JPS5845551A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS5845551A JPS5845551A JP14327281A JP14327281A JPS5845551A JP S5845551 A JPS5845551 A JP S5845551A JP 14327281 A JP14327281 A JP 14327281A JP 14327281 A JP14327281 A JP 14327281A JP S5845551 A JPS5845551 A JP S5845551A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elements
- intermediate layer
- acoustic impedance
- piezoelectric elements
- probe
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of 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】
本発明線、同一探触子により複数の異なる周波数の超音
波を送受信する超音波探触子に関する。
波を送受信する超音波探触子に関する。
従来、超音波診断装置等に使用する探触子轄第１図に示
すように単一〇圧電素子３、その電極２ａｅ２ｂｓ音響
整合層１、およびバッキング材４を備え、単一の中心周
波数およびその周辺の帯域の超音波（高調波もあるが、
こ＼では言及しない）を送信及び又は受信するものが一
般的でありた。
すように単一〇圧電素子３、その電極２ａｅ２ｂｓ音響
整合層１、およびバッキング材４を備え、単一の中心周
波数およびその周辺の帯域の超音波（高調波もあるが、
こ＼では言及しない）を送信及び又は受信するものが一
般的でありた。
実線矢印は超音波送信、点線矢印は同受信を示す。
然しなから超音波診断装置により検査される生体つｔｐ
被検体の超音波透過波および反射波は超音波の周波数に
より異なり、同一時刻、場所における異なる周波数の超
音波の透過波、反射波についてＯ測定データ社被検体の
性状゛に関す°る有用な情報を与えると期“待されてい
る。
被検体の超音波透過波および反射波は超音波の周波数に
より異なり、同一時刻、場所における異なる周波数の超
音波の透過波、反射波についてＯ測定データ社被検体の
性状゛に関す°る有用な情報を与えると期“待されてい
る。
複数周波数の超音波を送受信する探触子は簡単に′社異
な一周波数の超音波を送受信する圧電素子を並設して構
成できるが、か＼るものでＩＩｉ轟然音源韓平面的にず
れている。音源を１つに対するには°圧電素子を積層す
る必要があるが、同じ材料の素子複数個を積層するとそ
れらは一体として振動する。従うて動作周波数は単一と
なってしまう。
な一周波数の超音波を送受信する圧電素子を並設して構
成できるが、か＼るものでＩＩｉ轟然音源韓平面的にず
れている。音源を１つに対するには°圧電素子を積層す
る必要があるが、同じ材料の素子複数個を積層するとそ
れらは一体として振動する。従うて動作周波数は単一と
なってしまう。
音響インピーダンスが異なる異種圧電素′−ｆ−を積層
すると、複数周波数で動作する探触子が得られる。
すると、複数周波数で動作する探触子が得られる。
しかしこの塁の探触子では、放射側に厚みをλＶ４にし
た第１の圧電素子を置いて中心周波数ｆ１で動作させ（
λ＊ｄｈの第１の圧電素子中での波長）、背面側に中心
周波数ｆ３で動作する！２の圧電素子を置く場合を想定
すると、第２の圧電素子から効率よく超音波を放射する
ために第１の圧電素子嬬ｇ２の圧電素子の音響整合層と
なることが望ましいからＭ２の周波数りでも整合がとれ
ることｔ要し、これは必然的に：ｈ”−ｈとしてしまう
０例えば第２図に示すように第１の圧電素子としてロッ
シェル塩からなり、厚み［ｌＬ３２ｍ、λ／２共振周波
数！！ｔ ＯＭＨ篤、音響インピーダンス４５Ｘ１Ｑ＠
Ｋｔ／＊♂、畠、音速５１６ｒＪｗａ／ｍの素子３を、
また１１２の圧電素子としてＰｚＴからなり、厚みａ４
５ｍｍ、λ／２共振周波数５．０ ＭＨｚ 、音響イン
ピーダンス５２．０Ｘ１０６〜／ｍｌ膠、音速４３００
論／膳の素子５を用−、バッキング材４に拡音響インピ
ーダンス３１１０Ｘ１０”ｈ／ｄ、 ＠ （）真ちゅう
を用＾た探触子て性、中心周波数近傍の送受信帯域は第
４図に示す如く殆んど同じものになる。
た第１の圧電素子を置いて中心周波数ｆ１で動作させ（
λ＊ｄｈの第１の圧電素子中での波長）、背面側に中心
周波数ｆ３で動作する！２の圧電素子を置く場合を想定
すると、第２の圧電素子から効率よく超音波を放射する
ために第１の圧電素子嬬ｇ２の圧電素子の音響整合層と
なることが望ましいからＭ２の周波数りでも整合がとれ
ることｔ要し、これは必然的に：ｈ”−ｈとしてしまう
０例えば第２図に示すように第１の圧電素子としてロッ
シェル塩からなり、厚み［ｌＬ３２ｍ、λ／２共振周波
数！！ｔ ＯＭＨ篤、音響インピーダンス４５Ｘ１Ｑ＠
Ｋｔ／＊♂、畠、音速５１６ｒＪｗａ／ｍの素子３を、
また１１２の圧電素子としてＰｚＴからなり、厚みａ４
５ｍｍ、λ／２共振周波数５．０ ＭＨｚ 、音響イン
ピーダンス５２．０Ｘ１０６〜／ｍｌ膠、音速４３００
論／膳の素子５を用−、バッキング材４に拡音響インピ
ーダンス３１１０Ｘ１０”ｈ／ｄ、 ＠ （）真ちゅう
を用＾た探触子て性、中心周波数近傍の送受信帯域は第
４図に示す如く殆んど同じものになる。
そζで本発明では積層する圧電素子の間に中間層を設は
九。このようＫすると各素子の中心局波数を変化させ、
分離する効果から、複数の中心周波数およびその周囲の
周波数帯域において高い感度含有する超音波探触子を提
供することができる。
九。このようＫすると各素子の中心局波数を変化させ、
分離する効果から、複数の中心周波数およびその周囲の
周波数帯域において高い感度含有する超音波探触子を提
供することができる。
第３１１にその実施例を示す。第３図で３及び５は第１
、第２の圧電素子であり、材質等を含む諸元紘第２図の
それと同じである。６はこれらの圧電素子の間に介挿し
た中間層であり、本例では材質社タングステン（Ｗ）入
りエポキシ樹脂、音響インピーダンスは７． ＯＸ ｉ
Ｏ＠に／シー１音速は２０００１′ｍ、厚みａ１２ｍ
、λ／２共振周波数はａＯＭＨｚである。
、第２の圧電素子であり、材質等を含む諸元紘第２図の
それと同じである。６はこれらの圧電素子の間に介挿し
た中間層であり、本例では材質社タングステン（Ｗ）入
りエポキシ樹脂、音響インピーダンスは７． ＯＸ ｉ
Ｏ＠に／シー１音速は２０００１′ｍ、厚みａ１２ｍ
、λ／２共振周波数はａＯＭＨｚである。
４〜４は素子＆５の電極リード線を示す・この素子０送
受（ｌＩＩ＃性を第５図に示す。この第ＳＳから明らか
なように本探触子では中心周波数＆５ＭＨｚとｔ４ＭＨ
ｓ０２馬波で動作で電液。また第４図と比較すれば明ら
かなように中間層挿入社放射側の素子ｓＯ中心周波数と
、背面側の素子５の中心局波数とを分離する効果がある
。
受（ｌＩＩ＃性を第５図に示す。この第ＳＳから明らか
なように本探触子では中心周波数＆５ＭＨｚとｔ４ＭＨ
ｓ０２馬波で動作で電液。また第４図と比較すれば明ら
かなように中間層挿入社放射側の素子ｓＯ中心周波数と
、背面側の素子５の中心局波数とを分離する効果がある
。
１１６図は中間層６に同じ材料ではあるが厚みα２５諺
、λ／２共振周波数は４．ＯＭＨｚのものを用いて試験
した結果を示す。第１、第２素子５．５の中心周波数は
３１．１．５ＭＨｇ Ｋ下るが、中ＩＩｉす同様に両者
社分離され２周波での動作が可能になる。第７図は中間
層６を厚みａ１３霧、λ／２共振周波数７．５ ＭＨｚ
として測定した結果會示し、この場合は放射側素子３の
中心周波数社４．３ＭＨｚ Ｋ、また背面側の素子のそ
れＢ １．８ Ｍｕｓ Ｋ上り、中は９２周波での動作
が可能である。
、λ／２共振周波数は４．ＯＭＨｚのものを用いて試験
した結果を示す。第１、第２素子５．５の中心周波数は
３１．１．５ＭＨｇ Ｋ下るが、中ＩＩｉす同様に両者
社分離され２周波での動作が可能になる。第７図は中間
層６を厚みａ１３霧、λ／２共振周波数７．５ ＭＨｚ
として測定した結果會示し、この場合は放射側素子３の
中心周波数社４．３ＭＨｚ Ｋ、また背面側の素子のそ
れＢ １．８ Ｍｕｓ Ｋ上り、中は９２周波での動作
が可能である。
第１、篤２の圧電素子の材質は、共に圧電セッζ、夕、
圧電セラｔｖりと高分子圧電体、共に高分子圧電体、な
どの任意の組合せでよい。
圧電セラｔｖりと高分子圧電体、共に高分子圧電体、な
どの任意の組合せでよい。
また圧電素子拡各々複数層からなる積層型のものでもよ
く、ま九各圧電素子Ｏ有効開口を異ならせる、及び各圧
電素子を任意０セグメントに分割してアレイ又社環状素
子とすることはいずれも可能である。第１、第２の圧電
素子および中間層の音響インピーダンス社背面側から放
射側へ順次小として放射媒体の音響インピーダンスに近
づくようにするとよい。
く、ま九各圧電素子Ｏ有効開口を異ならせる、及び各圧
電素子を任意０セグメントに分割してアレイ又社環状素
子とすることはいずれも可能である。第１、第２の圧電
素子および中間層の音響インピーダンス社背面側から放
射側へ順次小として放射媒体の音響インピーダンスに近
づくようにするとよい。
１Ｍ６図は探触子の送受信回路を示す、１０は送信繰り
返し周液数を決定するクロックの発生器、１２は送信パ
ラ−制御回路で波形発生５１１４および電力増幅＠１６
からなる。波形発生器１４は中心局波数／ｌ −Ｉｓ
Ｋ強いスペクトルを持つパルス技を発生し、増幅器１６
はこれを増幅する。圧電素子ＳシよびＳはそｏｇ＊電力
対超音波出力臀性が必らずしも同一ではな−が、これは
駆動電力で補うことができ（低出力のものＫは大電力を
加えて均一化する）、この補償機能は電力増＠１ｉ１４
に持九せることがで龜る。ｉａ＃′ｉインピーダンス変
換器で圧電素子と増幅器１６の各インピーダンスの整合
ｔとる。 Ｉ、ｔ、Ｌｍ素子ＩＩｉ！、５に直列もしく
ａ並列−挿入され、−は素子３と共に共振周波数がｆＩ
Ｋなるように、を九−は素子５と共に共振周液数がｌｌ
Ｋなるようにする。素子３．５の駆動経路は１４− Ｂ
Ｗ −１８−ｋ −３−Ｏｓおよび１６−ＩＷ−１８−
Ｉ、、−５−Ｇである。スイッチ８Ｗを一両下方へ切換
えると受信モードとなり、素子３．５の受信出力が受暮
増幅器２０に加わる。この増幅器２ＯＫも前述の補償機
能を持九せておくとよい。
返し周液数を決定するクロックの発生器、１２は送信パ
ラ−制御回路で波形発生５１１４および電力増幅＠１６
からなる。波形発生器１４は中心局波数／ｌ −Ｉｓ
Ｋ強いスペクトルを持つパルス技を発生し、増幅器１６
はこれを増幅する。圧電素子ＳシよびＳはそｏｇ＊電力
対超音波出力臀性が必らずしも同一ではな−が、これは
駆動電力で補うことができ（低出力のものＫは大電力を
加えて均一化する）、この補償機能は電力増＠１ｉ１４
に持九せることがで龜る。ｉａ＃′ｉインピーダンス変
換器で圧電素子と増幅器１６の各インピーダンスの整合
ｔとる。 Ｉ、ｔ、Ｌｍ素子ＩＩｉ！、５に直列もしく
ａ並列−挿入され、−は素子３と共に共振周波数がｆＩ
Ｋなるように、を九−は素子５と共に共振周液数がｌｌ
Ｋなるようにする。素子３．５の駆動経路は１４− Ｂ
Ｗ −１８−ｋ −３−Ｏｓおよび１６−ＩＷ−１８−
Ｉ、、−５−Ｇである。スイッチ８Ｗを一両下方へ切換
えると受信モードとなり、素子３．５の受信出力が受暮
増幅器２０に加わる。この増幅器２ＯＫも前述の補償機
能を持九せておくとよい。
以上説明し丸ように本発１ｊＫよれば中間層６つｉｆｆ
音響的分離層を設けると−う簡単な手段により積層した
複数の圧電素子をそれ（九所望の周波数で送受信させる
ことができ、甚だ有効である。
音響的分離層を設けると−う簡単な手段により積層した
複数の圧電素子をそれ（九所望の周波数で送受信させる
ことができ、甚だ有効である。
第１図およびＮ２図は探触子の例を示す説明図、第３図
は本発明の実施例を示す説ｌｌ１１！１％露４図〜第７
図は特性を示すグラフ、第８１１は送受信回路図である
。 図面で５．５は圧電素子、６Ｆｉ中間層、４はパ、中ン
グ材、１は圧電素子保護膜である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁塩士 實 柳 稔第１図 第２図
は本発明の実施例を示す説ｌｌ１１！１％露４図〜第７
図は特性を示すグラフ、第８１１は送受信回路図である
。 図面で５．５は圧電素子、６Ｆｉ中間層、４はパ、中ン
グ材、１は圧電素子保護膜である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁塩士 實 柳 稔第１図 第２図
Claims (1)
- （１）複数の圧電素子を積層して複数周波数の超音波を
送受信可能とした超音波探触子にお−で、該複数の圧電
素子の間に中ｉ層を設けたことを特徴とする超音波探触
子。 （り中間層がその両側の圧電素子とは異なる音響インピ
ーダンスを持ち、かつ皺中間層および、圧電素子の音響
インピーダンスは背面側のものから放射面側の４４ＤＫ
移るに従りて徐々に放射媒体の音響インピーダンスに近
づくように配列されたことを特徴とする特許請求の範！
！ｉｇ１項記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327281A JPS5845551A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327281A JPS5845551A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5845551A true JPS5845551A (ja) | 1983-03-16 |
Family
ID=15334886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14327281A Pending JPS5845551A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845551A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003013360A1 (fr) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Ai Technology,Inc. | Ultrasonographe |
| WO2004064643A1 (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Hitachi Medical Corporation | 超音波深触子及び超音波診断装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535920A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-13 | Tatsukazu Oiwa | Drinking water conditioning-treating apparatus |
-
1981
- 1981-09-11 JP JP14327281A patent/JPS5845551A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535920A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-13 | Tatsukazu Oiwa | Drinking water conditioning-treating apparatus |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003013360A1 (fr) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Ai Technology,Inc. | Ultrasonographe |
| WO2004064643A1 (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Hitachi Medical Corporation | 超音波深触子及び超音波診断装置 |
| CN100450444C (zh) * | 2003-01-23 | 2009-01-14 | 株式会社日立医药 | 超声波探头与超声波诊断设备 |
| JP2009101213A (ja) * | 2003-01-23 | 2009-05-14 | Hitachi Medical Corp | 超音波診断装置 |
| US7678054B2 (en) | 2003-01-23 | 2010-03-16 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnosing device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5856320B2 (ja) | 超音波変換器 | |
| US4356422A (en) | Acoustic transducer | |
| US5757104A (en) | Method of operating an ultransonic piezoelectric transducer and circuit arrangement for performing the method | |
| US5598051A (en) | Bilayer ultrasonic transducer having reduced total electrical impedance | |
| CN101262960A (zh) | 双频带超声换能器阵列 | |
| GB2486680A (en) | Ultrasonic or acoustic transducer that supports two or more frequencies | |
| JP2003125494A (ja) | イメージング・システムの分解能を高める超音波トランスデューサ | |
| JPWO2009069379A1 (ja) | 超音波探触子および該製造方法ならびに超音波診断装置 | |
| JP2023502230A (ja) | 超音波トランスデューサ、バッキング構造体及び関連する方法 | |
| AU640067B2 (en) | Ultrasonic electroacoustic transducer | |
| Lau et al. | Multiple matching scheme for broadband 0.72 Pb (Mg1/3Nb2/3) O3− 0.28 PbTiO3 single crystal phased-array transducer | |
| CN105127081B (zh) | 一种宽频超声换能器制备方法及信号发送方法 | |
| CN204933926U (zh) | 一种新型超声换能器 | |
| US5446333A (en) | Ultrasonic transducers | |
| Platte | PVDF ultrasonic transducers | |
| JP2012114713A (ja) | 超音波プローブ | |
| JPS5845551A (ja) | 超音波探触子 | |
| EP1849195A2 (en) | Multi-layer gas matrix piezoelectric composite transducer | |
| EP2549273B1 (en) | Ultrasonic probe using rear-side acoustic matching layer | |
| JPS61253873A (ja) | 圧電セラミツク材料 | |
| Silva et al. | Development of a high-power multilayer PVDF acoustic projector for 40 to 80 kHz band | |
| JPS6341022B2 (ja) | ||
| TWI825946B (zh) | 二維超音波換能器及其製造方法 | |
| TWI791376B (zh) | 波形改善方法及超音波換能器 | |
| Huynh et al. | Sources of 2 nd Harmonic Generation in a Medical Ultrasound Probe |