JPS58106457A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS58106457A JPS58106457A JP20587181A JP20587181A JPS58106457A JP S58106457 A JPS58106457 A JP S58106457A JP 20587181 A JP20587181 A JP 20587181A JP 20587181 A JP20587181 A JP 20587181A JP S58106457 A JPS58106457 A JP S58106457A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic probe
- acoustic
- oscillator
- acoustic impedance
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- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、複数の分離された周波数帯域を持つ超音波探
触子に関し、構造が簡単で高感度が得られる様改良され
た超音波探触子に関する。
触子に関し、構造が簡単で高感度が得られる様改良され
た超音波探触子に関する。
電気信号の印加に応答し所定周波数の超音波を発信した
り、所定周波数の超音波を受信して電気信号に変換する
超音波探触子け、探傷用、医療診断用に広く利用されて
いる。この超音波探触子による物体、人体内部の傷や異
常部の測定には、従来より単一の周波数帯域が利用され
ているが、近年分解能の向上や情報−駄の増大を１指１
，７て、複数の周波数帯域を利用するものが提案されて
いる。
り、所定周波数の超音波を受信して電気信号に変換する
超音波探触子け、探傷用、医療診断用に広く利用されて
いる。この超音波探触子による物体、人体内部の傷や異
常部の測定には、従来より単一の周波数帯域が利用され
ているが、近年分解能の向上や情報−駄の増大を１指１
，７て、複数の周波数帯域を利用するものが提案されて
いる。
このように複数の周波数帯域を利用するためには、超音
波探触子は複数の周波数帯域を持つ必要があり、種々の
提案がなされている。
波探触子は複数の周波数帯域を持つ必要があり、種々の
提案がなされている。
一つは探触子を構成する圧電振動子を分割あるいはモザ
イク状に分割し、個々の分割された圧電振動子の周波数
帯域を変え、これら圧電振動子を電気的に並列に駆動又
は受信することにより所望の周波数帯域を得るものであ
る。これは一つの探触子というよりむしろ複数の探触子
の集合であり、このため周波数を変化させる場合にビー
ム軸も変り指向性が劣化する欠点があるばかりか探傷用
、医用などの小形の探触子では物理的に構造が複雑で製
造しにくいという欠点もあった。
イク状に分割し、個々の分割された圧電振動子の周波数
帯域を変え、これら圧電振動子を電気的に並列に駆動又
は受信することにより所望の周波数帯域を得るものであ
る。これは一つの探触子というよりむしろ複数の探触子
の集合であり、このため周波数を変化させる場合にビー
ム軸も変り指向性が劣化する欠点があるばかりか探傷用
、医用などの小形の探触子では物理的に構造が複雑で製
造しにくいという欠点もあった。
他の一つは、圧電１振動子を非共振型にして広帯載持性
を持たせ、この広帯域によって紡望の信号の周波数帯域
をカバーするものである。この構成によれば、前述の分
割型の欠点は解決されるも。
を持たせ、この広帯域によって紡望の信号の周波数帯域
をカバーするものである。この構成によれば、前述の分
割型の欠点は解決されるも。
非共振型である故に、感度が低いこと及び広帯域である
故に、余分の周波数成分も含みψ比が劣化するという欠
点が生じていた。
故に、余分の周波数成分も含みψ比が劣化するという欠
点が生じていた。
従って、本発明の目的は、構造が簡単でしかも病い感度
と充分なるＳ／４Ｊ比を得ることが可１ｔ［超音波探触
子を提供することにある。
と充分なるＳ／４Ｊ比を得ることが可１ｔ［超音波探触
子を提供することにある。
以下、本発明を図面に従って詳細に説明する。
第１図は本発明の超音波探触子の一実施例構成図であり
、第２図は本発明の超音波探触子の送受波利得特性図で
ある。
、第２図は本発明の超音波探触子の送受波利得特性図で
ある。
図中、１は両面に電極層１ａ、１ｂを有する圧電振動子
であり、ＰＺＴ等の電気−音響変換素子で構成される。
であり、ＰＺＴ等の電気−音響変換素子で構成される。
２は超音波を放射すべき音響媒質である。３は圧電振動
子１の音響媒質側に設けられ、１す る整合層である。
子１の音響媒質側に設けられ、１す る整合層である。
さて、ここで従来整合／ｉｊ３は圧電振動子１と音響媒
質２とを音響的にインピーダンス整合させるために、そ
の音響インピーダンス７４が圧電振動子１の音響インピ
ーダンスＺ。と音響媒質２の音響インピーダンスＺＭの
幾何平均に等しくなる様に定め、そしてその〃、みｄけ
％波長と々る様定められている。即ち、 Ｚ、＝ ｒ石 （１）ｄ−一λ
（２）である条件が整合層３に要求
されていた。
質２とを音響的にインピーダンス整合させるために、そ
の音響インピーダンス７４が圧電振動子１の音響インピ
ーダンスＺ。と音響媒質２の音響インピーダンスＺＭの
幾何平均に等しくなる様に定め、そしてその〃、みｄけ
％波長と々る様定められている。即ち、 Ｚ、＝ ｒ石 （１）ｄ−一λ
（２）である条件が整合層３に要求
されていた。
本発明者はこの条件について種々の実験を試みたところ
、整合層３の音響インピーダンス条件を変化させると、
探触子が分離された複数の周波数帯域特性を呈すること
を見出した。
、整合層３の音響インピーダンス条件を変化させると、
探触子が分離された複数の周波数帯域特性を呈すること
を見出した。
即ち、ＺＩ＞ ５とした場合の、超音波探触子の送受波
利得（入力電圧と開放出力電圧との比）あるいはＶＴＧ
（昭和５５年１０月２７日発行日本超音波医学会講演論
文集第４１５頁乃至第４１６頁「探触子の送受波利得」
参照）を測定したところ、第２図に示す結果を得た。第
２図の特性図では横軸に周波数ｆ、縦軸に送受波利得を
取り、送受波利得として、縦軸の４Ｌ部程減衰が大きい
ことを示している。第２図から明らかな如く、整合層２
が％波長に女る周波数九で送受波利得が低く、即ち減衰
が大となり、この両側の周波数ｆ＋、、ｆｔｖｃ送受波
利得が高いＸ、即ち減衰が小となる部分が表われている
。即ち、周波数ｆ。で山を周波数ｆｌｌｆ、で谷を形成
する特性を呈する。更に、この山谷の比は整合層３の音
響インピーダンスムを大きくすればする程犬となり、又
谷の発生する周波数ｆｌ。
利得（入力電圧と開放出力電圧との比）あるいはＶＴＧ
（昭和５５年１０月２７日発行日本超音波医学会講演論
文集第４１５頁乃至第４１６頁「探触子の送受波利得」
参照）を測定したところ、第２図に示す結果を得た。第
２図の特性図では横軸に周波数ｆ、縦軸に送受波利得を
取り、送受波利得として、縦軸の４Ｌ部程減衰が大きい
ことを示している。第２図から明らかな如く、整合層２
が％波長に女る周波数九で送受波利得が低く、即ち減衰
が大となり、この両側の周波数ｆ＋、、ｆｔｖｃ送受波
利得が高いＸ、即ち減衰が小となる部分が表われている
。即ち、周波数ｆ。で山を周波数ｆｌｌｆ、で谷を形成
する特性を呈する。更に、この山谷の比は整合層３の音
響インピーダンスムを大きくすればする程犬となり、又
谷の発生する周波数ｆｌ。
ｆ２は整合層６の音速と厚みによって制御できることも
見出し７た。
見出し７た。
この第２図の特性は明らかに周波数ｆ、を中心とする周
波数帯域と周波数ｆ、を中心とする周波数帯域の２つの
分離された周波数帯域特性を１つの探触子が呈すること
を示（２ている。
波数帯域と周波数ｆ、を中心とする周波数帯域の２つの
分離された周波数帯域特性を１つの探触子が呈すること
を示（２ている。
この特性を用いれば、１つの超音波探触子に複数の周波
数帯域を所望の周波数間隔で持たせることができる。
数帯域を所望の周波数間隔で持たせることができる。
史に、との探触子の信号通過帯域は送受波利得（入力電
圧と開放出力電圧との比のｄＢ値）は１０ｄＢ以トであ
ることが望ましい。
圧と開放出力電圧との比のｄＢ値）は１０ｄＢ以トであ
ることが望ましい。
又、−上述の周波数帯域特性と整合層３の厚みｄの関係
を検討したところ、厚みｄがＨ〜％波長であればよく、
％に３４〜％波畏であれば特に上述の効果が大きいこと
もわかった。
を検討したところ、厚みｄがＨ〜％波長であればよく、
％に３４〜％波畏であれば特に上述の効果が大きいこと
もわかった。
以上説明した様に、本発明によれば整合層の音響インピ
ーダンスＺ４を・／百呂ζ以上にすることによって複数
の分離された周波数帯域特性を探触子に持たせることが
でき、しかも整合層の音響インピーダンスの設定によっ
て可能となるので、構成。
ーダンスＺ４を・／百呂ζ以上にすることによって複数
の分離された周波数帯域特性を探触子に持たせることが
でき、しかも整合層の音響インピーダンスの設定によっ
て可能となるので、構成。
が簡単で製造も極めて容易である。又、単一の探触子で
係る周波数帯域特性を備えることができるので、同時に
異なる周波数の信号を同一の超音波ビーム軸を持たせて
送受波できるという実用−ヒ優れた効果も奏する。更に
広帯域でないため、感度の低下も少なく、Ｓ／Ｎ比の劣
化も々いという効果もある。
係る周波数帯域特性を備えることができるので、同時に
異なる周波数の信号を同一の超音波ビーム軸を持たせて
送受波できるという実用−ヒ優れた効果も奏する。更に
広帯域でないため、感度の低下も少なく、Ｓ／Ｎ比の劣
化も々いという効果もある。
その−ヒ、谷の周波数ｆ１とｆ、の間隔及びｆ、とｆ、
の捷わりの周波数帯域を適当に選ぶことが出来、これに
よりパルス信号を発生する場合には、パルス幅を狭＜し
たり、広くしたりすることも可能となる。
の捷わりの周波数帯域を適当に選ぶことが出来、これに
よりパルス信号を発生する場合には、パルス幅を狭＜し
たり、広くしたりすることも可能となる。
特にこの探触子を超音波診断装置に用いれば、分解能が
向上し１、文体の浅部、深部の情報を簡単に得ることが
できる。
向上し１、文体の浅部、深部の情報を簡単に得ることが
できる。
同、本発明を実施例により説明し７たが、本発明の主旨
に従い種々の変形が可能であり、本発明の範囲からとわ
らを排除するものではない。
に従い種々の変形が可能であり、本発明の範囲からとわ
らを排除するものではない。
紀１図は本発明に係る超音波探触子構成図、第２図は本
発明に係る送受信利得特性図を示す。 図中％１・・・圧電振動子、２・・・音響媒質 ３・・
整合層。 特許出願人 日本電波工業株式会社 １１ 代理人弁理士辻 實 外２名 （７） 第 ２ ）ダ 手続補正書（ブＪ式） １・事件の表示 昭和５６年特許願第２０５８７１号 ２・発明の名称 超廿波探触子 ３・補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都渋谷区西原１丁目２１番２号名称 凸Ｖ
毎ｔＩ芋ｙ株式会社 代表者 竹 内 正 道 ４・代理人 住所 〒１０１東京都千代田区神田小川町３−１４５・
補正命令の日イづ 昭和５７年４月 ９日（発送日５７
．４．２７）
発明に係る送受信利得特性図を示す。 図中％１・・・圧電振動子、２・・・音響媒質 ３・・
整合層。 特許出願人 日本電波工業株式会社 １１ 代理人弁理士辻 實 外２名 （７） 第 ２ ）ダ 手続補正書（ブＪ式） １・事件の表示 昭和５６年特許願第２０５８７１号 ２・発明の名称 超廿波探触子 ３・補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都渋谷区西原１丁目２１番２号名称 凸Ｖ
毎ｔＩ芋ｙ株式会社 代表者 竹 内 正 道 ４・代理人 住所 〒１０１東京都千代田区神田小川町３−１４５・
補正命令の日イづ 昭和５７年４月 ９日（発送日５７
．４．２７）
Claims (2)
- （１）圧電振動子の音響媒質側に整合層を設けてなる超
音波探触子において、該整合層の音響インピーダンスム
を４Ｆ覇（但し、Ｚｏは圧電振動子の音響インピーダン
ス、ＺＭは音響媒質の音響インピーダンスとする）以上
に構成し、複数の分離された周波数帯域を有せしめるこ
とを特徴とする超音波探触子。 - （２）前記整合層は前記圧電振動子の共振周波数のイ乃
至％波長の厚みを有することを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20587181A JPS58106457A (ja) | 1981-12-20 | 1981-12-20 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20587181A JPS58106457A (ja) | 1981-12-20 | 1981-12-20 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106457A true JPS58106457A (ja) | 1983-06-24 |
| JPH0381359B2 JPH0381359B2 (ja) | 1991-12-27 |
Family
ID=16514099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20587181A Granted JPS58106457A (ja) | 1981-12-20 | 1981-12-20 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106457A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002188946A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-05 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ |
| US7550900B2 (en) * | 2003-12-12 | 2009-06-23 | Stmicroelectronics Sa | Acoustic resonator device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5224575A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic probe |
-
1981
- 1981-12-20 JP JP20587181A patent/JPS58106457A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5224575A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic probe |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002188946A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-05 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ |
| US7550900B2 (en) * | 2003-12-12 | 2009-06-23 | Stmicroelectronics Sa | Acoustic resonator device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0381359B2 (ja) | 1991-12-27 |
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