JPS58190756A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
- Publication number
- JPS58190756A JPS58190756A JP57072792A JP7279282A JPS58190756A JP S58190756 A JPS58190756 A JP S58190756A JP 57072792 A JP57072792 A JP 57072792A JP 7279282 A JP7279282 A JP 7279282A JP S58190756 A JPS58190756 A JP S58190756A
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- JP
- Japan
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- electrode
- signal wire
- unit
- signal
- electret
- 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.)
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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
- G01N29/2406—Electrostatic or capacitive probes, e.g. electret or cMUT-probes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/0292—Electrostatic transducers, e.g. electret-type
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、超音波装置の技術分野に属し、さらに、超
音波を送受波する超音波送受波器に関する。
音波を送受波する超音波送受波器に関する。
従来の超音波送受波器には、一般に、ｐｚｒ （チタン
ジルコン酸鉛） 、ＢａＴｉ０い水晶等の無機圧電体が
使用されている。この種の電極分割型超音波送受波器に
おいては、支持体上に背面電極兼背面反射体および表面
電極により無惨圧電体を挾むようにして、無機圧′酸体
を形成している。特に電極を微細に分割するには、少な
くとも表面電極と無惨圧電体とを研摩し、かつ、機械的
に切溝を入れて分割を行ない、さらにこの切溝中に電気
的な絶縁性および吸音性のある絶縁物をスペーサとして
充填している。
ジルコン酸鉛） 、ＢａＴｉ０い水晶等の無機圧電体が
使用されている。この種の電極分割型超音波送受波器に
おいては、支持体上に背面電極兼背面反射体および表面
電極により無惨圧電体を挾むようにして、無機圧′酸体
を形成している。特に電極を微細に分割するには、少な
くとも表面電極と無惨圧電体とを研摩し、かつ、機械的
に切溝を入れて分割を行ない、さらにこの切溝中に電気
的な絶縁性および吸音性のある絶縁物をスペーサとして
充填している。
しかしながら、無機圧電体を使用した超音波送受波器は
、圧電体が著しく固く、かつ、脆いために研磨に細心の
注意を払わねばならず、その割には所定の寸法精度を得
ることが困難である。さらに、焼き固めの工程や微細に
分割する工程において、圧電体に割れや欠損が入り易く
、歩留りを向上させるのが困難であった。さらには、分
割した各圧電体の周波数特性や効率などを均一にするた
めに、圧電体の厚みや圧電性付与条件を均一にしなけれ
ばならないのであるが、実際にはこのような事柄は困難
である。 ゛ 〔発明の目的〕 この発明は前記事情に鑑みてなされたものであリ、無機
圧電体を使用することなく、軽重がっ小型の、操作性の
優れた超音波送受波器を提供することを目的とするもの
である。
、圧電体が著しく固く、かつ、脆いために研磨に細心の
注意を払わねばならず、その割には所定の寸法精度を得
ることが困難である。さらに、焼き固めの工程や微細に
分割する工程において、圧電体に割れや欠損が入り易く
、歩留りを向上させるのが困難であった。さらには、分
割した各圧電体の周波数特性や効率などを均一にするた
めに、圧電体の厚みや圧電性付与条件を均一にしなけれ
ばならないのであるが、実際にはこのような事柄は困難
である。 ゛ 〔発明の目的〕 この発明は前記事情に鑑みてなされたものであリ、無機
圧電体を使用することなく、軽重がっ小型の、操作性の
優れた超音波送受波器を提供することを目的とするもの
である。
前記目的を達成するためのこの発明の概要は、信号線の
外周を被覆した高分子エレクトレットの外表面一部に接
地電極を形成してなる少なくとも１個の単位振動素子を
有し、前記信号線に励振パルスを印加することにより接
地電極面で超音波の送受波を可能にし、たことを特徴と
するものである。
外周を被覆した高分子エレクトレットの外表面一部に接
地電極を形成してなる少なくとも１個の単位振動素子を
有し、前記信号線に励振パルスを印加することにより接
地電極面で超音波の送受波を可能にし、たことを特徴と
するものである。
この発明の一実施例について図面をｈ照しながら説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図および第２図
はこの発明の一実施例における単位振動素子を示す斜視
図である。
はこの発明の一実施例における単位振動素子を示す斜視
図である。
第１図に示すように、超音波送受波器１は、少なくとも
置体２の身体当接面２Ａの表０Ｉｌｌ Ｋ円筒形の他数
本の単位撮動素子３をアレイ状に配列し、配列した単位
振動素子３の背面にはさらに吸音のための図示しないバ
ンキング材を装着するようにして構成される。なお、身
体当接面２Ａの裏側と複数本の単位撮動素子６の超音波
発射面との間にハ、必要ニ応じて、音蕃インピーダンス
（７）−ｒッチングをとるために音響整合層を適宜に介
在させてもよい。また、筺体２の身体当接面２／４には
、分解能を高めるために音響レンズを装着してもよい。
置体２の身体当接面２Ａの表０Ｉｌｌ Ｋ円筒形の他数
本の単位撮動素子３をアレイ状に配列し、配列した単位
振動素子３の背面にはさらに吸音のための図示しないバ
ンキング材を装着するようにして構成される。なお、身
体当接面２Ａの裏側と複数本の単位撮動素子６の超音波
発射面との間にハ、必要ニ応じて、音蕃インピーダンス
（７）−ｒッチングをとるために音響整合層を適宜に介
在させてもよい。また、筺体２の身体当接面２／４には
、分解能を高めるために音響レンズを装着してもよい。
第１図において、４で示すのは、各単位振動素子３を駆
動するための駆動パルス信号および各単位振動素子乙に
より受波したエコー信号を伝送する信号線である。また
、５で示すのは信号線４を介して各単位振動素子６を一
定の遅延時間をもって励振するためのパルサを含む駆動
制御部である。
動するための駆動パルス信号および各単位振動素子乙に
より受波したエコー信号を伝送する信号線である。また
、５で示すのは信号線４を介して各単位振動素子６を一
定の遅延時間をもって励振するためのパルサを含む駆動
制御部である。
単位撮動素子６は、第２図に示すように、信号線４と、
少なくともその先端部から所足長さまでの信号線４の外
８ｆ被覆する高分子エレクトレット６と、高分子エレク
トレット６の外周面に形成した畦惨７と、アースされた
シールド線８と、電極７およびシールド線８を電気的に
接続する接続ライン９とを具備する。
少なくともその先端部から所足長さまでの信号線４の外
８ｆ被覆する高分子エレクトレット６と、高分子エレク
トレット６の外周面に形成した畦惨７と、アースされた
シールド線８と、電極７およびシールド線８を電気的に
接続する接続ライン９とを具備する。
信号線４としては、多数の細い電線よりなるケーブルで
あっても、また、一本の心線であってもよく、要するに
、駆動パルス信号およびエコー信号を電気的に伝達する
ことができるものであればよい。
あっても、また、一本の心線であってもよく、要するに
、駆動パルス信号およびエコー信号を電気的に伝達する
ことができるものであればよい。
高分子エレクトレット６は、分極処理により圧電性を発
現した有極性高分子である。分極処理きしては、公知の
方法が挙げられ、たとえば、有極性高分子を軟化点また
は溶融温度にまで加熱し、た後、直流高電圧を加えなが
ら冷却する熱エレクトレツト法、固体状の有極性高分子
の表面に室温でコロナ放電をし、あるいは絶縁破壊寸前
の直流＾電圧パルスを印加するエレクトロエレクトレッ
ト法、有極性高分子にガンマ線や電子紛ヲ煕射するラジ
オエレクトレット法および有極性高分子の力１１圧塑性
変形の際の剪断応力により分子を配回させるメカノエレ
クトレット法等が挙けられる。この発明においては、た
とえば押出し機を由いて信号、１１４に高分子エレクト
レツト６を被覆するので、熱エレクトレツト法、ラジオ
エレクトレット法、メカノエレクトレット法およびこれ
らの組合せにより分極処理するのが好ましい。この発明
における高分子エレクトレット６として有用な有極性高
分子としては、たとえば、ポリぶつ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ ）およびその共重合体、ポリ−４−ぶつ化エチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ナイロン等が挙げられ、特にふっ
素を結合して分子内双極子を有するＰＶＤＦのようなポ
リマーが好ましい。高分子エレクトレット６による信号
線４への被覆は、少なくとも、超音波発射に必要な信号
線４の部分になされておればよく、超音波発射部分を除
く信号線４の部位については、他の高分子絶縁材で被覆
しておいてもよい。
現した有極性高分子である。分極処理きしては、公知の
方法が挙げられ、たとえば、有極性高分子を軟化点また
は溶融温度にまで加熱し、た後、直流高電圧を加えなが
ら冷却する熱エレクトレツト法、固体状の有極性高分子
の表面に室温でコロナ放電をし、あるいは絶縁破壊寸前
の直流＾電圧パルスを印加するエレクトロエレクトレッ
ト法、有極性高分子にガンマ線や電子紛ヲ煕射するラジ
オエレクトレット法および有極性高分子の力１１圧塑性
変形の際の剪断応力により分子を配回させるメカノエレ
クトレット法等が挙けられる。この発明においては、た
とえば押出し機を由いて信号、１１４に高分子エレクト
レツト６を被覆するので、熱エレクトレツト法、ラジオ
エレクトレット法、メカノエレクトレット法およびこれ
らの組合せにより分極処理するのが好ましい。この発明
における高分子エレクトレット６として有用な有極性高
分子としては、たとえば、ポリぶつ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ ）およびその共重合体、ポリ−４−ぶつ化エチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ナイロン等が挙げられ、特にふっ
素を結合して分子内双極子を有するＰＶＤＦのようなポ
リマーが好ましい。高分子エレクトレット６による信号
線４への被覆は、少なくとも、超音波発射に必要な信号
線４の部分になされておればよく、超音波発射部分を除
く信号線４の部位については、他の高分子絶縁材で被覆
しておいてもよい。
電極７は、信号′Ｍ４の外周を被覆する高分子エレクト
レツト６の外周面であって、信号線４の先端部から所定
長さまでの範囲の外周面上に、短冊状に形成される。電
極７は、蒸着、スパッタリング等により一様の厚みに形
成するのが好ましい。
レツト６の外周面であって、信号線４の先端部から所定
長さまでの範囲の外周面上に、短冊状に形成される。電
極７は、蒸着、スパッタリング等により一様の厚みに形
成するのが好ましい。
シールド線８は、信号線４の全ての外周を高分子エレク
トレット６で被覆するときは、電極７から離隔した部分
の高分子エレクトレット６外周に装着され、また、超音
波発射の必要のために信号線４の先端部から所定距離ま
での範囲を高分子エレクトレット６で信号１ｓ４の外周
を被覆し、信号線４の外周残部を他の高分子絶縁材で被
うするときはその高分子絶縁材の外周に装着され、電極
７とはたとえば電導性塗料で形成された接続ライン９で
電、気的に接続されると共に、接地されている。
トレット６で被覆するときは、電極７から離隔した部分
の高分子エレクトレット６外周に装着され、また、超音
波発射の必要のために信号線４の先端部から所定距離ま
での範囲を高分子エレクトレット６で信号１ｓ４の外周
を被覆し、信号線４の外周残部を他の高分子絶縁材で被
うするときはその高分子絶縁材の外周に装着され、電極
７とはたとえば電導性塗料で形成された接続ライン９で
電、気的に接続されると共に、接地されている。
なお、電極７を直接接地する方式を採用すると、シール
ド線８及び接続ライン９は必ずしも必要ではない。
ド線８及び接続ライン９は必ずしも必要ではない。
以上構成の単位振動素子６は、第１図に示すように、筺
体２内に、短冊状のｔ極７が並行に並ぶように配列され
るのであって、この配列の便宜のために適宜の形状に、
たとえば第２図に示すように先端部から所定の箇所を折
曲することによりＬ字状に形成されている。各単位振動
素子３のＬ字状先端部の反対倶１の他端部は、まとめて
筺体２工り引き出され、駆動制御部５に接続される。
体２内に、短冊状のｔ極７が並行に並ぶように配列され
るのであって、この配列の便宜のために適宜の形状に、
たとえば第２図に示すように先端部から所定の箇所を折
曲することによりＬ字状に形成されている。各単位振動
素子３のＬ字状先端部の反対倶１の他端部は、まとめて
筺体２工り引き出され、駆動制御部５に接続される。
次に、以上構成の超音波送受波器１の作用について述べ
る。駆動制御部５から、信号線４を介して、１ル劫パル
ス信号を出力すると、電極７に覆われた部分の高分子エ
レクトレット６が厚み振動を起シ１、電極７の形成面か
らその前方に超音波が発射される。また、反射超音波は
電極７の形成面で受ｅされ、信号線４にエコー信号を伝
えることとなる。
る。駆動制御部５から、信号線４を介して、１ル劫パル
ス信号を出力すると、電極７に覆われた部分の高分子エ
レクトレット６が厚み振動を起シ１、電極７の形成面か
らその前方に超音波が発射される。また、反射超音波は
電極７の形成面で受ｅされ、信号線４にエコー信号を伝
えることとなる。
駆動制御部５により、第１図に示すように配列叡ｊてい
る複数の単位振動素子６ｆ適当個数同時駆動すると共に
、１個ずつ単位振動素子６の駆動をずらしていくと、超
音波によるリニアスキャン金することができる。そして
、得られるエコー信号を増幅し、輝度変調することによ
り、図示しない表示装置により超音波像を表示すること
ができる。前記構成の超音波送受波器１で超音波を発射
し、エコー信号を受波して超音波像を表示する一連の装
置、方法につ、いては公知のものを採用することができ
るので、その詳細な説明を省略する。
る複数の単位振動素子６ｆ適当個数同時駆動すると共に
、１個ずつ単位振動素子６の駆動をずらしていくと、超
音波によるリニアスキャン金することができる。そして
、得られるエコー信号を増幅し、輝度変調することによ
り、図示しない表示装置により超音波像を表示すること
ができる。前記構成の超音波送受波器１で超音波を発射
し、エコー信号を受波して超音波像を表示する一連の装
置、方法につ、いては公知のものを採用することができ
るので、その詳細な説明を省略する。
以上、この発明の一実施例について詳述したが、この発
明は前記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で適宜に変形して実施することができる。
明は前記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で適宜に変形して実施することができる。
例えば前記第２図に示した単位振動素子だけを利用して
シングルビームプローブを構成することができることは
言う迄もない。
シングルビームプローブを構成することができることは
言う迄もない。
第２の実施例として、第６図に示すものが挙けられる。
第６図に示すように、超音波送受波器１は、前記第１の
実施例に用いたのと同様の構成を有する複数の単位振動
素子ろを、略円柱状のバンキング材１０の外周壁に、バ
ッキング材１０の中心線と単位振動素子３の中心線とが
並行となるように、密接に配置したものを、図示しない
円筒形のに体に収納して構成されている。第３図に示す
ような構造にすると、各単位振動素子６への駆動パルス
の与え方により、第３図に示す矢印方向にラジアルスキ
ャン可能なラジアルプローブを提供することができる。
実施例に用いたのと同様の構成を有する複数の単位振動
素子ろを、略円柱状のバンキング材１０の外周壁に、バ
ッキング材１０の中心線と単位振動素子３の中心線とが
並行となるように、密接に配置したものを、図示しない
円筒形のに体に収納して構成されている。第３図に示す
ような構造にすると、各単位振動素子６への駆動パルス
の与え方により、第３図に示す矢印方向にラジアルスキ
ャン可能なラジアルプローブを提供することができる。
さらに、第３の実施例として第４図に示すものが挙けら
れる。第４図に示すように、超音波送受波器１は、略円
柱状のバッキング材１０の端面に、各電極７が円墳状で
あり、かつ、各円環状の電極７が同一平面上に同心円状
に密接して配列されているように、複数の単位振動素子
３を配列したものを、図示しない円筒形の筐体に収納し
て、構成されている。第４図に示すような構造にすると
、各単位振動素子６への駆動パルスの与え方により、フ
ォーカスを有するシングルビーム発射可能のグローブを
提供することができる。
れる。第４図に示すように、超音波送受波器１は、略円
柱状のバッキング材１０の端面に、各電極７が円墳状で
あり、かつ、各円環状の電極７が同一平面上に同心円状
に密接して配列されているように、複数の単位振動素子
３を配列したものを、図示しない円筒形の筐体に収納し
て、構成されている。第４図に示すような構造にすると
、各単位振動素子６への駆動パルスの与え方により、フ
ォーカスを有するシングルビーム発射可能のグローブを
提供することができる。
この発明によると、信号線の外周に被覆した高分子エレ
クトレットの外表面に電極を形成してなる単位振動素子
多数を、適宜形状に折曲し、適宜の形状に配列するだけ
で、種々のモードのスキャンが可能な、軽量かつ小型の
超音波送受波器を提供することができる。特に、この発
明においては、単位振動素子を円筒形に構成すると、セ
クタスキャンの場合、無指向性のエコーを得ることがで
き、セクター角および超音波振動面の両端での感度低下
を防止することができる。また、この発明においては、
部品点数が少ないので、製造の際及び製品のコスト低減
を図ることができる。
クトレットの外表面に電極を形成してなる単位振動素子
多数を、適宜形状に折曲し、適宜の形状に配列するだけ
で、種々のモードのスキャンが可能な、軽量かつ小型の
超音波送受波器を提供することができる。特に、この発
明においては、単位振動素子を円筒形に構成すると、セ
クタスキャンの場合、無指向性のエコーを得ることがで
き、セクター角および超音波振動面の両端での感度低下
を防止することができる。また、この発明においては、
部品点数が少ないので、製造の際及び製品のコスト低減
を図ることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す一部切欠斜視図、第
２図は単位振動素子を示す斜楕図、第６図はこの発明の
第２の実施例を示す斜ネに図および第４図はこの発明の
第６の実施例を示す斜視図である。 １・・・超音波送受波器、２・・・筐体、ろ・・・単位
振動素子、４・・・信号線、５・・・駆動制御部、６・
・・高分子エレクトレット、７・・・電極、８・・・シ
ールド線、９・・・接続ライン、１０・・・パラキンク
材。 第３図 。 ≧
２図は単位振動素子を示す斜楕図、第６図はこの発明の
第２の実施例を示す斜ネに図および第４図はこの発明の
第６の実施例を示す斜視図である。 １・・・超音波送受波器、２・・・筐体、ろ・・・単位
振動素子、４・・・信号線、５・・・駆動制御部、６・
・・高分子エレクトレット、７・・・電極、８・・・シ
ールド線、９・・・接続ライン、１０・・・パラキンク
材。 第３図 。 ≧
Claims (1)
- 〜 信号線の外周を被覆した高分子エレクトレットの外
表面一部に接地電極を形成してなる少なくとも１個の単
位振動素子を有し、前記信号線に励振パルスを印加する
ことにより接地電ｍ面で超音波の送受波を可能にしたこ
とを特徴とする超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57072792A JPS58190756A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57072792A JPS58190756A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190756A true JPS58190756A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13499591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57072792A Pending JPS58190756A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190756A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01303136A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 体腔内超音波プローブ |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP57072792A patent/JPS58190756A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01303136A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 体腔内超音波プローブ |
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