響媒体を充満している。封止体65の内
部とシャフトチューブ70の内部とは、Oリング71で
隔離されている。
The acoustic medium is also filled in the shaft tube 70 that covers the shaft 64. An O-ring 71 separates the inside of the sealing body 65 from the inside of the shaft tube 70.

【0076】ホルダ62に固定された仕切り72によっ
て加圧室73が封止体65の内部に形成されている。加
圧室73内にはカプセル74が封入されている。加圧室
73と封止体65内部の空間とは仕切り72と封止体6
5との隙間で連通しているが、その隙間はカプセル74
が通過できない程度の寸法となっている。
A pressure chamber 73 is formed inside the sealing body 65 by a partition 72 fixed to the holder 62. A capsule 74 is enclosed in the pressurizing chamber 73. The pressure chamber 73 and the space inside the sealing body 65 are separated from each other by the partition 72 and the sealing body 6.
5 is in communication with the gap, but the gap is capsule 74
Is so small that it cannot pass through.

【0077】カプセル74は、中空の硬質ポリエチレン
樹脂球である。超音波探触子の組み立て時にはカプセル
74を摂氏零度程度にまで冷却しておき、速やかに封入
作業を行う。
The capsule 74 is a hollow hard polyethylene resin sphere. At the time of assembling the ultrasonic probe, the capsule 74 is cooled down to about zero degrees Celsius, and the encapsulation work is quickly performed.

【0078】(作用)超音波内視鏡は、図示しない超音
波観測装置に接続して使用される。電気パルスが超音波
振動子61内の圧電素子に印加され、超音波パルスが発
生する。超音波パルスは音響媒体及び封止体を透過し、
被検体内に放射される。被検体内の音響インピーダンス
の不連続な部分で反射した超音波は、再び封止体と音響
媒体を透過して超音波振動子61内の圧電素子で受信さ
れ、電気信号に変換されて超音波観測装置に送られる。
(Operation) The ultrasonic endoscope is used by being connected to an ultrasonic observation device (not shown). The electric pulse is applied to the piezoelectric element in the ultrasonic transducer 61, and the ultrasonic pulse is generated. The ultrasonic pulse penetrates the acoustic medium and the encapsulant,
Emitted into the subject. The ultrasonic wave reflected by the discontinuous portion of the acoustic impedance in the subject is transmitted through the sealing body and the acoustic medium again, is received by the piezoelectric element in the ultrasonic transducer 61, is converted into an electric signal, and is ultrasonic wave. It is sent to the observation device.

【0079】超音波観測装置の制御により図示しないモ
ータがシャフト64を回転させる。シャフト64の回転
によって超音波振動子61も回転する。回転しながら超
音波パルスの送受信をすることにより走査を行い、超音
波画像を生成する。
A motor (not shown) rotates the shaft 64 under the control of the ultrasonic observation apparatus. The ultrasonic transducer 61 also rotates due to the rotation of the shaft 64. Scanning is performed by transmitting and receiving ultrasonic pulses while rotating to generate an ultrasonic image.

【0080】摂氏零度程度の温度にまで冷却した状態で
はカプセル74は収縮している。したがって、常温では
カプセル74の体積は封入時よりも大きくなっている。
しかし、加圧室73とそれに連通している封止体65内
部の空間の体積は限定されているため、その空間に充填
された音響媒体は加圧された状態となっている。
The capsule 74 contracts in a state where it is cooled to a temperature of about zero degrees Celsius. Therefore, at room temperature, the volume of the capsule 74 is larger than that at the time of encapsulation.
However, since the volume of the pressurizing chamber 73 and the space inside the sealing body 65 that communicates with the pressurizing chamber 73 is limited, the acoustic medium filled in the space is in a pressurized state.

【0081】その結果、シャフトチューブ70内からの
気泡の混入等が起きにくく、封止体65内への気泡発生
そのものを低減することができる。さらに、発生してし
まった気泡にも圧力が加わるため、気泡の体積を抑制で
きる。
As a result, it is difficult for air bubbles to be mixed from the inside of the shaft tube 70, and the generation of bubbles in the sealing body 65 can be reduced. Furthermore, since pressure is applied to the generated bubbles, the volume of the bubbles can be suppressed.

【0082】(効果)封止体65内への気泡の発生を阻
止ないしは抑制でき、それによって気泡除去の手間を省
きながら、超音波画像の画質低下やアーティファクトの
発生のない、鮮明な超音波画像を得ることができる。
(Effect) It is possible to prevent or suppress the generation of air bubbles in the sealing body 65, thereby saving time and effort of removing air bubbles, and clear ultrasonic image without deterioration of image quality of ultrasonic image and generation of artifacts. Can be obtained.

【0083】なお、カプセル74を、硬質ポリエチレン
以外のほかの樹脂材料、例えばテフロン、シリコン、塩
化ビニル等で形成してもよい。
The capsule 74 may be made of a resin material other than hard polyethylene, such as Teflon, silicon, or vinyl chloride.

【0084】このように構成することで、入手性の良い
材料を使用することで、コストの低減を図ることができ
る。また、特にテフロンのように耐薬性の高い材料を使
用した場合には、音響媒体によってカプセル74が損傷
を受けることを防止でき、超音波探触子の寿命を延ばす
ことができる。
With this structure, the cost can be reduced by using a material that is easily available. Moreover, when a material having high chemical resistance such as Teflon is used, the capsule 74 can be prevented from being damaged by the acoustic medium, and the life of the ultrasonic probe can be extended.

【0085】また、カプセル74および音響媒体の封入
時に、カプセル74のみでなく音響媒体も冷却して封入
作業を行うようにしてもよい。
When the capsule 74 and the acoustic medium are sealed, not only the capsule 74 but also the acoustic medium may be cooled to carry out the sealing work.

【0086】こうすることで、カプセル74の温度が封
入作業中に常温に戻ることを防止できる。したがって、
封入作業後のカプセル14の熱膨張による加圧効果を増
大させることができる。
By doing so, it is possible to prevent the temperature of the capsule 74 from returning to the normal temperature during the sealing operation. Therefore,
The pressurizing effect due to the thermal expansion of the capsule 14 after the encapsulation work can be increased.

【0087】さらに、カプセル74として、金属球を使
用してもよい。金属球の素材自体が温度変化により、膨
張、収縮を起こす。金属球は、中空の樹脂球に比べ安価
に、容易に入手することができる。
Further, a metal sphere may be used as the capsule 74. The material of the metal sphere itself expands and contracts due to temperature changes. Metal spheres are cheaper and easier to obtain than hollow resin spheres.

【0088】また、カプセル74の内部に、亜鉛粒と希
塩酸を封入して構成してもよい。亜鉛が希塩酸に溶解し
水素が発生する。これによりカプセル74が膨張し、封
止体65内部を加圧する。これより封止体65内部をよ
り強力に加圧し気泡の発生を抑制することができる。
The capsule 74 may be filled with zinc particles and dilute hydrochloric acid. Zinc dissolves in dilute hydrochloric acid to generate hydrogen. As a result, the capsule 74 expands and pressurizes the inside of the sealing body 65. As a result, it is possible to more strongly pressurize the inside of the sealing body 65 and suppress the generation of bubbles.

【0089】さらに、カプセル74の内部に封入するも
のとしては、上記の亜鉛と希塩酸の他に、水素よりもイ
オン化傾向の大きい金属と酸性の液体の組み合わせ、そ
の他気体を発生する任意の物質の組み合わせを選択でき
る。
Further, what is enclosed in the capsule 74 is, in addition to the above zinc and dilute hydrochloric acid, a combination of a metal having a higher ionization tendency than hydrogen and an acidic liquid, and a combination of any other substance generating a gas. Can be selected.

【0090】また、図9に示すように、仕切り72を超
音波内視鏡の本体66に形成して構成しても本実施の形
態と同様な効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 9, if the partition 72 is formed on the main body 66 of the ultrasonic endoscope, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.

【0091】さらに、図8において、超音波振動子61
内の圧電素子を、図示しない同軸ケーブルを介してパワ
ーアンプに接続してもよい。なお、超音波振動子61内
の圧電素子は球殻形状であり、図示しない4分の1波長
の厚さの音響整合層が付加されている。
Further, in FIG. 8, the ultrasonic transducer 61
The piezoelectric element therein may be connected to the power amplifier via a coaxial cable (not shown). The piezoelectric element in the ultrasonic transducer 61 has a spherical shell shape, and an acoustic matching layer (not shown) having a thickness of ¼ wavelength is added.

【0092】このように構成することで、パワーアンプ
より、圧電素子にバースト波が印加される。圧電素子か
らバースト波の超音波が放射され、圧電素子の球殻の幾
何学的焦点よりも幾分圧電素子側の位置に収束する。十
分に高い音圧を印加して高い音圧の超音波を発生、収束
させることで、超音波の収束位置に存在する結石を砕い
たり、生体組織を焼勺したりすることができる。
With this structure, the burst wave is applied from the power amplifier to the piezoelectric element. A burst wave of ultrasonic waves is emitted from the piezoelectric element and converges at a position somewhat closer to the piezoelectric element than the geometrical focus of the spherical shell of the piezoelectric element. By applying a sufficiently high sound pressure and generating and converging an ultrasonic wave with a high sound pressure, it is possible to crush the calculi existing at the converging position of the ultrasonic wave or burn the living tissue.

【0093】つまり、封止体65内部に気泡が存在して
いると、超音波の収束位置がずれたり、収束が甘くなっ
たりする。ところが本実施の形態と同様の作用により、
封止体65内の気泡の発生を防止、あるいは抑制でき
る。したがって、目的部位に正確に超音波を収束させ、
結石の破壊や生体組織の焼勺を行うことができる。
That is, if air bubbles are present inside the sealing body 65, the convergence position of ultrasonic waves may be displaced or convergence may be weakened. However, by the same operation as this embodiment,
The generation of bubbles in the sealing body 65 can be prevented or suppressed. Therefore, the ultrasonic waves are accurately focused on the target site,
It is possible to destroy stones and burn living tissue.

【0094】図10は封止体内への気泡の発生を阻止な
いしは抑制した第2の実施の形態に係る超音波探触子の
構成を示す構成図である。
FIG. 10 is a structural diagram showing the structure of the ultrasonic probe according to the second embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.

【0095】封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑
制した第2の実施の形態は、封止体内への気泡の発生を
阻止ないしは抑制した第1の実施の形態とほとんど同じ
であるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ
符号をつけ説明は省略する。
The second embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is blocked or suppressed is almost the same as the first embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is blocked or suppressed. Only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference symbols and description thereof will be omitted.

【0096】(構成)本実施の形態では、図10に示す
ように、封止体65は封止体止め具75に気密、水密に
接着固定されている。封止体止め具75の内面と、超音
波内視鏡挿入部の本体66とはネジにより係合してい
る。また前記ネジ部よりも超音波内視鏡の根元側でもO
リング76を介して水密、気密にはめ合い固定されてい
る。その他の構成は封止体内への気泡の発生を阻止ない
しは抑制した第1の実施の形態と同じである。
(Structure) In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the sealing body 65 is airtightly and watertightly bonded and fixed to the sealing body stopper 75. The inner surface of the sealing body stopper 75 and the main body 66 of the ultrasonic endoscope insertion portion are engaged with each other by screws. In addition, even if the ultrasonic endoscope is closer to the base side than the screw part,
It is fitted and fixed in a watertight and airtight manner via a ring 76. Other configurations are the same as those of the first embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.

【0097】(作用)封止体65内に気泡が発生してい
る場合には、封止体止め具75を回転させる。すると、
封止体止め具75と本体66との間のネジ部が締まる。
その結果、封止体止め具75と封止体5とが右方へ移動
し、封止体65内部の空間の体積が縮小する。封止体6
5内部の空間は、栓68、封止体止め具75と封止体6
5との接合部、Oリング76により水密、気密に保たれ
ているため、体積縮小により圧力が増大する。その結
果、加圧室内73内のカプセル74の体積のほか、封止
体65内に発生した気泡の体積も縮小する。その他の作
用は封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑制した第
1の実施の形態と同じである。
(Operation) When air bubbles are generated in the sealing body 65, the sealing body stopper 75 is rotated. Then
The threaded portion between the closure 75 and the body 66 is tightened.
As a result, the sealing body stopper 75 and the sealing body 5 move to the right, and the volume of the space inside the sealing body 65 is reduced. Sealing body 6
The space inside 5 includes a stopper 68, a stopper 75 for the sealing body, and a sealing body 6
Since it is kept watertight and airtight by the O-ring 76, the pressure increases due to volume reduction. As a result, not only the volume of the capsule 74 in the pressurizing chamber 73 but also the volume of bubbles generated in the sealing body 65 is reduced. Other functions are the same as those of the first embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.

【0098】(効果)封止体内への気泡の発生を阻止な
いしは抑制した第1の実施の形態の構成を使用しても、
なおかつ封止体65内に発生してしまった気泡を、ユー
ザが使用時に比較的容易に縮小させ、超音波画像の劣化
等を防止する手段を提供する。これにより、定期点検や
メンテナンス回数低減によるコスト低減を図ることがで
きる。
(Effect) Even when the structure of the first embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed is used,
Further, a means is provided for allowing the user to relatively easily reduce the air bubbles generated in the sealing body 65 during use to prevent deterioration of the ultrasonic image and the like. As a result, it is possible to reduce costs by reducing the number of regular inspections and maintenance.

【0099】図11は封止体内への気泡の発生を阻止な
いしは抑制した第3の実施の形態に係る超音波探触子の
構成を示す構成図である。
FIG. 11 is a constitutional view showing the constitution of the ultrasonic probe according to the third embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.

【0100】封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑
制した第3の実施の形態は、封止体内への気泡の発生を
阻止ないしは抑制した第2の実施の形態とほとんど同じ
であるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ
符号をつけ説明は省略する。
Since the third embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed is almost the same as the second embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed, Only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference symbols and description thereof will be omitted.

【0101】(構成)図11に示すように、封止体65
と封止体止め具75とを一体化すると共に、本体66の
先端部には円周上にくぼみ77が数列形成する。封止体
65の端部は肉厚になっており、突起78が形成されて
いる。また、突起78よりも内部にはOリング79が固
定されている。そして、くぼみ77と突起78とは嵌合
されている。その他の構成は封止体内への気泡の発生を
阻止ないしは抑制した第2の実施の形態と同じである。
(Structure) As shown in FIG.
The sealing body stopper 75 is integrated with the main body 66, and several rows of recesses 77 are formed on the circumference of the body 66. The end of the sealing body 65 is thick, and a protrusion 78 is formed. An O-ring 79 is fixed inside the protrusion 78. The recess 77 and the protrusion 78 are fitted together. Other configurations are the same as those of the second embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.

【0102】(作用)封止体65内に気泡が発生してい
る場合には、封止体65を右に押し込む。すると、封止
体65端部の突起78と本体66のくぼみ77との嵌合
位置がくぼみ77の1本分右に移動する。従って封止体
65内部の空間の体積が縮小する。封止体65内部の空
間は、栓68、Oリング79により水密、気密に保たれ
ているため、体積縮小により圧力が増大する。その結
果、加圧室内73内のカプセル74の体積のほか、封止
体65内に発生した気泡の体積も縮小する。
(Operation) When air bubbles are generated in the sealing body 65, the sealing body 65 is pushed to the right. Then, the fitting position between the protrusion 78 at the end of the sealing body 65 and the recess 77 of the main body 66 moves to the right by one recess 77. Therefore, the volume of the space inside the sealing body 65 is reduced. Since the space inside the sealing body 65 is kept watertight and airtight by the plug 68 and the O-ring 79, the pressure increases due to the volume reduction. As a result, not only the volume of the capsule 74 in the pressurizing chamber 73 but also the volume of bubbles generated in the sealing body 65 is reduced.

【0103】(効果)封止体65と封止体止め具75と
を一体化することで部品点数を削減し、コストを低減で
きる。
(Effect) By integrating the sealing body 65 and the sealing body stopper 75, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.

【0104】図12は封止体内への気泡の発生を阻止な
いしは抑制した第4の実施の形態に係る超音波探触子の
構成を示す構成図である。
FIG. 12 is a structural diagram showing the structure of an ultrasonic probe according to the fourth embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.

【0105】封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑
制した第4の実施の形態は、封止体内への気泡の発生を
阻止ないしは抑制した第1の実施の形態とほとんど同じ
であるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ
符号をつけ説明は省略する。
Since the fourth embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed is almost the same as the first embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed, Only different points will be described, and the same components will be denoted by the same reference symbols and description thereof will be omitted.

【0106】(構成)図12に示すように、本体66中
に、矩形で筒状の空間であるシリンダ80が設けられて
いる。シリンダ80内には小型のモータ81が固定され
ている。モータ81にはDCモータを使用する。モータ
81には図示しない電源ケーブルが接続されている。モ
ータ81の駆動軸には図示しないネジをほぼ全長にわた
って形成した軸82が接続されている。軸82にはピス
トン83が螺合している。ピストン83の外形は、シリ
ンダ80の断面形状に一致している。また、シリンダ8
0の端部には網状のメッシュ84が固定されている。そ
の他の構成は封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑
制した第1の実施の形態と同じである。
(Structure) As shown in FIG. 12, a cylinder 80, which is a rectangular and cylindrical space, is provided in the main body 66. A small motor 81 is fixed in the cylinder 80. A DC motor is used as the motor 81. A power cable (not shown) is connected to the motor 81. The drive shaft of the motor 81 is connected to a shaft 82 having screws (not shown) formed over substantially the entire length. A piston 83 is screwed onto the shaft 82. The outer shape of the piston 83 matches the cross-sectional shape of the cylinder 80. In addition, cylinder 8
A mesh mesh 84 is fixed to the end portion of 0. Other configurations are the same as those of the first embodiment in which the generation of bubbles in the sealed body is prevented or suppressed.

【0107】(作用)封止体65内に気泡が発生してい
る場合には、モータ81に電源を供給し、軸82を回転
させる。ピストン83は矩形のシリンダ80と同形状で
あるため、軸82と共に回転することは無い。したがっ
て、軸82の回転に伴って、軸82のネジ溝に沿って左
方向に前進する。その結果、封止体65内部の空間の体
積が縮小する。封止体65内部の空間は、水密、気密に
保たれているため、体積縮小により圧力が増大する。そ
の結果、加圧室内73内のカプセル74の体積のほか、
封止体65内に発生した気泡の体積も縮小する。
(Operation) When air bubbles are generated in the sealing body 65, power is supplied to the motor 81 to rotate the shaft 82. Since the piston 83 has the same shape as the rectangular cylinder 80, it does not rotate together with the shaft 82. Therefore, as the shaft 82 rotates, it moves leftward along the thread groove of the shaft 82. As a result, the volume of the space inside the sealing body 65 is reduced. Since the space inside the sealing body 65 is kept watertight and airtight, the pressure increases due to the volume reduction. As a result, in addition to the volume of the capsule 74 in the pressurizing chamber 73,
The volume of bubbles generated in the sealing body 65 is also reduced.

【0108】(効果)腕力を必要とせずに、封止体の内
部体積を縮小し、封止体内部の気泡を小さくすることが
できる。また、診断中に被検者より超音波内視鏡を抜去
せずに気泡の縮小を図ることができる。
(Effect) It is possible to reduce the internal volume of the sealing body and to reduce the bubbles inside the sealing body without requiring the arm strength. In addition, the bubbles can be reduced without removing the ultrasonic endoscope from the subject during the diagnosis.

【0109】なお、モータ81にはDCモータに限ら
ず、ステッピングモータを使用することもできる。ステ
ッピングモータを使用することでピストン83の移動量
を制御しやすくすることができる。
The motor 81 is not limited to the DC motor, and a stepping motor can be used. By using the stepping motor, the movement amount of the piston 83 can be easily controlled.

【0110】また、モータ81にはDCモータに限ら
ず、超音波モータを使用することもできる。また、リニ
アアクチュエータを使用することもできる。ステッピン
グモータと同様にピストン83の移動量を制御しやすく
することができる。
The motor 81 is not limited to the DC motor, but an ultrasonic motor can be used. A linear actuator can also be used. As with the stepping motor, the movement amount of the piston 83 can be easily controlled.

【0111】[付記] (付記項2−1) 圧電素子に電気信号を印加して超音
波を発信する超音波振動子と、前記超音波探触子を密閉
し、少なくとも一部に超音波が透過する音響窓をもつ封
止体と、前記封止体内に封入された音響媒体とを有する
超音波探触子において、前記封止体に連通した加圧室を
設け、前記加圧室内に、前記加圧室と前記封止体との間
の連通路を通過不可能な寸法のカプセルを配置した後に
体積を増大させることを特徴とする超音波探触子。
[Additional remarks] (Additional remark 2-1) An ultrasonic transducer for applying an electric signal to a piezoelectric element to emit an ultrasonic wave and the ultrasonic probe are sealed, and at least a part of the ultrasonic wave is In an ultrasonic probe having a sealing body having a transparent acoustic window and an acoustic medium sealed in the sealing body, a pressure chamber communicating with the sealing body is provided, and the pressure chamber is provided. An ultrasonic probe, wherein a volume is increased after disposing a capsule having a size that cannot pass through a communication path between the pressurizing chamber and the sealing body.

【0112】(付記項2−2) 前記カプセルは、中空
のプラスチックボールであることを特徴とする付記項2
−1に記載の超音波探触子。
(Additional Item 2-2) The additional item 2 characterized in that the capsule is a hollow plastic ball.
The ultrasonic probe described in -1.

【0113】(付記項2−3) 前記カプセルは、中空
の金属球であることを特徴とする付記項2−1に記載の
超音波探触子。
(Additional Item 2-3) The ultrasonic probe according to Additional Item 2-1 is characterized in that the capsule is a hollow metal sphere.

【0114】(付記項2−4) 前記カプセルを冷却し
た状態で、前記音響媒体内に封止することを特徴とする
付記項2−1、2−2または2−3のいずれか1つに記
載の超音波探触子。
(Additional Item 2-4) In any one of the additional items 2-1, 2-2 or 2-3, the capsule is sealed in the acoustic medium in a cooled state. The ultrasonic probe described.

【0115】付記項2−1ないし2−4の超音波探触子
では、超音波探触子の先端部を生体である被検体に当て
る。超音波探触子内部の超音波振動子を回転させながら
超音波を放射させ、超音波画像を取得する。カプセルを
冷却し、体積を縮小した状態で加圧室内に封入している
ため、常温ではカプセルが熱膨張を起こし加圧室に圧力
が加わっている。したがって、シャフトチューブ内から
の気泡の混入等が起きにくく、封止体内への気泡発生そ
のものを低減することができる。さらに、発生してしま
った気泡にも圧力が加わるため、気泡の体積を抑制でき
る。
In the ultrasonic probe of the additional items 2-1 to 2-4, the tip of the ultrasonic probe is applied to a living body to be examined. An ultrasonic image is acquired by emitting ultrasonic waves while rotating an ultrasonic transducer inside the ultrasonic probe. Since the capsule is cooled and enclosed in the pressurizing chamber in a reduced volume state, the capsule thermally expands at room temperature to apply pressure to the pressurizing chamber. Therefore, mixing of bubbles from the shaft tube is less likely to occur, and the generation of bubbles in the sealed body can be reduced. Furthermore, since pressure is applied to the generated bubbles, the volume of the bubbles can be suppressed.

【0116】(付記項2−5) 前記カプセルは、化学
反応によって気体を発生させる複数の材料を内蔵してい
ることを特徴とする付記項2−1、2−2または2−3
のいずれか1つに記載の超音波探触子。
(Additional Item 2-5) The additional item 2-1, 2-2 or 2-3, wherein the capsule contains a plurality of materials which generate a gas by a chemical reaction.
The ultrasonic probe according to any one of 1.

【0117】付記項2−5の超音波探触子では、カプセ
ルを加圧室内に封入した後に、内部で気泡を発生させ、
体積を膨張させる。それによって加圧室に圧力が加わ
る。したがって、シャフトチューブ内からの気泡の混入
等が起きにくく、封止体内への気泡発生そのものを低減
することができる。さらに、発生してしまった気泡にも
圧力が加わるため、気泡の体積を抑制できる。
In the ultrasonic probe of Supplementary Note 2-5, after encapsulating the capsule in the pressure chamber, bubbles are generated inside,
Expand the volume. Thereby, pressure is applied to the pressurizing chamber. Therefore, mixing of bubbles from the shaft tube is less likely to occur, and the generation of bubbles in the sealed body can be reduced. Furthermore, since pressure is applied to the generated bubbles, the volume of the bubbles can be suppressed.

【0118】(付記項2−6) 前記封止体内を加圧す
る加圧手段を備えたことを特徴とする付記項2−1、2
−2、2−3、2−4または2−5のいずれか1つに記
載の超音波探触子。
(Additional remarks 2-6) Additional remarks 2-1 and 2 are provided with a pressurizing means for pressurizing the inside of the sealed body.
The ultrasonic probe according to any one of -2, 2-3, 2-4, and 2-5.

【0119】(付記項2−7) 前記加圧手段は、前記
封止体を本体に固定する位置を変更することにより前記
封止体の体積を縮小し、前記封止体および前記加圧室を
加圧することを特徴とする付記項2−6に記載の超音波
探触子。
(Supplementary Note 2-7) The pressurizing means reduces the volume of the sealant by changing the position at which the sealant is fixed to the main body, and the sealant and the pressurizing chamber 7. The ultrasonic probe according to item 2-6, wherein the ultrasonic probe is pressurized.

【0120】(付記項2−8) 前記加圧手段は、前記
封止体に連通したシリンダと、前記シリンダに適合した
ピストンと、前記シリンダ内で前記ピストンを動作させ
るアクチュエータとを備え、前記ピストンの動作によっ
て前記封止体及び前記加圧室を加圧することを特徴とす
る付記項2−6に記載の超音波探触子。
(Additional Item 2-8) The pressurizing means includes a cylinder communicating with the sealing body, a piston adapted to the cylinder, and an actuator for operating the piston in the cylinder. 7. The ultrasonic probe according to appendix 2-6, wherein the sealing body and the pressure chamber are pressurized by the operation of.

【0121】付記項2−6ないし2−8の超音波探触子
では、加圧室内に機械的に圧力を加えるため、封止体内
部の気泡にも圧力が加わり体積が縮小する。
In the ultrasonic probe of Supplementary Notes 2-6 to 2-8, since pressure is mechanically applied to the pressurizing chamber, pressure is also applied to the bubbles inside the sealing body, and the volume is reduced.

【0122】[0122]

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波探触
子によれば、圧電体層が軸からの距離の関数として変化
する厚さを有し、圧電体層の表面に設けられ圧電体層と
略同一の誘電率を有する非圧電性の誘電体である誘電体
層が圧電体層とのトータル厚さを一様にしているので、
大型化、複雑化することなく、ベッセル関数型の振幅分
布による非回折ビーム(拡散しない音場)を放射し、近
距離から遠距離に至るまで超音波画像の方位分解能と深
達度を向上させることができるという効果がある。
As described above, according to the ultrasonic probe of the present invention, the piezoelectric layer has a thickness that changes as a function of the distance from the axis and is provided on the surface of the piezoelectric layer. Since the dielectric layer, which is a non-piezoelectric dielectric having substantially the same dielectric constant as the body layer, makes the total thickness with the piezoelectric layer uniform,
Emitting a non-diffractive beam (non-diffusing sound field) with Bessel function type amplitude distribution without increasing the size and complexity, improving the lateral resolution and depth of penetration of ultrasonic images from short distance to long distance The effect is that you can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る超音波内視鏡
の構成を示す構成図
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic endoscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の超音波探触子の構成を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the ultrasonic probe shown in FIG.

【図3】図2の圧電素子の構成を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the piezoelectric element shown in FIG.

【図4】図1の超音波探触子の変形例の構成を示す断面
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a modified example of the ultrasonic probe of FIG.

【図5】本発明の第2の実施の形態に係る圧電素子の形
状を示す斜視図
FIG. 5 is a perspective view showing the shape of a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の圧電素子により構成されるリニアアレイ
素子の形状を示す斜視図
6 is a perspective view showing the shape of a linear array element composed of the piezoelectric element of FIG.

【図7】本発明の第3の実施の形態に係る圧電素子の構
成を示す断面図
FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of a piezoelectric element according to a third embodiment of the present invention.

【図8】封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑制し
た第1の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す構
成図
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of the ultrasonic probe according to the first embodiment in which generation of bubbles in a sealed body is prevented or suppressed.

【図9】図8の超音波探触子の変形例の構成を示す構成
9 is a configuration diagram showing a configuration of a modified example of the ultrasonic probe of FIG.

【図10】封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑制
した第2の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す
構成図
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic probe according to a second embodiment in which generation of bubbles in a sealed body is prevented or suppressed.

【図11】封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑制
した第3の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す
構成図
FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic probe according to a third embodiment in which generation of bubbles in a sealed body is prevented or suppressed.

【図12】封止体内への気泡の発生を阻止ないしは抑制
した第4の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す
構成図
FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic probe according to a fourth embodiment in which generation of bubbles in a sealed body is prevented or suppressed.

【図13】従来の超音波探触子の構成を示す構成図FIG. 13 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超音波内視鏡 2…挿入部 3…音響窓 4…超音波探触子 5…副操作部 6…操作部 7…コード 8…コネクタ 9…電気コネクタ 11…圧電素子 12…絶縁層 13…ハウジング 14…電極 15…同軸ケーブル 16…シールド線 17…芯線 18…音響整合層 19…背面制動層 30…平坦面 31…圧電素子部 32…ベッセル関数面 33…中心軸 34…誘電体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic endoscope 2 ... Insertion part 3 ... Acoustic window 4 ... Ultrasonic probe 5 ... Sub-operation part 6 ... Operation part 7 ... Cord 8 ... Connector 9 ... Electrical connector 11 ... Piezoelectric element 12 ... Insulating layer 13 ... Housing 14 ... Electrode 15 ... Coaxial cable 16 ... Shield wire 17 ... Core wire 18 ... Acoustic matching layer 19 ... Back damping layer 30 ... Flat surface 31 ... Piezoelectric element part 32 ... Bessel function surface 33 ... Central axis 34 ... Dielectric material

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸対象な圧電体層の厚み縦振動により超
音波ビームを発生する超音波探触子において、 前記圧電体層は、前記軸からの距離の関数として変化す
る厚さを有し、 前記圧電体層の表面に設けられ、前記圧電体層と略同一
の誘電率を有する非圧電性の誘電体であって、前記圧電
体層とのトータル厚さを一様にする誘電体層を有するこ
とを特徴とする超音波探触子。
1. An ultrasonic probe that generates an ultrasonic beam by axially vibrating the thickness of a symmetric piezoelectric layer, wherein the piezoelectric layer has a thickness that varies as a function of distance from the axis. A dielectric layer provided on the surface of the piezoelectric layer, the dielectric layer having a dielectric constant substantially the same as that of the piezoelectric layer and having a uniform total thickness with the piezoelectric layer. An ultrasonic probe having:
JP7246380A 1995-09-25 1995-09-25 Ultrasonic wave probe Withdrawn JPH0993698A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7246380A JPH0993698A (en) 1995-09-25 1995-09-25 Ultrasonic wave probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7246380A JPH0993698A (en) 1995-09-25 1995-09-25 Ultrasonic wave probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0993698A true JPH0993698A (en) 1997-04-04

Family

ID=17147687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7246380A Withdrawn JPH0993698A (en) 1995-09-25 1995-09-25 Ultrasonic wave probe

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0993698A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002186619A (en) * 2000-12-21 2002-07-02 Aloka Co Ltd Packing for ultrasonic probe and its manufacturing method
WO2007117010A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-18 Japan Material Co., Ltd. Probe for generating ultrasonic wave
JP2013509122A (en) * 2009-10-29 2013-03-07 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Ultrasonic transducer for use in fluid media
JP5623084B2 (en) * 2007-11-29 2014-11-12 株式会社日立メディコ Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same
WO2021132074A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 京セラ株式会社 Ultrasound device and ultrasonic diagnostic apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002186619A (en) * 2000-12-21 2002-07-02 Aloka Co Ltd Packing for ultrasonic probe and its manufacturing method
JP4616467B2 (en) * 2000-12-21 2011-01-19 アロカ株式会社 Ultrasonic probe backing and manufacturing method thereof
WO2007117010A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-18 Japan Material Co., Ltd. Probe for generating ultrasonic wave
JP5623084B2 (en) * 2007-11-29 2014-11-12 株式会社日立メディコ Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same
JP2013509122A (en) * 2009-10-29 2013-03-07 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Ultrasonic transducer for use in fluid media
US8988971B2 (en) 2009-10-29 2015-03-24 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic transducer for use in a fluid medium
WO2021132074A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 京セラ株式会社 Ultrasound device and ultrasonic diagnostic apparatus
JPWO2021132074A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8827907B2 (en) High frequency, high frame-rate ultrasound imaging system
JP6363097B2 (en) Focused rotation IVUS transducer using single crystal composite material
JP2009061112A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic imaging apparatus
JPH0533625B2 (en)
JPH08280098A (en) Piezoelectric element for ultrasonic probe
US6396198B1 (en) Wave transmission-reception element for use in ultrasound probe, method for manufacturing the wave transmission-reception element and ultrasound probe incorporating the transmission-reception element
JPH0993698A (en) Ultrasonic wave probe
EP1698281B1 (en) Ultrasonic probe
JPH04215748A (en) Impact wave generator and medical ultra- sonic applicator
JP7137632B2 (en) Ultrasonic emitting instruments and ultrasonic devices
CN109622345A (en) Ultrasonic transducer
KR102088849B1 (en) Ultrasound Probe and Manufacturing Method thereof
CN209502195U (en) Ultrasonic transducer
JPH0161062B2 (en)
JP2001178719A (en) Ultrasonic vibrator
Sheljaskov et al. A phased array antenna for simultaneous HIFU therapy and sonography
JPH08289889A (en) Ultrasonic diagnostic device
Chen et al. A 360° fully functional endoscopic ultrasound radial array
JPH0965477A (en) Ultrasonic transducer
JP7190028B2 (en) Ultrasonic emitting instruments and ultrasonic devices
JPH0910214A (en) Ultrasonic catheter
JPH0734803B2 (en) Ultrasonic probe
JPH0630933A (en) Ultrasonic probe
JP2783989B2 (en) Ultrasonic probe
JP2024019809A (en) Ultrasonic probe

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20021203