JPS59225045A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS59225045A JPS59225045A JP10202683A JP10202683A JPS59225045A JP S59225045 A JPS59225045 A JP S59225045A JP 10202683 A JP10202683 A JP 10202683A JP 10202683 A JP10202683 A JP 10202683A JP S59225045 A JPS59225045 A JP S59225045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- back load
- ultrasonic probe
- acoustic impedance
- probe
- hardness
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- 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】
産業上の利用分野
本発明は、医用超音波診断装置に用いられる超音波探触
子に関するものである。
子に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の超音波探触子、特に医用超音波診断装置に用いら
れる探触子は、一般に第１図に示すような構造を有して
いる。第１図は短冊状の圧電振動子を直線上に配列した
直線電子走査型超音波探触子に用いられる一般的構造を
示す。
れる探触子は、一般に第１図に示すような構造を有して
いる。第１図は短冊状の圧電振動子を直線上に配列した
直線電子走査型超音波探触子に用いられる一般的構造を
示す。
第１図のものは圧電振動子１の上に一層以上の音響整合
層２を設けた構成をしており、圧電振動子１の振動方向
に設けた′成極４に外部から制御された電気信号を印加
することによって、超音波６を音響整合層２側から放制
するもので、かつ圧′亀振動子１の音響整合層２と反対
側に背面負荷材５を設けた構成を付している。この背面
負荷材５には一般に、タングステン粉末を充填したプラ
スチック材やフェライトゴムなどのような比較的硬く（
硬度（ＪＩＳ−Ａ）で８５以上）、音響インピーダンス
が６ｘ １０ ｇ／ｃｒｄ、Ｓｅｃ以上でしかも、音波
の吸収が大きい材料が用いられる場合と、シリコンゴム
に酸化アルミナ等を充填、したゲル状でかつ、音響イン
ピーダンスが１．５Ｘ１０Ｅ／ｃｒｌ−ＦＩａＣ以下の
材料を用いている。なお、これらの材料のもつ音波吸収
係数は約１．５ｄＢ／ｍｍ （３Ｈｈ ）以上である。
層２を設けた構成をしており、圧電振動子１の振動方向
に設けた′成極４に外部から制御された電気信号を印加
することによって、超音波６を音響整合層２側から放制
するもので、かつ圧′亀振動子１の音響整合層２と反対
側に背面負荷材５を設けた構成を付している。この背面
負荷材５には一般に、タングステン粉末を充填したプラ
スチック材やフェライトゴムなどのような比較的硬く（
硬度（ＪＩＳ−Ａ）で８５以上）、音響インピーダンス
が６ｘ １０ ｇ／ｃｒｄ、Ｓｅｃ以上でしかも、音波
の吸収が大きい材料が用いられる場合と、シリコンゴム
に酸化アルミナ等を充填、したゲル状でかつ、音響イン
ピーダンスが１．５Ｘ１０Ｅ／ｃｒｌ−ＦＩａＣ以下の
材料を用いている。なお、これらの材料のもつ音波吸収
係数は約１．５ｄＢ／ｍｍ （３Ｈｈ ）以上である。
前者のような材料を背面負荷月５とした場合は、硬度が
高いため機械的強度が大きく探触子振動子面の破損が少
ないという長所はあるが、音響インピーダンスが６Ｘ１
０ ｇΔ、東以上であり、圧電振動子１の音響インピー
ダンス（圧電セラミックの場合、音響インピーダンスは
３０ｘ １０５ｇ／ｃｌ−豊前後である。）に近くなる
ため、音響的整合が後者に比較的良く、したがって、背
面負荷材５側例も音波が伝搬してしまうために感度が低
下するという欠点を有している。一方、後者のような拐
料金背面負荷材５とした場合は、＋ｊｉＪ者とは逆に音
響インピーダンスが１〜１．５Ｘ１０９／禰、ｓｅｃで
あり圧電振動子１との音響的な不整合により、背面負荷
材５側への音波の伝搬が小さくなる。したがって、前者
と比較して感度の低下が少ないという長所はある。しか
し背面負荷材５が軟いため探触子振動子面に加えられた
機械的衝撃、圧力により、探触子が破損しやすいという
欠点を有している。
高いため機械的強度が大きく探触子振動子面の破損が少
ないという長所はあるが、音響インピーダンスが６Ｘ１
０ ｇΔ、東以上であり、圧電振動子１の音響インピー
ダンス（圧電セラミックの場合、音響インピーダンスは
３０ｘ １０５ｇ／ｃｌ−豊前後である。）に近くなる
ため、音響的整合が後者に比較的良く、したがって、背
面負荷材５側例も音波が伝搬してしまうために感度が低
下するという欠点を有している。一方、後者のような拐
料金背面負荷材５とした場合は、＋ｊｉＪ者とは逆に音
響インピーダンスが１〜１．５Ｘ１０９／禰、ｓｅｃで
あり圧電振動子１との音響的な不整合により、背面負荷
材５側への音波の伝搬が小さくなる。したがって、前者
と比較して感度の低下が少ないという長所はある。しか
し背面負荷材５が軟いため探触子振動子面に加えられた
機械的衝撃、圧力により、探触子が破損しやすいという
欠点を有している。
発明の目的
本発明は以上のような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、感度低下を少なくし、１〜かも機械的強
度を大きくして破損の欠点を除去した新しい背面負荷材
料を備えた超音波探触子を提供することを目的とするも
のである。
されたもので、感度低下を少なくし、１〜かも機械的強
度を大きくして破損の欠点を除去した新しい背面負荷材
料を備えた超音波探触子を提供することを目的とするも
のである。
発明の構成
この目的を達成するために、本発明に係る超音波探触子
は、圧゛成振動子、単層あるいは多層の音響整合層、背
面負荷より少なくとも構成され、かつ当該背面負荷が所
定の硬度、音波吸収係数、音響インピーダンスを有して
いる事を特徴とした構成となっている。
は、圧゛成振動子、単層あるいは多層の音響整合層、背
面負荷より少なくとも構成され、かつ当該背面負荷が所
定の硬度、音波吸収係数、音響インピーダンスを有して
いる事を特徴とした構成となっている。
実施例の説明
以下に本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第２図は本発明の実施例を示す斜視図であり、圧′成振
動子１１の被検体に接する側には単層もしくは多層の音
響整合層１２．１３を設けてあり、必要に応じて更に音
響レンズ１７を設ける。
動子１１の被検体に接する側には単層もしくは多層の音
響整合層１２．１３を設けてあり、必要に応じて更に音
響レンズ１７を設ける。
圧電振動子１１の反対側には背面負荷材１５を流し込み
によって形成、あるいは成形した背面負荷材１５を接着
する。なお、背面負荷材１５の一方の端面は超音波を散
乱させるため、凹凸の構造にシテモ良イこの背面負荷材
１６はウレタンゴムあるいは、ウレタンゴムにガラス中
空体やプラスチック中空体などの粉末を充填したものを
用いる。
によって形成、あるいは成形した背面負荷材１５を接着
する。なお、背面負荷材１５の一方の端面は超音波を散
乱させるため、凹凸の構造にシテモ良イこの背面負荷材
１６はウレタンゴムあるいは、ウレタンゴムにガラス中
空体やプラスチック中空体などの粉末を充填したものを
用いる。
例えば、アダプ） Ｅ ｔｇ １（国際ケミカル製）
のウレタンゴムの場合は、音響インピーダンスは２、１
ｘｌｏ ｇ／ｃｔｄ−ｓｅｃ テ、硬度（ＪＩＳ−Ａ
）は９８で、音波吸収係数は３馬で２ ｄＢ／ｍｍであ
る。また上記のウレタンゴムを使用し、１００μｍ前後
の粒径のガラス中空体を重量比で１６％充填した場合、
音響インピーダンスは１．７ Ｘｌ ０５ｇ／ｄ、 Ｓ
ｅｃで、硬度（ＪＩＳ−Ａ）は９８〜９９で、音波吸収
係数は３肌で２．５ ｄＢ／ｒＩとなる。
のウレタンゴムの場合は、音響インピーダンスは２、１
ｘｌｏ ｇ／ｃｔｄ−ｓｅｃ テ、硬度（ＪＩＳ−Ａ
）は９８で、音波吸収係数は３馬で２ ｄＢ／ｍｍであ
る。また上記のウレタンゴムを使用し、１００μｍ前後
の粒径のガラス中空体を重量比で１６％充填した場合、
音響インピーダンスは１．７ Ｘｌ ０５ｇ／ｄ、 Ｓ
ｅｃで、硬度（ＪＩＳ−Ａ）は９８〜９９で、音波吸収
係数は３肌で２．５ ｄＢ／ｒＩとなる。
圧電振動子１１の付着している面と対向している背面負
荷材１５の端面からの不要な音波の反射をなくシ、更に
、広い信号のダイナミックレンジを得るためには、音波
吸収係数の大きい背面負荷材が望ましい。例えば、ダイ
ナミックレンジを１００ｄＢ必要とした場合、上記の音
波吸収係数２・ｓｄＢ／−の本実施例の材料では、背面
負荷材端面から音波の反射をなくすためには、厚みを２
０聰以上にすれば良く、従来の煙音波探触子のそれと遜
色はない。
荷材１５の端面からの不要な音波の反射をなくシ、更に
、広い信号のダイナミックレンジを得るためには、音波
吸収係数の大きい背面負荷材が望ましい。例えば、ダイ
ナミックレンジを１００ｄＢ必要とした場合、上記の音
波吸収係数２・ｓｄＢ／−の本実施例の材料では、背面
負荷材端面から音波の反射をなくすためには、厚みを２
０聰以上にすれば良く、従来の煙音波探触子のそれと遜
色はない。
なおウレタンゴムには硬度か約８５で、音響インピーダ
ンスが約３ ｘ １０ ｇ／（ｉ、 ｓｅｃで、音波吸
収係数が３４ｔｋで１．５〜２ｄＢ／ｍｍ程度のものも
あり、これはそのまま本実施例の背面負荷材１６として
使用できる。もちろん感度に関しては、背面負荷の音響
インピーダンスが低いほど望ましいか、前述したウレタ
ンゴムをベースにガラス中空体の充填量を可変すること
により、硬度および音波吸収係数をほぼ上記程度に維持
したまま音響インピーダンスを１ ｘ １ｏＪ／ｃｎＩ
Ｌ、 ｓｅｃ程度まで下げることができた。この場合粘
性等を、考慮すると工業的には１ｘ １０ ｇ／ｃｒｌ
、ＳｅＣが音響インピーダンスの下限値であり、背面負
荷材１６の音響インピーダンスとしては１〜ｓ ｘ １
ｏ５ｇ／ｉ、 ｓｅｃであることが望ましい。これは
背面負荷の無い場合に比べて、最大約２ ｄＢの感度低
下となるが、装置設計上あるいは落圧応用上、約２ ｄ
Ｂの感度低下は許容し得るし、寸だ従来のツユライトゴ
ム等を用いたものに比べ４〜９ ｄＢ高く、ソリコン等
のゲル状の背面負荷利を用いた場合とほぼ同等な感度を
実現できた。
ンスが約３ ｘ １０ ｇ／（ｉ、 ｓｅｃで、音波吸
収係数が３４ｔｋで１．５〜２ｄＢ／ｍｍ程度のものも
あり、これはそのまま本実施例の背面負荷材１６として
使用できる。もちろん感度に関しては、背面負荷の音響
インピーダンスが低いほど望ましいか、前述したウレタ
ンゴムをベースにガラス中空体の充填量を可変すること
により、硬度および音波吸収係数をほぼ上記程度に維持
したまま音響インピーダンスを１ ｘ １ｏＪ／ｃｎＩ
Ｌ、 ｓｅｃ程度まで下げることができた。この場合粘
性等を、考慮すると工業的には１ｘ １０ ｇ／ｃｒｌ
、ＳｅＣが音響インピーダンスの下限値であり、背面負
荷材１６の音響インピーダンスとしては１〜ｓ ｘ １
ｏ５ｇ／ｉ、 ｓｅｃであることが望ましい。これは
背面負荷の無い場合に比べて、最大約２ ｄＢの感度低
下となるが、装置設計上あるいは落圧応用上、約２ ｄ
Ｂの感度低下は許容し得るし、寸だ従来のツユライトゴ
ム等を用いたものに比べ４〜９ ｄＢ高く、ソリコン等
のゲル状の背面負荷利を用いた場合とほぼ同等な感度を
実現できた。
また背面負荷材１５の硬度は、探触子の機械的強度に直
接関係し、硬い程望丑しいが、振動子面の機械的破損が
実用上問題とならない値は８５（ＪＩＳ−Ａ）以上であ
る。ちなみに、本実施例の場合、硬度的には、機械的破
損に強いとされるフェライトゴム等とほぼ等しいか、そ
れ以上であり、またシリコンゴムのようなゲル状の背面
負荷材を用いた場合に比べ約１０倍の機械的強度向上が
実現できた。
接関係し、硬い程望丑しいが、振動子面の機械的破損が
実用上問題とならない値は８５（ＪＩＳ−Ａ）以上であ
る。ちなみに、本実施例の場合、硬度的には、機械的破
損に強いとされるフェライトゴム等とほぼ等しいか、そ
れ以上であり、またシリコンゴムのようなゲル状の背面
負荷材を用いた場合に比べ約１０倍の機械的強度向上が
実現できた。
さらに背面負荷材１６の音波吸収係数は犬であればある
ほど背面負荷材１６の厚さを薄くすることができる事は
言うまでもないが、前述した音響インピーダンス、硬度
等の他の主要なパラメータを同時に満足させることが難
しくなる。これらの点を考慮して音波吸収係数が１．５
ｄＢ／ｍ＋ｎ 以上（ｓ ｉＩｈ ）であることが実
用上望ましく、たとえば前記実施例で述べた、音波吸収
係数か１．５〜２５ｄＢ／ｍｍ （Ｓ Ａｌ＆ ）の背
面負荷材１５を用いた探触子を１００ｄＢの表示ダイナ
ミックレンジをもつ超行波診断装置に接続して使用する
場合、背面負荷の端面からの反則を１ｉｌｆ くするた
めの厚さは２０〜３４胴となり、超音波探触子の外形寸
法を著しく大きくすることなく構成できる。
ほど背面負荷材１６の厚さを薄くすることができる事は
言うまでもないが、前述した音響インピーダンス、硬度
等の他の主要なパラメータを同時に満足させることが難
しくなる。これらの点を考慮して音波吸収係数が１．５
ｄＢ／ｍ＋ｎ 以上（ｓ ｉＩｈ ）であることが実
用上望ましく、たとえば前記実施例で述べた、音波吸収
係数か１．５〜２５ｄＢ／ｍｍ （Ｓ Ａｌ＆ ）の背
面負荷材１５を用いた探触子を１００ｄＢの表示ダイナ
ミックレンジをもつ超行波診断装置に接続して使用する
場合、背面負荷の端面からの反則を１ｉｌｆ くするた
めの厚さは２０〜３４胴となり、超音波探触子の外形寸
法を著しく大きくすることなく構成できる。
更に、本実施例に系る背面負荷拐料は、圧′６振動子、
音響整合層、音響レンジ等を全て構成した後、当該材料
を流し込んで製作することもでき、またあらかじめ、当
該背面負荷材料を所定の形状の型で成形しておき、その
成形された背面負荷材（ブロック）を圧電振動子に接着
して製作することも可能である。
音響整合層、音響レンジ等を全て構成した後、当該材料
を流し込んで製作することもでき、またあらかじめ、当
該背面負荷材料を所定の形状の型で成形しておき、その
成形された背面負荷材（ブロック）を圧電振動子に接着
して製作することも可能である。
なお上記実施例はウレタンゴムにガラス中空体を充填し
て音響インピーダンスを制御する場合について述べたが
、プラスチック中空体を充填した場合においても同様の
効果が得られた。
て音響インピーダンスを制御する場合について述べたが
、プラスチック中空体を充填した場合においても同様の
効果が得られた。
また、実施例においては、圧電振動子を直線状に配列し
た、いわゆるアレイ型超音波探触子に適用した場合につ
いて述べたが、本発明は圧電振動子が１枚の単一型超音
波探触子や、弧状配列型超音波探触子などの種々の超音
波探触子に適用できることは明らかである。
た、いわゆるアレイ型超音波探触子に適用した場合につ
いて述べたが、本発明は圧電振動子が１枚の単一型超音
波探触子や、弧状配列型超音波探触子などの種々の超音
波探触子に適用できることは明らかである。
発明の効果
以上のように本発明は、音波を送受信する圧電振動子の
一方の音波送受信側に、音響インピーダンスが、１．０
Ｘ１０５〜３ Ｘ １０ ｇ／ｃｎ１．ｓｅｃ、硬度（
ＪＩＳ−Ａ）か８５以上、及び超音波吸収係数が３用の
周波数で１．５ｄＢ／−以上の材料を背面負荷として設
けたことを特徴とする超音波探触子を提供するもので、
送受信信号が背面負荷材に伝搬することが少なく、感度
の低下を防止でき、ダイナミックレンジが広くとれる。
一方の音波送受信側に、音響インピーダンスが、１．０
Ｘ１０５〜３ Ｘ １０ ｇ／ｃｎ１．ｓｅｃ、硬度（
ＪＩＳ−Ａ）か８５以上、及び超音波吸収係数が３用の
周波数で１．５ｄＢ／−以上の材料を背面負荷として設
けたことを特徴とする超音波探触子を提供するもので、
送受信信号が背面負荷材に伝搬することが少なく、感度
の低下を防止でき、ダイナミックレンジが広くとれる。
また硬度が高いため、機械的強度が大きく探触子の振動
子面の破損も防止できる。したがって信頼性の高い探触
子が得られる等の利点を有する。
子面の破損も防止できる。したがって信頼性の高い探触
子が得られる等の利点を有する。
第１図は従来の超音波探触子の斜視図、第２図は本発明
の実施り１ｊにおける超音波探触子の斜視図である。 １１・・・・・・圧電振動子、１２．１３・・・・・・
音響整合層、１６・・・・・・背面負荷材、１７・・・
・・・辞響レンズ。
の実施り１ｊにおける超音波探触子の斜視図である。 １１・・・・・・圧電振動子、１２．１３・・・・・・
音響整合層、１６・・・・・・背面負荷材、１７・・・
・・・辞響レンズ。
Claims (3)
- （１）音波を送受信する圧電振動子の一方の音波送受信
側に音響インピーダンスが１．０Ｘ１０５〜３×１０
ｇ〜、亀、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８５以上、超音波吸収
係数が３凧の周波数で１．５ｄＢ／＋Ｍｎ 以上の材料
を背面負荷として設けたことを特徴とする超音波探触子
。 - （２） ウレタンゴムを背面負荷に用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の超音波探ｆ！Ｉ！Ｉ
！子。 - （３） ウレタンゴムにガラス中空体またはプラスチ
ック中空体を充填した材料を背面負荷に用いたことを特
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 (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10202683A JPS59225045A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 超音波探触子 |
| DE8484303872T DE3483174D1 (de) | 1983-06-07 | 1984-06-07 | Ultraschallsende mit einem absorbierenden traeger. |
| EP84303872A EP0128049B1 (en) | 1983-06-07 | 1984-06-07 | Ultrasonic probe having a backing member |
| US06/618,369 US4571520A (en) | 1983-06-07 | 1984-06-07 | Ultrasonic probe having a backing member of microballoons in urethane rubber or thermosetting resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10202683A JPS59225045A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59225045A true JPS59225045A (ja) | 1984-12-18 |
| JPH0221253B2 JPH0221253B2 (ja) | 1990-05-14 |
Family
ID=14316239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10202683A Granted JPS59225045A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59225045A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04352950A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
| JP2007513563A (ja) * | 2003-12-04 | 2007-05-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高減衰バッキングを備えたｉｃ取り付けセンサを実装する装置及び方法 |
| JP2011169890A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-09-01 | Fraunhofer Ges | 物体を検出及び／又はスキャンするための超音波センサ |
| JP2014149179A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Sekisui Chem Co Ltd | 漏洩検出器、漏洩位置特定方法および配管装置 |
| JP2019180786A (ja) * | 2018-04-09 | 2019-10-24 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子および超音波診断装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555678A (en) * | 1978-04-19 | 1980-01-16 | Commw Of Australia | Ultrasoniccwave inspection device |
-
1983
- 1983-06-07 JP JP10202683A patent/JPS59225045A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555678A (en) * | 1978-04-19 | 1980-01-16 | Commw Of Australia | Ultrasoniccwave inspection device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04352950A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
| JP2007513563A (ja) * | 2003-12-04 | 2007-05-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高減衰バッキングを備えたｉｃ取り付けセンサを実装する装置及び方法 |
| JP2011169890A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-09-01 | Fraunhofer Ges | 物体を検出及び／又はスキャンするための超音波センサ |
| JP2014149179A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Sekisui Chem Co Ltd | 漏洩検出器、漏洩位置特定方法および配管装置 |
| JP2019180786A (ja) * | 2018-04-09 | 2019-10-24 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子および超音波診断装置 |
| US11504092B2 (en) | 2018-04-09 | 2022-11-22 | Konica Minolta, Inc. | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0221253B2 (ja) | 1990-05-14 |
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