JPS60242841A - アレイトランスデユ−サ及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は医用超音波イメージング装置におけるアレイト
ランスデユー、すの構造と、その構造を実説するための
製造方法に関する。

（従来技術） 医用超音波イメージング装置のアレイトランスデユーサ
は超音波信号を電気信号に変換又はその逆変換を行うト
ランスデユーサで、高品質な超音波イメージングを得る
ためには微小で均一な素子が多数配列され、更にその多
数の素子の全てが欠陥のない素子であるように高精度加
工されていることが必要である。

このようなアレイトランスデユーサを製造する方法とし
ては従来においては、一枚のＰＺＴ素板からなる圧電板
をバッキング材に接着した後、それを医用超音波イメー
ジング装置の用途に応じて、短冊状、角棒状、縦向きの
壁状、角柱状等の形状の素子となるようにダイヤモンド
カッタで溝切り。

切断加工がなされていた。

こうした製造方法においては、多数の素子の１つでもイ
れがショートしたり、又、ノイズを発生するような素子
とならないように面内均一性に優れたＰＺＴ素板が使用
され、且つ切断加工においては細心の注意が払われてい
た。しかも、この製造方法によって製作されたアレイト
ランスデユーサの構造は、バッキング材には溝が入らず
、圧電素子とその上のマツチング層の幅は一定となるよ
うに形成されるものであった。

しかしながら、従来のアレイトランスデユーサの構造と
その製造方法においては次のような欠点があった。

（１）良品のアレイトランスデユーサか否かは、最後の
組立工程まで終了しなければわからず、製作前又は途中
の品質管理ができなかった。

（２）製作後において、仮に１個の不良品が発生した場
合でも、その１個の不良品の素子のみを交換することが
できないため、その場合は製作に費された工数が全て無
駄となってしまう。

（３）従来の構造においては圧電素子とマツチング層は
一定幅であるため、等価的音響インピーダンスの低減は
余り望めない。

（４）圧電素子を受け入れているバッキング材は連続構
造となっており、各素子の相互迷結合となり高量□質イ
メージングを得る点で不利である。

（発明の目的） 本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目
的は、多数の素子を一つ一つ能率よく並べることによっ
て高品質のアレイトランスデユーサを得るための構造と
その製造方法を提供することにある。

（発明の構成） このような目的を達成する本発明のアレイトランスデユ
ーサは、医“用超音波イメージング装置の超音波信号を
電気信号に変換又はその逆変換を行うア”レイトランス
デューサにおいて、位置精度よく形成された多数の凹部
を持つバッキング材と、前記バッキング材の凹部に接着
固定される一定幅の圧電素子と、前記圧電素子の上に接
合されるマツチング層と、このマツチング層の上に接合
される保護膜を具備し、前記バッキング材、圧電素子。

マツチング層の一つの組合せが一つの専用化された素子
として形成され、しかも圧電素子の幅はマツチング層の
幅よりも小さくし、前記一つの組合せ素子の等価的音響
インピーダンスが低減するような構造としたことを特徴
とするものである。又、このような目的を達成する本発
明のアレイトランスデユーサの製造方法は、医用超音波
のアレイトランスデユーサの製造方法において、型を用
いた注型法又は熱可塑性を利用した印象刻印法又は工作
機械を利用した溝切り法によって、バッキング材に一定
距離毎に所望の位置精度で多数の凹部を形成する工程と
、均一な形状と特性を有した個別の素子として加工、製
造及び品質管理がなされた圧電素子を前記バッキング材
の凹部に挿入し接着する工程と、前記圧電素子の上にマ
ツチング層を接着固定する工程と、続いて各圧電素子間
の距離よりも薄いダイヤモンドカッタの回転刃を用いて
、マツチング層とバッキング材に対して一部深さで切り
込む工程より一鬼り、多数の圧電素子とマツチング層及
びバッキング材は一つ一つ独立して専用化され、しかも
圧電素子の幅がその上のマツチング層の幅よりも小さい
構造となるように成形することを特徴とするものである
。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明のアレイトランスデユーサの一実施例を
示す銘水的構成図である。図において、１は電気信号を
超音波信号に変換又はその逆変換を行うＰＺＴ素板から
なる圧電素子、２は圧電素子を受け入れるバッキング材
からなる台座である。

３はマツチング層で、３１はマツチング層の第１層で、
ガラス材からなり、３２はマツチング層の第２層で、ト
リアセチルセルロースからなっている。４はアレイトラ
ンスデユーサの表面を保護する保護膜である。

こうした構成をもつアレイトランスデユーサでは、圧電
素子１．バッキング材２．圧電素子１の上に接着固定し
たマツチング層３の１つの組合せは、個々に専用化され
た構造となっており、更に圧電素子１の幅はその上のマ
ツチング層３の幅よりも狭い構造となっている。

このような構造をなすアレイトランスデユーサを得るだ
めの製造方法は次の通りである。

第２図は７レイトランスデユーサの製造方法に関する説
明図である。この図において、第１図と同一部分には同
一符号を付して示しである。即ち、１は圧電素子であり
、２はバッキング材である。

５は圧電素子１とバッキング材２を接着する接着剤で、
双方どちらに付着させておいてもよい。まずこの図のく
イ）においては、予めバッキング材２の方に圧電素子１
を受け入れる凹部を位置精度よく形成しておく。この場
合、凹部の形成としては型を用いた注型法、熱可塑性を
利用した事後の印象刻印法、若しくは溝切り法によって
可能である。例えば熱可塑性を利用した場合、バッキン
グ材としては熱硬化性の可注型物のフェライト粉末入り
の人造ゴムか天然ゴムを用いるとすると、型の底を写真
植刻法で逆向きの形にしておけば、位置精度よく凹部の
形成が可能である。又、バッキング材としてタングステ
ン粉末入りの塩化ビニルでブロックを形成し、それが熱
可塑性であるなら、平面の表面に熱した型を押しつける
という印象刻印法によってでも可能である。こうしたバ
ッキング材の凹部の位置精度としては凹部の深さ及び水
平方向の部分を精度よく出す必要があるが、目的とする
素子を形成する位置決め精度と同様に必要十分な精度で
よく、決して困難な加工を必要としない。

このように形成されたバッキング材の凹部に前もって一
定の形に作られ事前の品質検査によって不良品は除去さ
れており、良品な圧電素子のみが分極の極性をそろえら
れて、嵌め込まれ、接着される。この時、圧電素子を凹
部に並べて嵌め込む作業は単純な並べ、嵌め込み作業で
あるため、人的手段によっても機械的手段によっても、
能率よく行うことができる。こうして接着形成された様
子は同図の（ロ）に示される。次に、このような工程の
後、圧電素子の上にマツチング層を接着する。この様子
は同図（ハ）に示す。このマツチング層及び各圧電素子
が横方向に連続した構成となることは、相互迷結合とな
り、高分解能で高品質イメージングを得るためには不利
である。そのため、各圧電素子及びマツチング層が一つ
一つ専用されることが望ましい。そうした各素子の専用
化する工程は次の（ニ）に示される。これは各圧電素子
の間の距離を八とすると、そのＡよりも薄い幅Ｂのダイ
ヤモンドカッタの回転刃を用いてマツチング層を切り込
み、各圧電素子の台座であるバッキング材まで一定流さ
まで切り込む。その結果は同図の（ホ）に示される。こ
の図かられかるようにマツチング層の切り込み幅及びバ
ッキング材の切り込み幅である日は、各圧電素子間距離
Ａよりも小さくなり、そのため圧電素子の幅はマツチン
グ層の幅よりも小さい構造が形成されることになる。こ
の場合のバッキング材への切り込みは、同図の（へ）に
示されるようにＶ字状であっても、或いはＵ字状であっ
てもよい。

このようにして形成された、多数の素子はその一つ一つ
が独立して専用化される構造となり、更に圧電素子の幅
はその上のマツチング層の幅よりも小さい構造が製作さ
れる。これはバッキング材と圧電素子及びマツチング層
の一つの組合せである１組の素子が横並びに多数連続し
且つ圧電素子の幅がその上のマツチング層の幅と同じ一
定幅をとる構造を有した従来のアレイトランスデユーサ
と比較して、相互迷結合とならない構造であり、又、音
響インピーダンスが更に低減する構造となるため、より
高分解能で高品質の超音波イメージングを得ることがで
きるものである。

最後にマツチング層の上に保護膜を接着させて、電気的
接続を行うことにより所望のアレイトランスデユーサを
製造することができることになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
を得ることができる。

（１）各圧電素子は予め事前の品質管理がなされるＩこ
め、後工程の作業効率を高めることができる。

（２）圧電素子は一つ一つが品質管理され良品のみ使用
されることになるが、もし工程の途中若しくは最終検査
で不良品が発見されても圧電素子は独立してそれぞれが
構成されているため、ただちに良品と交換することがで
き、工程の無駄がなくなる。

（３）良く品質管理された各素子を予め形成されたバッ
キング材の凹部に並べ接着する工程は単純な作業である
ため機械化が容易に行えることになり、コストダウンに
寄与することができる。

（４）マツチング層及びバッキング材に切り込みを入れ
る工程では、各圧電素子間の幅よりも充分に幅の小さい
刃で切り込むこととなるため、各圧電素子に刃が接触す
ることはなく、又、その作業にそれ程の注意を払う必要
がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアレイトランスデユーサの銘水的
構成図である。第２図は本発明の詳細な説明するための
図である。 １・・・圧電素子　２・・・バッキング材３・・・マツ
チング層　４・・・保Ｆｉ膜５・・・接着剤 第２図 （イ）　（ロ） （ハ） （へ） 旦 ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）医用超音波イメージング装置の超音波信号を電気
   信号に変換又はその逆変換を行うアレイトランスデユー
   サにおいて、位置精度よく形成された多数の凹部を持つ
   バッキング材と、前記バッキング材の凹部に接着固定さ
   れる一定幅の圧電素子と、前記圧電素子の上に接合され
   るマツチング層と、このマツチング層の上に接合される
   保護膜を具備し、前記バッキング材、圧電素子、マツチ
   ング層の一つの組合せが一つの専用化された素子として
   形成され、しかも圧電素子の幅はマツチング層の幅より
   も小さくし、前記一つの組合せ素子の等価的音菅インピ
   ーダンスが低減するような°構造としたことを特徴とす
   るアレイトランスデユーサ。　・　つ 進方法において、型を用いた注型法又は熱可塑性を利用
   した印象刻印法又は工作機械を利用した溝切り法によっ
   て、バッキング材に−″定距離毎に所望の位置精度で多
   数の凹部を形成する工程と、均一な形状と特性を有した
   個別の素子として加工、製造及び品質管理がなされた圧
   電素子を前記バッキング材の凹部に挿入し接着する工程
   と、前゛記圧電累子の上にマツチング層を接着固定する
   工程と、続いて各圧電素子間の距離よりも薄いダイヤモ
   ンドカッタの回転刃を用いて、マツチング層とバッキン
   グ材に対して一部深さで切り込む工程よりなり、多数の
   圧電素子とマツチング層及びバッキング材は一つ一つ独
   立して専用化され、しかも圧電素子の幅がその上のマツ
   チング層の幅よりも小さい構造となるように成形するこ
   とを特徴とするアレイトランスデユーサの製造方法。