JPS5917338A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JPS5917338A JPS5917338A JP12720382A JP12720382A JPS5917338A JP S5917338 A JPS5917338 A JP S5917338A JP 12720382 A JP12720382 A JP 12720382A JP 12720382 A JP12720382 A JP 12720382A JP S5917338 A JPS5917338 A JP S5917338A
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- ultrasonic
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (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】
この発明は超音波診断装置において超音波の送受１Ｂを
行なう超音波探触子に関するものである。
行なう超音波探触子に関するものである。
最近、超音波技術の進歩はめざましく、医学領域ζこお
いて診断、治療の両面にわたって活発な研究が行なわれ
ている。
いて診断、治療の両面にわたって活発な研究が行なわれ
ている。
超音波診断法は電気音響変換素子である圧を撮動子を有
する探触子を直接あるいは氷袋等を介して体表に接触さ
せた状態で探触子を駆動し、超音波を極短時間だけ断続
的に体内に向けて放射させる。このとき超音波が人体組
織の中を伝搬する途中で組織や臓器は種類によって音響
特性（媒体の密度と音速との積）が異なるため、固有イ
ンピーダンスの異なる組織の境界面で超音波の一部が反
射して返ってくる。この超音波エコーを送信時に使用し
た同一探触子で受信し、これを処理して超音波断層１象
を得る。
する探触子を直接あるいは氷袋等を介して体表に接触さ
せた状態で探触子を駆動し、超音波を極短時間だけ断続
的に体内に向けて放射させる。このとき超音波が人体組
織の中を伝搬する途中で組織や臓器は種類によって音響
特性（媒体の密度と音速との積）が異なるため、固有イ
ンピーダンスの異なる組織の境界面で超音波の一部が反
射して返ってくる。この超音波エコーを送信時に使用し
た同一探触子で受信し、これを処理して超音波断層１象
を得る。
今日、メカニカルスキャン方式の超音波診断゛装置に用
いられる超音波探触子を第１図により説明する。図にお
いて１は圧電撮動子で、この圧電振動子ｌの画板面に銀
やニッケル等を蒸着等の手段を用いて信号側電極側アー
ス側ＩＥｆｆｉを形成する。
いられる超音波探触子を第１図により説明する。図にお
いて１は圧電撮動子で、この圧電振動子ｌの画板面に銀
やニッケル等を蒸着等の手段を用いて信号側電極側アー
ス側ＩＥｆｆｉを形成する。
このアース側電極側にλ／４音響整合層２を、また信号
側電極側にダンピング層３を設ける。
側電極側にダンピング層３を設ける。
この探触子においては、感度すなわら受信玉子超音波の
波型はパルス幅が短い程すなわち広帯域な′１を性を万
する程好ましい。この好ましい特性をもたせるには壱水
的に２つの方法がある。
波型はパルス幅が短い程すなわち広帯域な′１を性を万
する程好ましい。この好ましい特性をもたせるには壱水
的に２つの方法がある。
・官１は、大きなり゛ンピング特性を有するダンピング
層を１月いろことである。このダンピング１繕３の理１
的な性改は音岸インピーダンスを圧は４辰動子１のす冴
インピーダンスに等しくして、ダンピング１Δ３ 乏Ｌ
Ｅ ｒＪＬ ＆ 動子ｌとの境界面での反射をなくすこ
と払人射した超音波をダンピング層３内で減衰させるこ
とごある。以上の条件を満足させるようなダンピング材
として、エポキシ樹脂または塩化ビニール１１Ｎ脂に比
４１９．１のタングステン粒体等を分ｊｆｋさせるこ吉
により、音響インピーダンスがｚ＝２５Ｘ１０６ ｋｇ
／ｍ−” ５ｅｅ−’程度、超音波の減衰はＩＭＨｚ
Ｃ１ｃｍあたり２ｏｄＢ程度のものが得られる。
層を１月いろことである。このダンピング１繕３の理１
的な性改は音岸インピーダンスを圧は４辰動子１のす冴
インピーダンスに等しくして、ダンピング１Δ３ 乏Ｌ
Ｅ ｒＪＬ ＆ 動子ｌとの境界面での反射をなくすこ
と払人射した超音波をダンピング層３内で減衰させるこ
とごある。以上の条件を満足させるようなダンピング材
として、エポキシ樹脂または塩化ビニール１１Ｎ脂に比
４１９．１のタングステン粒体等を分ｊｆｋさせるこ吉
により、音響インピーダンスがｚ＝２５Ｘ１０６ ｋｇ
／ｍ−” ５ｅｅ−’程度、超音波の減衰はＩＭＨｚ
Ｃ１ｃｍあたり２ｏｄＢ程度のものが得られる。
・ユα２は、有効なｌｆ響整合層を用いることである。
この音７〃整合層の理想的な性質は被検体の音響インピ
ーダンスをｚＯＴｙ圧電振動子の音響インピーダンスを
Ｚｐとした乏８＃響整合層の音響インピーダンスｚ＝＆
−の関係を満足するこ吉により。
ーダンスをｚＯＴｙ圧電振動子の音響インピーダンスを
Ｚｐとした乏８＃響整合層の音響インピーダンスｚ＝＆
−の関係を満足するこ吉により。
広帯域、高感度な特性のものを・得ることができる。
このとき２−′ら７１覆＝ノｉ、５ｘｌ ０６ｘ３３ｘ
１０６＝７．０３ｘ ｌ Ｑｓ ｋｇｍ ”ｓｅｃ
”−’程度の値を示ｒ好へしテ、カルコゲナイドガラス
例えば硫化セレン化砒素ガラスの様な材料□を開発され
ているが、この材料は安定性や毒性の面で人体を診断す
る探触子には好ましくない。従って現状では、材料の安
定性、無毒性の条件を満足しなからｚ、＝７．０ｘｌＯ
ａ ｋｇｍ−！ｓｅｃ １程度の音響インピーダンスを
有する音響整合材料は無いきいえる。
１０６＝７．０３ｘ ｌ Ｑｓ ｋｇｍ ”ｓｅｃ
”−’程度の値を示ｒ好へしテ、カルコゲナイドガラス
例えば硫化セレン化砒素ガラスの様な材料□を開発され
ているが、この材料は安定性や毒性の面で人体を診断す
る探触子には好ましくない。従って現状では、材料の安
定性、無毒性の条件を満足しなからｚ、＝７．０ｘｌＯ
ａ ｋｇｍ−！ｓｅｃ １程度の音響インピーダンスを
有する音響整合材料は無いきいえる。
次に有効な音′＃脩合；−を得るために第２図に示すよ
うζこ音響整合層を２層に分割した超音波探触子が開発
された。第２図において、１１はｔ’ ｙ、’［’ｌＥ
撮動子、１２は例えば音響インピーダンスｚ、＝１３ｘ
ｌＯｓ ｋｇｍ ”５ｅｃ−’を有する熔融石英を超音
波の波長の１７４の厚さに形成した。＠１音婦整合層、
１３は例えば音響インピーダンス２２ ＝２．９Ｘ Ｉ
Ｑａ ｋｇｍ−’ＳｅＣ″−１のエポキシ樹脂を超音
波の波長の１／４の厚さ寸法に形成した第２音響整合１
４．１４はエポキシ１何詣にタングステン粉末を分散さ
せて成形したダンピング層、１５はアレイトランスデユ
ーサを１庁成慣るためにＩＥ丑蘂葡子１１．・′ｇ１音
響整合層１２、π２ ￥ｒ ’ＭＰ整合層１３をダイヤ
モンドカッタにより切Ｇ）１Δみを入れて形成したギャ
ップ １６はα７ Ｆ（１，≦整合層１３のｈｌｉｉに
設けられ超音波ビームを１４東させるシリコンレンズで
ある。
うζこ音響整合層を２層に分割した超音波探触子が開発
された。第２図において、１１はｔ’ ｙ、’［’ｌＥ
撮動子、１２は例えば音響インピーダンスｚ、＝１３ｘ
ｌＯｓ ｋｇｍ ”５ｅｃ−’を有する熔融石英を超音
波の波長の１７４の厚さに形成した。＠１音婦整合層、
１３は例えば音響インピーダンス２２ ＝２．９Ｘ Ｉ
Ｑａ ｋｇｍ−’ＳｅＣ″−１のエポキシ樹脂を超音
波の波長の１／４の厚さ寸法に形成した第２音響整合１
４．１４はエポキシ１何詣にタングステン粉末を分散さ
せて成形したダンピング層、１５はアレイトランスデユ
ーサを１庁成慣るためにＩＥ丑蘂葡子１１．・′ｇ１音
響整合層１２、π２ ￥ｒ ’ＭＰ整合層１３をダイヤ
モンドカッタにより切Ｇ）１Δみを入れて形成したギャ
ップ １６はα７ Ｆ（１，≦整合層１３のｈｌｉｉに
設けられ超音波ビームを１４東させるシリコンレンズで
ある。
この場合は痔騨・啓合層の理想的な性質は被検体の庁２
・１Ｓインピーダンスを２゜・ｒ、圧１毬損動子１１の
ｙ＋ 、−＃インピーダンスをＺｐとしたとき・π１澤
廓整合層１２のｉｆ ｔ％Ｉインピーダンスｚ、と第２
音響整合層１３の斤寸イノピーダンス２．にｚ、／ ｚ
２＝ Ｊ Ｚｐ／ｚｏ、１の関係を、ｉ＊ ＩＡ ”ｊ
−ろこと？こより、広帯域および高感１疋１．〔特性の
も・））を得ることができる。
・１Ｓインピーダンスを２゜・ｒ、圧１毬損動子１１の
ｙ＋ 、−＃インピーダンスをＺｐとしたとき・π１澤
廓整合層１２のｉｆ ｔ％Ｉインピーダンスｚ、と第２
音響整合層１３の斤寸イノピーダンス２．にｚ、／ ｚ
２＝ Ｊ Ｚｐ／ｚｏ、１の関係を、ｉ＊ ＩＡ ”ｊ
−ろこと？こより、広帯域および高感１疋１．〔特性の
も・））を得ることができる。
この％１′Ｆを構４−た゛ろｔこ１例えば第１音響整合
層１２に１千浬インピーダンスｚ、＝ｌ ３ｘ １０６
ｋｇ＋ｎ−’５ｅｃ−’の熔融石・八を、４２音響整
会層１３に１１ンピーグンスＺ２＝２．９ｘｌ ０６
ｋｇｍ−”５ｅｅ−’のエポキシ樹脂想的に近い２層整
合層型の探触子を実現させるこ吉ができる。
層１２に１千浬インピーダンスｚ、＝ｌ ３ｘ １０６
ｋｇ＋ｎ−’５ｅｃ−’の熔融石・八を、４２音響整
会層１３に１１ンピーグンスＺ２＝２．９ｘｌ ０６
ｋｇｍ−”５ｅｅ−’のエポキシ樹脂想的に近い２層整
合層型の探触子を実現させるこ吉ができる。
しかしながら、セクタースキャン用のアレイ型探触子を
内視鏡的ζご用いる場合１体内に探触子を挿入する必要
上、探触子を超小型に形成しなければならない。このと
き、各振動子素片にグレーティングクローブを発生させ
ない条件としてｄ：各振動子素片の中心間隔 λ：超音波の波長 θ。：走査角度 上式を満足させなければならない。
内視鏡的ζご用いる場合１体内に探触子を挿入する必要
上、探触子を超小型に形成しなければならない。このと
き、各振動子素片にグレーティングクローブを発生させ
ない条件としてｄ：各振動子素片の中心間隔 λ：超音波の波長 θ。：走査角度 上式を満足させなければならない。
例えば走査角度θ。＝９００．超音波の周波数ｆ＝５Ｍ
Ｈｚ被検体の音速を１５００ｍ／ｓｅｃと設定した場合
、超音波の波長はλ＝０．３’ｍｍとなる。これらの数
値を上式に代入すると、各振動子素片のピッチはｄ （
０１７５面となる。このため、振動子素片の幅寸法を０
．１２５ｍＩｎ程度に取ると各振動子素片のギャップ１
５は０．１７５−０．１２５＝０．０５ ｍｍになる。
Ｈｚ被検体の音速を１５００ｍ／ｓｅｃと設定した場合
、超音波の波長はλ＝０．３’ｍｍとなる。これらの数
値を上式に代入すると、各振動子素片のピッチはｄ （
０１７５面となる。このため、振動子素片の幅寸法を０
．１２５ｍＩｎ程度に取ると各振動子素片のギャップ１
５は０．１７５−０．１２５＝０．０５ ｍｍになる。
このように各振動子素片間の間隙寸法が小さくなるとパ
官１図で説明したように電極で各振動素片の分１へを行
なうものにおいては、各振動子素片間ツクロストークが
大きくなるために、精度の良い両峰を得るこ七がＣきな
くなる。このクロストークを通常必要とされる一３０ｄ
Ｂ 以下で実現させるためには、第３図に示すように各
損動子素片間にギャップ１５を形成するこ吉により解決
される。
官１図で説明したように電極で各振動素片の分１へを行
なうものにおいては、各振動子素片間ツクロストークが
大きくなるために、精度の良い両峰を得るこ七がＣきな
くなる。このクロストークを通常必要とされる一３０ｄ
Ｂ 以下で実現させるためには、第３図に示すように各
損動子素片間にギャップ１５を形成するこ吉により解決
される。
ギャップ１５の作成には通常刃厚の薄いダイヤモンドカ
ッタを用いる。精密切断用のダイヤモンドカッタのＪＪ
は通常精製されたダイヤモンドパウダーを、４．鉛、１
１Ｆ鉛等からなる合金に分散させてボンドにより成型す
るか、またはダイヤルモンドパウダー全レジンボンドに
より成型する。前者のカッタはＰｚ’ｌ’セラミック、
フェライト、リチウムナイオベート単結晶、ガリウム燐
、ガリウム砒素金 などの切断に適している。箕者のカッタは熔融石英、−
ｒルミナセラミックスなどの切断に適している。
ッタを用いる。精密切断用のダイヤモンドカッタのＪＪ
は通常精製されたダイヤモンドパウダーを、４．鉛、１
１Ｆ鉛等からなる合金に分散させてボンドにより成型す
るか、またはダイヤルモンドパウダー全レジンボンドに
より成型する。前者のカッタはＰｚ’ｌ’セラミック、
フェライト、リチウムナイオベート単結晶、ガリウム燐
、ガリウム砒素金 などの切断に適している。箕者のカッタは熔融石英、−
ｒルミナセラミックスなどの切断に適している。
前行のカッタを熔融石英やガラスの切断に用いると消耗
が激しく、しかもアレイ型探触子のように多くのキャッ
プを形成する場合に、最初のキャップと最後のギャップ
の幅に差ができて好ましくない。
が激しく、しかもアレイ型探触子のように多くのキャッ
プを形成する場合に、最初のキャップと最後のギャップ
の幅に差ができて好ましくない。
一方１分者のカッタはＱ、１ｍｍ以下の厚さに形成する
ことが技術的に難しく、このため先に述べたように５０
μｍ程度のギャップを形成することが困難である。
ことが技術的に難しく、このため先に述べたように５０
μｍ程度のギャップを形成することが困難である。
以上の理由からダイヤモンドカッタと被切断材料の適合
性から考えて熔融石英は５ ＭＨｚ以上のセクタスキャ
ン用超音波探触子の音響整合層として。
性から考えて熔融石英は５ ＭＨｚ以上のセクタスキャ
ン用超音波探触子の音響整合層として。
その加工性が問題になる。
このことから二層整合層型の喝合には音響インピーダン
スが１０〜２０ Ｘ Ｉ Ｑｅ ｋｇｍ−”５ｅｃ−’
の音響整合材料が、また単−整合層型の場合には音響イ
ンピーダンスが７〜１０Ｘ１１０Ｘ１０’ｓｅｃ １の
音響整合材料が望まれてる。
スが１０〜２０ Ｘ Ｉ Ｑｅ ｋｇｍ−”５ｅｃ−’
の音響整合材料が、また単−整合層型の場合には音響イ
ンピーダンスが７〜１０Ｘ１１０Ｘ１０’ｓｅｃ １の
音響整合材料が望まれてる。
この発明は上記の問題点に鑑みなされたもので。
圧電撮動子、ダンピング層、音響整合層により構成され
る超音波探触子において、単結晶を有する音響整合（Ａ
を用いて音Ｒ整合層を形成することにより、感度が大き
く、帯域幅の広いしかも加工性の浸れた超音波探触子を
提供しようとするものである。
る超音波探触子において、単結晶を有する音響整合（Ａ
を用いて音Ｒ整合層を形成することにより、感度が大き
く、帯域幅の広いしかも加工性の浸れた超音波探触子を
提供しようとするものである。
以下図面を参照してこの発明の一実砲例を説明するが、
この発明は材料の特注を有効に利用するものであるから
、基本的な構造は従来の探触子と同一である。このため
、説明には第２図および第３図を併用し、説明の１史宜
十同一部分に同−付号にダラシ−を付記して従来例と区
別する。
この発明は材料の特注を有効に利用するものであるから
、基本的な構造は従来の探触子と同一である。このため
、説明には第２図および第３図を併用し、説明の１史宜
十同一部分に同−付号にダラシ−を付記して従来例と区
別する。
第２図において１１′はＰｚＴＩＥ電振動子で、この圧
電撮動子１１’の一方の板面に単結晶物質例えば音響イ
ンピーダンスＺ１＝３３Ｘ１６１１ｋｇｍ ’５ｅＣ−
の塩化銀（ＡｇＣｅ）を超音波波長λの１／４の厚さ寸
法に形成しＣ４１音禅整合層１２′を設ける。さらに第
１音響整合層１２’のとにＨ１ンピーグンスｚ、＝４．
２ｘ１０９ｋｇｒｎ ’ｓｅｃ ’のエポキシ樹脂を超
音波波長λの・１／４ Ｉ）′＞厚さζ１゛法に形成し
て第２音響整合層１３′を設ｆ・する。そして圧電振動
子１１’の１１ＩＩ方の板面にエポキシ樹脂にタングス
テン粉末等を分散させて成形したダンピング層１４′を
設ける。ここで第３図に示すように圧戒嘔動子１１′、
第１音響整合層１２′。
電撮動子１１’の一方の板面に単結晶物質例えば音響イ
ンピーダンスＺ１＝３３Ｘ１６１１ｋｇｍ ’５ｅＣ−
の塩化銀（ＡｇＣｅ）を超音波波長λの１／４の厚さ寸
法に形成しＣ４１音禅整合層１２′を設ける。さらに第
１音響整合層１２’のとにＨ１ンピーグンスｚ、＝４．
２ｘ１０９ｋｇｒｎ ’ｓｅｃ ’のエポキシ樹脂を超
音波波長λの・１／４ Ｉ）′＞厚さζ１゛法に形成し
て第２音響整合層１３′を設ｆ・する。そして圧電振動
子１１’の１１ＩＩ方の板面にエポキシ樹脂にタングス
テン粉末等を分散させて成形したダンピング層１４′を
設ける。ここで第３図に示すように圧戒嘔動子１１′、
第１音響整合層１２′。
＠２２音響整層１３′をグイヤモンドカッタを用いて
）
上式を満す条件で等間隔に切り込みを入れてキ゛ヤップ
１５’を形成する。次に第２音−Ｉ４整合＋４１３’の
上面に超音波ビームを集束させるシリコンレンズ１６′
を設ける。
１５’を形成する。次に第２音−Ｉ４整合＋４１３’の
上面に超音波ビームを集束させるシリコンレンズ１６′
を設ける。
第１表にこの実施例に用いらする各素材の特性を示す。
第 １ 表
次に宕塩型結晶構・青を有し１等軸晶系に属するＡｇＣ
ｅ略結晶について説明する。このＡｇＣｚ単結晶は高純
度のＡｇと頃ｔｉ２ ｈから生成した高純度ＡｇＣ／１
を 粉末をガラスるつぼに入れてよく乾燥させ、１簀が融点
４５８℃よりも高く、下部が融点より低い温１勾配のつ
いたポス炉中で数ｒｒｍ／ ｈ ｒの速さで降下させる
ことによって得られる。このようにして得た単結晶をＸ
線ラウェ法によって結晶軸を明らかにして、ゴニオメー
タ上にマウントし目的の結晶面に沿って切断して、筆１
音響整合層１２′を形成する。ここＣ清晶面を明確にし
ておくのは、単結晶中を１八幡する１波の速度は結晶軸
に対する向きによりＣ異なるためである。ＡｇＣｌの場
合、縦波が結晶の＜１００＞方向に伝播するときの伝帳
速度は３２７６ｒｒＶｓ ｅ ｃであるが、（１１０＞
方向では２９００ｎｌ／ Ｓｅｅとなる。
ｅ略結晶について説明する。このＡｇＣｚ単結晶は高純
度のＡｇと頃ｔｉ２ ｈから生成した高純度ＡｇＣ／１
を 粉末をガラスるつぼに入れてよく乾燥させ、１簀が融点
４５８℃よりも高く、下部が融点より低い温１勾配のつ
いたポス炉中で数ｒｒｍ／ ｈ ｒの速さで降下させる
ことによって得られる。このようにして得た単結晶をＸ
線ラウェ法によって結晶軸を明らかにして、ゴニオメー
タ上にマウントし目的の結晶面に沿って切断して、筆１
音響整合層１２′を形成する。ここＣ清晶面を明確にし
ておくのは、単結晶中を１八幡する１波の速度は結晶軸
に対する向きによりＣ異なるためである。ＡｇＣｌの場
合、縦波が結晶の＜１００＞方向に伝播するときの伝帳
速度は３２７６ｒｒＶｓ ｅ ｃであるが、（１１０＞
方向では２９００ｎｌ／ Ｓｅｅとなる。
この二層整Ｕ層型の嚇合、先に述べたように２゜／ ２
２ ＝ ２の関係を満足することにより。
２ ＝ ２の関係を満足することにより。
広帯域および高感度な特性を得ることができる。
しかも各ト￥蝉“腹合層１２’、 １３’の厚みを１／
４λにすることにより、整合効果を最も良好にするこき
ができる。
４λにすることにより、整合効果を最も良好にするこき
ができる。
したがって、この条件を満すために第１音ＩＩｊＩ整合
／！１２’にＡｇＣ１！単結晶を、また第２音ｇ幣合４
１３’にエポキシ樹脂を用いるとＺ、 ／ Ｚ、 ＝
１８．３ ｘ １０’／ ４．２Ｘ １０１１ ＝４．
３６となる。この値は圧電振動子１１’の音響インピー
ダンスｚｐ＝３．’（ｘｌｏ＊ ｋｇｍ−５ｅｅ−’、
被検体の音響インピーダンスＺＯＴ＝１．５Ｘ１０６ｋ
ｇｍ ”Ｓｅｃ ’とするき・Ｊ冒７石）Ｔ＝ ３３
ｘ１０ｎ／１．５ｘ１０６＝４．６９の値にほぼ一致す
るため、理想的に近い２層整合層型の探触子を実現する
ことができる。
／！１２’にＡｇＣ１！単結晶を、また第２音ｇ幣合４
１３’にエポキシ樹脂を用いるとＺ、 ／ Ｚ、 ＝
１８．３ ｘ １０’／ ４．２Ｘ １０１１ ＝４．
３６となる。この値は圧電振動子１１’の音響インピー
ダンスｚｐ＝３．’（ｘｌｏ＊ ｋｇｍ−５ｅｅ−’、
被検体の音響インピーダンスＺＯＴ＝１．５Ｘ１０６ｋ
ｇｍ ”Ｓｅｃ ’とするき・Ｊ冒７石）Ｔ＝ ３３
ｘ１０ｎ／１．５ｘ１０６＝４．６９の値にほぼ一致す
るため、理想的に近い２層整合層型の探触子を実現する
ことができる。
しかも、従来のように熔融石婆、アルミナセラミックス
、ガラス等の加工性の悪い材料に換えて加工性の良いｋ
ｇｃｔ単結晶を用いることにより、第２音響整合層（エ
ポキシ）１３′または圧１４辰動子（ＰｚＴ）１１ ’
の精度切断用表して用いられているダイヤモンドカッタ
で第１音響整合層（ＡｇＣｌり １２’を良好に切断す
ることができるため、先に述べたようにグレーティング
グローブを発生させない条件を満足さ１．Ｂ、＠振動子
素片間のキャップ１５′を５０μｍ程度に容易に形成す
ることができる。
、ガラス等の加工性の悪い材料に換えて加工性の良いｋ
ｇｃｔ単結晶を用いることにより、第２音響整合層（エ
ポキシ）１３′または圧１４辰動子（ＰｚＴ）１１ ’
の精度切断用表して用いられているダイヤモンドカッタ
で第１音響整合層（ＡｇＣｌり １２’を良好に切断す
ることができるため、先に述べたようにグレーティング
グローブを発生させない条件を満足さ１．Ｂ、＠振動子
素片間のキャップ１５′を５０μｍ程度に容易に形成す
ることができる。
こ１１．にｔす、各振動子素片間のクロストークを通潜
必安き１−る−３０ ｄ （３以丁にすることができる
ため、内祝↓シ的に用いる超小型の探触子を実現するこ
吉がＣき、かつ１度の良い画像を得ることができる竹陵
がある。
必安き１−る−３０ ｄ （３以丁にすることができる
ため、内祝↓シ的に用いる超小型の探触子を実現するこ
吉がＣき、かつ１度の良い画像を得ることができる竹陵
がある。
さらに、単結晶の結晶方位を割り出し、特定の面に垂直
に超き波を入射することにより、最良の音響インピーダ
ンスを１替ることができる。
に超き波を入射することにより、最良の音響インピーダ
ンスを１替ることができる。
なお、２層整合層型の探触子の変形例である圧電１辰動
子、第１音響整合ＩＮ、＄２音響整合層の各月・成吉寺
性を第２表に示す。
子、第１音響整合ＩＮ、＄２音響整合層の各月・成吉寺
性を第２表に示す。
第２表
ここに用いられるＣｓＢｒ 単結晶は塩化セシウム型構
造を有し等軸晶系に属し、上述のＡｇｅＩ！ 単結晶と
同様な方法で作製する。ただし融点が６４０℃と高いの
で白金るつぼを用いた方が良い。
造を有し等軸晶系に属し、上述のＡｇｅＩ！ 単結晶と
同様な方法で作製する。ただし融点が６４０℃と高いの
で白金るつぼを用いた方が良い。
このように、ＣｓＢｒ、Ｑｉ結晶により第１音響整合層
を形成することにより、上述と同様の効果を挙げること
ができる。
を形成することにより、上述と同様の効果を挙げること
ができる。
次に上記実梅例の２層整合層型に換えて単−整合層型に
この発明を適用した例を第４図を用いで説明する。
この発明を適用した例を第４図を用いで説明する。
第４図はＰｚＴ圧市圧展１辰動子２１Ｂｒ単結晶＜１１
０＞よりなる音響整合層２２．ダンピング層２３を基本
構成さし、音響整合層２２の上面にシリコンレいて音響
整合ノー２２を防水構造にしたものである。
０＞よりなる音響整合層２２．ダンピング層２３を基本
構成さし、音響整合層２２の上面にシリコンレいて音響
整合ノー２２を防水構造にしたものである。
ここに用いるＫ１３ｒ単結晶は潮解性を有するため加エ
ヒＴレイ型探触子の整合１−ｌこは好ましくなるが防水
構造にすることにより単−整合層型の探触子に有用であ
る。
ヒＴレイ型探触子の整合１−ｌこは好ましくなるが防水
構造にすることにより単−整合層型の探触子に有用であ
る。
ｍｈ、３列はど実！血例を掲げたが、こ札パルスエコー
波杉およびその周波数スペクトラムを観測した結果、第
３表に示すように従来の単一整合層を探触子や２層整合
層型探触子に比べて感度。
波杉およびその周波数スペクトラムを観測した結果、第
３表に示すように従来の単一整合層を探触子や２層整合
層型探触子に比べて感度。
帯域とも同レベル以上の特性を有することがわかる。
第３表
なお、この発明は上記実施例に限ポされるものではなく
、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施する
ことができる。
、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施する
ことができる。
この発明は２層整合型の第１音響整合層または単−整合
層型の音＃整合層の材料として圧電撮動子、被検体、被
検体、第２音響整合１−のそれぞれの音響インピーダン
スに対応させて単結晶を４定することができる。第４表
に代表的な単結晶の音響インピーダンスを掲げる。
層型の音＃整合層の材料として圧電撮動子、被検体、被
検体、第２音響整合１−のそれぞれの音響インピーダン
スに対応させて単結晶を４定することができる。第４表
に代表的な単結晶の音響インピーダンスを掲げる。
第４表
以上述べたようにこの発明によれば、圧電撮動子、ダン
ピング層、音響整合層により構成される超音波探触ｆ−
に、＃６いて、単結晶を有する音響整合材を用い°Ｃ斤
゛岸整合層を形成することにより、感度が犬キ＜、帯域
幅の広いしかも加工性の優れた超１干波探触子を提供す
ることができる。
ピング層、音響整合層により構成される超音波探触ｆ−
に、＃６いて、単結晶を有する音響整合材を用い°Ｃ斤
゛岸整合層を形成することにより、感度が犬キ＜、帯域
幅の広いしかも加工性の優れた超１干波探触子を提供す
ることができる。
４１１ｆｌは従来の単−整合層型探音波探触子の概略的
な（７り成を示すＵＴＩｉｒｉ図、第２図および第３図
は従来およびこの発明の実繍他における２層整合層型の
基本的構造や示し第２図はｉｌＦ視図、第３図はき 要部へ拡大して示す断面図、第４図はこの発明の池の実
施例を示す概略的な構成図である。 ■・・・圧電（辰４ｂ子 ２・・・λ／４音＃整合
層３・・・ダンピング層 １１．１１’ ＝・Ｐ ’ｚ Ｔ／Ｅｉｔ４１ｉ動子
１２．１２’ ・・・・北１音＃整合層１３、１３’
・・・第２音響整合層１４．１４’ ・・・ダン
ピング層 １５，１５’・・・キ゛ヤップ１６、１６
’ ・・シリコンレンズ ２１− ＰｚＴ ＩＥ ｃＩＩＪＷ動子２２・・・音響
整合層 ２３・・・ダンピング層２４・・・シリコ
ンレンズ ２５・・・防水部材第１図 第２図 第３１ 苛４門 ４ 牛、１７許庁長α １．も １）春 闇 殿１
、事件の表示 特願昭５７−１２７２０３号 ２、・１明の名称 超音波探触子 ３、油展をする者 事件との関係 特許出願人 （０３７）オリンパス光学工ｉｔ式会社４代用１人 ５、自発ｆ市ＩＥ ７、補正の内容 （１）本願の特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）本願明細書第４頁第１５行目、第５頁第９行目の
ｒｚＪの部分をｒＺＪと訂正する。 １３） 同明細４＃第４貞第１９行目、第６頁＠９行
目第１３頁第８行目の「ｚｏＴ」の部分を「Ｚｏ′ｎ」
と訂正する。 （４） 同明細書第５貞第１行目、第５頁第３行目の
ｒｚ＝ンｚＯ↑ｅｚｐＪの部分をｒＺ＝ンＺｏＴＩＩＺ
ｐｌＪと訂正する。 （５）同明細ｉ１：第５頁第１５行目、第６頁１１行目
。 第６頁第１６行目の「２．」の部分をｒｚｄ、！：訂正
する。 （６）同明細書第５頁第１８行目、第６貞第１２行目、
第６頁第１８行目、第１０頁第１６行目の「ｚ２」
の部分を「Ｚ２」と訂正する。 （力 同明細書第６頁第１２行目、第１２頁１７行目な
いし第１８行目σＺ、／Ｚ、＝％／”石ワΣ；］１讐Ｊ
の部分をｒｌｒ／ １２ ＝７Ｚ 四７叫；と訂正する
。 （８） 同明細書第６貞第１０行目、第１３貞４７行
目のｒｚｐＪの部分をｒＺｐＪと訂正する。 （９）同１ｙ４４書第６貞４１９行目のｒｚ、 ／ ｚ
、 ＝４．５となり、この咳は、／ｚｐ／ＺＯＴＪの部
分をｒＺ、７ Ｚ、 ＝４．５となり、この値はｓ／
Ｚ ｐ／ Ｚ ｏ ＴＪと訂正する。 （１１同明細書第８頁第１３行目ないし第１４行目の「
ダイヤモンドパウダーＪの部分を［ダイヤモンドパウダ
ー」と訂正する。 ＵＤ 同明細書第８百第１５行目、第１０頁第１１行目
、第１１貞第１表、第１３貞第１６行目。 ４１５貞第２表、第１５頁下から４行目、第１８頁＠１
６行目、第１９貞第１行目の［ＰｚＴＪの部分をｒＰＺ
ＴＪ と計重する。 ０４ 同明細書第９頁第５イテ目の「分者」の部分を「
後者」と訂正する。 ０３１ 同明細書第１２頁第１１行目の「単結晶Ｊの
部分を「単結晶」と訂正する。 （１４１開明＃’ｌ＠１３頁第５行目のｒｚ＋／ｚｚＪ
の部分をｒｌｔ ／Ｚ２ Ｊと訂正する。 ＋１５１ 同明細書第１３頁４９行目のｒ、／ｚｐ／
ｚｏＴ」の部分をｒ、／Ｚｐ／ＺｏＴＪ 吉訂肥する
。 ２、特許請求の範囲 （１）圧電厖動子と、この圧４儂動子の一方の板面に設
けられるダンピング層と、上記圧電振動子の他方の板面
に設けられ単結晶からなる音響整合層とを具備したこと
を特徴とする超音波探触子。 （２） 上記音響整合層は単層に形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子。 （３）上記音響整合層は第１音膏整合層と第２音響整合
層に分割され、この第１音＃整合層を単結晶材料で形成
し上記圧電振動子側に設け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。 （４）上記音＃整合層の音１インピーダンスＡは上記圧
（撮動子の音響インピーダンス作と被検媒体の音響イン
ピーダンスＺＯＴとの間に７、＝・メｚｐ−ｚ石〒の関
係をもたせることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の超音波探触子（５）上記第１音響整合層の音響イン
ピーダンスｚＩおよび第２音響整合層の音響インピーダ
ンスＺ。 は上記圧４（辰動子の音響インピーダンスｚｐ と被検
媒体の青身インピーダンスＺＯＴとの間にきする特許請
求の範囲第３項記載の超音波探触子。 （１’；ｌ Ｊ′：記音響合層の１ブみ寸法は超音波
の波長０月／４と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。 （７）上記音響整自層の上面に超音波ビームを集束させ
るレンズを設けたこきを特徴とする特許請求の範囲第１
項ないし第３項のいずれかに記載した超音波探触子。
な（７り成を示すＵＴＩｉｒｉ図、第２図および第３図
は従来およびこの発明の実繍他における２層整合層型の
基本的構造や示し第２図はｉｌＦ視図、第３図はき 要部へ拡大して示す断面図、第４図はこの発明の池の実
施例を示す概略的な構成図である。 ■・・・圧電（辰４ｂ子 ２・・・λ／４音＃整合
層３・・・ダンピング層 １１．１１’ ＝・Ｐ ’ｚ Ｔ／Ｅｉｔ４１ｉ動子
１２．１２’ ・・・・北１音＃整合層１３、１３’
・・・第２音響整合層１４．１４’ ・・・ダン
ピング層 １５，１５’・・・キ゛ヤップ１６、１６
’ ・・シリコンレンズ ２１− ＰｚＴ ＩＥ ｃＩＩＪＷ動子２２・・・音響
整合層 ２３・・・ダンピング層２４・・・シリコ
ンレンズ ２５・・・防水部材第１図 第２図 第３１ 苛４門 ４ 牛、１７許庁長α １．も １）春 闇 殿１
、事件の表示 特願昭５７−１２７２０３号 ２、・１明の名称 超音波探触子 ３、油展をする者 事件との関係 特許出願人 （０３７）オリンパス光学工ｉｔ式会社４代用１人 ５、自発ｆ市ＩＥ ７、補正の内容 （１）本願の特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）本願明細書第４頁第１５行目、第５頁第９行目の
ｒｚＪの部分をｒＺＪと訂正する。 １３） 同明細４＃第４貞第１９行目、第６頁＠９行
目第１３頁第８行目の「ｚｏＴ」の部分を「Ｚｏ′ｎ」
と訂正する。 （４） 同明細書第５貞第１行目、第５頁第３行目の
ｒｚ＝ンｚＯ↑ｅｚｐＪの部分をｒＺ＝ンＺｏＴＩＩＺ
ｐｌＪと訂正する。 （５）同明細ｉ１：第５頁第１５行目、第６頁１１行目
。 第６頁第１６行目の「２．」の部分をｒｚｄ、！：訂正
する。 （６）同明細書第５頁第１８行目、第６貞第１２行目、
第６頁第１８行目、第１０頁第１６行目の「ｚ２」
の部分を「Ｚ２」と訂正する。 （力 同明細書第６頁第１２行目、第１２頁１７行目な
いし第１８行目σＺ、／Ｚ、＝％／”石ワΣ；］１讐Ｊ
の部分をｒｌｒ／ １２ ＝７Ｚ 四７叫；と訂正する
。 （８） 同明細書第６貞第１０行目、第１３貞４７行
目のｒｚｐＪの部分をｒＺｐＪと訂正する。 （９）同１ｙ４４書第６貞４１９行目のｒｚ、 ／ ｚ
、 ＝４．５となり、この咳は、／ｚｐ／ＺＯＴＪの部
分をｒＺ、７ Ｚ、 ＝４．５となり、この値はｓ／
Ｚ ｐ／ Ｚ ｏ ＴＪと訂正する。 （１１同明細書第８頁第１３行目ないし第１４行目の「
ダイヤモンドパウダーＪの部分を［ダイヤモンドパウダ
ー」と訂正する。 ＵＤ 同明細書第８百第１５行目、第１０頁第１１行目
、第１１貞第１表、第１３貞第１６行目。 ４１５貞第２表、第１５頁下から４行目、第１８頁＠１
６行目、第１９貞第１行目の［ＰｚＴＪの部分をｒＰＺ
ＴＪ と計重する。 ０４ 同明細書第９頁第５イテ目の「分者」の部分を「
後者」と訂正する。 ０３１ 同明細書第１２頁第１１行目の「単結晶Ｊの
部分を「単結晶」と訂正する。 （１４１開明＃’ｌ＠１３頁第５行目のｒｚ＋／ｚｚＪ
の部分をｒｌｔ ／Ｚ２ Ｊと訂正する。 ＋１５１ 同明細書第１３頁４９行目のｒ、／ｚｐ／
ｚｏＴ」の部分をｒ、／Ｚｐ／ＺｏＴＪ 吉訂肥する
。 ２、特許請求の範囲 （１）圧電厖動子と、この圧４儂動子の一方の板面に設
けられるダンピング層と、上記圧電振動子の他方の板面
に設けられ単結晶からなる音響整合層とを具備したこと
を特徴とする超音波探触子。 （２） 上記音響整合層は単層に形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子。 （３）上記音響整合層は第１音膏整合層と第２音響整合
層に分割され、この第１音＃整合層を単結晶材料で形成
し上記圧電振動子側に設け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。 （４）上記音＃整合層の音１インピーダンスＡは上記圧
（撮動子の音響インピーダンス作と被検媒体の音響イン
ピーダンスＺＯＴとの間に７、＝・メｚｐ−ｚ石〒の関
係をもたせることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の超音波探触子（５）上記第１音響整合層の音響イン
ピーダンスｚＩおよび第２音響整合層の音響インピーダ
ンスＺ。 は上記圧４（辰動子の音響インピーダンスｚｐ と被検
媒体の青身インピーダンスＺＯＴとの間にきする特許請
求の範囲第３項記載の超音波探触子。 （１’；ｌ Ｊ′：記音響合層の１ブみ寸法は超音波
の波長０月／４と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。 （７）上記音響整自層の上面に超音波ビームを集束させ
るレンズを設けたこきを特徴とする特許請求の範囲第１
項ないし第３項のいずれかに記載した超音波探触子。
Claims (7)
- （１） 圧＊撮動子と、この圧電振動子の一方の板面
に設けられるダンピング層と、上記圧電振動子の他方の
板面に設けられ単結晶を有する音響整合層とを具備した
ことを特徴キする超音波探触子。 - （２）上記音ｇ整合層は単層に形成されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子。 - （３）上記叶７１＃整合層は第１音＃整合Ｊ−と第２音
響整合層に分割され、この第１音響整合層を単結晶材料
で形成し上記圧電振動子側に設け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。 - （４）上記音響整合層の音響インピーダンス２は上記圧
ｔａ動子の音響インピーダンスＺｐと被検媒体の音響イ
ンピーダンスＺＯＴ 吉の間にｚ＝ｆ石７石Ｎの関係を
もたせることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
超音波探触子。 - （５） 上記第１音響整合層の音響インピーダンス２
゜および８２音響整合層の音響インピーダンスｚ２はＪ
：、肥土１に撮動子の音響インピーダンス２．と被検媒
体の音響インピーダンス２゜Ｔとの間にＺｓ／Ｚｔ＝？
の関係をもたせたことを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の超音波探触子。 - （６） 上記「・罎会層の幅寸法は超音波の波長の１
／４吉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。 - （７）Ｌ記片’＃整合層の上面に超音波ビームを集束さ
せるレンズを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれかに記載した超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12720382A JPS5917338A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12720382A JPS5917338A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917338A true JPS5917338A (ja) | 1984-01-28 |
Family
ID=14954261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12720382A Pending JPS5917338A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917338A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194700A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Toshiba Corp | 超音波探触子 |
| JPS62271740A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-26 | 東洋ゴム工業株式会社 | 湿潤特性の改良された透湿性防水布 |
| JP2022509381A (ja) * | 2018-10-26 | 2022-01-20 | ドルフィテック、アクティーゼルスカブ | 走査装置 |
-
1982
- 1982-07-20 JP JP12720382A patent/JPS5917338A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194700A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Toshiba Corp | 超音波探触子 |
| JPS62271740A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-26 | 東洋ゴム工業株式会社 | 湿潤特性の改良された透湿性防水布 |
| JPH053829B2 (ja) * | 1986-05-21 | 1993-01-18 | Toyo Tire & Rubber Co | |
| JP2022509381A (ja) * | 2018-10-26 | 2022-01-20 | ドルフィテック、アクティーゼルスカブ | 走査装置 |
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