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JP2005328507A - Ultrasonic wave probe and ultrasonic wave diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic wave probe and ultrasonic wave diagnostic device Download PDF

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JP2005328507A
JP2005328507A JP2005102018A JP2005102018A JP2005328507A JP 2005328507 A JP2005328507 A JP 2005328507A JP 2005102018 A JP2005102018 A JP 2005102018A JP 2005102018 A JP2005102018 A JP 2005102018A JP 2005328507 A JP2005328507 A JP 2005328507A
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ultrasonic
ultrasonic probe
grooves
piezoelectric element
piezoelectric elements
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Application number
JP2005102018A
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Japanese (ja)
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Takashi Ogawa
隆士 小川
Takashi Takeuchi
俊 武内
Koichi Shibamoto
弘一 芝本
Hisashi Nakamura
寿 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic wave probe which comprises high reliability to reduce a side lobe and further to uniformize a sound field without complicating a device configuration or a manufacturing process. <P>SOLUTION: There are provided piezoelectric elements 15 which transmit/receive ultrasonic waves in the vertical direction approximately orthogonal to the direction of an array, and each piezoelectric element includes a plurality of grooves 20 which are in parallel with the direction of the array and do not pass through, on at least one of two end faces approximately orthogonal to the vertical direction of the piezoelectric element. The ultrasonic waves are transmitted/received while being weighted in the direction of a lens orthogonal to the direction of the array and the vertical direction in accordance with the shapes or arrangements of the plurality of grooves, and a first acoustic matching layer 18 comprised of a conductive member is bonded along the direction of the lens on the end face including the grooves of the piezoelectric element. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、送受信される超音波の送信強度及び受信感度に重み付けを行い、サイドローブを低減した超音波探プローブ及び超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus in which transmission intensity and reception sensitivity of transmitted / received ultrasonic waves are weighted to reduce side lobes.

超音波プローブは、対象物内部の画像化等を目的として、対象物に向けて超音波を照射するとともに、対象物内における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信する装置である。このような超音波プローブが採用される超音波画像装置として、人体の内部を検査するための医用診断装置などがある。   An ultrasonic probe is a device that irradiates ultrasonic waves toward an object and receives reflected waves from interfaces having different acoustic impedances in the object for the purpose of imaging the inside of the object. As an ultrasonic imaging apparatus employing such an ultrasonic probe, there is a medical diagnostic apparatus for inspecting the inside of a human body.

超音波プローブには、1次元アレイ超音波プローブと呼ばれるものがある。この1次元アレイ超音波プローブは、超音波の送受信を担う圧電素子ユニットを有している。この圧電素子ユニットは、アレイ方向に対して一定間隔で並設された複数の圧電素子から構成される。圧電体ユニットの人体側には、音響整合層及び音響レンズが全ての圧電素子を覆うように設けられ、圧電体ユニットの人体側と反対側には背面材が設けられている。   Some ultrasonic probes are called one-dimensional array ultrasonic probes. This one-dimensional array ultrasonic probe has a piezoelectric element unit responsible for transmission and reception of ultrasonic waves. This piezoelectric element unit is composed of a plurality of piezoelectric elements arranged in parallel at regular intervals with respect to the array direction. An acoustic matching layer and an acoustic lens are provided on the human body side of the piezoelectric unit so as to cover all the piezoelectric elements, and a back material is provided on the opposite side of the piezoelectric unit from the human body side.

1次元アレイ超音波プローブを使用する場合、駆動回路から各圧電素子に駆動信号を印加する。このとき、遅延回路により各駆動信号に対して位相差を与えることで、超音波の照射位置をアレイ方向に走査する。   When using a one-dimensional array ultrasonic probe, a drive signal is applied from the drive circuit to each piezoelectric element. At this time, by applying a phase difference to each drive signal by the delay circuit, the ultrasonic irradiation position is scanned in the array direction.

各圧電素子から発生した超音波は、音響整合層と音響レンズとを介して人体に送信される。そして、人体内で音響インピーダンスの不整合により生じる反射波を圧電素子ユニットで受信することで、人体の内部構造を画像化し、表示モニタに映し出す。   The ultrasonic wave generated from each piezoelectric element is transmitted to the human body via the acoustic matching layer and the acoustic lens. Then, the reflected wave generated by the acoustic impedance mismatch in the human body is received by the piezoelectric element unit, whereby the internal structure of the human body is imaged and displayed on the display monitor.

圧電素子ユニットを製造する場合、矩形状の圧電材料ブロックに音響整合層を接合する。そして、圧電材料ブロックのみをアレイ方向に対して所定間隔でダイシングし、圧電材料ブロックをアレイ化、すなわち複数の圧電素子に分割する。   When manufacturing a piezoelectric element unit, an acoustic matching layer is bonded to a rectangular piezoelectric material block. Then, only the piezoelectric material block is diced at a predetermined interval in the array direction, and the piezoelectric material block is arrayed, that is, divided into a plurality of piezoelectric elements.

そして、音響整合層に音響レンズを接合するとともに、アレイ化した圧電材料ブロックに背面材を接合し、最後に駆動回路と各圧電素子の電気的接続を行って超音波プローブが完成する。   Then, an acoustic lens is joined to the acoustic matching layer, a backing material is joined to the arrayed piezoelectric material block, and finally, the drive circuit and each piezoelectric element are electrically connected to complete the ultrasonic probe.

ところで、前述の1次元アレイ超音波プローブにおいて、各圧電素子に矩形波形の駆動信号を印加した場合、レンズ方向の音場においてサイドローブが問題となったり、レンズ方向の音場が不均一となることがある。   By the way, in the above-described one-dimensional array ultrasonic probe, when a rectangular waveform drive signal is applied to each piezoelectric element, a side lobe becomes a problem in the sound field in the lens direction, or the sound field in the lens direction becomes non-uniform. Sometimes.

そのため、近年では当該サイドローブを低減するとともに、音場を均一化する技術として、圧電素子ユニットから送信される超音波の強度に重み付けをする技術が開示されている。   Therefore, in recent years, as a technique for reducing the side lobes and making the sound field uniform, a technique for weighting the intensity of ultrasonic waves transmitted from the piezoelectric element unit has been disclosed.

例えば、各圧電素子をレンズ方向に対して間隔を変えながら分割し、レンズ方向に対する圧電素子の面積密度に変化を持たせた超音波プローブが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   For example, an ultrasonic probe is disclosed in which each piezoelectric element is divided while changing the interval with respect to the lens direction to change the area density of the piezoelectric element with respect to the lens direction (see, for example, Patent Document 1).

また、各圧電素子をレンズ方向に対して一定間隔で分割し、分割された各々に印加する駆動信号に強度差を持たせた超音波プローブも開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2003−9288号公報 特開平5−23331号公報
In addition, an ultrasonic probe is also disclosed in which each piezoelectric element is divided at regular intervals with respect to the lens direction, and a driving signal applied to each divided part has an intensity difference (see, for example, Patent Document 2). .
JP 2003-9288 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-23331

しかしながら、特許文献1に記載された超音波プローブでは、圧電素子ユニットを製造する際に、各圧電素子がレンズ方向に対して完全に分割されてしまうため、分割された各圧電素子片同士を位置決めする工夫が必要となり、製造工程の増加、製造コストの上昇を招くという問題がある。   However, in the ultrasonic probe described in Patent Document 1, each piezoelectric element is completely divided with respect to the lens direction when the piezoelectric element unit is manufactured. Therefore, there is a problem that an increase in manufacturing process and an increase in manufacturing cost are caused.

また、分割された圧電素子片の間に樹脂を充填する場合、各圧電素子の端面に形成される電極が部分的に樹脂上に載ってしまうため、圧電素子に対する電極の密着性が低下して、装置の信頼性を低下させるという問題がある。   In addition, when the resin is filled between the divided piezoelectric element pieces, the electrodes formed on the end faces of the piezoelectric elements are partially placed on the resin, which reduces the adhesion of the electrodes to the piezoelectric elements. There is a problem that the reliability of the apparatus is lowered.

一方、特許文献2に記載された超音波プローブでは、装置や回路の構造が複雑化し、超音波プローブの信頼性の悪化、製造プロセスの高価格化を招くという問題がある。さらに、駆動信号に強度差を持たせても、各圧電素子から放射される超音波は圧電素子内で既に音響的クロストークを起こしているため、所望の音圧分布を得ることは困難となる。しかも、この超音波プローブは1次元アレイ超音波プローブではない。   On the other hand, the ultrasonic probe described in Patent Document 2 has a problem that the structure of the apparatus and the circuit is complicated, and the reliability of the ultrasonic probe is deteriorated and the manufacturing process is expensive. Furthermore, even if the drive signal has a difference in intensity, it is difficult to obtain a desired sound pressure distribution because the ultrasonic wave radiated from each piezoelectric element has already caused acoustic crosstalk in the piezoelectric element. . Moreover, this ultrasonic probe is not a one-dimensional array ultrasonic probe.

本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、装置構成や製造工程を複雑化することなくサイドローブを低減でき、さらに音場を均一化できる、高信頼性を備えた超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to reduce side lobes without complicating the apparatus configuration and the manufacturing process, and to make the sound field more uniform and reliable. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus having the characteristics.

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の超音波探プローブ及び超音波診断装置は次のように構成されている。   In order to solve the above problems and achieve the object, the ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention are configured as follows.

(1)第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子を備え、前記各圧電素子は、前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向と平行で、且つ貫通しない複数の溝を有し、前記複数の溝それぞれの形状または配置によって、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けされて前記超音波の送受信が行われ、且つ前記各圧電素子の溝を有する端面に前記第3の方向に沿って導電性部材を接合している。 (1) A piezoelectric element that is arranged at a predetermined interval with respect to the first direction and that transmits and receives ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction is provided, and each of the piezoelectric elements includes the piezoelectric element. At least one end face of two end faces substantially orthogonal to the second direction of the element has a plurality of grooves parallel to the first direction and not penetrating, and each of the shapes of the plurality of grooves or The ultrasonic waves are transmitted / received by weighting with respect to the first direction and the third direction orthogonal to the second direction by arrangement, and the third end is provided on the end face having a groove of each piezoelectric element. The conductive member is joined along the direction of.

(2)第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子と、前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面に接合された電極とを備え、前記各圧電素子は、前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けして前記超音波の送受信を行うための、前記第1の方向と平行な複数の溝を有し、前記各圧電素子の2端面のうち前記複数の溝を有する端面に接合された前記電極は、前記複数の溝によって複数に分断され、前記複数に分断された前記電極は、導電性部材により連結されている。 (2) Piezoelectric elements arranged at predetermined intervals with respect to the first direction and transmitting / receiving ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction, and the second direction of each piezoelectric element Each of the piezoelectric elements is connected to at least one end face of the two end faces substantially orthogonal to the second direction. A plurality of grooves parallel to the first direction for weighting a third direction orthogonal to the second direction to transmit and receive the ultrasonic wave; and two end faces of the piezoelectric elements The electrode joined to the end face having the plurality of grooves is divided into a plurality by the plurality of grooves, and the electrodes divided into the plurality are connected by a conductive member.

(3)(1)または(2)に記載された超音波プローブにおいて、前記複数の溝は略同じ深さに形成されており、前記第3の方向の両側に行くにつれて徐々に小さくなる間隔で配列されている。 (3) In the ultrasonic probe described in (1) or (2), the plurality of grooves are formed to have substantially the same depth, and at intervals that gradually decrease toward both sides in the third direction. It is arranged.

(4)(1)または(2)に記載された超音波プローブにおいて、前記複数の溝は前記第3の方向に対して略同じ間隔で形成されており、前記第3の方向の両側に行くにつれて徐々に深さが増す。 (4) In the ultrasonic probe described in (1) or (2), the plurality of grooves are formed at substantially the same interval with respect to the third direction and go to both sides of the third direction. As the depth gradually increases.

(5)(1)または(2)に記載された超音波プローブにおいて、前記各溝は底部が丸く形成されている。 (5) In the ultrasonic probe described in (1) or (2), each groove has a round bottom.

(6)(1)または(2)に記載された前記導電性部材は、前記複数の溝に充填された非導電性接着剤によって前記電極に接合されている。 (6) The conductive member described in (1) or (2) is joined to the electrode by a non-conductive adhesive filled in the plurality of grooves.

(7)被検体に対し超音波を送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブが受信した超音波に基づき前記被検体の超音波画像を生成する画像生成装置とを備え、前記超音波プローブは、第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子を具備し、前記各圧電素子は、前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向と平行で、且つ貫通しない複数の溝を有し、前記複数の溝それぞれの形状または配置によって、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けされて前記超音波の送受信が行われ、かつ前記各圧電素子の溝を有する端面に前記第3の方向に沿って導電性部材を接合している。 (7) An ultrasonic probe that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject, and an image generation device that generates an ultrasonic image of the subject based on ultrasonic waves received by the ultrasonic probe, A piezoelectric element that is arranged at a predetermined interval with respect to the first direction and that transmits / receives ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction, wherein each piezoelectric element includes the piezoelectric element And having a plurality of grooves parallel to the first direction and not penetrating on at least one of the two end faces substantially orthogonal to the second direction, and the shape or arrangement of each of the plurality of grooves The weight is applied to the first direction and the third direction orthogonal to the second direction, the ultrasonic waves are transmitted and received, and the end face having the groove of each piezoelectric element has the third Joining conductive members along the direction To have.

(8)被検体に対し超音波を送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブが受信した超音波に基づき前記被検体の超音波画像を生成する画像生成装置とを備え、前記超音波プローブは、第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子と、前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面に接合された電極とを具備し、前記各圧電素子は、前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けして前記超音波の送受信を行うための、前記第1の方向と平行な複数の溝を有し、前記各圧電素子の2端面のうち前記複数の溝を有する端面に接合された前記電極は、前記複数の溝によって複数に分断され、前記複数に分断された前記電極は、導電性部材により連結されている。 (8) An ultrasonic probe that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject, and an image generation device that generates an ultrasonic image of the subject based on ultrasonic waves received by the ultrasonic probe, A piezoelectric element that is arranged at a predetermined interval with respect to the first direction and that transmits / receives ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction, and the second direction of each piezoelectric element Each of the piezoelectric elements is connected to at least one of the two end faces substantially orthogonal to the second direction, and the first direction and the electrode A plurality of grooves parallel to the first direction for weighting a third direction orthogonal to the second direction to transmit and receive the ultrasonic wave; and two end faces of the piezoelectric elements The electrode joined to the end face having the plurality of grooves is Wherein the plurality of grooves is divided into a plurality, the plurality of shed the electrodes are connected by a conductive member.

本発明によれば、装置構成や製造工程を複雑化することなく、サイドローブを低減でき、音場を均一化できる。また、超音波プローブの信頼性を向上させることができる。   According to the present invention, side lobes can be reduced and the sound field can be made uniform without complicating the apparatus configuration and the manufacturing process. In addition, the reliability of the ultrasonic probe can be improved.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、図1〜図6を用いて本発明の第1実施形態を説明する。   First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の第1実施形態を係る超音波プローブ10の概略的構成を示す斜視図、図2は同実施形態に係る超音波プローブ10をレンズ方向に沿って切断して示す断面図、図3は同実施形態に係る超音波プローブ10をアレイ方向に沿って切断して示す断面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the ultrasonic probe 10 according to the embodiment cut along the lens direction. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the ultrasonic probe 10 according to the embodiment cut along the array direction.

図1〜図3に示すように、この超音波プローブ10は、いわゆる1次元アレイ超音波プローブであり、吸音材製の背面材11を有している。この背面材11は矩形ブロック状に形成されており、その一側面にはフレキシブル印刷配線基板31を介して圧電素子ユニット12が設けられている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the ultrasonic probe 10 is a so-called one-dimensional array ultrasonic probe, and has a back material 11 made of a sound absorbing material. The back material 11 is formed in a rectangular block shape, and a piezoelectric element unit 12 is provided on one side surface thereof via a flexible printed wiring board 31.

この圧電素子ユニット12は、短冊状に形成された複数の圧電素子15により構成されている。これら圧電素子15は、アレイ方向(第1の方向)に対して一定間隔で並べられており、各々の圧電素子15は超音波を送受信する、いわゆるチャンネルをなしている。   The piezoelectric element unit 12 includes a plurality of piezoelectric elements 15 formed in a strip shape. These piezoelectric elements 15 are arranged at regular intervals with respect to the array direction (first direction), and each piezoelectric element 15 forms a so-called channel for transmitting and receiving ultrasonic waves.

圧電素子15の素材としては、圧電セラミックや圧電単結晶が用いられている。なお、各圧電素子15は、その製造工程においてアレイ方向と直交する上下方向(第2の方向)に分極されている。   As a material of the piezoelectric element 15, a piezoelectric ceramic or a piezoelectric single crystal is used. Each piezoelectric element 15 is polarized in the vertical direction (second direction) orthogonal to the array direction in the manufacturing process.

各圧電素子15の上端面と下端面には、それぞれアース電極23a(電極)と信号電極23b(電極)が設けられている。これらアース電極23aと信号電極23bは、銅箔などの金属箔で形成されており、これら電極23a、23bを介して圧電素子15に駆動電圧を印加できるようになっている。   A ground electrode 23a (electrode) and a signal electrode 23b (electrode) are provided on the upper end surface and the lower end surface of each piezoelectric element 15, respectively. The ground electrode 23a and the signal electrode 23b are formed of a metal foil such as a copper foil, and a driving voltage can be applied to the piezoelectric element 15 through the electrodes 23a and 23b.

各圧電素子15の上端面には複数の溝部20(溝)が形成されている。これらの溝部20は上下方向に沿って形成されており、アレイ方向及び上下方向と直交するレンズ方向に対するピッチ間隔はサイン関数Sに基づいて決められている。   A plurality of grooves 20 (grooves) are formed on the upper end surface of each piezoelectric element 15. These groove portions 20 are formed along the vertical direction, and the pitch interval with respect to the lens direction perpendicular to the array direction and the vertical direction is determined based on the sine function S.

図4は溝部20のピッチ間隔を決定するサイン関数Sを示す概略図である。なお、図4の横軸は圧電素子15のレンズ方向に対する位置(レンズ方向の中心部は0)を示している。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a sine function S that determines the pitch interval of the grooves 20. 4 indicates the position of the piezoelectric element 15 with respect to the lens direction (the center in the lens direction is 0).

図4に示すように、溝部20のレンズ方向に対するピッチ間隔は、サイン関数の関数値に基づき、レンズ方向の中心に行くにつれて大きくなり、レンズ方向の外側に行くにつれて小さくなるように決められている。   As shown in FIG. 4, the pitch interval of the groove portion 20 with respect to the lens direction is determined based on the function value of the sine function so as to increase toward the center in the lens direction and decrease toward the outside in the lens direction. .

なお、本実施形態ではサイン関数に基づいて溝部20のレンズ方向に対するピッチ間隔を決定しているが、これに限定されるものではなく、例えばガウシアン等であっても構わない。   In the present embodiment, the pitch interval with respect to the lens direction of the groove 20 is determined based on the sine function. However, the pitch interval is not limited to this, and may be, for example, Gaussian.

各圧電素子15の信号電極23bは、それぞれフレキシブル印刷配線基板31の複数の信号用配線31b(後述する)に電気的に接続されている。これら信号用配線31bは、アレイ方向に対して一定間隔で配列されており、アレイ方向に並ぶ複数の圧電素子15に対して別々に駆動信号を印加できるようになっている。   The signal electrode 23 b of each piezoelectric element 15 is electrically connected to a plurality of signal wirings 31 b (described later) of the flexible printed wiring board 31. These signal wirings 31b are arranged at regular intervals in the array direction so that drive signals can be separately applied to the plurality of piezoelectric elements 15 arranged in the array direction.

圧電素子ユニット12の上側面には音響整合層ユニット25が設けられている。この音響整合層ユニット25は、短冊状に形成された複数の音響整合層17により形成されており、各音響整合層17は前記各圧電素子15と対応するよう配置されている。   An acoustic matching layer unit 25 is provided on the upper side surface of the piezoelectric element unit 12. The acoustic matching layer unit 25 is formed by a plurality of acoustic matching layers 17 formed in a strip shape, and each acoustic matching layer 17 is arranged to correspond to each piezoelectric element 15.

この音響整合層17は、圧電素子15と人体の音響インピーダンスを整合させるものであり、本実施形態では音響インピーダンスが圧電素子15から人体に向かって段階的に変化するように、材料の異なる第1の音響整合層18(導電性部材)と第2の音響整合層19により構成されている。   The acoustic matching layer 17 matches the acoustic impedance of the piezoelectric element 15 and the human body. In the present embodiment, the first material of different materials is used so that the acoustic impedance changes stepwise from the piezoelectric element 15 toward the human body. The acoustic matching layer 18 (conductive member) and the second acoustic matching layer 19 are configured.

第1の音響整合層18は導電性材料により形成されており、その下端面は圧電素子15上のアース電極23aと電気的に接続されている。一方、第2の音響整合層19は絶縁性材料で形成されており、その下端面は第1の音響整合層18の上端面に接合されている。   The first acoustic matching layer 18 is formed of a conductive material, and the lower end surface thereof is electrically connected to the ground electrode 23 a on the piezoelectric element 15. On the other hand, the second acoustic matching layer 19 is made of an insulating material, and its lower end surface is joined to the upper end surface of the first acoustic matching layer 18.

第2の音響整合層19の上側には、音響レンズ22が全ての第2の音響整合層19を覆うように設けられている。この音響レンズ22は、生体に近い音響インピーダンスを持つシリコーンゴム等を素材としたレンズであり、音響の屈折を利用して超音波ビームを収束させ、分解能を向上させる。なお、第2の音響整合層19を導電性材料で形成し、第2の音響整合層19とアース取り出し電極24(後述する)とを電気的に接続してもよい。   On the upper side of the second acoustic matching layer 19, an acoustic lens 22 is provided so as to cover all the second acoustic matching layers 19. This acoustic lens 22 is a lens made of silicone rubber or the like having acoustic impedance close to that of a living body, and uses ultrasonic refraction to converge an ultrasonic beam and improve resolution. Note that the second acoustic matching layer 19 may be formed of a conductive material, and the second acoustic matching layer 19 and a ground extraction electrode 24 (described later) may be electrically connected.

アレイ方向に並べられた圧電素子15間の隙間及び各圧電素子15に形成された溝部20の内部には、エポキシ等の非導電性樹脂材料(非導電性接着剤)が充填されている。この非導電性樹脂材料は、圧電素子ユニット12及び音響整合層ユニット25に機械的強度を持たせ、また第1の音響整合層18をアース電極23aに接合するためのものである。   A gap between the piezoelectric elements 15 arranged in the array direction and a groove 20 formed in each piezoelectric element 15 are filled with a nonconductive resin material (nonconductive adhesive) such as epoxy. This non-conductive resin material is for giving mechanical strength to the piezoelectric element unit 12 and the acoustic matching layer unit 25, and for joining the first acoustic matching layer 18 to the ground electrode 23a.

各第1の音響整合層18の側面にはアース取り出し電極24が設けられている。これらのアース取り出し電極24は、それぞれ導電性材料からなる第1の音響整合層18に対して電気的に接続されており、その下端部はフレキシブル印刷配線基板31と一体化されている。   A ground extraction electrode 24 is provided on the side surface of each first acoustic matching layer 18. Each of the ground extraction electrodes 24 is electrically connected to the first acoustic matching layer 18 made of a conductive material, and the lower end thereof is integrated with the flexible printed wiring board 31.

このフレキシブル印刷配線基板31は二層構造をしている。第一層の内部にはアース用配線31aが設けられ、第二層の内部にはアレイ方向に対して所定間隔で配列された複数の前記信号用配線31bが設けられている。   The flexible printed wiring board 31 has a two-layer structure. Ground wiring 31a is provided in the first layer, and a plurality of the signal wirings 31b arranged at predetermined intervals in the array direction are provided in the second layer.

第一層の先端部は、アース取り出し電極24の下端部側方に配置され、アース用配線31aとアース取り出し電極24とは電気的に接続されている。また、第二層の先端部は、前述のように背面材11と圧電素子ユニット12の間に配置され、信号用配線31bと信号電極23bとは電気的に接続されている。   The tip of the first layer is disposed on the side of the lower end portion of the ground extraction electrode 24, and the ground wiring 31a and the ground extraction electrode 24 are electrically connected. Further, the tip of the second layer is disposed between the backing material 11 and the piezoelectric element unit 12 as described above, and the signal wiring 31b and the signal electrode 23b are electrically connected.

次に、前記構成の超音波プローブ10を製造する工程について説明する。   Next, a process for manufacturing the ultrasonic probe 10 having the above configuration will be described.

図5は同実施形態に係る超音波プローブ10の製造工程を示す概略図である。   FIG. 5 is a schematic view showing a manufacturing process of the ultrasonic probe 10 according to the embodiment.

図5(a)に示すように、まず第1の電極51と第2の電極52を備えた圧電体ブロック53を用意する。この圧電体ブロック53は、通常の圧電体製造方法により圧電セラミックスや圧電体結晶等の圧電材料を製造した後、この圧電材料の両側面に対してAu等のメッキあるいはスパッタを施し、前記圧電材料を分極することにより得られる。   As shown in FIG. 5A, first, a piezoelectric block 53 having a first electrode 51 and a second electrode 52 is prepared. The piezoelectric block 53 is manufactured by manufacturing a piezoelectric material such as piezoelectric ceramics or piezoelectric crystal by a normal piezoelectric body manufacturing method, and then plating or sputtering Au or the like on both side surfaces of the piezoelectric material. Is obtained by polarization.

次に、図5(b)に示すように、第1の電極51側から圧電体ブロック53をアレイ方向に沿ってダイシングする。このダイシングは、いわゆる重み付け用のものであり、サイン関数Sの関数値に基づいてレンズ方向の中心に行くにつれてピッチ間隔が大きくなるように、かつ圧電体ブロック53の中途部まで実行される。これにより、圧電体ブロック53の第1の電極51側の部分は複数の切端27に分割され、これらの切端27の間には溝列21が形成される。   Next, as shown in FIG. 5B, the piezoelectric body block 53 is diced along the array direction from the first electrode 51 side. This dicing is for so-called weighting, and is executed up to the middle of the piezoelectric block 53 so that the pitch interval increases as it goes to the center in the lens direction based on the function value of the sine function S. As a result, the portion of the piezoelectric body block 53 on the first electrode 51 side is divided into a plurality of cut ends 27, and a groove row 21 is formed between the cut ends 27.

次に、図5(c)に示すように、圧電素子15と第1の音響整合材料54等をエポキシ接着剤等で充填かつ接着し、第1の電極51上に第1の音響整合材料54を電気的に接合し、さらに図5(d)に示すように、第1の音響整合材料54上に第2の音響整合材料55を接合する。そして、図5(e)に示すように、第2の電極52にフレキシブル印刷配線基板31を接合し、その信号用配線31bと第2の電極52を電気的に接続する。   Next, as shown in FIG. 5C, the piezoelectric element 15 and the first acoustic matching material 54 are filled and bonded with an epoxy adhesive or the like, and the first acoustic matching material 54 is formed on the first electrode 51. Then, as shown in FIG. 5 (d), a second acoustic matching material 55 is joined on the first acoustic matching material 54. Then, as shown in FIG. 5E, the flexible printed wiring board 31 is joined to the second electrode 52, and the signal wiring 31b and the second electrode 52 are electrically connected.

次に、図5(f)に示すように、圧電体ブロック53に接合されたフレキシブル印刷配線基板31に背面材11を接合し、図5(g)に示すように、レンズ方向に沿って圧電体ブロック53、第1の音響整合材料54、第2の音響整合材料55、及びフレキシブル印刷配線基板31を第2の音響整合材料55側からダイシングする。   Next, as shown in FIG. 5F, the backing material 11 is joined to the flexible printed wiring board 31 joined to the piezoelectric block 53, and as shown in FIG. The body block 53, the first acoustic matching material 54, the second acoustic matching material 55, and the flexible printed wiring board 31 are diced from the second acoustic matching material 55 side.

このダイシングは、いわゆるアレイ化のためのものであり、アレイ方向に対して一定のピッチ間隔でフレキシブル印刷配線基板31が完全に分断されるまで実行される。これにより、圧電体ブロック53、第1の音響整合材料54、第2の音響整合材料55、第1の電極51、第2の電極52、及びフレキシブル印刷配線基板31はアレイ化、すなわちアレイ方向に対して完全に分離され、これらの間には隙間が形成される。   This dicing is for so-called arraying, and is executed until the flexible printed wiring board 31 is completely divided at a constant pitch interval with respect to the array direction. Thereby, the piezoelectric body block 53, the first acoustic matching material 54, the second acoustic matching material 55, the first electrode 51, the second electrode 52, and the flexible printed wiring board 31 are arrayed, that is, in the array direction. They are completely separated from each other, and a gap is formed between them.

これら2回のダイシングにより、圧電体ブロック53は前記複数の圧電素子15に、第1の音響整合材料54は前記複数の第1の音響整合層18に、第2の音響整合材料55は前記複数の第2の音響整合層19、第1の電極51は前記複数のアース電極23a、第2の電極52は前記複数の信号電極23b、溝列21は前記複数の溝部20になる。   By these two times of dicing, the piezoelectric block 53 is applied to the plurality of piezoelectric elements 15, the first acoustic matching material 54 is applied to the plurality of first acoustic matching layers 18, and the second acoustic matching material 55 is applied to the plurality of the plurality of piezoelectric elements 15. The second acoustic matching layer 19, the first electrode 51 are the plurality of ground electrodes 23 a, the second electrode 52 is the plurality of signal electrodes 23 b, and the groove row 21 is the plurality of grooves 20.

なお、圧電体ブロック53、第1の音響整合材料54、第2の音響整合材料55、第1の電極51、第2の電極52、及びフレキシブル印刷配線基板31を完全に分離しても、圧電体ブロック53にはフレキシブル印刷配線基板31を介して背面材11が接合されているため、各部がバラバラに分離することはない。   Even if the piezoelectric block 53, the first acoustic matching material 54, the second acoustic matching material 55, the first electrode 51, the second electrode 52, and the flexible printed wiring board 31 are completely separated, the piezoelectric block 53, the first acoustic matching material 54, the second acoustic matching material 55, Since the back material 11 is joined to the body block 53 via the flexible printed wiring board 31, the respective parts are not separated apart.

次に、図5(h)に示すように、第2の音響整合層19上に音響レンズ22を接合するとともに、第1の音響整合層18の側方に導電性接着剤でアース取り出し電極24を接合し、アース取り出し電極24とフレキシブル印刷配線基板31のアース用配線31aとを電気的に接続する。これにより超音波プローブ10が完成する。   Next, as shown in FIG. 5 (h), the acoustic lens 22 is bonded onto the second acoustic matching layer 19, and the ground extraction electrode 24 is formed with a conductive adhesive on the side of the first acoustic matching layer 18. And the ground extraction electrode 24 and the ground wiring 31a of the flexible printed wiring board 31 are electrically connected. Thereby, the ultrasonic probe 10 is completed.

前記構成の超音波プローブ10によれば、圧電体ブロック53に重み付けのためのダイシングを行う際、圧電体ブロック53を完全に分離しないようにすることで、各圧電素子15に形成される複数の溝部20を圧電素子15の中途部までに留めている。   According to the ultrasonic probe 10 having the above-described configuration, when performing dicing for weighting the piezoelectric body block 53, the piezoelectric body block 53 is not completely separated, so that the plurality of piezoelectric elements 15 formed on each piezoelectric element 15 are separated. The groove part 20 is fastened to the middle part of the piezoelectric element 15.

このため、圧電体ブロック53に重み付けのためのダイシングを行うことにより、圧電体ブロック53がバラバラに分離してしまうことがないから、超音波プローブ10の製造工程を簡単化することができる。   For this reason, by performing dicing for weighting on the piezoelectric body block 53, the piezoelectric body block 53 is not separated separately, so that the manufacturing process of the ultrasonic probe 10 can be simplified.

また、圧電体ブロック53を形成した後、すなわち圧電材料に第1の電極51と第2の電極52を形成した後、圧電体ブロック53に対して重み付けのためのダイシングを行っている。   Further, after the piezoelectric block 53 is formed, that is, after the first electrode 51 and the second electrode 52 are formed on the piezoelectric material, the piezoelectric block 53 is diced for weighting.

そのため、超音波プローブ10の製造工程において、非導電性樹脂材料上に第1の電極51を接着する必要が無くなるから、圧電材料に対する第1の電極51の密着強度の低下を防止することができる。その結果、超音波プローブ10の信頼性を向上する。   Therefore, it is not necessary to bond the first electrode 51 on the non-conductive resin material in the manufacturing process of the ultrasonic probe 10, so that it is possible to prevent a decrease in the adhesion strength of the first electrode 51 to the piezoelectric material. . As a result, the reliability of the ultrasonic probe 10 is improved.

ところで、このような構成にしたことで、アース電極23aが圧電素子15の切端27ごとに分離されるから、従来の接続法ではアース電極23aとアース用配線31aの接続が困難となる。   By the way, since the ground electrode 23a is separated for each cut end 27 of the piezoelectric element 15 by such a configuration, it is difficult to connect the ground electrode 23a and the ground wiring 31a by the conventional connection method.

しかしながら、本実施形態では、第1の音響整合層18を導電性材料で形成することで、アース電極23aを共通化し、この第1の音響整合層18を介してアース電極23aとアース用配線31aを接続している。   However, in the present embodiment, the first acoustic matching layer 18 is formed of a conductive material so that the ground electrode 23a is shared, and the ground electrode 23a and the ground wiring 31a are interposed via the first acoustic matching layer 18. Is connected.

そのため、アース用配線31aの接続構造や配置構造が複雑化することがないから、超音波プローブ10の構成を単純化できるとともに、製造工程を簡単化することができる。   Therefore, since the connection structure and arrangement structure of the ground wiring 31a are not complicated, the configuration of the ultrasonic probe 10 can be simplified and the manufacturing process can be simplified.

ここで、本実施形態に係る超音波プローブ10から送信される超音波のレンズ方向に対する音場について見てみる。   Here, the sound field with respect to the lens direction of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 10 according to the present embodiment will be seen.

図6は同実施形態に係る超音波プローブ10による送信音圧分布を示す分布図、図13は従来の超音波プローブによる送信音圧分布を示す分布図である。なお、これらの図において、横軸は音響レンズ22から測定した超音波プローブ10の軸心線方向に対する距離、縦軸は超音波プローブ10の軸心線から測定したレンズ方向に対する距離、イ〜ホは等音圧線(音圧の大小関係はイ>ロ>ハ>ニ>ホ)を示している。   FIG. 6 is a distribution diagram showing a transmission sound pressure distribution by the ultrasonic probe 10 according to the embodiment, and FIG. 13 is a distribution diagram showing a transmission sound pressure distribution by a conventional ultrasonic probe. In these drawings, the horizontal axis represents the distance to the axial center direction of the ultrasonic probe 10 measured from the acoustic lens 22, the vertical axis represents the distance to the lens direction measured from the axial center line of the ultrasonic probe 10, and Indicates an equal sound pressure line (the relationship between the sound pressures is a> b> c> d> e).

図6と図13を比較すれば、この超音波プローブ10を用いることで、各等音圧線イ〜ホが超音波プローブ10の軸心線側に接近していることが確認できる。特に、等音圧線ニ、ホのように超音波プローブ10の軸心線から離れた位置にある等音圧線ほど超音波プローブ10の軸心線側に接近していることがわかる。このことは、超音波プローブ10から送信される超音波のレンズ方向に対するサイドローブが低減したことを示している。   Comparing FIG. 6 and FIG. 13, by using this ultrasonic probe 10, it can be confirmed that the equal sound pressure lines A to E are close to the axial center line side of the ultrasonic probe 10. In particular, it can be seen that the isosonic pressure lines located away from the axial center line of the ultrasonic probe 10 such as the isosonic pressure lines D and E are closer to the axial line side of the ultrasonic probe 10. This indicates that the side lobe of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 10 with respect to the lens direction is reduced.

さらに、この超音波プローブ10を用いることで、各等音圧線イ〜ホが滑らかな曲線となっていることが確認できる。このことは、超音波プローブ10から送信される超音波のレンズ方向の音場が均一化されていることを示している。   Furthermore, by using this ultrasonic probe 10, it can be confirmed that each of the equal sound pressure lines A to E is a smooth curve. This indicates that the sound field in the lens direction of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 10 is made uniform.

以上の結果より、本実施形態のように、圧電体ブロック53の中途部までしか溝部を形成しない場合であっても、超音波プローブ10から送信される超音波のレンズ方向に対するサイドローブを低減できるとともに、レンズ方向の音場を均一化できることが確認された。   From the above results, the side lobe of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 10 in the lens direction can be reduced even when the groove is formed only up to the middle part of the piezoelectric body block 53 as in the present embodiment. At the same time, it was confirmed that the sound field in the lens direction can be made uniform.

また、超音波プローブ10の近傍では、従来と比較した場合に、等音圧線がかなり超音波プローブ10の軸心線側に接近していることがわかる。このことは、超音波プローブ10から送信される超音波の分解能が上昇したことを示している。   In addition, it can be seen that in the vicinity of the ultrasonic probe 10, the isosonic pressure lines are much closer to the axial line side of the ultrasonic probe 10 than in the conventional case. This indicates that the resolution of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 10 has increased.

次に、図7を用いて本発明の第2実施形態を説明する。なお、ここでは第1実施形態と同様の構成、作用については、その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the description is abbreviate | omitted about the structure and effect | action similar to 1st Embodiment here.

図7は本発明の第2実施形態に係る超音波プローブ10Aをレンズ方向に沿って切断して示す断面図である。図7に示すように、本実施形態に係る超音波プローブ10Aでは、圧電素子15の下端面に複数の溝部20が形成されている。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the ultrasonic probe 10A according to the second embodiment of the present invention cut along the lens direction. As shown in FIG. 7, in the ultrasonic probe 10 </ b> A according to the present embodiment, a plurality of groove portions 20 are formed on the lower end surface of the piezoelectric element 15.

このような構成にしても、第1実施形態と同等な効果、すなわち製造工程の簡単化、信頼性向上、超音波のレンズ方向に対するサイドローブの低減、超音波のレンズ方向に対する音場の均一化、及び超音波の分解能の向上等を得ることができる。   Even with this configuration, the same effects as in the first embodiment, that is, simplification of the manufacturing process, improvement of reliability, reduction of side lobes with respect to the ultrasonic lens direction, and uniformization of the sound field with respect to the ultrasonic lens direction , And an improvement in the resolution of ultrasonic waves can be obtained.

更に、この構成ではアース電極23aが分割されないから、第1の音響整合層18を導電性材料にする必要が無い。そのため、第1の音響整合層18の素材選定幅が広げることができる。   Furthermore, since the ground electrode 23a is not divided in this configuration, the first acoustic matching layer 18 does not need to be made of a conductive material. Therefore, the material selection range of the first acoustic matching layer 18 can be expanded.

この構成では信号電極23bが複数の分割されるが、これら信号電極23bはフレキシブル印刷配線基板31の信号用配線31bにより電気的に共通化されることになる。すなわち、本実施形態では、信号用配線31bが本発明における導電性部材として機能することになる。   In this configuration, the signal electrode 23 b is divided into a plurality of parts, but these signal electrodes 23 b are electrically shared by the signal wiring 31 b of the flexible printed wiring board 31. That is, in the present embodiment, the signal wiring 31b functions as a conductive member in the present invention.

次に、図8を用いて本発明の第3実施形態を説明する。なお、ここでは第1、第2実施形態と同じ構成、作用については、その説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the description is abbreviate | omitted here about the same structure and effect | action as 1st, 2nd embodiment.

図8は本発明の第3実施形態に係る圧電素子15Aを示す断面図である。図8に示すように、本実施形態に係る圧電素子15Aの溝部20Aには、何も充填されていない。このように、溝部20Aに何も充填しないことで、圧電素子15内を伝播する超音波が圧電素子15内で音響的クロストークを起こすのを防止できる。   FIG. 8 is a sectional view showing a piezoelectric element 15A according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, nothing is filled in the groove 20A of the piezoelectric element 15A according to the present embodiment. In this way, by filling nothing in the groove 20A, it is possible to prevent the ultrasonic wave propagating in the piezoelectric element 15 from causing acoustic crosstalk in the piezoelectric element 15.

次に、図9を用いて本発明の第4実施形態を説明する。なお、ここでは第1〜第3実施形態と同様の構成、作用については、その説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the description is abbreviate | omitted here about the structure and effect | action similar to 1st-3rd embodiment.

図9は本発明の第4実施形態に係る圧電素子15Bを示す断面図である。図9に示すように、本実施形態に係る圧電素子15Bの溝部20Bは、底面26a(底部)が丸く形成され、底面26aと側面26bとは滑らかに連結されている。このように、底面26aを丸くするとともに、溝部20Bの底面26aと側面26bとを滑らか連結することで、非導電性樹脂材料と圧電素子15との間の熱膨張率の差や外部からの衝撃等によるクラック等に対して機械的強度を増すことができる。   FIG. 9 is a sectional view showing a piezoelectric element 15B according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the groove portion 20B of the piezoelectric element 15B according to the present embodiment has a bottom surface 26a (bottom portion) that is rounded, and the bottom surface 26a and the side surface 26b are smoothly connected. As described above, the bottom surface 26a is rounded and the bottom surface 26a and the side surface 26b of the groove 20B are smoothly connected, so that the difference in thermal expansion coefficient between the non-conductive resin material and the piezoelectric element 15 and the impact from the outside. It is possible to increase the mechanical strength against cracks caused by the above.

なお、本実施形態では、溝部20Bの底面26aを丸くしているが、これに限定されるものではなく、底面26aと側面26bが滑らかに連結されていれば、底面26aの大部分が平面であってもよい。   In the present embodiment, the bottom surface 26a of the groove 20B is rounded. However, the present invention is not limited to this. If the bottom surface 26a and the side surface 26b are smoothly connected, most of the bottom surface 26a is flat. There may be.

次に、図10を用いて本発明の第5実施形態を説明する。なお、ここでは第1〜第4実施形態と同じ構成、作用については、その説明を省略する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the description is abbreviate | omitted here about the same structure and effect | action as 1st-4th embodiment.

図10は本発明の第5実施形態に係る圧電素子15Cを示す断面図である。図10に示すように、本実施形態に係る圧電素子15Cの溝部20Cは、レンズ方向に対して一定のピッチ間隔で、かつレンズ方向の両側に行くにつれて徐々に深くなるように形成されている。なお、溝部20Cの深さは、サイン関数Sの関数値に基づいて決められている。   FIG. 10 is a sectional view showing a piezoelectric element 15C according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the groove portions 20C of the piezoelectric element 15C according to the present embodiment are formed at a constant pitch interval with respect to the lens direction and gradually deeper toward both sides of the lens direction. Note that the depth of the groove 20C is determined based on the function value of the sine function S.

ところで、圧電素子15から発信される超音波の強度は、溝部20C近傍において弱まる傾向がある。そのため、本実施形態のように、溝部20Cをレンズ方向の両側に行くにつれて深くすることによっても、レンズ方向における音場のサイドローブを低減することができる。   By the way, the intensity of the ultrasonic wave transmitted from the piezoelectric element 15 tends to be weakened in the vicinity of the groove 20C. Therefore, the side lobe of the sound field in the lens direction can also be reduced by making the groove 20C deeper as it goes to both sides in the lens direction as in this embodiment.

なお、本実施形態では、溝部20Cのレンズ方向に対する深さをサイン関数Sの関数値に基づいて決定しているが、これに限定されるものではなく、例えばガウシアン等を用いてもよい。   In the present embodiment, the depth of the groove 20C with respect to the lens direction is determined based on the function value of the sine function S. However, the present invention is not limited to this. For example, Gaussian or the like may be used.

次に、図11を用いて本発明の第6実施形態を説明する。なお、ここでは第1〜第5実施形態と同様の構成、作用については、その説明を省略する。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the description is abbreviate | omitted about the structure and effect | action similar to 1st-5th embodiment here.

図11は本発明の第6実施形態に係る圧電素子15Dを示す断面図である。図11に示すように、本実施形態に係る圧電素子15Dの溝部20Dは、圧電素子15Dの上端面と下端面の両方に互いに向かい合うように形成されている。このように、圧電素子15Dの上端面と下端面の両方に溝部20Dを形成することで、圧電素子15内における音響的クロストークをさらに抑制することができる。   FIG. 11 is a sectional view showing a piezoelectric element 15D according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the groove 20D of the piezoelectric element 15D according to the present embodiment is formed to face each other on both the upper end surface and the lower end surface of the piezoelectric element 15D. Thus, by forming the groove 20D in both the upper end surface and the lower end surface of the piezoelectric element 15D, acoustic crosstalk in the piezoelectric element 15 can be further suppressed.

また、圧電素子15の形状が、その上下方向の中心線に対して対象となるため、圧電素子15と非導電性樹脂材料の熱膨張率に作があっても、その差によって圧電素子15に生じる反りを抑制することができる。   In addition, since the shape of the piezoelectric element 15 is an object with respect to the vertical center line, even if the thermal expansion coefficient between the piezoelectric element 15 and the non-conductive resin material is different, the difference in the piezoelectric element 15 The warp that occurs can be suppressed.

次に、図12を用いて本発明の第7実施形態を説明する。なお、ここでは第1〜第6実施形態と同様の構成、作用については説明を省略する。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted here about the structure and effect | action similar to 1st-6th embodiment.

図12は本発明の第7実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略図である。図12に示すように、この超音波診断装置は、前記超音波プローブ10、送受信部110、画像処理部120(画像生成装置)、表示部130、制御部140、及び操作部150を有している。   FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the ultrasonic diagnostic apparatus includes the ultrasonic probe 10, a transmission / reception unit 110, an image processing unit 120 (image generation device), a display unit 130, a control unit 140, and an operation unit 150. Yes.

送受信部110は、超音波プローブ10に駆動信号を出力するとともに、超音波プローブ10が受信した反射波に応じた受信信号を入力する。画像処理部120は、送受信部110から受信信号を入力し、この受信信号に基づいて画像を構成する。表示部130は、画像処理部120から画像信号を入力し、この画像信号に基づいて画像を表示する。制御部140は、操作部150から操作情報を入力し、この操作情報に基づいて送受信部110、画像処理部120、及び表示部130を制御する。   The transmission / reception unit 110 outputs a drive signal to the ultrasonic probe 10 and inputs a reception signal corresponding to the reflected wave received by the ultrasonic probe 10. The image processing unit 120 receives a reception signal from the transmission / reception unit 110 and configures an image based on the reception signal. The display unit 130 receives an image signal from the image processing unit 120 and displays an image based on the image signal. The control unit 140 receives operation information from the operation unit 150 and controls the transmission / reception unit 110, the image processing unit 120, and the display unit 130 based on the operation information.

前記構成の超音波診断装置を使用する場合、医療従事者は超音波プローブ10を把持し、その先端部に設けられた音響レンズ22を被検者h(被検体)の検査部位に当てる。そして、超音波プローブ10から被検者hに超音波を送信するとともに、被検者hの体内で反射した超音波を受信し、この超音波に基づいて被検者hの内部構造を表示部130に表示する。そして、表示部130に表示された画像を見ながら被検者hの診断を行う。   When the ultrasonic diagnostic apparatus having the above-described configuration is used, a medical worker holds the ultrasonic probe 10 and applies the acoustic lens 22 provided at the distal end portion thereof to the examination site of the subject h (subject). And while transmitting an ultrasonic wave to the subject h from the ultrasonic probe 10, the ultrasonic wave reflected in the inside of the subject h is received, and the internal structure of the subject h is displayed on the display unit based on the ultrasonic wave. 130. Then, the patient h is diagnosed while viewing the image displayed on the display unit 130.

前記構成の超音波診断装置によれば、スライス方向におけるサイドローブを低減した超音波プローブ10を使用している。そのため、被検者hの体内の鮮明な内部画像が得られるから、従来の超音波診断装置を用いた場合に比べて、より精密な診断を行うことができる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus having the above-described configuration, the ultrasonic probe 10 with reduced side lobes in the slice direction is used. Therefore, since a clear internal image of the body of the subject h can be obtained, a more precise diagnosis can be performed as compared with the case where a conventional ultrasonic diagnostic apparatus is used.

なお、本実施形態では、第1実施形態に係る超音波プローブ10を超音波診断装置に適用しているが、これに限定されるものではなく、例えば第2〜第6実施形態に係る超音波プローブを用いてもよい。   In this embodiment, the ultrasonic probe 10 according to the first embodiment is applied to the ultrasonic diagnostic apparatus. However, the present invention is not limited to this. For example, the ultrasonic waves according to the second to sixth embodiments. A probe may be used.

本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

すなわち、前記実施形態では、音響整合層17を第1の音響整合層18と第2の音響整合層19で構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば第1の音響整合層18の一層だけで構成してもよい。   That is, in the said embodiment, although the acoustic matching layer 17 is comprised by the 1st acoustic matching layer 18 and the 2nd acoustic matching layer 19, it is not limited to this, For example, a 1st acoustic matching layer You may comprise only 18 layers.

本発明の第1実施形態を係る超音波プローブの概略的構成を示す斜視図。1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態に係る超音波プローブをレンズ方向に沿って切断して示す断面図。Sectional drawing which cuts and shows the ultrasonic probe which concerns on the embodiment along a lens direction. 同実施形態に係る超音波プローブをアレイ方向に沿って切断して示す断面図。Sectional drawing which cut | disconnects and shows the ultrasonic probe which concerns on the embodiment along an array direction. 同実施形態に係る溝部のピッチ間隔を決定するサイン関数を示す概略図。Schematic which shows the sine function which determines the pitch space | interval of the groove part which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る超音波プローブの製造工程を示す概略図。Schematic which shows the manufacturing process of the ultrasonic probe which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る超音波プローブによる送信音圧分布を示す分布図。The distribution map which shows the transmission sound pressure distribution by the ultrasonic probe which concerns on the same embodiment. 本発明の第2実施形態に係る超音波プローブをレンズ方向に沿って切断して示す断面図。Sectional drawing which cuts and shows the ultrasonic probe which concerns on 2nd Embodiment of this invention along a lens direction. 本発明の第3実施形態に係る圧電素子を示す断面図。Sectional drawing which shows the piezoelectric element which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る圧電素子を示す断面図。Sectional drawing which shows the piezoelectric element which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る圧電素子を示す断面図。Sectional drawing which shows the piezoelectric element which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る圧電素子を示す断面図。Sectional drawing which shows the piezoelectric element which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the ultrasonic diagnosing device which concerns on 7th Embodiment of this invention. 従来の超音波プローブによる送信音圧分布を示す分布図。The distribution diagram which shows the transmission sound pressure distribution by the conventional ultrasonic probe.

符号の説明Explanation of symbols

10…超音波プローブ、10A…超音波プローブ、15…圧電素子、18…第1の音響整合層(導電性部材)、20…溝部(溝)、23a…アース電極(電極)、23b…信号電極(電極)、26a…底面(底部)、120…画像処理部(画像生成装置)、S…サイン関数、h…被検者(対象物)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic probe, 10A ... Ultrasonic probe, 15 ... Piezoelectric element, 18 ... 1st acoustic matching layer (conductive member), 20 ... Groove part (groove), 23a ... Ground electrode (electrode), 23b ... Signal electrode (Electrode), 26a ... bottom face (bottom part), 120 ... image processing part (image generation device), S ... sine function, h ... subject (object).

Claims (8)

第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子を備え、
前記各圧電素子は、前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向と平行で、且つ貫通しない複数の溝を有し、前記複数の溝それぞれの形状または配置によって、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けされて前記超音波の送受信が行われ、且つ前記各圧電素子の溝を有する端面に前記第3の方向に沿って導電性部材を接合していることを特徴とする超音波プローブ。
A piezoelectric element that is arranged at a predetermined interval with respect to the first direction and that transmits and receives ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction,
Each of the piezoelectric elements has a plurality of grooves that are parallel to the first direction and do not penetrate through at least one of the two end faces substantially orthogonal to the second direction of the piezoelectric elements. The ultrasonic waves are transmitted and received by weighting the third direction orthogonal to the first direction and the second direction according to the shape or arrangement of each of the plurality of grooves, and the piezoelectric elements. An ultrasonic probe, wherein a conductive member is joined along the third direction to an end face having a groove.
第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子と、
前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面に接合された電極とを備え、
前記各圧電素子は、前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けして前記超音波の送受信を行うための、前記第1の方向と平行な複数の溝を有し、
前記各圧電素子の2端面のうち前記複数の溝を有する端面に接合された前記電極は、前記複数の溝によって複数に分断され、前記複数に分断された前記電極は、導電性部材により連結されていることを特徴とする超音波プローブ。
Piezoelectric elements that are arranged at predetermined intervals with respect to the first direction and that transmit and receive ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction;
An electrode joined to two end faces substantially orthogonal to the second direction of each piezoelectric element;
Each of the piezoelectric elements weights at least one of the two end faces substantially orthogonal to the second direction with respect to the first direction and the third direction orthogonal to the second direction. A plurality of grooves parallel to the first direction for transmitting and receiving the ultrasonic wave,
Of the two end faces of each of the piezoelectric elements, the electrode joined to the end face having the plurality of grooves is divided into a plurality by the plurality of grooves, and the plurality of divided electrodes are connected by a conductive member. An ultrasonic probe characterized by that.
前記複数の溝は略同じ深さに形成されており、前記第3の方向の両側に行くにつれて徐々に小さくなる間隔で配列されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波プローブ。   The said some groove | channel is formed in the substantially same depth, and is arranged in the space | interval which becomes small gradually as it goes to the both sides of the said 3rd direction. Ultrasonic probe. 前記複数の溝は前記第3の方向に対して略同じ間隔で形成されており、前記第3の方向の両側に行くにつれて徐々に深さが増すことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波プローブ。   3. The plurality of grooves are formed at substantially the same interval with respect to the third direction, and the depth gradually increases toward both sides of the third direction. The ultrasonic probe according to 1. 前記各溝は底部が丸く形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein each groove has a round bottom. 前記導電性部材は、前記複数の溝に充填された非導電性接着剤によって前記電極に接合されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the conductive member is bonded to the electrode with a nonconductive adhesive filled in the plurality of grooves. 被検体に対し超音波を送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブが受信した超音波に基づき前記被検体の超音波画像を生成する画像生成装置とを備え、
前記超音波プローブは、
第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子を具備し、
前記各圧電素子は、前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向と平行で、且つ貫通しない複数の溝を有し、前記複数の溝それぞれの形状または配置によって、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けされて前記超音波の送受信が行われ、かつ前記各圧電素子の溝を有する端面に前記第3の方向に沿って導電性部材を接合していることを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, and an image generation device that generates an ultrasonic image of the subject based on the ultrasonic waves received by the ultrasonic probe,
The ultrasonic probe is
A piezoelectric element that is arranged at a predetermined interval with respect to the first direction and that transmits and receives ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction;
Each of the piezoelectric elements has a plurality of grooves that are parallel to the first direction and do not penetrate through at least one of the two end faces substantially orthogonal to the second direction of the piezoelectric elements. The ultrasonic waves are transmitted / received by weighting the third direction orthogonal to the first direction and the second direction according to the shape or arrangement of each of the plurality of grooves, and the piezoelectric elements. An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a conductive member is joined to an end face having a groove along the third direction.
被検体に対し超音波を送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブが受信した超音波に基づき前記被検体の超音波画像を生成する画像生成装置とを備え、
前記超音波プローブは、
第1の方向に対して所定間隔で並べられ、前記第1の方向と略直交する第2の方向に対し超音波を送受信する圧電素子と、
前記各圧電素子の前記第2の方向に対して略直交する2端面に接合された電極とを具備し、
前記各圧電素子は、前記第2の方向に対して略直交する2端面のうち少なくとも一方の端面に、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向に対して重み付けして前記超音波の送受信を行うための、前記第1の方向と平行な複数の溝を有し、
前記各圧電素子の2端面のうち前記複数の溝を有する端面に接合された前記電極は、前記複数の溝によって複数に分断され、前記複数に分断された前記電極は、導電性部材により連結されていることを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, and an image generation device that generates an ultrasonic image of the subject based on the ultrasonic waves received by the ultrasonic probe,
The ultrasonic probe is
Piezoelectric elements that are arranged at predetermined intervals with respect to the first direction and that transmit and receive ultrasonic waves in a second direction substantially orthogonal to the first direction;
An electrode bonded to two end faces substantially orthogonal to the second direction of each piezoelectric element;
Each of the piezoelectric elements weights at least one of the two end faces substantially orthogonal to the second direction with respect to the first direction and the third direction orthogonal to the second direction. A plurality of grooves parallel to the first direction for transmitting and receiving the ultrasonic wave,
Of the two end faces of each of the piezoelectric elements, the electrode joined to the end face having the plurality of grooves is divided into a plurality by the plurality of grooves, and the plurality of divided electrodes are connected by a conductive member. An ultrasonic diagnostic apparatus.
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