JPS6133923Y2 - - Google Patents

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JPS6133923Y2
JPS6133923Y2 JP1979164308U JP16430879U JPS6133923Y2 JP S6133923 Y2 JPS6133923 Y2 JP S6133923Y2 JP 1979164308 U JP1979164308 U JP 1979164308U JP 16430879 U JP16430879 U JP 16430879U JP S6133923 Y2 JPS6133923 Y2 JP S6133923Y2
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matching layer
ultrasonic
vibrating
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cut
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超音波診断装置に使用される超音波探
触子に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus.

第1図に超音波探触子(以下単に探触子と記
す)の振動子アレイ部の外観を示す。第1図にお
いて1は超音波振動微素子(以下単に振動微素子
と記す)で、板状の超音波振動子の部材をアレイ
状に細く切断した小片の一つである。この超音波
振動子は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)
系の素材で構成される。2はパツキング材で振動
子アレイの背面へ向う超音波ビームを吸収する効
果を有する。第1図に示すものは、パツキング材
2へ前記した大きな板状の超音波振動子の部材を
接着後、各振動微素子1に切断したものである。
FIG. 1 shows the appearance of a transducer array section of an ultrasonic probe (hereinafter simply referred to as a probe). In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an ultrasonic vibrating fine element (hereinafter simply referred to as a vibrating fine element), which is one of small pieces obtained by cutting a plate-shaped ultrasonic vibrator member into thin arrays. This ultrasonic transducer is made of PZT (lead zirconate titanate), for example.
It is composed of materials of the same type. 2 is a packing material which has the effect of absorbing the ultrasonic beam directed toward the back side of the transducer array. In what is shown in FIG. 1, the large plate-shaped ultrasonic transducer described above is adhered to a packing material 2 and then cut into individual vibrating microelements 1.

第2図は、一般的な探触子の構造を示す外観図
である。すなわち、第1図のものの前面(第2図
に示すB側)に整合層と音響レンズを配したもの
である。第2図において、1は振動微素子、2は
パツキング材で第1図のものと同一なためその再
説明を省略する。3は第1の整合層で振動微素子
1のアレイの前面に設けられたもので、例えば、
ガラスなどの剛性体で構成される。4は第2の整
合層で、例えば高分子フイルムなどで構成され、
前記した第1の整合層3の前面に設けられる。こ
れらの第1の整合層3と第2の整合層4は、超音
波ビームが発信される被検体(図示せず)と振動
微素子のアレイとの音響インピーダンス整合を図
るとともに、探触子から発信される超音波の発信
効率を向上させ、かつダンピングのよい超音波ビ
ームを得る効果があり、第1の整合層3は1/4λ
層とも呼ばれる。振動微素子の音響インピーダン
スをZp、被検体の音響インピーダンスをZw、第
1の整合層3の音響インピーダンスをZ1、第2の
整合層4の音響インピーダンスをZ2とすると、Z1
とZ2は一般に、以下に示す(1)式、(2)式を満足する
値に選ばれる。
FIG. 2 is an external view showing the structure of a general probe. That is, a matching layer and an acoustic lens are arranged on the front side of the one shown in FIG. 1 (the B side shown in FIG. 2). In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a vibrating micro-element, and 2 a packing material, which are the same as those in FIG. 1 and will not be explained again. 3 is a first matching layer provided in front of the array of vibrating micro elements 1; for example,
It is made of a rigid material such as glass. 4 is a second matching layer made of, for example, a polymer film;
It is provided on the front surface of the first matching layer 3 described above. These first matching layer 3 and second matching layer 4 match the acoustic impedance between the object (not shown) from which the ultrasonic beam is emitted and the array of vibrating microelements, and also It has the effect of improving the transmission efficiency of the transmitted ultrasonic waves and obtaining an ultrasonic beam with good damping, and the first matching layer 3 has a thickness of 1/4λ.
Also called layers. If the acoustic impedance of the vibrating micro-element is Zp, the acoustic impedance of the object is Zw, the acoustic impedance of the first matching layer 3 is Z 1 , and the acoustic impedance of the second matching layer 4 is Z 2 , then Z 1
and Z 2 are generally selected to values that satisfy equations (1) and (2) shown below.

Z1=√p2……(1) Z2=√1w……(2) 被検体が人体であるとすれば、(1),(2)式を満足
する材料として第1の整合層3としてはガラスな
どが、第2の整合層4としては高分子フイルムな
どが用いられる。5は音響レンズで、振動微素子
1のアレイから発信される超音波ビームの集束性
(指向性)を向上させるととに、整合層としての
効果も有する。この音響レンズ5は、第2の整合
層4の前面に設けられる。
Z 1 =√ p2 ...(1) Z 2 =√ 1w ...(2) If the subject is a human body, the first material that satisfies equations (1) and (2) is As the matching layer 3, glass or the like is used, and as the second matching layer 4, a polymer film or the like is used. Reference numeral 5 denotes an acoustic lens which not only improves the focusing (directivity) of the ultrasonic beam emitted from the array of vibrating micro elements 1, but also has the effect of serving as a matching layer. This acoustic lens 5 is provided in front of the second matching layer 4.

このような一般的な探触子において、第2図に
示すA面で切断した時の、従来の探触子の断面図
を第3図に示す。第3図において付した1〜5の
番号の素子は、第2図で説明した素子と同様であ
るため、その再説明は省略する。第3図から明ら
かなように、従来の探触子の構造は、振動微素子
1のアレイの前面に第1の整合層3と第2の整合
層4とを単に貼りつけたものであるため、隣接す
る振動微素子1が整合層を介して音響的に結合さ
れ、クロストークを生じ発信された超音波ビーム
の指向性を悪化させるとともに発信された超音波
ビームの波形(ダンピング)にも悪影響を与え
る。特に第1の整合層3はガラスなどの剛性体で
構成されているため、第1の整合層を介して、各
超音波ビームの相互干渉は大きいものとなる。従
つて超音波診断装置で得られる画像の不鮮明の原
因となる。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of such a conventional probe taken along plane A shown in FIG. 2. Elements numbered 1 to 5 in FIG. 3 are the same as the elements described in FIG. 2, and therefore, their explanation will be omitted. As is clear from FIG. 3, the structure of the conventional probe is that the first matching layer 3 and the second matching layer 4 are simply pasted on the front surface of the array of vibrating microelements 1. , adjacent vibrating microelements 1 are acoustically coupled via the matching layer, causing crosstalk, which worsens the directivity of the transmitted ultrasound beam and also has an adverse effect on the waveform (damping) of the transmitted ultrasound beam. give. In particular, since the first matching layer 3 is made of a rigid body such as glass, the mutual interference of the ultrasonic beams through the first matching layer is large. Therefore, it causes blurring of images obtained by ultrasonic diagnostic equipment.

第4図は、本考案を説明するための探触子の一
例を示す図で、第2図に示すA面で切断した場合
に対応する断面図である。第4図の探触子の構成
は第2図と第3図で示すものと酷似しいるが、異
なる点は、第1の整合層を切断したことにある。
すなわち、第4図に示した構成のポイントは、第
1の整合層を振動微素子1に対応して切断したこ
とである。第4図において、3aは各振動微素子
1に対応して第1の整合層を切断した切断部、3
1は前記した第1の整合層で第3図の第1の整合
層3に相当するもので、材質等も全く同様なもの
である。第4図において、その他の構成は第3図
と同様なため、その再説明を省略する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a probe for explaining the present invention, and is a sectional view corresponding to the case where the probe is cut along plane A shown in FIG. The configuration of the probe in FIG. 4 is very similar to that shown in FIGS. 2 and 3, except that the first matching layer is cut.
That is, the key point of the configuration shown in FIG. 4 is that the first matching layer is cut in correspondence with the vibrating micro-element 1. In FIG. 4, reference numeral 3a indicates a cutting section where the first matching layer is cut corresponding to each vibrating fine element 1;
Reference numeral 1 denotes the first matching layer described above, which corresponds to the first matching layer 3 in FIG. 3, and is made of the same material. In FIG. 4, the rest of the configuration is the same as that in FIG. 3, so a re-explanation thereof will be omitted.

このように第4図では第1の整合層31を各振
動微素子1に対応する如く切断部3aで切断して
いるため、各第1の整合層31は音響的に絶縁さ
れ、各振動微素子1から発信された各超音波ビー
ムは互に干渉することなく前面(第2図のB)へ
発信され、指向性を害されることはない。しか
し、第4図のような構成の探触子においては振動
微素子は、通常非常に小さいものなので、そこか
ら発射される個々の超音波は無指向性のものとな
る。
In this way, in FIG. 4, the first matching layer 31 is cut at the cutting part 3a so as to correspond to each vibrating fine element 1, so each first matching layer 31 is acoustically insulated, and each vibrating fine element 1 is Each ultrasonic beam emitted from the element 1 is emitted to the front (B in FIG. 2) without interfering with each other, and the directivity is not impaired. However, in a probe configured as shown in FIG. 4, the vibrating micro-element is usually very small, so the individual ultrasonic waves emitted from it are non-directional.

一方、探触子の面からほぼ直角方向へ超音波ビ
ームを発射するようなリニア走査形の超音波診断
装置においては、発射される超音波ビームは指向
性の鋭いものが要求される。
On the other hand, in a linear scanning type ultrasonic diagnostic apparatus that emits an ultrasonic beam in a direction substantially perpendicular to the surface of a probe, the emitted ultrasonic beam is required to have sharp directivity.

本考案は上述したような従来手段の欠点を改善
しつつリニア走査形の超音波診断装置に適した指
向性の鋭い超音波ビームを出力することができる
探触子を提供しようとするものである。
The present invention aims to provide a probe capable of outputting a highly directional ultrasonic beam suitable for linear scanning type ultrasonic diagnostic equipment while improving the drawbacks of the conventional means as described above. .

第5図は、本考案に係る探触子の一例を示す図
で、第2図のA面で切断した場合に対応する断面
図である。第5図においては、振動微素子一個に
対応するように第1の整合層を切断するのでな
く、複数個の振動微素子に対応するように第1の
整合層を切断している。すなわち、第5図におい
ては5個の振動微素子に対応するように第1の整
合層32を切断部3bで切断している。この第1
の整合層32は、第3図の第1の整合層3に相当
するもので材質等も全く同様なものである。この
第5図の探触子は、5個の振動微素子を電気的に
並列に接続し(音響的には絶縁されている)、5
個の振動微素子を同時に駆動するものである。し
たがつて、第5図の探触子からは、指向性の鋭い
超音波ビームを得ることができる。更に、第4図
の探触子では第1の整合層31を振動微素子の1
個1個のピツチに合わせて切断していたので割れ
易い欠点(第1の整合層はガラス材)を有してい
たが、本考案の第5図によれば第1の整合層32
の切断ピツチが大きいので割れる危険性は少な
い。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the probe according to the present invention, and is a sectional view corresponding to the case where the probe is cut along plane A in FIG. In FIG. 5, the first matching layer is not cut to correspond to one vibrating fine element, but is cut to correspond to a plurality of vibrating fine elements. That is, in FIG. 5, the first matching layer 32 is cut at the cutting portion 3b so as to correspond to five vibrating microelements. This first
The matching layer 32 corresponds to the first matching layer 3 in FIG. 3 and is made of exactly the same material. The probe shown in Fig. 5 has five vibrating microelements electrically connected in parallel (acoustically insulated).
This is to simultaneously drive several vibrating microelements. Therefore, an ultrasonic beam with sharp directivity can be obtained from the probe shown in FIG. Furthermore, in the probe of FIG. 4, the first matching layer 31 is connected to one of the vibrating micro elements
Since it was cut to match the pitch of each individual piece, it had the disadvantage of being easily broken (the first matching layer was made of glass). However, according to FIG. 5 of the present invention, the first matching layer 32
Since the cutting pitch is large, there is little risk of cracking.

また、第5図においてては整合層のうち第一の
整合層のみを切断した例を示したが、第6図に示
す如く、第2の整合層を第1の整合層に対応する
ように切断部4aで切断してもよい。
In addition, although FIG. 5 shows an example in which only the first matching layer is cut, as shown in FIG. 6, the second matching layer is cut so as to correspond to the first matching layer. It may be cut at the cutting part 4a.

このように本考案によれば、複数個の振動微素
子に対応する如く、前面に配された整合層を切断
することにより、探触子から発信された各超音波
ビームが互に干渉されることなく、従つて指向性
が鋭く、かつ超音波の波形(ダンピング)を損な
うことなく超音波ビームを得ることができ、その
効果は極めて大なるものである。
As described above, according to the present invention, by cutting the matching layer arranged on the front surface so as to correspond to a plurality of vibrating microelements, the ultrasonic beams emitted from the probe can interfere with each other. Therefore, it is possible to obtain an ultrasonic beam with sharp directivity and without damaging the waveform (damping) of the ultrasonic wave, and the effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は探触子の振動子アレイ部の外観を示す
図、第2図は一般的な探触子の構造を示す外観
図、第3図は従来の探触の断面図、第4図は本考
案を説明するための図、第5図、第6図は本考案
に係る探触子の一実施例を示す断面図である。 1……振動微素子、2……パツキング材、3,
31,32……第1の整合層、4……第2の整合
層、5……音響レンズ、3a,3b,4a……切
断部。
Figure 1 is an external view of the transducer array section of the probe, Figure 2 is an external view of the structure of a typical probe, Figure 3 is a cross-sectional view of a conventional probe, and Figure 4. 5 and 6 are cross-sectional views showing one embodiment of the probe according to the present invention. 1... vibrating micro element, 2... packing material, 3,
31, 32...first matching layer, 4...second matching layer, 5...acoustic lens, 3a, 3b, 4a...cutting section.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) パツキング材に接着された超音波振動微素子
のアレイと、該超音波振動微素子のアレイの前
面に設けられた第1の整合層とを有する超音波
探触子において、 複数個の前記超音波振動微素子ごとに前記第
1の整合層を切断したことを特徴とする超音波
探触子。 (2) 前記切断された第1の整合層の前面に一層又
は複数層よりなる第2の整合層を設けたことを
特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項記載
の超音波探触子。 (3) 前記第1の整合層の構成材料としてガラスを
使用したことを特徴とする実用新案登録請求の
範囲第1項記載の超音波探触子。
[Claims for Utility Model Registration] (1) An ultrasonic wave comprising an array of ultrasonic vibrating microelements bonded to a packing material and a first matching layer provided in front of the array of ultrasonic vibrating microelements. An ultrasonic probe, characterized in that the first matching layer is cut for each of the plurality of ultrasonic vibrating microelements. (2) The ultrasonic probe according to claim 1 of the utility model registration claim, characterized in that a second matching layer made of one or more layers is provided in front of the cut first matching layer. . (3) The ultrasonic probe according to claim 1, wherein glass is used as a constituent material of the first matching layer.
JP1979164308U 1979-11-29 1979-11-29 Expired JPS6133923Y2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5590196A (en) * 1978-12-27 1980-07-08 Toshiba Corp Ultrasonic probe

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