JPH10285694A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPH10285694A JPH10285694A JP8540797A JP8540797A JPH10285694A JP H10285694 A JPH10285694 A JP H10285694A JP 8540797 A JP8540797 A JP 8540797A JP 8540797 A JP8540797 A JP 8540797A JP H10285694 A JPH10285694 A JP H10285694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin plate
- piezoelectric body
- acoustic impedance
- lead thin
- piezoelectric
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波振動子において、リード薄板と圧電体
との音響インピーダンス不整合を解消して周波数特性の
劣化を改善する。 【解決手段】 圧電体１０と整合層１８との間にはグラ
ンドリード薄板２４が介在配置される。このグランドリ
ード薄板２４は圧電体１０の音響インピーダンスと同等
の音響インピーダンスをもった物質で構成される。した
がって、周波数特性の劣化を改善できる。リード薄板は
圧電体１０とバッキング層１６との間に設けてもよく、
あるいは複数の圧電体の間に設けてもよい。
との音響インピーダンス不整合を解消して周波数特性の
劣化を改善する。 【解決手段】 圧電体１０と整合層１８との間にはグラ
ンドリード薄板２４が介在配置される。このグランドリ
ード薄板２４は圧電体１０の音響インピーダンスと同等
の音響インピーダンスをもった物質で構成される。した
がって、周波数特性の劣化を改善できる。リード薄板は
圧電体１０とバッキング層１６との間に設けてもよく、
あるいは複数の圧電体の間に設けてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波探触子、特に
各部材間における音響インピーダンス整合に関する。
各部材間における音響インピーダンス整合に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波探触子において、ＰＺＴなどの圧
電体の上面及び下面に形成された電極面から電極（リー
ド）を引き出す手法として、リード薄板を用いたものが
ある。すなわち、圧電体と整合層との間や、圧電体とバ
ッキング層との間に、銅などで構成されたリード薄板を
挟み込むものである。リード薄板は圧電体よりも大きな
形状を有し、圧電体を含む積層体から引き出されたリー
ド薄板の端部を利用して送波信号が印加され、受波信号
が出力される。複数の圧電体を積層させたタイプの超音
波振動子においても、各圧電体の間にリード薄板が介在
される場合もある。なお、特開平７−１２３４９７号公
報には関連する技術が開示されている。
電体の上面及び下面に形成された電極面から電極（リー
ド）を引き出す手法として、リード薄板を用いたものが
ある。すなわち、圧電体と整合層との間や、圧電体とバ
ッキング層との間に、銅などで構成されたリード薄板を
挟み込むものである。リード薄板は圧電体よりも大きな
形状を有し、圧電体を含む積層体から引き出されたリー
ド薄板の端部を利用して送波信号が印加され、受波信号
が出力される。複数の圧電体を積層させたタイプの超音
波振動子においても、各圧電体の間にリード薄板が介在
される場合もある。なお、特開平７−１２３４９７号公
報には関連する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電体がセ
ラミックスである場合の音響インピーダンスは例えば２
５〜３５（ＭＲａｙｌｓ）であるが、一方、従来におい
て銅などで構成されるリード薄板の音響インピーダンス
は例えば６０（ＭＲａｙｌｓ）である。このため、圧電
体とその近傍のリード薄板とではそれらの音響インピー
ダンスが著しく異なり、超音波振動子の周波数特性が悪
化するという問題がある。この問題は特に高周波型の超
音波振動子で顕著である。超音波画像の画質を少しでも
向上させて、疾病診断精度を向上させるためには、超音
波探触子における周波数特性の劣化や音響パワーのロス
をできる限り排除することが望まれる。
ラミックスである場合の音響インピーダンスは例えば２
５〜３５（ＭＲａｙｌｓ）であるが、一方、従来におい
て銅などで構成されるリード薄板の音響インピーダンス
は例えば６０（ＭＲａｙｌｓ）である。このため、圧電
体とその近傍のリード薄板とではそれらの音響インピー
ダンスが著しく異なり、超音波振動子の周波数特性が悪
化するという問題がある。この問題は特に高周波型の超
音波振動子で顕著である。超音波画像の画質を少しでも
向上させて、疾病診断精度を向上させるためには、超音
波探触子における周波数特性の劣化や音響パワーのロス
をできる限り排除することが望まれる。
【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、リード薄板と圧電体との音響
インピーダンス不整合を解消して、周波数特性の劣化を
改善することにある。
ものであり、その目的は、リード薄板と圧電体との音響
インピーダンス不整合を解消して、周波数特性の劣化を
改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、圧電体と整合層との間にリード薄板が介
在された超音波探触子において、前記リード薄板は、前
記圧電体の音響インピーダンスと同等の音響インピーダ
ンスを有する材料によって構成されたことを特徴とす
る。
に、本発明は、圧電体と整合層との間にリード薄板が介
在された超音波探触子において、前記リード薄板は、前
記圧電体の音響インピーダンスと同等の音響インピーダ
ンスを有する材料によって構成されたことを特徴とす
る。
【０００６】また、本発明は、圧電体とバッキング層と
の間にリード薄板が介在された超音波探触子において、
前記リード薄板は、前記圧電体の音響インピーダンスと
同等の音響インピーダンスを有する材料によって構成さ
れたことを特徴とする。
の間にリード薄板が介在された超音波探触子において、
前記リード薄板は、前記圧電体の音響インピーダンスと
同等の音響インピーダンスを有する材料によって構成さ
れたことを特徴とする。
【０００７】また、本発明は、複数の圧電体が積層さ
れ、圧電体間にリード薄板が介在された超音波探触子に
おいて、前記リード薄板は、前記圧電体の音響インピー
ダンスと同等の音響インピーダンスを有する材料によっ
て構成されたことを特徴とする。
れ、圧電体間にリード薄板が介在された超音波探触子に
おいて、前記リード薄板は、前記圧電体の音響インピー
ダンスと同等の音響インピーダンスを有する材料によっ
て構成されたことを特徴とする。
【０００８】上記の構成によれば、圧電体の一方側又は
両側に介在配置されるリード薄板の音響インピーダンス
が圧電体の音響インピーダンスと同等に設定されるた
め、音響インピーダンス不整合に起因する問題を改善で
き、特に、周波数特性を向上できる。よって、超音波画
像の画質向上を図ることができるという利点がある。
両側に介在配置されるリード薄板の音響インピーダンス
が圧電体の音響インピーダンスと同等に設定されるた
め、音響インピーダンス不整合に起因する問題を改善で
き、特に、周波数特性を向上できる。よって、超音波画
像の画質向上を図ることができるという利点がある。
【０００９】ここで、圧電体とリード薄板の音響インピ
ーダンスは必ずしも完全に一致させる必要はないが、音
響的に見て実質的に等価といえる範囲内で、両者の音響
インピーダンスが同じであればよい。両者の音響インピ
ーダンスの比で、例えば、およそ０．７〜１．３の範囲
であれば同等と言える。もちろん、できる限り両者の音
響インピーダンスが一致していることが望ましく、この
ような条件を満たす１又は複数の物質がリード薄板の材
料として選定される。
ーダンスは必ずしも完全に一致させる必要はないが、音
響的に見て実質的に等価といえる範囲内で、両者の音響
インピーダンスが同じであればよい。両者の音響インピ
ーダンスの比で、例えば、およそ０．７〜１．３の範囲
であれば同等と言える。もちろん、できる限り両者の音
響インピーダンスが一致していることが望ましく、この
ような条件を満たす１又は複数の物質がリード薄板の材
料として選定される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１１】図１には、本発明に係る超音波探触子の要
部構成が示されている。圧電体１０の下面側には電極１
２が形成され、圧電体１０の上面側には電極１４が形成
され、これらによって超音波振動子が構成されている。
この超音波振動子は単一の振動子又は複数の振動素子か
らなるアレイ振動子である。
部構成が示されている。圧電体１０の下面側には電極１
２が形成され、圧電体１０の上面側には電極１４が形成
され、これらによって超音波振動子が構成されている。
この超音波振動子は単一の振動子又は複数の振動素子か
らなるアレイ振動子である。
【００１２】圧電体１０の下側には超音波を吸収するバ
ッキング層１６が設けられている。また、圧電体１０の
上部には２つの整合層１８及び２０が設けられている。
電極１２にはシグナルＦＰＣ（フレキシブル基板）２２
が例えば半田付けなどによって接続されている。
ッキング層１６が設けられている。また、圧電体１０の
上部には２つの整合層１８及び２０が設けられている。
電極１２にはシグナルＦＰＣ（フレキシブル基板）２２
が例えば半田付けなどによって接続されている。
【００１３】一方、整合層１８と圧電体１０との間には
グランドリード薄板２４が介在配置されている。このグ
ランドリード薄板２４は圧電体１０と同等の音響インピ
ーダンスを有する金属材料で構成される。なお、このグ
ランドリード薄板２４は例えば導電性接着剤や熱硬化性
接着剤で接着される。圧電体１０とバッキング層１６と
の間及び２つの整合層１８及び２０の間にも接着剤が導
入され、それによって接着される。
グランドリード薄板２４が介在配置されている。このグ
ランドリード薄板２４は圧電体１０と同等の音響インピ
ーダンスを有する金属材料で構成される。なお、このグ
ランドリード薄板２４は例えば導電性接着剤や熱硬化性
接着剤で接着される。圧電体１０とバッキング層１６と
の間及び２つの整合層１８及び２０の間にも接着剤が導
入され、それによって接着される。
【００１４】図１に示されるように、グランドリード薄
板２４は、圧電体１０の両端から引き出された長さを持
っており、その引き出し部分をリード線として利用する
ことができる。ちなみに、グランドリード薄板２４の少
なくとも重合部分が圧電体１０と同等の音響インピーダ
ンスを有することが必要であるが、この実施形態ではグ
ランドリード薄板２４はそれ全体が均一の材料によって
構成されている。
板２４は、圧電体１０の両端から引き出された長さを持
っており、その引き出し部分をリード線として利用する
ことができる。ちなみに、グランドリード薄板２４の少
なくとも重合部分が圧電体１０と同等の音響インピーダ
ンスを有することが必要であるが、この実施形態ではグ
ランドリード薄板２４はそれ全体が均一の材料によって
構成されている。
【００１５】例えば、圧電体１０の音響インピーダンス
は例えば３０ＭＲａｙｌｓであり、整合層１８の音響イ
ンピーダンスは例えば７〜１５ＭＲａｙｌｓであり、整
合層２０の音響インピーダンスは例えば２〜３ＭＲａｙ
ｌｓである。グランドリード薄板２４の音響インピーダ
ンスは圧電体１０と同等の音響インピーダンス、すなわ
ち２１〜３９ＭＲａｙｌｓをもった金属材料で構成され
る。
は例えば３０ＭＲａｙｌｓであり、整合層１８の音響イ
ンピーダンスは例えば７〜１５ＭＲａｙｌｓであり、整
合層２０の音響インピーダンスは例えば２〜３ＭＲａｙ
ｌｓである。グランドリード薄板２４の音響インピーダ
ンスは圧電体１０と同等の音響インピーダンス、すなわ
ち２１〜３９ＭＲａｙｌｓをもった金属材料で構成され
る。
【００１６】そのような金属材料としては例えば図４に
示したようなものが挙げられる。これらの材料は単体あ
るいは合金として使用することによって圧電体１０と同
一又はそれに近い音響インピーダンスをグランドリード
薄板２４にもたせることができる。このような構成によ
れば、超音波振動子の周波数特性の劣化を防止して音響
パワー面での損失を軽減でき、超音波画像の画質向上を
図れるという利点がある。グランドリード薄板２４の厚
みは例えば１０μｍであるが、その厚みは圧電体１０の
厚みなどに応じて適宜設定すればよい。
示したようなものが挙げられる。これらの材料は単体あ
るいは合金として使用することによって圧電体１０と同
一又はそれに近い音響インピーダンスをグランドリード
薄板２４にもたせることができる。このような構成によ
れば、超音波振動子の周波数特性の劣化を防止して音響
パワー面での損失を軽減でき、超音波画像の画質向上を
図れるという利点がある。グランドリード薄板２４の厚
みは例えば１０μｍであるが、その厚みは圧電体１０の
厚みなどに応じて適宜設定すればよい。
【００１７】上記の実施形態ではグランド側にリード薄
板が設けられていたが、図２に示される実施形態ではシ
グナル側にもリード薄板２６が利用されている。図２に
おいて、圧電体１０の下側にはシグナルリード薄板２６
が設けられており、一方、圧電体１０の上側にもグラン
ドリード薄板２４が設けられている。これらのリード薄
板２４及び２６の両者とも圧電体１０の音響インピーダ
ンスと同等の音響インピーダンスをもった物質で構成さ
れており、図１に示した実施形態よりも、より周波数特
性を向上できるという利点がある。すなわち、この実施
形態では図１に示した実施形態に加えて、更に圧電体１
０とバッキング層１６との間にも、圧電体１０と同等の
音響インピーダンスをもったリード薄板２６が設けられ
ているので、周波数特性の劣化を改善して精度の良い超
音波の計測を行える。
板が設けられていたが、図２に示される実施形態ではシ
グナル側にもリード薄板２６が利用されている。図２に
おいて、圧電体１０の下側にはシグナルリード薄板２６
が設けられており、一方、圧電体１０の上側にもグラン
ドリード薄板２４が設けられている。これらのリード薄
板２４及び２６の両者とも圧電体１０の音響インピーダ
ンスと同等の音響インピーダンスをもった物質で構成さ
れており、図１に示した実施形態よりも、より周波数特
性を向上できるという利点がある。すなわち、この実施
形態では図１に示した実施形態に加えて、更に圧電体１
０とバッキング層１６との間にも、圧電体１０と同等の
音響インピーダンスをもったリード薄板２６が設けられ
ているので、周波数特性の劣化を改善して精度の良い超
音波の計測を行える。
【００１８】図３にはさらに他の実施形態が示されてい
る。この図３に示される実施形態では２つの圧電体３０
及び３６が積層されており、いわゆる積層型の超音波振
動子が構成されている。圧電体３０には電極３４及び３
２が形成され、圧電体３６には電極３８及び４０が形成
されている。圧電体３０と整合層１８との間、２つの圧
電体３０，３６の間、及び圧電体３６とバッキング層１
６との間には、それぞれリード薄板４２，４４，４６が
介在配置されている。これらのリード薄板４２，４４，
４６はそれぞれ圧電体３０，３６と同等の音響インピー
ダンスをもった物質で構成されており、このような実施
形態においても上述した利点をそのまま得ることができ
る。この図３に示す実施形態では２つの圧電体が設けら
れる場合が示されていたが、もちろん３つ以上の圧電体
が設けられる場合においても本発明を適用できる。
る。この図３に示される実施形態では２つの圧電体３０
及び３６が積層されており、いわゆる積層型の超音波振
動子が構成されている。圧電体３０には電極３４及び３
２が形成され、圧電体３６には電極３８及び４０が形成
されている。圧電体３０と整合層１８との間、２つの圧
電体３０，３６の間、及び圧電体３６とバッキング層１
６との間には、それぞれリード薄板４２，４４，４６が
介在配置されている。これらのリード薄板４２，４４，
４６はそれぞれ圧電体３０，３６と同等の音響インピー
ダンスをもった物質で構成されており、このような実施
形態においても上述した利点をそのまま得ることができ
る。この図３に示す実施形態では２つの圧電体が設けら
れる場合が示されていたが、もちろん３つ以上の圧電体
が設けられる場合においても本発明を適用できる。
【００１９】また、超音波振動子としては例えば円盤形
の超音波振動子や二次元配列型の超音波振動子などに本
発明を適用できる。
の超音波振動子や二次元配列型の超音波振動子などに本
発明を適用できる。
【００２０】また、上記図１，２，３の実施形態は、圧
電体がセラミックスの場合であるが、音響インピーダン
スが９ＭＲａｙｌｓ程度である複合圧電材料にも本発明
を適用できる。この場合には、グランドリード薄板や、
シグナルリード薄板として、導電性をもたせかつ音響イ
ンピーダンス値を調整するために、金属粉を混入した樹
脂薄板が使用される。また、上記図１，２，３の実施形
態は圧電セラミックスとしては完成したものを使用した
場合であるが、グランドリード薄板やシグナルリード薄
板を、あらかじめ銀ペーストなどで圧電セラミックスに
焼き付けておくこともできる。
電体がセラミックスの場合であるが、音響インピーダン
スが９ＭＲａｙｌｓ程度である複合圧電材料にも本発明
を適用できる。この場合には、グランドリード薄板や、
シグナルリード薄板として、導電性をもたせかつ音響イ
ンピーダンス値を調整するために、金属粉を混入した樹
脂薄板が使用される。また、上記図１，２，３の実施形
態は圧電セラミックスとしては完成したものを使用した
場合であるが、グランドリード薄板やシグナルリード薄
板を、あらかじめ銀ペーストなどで圧電セラミックスに
焼き付けておくこともできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リード薄板と圧電体との音響インピーダンス不整合を解
消して周波数特性の劣化を改善し、これによって超音波
画像の画質向上を図ることができるという利点がある。
リード薄板と圧電体との音響インピーダンス不整合を解
消して周波数特性の劣化を改善し、これによって超音波
画像の画質向上を図ることができるという利点がある。
【図１】 本発明に係る超音波振動子の実施形態を示す
図である。
図である。
【図２】 本発明に係る超音波振動子の他の実施形態を
示す図である。
示す図である。
【図３】 本発明に係る超音波振動子の他の実施形態を
示す図である。
示す図である。
【図４】 リード薄板に利用できる物質とその音響イン
ピーダンスを示す説明図である。
ピーダンスを示す説明図である。
１０ 圧電体、１２，１４ 電極、１６ バッキング
層、１８，２０ 整合層、２２ シグナルＦＰＣ、２４
グランドリード薄板。
層、１８，２０ 整合層、２２ シグナルＦＰＣ、２４
グランドリード薄板。
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電体と整合層との間にリード薄板が介
在された超音波探触子において、 前記リード薄板は、前記圧電体の音響インピーダンスと
同等の音響インピーダンスを有する材料によって構成さ
れたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項２】 圧電体とバッキング層との間にリード薄
板が介在された超音波探触子において、 前記リード薄板は、前記圧電体の音響インピーダンスと
同等の音響インピーダンスを有する材料によって構成さ
れたことを特徴とする超音波探触子。 - 【請求項３】 複数の圧電体が積層され、圧電体間にリ
ード薄板が介在された超音波探触子において、 前記リード薄板は、前記圧電体の音響インピーダンスと
同等の音響インピーダンスを有する材料によって構成さ
れたことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08540797A JP3934200B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08540797A JP3934200B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285694A true JPH10285694A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3934200B2 JP3934200B2 (ja) | 2007-06-20 |
Family
ID=13857952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08540797A Expired - Fee Related JP3934200B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3934200B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006009220A1 (ja) * | 2004-07-22 | 2006-01-26 | Olympus Corporation | 超音波振動子 |
| JP2006320512A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Olympus Medical Systems Corp | 超音波振動子 |
| JP2012235524A (ja) * | 2006-03-02 | 2012-11-29 | Visualsonics Inc | 超音波整合層および振動子 |
| JP2020103331A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 超音波プローブの積層構造体、超音波プローブ及び超音波装置 |
-
1997
- 1997-04-03 JP JP08540797A patent/JP3934200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006009220A1 (ja) * | 2004-07-22 | 2006-01-26 | Olympus Corporation | 超音波振動子 |
| US7327072B2 (en) | 2004-07-22 | 2008-02-05 | Olympus Corporation | Ultrasonic wave oscillator |
| JP2006320512A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Olympus Medical Systems Corp | 超音波振動子 |
| JP2012235524A (ja) * | 2006-03-02 | 2012-11-29 | Visualsonics Inc | 超音波整合層および振動子 |
| JP2020103331A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 超音波プローブの積層構造体、超音波プローブ及び超音波装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3934200B2 (ja) | 2007-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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