JPH11146492A - Ultrasonic probe - Google Patents

Ultrasonic probe

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Publication number
JPH11146492A
JPH11146492A JP9308925A JP30892597A JPH11146492A JP H11146492 A JPH11146492 A JP H11146492A JP 9308925 A JP9308925 A JP 9308925A JP 30892597 A JP30892597 A JP 30892597A JP H11146492 A JPH11146492 A JP H11146492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weighting
groove
ultrasonic probe
grooves
ultrasonic
Prior art date
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Pending
Application number
JP9308925A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Matsunaka
敏行 松中
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka 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 Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP9308925A priority Critical patent/JPH11146492A/en
Publication of JPH11146492A publication Critical patent/JPH11146492A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform weighting without requiring any considerable addition of a production process. SOLUTION: An aligning member 16 is provided on the front side of a piezoelectric body 14. On this aligning member 16, plural grooves 18 are formed along with the X direction of electronic scanning direction. In Y direction, the amount of grooves 18 is set so as to be gradually increased from the center to the end. Therefore, weighting to sound pressure can be provided from the central part to the terminal part. In comparison with the case of forming grooves on the piezoelectric body 14, production is simplified and no difficulty occurs in wiring.

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】本発明は超音波の送受波を行
う超音波探触子に関し、特に超音波の送受波に当たって
の重み付けに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves, and more particularly to weighting for transmitting and receiving ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその課題】超音波探触子としては、体
表に当接して用いられるものや体腔内に挿入して用いら
れるものなどが知られている。電子走査型の超音波探触
子は、複数の振動素子からなるアレイ振動子を有する。
アレイ振動子を構成する全部又は一部の振動素子のそれ
ぞれに対して所定の遅延時間をもたせつつ送信信号を供
給すればいわゆる送信フォーカスを行うことができ、こ
れと同様に、各振動素子からの受信信号に所定の遅延時
間を与えて合成加算すれば受信フォーカスを行うことが
できる。
2. Description of the Related Art Known ultrasonic probes include those used in contact with the body surface and those used by being inserted into a body cavity. The electronic scanning ultrasonic probe has an array transducer composed of a plurality of transducers.
If a transmission signal is supplied while giving a predetermined delay time to all or some of the vibrating elements constituting the array vibrator, so-called transmission focus can be performed. If a predetermined delay time is given to the reception signal and the signals are combined and added, the reception focusing can be performed.

【0003】従来の超音波探触子において、振動素子配
列方向と直交する方向(スライス方向)の分解能を向上
させるために、音響レンズが使用される。しかし、この
音響レンズによるビーム収束作用には限界があり(特
に、フォーカス点の手前や遠方において収束性が低
下)、このため、そのスライス方向について超音波の音
圧に重み付けを与えることが行われている。
In a conventional ultrasonic probe, an acoustic lens is used to improve the resolution in a direction (slice direction) orthogonal to the direction in which the transducers are arranged. However, there is a limit to the beam convergence effect of this acoustic lens (particularly, the convergence decreases before or far from the focus point). Therefore, weighting is applied to the ultrasonic sound pressure in the slice direction. ing.

【0004】従来の重み付け方法として、アレイ振動子
に対してスライス方向に直交する複数の溝を形成する手
法があげられる。しかし、この方法では振動子の振動特
性に影響を与えることが危惧され、またセラミックなど
の硬質部材に対する溝形成は一般に難しいという問題が
ある。更に、電極の取り出しに工夫を要するという問題
もある。
As a conventional weighting method, there is a method of forming a plurality of grooves orthogonal to a slice direction with respect to an array transducer. However, there is a concern that this method may affect the vibration characteristics of the vibrator, and that it is generally difficult to form a groove in a hard member such as a ceramic. Further, there is a problem that a device is required to take out the electrode.

【0005】また、従来、アレイ振動子の上下に接合さ
れる電極をすだれ状にする手法も提案されている。しか
し、電極形状が複雑となって製造コストが増大するとい
う問題がある。
[0005] Conventionally, a technique has been proposed in which electrodes to be joined above and below an array transducer are interdigital. However, there is a problem that the electrode shape becomes complicated and the manufacturing cost increases.

【0006】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、製造工程の大幅な追加を要す
ることなく、超音波の音圧(感度)に対して重み付けを
行うことにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to weight the sound pressure (sensitivity) of an ultrasonic wave without requiring a significant addition of a manufacturing process. is there.

【0007】本発明の他の目的は、近距離から遠距離ま
で良好な分解能を得られる超音波探触子を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of obtaining a good resolution from a short distance to a long distance.

【0008】[0008]

【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、超音波の送受波を行う圧電素子と、前記
圧電素子上に設けられた音響整合材と、を含む超音波探
触子において、前記音響整合材には重み付けを行う方向
に直交する少なくとも1つの溝が形成され、前記音響整
合材に形成された溝によって超音波を減衰させることを
特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic probe including a piezoelectric element for transmitting and receiving ultrasonic waves, and an acoustic matching material provided on the piezoelectric element. In the tentacle, at least one groove orthogonal to a weighting direction is formed in the acoustic matching material, and the ultrasonic wave is attenuated by the groove formed in the acoustic matching material.

【0009】上記構成によれば、音響整合材に形成され
た溝によって、送受波される超音波に対して減衰を与え
ることができ、その結果、音響的な重み付けを実現でき
る。本発明によれば、圧電素子(圧電体)に対する重み
付けのための加工に比べて、簡単に重み付けのための加
工を行える。また、圧電素子における振動特性に悪影響
を与えることなく重み付けを行える。更に配線時におけ
る困難性も生じない。本発明の望ましい態様では、前記
音響整合材には複数の溝が形成され、前記重み付け方向
における単位長さ当たりの溝の量によって重み付けが調
整される。
According to the above configuration, the ultrasonic waves transmitted and received can be attenuated by the grooves formed in the acoustic matching material, and as a result, acoustic weighting can be realized. According to the present invention, the processing for weighting can be easily performed as compared with the processing for weighting the piezoelectric element (piezoelectric body). Also, weighting can be performed without adversely affecting the vibration characteristics of the piezoelectric element. Further, there is no difficulty in wiring. In a preferred aspect of the present invention, a plurality of grooves are formed in the acoustic matching material, and weighting is adjusted by an amount of grooves per unit length in the weighting direction.

【0010】本発明の望ましい態様では、前記溝には少
なくとも前記整合材よりも超音波減衰度合いが大きい吸
音材料が充填される。溝に何も充填させずにエアギャッ
プとしてもよいが、溝に吸音材料を充填すれば確実に吸
音を行え、かつ構造的にも強化される。
[0010] In a preferred aspect of the present invention, the groove is filled with a sound absorbing material having a greater degree of ultrasonic attenuation than at least the matching material. An air gap may be used without filling the groove, but if the groove is filled with a sound absorbing material, sound can be reliably absorbed and the structure is strengthened.

【0011】なお、本発明はアレイ振動子の他に、単振
動子であっても重み付けが必要なものに適用可能であ
る。
The present invention is applicable not only to an array transducer but also to a simple transducer requiring weighting.

【0012】[0012]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1には、本発明に係る超音波探触子の好
適な実施形態が示されており、図1はその要部構成を示
す斜視図である。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention, and FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a main part thereof.

【0014】組立体10は、超音波の送受波を行う圧電
体14と、その後側に設けられたバッキング材12と、
圧電体14の前面側に設けられた整合材16と、で構成
される。圧電体14は、図においてX方向(電子走査方
向、振動素子配列方向)に沿って複数の振動素子14a
に分割されている。すなわち圧電体14はアレイ振動子
を構成している。バッキング材12は圧電体14から背
面側に放射される不要な超音波を吸収する部材である。
The assembly 10 includes a piezoelectric body 14 for transmitting and receiving ultrasonic waves, a backing material 12 provided on the rear side thereof,
And a matching material 16 provided on the front side of the piezoelectric body 14. The piezoelectric body 14 includes a plurality of vibration elements 14a along the X direction (electronic scanning direction, vibration element array direction) in the drawing.
Is divided into That is, the piezoelectric body 14 forms an array vibrator. The backing material 12 is a member that absorbs unnecessary ultrasonic waves radiated from the piezoelectric body 14 to the back side.

【0015】整合材16は、圧電体14と生体あるいは
音響レンズといった部材との間の音響的なインピーダン
ス整合を図るために設けられている部材である。本実施
形態においては、整合材16において、Y方向(重み付
け方向)における重み付けを行うために、整合材16に
は複数の溝18が形成されている。各溝18はX方向に
平行に形成されており、Y方向に沿ってみた場合、中央
からその端部にかけて単位長さ当たりの溝18の量が徐
々に大きく設定されている。すなわちY方向について中
央部から端部にかけて重み付けを行うために溝18がパ
ターニングされている。溝18は空隙としてもよいが、
その溝18内部に例えば超音波減衰の大きいエポキシ材
あるいはフォトレジスト材などを充填してもよい。すな
わち、そのような部材は吸音材料として機能し、これに
よって積極的に重み付けを行うものである。
The matching member 16 is a member provided for achieving acoustic impedance matching between the piezoelectric body 14 and a member such as a living body or an acoustic lens. In the present embodiment, a plurality of grooves 18 are formed in the matching material 16 in order to weight the matching material 16 in the Y direction (weighting direction). Each groove 18 is formed parallel to the X direction, and when viewed along the Y direction, the amount of the groove 18 per unit length is set to be gradually larger from the center to its end. That is, the groove 18 is patterned for weighting from the center to the end in the Y direction. The groove 18 may be a gap,
The inside of the groove 18 may be filled with, for example, an epoxy material or a photoresist material having large ultrasonic attenuation. That is, such a member functions as a sound-absorbing material, and thereby actively weights.

【0016】ちなみに、中心周波数が3.5MHzの振
動子の場合、圧電体14の厚みは約350μmであり、
整合材16の厚みは約150μmである。
In the case of a vibrator having a center frequency of 3.5 MHz, the thickness of the piezoelectric body 14 is about 350 μm,
The thickness of the matching material 16 is about 150 μm.

【0017】圧電体14に対して特別の加工を施す場合
に比べ、整合材16は柔らかいためにその加工は容易で
ある。また、圧電体14に対して特別の電極パターン形
状等を形成すると、配線が難しくなるが、整合材16に
対する加工によれば、そのような問題は生じない。
Since the matching member 16 is softer than the case where special processing is performed on the piezoelectric body 14, the processing is easy. Further, if a special electrode pattern shape or the like is formed on the piezoelectric body 14, wiring becomes difficult. However, according to the processing of the matching material 16, such a problem does not occur.

【0018】本実施形態に係る組立体10を形成する場
合、圧電体14の背面側にバッキング材12を接着材な
どによって接着させ、その後、圧電体14に対して各振
動素子14aを分離するためにダイシングカッタ等を利
用してカッティングを行う。もちろん、圧電体14の前
面側に整合体16を装着した後に上方からダイシングカ
ッタ等を利用してカッティングを行ってもよい。この場
合、そのカッティングにより形成される溝内には上述し
た吸音材と同様の部材を充填してもよい。
When the assembly 10 according to the present embodiment is formed, the backing material 12 is adhered to the back side of the piezoelectric body 14 with an adhesive or the like, and then the vibration elements 14a are separated from the piezoelectric body 14. First, cutting is performed using a dicing cutter or the like. Of course, after the matching body 16 is mounted on the front side of the piezoelectric body 14, the cutting may be performed from above using a dicing cutter or the like. In this case, a member similar to the above-described sound absorbing material may be filled in the groove formed by the cutting.

【0019】圧電体14に対して整合材16が接着され
た段階で、整合材16に対して圧電体14の上面に形成
される電極を傷つけないように所定の深さをもって溝1
8が形成される。この場合、整合材16を各要素16a
〜16gに完全に分割するように溝18の深さを設定し
てもよいが、整合材16の厚みよりもやや浅く溝18を
形成してもよい。上述したように、溝18の粗密や溝1
8のY方向の幅を適宜調整することによって所望の音響
的な重み付けを実現できる。
At the stage where the matching member 16 is bonded to the piezoelectric member 14, the groove 1 has a predetermined depth so as not to damage the electrode formed on the upper surface of the piezoelectric member 14 with respect to the matching member 16.
8 are formed. In this case, the matching material 16 is
Although the depth of the groove 18 may be set so as to be completely divided into 16 g, the groove 18 may be formed to be slightly shallower than the thickness of the matching material 16. As described above, the density of the groove 18 and the groove 1
A desired acoustic weighting can be realized by appropriately adjusting the width in the Y-direction of 8.

【0020】次に他の実施形態について説明する。図2
には、2層の整合材16A,16Bが形成された組立体
が示されている。圧電体14の背面側にはバッキング材
12が設けられ、その前面側には整合材16A,16B
が順番に設けられている。各整合材16A,16Bには
溝18A,18Bが上記実施形態と同様に形成されてい
る。但し、この図2に示す例では、Y方向について見た
場合、溝18A,18Bが互い違いに設けられている。
これによってよりなだらかな重み付け勾配を形成でき
る。
Next, another embodiment will be described. FIG.
Shows an assembly in which two layers of matching materials 16A and 16B are formed. A backing material 12 is provided on the back side of the piezoelectric body 14, and matching materials 16A and 16B are provided on the front side thereof.
Are provided in order. Grooves 18A, 18B are formed in each of the matching members 16A, 16B in the same manner as in the above embodiment. However, in the example shown in FIG. 2, when viewed in the Y direction, the grooves 18A and 18B are provided alternately.
As a result, a gentler weighting gradient can be formed.

【0021】図3には、さらに他の実施形態が示されて
いる。この実施形態においては、単振動子の前面側に整
合材100が設けられている。単振動子は円形の振動子
であり、整合材100もその形状に合致してその円形で
形成されている。整合材100にはその中央部から端部
にかけて複数の溝102が形成されている。この溝によ
って上述した各実施形態と同様に重み付けを行うことが
できる。もちろん、中央からその半径方向に行くにした
がって単位長さ当たりの溝の量が増加するように溝10
2のパターンが設定されている。
FIG. 3 shows still another embodiment. In this embodiment, a matching member 100 is provided on the front side of the single oscillator. The single vibrator is a circular vibrator, and the matching member 100 is also formed in a circular shape in conformity with its shape. A plurality of grooves 102 are formed in the matching member 100 from the center to the end. Weighting can be performed by this groove in the same manner as in the above-described embodiments. Of course, the groove 10 is formed so that the amount of the groove per unit length increases from the center to the radial direction.
2 patterns are set.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製造工程の大幅な増加を要することなく超音波の音圧
(感度)に対して重み付けを行うことができる。また、
本発明によれば近距離から遠距離まで良好な分解能を得
られる超音波探触子を形成できる。
As described above, according to the present invention,
The sound pressure (sensitivity) of the ultrasonic wave can be weighted without requiring a large increase in the manufacturing process. Also,
According to the present invention, it is possible to form an ultrasonic probe capable of obtaining good resolution from a short distance to a long distance.

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

【図1】 本発明に係る超音波探触子の要部構成を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a main part of an ultrasonic probe according to the present invention.

【図2】 他の実施形態に係る超音波探触子の要部構成
を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a main configuration of an ultrasonic probe according to another embodiment.

【図3】 さらに他の実施形態に係る超音波探触子の要
部構成を示す上面図である。
FIG. 3 is a top view showing a main configuration of an ultrasonic probe according to still another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 組立体、12 バッキング材、14 圧電体、1
6 整合材、18 溝。
10 assembly, 12 backing material, 14 piezoelectric body, 1
6 Alignment material, 18 grooves.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波の送受波を行う圧電素子と、 前記圧電素子上に設けられた音響整合材と、 を含む超音波探触子において、 前記音響整合材には重み付けを行う方向に直交する少な
くとも1つの溝が形成され、 前記音響整合材に形成された溝によって超音波を減衰さ
せることを特徴とする超音波探触子。
1. An ultrasonic probe comprising: a piezoelectric element for transmitting and receiving ultrasonic waves; and an acoustic matching material provided on the piezoelectric element, wherein the acoustic matching material is orthogonal to a weighting direction. An ultrasonic probe, wherein at least one groove is formed, and an ultrasonic wave is attenuated by the groove formed in the acoustic matching material.
【請求項2】 請求項1記載の超音波探触子において、 前記音響整合材には複数の溝が形成され、前記重み付け
方向における単位長さ当たりの溝の量によって重み付け
が調整されたことを特徴とする超音波探触子。
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a plurality of grooves are formed in the acoustic matching member, and weighting is adjusted by an amount of grooves per unit length in the weighting direction. Ultrasonic probe featuring.
【請求項3】 請求項1又は2記載の超音波探触子にお
いて、 前記溝には少なくとも前記整合材よりも超音波減衰度合
いが大きい吸音材料が充填されたことを特徴とする超音
波探触子。
3. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the groove is filled with a sound absorbing material having a degree of ultrasonic attenuation that is larger than that of the matching material. Child.
JP9308925A 1997-11-11 1997-11-11 Ultrasonic probe Pending JPH11146492A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006288977A (en) * 2005-04-14 2006-10-26 Toshiba Corp Ultrasonic wave probe, and manufacturing method therefor
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