JPS61184099A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS61184099A JPS61184099A JP2387585A JP2387585A JPS61184099A JP S61184099 A JPS61184099 A JP S61184099A JP 2387585 A JP2387585 A JP 2387585A JP 2387585 A JP2387585 A JP 2387585A JP S61184099 A JPS61184099 A JP S61184099A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- rubber
- piezoelectric vibrator
- acoustic
- vibrators
- 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
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For 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る超音波探触子に
関するものである。
関するものである。
従来の技術
最近、超音波探触子が医用超音波診断装置などの分野で
盛んに利用されるようになってきた。
盛んに利用されるようになってきた。
従来の超音波探触子としては、例えば特開昭５７−９７
３００号公報に記載されている構成が知られている。以
下、第２図を参照して従来の超音波探触子について説明
する。圧電振動子１ｏ１の振動方向に電極（図示せず）
が設けられ、この電極より電気端子（図示せず）が取り
出されている。
３００号公報に記載されている構成が知られている。以
下、第２図を参照して従来の超音波探触子について説明
する。圧電振動子１ｏ１の振動方向に電極（図示せず）
が設けられ、この電極より電気端子（図示せず）が取り
出されている。
この圧電振動子１ｏ１の一面側には背“面負荷材１０２
が設けられ、圧電振動子１ｏ１の他面側には二層の音響
整合層１０３，１０４が設けられ、圧電振動子１０１０
間隙には充填材１０５が設けられ、音響整合層１０４上
には音響レン、＜１０６が設けられている。而して圧電
振動子１０１の電極に外部から制御された電気信号を印
加することにより超音波１０７を音響レンズ１０６側か
ら矢印方向に放射するようになっている。
が設けられ、圧電振動子１ｏ１の他面側には二層の音響
整合層１０３，１０４が設けられ、圧電振動子１０１０
間隙には充填材１０５が設けられ、音響整合層１０４上
には音響レン、＜１０６が設けられている。而して圧電
振動子１０１の電極に外部から制御された電気信号を印
加することにより超音波１０７を音響レンズ１０６側か
ら矢印方向に放射するようになっている。
このような従来の超音波探触子にあって、背面負荷材１
ｏ２として一般にはタングステン粉を混合したエポキシ
樹脂やフェライト粉を混合したゴムなどのように比較的
硬く、しかも音波の減衰が太きａものと、酸化アルミナ
粉を混合したシリコンゴムなどのようなゲル状で、しか
も音響インピーダンス１Ｘ１０〜１．５Ｘ１０ ｆｌ／
＋−・Ｂ と小さいものとが用いられている。
ｏ２として一般にはタングステン粉を混合したエポキシ
樹脂やフェライト粉を混合したゴムなどのように比較的
硬く、しかも音波の減衰が太きａものと、酸化アルミナ
粉を混合したシリコンゴムなどのようなゲル状で、しか
も音響インピーダンス１Ｘ１０〜１．５Ｘ１０ ｆｌ／
＋−・Ｂ と小さいものとが用いられている。
発明が解決しようとする問題点
前者を用いれば、機械的変形が少なく、探触子製作途中
で圧電振動子１０１を分割する際の破損が少ないという
長所はある。しかしながら音響インピーダンスが６×１
♂ｇ／ｃａ−ｓ以上であり、圧電振動子１ｏ１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、２５×１０５〜３６Ｘ１♂ｌ ／ｃｒｌりであ
る。）に近くなるため、両者間の音響的整合が比較的良
く、従って背面負荷材１ｏ２側にも音波が伝搬してしま
うために感度が低下するという問題点を有している。一
方、後者を用いれば、音響インピーダンスが小さく、圧
電振動子１０１との音響的な不整合によシ、背面負荷材
１０２側への音波の伝搬が小さくなる。従って感度の低
下が少なくダイナミックレンジが広くなる。また背面負
荷材１０２の流し込み成形時の硬化による圧電振動子１
０１の破損を防止することができる等の長所はある。し
かしながら音波減衰係数は３旙りで１ 、５ ｄ Ｂ／
ｒｒａｎと比較的小さく、背面負荷材１０２の端面から
の不要な音波の反射を無くすためには、厚みを厚くしな
ければならないため、探触子全体の形状が大きくなると
いう問題点を有している。
で圧電振動子１０１を分割する際の破損が少ないという
長所はある。しかしながら音響インピーダンスが６×１
♂ｇ／ｃａ−ｓ以上であり、圧電振動子１ｏ１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、２５×１０５〜３６Ｘ１♂ｌ ／ｃｒｌりであ
る。）に近くなるため、両者間の音響的整合が比較的良
く、従って背面負荷材１ｏ２側にも音波が伝搬してしま
うために感度が低下するという問題点を有している。一
方、後者を用いれば、音響インピーダンスが小さく、圧
電振動子１０１との音響的な不整合によシ、背面負荷材
１０２側への音波の伝搬が小さくなる。従って感度の低
下が少なくダイナミックレンジが広くなる。また背面負
荷材１０２の流し込み成形時の硬化による圧電振動子１
０１の破損を防止することができる等の長所はある。し
かしながら音波減衰係数は３旙りで１ 、５ ｄ Ｂ／
ｒｒａｎと比較的小さく、背面負荷材１０２の端面から
の不要な音波の反射を無くすためには、厚みを厚くしな
ければならないため、探触子全体の形状が大きくなると
いう問題点を有している。
そこで本発明は、以上のような従来の問題点を解決する
ため、背面負荷材による感度低下を少なくしてダイナミ
ックレンジを広くとることができ、また背面負荷材の音
波減衰係数を大きくして薄く形成することができ、全体
の小型化を図ることができるようにした超音波探触子を
提供しようとするものである。
ため、背面負荷材による感度低下を少なくしてダイナミ
ックレンジを広くとることができ、また背面負荷材の音
波減衰係数を大きくして薄く形成することができ、全体
の小型化を図ることができるようにした超音波探触子を
提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段
そして上記問題点を解決するだめの本発明の技術的な手
段は、超音波を送受信する圧電振動子と、この圧電振動
子の一面側に設けられた背面負荷材と、前記圧電振動子
の他面側に設けられた一層以上の音響整合層とを備え、
前記背面負荷材はゴム材にマイクロバルーンと金属粉若
しくは絶縁粉等の粉体が混入されたものである。
段は、超音波を送受信する圧電振動子と、この圧電振動
子の一面側に設けられた背面負荷材と、前記圧電振動子
の他面側に設けられた一層以上の音響整合層とを備え、
前記背面負荷材はゴム材にマイクロバルーンと金属粉若
しくは絶縁粉等の粉体が混入されたものである。
作 用
本発明は上記の構成によシ、背面負荷材の音響インピー
ダンスを０．７Ｘ１０５〜２Ｘ１０５ｆ／佃・Ｂ と小
さい範囲で任意に選択することができ、圧電振動子との
音響的な不整合によシ、背面負荷材への音波の伝搬が小
さくなる。従って高い感度を得ることができてダイナミ
ックレンジを広くとることができる。また背面負荷材の
音波減衰係数が３ＭＨｚで３６〜ｓ ｏ ｄＢ／−と非
常に大きくなり、背面負荷材の厚みを極めて薄く形成す
ることができる。従って、全体形状を小さくすることが
できる。
ダンスを０．７Ｘ１０５〜２Ｘ１０５ｆ／佃・Ｂ と小
さい範囲で任意に選択することができ、圧電振動子との
音響的な不整合によシ、背面負荷材への音波の伝搬が小
さくなる。従って高い感度を得ることができてダイナミ
ックレンジを広くとることができる。また背面負荷材の
音波減衰係数が３ＭＨｚで３６〜ｓ ｏ ｄＢ／−と非
常に大きくなり、背面負荷材の厚みを極めて薄く形成す
ることができる。従って、全体形状を小さくすることが
できる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。第１図は本発明の一実施例における超音波探触
子の斜視図を示し、複数個に分割された圧電振動子１は
両側に電極（図示せず）を有し、一方の電極よシミ気溝
子（図示せず）が取シ出されている。圧電振動子１の一
面側には電極を介して背面負荷材２が流し込みにより、
若しくは接着によシ設けられている。圧電振動子１の他
面側、即ち被検体に接する側には電極を介して単層若し
くは多層の音響整合層３，４が設けられ、圧電振動子１
の間隙に充填材５が設けられている。
明する。第１図は本発明の一実施例における超音波探触
子の斜視図を示し、複数個に分割された圧電振動子１は
両側に電極（図示せず）を有し、一方の電極よシミ気溝
子（図示せず）が取シ出されている。圧電振動子１の一
面側には電極を介して背面負荷材２が流し込みにより、
若しくは接着によシ設けられている。圧電振動子１の他
面側、即ち被検体に接する側には電極を介して単層若し
くは多層の音響整合層３，４が設けられ、圧電振動子１
の間隙に充填材５が設けられている。
音響整合層４上には必要に応じて音響レンズ６が設けら
れる。
れる。
前記背面負荷材２は母材であるゴム材に金属粉または絶
縁粉等の粉体とマイクロバルーンとを混入したものを用
いる。例えば、ゴム材としてシリコンゴムを使用し、金
属粉をしてタングステン粉を使用し、マイクロバルーン
としてプラスチックマイクロバルーンを使用し、タング
ステン粉とプラスチックマイクロバルーンを母材である
シリコンゴムに対し、重量比でそれぞれ２００％、１．
６係で秤量、混合、硬化して形成することによシ音響イ
ンピーダンスが１．１ｘ１０ｆ／−・Ｓで、音波減衰係
数が３ＭＨｚで約４ｏｄＢ／ｍのものを得ることができ
る。
縁粉等の粉体とマイクロバルーンとを混入したものを用
いる。例えば、ゴム材としてシリコンゴムを使用し、金
属粉をしてタングステン粉を使用し、マイクロバルーン
としてプラスチックマイクロバルーンを使用し、タング
ステン粉とプラスチックマイクロバルーンを母材である
シリコンゴムに対し、重量比でそれぞれ２００％、１．
６係で秤量、混合、硬化して形成することによシ音響イ
ンピーダンスが１．１ｘ１０ｆ／−・Ｓで、音波減衰係
数が３ＭＨｚで約４ｏｄＢ／ｍのものを得ることができ
る。
而して圧電振動子１の電極に外部から制御された電気信
号を加えることによシ超音波７を音響レンズ６側から矢
印方向に放射することができる。
号を加えることによシ超音波７を音響レンズ６側から矢
印方向に放射することができる。
また前記のように背面負荷材２の音波減衰係数を大きく
しているので、その端面からの不要な音波の反射を無く
し、広い信号のダイナミックレンジを得ることができる
。ここで例えば、ダイナミックレンジ１２０ｄＢ必要と
した場合、前記実施例のように音波減衰係数４０ ｄＢ
／ｍａの背面負荷材２を用いると、この背面負荷材２の
端面から音波の反射を無くすためには、背面負荷材２の
厚みを１．６Ｗ以上にすれば良く、従来の超音波探触子
よシ大幅に薄く形成することができる。
しているので、その端面からの不要な音波の反射を無く
し、広い信号のダイナミックレンジを得ることができる
。ここで例えば、ダイナミックレンジ１２０ｄＢ必要と
した場合、前記実施例のように音波減衰係数４０ ｄＢ
／ｍａの背面負荷材２を用いると、この背面負荷材２の
端面から音波の反射を無くすためには、背面負荷材２の
厚みを１．６Ｗ以上にすれば良く、従来の超音波探触子
よシ大幅に薄く形成することができる。
また感度に関しては、背面負荷材２の音響インピーダン
スが小さいほど望ましいが、前述したシリコンゴムを母
材としてタングステン粉及びプラスチックマイクロバル
ーンの混入量を可変することにより、音波減衰係数が３
６〜５０ ｄＢ／ｍ、音響インピーｐ−７スが０．７Ｘ
１０５〜２Ｘ’１０’Ｊ’／ｃｄ＠８の範囲で任意に選
択することができる。勿論、混入するタングステン粉、
プラスチックマイクロバルーンの粒径等を変えることに
よシ、混入量も可変することができるため、音響インピ
ーダンスを更に広い範囲で任意に選択することが可能と
なる。
スが小さいほど望ましいが、前述したシリコンゴムを母
材としてタングステン粉及びプラスチックマイクロバル
ーンの混入量を可変することにより、音波減衰係数が３
６〜５０ ｄＢ／ｍ、音響インピーｐ−７スが０．７Ｘ
１０５〜２Ｘ’１０’Ｊ’／ｃｄ＠８の範囲で任意に選
択することができる。勿論、混入するタングステン粉、
プラスチックマイクロバルーンの粒径等を変えることに
よシ、混入量も可変することができるため、音響インピ
ーダンスを更に広い範囲で任意に選択することが可能と
なる。
前記実施例の背面負荷材２を使用すると、背面負荷材が
ない場合に比べて最大約２ｄＢの感度低下となるが、装
置設計上、或は臨床応用上、約２ｄＢの感度低下は許容
し得るし、また従来のフェライトゴム等の背面負荷材を
用いたものに比べ４〜ｅｄＢ高く、酸化アルミナ粉を充
填したシリコンゴム等のゲル状の背面負荷材を用いた場
合とほぼ同程度な感度を実現することができた。
ない場合に比べて最大約２ｄＢの感度低下となるが、装
置設計上、或は臨床応用上、約２ｄＢの感度低下は許容
し得るし、また従来のフェライトゴム等の背面負荷材を
用いたものに比べ４〜ｅｄＢ高く、酸化アルミナ粉を充
填したシリコンゴム等のゲル状の背面負荷材を用いた場
合とほぼ同程度な感度を実現することができた。
なお前記実施例の背面負荷材２は、圧電振動子１、音響
整合層３，４．音響レンズ５等を全て構成した後、その
構成すべき材料を流し込んで製作することもでき、まだ
予め背面負荷材２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１に
接着して製作することも可能である。
整合層３，４．音響レンズ５等を全て構成した後、その
構成すべき材料を流し込んで製作することもでき、まだ
予め背面負荷材２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１に
接着して製作することも可能である。
また前記実施例では、背面負荷材２の母材となるゴム料
にシリコンゴムを用いた場合について述べたが、本発明
においては、ゴム材としてこの他、ウレタンゴム、ブチ
ルゴム、ネオブレンゴム等ヲ用いることができることは
それらの特性から明らかである。
にシリコンゴムを用いた場合について述べたが、本発明
においては、ゴム材としてこの他、ウレタンゴム、ブチ
ルゴム、ネオブレンゴム等ヲ用いることができることは
それらの特性から明らかである。
また背面負荷材２においてゴム材に混入する金属粉また
は絶縁粉等の粉体は、タングステン粉の他にモリブデン
粉、鉛粉、ニッケル粉、鉄粉、亜鉛粉、フェライト粉、
タングステンカーバイト粉。
は絶縁粉等の粉体は、タングステン粉の他にモリブデン
粉、鉛粉、ニッケル粉、鉄粉、亜鉛粉、フェライト粉、
タングステンカーバイト粉。
シリコンカーバイト粉等を用いることができ、またゴム
材に混入する材料はマイクロバルーンと金属粉または絶
縁粉の２種類以上（例えば、マイクロバルーンとタング
ステン粉トシリコンカーハイト粉）を用いてもよい。更
に前記実施例においては、圧電振動子１を直線状に配列
した、所謂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１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等、種々の形式の
超音波探触子に適用できることは明らかである。
材に混入する材料はマイクロバルーンと金属粉または絶
縁粉の２種類以上（例えば、マイクロバルーンとタング
ステン粉トシリコンカーハイト粉）を用いてもよい。更
に前記実施例においては、圧電振動子１を直線状に配列
した、所謂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１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等、種々の形式の
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
以上の説明より明らかなように本発明によれば、超音波
を送受信する圧電振動子の一面側に設けた背面負荷材を
、ゴム材にマイクロバルーンと金属粉若しくは絶縁粉等
の粉体を混入して形成している。この背面負荷材の音響
インピーダンスが０．７×１０５〜２ｘ１ｏ５ｆ／ｃｄ
・８と小さいので、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、従ってダイナミ
ックレンジが広くとることができる。また背面負荷材の
音波減衰係数も３５〜５ｏｄＢ／ｍｍと大きいので、極
めて薄く形成することができ、探触子全体の小型化を図
ることができる。
を送受信する圧電振動子の一面側に設けた背面負荷材を
、ゴム材にマイクロバルーンと金属粉若しくは絶縁粉等
の粉体を混入して形成している。この背面負荷材の音響
インピーダンスが０．７×１０５〜２ｘ１ｏ５ｆ／ｃｄ
・８と小さいので、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、従ってダイナミ
ックレンジが広くとることができる。また背面負荷材の
音波減衰係数も３５〜５ｏｄＢ／ｍｍと大きいので、極
めて薄く形成することができ、探触子全体の小型化を図
ることができる。
第１図は本発明の超音波探触子の一実施例を示す一部斜
視図、第２図は従来の超音波探触子の一部斜視図である
。 １・・・・・・圧電振動子、２・・・・・・背面負荷材
、３．４・・・・・・音響整合層、５・・・・・・充填
材、６・・・・・・音響レンズ、７・・・・・・超音波
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
視図、第２図は従来の超音波探触子の一部斜視図である
。 １・・・・・・圧電振動子、２・・・・・・背面負荷材
、３．４・・・・・・音響整合層、５・・・・・・充填
材、６・・・・・・音響レンズ、７・・・・・・超音波
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (4)
- （１）超音波を送受信する圧電振動子と、この圧電振動
子の一面側に設けられた背面負荷材と、前記圧電振動子
の他面側に設けられた一層以上の音響整合層とを備え、
前記背面負荷材はゴム材にマイクロバルーンと金属粉若
しくは絶縁粉等の粉体とが混入されていることを特徴と
する超音波探触子。 - （２）ゴム材がシリコンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴ
ム、若しくはネオプレンゴムのいずれかである特許請求
の範囲第１項記載の超音波探触子。 - （３）マイクロバルーンがプラスチック製である特許請
求の範囲第１項記載の超音波探触子。 - （４）粉体がタングステン粉、モリブデン粉、鉛粉、ニ
ッケル粉、鉄粉、亜鉛粉、フェライト粉、タングステン
カーバイト粉、シリコンカーバイト粉のいずれか、若し
くは複数種である特許請求の範囲第１項記載の超音波探
触子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2387585A JPS61184099A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超音波探触子 |
| DE8686300880T DE3683509D1 (de) | 1985-02-08 | 1986-02-10 | Ultraschallwandler. |
| EP19860300880 EP0190948B1 (en) | 1985-02-08 | 1986-02-10 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2387585A JPS61184099A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61184099A true JPS61184099A (ja) | 1986-08-16 |
Family
ID=12122619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2387585A Pending JPS61184099A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61184099A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181300A (ja) * | 1988-01-13 | 1989-07-19 | Toshiba Corp | 超音波プロープ |
| JP2012000219A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子用バッキング材、それを用いた超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置 |
| JP2012034160A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子用バッキング材、それを用いた超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56160196A (en) * | 1980-04-07 | 1981-12-09 | Philips Corp | Impedance matching device |
| JPS5787298A (en) * | 1980-11-19 | 1982-05-31 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Ultrasonic transducer |
| JPS58206732A (ja) * | 1982-05-18 | 1983-12-02 | オリンパス光学工業株式会社 | 超音波探触子の製造方法 |
| JPS59171296A (ja) * | 1983-03-17 | 1984-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波トランスジユ−サ |
| JPS59226600A (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP2387585A patent/JPS61184099A/ja active Pending
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