JPS58127642A - Ultrasonic probe - Google Patents

Ultrasonic probe

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Publication number
JPS58127642A
JPS58127642A JP1002582A JP1002582A JPS58127642A JP S58127642 A JPS58127642 A JP S58127642A JP 1002582 A JP1002582 A JP 1002582A JP 1002582 A JP1002582 A JP 1002582A JP S58127642 A JPS58127642 A JP S58127642A
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JP
Japan
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probe
ultrasonic
ultrasonic probe
piezoelectric
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP1002582A
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Japanese (ja)
Inventor
潔 石川
景義 片倉
俊雄 小川
中谷 千歳
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
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1002582A priority Critical patent/JPS58127642A/en
Publication of JPS58127642A publication Critical patent/JPS58127642A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 超音波を使用した診断法の一つとして超音波パルス全発
射し、そのエコーから人体内部の組織を探るパルス反射
法の一つにBモードと云われる診断法がおる。これは人
体の断層像を得る方法で、現在腹部あるいや胎児の動き
ffi IJアルタイムで観察できる装置として開発が
活発に進んでいる。
[Detailed Description of the Invention] As one of the diagnostic methods using ultrasound, there is a diagnostic method called B mode, which is a pulse reflection method in which all ultrasound pulses are emitted and the internal tissues of the human body are investigated from the echoes. . This is a method of obtaining tomographic images of the human body, and is currently being actively developed as a device that can observe the movements of the abdomen or fetus in real time.

第1図は超音波診断装置の構成を示すものである。制御
回路1の制御信号によりパルス発生器2には振幅、位相
を制御された送波パルスが発生され、複数の圧電振動素
子(例えば複数のチタン酸バリウム)からなる探触子3
を駆動する。その結果、超音波が生体の特定方位に照射
され、音響インピーダンスの不整合により生ずる反射信
号全探触子の振動素子により受信する。この受信信号は
前置増幅器4をへて整相器5に印加され、制御回路によ
り同位相となるように整相ちれ加算信号金得る。この加
算信号は起片波周波数成分が振11−変調されているた
め、検波器6により包絡線信号が得られ、表示器の輝度
信号(Z信号)となる。−万制岬回路1により超音波ビ
ームの方位が決定されているので制御回路1よりX−Y
信号金得て、CRT7などの表示器に入力する。
FIG. 1 shows the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus. A pulse generator 2 generates a transmission pulse whose amplitude and phase are controlled by a control signal from a control circuit 1, and a probe 3 consisting of a plurality of piezoelectric vibrating elements (for example, a plurality of barium titanate) is generated.
to drive. As a result, ultrasonic waves are irradiated in a specific direction of the living body, and reflected signals generated due to acoustic impedance mismatch are received by all the vibrating elements of the probe. This received signal is applied to a phaser 5 via a preamplifier 4, and a control circuit obtains a phased and added signal so that the signals are in the same phase. Since the wave frequency component of this addition signal is 11-modulated, an envelope signal is obtained by the detector 6, which becomes the luminance signal (Z signal) of the display. -Since the direction of the ultrasonic beam is determined by the Manjumisaki circuit 1, the X-Y direction is determined by the control circuit 1.
Obtain the signal and input it to a display such as CRT7.

このようにして生体臓器の超音波画像″に=&示器に表
示することができる。
In this way, an ultrasound image of a living organ can be displayed on the display.

超音波の送波方法によりセクタ形とリニア形とに分類で
きるが、1ilj者とも、全体構成には、大差はない。
Ultrasonic waves can be classified into sector type and linear type depending on the method of transmitting the ultrasonic waves, but there is not much difference in the overall configuration between the two types.

第2図は探触子3を機械的に走査する方法の概略を示し
たもので第2図(a)はセクタ走査を示し、探触子3が
所定の円弧XCに沿って移動し扇形走査がなされる。リ
ニア走査では第2図(b)に示す如く、探触子3が放物
面sI、cの焦点全中心に探触子3の位置が回転すると
鏡で反射した超音波ビームは平行移動する。
Fig. 2 shows an outline of a method of mechanically scanning the probe 3. Fig. 2(a) shows sector scanning, in which the probe 3 moves along a predetermined arc XC and performs fan-shaped scanning. will be done. In linear scanning, as shown in FIG. 2(b), when the position of the probe 3 rotates to the full center of the focal point of the paraboloid sI, c, the ultrasonic beam reflected by the mirror moves in parallel.

いずれも探触子3は回転しながらパルス発射、エコー受
信、パルス発射、エコー受信を繰り返す。
In both cases, the probe 3 repeats pulse emission, echo reception, pulse emission, and echo reception while rotating.

パルス奮ある方向に発射し、その方向からエコーがかえ
ってくるまでには、すてに探触子3の位置がずれてしま
う。しかし探触子3の指向性が広いために少しぐらい斜
めの方向からのエコーが返ってきても受信できる。
A pulse is emitted in a certain direction, and by the time an echo is returned from that direction, the position of the probe 3 has already shifted. However, since the directivity of the probe 3 is wide, even if an echo is returned from a slightly oblique direction, it can be received.

このような装置に使用する探触子3には発射される超音
波ビームが特定の方向に対して集束できるよう探触子3
の前面に音響レンズが取りつけである。
The probe 3 used in such a device is equipped with a probe 3 so that the emitted ultrasonic beam can be focused in a specific direction.
An acoustic lens is attached to the front of the device.

第3図は、音響レンズ8の形状のちがいにより超音波ビ
ーム9がどのような形状に集束されるかを示しだ概略図
でめる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing how the ultrasonic beam 9 is focused depending on the shape of the acoustic lens 8.

簡単な形状として、圧電振動素子10を正方形とし、こ
の圧電振動子10の音波放射面に第3図(a)の如く、
かまぼこ形の一1f#レンズ8を取りつけた場合には放
射される超音波ビーム9は一方向だけが集束され集点面
1i’Aではスリット状に集束されるが、第3図(b)
の如く球状の音響レンズ8′金取りつけた場合には超音
波ビームは一点FBに集束されることは明確である。
As a simple shape, the piezoelectric vibrating element 10 is square, and the sound wave emitting surface of the piezoelectric vibrating element 10 has a shape as shown in FIG. 3(a).
When the semicylindrical 1f# lens 8 is attached, the emitted ultrasonic beam 9 is focused in only one direction and is focused in a slit shape at the focusing surface 1i'A, as shown in Fig. 3(b).
It is clear that when a spherical acoustic lens 8' is attached with gold, the ultrasonic beam is focused at one point FB.

このように圧電振動子10にそれぞれ、形状の異なった
音響レンズ8および8′全取りつけだもの全第4図(a
)及び(b)にそれぞれ示すとと4個配列すると各々の
圧電振動子10からは矢印の方向に超音波ビーム9を放
射することができる。
In this way, all of the acoustic lenses 8 and 8' having different shapes are attached to the piezoelectric vibrator 10, respectively.
) and (b), each piezoelectric vibrator 10 can emit an ultrasonic beam 9 in the direction of the arrow.

したがって、圧電振動子10をとりまく周囲の情報を得
ようとする場合においては4分の1回転させ、それぞれ
の圧電振動子10からの情報全合成することにより圧電
振動子10の全周囲の情報金得ることができる。
Therefore, when trying to obtain information about the surroundings surrounding the piezoelectric vibrator 10, it is necessary to rotate the piezoelectric vibrator 10 by a quarter of a turn and completely synthesize the information from each piezoelectric vibrator 10. Obtainable.

本発明は、このように圧電振動子を回転させながら超音
波ビーム全放射し、反射超音波を使用して、周囲の情報
を得ることに目的とした装置において、超音波集束を容
易に行わしめることを特徴とした圧電振動子構成及び製
造方法全提案するものである。
The present invention enables ultrasonic focusing to be easily carried out in a device whose purpose is to emit the entire ultrasonic beam while rotating the piezoelectric vibrator and obtain information about the surroundings using reflected ultrasonic waves. This paper proposes a piezoelectric vibrator structure and a manufacturing method characterized by the following features.

第5図は球面音響レンズを作成するための治具である。FIG. 5 shows a jig for making a spherical acoustic lens.

内部に凹面穴をもちかつ、その凹面穴の頂点部が円筒状
に貫通した部分金偏えだ2つの治具11に45図(a)
に示すように対向δせて固定する。つぎに第5図(b)
に示すように所間形状が正方形の角柱を中子12として
使用し、治具内に挿入する。つぎに治具11と中子12
との間に設けられた空間に第5図(C)に示すように音
響レンズ材として最適な物質、たとえばシリコンゴム1
3とを流しこんで硬化させる。
Figure 45(a) shows the two jigs 11 that have a concave hole inside and the apex of the concave hole penetrates in a cylindrical shape.
As shown in , they are fixed so that they are facing each other δ. Next, Figure 5(b)
As shown in the figure, a square pillar is used as the core 12 and inserted into the jig. Next, jig 11 and core 12
As shown in FIG. 5(C), in the space provided between the
Pour and harden.

シリコンゴム13が、充分硬化後、治具11及び中子1
2を分解して、シリコンゴム13′にとりだすと、第5
図(d)のような形状となる。これ全成形すると、第5
図(e)に示すようなシリコンゴムでできた球状レンズ
14を作ることができる。この球状レンズ14の内部は
、411Mの平面をもっている。
After the silicone rubber 13 has sufficiently hardened, the jig 11 and the core 1
When 2 is disassembled and taken out on silicone rubber 13', the 5th
The shape will be as shown in figure (d). If this is all molded, the 5th
A spherical lens 14 made of silicone rubber as shown in Figure (e) can be made. The inside of this spherical lens 14 has a plane of 411M.

、  この平面部にそれぞれ第6図に示すように圧電振
動子15を接着すると、各圧電振動子15の前面には球
面レンズが取りつけられた状態となり、圧電振動子15
から放射される超音波は、その前方の所定位置において
1点に集束することが可能な超音波探触子を実現するこ
とができる。なお、第6図(a)及び(b)はそれぞれ
断面図及び平面図でるる。
, When piezoelectric vibrators 15 are adhered to each of these flat parts as shown in FIG. 6, a spherical lens is attached to the front surface of each piezoelectric vibrator 15, and the piezoelectric vibrator 15
An ultrasonic probe can be realized in which the ultrasonic waves emitted from the probe can be focused on one point at a predetermined position in front of the probe. Note that FIGS. 6(a) and 6(b) are a sectional view and a plan view, respectively.

第7図は、上述のような工程を経て完成した超音波探触
子の実装上の形状を示したものである。
FIG. 7 shows the mounted shape of the ultrasonic probe completed through the steps described above.

第7図(a)及び(b)はそれぞれVIfr面図及び平
面図である。図においてケース20の内部に圧電振動子
15奮装着した球面レンズ14を押え金具16により両
端より押えつける。押え金具16にはその中心部に回転
軸17が貫通しており、その先端は軸受19により固定
ちれており、他端部は軸受18により支持されている。
FIGS. 7(a) and 7(b) are a VIfr side view and a plan view, respectively. In the figure, a spherical lens 14 with a piezoelectric vibrator 15 mounted inside a case 20 is pressed down from both ends with a holding fitting 16. A rotating shaft 17 passes through the center of the presser metal fitting 16, and its tip is fixed by a bearing 19, and the other end is supported by a bearing 18.

このような構成において、回転軸17’((一回転する
と圧電素子15は同じく回転する。
In such a configuration, the piezoelectric element 15 also rotates when the rotating shaft 17' rotates once.

ケース20は、超音波が通過するのになんら支障をきた
さない物質、たとえばマイラー等?成形して作成したも
のとすればよく、その内部に超音波伝播媒質21?!−
充填することにより圧電素子から放射される超音波は、
損失することなく、ケース外部に伝播させることができ
る。
Is the case 20 made of a material that does not cause any hindrance to the passage of ultrasonic waves, such as mylar? It may be made by molding, and the ultrasonic propagation medium 21? ! −
The ultrasonic waves emitted from the piezoelectric element by filling the
It can be propagated outside the case without loss.

以上は、治具11が完全球面について述べたが、集点位
1fを調節するために曲率音度えてもよい。
Although the jig 11 has been described above as a perfect spherical surface, the degree of curvature may be adjusted in order to adjust the convergence point 1f.

いずれの方法にしろ、上述の方法で作成した超音波探触
子では、圧電振動子の前面には必ず球面音響レンズが装
着しており、超音波ビーム全一点に集束することができ
る。
Regardless of the method, in the ultrasonic probe produced by the above method, a spherical acoustic lens is always attached to the front surface of the piezoelectric vibrator, and the ultrasonic beam can be focused on a single point.

′また、説明の都合上中子12の断面が、正方形につい
て述べたが、必ずしも、正方形である必要はなく、三角
形、五角形、六角形・・・など多角形でおっても、それ
ぞれには、必ず球面音響レンズが位置する構造となるこ
とは勿論である。
'Furthermore, for convenience of explanation, the cross section of the core 12 has been described as being square, but it does not necessarily have to be a square, and even if it is a polygon such as a triangle, pentagon, hexagon, etc. Of course, the structure always includes a spherical acoustic lens.

また板状の圧電素子について述べたがアレイ状および2
次元配列された圧電素子についても同一効果となる。
In addition, although plate-shaped piezoelectric elements have been described, array-shaped and two-dimensional
The same effect can be obtained with dimensionally arranged piezoelectric elements.

以上の様な構造上もつ超音波探触子の利用面としては内
視鏡としての応用が考えられる。
One possible use of the ultrasonic probe with the structure described above is as an endoscope.

第8図は、本発明による超音波探触子と固体撮像素子と
を組合せた内視鏡の例を示しだものである。先端部に光
学レンズ24と屈折液25により、観察像全固体撮像素
子22の面上に結像されるように構成された固体撮像装
置22を装備し、その後部に第7図で述べた構成の超音
波探触子部を配置する。この超音波探触子部は走査駆動
部23により所定の方向に一定回転するようになってい
る。
FIG. 8 shows an example of an endoscope that combines an ultrasound probe and a solid-state imaging device according to the present invention. A solid-state imaging device 22 configured to form an observation image on the surface of an all-solid-state imaging device 22 is equipped at the tip with an optical lens 24 and a refractive liquid 25, and the configuration described in FIG. 7 is installed at the rear thereof. Place the ultrasonic probe section. This ultrasonic probe section is configured to rotate at a constant rate in a predetermined direction by a scanning drive section 23.

上述のような構成の内視鏡を用いると、臓器表面の形態
観察は、固体撮像管により光学的に観察し、内部は超音
波像により観察できると云う利点がらり診断への信頼性
が一段と向上する。
Using an endoscope with the above configuration has the advantage that the morphology of the surface of an organ can be observed optically using a solid-state image pickup tube, while the inside can be observed using ultrasound images, further improving the reliability of diagnosis. do.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は超音波診断装置の概略構成図、第2区は超音波
探触子の走査法全説明する図、第3図はf’1lllレ
ンズの形状のちがいによる超音波の集束状態全説明する
図、第4図は複数本の集束超音波ビームを放射する状態
を説明する図、第5図は球面音響レンズの製作法全説明
する図、第6図は球面音響レンズに圧電素子を取りつけ
た状態金示す図、第7図は球面音響レンズ付、超音波探
触子の内視鏡への実装図、第8図は超音波探触子と固体
撮像素子と全組合せた内視鏡金示す図である。 代理人 弁理士 薄田利へ 宴  1  国 %Z  図 (仄) 第 3  図 (幻 (b) ど′ \ 第 4 図 (^) 0 〒 4 図 (シ) ′f]5 (久〕 <b) 11′ノ 1? 第5図 15     6       図 (θ5)                     
                  (プ乙)5
Figure 1 is a schematic diagram of the ultrasonic diagnostic equipment, Section 2 is a diagram explaining the scanning method of the ultrasound probe, and Figure 3 is a complete explanation of the focusing state of ultrasound due to the different shapes of the f'1ll lens. Figure 4 is a diagram explaining the state in which multiple focused ultrasonic beams are emitted, Figure 5 is a diagram explaining the entire manufacturing method of a spherical acoustic lens, and Figure 6 is a diagram showing how a piezoelectric element is attached to a spherical acoustic lens. Figure 7 shows the endoscope with a spherical acoustic lens and an ultrasonic probe mounted on the endoscope. Figure 8 shows the endoscope in which the ultrasonic probe and solid-state image sensor are fully assembled. FIG. Agent Patent Attorney Toshi Usuda 1 Country%Z Figure (廄) Figure 3 (Illusion (b) Do' \ Figure 4 (^) 0 〒 4 Figure (shi) 'f] 5 (ku) <b) 11' no 1? Fig. 5 15 6 (θ5)
(Puotsu) 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数個の超音波放射面が二次元曲面内に配置され、
該放射面が、該曲面に正対しながら運動することを特徴
とした超音波探触子。 2、特許請求の範囲第1項1j己載の探触子を液体容器
中に保持すること’fc iP−”f徴とする超音波探
触子。
[Claims] 1. A plurality of ultrasonic radiation surfaces are arranged within a two-dimensional curved surface,
An ultrasonic probe characterized in that the radiation surface moves while directly facing the curved surface. 2. Claim 1. 1j An ultrasonic probe having a feature of holding the self-contained probe in a liquid container.
JP1002582A 1982-01-27 1982-01-27 Ultrasonic probe Pending JPS58127642A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1002582A JPS58127642A (en) 1982-01-27 1982-01-27 Ultrasonic probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1002582A JPS58127642A (en) 1982-01-27 1982-01-27 Ultrasonic probe

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JPS58127642A true JPS58127642A (en) 1983-07-29

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ID=11738852

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JP1002582A Pending JPS58127642A (en) 1982-01-27 1982-01-27 Ultrasonic probe

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JP (1) JPS58127642A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61244335A (en) * 1985-04-23 1986-10-30 株式会社島津製作所 Probe through rectum
JPS63264048A (en) * 1987-04-21 1988-10-31 オリンパス光学工業株式会社 Ultrasonic endoscopic apparatus
JPH0357441A (en) * 1989-07-27 1991-03-12 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic endoscope
JPH0454949A (en) * 1990-06-25 1992-02-21 Fuji Photo Optical Co Ltd Ultrasonic inspector

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