KR20180097285A

KR20180097285A - 초음파 프로브

Info

Publication number: KR20180097285A
Application number: KR1020170024070A
Authority: KR
Inventors: 송인성; 고종선; 김용재; 이원희; 정진우; 최지락; 경윤성; 김승현; 김지수; 박중현; 박진환; 이경민
Original assignee: 삼성메디슨 주식회사
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-08-31
Also published as: WO2018155772A1; EP3581110A1; US20200237340A1; US11555906B2; EP3581110A4

Abstract

본 발명에 의한 초음파 프로브는 압전층과 상기 압전층 하부에 배치되고 음향 신호를 흡수하는 흡음층와 상기 압전층과 상기 흡음층 사이에 배치되는 연결부를 포함하고 상기 연결부는 상기 연결부로 인해 상기 압전층에서 방사되는 복수 개의 음향 신호의 크기가 서로 다른 크기를 갖도록 상기 연결부의 적어도 일부분이 변형될 수 있다.
본 발명에 의한 초음파 프로브의 경우 초음파 프로의 중심부에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 측면에서 방사되는 음향 에너지의 크기보다 크므로 초음파 신호의 지향성이 향상됨과 동시에 측면의 로브(Lobe)를 감소시킬 수 있다. 또한, 방사되는 음향 에너지 크기의 차이를 이용하여 인접하는 상끼리의 중복을 억제할 수 있는 아포디제이션(Apodization) 효과를 얻을 수 있다.

Description

초음파 프로브{The Ultrasonic Probe}

본 발명은 초음파 프로브에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 초음파 프로브의 연결부 형태를 변형하여 초음파 프로브에서 방사되는 음향 에너지의 크기를 위치에 따라 다르게 방사되는 기술에 관한 발명이다.

초음파 진단 장치는 대상체의 특정 부위를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 대상체에서 반사된 초음파 신호(초음파 에코신호)를 수신한 후, 이에 대한 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지 등을 무침습으로 얻는 장치를 말한다.

초음파 진단 장치의 경우 X선 진단 장치, X선 CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단 장치 등의 다른 영상 진단 장치와 비교해 볼 때, 상대적으로 소형이고 저렴한 장점이 있다. 또한, 초음파 진단 장치는 대상체 내부에 관한 영상을 실시간으로 획득할 수 있고 방사선에 의해 발생되는 피폭이 없어 안전성이 높은 특징이 있다. 따라서 일반적으로 초음파 진단 장치는 사람의 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 진단에서 널리 이용되고 있다.

따라서, 초음파 진단 장치는 대상체 내부의 초음파 영상을 얻기 위해 초음파 신호를 대상체로 송신하고, 대상체로부터 반사되어 오는 응답 신호를 수신하기 위한 초음파 프로브를 포함한다.

초음파 프로브는 초음파 프로브 내부의 압전물질이 진동하면서 전기신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전층과, 압전층과 대상체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시켜 압전층에서 발생된 초음파가 대상체에 효과적으로 전달될 수 있도록 하는 정합층과, 압전층의 전방으로 진행하는 초음파를 특정 지점에 접속시키는 렌즈와, 초음파가 압전층의 후방으로 진행되는 것을 차단시키거나 초음파를 반사시켜 영상 왜곡을 방지하는 흡음층 및 압전체와 흠음층에 전기적으로 연결되어 있는 연결부 등을 포함한다.

그러고 일반적인 초음파 프로브의 음향 소자는 직사각형 형태로 여러 물질이 쌓여 있는 구조로 되어있는데, 이러한 경우 단일한 형태로 인해 제조 방법은 용이한 반면, 초음파 프로브의 특성이 일관된 문제점이 존재하였다. 즉, 초음파 프로브의 중심부에서 방사되는 음향 에너지의 크기와 측면에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 동일하여 초음파 신호의 지향성이 떨어졌으며, 측면의 로브(Lobe)가 증가하는 문제가 존재하였다.

따라서, 본 발명은 상기 설명한 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 초음파 프로브에서 방사되는 음향 에너지의 크기를 중심부에서 증가시키고 측면에서는 감소하도록 하여 초음파 신호의 지향성이 향상된 초음파 프로브를 제공하기 위함이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 프로브는 압전층과 상기 압전층 하부에 배치되고 음향 신호를 흡수하는 흡음층과 상기 압전층과 상기 흡음층 사이에 배치되는 연결부를 포함하고 상기 연결부는 상기 연결부로 인해 상기 압전층에서 방사되는 복수 개의 음향 신호의 크기가 서로 다른 크기를 갖도록 상기 연결부의 적어도 일부분이 변형될 수 있다.

상기 연결부는 상기 연결부의 중심선을 기준으로 대칭인 형태일 수 있다.

상기 연결부의 적어도 일 측면은 곡선 형태일 수 있다.

상기 연결부의 적어도 일 측면은 내측으로 함몰된 형태일 수 있다.

상기 연결부의 외주면은 볼록한 형태를 대칭적으로 가질 수 있다.

상기 연결부의 외주면은 오목한 형태를 대칭적으로 가질 수 있다.

상기 연결부의 폭은 상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 서로 다른 폭을 가질 수 있다.

상기 연결부의 폭은 상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 증가하거나 곡선 형태로 증가할 수 있다.

상기 연결부의 폭은 상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 감소하거나 곡선 형태로 감소할 수 있다.

상기 압전층에 의해 방사되는 음향 신호의 크기가 상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 증가하거나 곡선 형태로 증가하도록 상기 연결부의 일부분이 변형될 수 있다.

상기 압전층에 의해 방사되는 음향 신호의 크기가 상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 감소하거나 곡선 형태로 감소하도록 상기 연결부의 일부분이 변형될 수 있다.

상기 연결부는 원, 타원 또는 마름모의 형태를 가질 수 있다.

상기 연결부는 적어도 하나의 연성회로기판(PCB)를 포함할 수 있다.

상기 연결부는 전도성 물질을 포함할 수 있다.

상기 연결부는 상기 압전체와 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 연결부는 복수 개의 연결부를 포함하고 상기 연결부 사이에는 절연층이 배치될 수 있다.

상기 연결부는 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부 사이에는 절연층이 배치될 수 있다.

상기 제1 연결부의 외주면은 볼록한 형태 또는 오목한 형태를 대칭적으로 가질 수 있다.

상기 제2 연결부의 외주면은 볼록한 형태 또는 오목한 형태를 대칭적으로 가질 수 있다.

상기 초음파 프로브는 상기 연결부의 하부에 배치되는 절연층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 경우 초음파 프로의 중심부에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 측면에서 방사되는 음향 에너지의 크기보다 크므로 초음파 신호의 지향성이 향상됨과 동시에 측면의 로브(Lobe)를 감소시키는 효과가 존재한다.

또한, 방사되는 음향 에너지 크기의 차이를 이용하여 인접하는 상끼리의 중복을 억제할 수 있는 아포디제이션(Apodization) 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 내부 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 종류의 초음파 프로브의 외관을 도시한 사시도이다.
도 4는 종래 기술에 따른, 초음파 프로브 음향 소자의 적층 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 초음파 프로브 음향 소자의 적층 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 초음파 프로브 음향 소자의 분해 사시도이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결부의 위치에 따라 다르게 방사되는 음향 에너지의 크기를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브에서 방출되는 초음파 신호의 형태와 종래기술에 따른 초음파 프로브에서 방출되는 초음파 신호의 형태를 비교 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결부의 다양한 형태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결부의 위치에 따라 방사되는 에너지의 크기를 도시한 도면이다.
도 12 본 발명의 다른 실시예에 따른, 초음파 프로브 음향 소자의 적층 구조를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 연결부의 다양한 형태를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 연결부의 다양한 형태를 도시한 도면이다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 초음파 프로브(100)를 포함하는 초음파 진단 장치(300)의 일 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 2는 초음파 진단 장치(300) 구성 요소를 설명하기 위한 블록도이며, 도 3은 초음파 프로브(100)의 트랜스듀서의 모양에 따라 구분되는 여려 종류의 초음파 프로브(100)를 도시한 외관도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 초음파 진단 장치(300)는, 본체(200)와 사용자로부터 초음파 진단 장치(300)를 제어하기 위한 명령을 입력 받는 입력부(290)와 본체(200)로부터 수신 받은 정보를 출력하는 디스플레이(280)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 본체(200)는 초음파 진단 장치(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며, 이에 따라 초음파 프로브(100)나 본체(200)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 각종 부품이 마련될 수 있으며, 본체(200)와 초음파 프로브(100)는 케이블(93) 또는 무선 통신 모듈을 이용하여 상호 데이터를 송수신할 수 있다.

또한, 초음파 프로브(100)와 본체(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 연결 케이블(93)을 이용하여 서로 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 연결 케이블(93)을 통하여 초음파 프로브(100)에서 출력되는 전기적 신호는 본체(200)로 전달될 수 있다. 또한 본체(200)에서 생성된 제어 명령 등 역시 연결 케이블(93)을 통하여 초음파 프로브(100)로 전달될 수 있다.

연결 케이블(93)의 일 말단에는 커넥터(94)가 마련될 수 있으며, 커넥터(94)는 본체(200)의 외장(201)에 마련된 포트(95)에 결합 및 분리될 수 있다. 커넥터(94)가 포트(95)에 결합된 경우, 초음파 프로브(100)와 본체(200)는 통신 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 본체(200)의 일 측면에는 초음파 프로브(100)를 거치시킬 수 있는 프로브 홀더(292)가 마련될 수 있다. 프로브 홀더(292)는 초음파 프로브(100)의 개수만큼 마련될 수 있으며, 본체(200)에 장착되거나 탈착될 수 있다. 사용자는 초음파 프로브(100)를 사용하지 않는 경우 프로브 홀더(293)에 초음파 프로브(100)를 거치시켜 보관할 수 있다.

또한, 본체(200)는 초음파 프로브(100)와 무선 통신 네트워크를 통해 초음파 프로브(100)에서 출력되는 전기적 신호를 수신할 수 있고 본체(200)에서 생성된 전기적 신호를 초음파 프로브(100)로 전달할 수도 있다. 이 경우 초음파 프로브(100) 및 본체(200) 각각의 내부에는 안테나 및 무선 통신 칩을 포함하는 무선 통신 모듈이 설치될 수 있다.

무선 통신 모듈은 블루투스(Bluetooth), 블루투스 저 에너지(Bluetooth low energy), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), 와이파이(Wi-Fi), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct), 초광대역(UWB; Ultra-Wideband) 및 근거리 장 통신(NFC; Near Field Communication) 중 적어도 하나를 이용하는 근거리 무선 통신 모듈일 수도 있고, 국제 전기 통신 연합(ITU)에서 인증한 3GPP 계열, 3GPP2 계열 또는 IEEE 계열의 무선 통신 네트워크를 지원하는 무선 통신 모듈일 수도 있다.

본체(200)는 통신부를 통하여 의료 영상 정보 시스템(PACS; Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 본체(10)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM; Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터를 주고 받을 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

디스플레이(280)는 본체(200)에 결합되고 본체(200)로부터 수신한 각종 정보를 출력할 수 있다.

구체적으로, 디스플레이(280)는 대상체 내부의 목표 부위에 대한 초음파 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이(280)에 표시되는 초음파 영상은 2차원 초음파 영상, 또는 3차원 입체 초음파 영상, 도플러 영상 일 수 있으며, 초음파 진단 장치(300)의 동작 모드에 따라 다양한 초음파 영상이 표시될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 초음파 영상은 A-모드(Amplitude mode, A-모드) 영상, B-모드(Brightness Mode; B-Mode) 영상, M-모드(Motion Mode; M-mode) 영상을 포함할 뿐만 아니라, C(Color)-모드 영상 및 D(Doppler)-모드 영상을 포함한다.

이하에서 설명되는 A-모드 영상은 에코 초음파 신호에 대응되는 초음파 신호의 크기를 나타내는 초음파 영상을 의미하며, B-모드 영상은 에코 초음파 신호에 대응되는 초음파 신호의 크기를 밝기로 나타낸 초음파 영상을 의미하며, M-모드 영상은 특정 위치에서 시간에 따른 대상체의 움직임을 나타내는 초음파 영상을 의미한다. D-모드 영상은 도플러 효과를 이용하여 움직이는 대상체를 파형 형태로 나타내는 초음파 영상을 의미하며, 또한, C-모드 영상은 움직이는 대상체를 컬러 스펙트럼 형태로 나타내는 초음파 영상을 의미한다.

따라서, 디스플레이(280)는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같이, 공지된 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

입력부(290)는 키보드, 풋 스위치(Foot switch) 또는 풋 페달(Foot pedal) 방식 등 다양하게 구현될 수 있다.

예를 들어, 키보드는 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 이러한 키보드는 스위치, 키, 조이스틱 및 트랙볼 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 그래픽 유저 인터페이스와 같이 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 키보드는 디스플레이(280)를 통해 표시될 수 있다.

한편, 디스플레이(280)가 터치 스크린(Touch Screen) 타입으로 구현되는 경우, 디스플레이(280)는 입력부(290)의 기능도 함께 수행할 수 있다. 즉, 본체(200)는 디스플레이(280) 및 입력부(290) 중 적어도 하나를 통해 사용자로부터 각종 명령을 입력 받을 수 있다. 일 실시예로서 도 1에 도시된 제 3디스플레이(291)는 디스플레이 기능과 입력 기능을 동시에 할 수 있다.

디스플레이(280)와 입력부(290)은 사용자로부터 정보를 수신 받거나 사용자에게 정보를 송신한다는 점에서 디스플레이(280)와 입력부(290)를 합쳐 입출력부(270)로 정의될 수 있다.

도 2를 참고하면, 초음파 프로브(100)는 초음파를 생성하거나 또는 초음파를 수신하기 위하여 초음파 송수신부(110), 초음파 송수신부(110)와 전기적으로 연결되고 초음파 송수신부(110)의 동작을 제어하거나 또는 초음파 소자에서 출력된 전기적 신호를 이용하여 신호 처리를 수행하는 제1 프로세서(130) 등을 포함할 수 있다.

초음파 송수신부(110)는 초음파를 생성하거나, 또는 초음파에 상응하는 전기적 신호를 생성할 수 있는 초음파 트랜스듀서(Ultrasonic Transducer)를 포함할 수 있다.

초음파 트랜스듀서는 소정 주파수의 교류 전류 에너지를 동일한 주파수의 기계적 진동으로 변환하여 초음파를 발생시키거나 수신한 초음파에 기인한 소정 주파수의 기계적 진동을 교류 전류 에너지로 변환할 수 있다. 이에 따라 초음파 트랜스듀서는 초음파를 생성하거나 또는 수신한 초음파에 상응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 초음파 트랜스듀서의 구조에 대해서는 도 4를 통하여 자세히 알아본다.

도 2에 도시된 일 실시 예를 참조하면 초음파 송수신부(110)는 초음파 송신부 (110a) 및 초음파 수신부(110b)를 포함할 수도 있다.

초음파 송신부 (110a)는 제1 프로세서(130) 또는 제2 프로세서(220)에서 전달되는 펄스 신호에 따라서 펄스 신호의 주파수에 상응하는 주파수의 초음파를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 초음파는 대상체(99)의 목표 부위(98)로 조사될 수 있다.

초음파 수신부(110b)는 대상체(99)의 목표 부위(98)에서 반사되거나 또는 목표 부위(98)에서 레이저 등에 따라 발생한 초음파를 수신하고, 수신한 신호를 초음파 신호로 변환할 수 있다. 초음파 수신부(110b)는 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있고, 각각의 초음파 트랜스듀서는 각각의 초음파 신호를 출력하므로, 초음파 수신부(110b)는 복수 채널의 초음파 신호를 출력할 수 있다.

또한, 초음파 송수신부(110)는 음향 흡음부(120)의 일 면에 설치될 수 있는데 음향 흡음부(120)에는 각각의 초음파 송수신부(110)에 대응하는 제1 연결부(121)가 마련될 수 있다.

일 실시예에 의하면 제1 연결부(212)는 음향 흡음부(120)를 관통하여 음향 흡음부(120)에 설치될 수 있으며, 이 경우 제1 연결부(212)는 음향 흡음부(120)의 일 면에서 타 면까지 관통하며 설치될 수 있다.

제1 프로세서(130)는, 초음파 송수신부(110)를 제어하기 위한 전기적 신호를 생성하여 출력하거나, 또는 초음파 송수신부(110)에서 전달된 초음파 신호를 이용하여 다양한 종류의 신호 처리를 수행할 수 있다.

제1 프로세서(130)에서 출력된 전기적 신호는 제1연결부(121)를 통해 초음파 송수신부(110), 일례로 초음파 송신부(110a)로 전달될 수 있다. 초음파 송신부(110a)는 전달받은 전기적 신호에 따라 구동할 수 있다.

도 2에 도시된 일 실시예에 의하면, 제1프로세서(130)는 펄서(131), 증폭기(132), 아날로그 디지털 변환기(133) 및 빔 포머(134) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

펄서(131)는 초음파 송수신부(110)를 구동시키기 위한 소정 주파수의 전압을 생성하고, 생성된 전압을 초음파 송수신부(110)에 전달할 수 있다. 초음파 송수신부(110)는 펄서(131)에서 출력되는 전압의 진폭 및 주파수에 따라 진동하여 초음파를 생성할 수 있다.

초음파 송수신부(110)에서 발생하는 초음파의 주파수 및 강도는 펄서(131)에서 발생된 전압의 진폭 및 주파수에 따라 결정될 수 있다. 펄서(131)에서 출력된 전압은 초음파 송수신부(110)에 일정한 시차를 두고 인가될 수 있으며, 이에 따라 초음파 송수신부(110)에서 발생된 초음파는 목표 부위(98)에서 집속되거나, 소정의 방향으로 조향될 수도 있다.

실시예에 따라서 펄서(131)는 제2프로세서(221)에 마련될 수도 있다. 이 경우 제1프로세서(130)는 펄서(131)를 포함하지 않을 수도 있다.

증폭기(132, AMP, Amplifier)는 초음파 송수신부(110)의 초음파 수신 부(110b)에서 출력되는 초음파 신호를 증폭시킬 수 있다. 증폭기(132)는 실시예에 따라서 복수의 초음파 송수신부(110)에서 출력되는 복수 채널의 초음파 신호를 서로 상이하게 증폭시킴으로써 복수 채널의 초음파 신호 사이의 강약 차를 보상할 수도 있다.

아날로그 디지털 변환기(132, ADC, Analog-digital convertor)는 증폭된 초음파 신호가 아날로그 신호인 경우, 이를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(132)는 아날로그 신호인 초음파 신호로부터 소정의 샘플링률에 따라 샘플링을 수행하여 디지털 신호를 출력할 수 있다.

빔 포머(134, B.F, Beamformer)는 복수 채널로 입력되는 초음파 신호를 집속시킬 수 있다. 빔포머(134)는 초음파 송수신부(110), 증폭부(132) 또는 아날로그 디지털 변환부(133)에서 전달되는 신호를 집속하여 빔포밍된 신호를 생성할 수 있다. 빔포머(134)는 복수 채널의 신호의 전자적 빔 스캐닝, 조향, 집속, 어포다이징 및 구경 기능을 수행할 수 있다.

또한, 초음파 프로브(100)가 무선 초음파 프로브인 경우 초음파 프로브(100)에 전원을 공급하는 배터리(미도시)를 추가적으로 구비할 수 있다.

본체(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 신호 생성부(210), 영상 생성부(211), 볼륨 데이터 생성부(212), 저장 장치(213) 및 제어부(220)를 포함할 수 있다.

신호 생성부(210)는 빔 포밍된 신호에 대해 다양한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어 신호 생성부(210)는 필터링 프로세스, 검출 프로세스 및 압축 프로세스 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 필터링 프로세스는 빔 포밍된 신호에 필터를 적용하여 특정 대역폭의 신호 외의 다른 신호는 제거하는 프로세스이다. 필터링 프로세스는 기본 주파수 성분을 제거하고 고조파 신호를 통과시키는 고조파 영상화 프로세스를 포함할 수 있다. 검출 프로세스는 초음파 신호의 전압을 무선 주파수 형태에서 비디오 신호 형식으로 변환하는 프로세스이다. 압축 프로세스는 초음파 신호 사이의 진폭 차를 감소시키는 프로세스이다. 신호 생성부(210)는 필요에 따라서 생략될 수 있다.

영상 생성부(230)는 빔 포밍된 신호 또는 신호 생성부(210)에서 처리된 신호를 정지 화상 또는 동화상의 형태의 초음파 영상으로 변환하고, 또한 필요에 따라 정지 화상 또는 동화상에 대한 소정의 영상 처리를 수행할 수 있다.

영상 생성부(230)는 주사 변환(Scan Conversion)을 이용하여 초음파 영상을 생성할 수 있다. 생성되는 초음파 영상은 A 모드, B 모드, M 모드, 도플러 모드 또는 3D 영상 등을 포함할 수 있다. 초음파 영상은 도플러 효과를 이용한 도플러 영상을 포함할 수 있다.

A 모드(Amplitude mode)의 초음파 영상은 목표 부위(98)와 초음파 프로브(100)와 대상체(99(사이의 거리 또는 시간을 기초로 반사의 강도를 진폭으로 영상화한 초음파 영상을 의미하며, B 모드(Brightness mode) 의 초음파 영상은 초음파의 강도를 밝기를 이용하여 표현한 초음파 영상을 의미한다.

M 모드(Motion mode)의 초음파 영상은 피사체의 동작의 변화 정도를 영상화 초음파 영상을 의미한다. 도플러 영상은, 혈액의 흐름을 나타내는 혈류 도플러 영상 (또는, 컬러 도플러 영상으로도 불림), 조직의 움직임을 나타내는 티슈 도플러 영상, 및 대상체의 이동 속도를 파형으로 표시하는 스펙트럴 도플러 영상을 포함할 수 있다.

또한, 영상 생성부(230)는 생성된 초음파 영상을 보정할 수도 있다. 예를 들어 영상 생성부(230)는 사용자가 초음파 영상 내의 조직을 명확하게 볼 수 있도록 초음파 영상의 전부 또는 일부 영역의 명도, 휘도, 선예도(sharpness), 대조도 또는 색상 등을 보정할 수도 있다. 필요에 따라서 영상 생성부(211)는 초음파 영상 내의 노이즈를 제거하거나 화소 보간을 수행할 수도 있다.

영상 생성부(211)는 생성 또는 보정된 초음파 영상을 저장 장치(213)에 전달하거나, 또는 디스플레이(280)에 표시하도록 할 수 있다. 또한 영상 생성부(211)는 생성 또는 보정된 초음파 영상을 볼륨 데이터 생성부(212)로 전달하여 초음파 볼륨 데이터가 획득되도록 할 수도 있다.

볼륨 영상 생성부(212)는 영상 생성부(211)에서 생성 또는 보정된 이차원 초음파 영상을 이용하여 삼차원 부피를 나타내는 초음파 볼륨 데이터를 획득할 수 있다.

상술한 신호 생성부(210), 영상 생성부(211), 볼륨 영상 생성부(212)는 중앙 처리 장치 또는 그래픽 처리 장치에 의해 구현될 수 있다. 중앙 처리 장치 또는 그래픽 처리 장치는 하나 또는 둘 이상의 반도체 칩 및 이와 관련된 부품을 이용하여 구현될 수 있다.

저장 장치(213)는 제어부(220)의 기능과 관련된 각종 프로그램이나 데이터, 초음파 영상 및 초음파 영상과 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다. 저장부(213)는 반도체 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 자기 테이프 저장 장치 등을 이용하여 구현될 수 있다.

제어부(220)는 사용자의 명령 또는 미리 정의된 설정에 따라 초음파 진단 장치(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(220)는 조사될 초음파의 주파수에 따라 소정의 제어 명령을 생성한 후, 생성한 제어 명령을 제1 프로세서(130)의 펄서(131)로 전달할 수 있으며, 펄서(131)는 제어 명령에 따라 소정 주파수의 전압을 초음파 소자부(110)에 인가할 수 있다. 이에 따라 초음파 소자부(110)는 소정 주파수의 초음파를 생성하여 피사체(99)의 목표 부위(98)로 조사할 수 있게 된다.

제어부(220)는 제2 프로세서(221) 및 제2 프로세서(221)의 동작을 보조하기 위한 롬(ROM)이나 램(RAM)과 같은 저장 장치(222)를 포함할 수 있다. 제2 프로세서(221)는 중앙 처리 장치에 의해 구현될 수 있다. 중앙 처리 장치는 하나 또는 둘 이상의 반도체 칩 및 관련 부품에 의해 구현될 수 있다.

도 3은 초음파 프로브(100)의 초음파 송수신부(110) 모양에 따른 여러 종류의 초음파 프로브(100)를 도시한 외관도이다.

도 3의 (a)에 도시된 초음파 프로브(100a)는 직선형 프로브(Linear Probe)로서, 직선형 프로브(100a)는 트랜스듀서가 일자 형태로 배열된 것을 특징으로 하고 있다.

도 3의 (b)에 도시된 프로브는 곡선형(Convex) 초음파 프로브(100b)로서, 곡선형 초음파 프로브(100b)는 표면이 볼록하기 때문에 부채꼴 모양의 영상이 만들어지며 복부(Abdomen) 등의 넓은 부위를 검사하는데 주로 사용된다. 초음파 프로브(100)의 기본적인 동작 원리는 직선형 프로브와 동일하다.

도 3의 (c)에 도시된 프로브는 마이크로 곡선형(Micro Convex) 초음파 프로브(100c)로써, 마이크로 곡선형 초음파 프로브(100c)는 곡선형 프로브의 효과를 그대로 가지면서 좁은 부위를 검사하는데 용이하도록 소형으로 설계된 특징을 갖고 있다.

도 3의 (d)에 도시된 프로브는 2차원 매트릭스(Matrix) 배열형 초음파 프로브(100d)로써, 대상체의 360˚ 입체 영상을 실시간으로 제공하는 3차원 초음파 진단 영상을 제공할 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 프로브(100)는 위상 배열 프로브(Phased Array Probe), 3D Matrix 프로브 등 도 3에 예시된 바 이외에 당업계에 알려진 다른 형태로 마련될 수 있으며, 후술할 초음파 프로브(100)의 구조는 상기 설명한 어느 종류의 초음파 프로브의 구조로서 채용될 수 있으며, 후술한 초음파 프로브(100)의 특징은 상기 설명한 모든 종류의 초음파 프로브에 적용될 수 있다.

지금까지 초음파 프로브(100) 및 초음파 진단 장치(300)의 외부 구성 및 내부 구성에 대해 알아보았다. 이하 초음파 프로브(100) 음향 소자의 내부 적층 구조에 대해 알아본다.

도 4는 종래 기술에 따른, 초음파 프로브 음향 소자의 적층 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 초음파 프로브의 음향 소자는 압전층(13), 압전층(13) 상부에 배치되는 정합층(12), 정합층(12) 상부에 배치되는 음향 렌즈(Acoustic Lens, 11), 압전층(13) 상부에 배치되는 렌즈(11), 압전층(13) 하부에 배치되는 흡음층(15) 및 압전층(13)과 흡음층(15) 사이에 배치되는 연결부(14) 등을 포함할 수 있다.

구체적으로, 압전층(13)은 압전 물질(Piezoelectric Material)을 포함하며 압전 물질은 진동하면서 전기 신호와 음향 신호를 상호 변환시키는 역할을 한다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나 전기 신호를 연결하기 위한 전극이 압전층(13)의 상부 및 하부에 형성될 수 있다.

정합층(12) 압전층(13)과 대상체(99) 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시켜 압전층(13)에서 방사된 초음파가 대상체에 효과적으로 전달될 수 있도록 하며 구성 방법에 따라 단일층으로 구성될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 정합층(12a)과 제2 정합층(12b)으로 구성될 수 있다.

흡읍층(15)은 초음파 신호가 초음파 프로브의 후방으로 진행되는 것을 차단 또는 흡수시키거나 초음파를 반사시켜 영상 왜곡을 방지하는 역할을 하며, 초음파 프로브의 엘리베이션(Elevation) 방향에서 송신 초음파 신호를 소정의 위치에 집속(Focusing)시킬 수 있는 역할을 할 수 있다.

종래 기술에 의한 초음파 프로브의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 음향 소자를 구성하는 물질들이 모두 동일한 모형으로 적층되어 있 이러한 구조의 경우 초음파 프로브의 제조 방법은 용이한 반면, 초음파 프로브의 특성이 일관된 문제점이 존재하였다.

즉, 동일한 모형으로 인해 초음파 프로브의 중심부에서 방사되는 음향 에너지의 크기와 측면에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 동일하여 초음파 신호의 지향성이 떨어지고, 측면의 로브(Lobe)가 증가하는 문제가 존재하였다.

그러나 본 발명에 의한 초음파 프로브(100)의 경우, 연결부(50)의 구조가 일부 변형되어 있어, 초음파 프로브(100)의 중심부에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 측면에서 방사되는 음향 에너지의 크기보다 큰 특징을 가지고 있다. 따라서, 초음파 신호의 지향성이 향상됨과 동시에 초음파 프로브(100)의 측면의 로브(Lobe)를 감소시키는 효과가 존재한다. 이하 도면을 통하여 본 발명의 구조에 대해 알아본다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 초음파 프로브(100) 음향 소자의 적층 구조를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 초음파 프로브(100) 음향 소자의 분해 사시도이다. 도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결부의 위치에 따라 다르게 방사되는 음향 에너지의 크기를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브에서 방출되는 초음파 신호의 형태와 종래기술에 따른 초음파 프로브에서 방출되는 초음파 신호의 형태를 비교 도시한 도면이다.

도 5와 도 6을 참고하면, 본 발명에 의한 초음파 프로브(100)는 압전층(40), 압전층(40) 상부에 배치되는 정합층(30), 압전층(40) 상부에 배치되는 음향 렌즈(20), 압전층(40) 하부에 배치되는 흡음층(60) 및 압전층(40)과 흡음층(60) 사이에 배치되는 연결부(50) 등을 포함할 수 있다.

연결부(50)를 제외한 렌즈(20), 정합층(30), 압전층(40) 및 흡음층(60)의 특징은 도 4에서 설명한 바와 동일한바 연결부(50)의 구조 및 특성에 대해 설명한다.

연결부(50)는 그 명칭에 따라 인터커넥션 레이어(Interconnection Layer)로 지칭되기도 하며, 도 4에는 압전층(40)와 흡음층(60) 사이에 배치되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고 압전층(40)과 정합층(30) 사이에도 추가적으로 배치될 수 있다.

또한, 연결부(50)는 압전층(40)와 전기적으로 연결되어 있으며, 사용 목적에 따라 적어도 하나의 연성회로기판(PCB)를 포함할 수 있으며, 전도성 물질을 포함할 수 도 있다.

초음파 프로브(100)의 압전층(40)은 연결부(50)의 하부에 배치되어 있기 때문에, 압전층(40)은 연결부(50)의 질량 부하(Mass Loading)로 인해 진동을 하면서 음향 신호를 외부로 방사한다. 그리고 압전층(40)에서 방사되는 에너지의 크기는 연결부(40)의 크기, 재질, 두께에 따라 다르게 방사된다.

그러나 종래 기술에 의한 초음파 프로브의 경우 연결부의 모형이 음향 소자에 적층되어 있는 다른 물질들과 동일한 모형, 예를 들어 직사각형 모형을 하고 있어 초음파 프로브의 중심부나 측면 방향에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 동일하였다. 따라서, 초음파 프로브 신호의 지향성이 좋지 않고 초음파 프로브의 측면의 로브(Lobe)가 증가하는 문제가 존재하였다.

그러나, 본 발명에 의한 초음파 프로브(100)의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 연결부(50)의 일 부분이 변형되어 있어 압전층(40)에 가해지는 연결부(50)의 질량 부하 효과는 압전층(40)의 위치마다 다르며, 이러한 특징으로 인해 압전층(40)에서 방사되는 에너지의 크기 또한 위치마다 다르게 방사된다.

도 7은 이를 설명하기 위한 도면으로서, 도 7의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부의 일 형태를 도면이고 (b)는 엘리베이션 위치에 따른 연결부(50)의 면적 비율을 나타낸 그래프이며, (c)는 초음파 프로브(100)의 엘리베이션 위치에 따라 방사되는 에너지의 크기를 도시면 그래프이고, (d)는 도 7 (a)에 도시된 연결부(50)가 초음파 프로브(100)에 탑재된 경우 초음파 프로브(100)를 측면에서 바라본 사시도이다.

도 7 (a)를 참고하면, 연결부(50)의 폭은 연결부(50)의 측면에서는 넓다가 연결부(50)의 중심으로 갈수록 감소하는 형태를 하고 있으며, 도 7의 (b)는 이러한 형태를 그래프로 도시한 도면이다.

그리고 연결부(50)가 도 7의 (a)와 같은 형태를 취하는 경우, 도 7 (c)에 도시된 바와 같이 초음파 프로브(100)에서 방사되는 에너지의 크기가 그 위치에 따른 다른 특성을 가지고 있다.

즉, 연결부(50)는 압전층(40)가 전기적으로 연결되어 있고 적어도 하나의 연성회로기판(PCB)을 포함할 수 있기 때문에, 초음파 프로브(100)에서 방사되는 음향 에너지의 크기는 연성회로기판의 유무에 따라 달라진다.

따라서, 도 7 의 (a)와 같은 구조를 취하는 경우 연결부(60)의 폭이 상대적으로 넓은 측면에서는 초음파 프로브(100)에서 방사되는 음향 에너지의 크기는 작으나, 연결부(50)의 폭이 상대적으로 넓은 중심부의 경우 초음파 프로브(100)에서 방사되는 에너지의 크기가 크다.

따라서, 초음파 프로브(100)의 중심부에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 측면에서 방사되는 에너지의 크기보다 크므로 초음파 신호의 지향성이 향상될 수 있다.

즉, 종래 기술에 따른 초음파 프로브의 초음파 신호 패턴은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 신호가 옆으로 퍼지는 경향이 있었으나, 본 발명에 의한 초음파 프로브(100) 신호의 패턴은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 상대적으로 중심부에 쏠려 있어, 초음파 신호의 지향성이 종래 기술보다 향상될 수 있다.

또한, 측면에서 방사되는 음향 신호의 크기가 중심부에서 방사되는 음향 신호의 크기보다 작으므로 초음파 프로브(100) 측면에서 방사되는 사이드 로브(Side Lobe)를 줄일 수 있고 동시에 초음파 신호의 초점 범위(Focal Zone)를 넓힐 수 있다.

또한, 초음파 프로브(100)의 중심부에서 방사되는 음향 에너지와 측면에서 방사되는 음향 에너지 크기의 차이를 이용하여 인접하는 상끼리의 중복을 억제할 수 있는 아포디제이션(Apodization) 효과를 얻을 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결부의 다양한 형태를 도시한 도면이다.

도 6에서 대표적인 실시예로, 연결부(50)의 모형이 오목한 형태를 대칭적으로 갖는 모습으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 도 10에 도시된 것처럼 연결부(50)는 다양한 형태를 취할 수 있다.

즉, 도 10의 (b) 와 (d) 처럼 곡선이 아닌 직사각형이 모인 형태를 취할 수 있고, 도 10의 (c)처럼 도 10의 (a)와 반대 모형의 볼록한 형태를 취할 수 도 있다. 이러한 경우 연결부(50)의 형태가 달라지므로 앞서 설명한 바와 같이 초음파 프로브(100)에서 방사되는 에너지의 크기 또한 그 위치에 따라 달라진다.

따라서, 초음파 프로브의 사용 환경 및 목적에 맞추어 연결부(50)에 모형을 변경하여 목적에 맞는 초음파 프로브를 생산할 수 있다.

또한, 연결부(50)의 모형은 도 10에 도시된 형태에 한정되는 것은 다양한 형태를 취할 수 있다. 사용 목적에 따라 연결부(50)의 적어도 일부분이 변형될 수 있으며, 연결부(50)의 일 측면은 곡선 형태 또는 내측으로 함물된 형태를 취할 수 있다.

또한, 연결부(50)의 외주면은 볼록한 또는 오목한 형태를 대칭적으로 취할 수 있으며, 연결부(50)의 폭은 연결부(50)의 일 측면에서부터 연결부(50)의 중심까지 서로 다른 폭을 갖거나 연결부(50)의 일 측면에서부터 연결부(50)의 중심까지 선형적으로 증가하거나 곡선 형태 또는 연결부(50)의 일 측면에서부터 연결부(50)의 중심까지 선형적으로 감소하거나 곡선 형태로 감소하는 형태를 취할 수 있다.

또한, 연결부(50)는 그 사용 목적에 맞추어 방사되는 음향 신호의 크기가 연결부(50)의 일 측면에서부터 연결부의 중심까지 선형적으로 증가 또는 감소하거나 곡선 형태로 증가 또는 감소하도록 연결부(50)의 일부분이 변형되는 형태를 취할 수 있으며, 원, 타원 또는 마름모의 형태를 취할 수 도 있다.

도 11은 연결부가 도 10의 (c) 형태를 취하는 경우 위치에 따라 방출되는 방사 에너지의 크기를 도시한 도면이다.

도 11의 (a)를 참고하면, 연결부(50)의 넓이는 측면에서는 작으나 중심으로 갈수록 연결부(50)의 폭은 커지며, 다시 다른 측면으로 갈수록 연결부(50)가 폭이 작아짐을 알 수 있다. 도 11의 (b)는 이러한 형태를 그래프를 이용하여 표시한 도면이다.

연결부(50)가 도 11의 (a)와 같은 형태를 취하는 경우, 도 11 (c)에 도시된 바와 같이 초음파 프로브(100)에서 방사되는 에너지의 크기가 변한다.

즉, 연결부(50)는 압전층(40)가 전기적으로 연결되어 있고 적어도 하나의 연성회로기판(PCB)을 포함할 수 있으므로 초음파 프로브(100)에서 방사되는 음향 에너지의 크기는 연성회로기판의 유무에 따라 다르게 방사된다.

따라서, 도 11 의 (a)와 같은 구조를 취하는 경우 연결부(50)의 폭이 상대적으로 넓은 측면에서는 초음파 프로브(100)에서 방사되는 음향 에너지의 크기는 크나, 연결부(50)의 상대적인 폭이 작은 중심부로 향할수록 초음파 프로브(100)에서 방사되는 에너지의 크기는 작아진다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여 그 목적에 따라 초음파 프로브의 활용도를 높일 수 있다.

도 12 본 발명의 다른 실시예에 따른, 초음파 프로브 음향 소자의 적층 구조를 도시한 도면이고, 도 13과 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 연결부의 다양한 형태를 도시한 도면이다.

도 12를 참고하면, 본 발명에 다른 실시예에 의한 초음파 프로브(100)는 압전층(40), 압전층(40) 상부에 배치되는 정합층(30), 압전층(40) 상부에 배치되는 음향 렌즈(20), 압전층(40) 하부에 배치되는 흡음층(60) 및 압전층(40)과 흡음층(60) 사이에 배치되는 복수 개의 연결부(50a, 50b)를 포함할 수 있고, 제1 연결부(50a)와 제2 연결부(50b) 사이에는 절연층(70)이 포함될 수 있으며, 음향 렌즈(20), 정합층(30), 압전층(40), 흡음층(60)은 도 5에 설명된 내용과 동일하다.

도 12에 도시된 초음파 프로브(100)의 경우, 두 개의 연결부(50a, 50b)를 포함할 수 있으며, 두 개의 연결부(50a, 50b)는 도 13에 도시된 바와 같이 초음파 프로브(100)의 사용 목적 및 제조 환경에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.

즉, 제1 연결부(50a)만이 볼록한 형태이거나 오목한 형태일 수 있고(도 13의 a, b) 제2 연결부(50a) 만이 볼록한 형태거나 오목한 형태 일 수 있다. (도 13의 c, d) 또한, 제1 연결부(50a)와 제2 연결부(50b) 둘 다 볼록한 형태이거나 오목한 형태일 수 있으며(도 13의 e, f), 제 1연결부(50a)는 볼록한 형태, 제2 연결부(50b)는 오목한 형태 또는 제 1연결부(50a)는 오목한 형태, 제2 연결부(50b)는 볼록한 형태일 수 있다.

또한, 제1 연결부(50a)와 제2 연결부(50b)의 이러한 형태는 도 13에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 도 10에서 설명된 다양한 형태를 가질 수 있으며, 도 12에는 두 개의 연결부(50a, 50b)를 도시하였지만 이에 한정되는 것은 아니고 두 개 이상의 복수 개의 연결부(50)를 포함할 수도 있다.

그리고 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 연결부(50b)는 존재하지 않고 제 1연결부(50a)와 절연층(70)만이 압전층(40)과 흡음층(60) 사이에 배치될 수 있으며, 제1 연결부(50a)는 직사각형 형태(도 14의 a), 볼록한 형태(도 14의 b) 오목한 형태(도 14의 c) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

지금까지 본 발명의 다양한 실시 예를 통하여 본 발명의 특징 및 효과에 대해 알아보았다.

종래 기술에 따른 초음파 프로브의 경우 음향 소자를 구성하는 물질이 모두 동일한 형태로 적층되어 있어, 초음파 프로브에서 방사되는 에너지의 크기가 모든 면에서 일정하였다. 따라서, 초음파 신호의 지향성이 떨어지고, 측면의 로브(Lobe)가 증가하는 문제가 존재하였다

그러나 본 발명에 의한 초음파 프로브(100)의 경우, 연결부(50)의 형태가 일부 변형되어 있어, 초음파 프로브(100)에서 방사되는 음향 에너지의 크기가 측면에서 방사되는 음향 에너지의 크기보다 큰 특징을 가지고 있어, 초음파 신호의 지향성이 향상되고 동시에 초음파 프로브(100)의 측면의 로브(Lobe)를 감소시키는 효과가 있다.

지금까지 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및 / 또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

20: 렌즈
30: 정합층
40: 압전층
50: 연결부
60: 흡음층
100: 초음파 프로브
200: 본체
300: 초음파 진단 장치

Claims

압전층;
상기 압전층 하부에 배치되고 음향 신호를 흡수하는 흡음층;
상기 압전층과 상기 흡음층 사이에 배치되는 연결부;를 포함하고
상기 연결부는,
상기 연결부로 인해 상기 압전층에서 방사되는 복수 개의 음향 신호의 크기가 서로 다른 크기를 갖도록 상기 연결부의 적어도 일부분이 변형된 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 연결부의 중심선을 기준으로 대칭인 형태를 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 적어도 일 측면은 곡선의 형태를 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 적어도 일 측면은 내측으로 함물된 형태를 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 외주면은,
볼록한 형태를 대칭적으로 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 외주면은,
오목한 형태를 대칭적으로 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 폭은
상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 서로 다른 폭을 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 폭은,
상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 증가하거나 곡선 형태로 증가하는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 폭은,
상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 감소하거나 곡선 형태로 감소하는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 압전층에 의해 방사되는 음향 신호의 크기가 상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 증가하거나 곡선 형태로 증가하도록 상기 연결부의 일부분이 변형된 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 압전층에 의해 방사되는 음향 신호의 크기가 상기 연결부의 일 측면에서부터 상기 연결부의 중심까지 선형적으로 감소하거나 곡선 형태로 감소하도록 상기 연결부의 일부분이 변형된 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는,
원, 타원 또는 마름모의 형태를 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는 적어도 하나의 연성회로기판(PCB)를 포함하는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는 전도성 물질을 포함하는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는 상기 압전층과 전기적으로 연결되어 있는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는,
복수 개의 연결층을 포함하고 상기 연결층 사이에는 절연층이 배치되는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는,
제1 연결부 및 제2 연결부를 포함하고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부 사이에는 절연층이 배치되는 초음파 프로브.
제 16항에 있어서,
상기 제1 연결부의 외주면은,
볼록한 형태 또는 오목한 형태를 대칭적으로 갖는 초음파 프로브.
제 17항 또는 제 18항에 있어서,
상기 제2 연결부의 외주면은,
볼록한 형태 또는 오목한 형태를 대칭적으로 갖는 초음파 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 연결부의 하부에 배치되는 절연층을 더 포함하는 초음파 프로브.