JP3314121B2 - Ultrasonic probe - Google Patents
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- JP3314121B2 JP3314121B2 JP29947594A JP29947594A JP3314121B2 JP 3314121 B2 JP3314121 B2 JP 3314121B2 JP 29947594 A JP29947594 A JP 29947594A JP 29947594 A JP29947594 A JP 29947594A JP 3314121 B2 JP3314121 B2 JP 3314121B2
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用した生
体、物体等の診断、計測等の分野において用いられる超
音波探触子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used in the fields of diagnosis and measurement of living bodies and objects using ultrasonic waves.
【0002】[0002]
【従来の技術】超音波診断装置等で使用される超音波探
触子のトランスデューサー部は、図10に示すように、
両面に電極を形成したPZTやPbTiO3等の圧電振
動子2の背面に、背面側に放出される不要な超音波を吸
収する等の目的のために超音波減衰率の高い樹脂等で形
成された背面負荷材6が設けられている。また、圧電振
動子2の表面には、被検体との間の音響的整合を取るた
めに整合層3が設けられている。なお、4、5は、電極
リードおよび信号リードである。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 10, a transducer portion of an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus or the like has a structure as shown in FIG.
On the back surface of a piezoelectric vibrator 2 such as PZT or PbTiO 3 having electrodes formed on both sides, it is formed of a resin or the like having a high ultrasonic attenuation rate for the purpose of absorbing unnecessary ultrasonic waves emitted to the back side. The back load member 6 is provided. A matching layer 3 is provided on the surface of the piezoelectric vibrator 2 for acoustic matching with the subject. Reference numerals 4 and 5 are electrode leads and signal leads.
【0003】また、特開昭63−73942号公報にお
いて、背面材として超音波吸収体を用い、その背面に鋸
状部を設け、その高さが背面材中の波長の(2n−1)
/4とするという開示がある。しかしながら、この開示
では、背面材として超音波の吸収率の高い材料を用いて
おり、さらに、これを振動子背面に第1および第2の背
面材を設け、それらの背面材の厚さは十分に超音波が吸
収される程度の厚さである。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-73942, an ultrasonic absorber is used as a backing material, and a saw-like portion is provided on the back surface, and the height of the sawing portion is the wavelength (2n-1) in the backing material.
/ 4. However, in this disclosure, a material having a high ultrasonic wave absorption rate is used as the back material, and further, the first and second back materials are provided on the back of the vibrator, and the thickness of the back material is sufficient. The thickness is such that the ultrasonic waves can be absorbed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構造を有する超音波探触子にあっては、背面負荷
材は、吸収により背面に放出される超音波を減衰させる
効果を十分に得るために、背面負荷材を十分に厚くする
必要があった。このため、超音波探触子の小型化を困難
にし、特に体腔内探触子等のように微小な探触子におい
ては、背面負荷材の厚みを十分厚くすることができない
ため、背面に放出される超音波の吸収が不完全となり、
背面からの反射が画質劣化等の原因となっていた。ま
た、振動子の表面側に電極の蒸着を行っていない部分を
設けて、その蒸着を行っていない部分の背面側の超音波
振動への寄与がない部分から信号電極リードを取るた
め、振動子の有効開口部が実際の振動子の面積より小さ
くなることや、多数の微小振動子から構成されるマトリ
ックスアレイ型探触子等においては、各振動子に振動に
寄与しない部分を形成することや、配線等の実装が困難
であることに加え、画質劣化も避けられなかった。However, in the ultrasonic probe having the above-described structure, the back load material sufficiently obtains the effect of attenuating the ultrasonic wave emitted to the back surface by absorption. Therefore, it was necessary to make the back load material sufficiently thick. This makes it difficult to reduce the size of the ultrasonic probe. In particular, in the case of a small probe such as an intracavity probe, the thickness of the back load material cannot be made sufficiently large, and the ultrasonic probe is released to the back. The absorption of the ultrasonic waves
Reflection from the back surface causes image quality degradation and the like. In addition, a portion where electrode deposition is not performed is provided on the front surface side of the vibrator, and signal electrode leads are taken from a portion of the back side of the non-deposited portion which does not contribute to ultrasonic vibration, so that the vibrator is not used. Effective aperture is smaller than the actual area of the vibrator, and in the case of a matrix array type probe composed of many microvibrators, it is possible to form a portion that does not contribute to vibration in each vibrator. In addition, it is difficult to mount wiring and the like, and deterioration of image quality is inevitable.
【0005】本発明は、上述の背面負荷材や、電極リー
ドの問題点を解決し、実装が容易で、画質に優れた超音
波探触子を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the back load material and the electrode lead, and to provide an ultrasonic probe which is easy to mount and has excellent image quality.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するもの
は、超音波振動子を有する超音波探触子であって、該超
音波振動子の背面側に電極のリード部が設けられ、該リ
ード部の少なくとも一部は、音響特性が異なる少なくと
も2種類以上の導電体を超音波方向と略平行に組み合わ
せて構成され、かつ、該導電体の境界面のうち、少なく
とも一つは、位相差反射部となっている超音波探触子で
ある。What achieves the above object is an ultrasonic probe having an ultrasonic vibrator, wherein a lead portion of an electrode is provided on the back side of the ultrasonic vibrator, At least a part of the lead portion is formed by combining at least two or more types of conductors having different acoustic characteristics substantially in parallel with the ultrasonic direction, and at least one of the boundary surfaces of the conductors has a phase difference. This is an ultrasonic probe serving as a reflection section.
【0007】そして、前記導電体のうち、少なくとも一
つは、導電性の樹脂、金属、導電性カーボン等のヤング
率および/または曲げ強度の大きい導電性の非金属のい
ずれかににより構成される。[0007] At least one of the conductors is made of any one of a conductive non-metal having a large Young's modulus and / or a large bending strength such as a conductive resin, metal, or conductive carbon. .
【0008】また、上記目的を達成するものは、超音波
振動子を有する超音波探触子であって、該超音波振動子
の背面側に電極のリード部が設けられ、該リード部の少
なくとも一部は、音響特性が異なる少なくとも2種類以
上の導電体を超音波方向と略平行に組み合わせて構成さ
れ、かつ、該導電体の境界面のうち、少なくとも一つ
は、位相差反射部となっている超音波探触子であって、
該導電体のうち少なくとも一つは、音響特性の異なる2
種類の金属で構成された音響媒体が交互に配置されてい
る。In order to achieve the above object, there is provided an ultrasonic probe having an ultrasonic vibrator, wherein a lead portion of an electrode is provided on a back side of the ultrasonic vibrator, and at least one of the lead portions is provided. Some are configured by combining at least two or more types of conductors having different acoustic characteristics substantially in parallel with the ultrasonic direction, and at least one of the boundary surfaces of the conductors serves as a phase difference reflection portion. Ultrasound probe,
At least one of the conductors has two different acoustic characteristics.
Acoustic media composed of different types of metals are alternately arranged.
【0009】さらに、前記2種類の音響媒体の間隔は、
前記超音波振動子と平行に0.01〜10mm程度が好
ましく、より好ましくは各音響媒体内部での使用周波数
に相当する縦波、横波、あるいは境界面での振動等の超
音波波長の程度か、それ以下の長さである。Further, the interval between the two types of acoustic media is
It is preferably about 0.01 to 10 mm in parallel with the ultrasonic transducer, more preferably a longitudinal wave, a transverse wave corresponding to the frequency used in each acoustic medium, or an ultrasonic wavelength such as vibration at a boundary surface. , Less than that.
【0010】ここでいう位相差反射部とは、振動子から
背面側に放出された超音波を振動子方向に反射させるこ
とを目的とし、以下の特性を有するものである。[0010] The phase difference reflection section is intended to reflect the ultrasonic wave emitted from the vibrator to the back side in the direction of the vibrator, and has the following characteristics.
【0011】振動子に略対向して設けられた略平面ある
いは曲面形状を有する、単一面あるいはそれら複数の組
み合わせによって構成され、前後の媒体の音響特性の違
いにより、超音波に少なくとも一部を反射させるもので
あり、かつ、この反射面で反射した超音波が振動子面あ
るいは振動子内部に到達したときに、そのうちの一部の
位相と、他のものの位相関係が、振動子面と反射面の間
の媒体あるいは反射面の背後の物質の特性により、振動
子から放出された時点での位相関係とは異なっていると
いう特性を有する反射面とする。A single surface or a combination of a plurality of surfaces having a substantially flat surface or a curved surface substantially opposed to the vibrator. At least a part of the ultrasonic wave is reflected by the difference in acoustic characteristics between the front and rear media. When the ultrasonic wave reflected by the reflecting surface reaches the vibrator surface or the inside of the vibrator, the phase relationship between a part of the ultrasonic wave and the other surface is determined by the relationship between the vibrator surface and the reflecting surface. The reflection surface has a characteristic that the phase relation at the time of emission from the vibrator is different due to the characteristics of the medium or the material behind the reflection surface.
【0012】また、略対向とするとは、その部分から振
動子方向へ向かう反射波の大部分が、途中の屈折、反
射、減衰、干渉等を無視して幾何学的位置関係のみを考
えた場合に、振動子有効部に到達するような配置である
こととする。[0012] The term "substantially opposed" means that most of the reflected wave traveling from the portion toward the vibrator is considered only in the geometrical positional relation ignoring refraction, reflection, attenuation, interference and the like in the middle. In addition, the arrangement is such that it reaches the vibrator effective portion.
【0013】さらに、前記導電性の非金属のヤング率
は、5×103kgf/mm2以上が好ましく、より好ま
しくは15×103kgf/mm2以上であり、曲げ強度
は、10kgf/mm2以上が好ましく、より好ましく
は15kgf/mm2以上である。The conductive non-metal has a Young's modulus of preferably 5 × 10 3 kgf / mm 2 or more, more preferably 15 × 10 3 kgf / mm 2 or more, and a bending strength of 10 kgf / mm 2. It is preferably 2 or more, more preferably 15 kgf / mm 2 or more.
【0014】さらに、前記2種類以上の導電体は、それ
ぞれ一つの面に断面形状が略長方形の凹部および凸部が
形成されており、第1の導電体の凹部と、第2の導電体
の凸部とが嵌合して構成されていることが好ましい。Further, each of the two or more types of conductors has a concave portion and a convex portion each having a substantially rectangular cross section on one surface, and the concave portion of the first conductor and the concave portion of the second conductor have different shapes. It is preferable that the projections and the projections are fitted to each other.
【0015】前記凹部および凸部の深さは、0.005
〜5mm程度が好ましく、より好ましくは、各導電体内
部での使用周波数に相当する縦波、横波あるいは境界面
での振動等の超音波波長の程度か、それ以下の長さ程度
であり、幅は、0.005〜5mm程度が好ましく、よ
り好ましくは、各導電体内部での使用周波数に相当する
縦波、横波あるいは境界面での振動等の超音波波長の程
度か、それ以下の長さ程度であり、間隔は、0.01〜
10mm程度が好ましく、より好ましくは、より好まし
くは、各導電体内部での使用周波数に相当する縦波、横
波あるいは境界面での振動等の超音波波長の程度か、そ
れ以下の長さ程度で形成されている。The depth of the concave portion and the convex portion is 0.005.
It is preferably about 5 mm, more preferably about the length of an ultrasonic wavelength such as a longitudinal wave, a transverse wave, or vibration at a boundary surface corresponding to the frequency used inside each conductor, or a length less than that, and a width. Is preferably about 0.005 to 5 mm, and more preferably the length of an ultrasonic wavelength such as a longitudinal wave, a transverse wave, or vibration at a boundary surface corresponding to the frequency used inside each conductor, or a length less than that. Degree, the interval is 0.01 ~
It is preferably about 10 mm, more preferably, about the length of an ultrasonic wavelength such as a longitudinal wave, a transverse wave, or vibration at a boundary surface corresponding to the operating frequency inside each conductor, or a length about the same. Is formed.
【0016】さらに、導電体の厚さは、0.01〜10
mm程度が好ましく、より好ましくは、各導電体内部で
の使用周波数に相当する縦波、横波あるいは境界面での
振動等の超音波波長の程度か、それ以下の長さ程度であ
り、幅は、0.1〜10mm程度が好ましく、より好ま
しくは、各導電体内部での使用周波数に相当する縦波、
横波あるいは境界面での振動等の超音波波長の程度か、
それ以下の長さ程度であり、長さは、0.2〜20mm
程度が好ましい。Further, the thickness of the conductor is 0.01 to 10
mm, more preferably, the length of an ultrasonic wavelength such as a longitudinal wave, a transverse wave or vibration at a boundary surface corresponding to the frequency used inside each conductor, or a length less than that, and the width is , Preferably about 0.1 to 10 mm, more preferably a longitudinal wave corresponding to the frequency used inside each conductor,
The degree of the ultrasonic wavelength, such as a shear wave or vibration at the boundary,
It is about the length less than that, the length is 0.2-20 mm
The degree is preferred.
【0017】さらに、前記導電体に導電性の樹脂が用い
られたときは、エポキシ系樹脂に金属粒子を混入したも
の、シリコーン系樹脂に金属粒子を混入したもの等によ
り構成され、金属が用いられたときは、Cu、Ni、A
g、Pt、Auおよびそれらの合金等により構成され、
導電性の非金属が用いられたときは、導電性カーボン、
TiN等の導電性セラミック等により構成されるが、最
も優れた組み合わせは、第1導電体がAgで、第2導電
体がシリコーン系樹脂に金属粒子を混入したもの、ある
いはカーボン、セラミックと樹脂を組み合わせたものが
好ましい。Further, when a conductive resin is used for the conductor, the conductive material is composed of an epoxy resin mixed with metal particles, a silicone resin mixed with metal particles, or the like. , Cu, Ni, A
g, Pt, Au and their alloys, etc.,
When a conductive non-metal is used, conductive carbon,
The best combination is made of conductive ceramics such as TiN. The best combination is made of Ag as the first conductor and metal particles mixed with silicone resin as the second conductor, or carbon, ceramic and resin. Combinations are preferred.
【0018】さらに、腹部等の広い部位を観察したり、
逆に集束して分解能を向上する場合は、前記超音波探触
子をアレイ型、マトリックスアレイ型等に配置すること
が好ましい。Further, it is possible to observe a wide area such as the abdomen,
Conversely, when the resolution is improved by focusing, the ultrasonic probes are preferably arranged in an array type, a matrix array type, or the like.
【0019】さらに、前記超音波探触子をアレイ方向に
湾曲した形状とすることが好ましい。Further, it is preferable that the ultrasonic probe has a shape curved in the array direction.
【0020】[0020]
【作用】本発明の超音波探触子では、従来のように、振
動子背面上に振動に寄与しない部分を形成してリードを
取ることで、リードからの反射を避けるのではなく、超
音波振動子の背面側の電極リードが、超音波振動子の背
面側に電極のリード部が設けられ、該リード部の少なく
とも一部は、音響特性が異なる少なくとも2種類以上の
導電体を超音波方向と略平行に組み合わせて構成され、
該導電体の境界面のうち、少なくとも一つは、位相差反
射部となっていることより、超音波の位相をずらして積
極的に反射させ、反射波同士の位相差を利用して、電極
リードおよび、さらに背後の構造部材からの反射波の影
響を低減することができる。According to the ultrasonic probe of the present invention, as in the conventional case, a portion which does not contribute to vibration is formed on the back surface of the vibrator to take a lead. The electrode lead on the back side of the transducer is provided with a lead part of the electrode on the back side of the ultrasonic transducer, and at least a part of the lead part has at least two types of conductors having different acoustic characteristics in the ultrasonic direction. It is composed by combining in parallel with
At least one of the boundary surfaces of the conductor is a phase difference reflecting portion, so that the ultrasonic wave is positively reflected while being shifted in phase, and the phase difference between the reflected waves is used to form an electrode. It is possible to reduce the influence of the reflected wave from the lead and the structural member behind the lead.
【0021】また、上述のごとく、電極リード自体が、
振動子背面に放出される不要な超音波の影響を低減する
という背面負荷材の役割を有するため、背面負荷材を設
ける必要がなく、探触子の小型化が可能になる。As described above, the electrode leads themselves are:
Since it has a role of a back load material to reduce the influence of unnecessary ultrasonic waves emitted to the back of the transducer, there is no need to provide a back load material, and the probe can be downsized.
【0022】さらに、マトリックスアレイ型の探触子の
ように、リードの引き出しが困難であったものに対して
も、反射波の影響を気にせずに振動子背面全体からリー
ドを引き出すことができ、実装を容易にすることができ
る。Further, even for a probe such as a matrix array type probe, for which it is difficult to pull out the lead, the lead can be pulled out from the entire back surface of the transducer without concern for the influence of the reflected wave. , To facilitate the implementation.
【0023】[0023]
(実施例1)図1は、本発明の超音波探触子の第1の実
施例を示す斜視図である。図2は、本発明の超音波探触
子の導電体の実施例を示す斜視図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the conductor of the ultrasonic probe according to the present invention.
【0024】図1に示すように、超音波探触子1は、略
平面形状で、両面に電極(図示せず)を蒸着形成したP
ZTなどの圧電体で構成された超音波振動子2と、超音
波振動子2の表面側に設けられた整合層3と、超音波振
動子2の表面の電極に導電的に接続されているグラウン
ドリード4と、信号リード5と、電極リードを構成する
複数の導電体と、超音波振動子の背面側に位置する背面
負荷材6から構成されている。As shown in FIG. 1, the ultrasonic probe 1 has a substantially planar shape and has electrodes (not shown) formed on both sides by vapor deposition.
An ultrasonic transducer 2 made of a piezoelectric material such as ZT, a matching layer 3 provided on the surface side of the ultrasonic transducer 2, and an electrode on the surface of the ultrasonic transducer 2 are electrically connected. It comprises a ground lead 4, a signal lead 5, a plurality of conductors constituting an electrode lead, and a back load member 6 located on the back side of the ultrasonic transducer.
【0025】導電体は、超音波振動子2に最も近い位置
に設けられている第1の信号電極リード7と、第1の電
極リードの背面側に接して設けられている第2の信号電
極リード70とを有している。The conductor is composed of a first signal electrode lead 7 provided at a position closest to the ultrasonic transducer 2 and a second signal electrode provided in contact with the back surface of the first electrode lead. And a lead 70.
【0026】第1の信号電極リード7は、超音波振動子
2の電極に半田付けなどで導電的に接続するか、若しく
は、電鋳等の方法で超音波振動子2の電極上に直接形成
されており、図2に示すように背面側には、凹部8およ
び凸部80が形成されている。The first signal electrode lead 7 is conductively connected to the electrode of the ultrasonic transducer 2 by soldering or the like, or is formed directly on the electrode of the ultrasonic transducer 2 by a method such as electroforming. The concave portion 8 and the convex portion 80 are formed on the back side as shown in FIG.
【0027】第2の信号電極リード70は、表面側に凹
部8および凸部80が形成され、第1の信号電極リード
の凹部8と、第2の信号電極リードの凸部80とが嵌合
して、導電的に接続されている。The second signal electrode lead 70 has a concave portion 8 and a convex portion 80 formed on the surface side, and the concave portion 8 of the first signal electrode lead and the convex portion 80 of the second signal electrode lead are fitted. And are conductively connected.
【0028】第1の信号電極リード7は、金属材料によ
り構成され、第2の信号電極リード70は、第1の信号
電極リード7に比して、固有音響インピーダンスの小さ
い導電性樹脂等の素材で構成されることにより、第1の
信号電極リード7と第2の信号電極リード70との境界
面で位相差反射面を形成するとともに、第1の信号電極
リード7と信号リード5との間を導電的に接着する機能
を有する。The first signal electrode lead 7 is made of a metal material, and the second signal electrode lead 70 is made of a material such as a conductive resin having a lower specific acoustic impedance than the first signal electrode lead 7. , A phase difference reflection surface is formed at the boundary surface between the first signal electrode lead 7 and the second signal electrode lead 70, and the phase difference reflection surface is formed between the first signal electrode lead 7 and the signal lead 5. Has the function of conductively adhering them.
【0029】(実施例2)図3は、本発明の超音波探触
子の第2の実施例を示す斜視図である。(Embodiment 2) FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the ultrasonic probe according to the present invention.
【0030】図3に示すように、超音波探触子1は、略
平面形状で、両面に電極(図示せず)を蒸着形成したP
ZTなどの圧電体で構成された超音波振動子2と、超音
波振動子2の表面側に設けられた整合層3と、超音波振
動子2の表面の電極に導電的に接続されているグラウン
ドリード4と、信号リード5と、電極リードを構成する
複数の導電体とから構成されている。As shown in FIG. 3, the ultrasonic probe 1 has a substantially planar shape, and has electrodes (not shown) formed on both sides by vapor deposition.
An ultrasonic transducer 2 made of a piezoelectric material such as ZT, a matching layer 3 provided on the surface side of the ultrasonic transducer 2, and an electrode on the surface of the ultrasonic transducer 2 are electrically connected. It is composed of a ground lead 4, a signal lead 5, and a plurality of conductors constituting an electrode lead.
【0031】その他の構成は(実施例1)に記載した通
りであるが、異なる点は、背面負荷材6を必要としない
ため超音波探触子1の小型化が容易となる。The other configuration is as described in (Embodiment 1), except that the ultrasonic probe 1 can be easily downsized because the back load member 6 is not required.
【0032】(実施例3)図4は、本発明の超音波探触
子の第3の実施例を示す斜視図である。図5は、本発明
の超音波探触子の回路基板を示す平面図である。図6
は、本発明の超音波探触子の第3の実施例を示す斜視図
である(湾曲形状)である。(Embodiment 3) FIG. 4 is a perspective view showing an ultrasonic probe according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view showing a circuit board of the ultrasonic probe according to the present invention. FIG.
FIG. 6 is a perspective view (curved shape) showing a third embodiment of the ultrasonic probe of the present invention.
【0033】図4に示すように、超音波探触子1は、略
平面形状で、両面に電極(図示せず)を蒸着形成したP
ZTなどの圧電体で構成された超音波振動子2と、超音
波振動子2の表面側に設けられた整合層3と、超音波振
動子2の表面の電極に導電的に接続されているグラウン
ドリード4と、電極リードを構成する複数の導電体とか
ら構成され、超音波探触子1をアレイ型に配置し、それ
ぞれの超音波探触子1の導電体に電気的に接続されてい
る回路基板9を有する。As shown in FIG. 4, the ultrasonic probe 1 has a substantially planar shape, and has electrodes (not shown) formed on both sides by vapor deposition.
An ultrasonic transducer 2 made of a piezoelectric material such as ZT, a matching layer 3 provided on the surface side of the ultrasonic transducer 2, and an electrode on the surface of the ultrasonic transducer 2 are electrically connected. The ultrasonic probe 1 is composed of a ground lead 4 and a plurality of conductors constituting an electrode lead. The ultrasonic probes 1 are arranged in an array, and are electrically connected to the conductors of the respective ultrasonic probes 1. The circuit board 9 is provided.
【0034】図5に示すように、回路基板9は、各素子
に対応した導線パターン90が形成され、導線パターン
の一部に導体が露出した部分91が形成され、それ以外
の部分は、短絡を防ぐために被覆されている。As shown in FIG. 5, on the circuit board 9, a conductor pattern 90 corresponding to each element is formed, a portion 91 where a conductor is exposed is formed in a part of the conductor pattern, and the other portions are short-circuited. Is coated to prevent.
【0035】その他の構成は(実施例1)に記載した通
りである。The other structure is as described in the first embodiment.
【0036】また、図6に示すように、超音波探触子1
をアレイ方向に湾曲させて配置してある。これにより、
腹部等の広い部位の観察に有用である。As shown in FIG. 6, the ultrasonic probe 1
Are curved in the array direction. This allows
It is useful for observing a wide area such as the abdomen.
【0037】(実施例4)図7は、本発明の超音波探触
子の第4の実施例を示す斜視図である。図8は、本発明
の超音波探触子の回路基板を示す平面図である。(Embodiment 4) FIG. 7 is a perspective view showing an ultrasonic probe according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a plan view showing a circuit board of the ultrasonic probe according to the present invention.
【0038】図7に示すように、超音波探触子1は、略
平面形状で、両面に電極(図示せず)を蒸着形成したP
ZTなどの圧電体で構成された超音波振動子2と、超音
波振動子2の表面側に設けられた整合層3と、電極リー
ドを構成する複数の導電体とから構成され、超音波探触
子1をマトリックスアレイ型に配置し、それぞれの超音
波探触子1の導電体に電気的に接続されている回路基板
9を有する。As shown in FIG. 7, the ultrasonic probe 1 has a substantially planar shape, and is formed by depositing electrodes (not shown) on both surfaces by vapor deposition.
The ultrasonic transducer 2 is composed of an ultrasonic vibrator 2 made of a piezoelectric material such as ZT, a matching layer 3 provided on the surface side of the ultrasonic vibrator 2, and a plurality of conductors forming electrode leads. The probes 1 are arranged in a matrix array type, and have a circuit board 9 electrically connected to the conductor of each ultrasonic probe 1.
【0039】図8に示すように、回路基板9は、各素子
に対応した導線パターン90が形成され、導線パターン
の一部に導体が露出した部分91が形成され、それ以外
の部分は、短絡を防ぐために被覆されている。As shown in FIG. 8, on the circuit board 9, a conductor pattern 90 corresponding to each element is formed, a portion 91 where a conductor is exposed is formed in a part of the conductor pattern, and the other portions are short-circuited. Is coated to prevent.
【0040】その他の構成は(実施例1)に記載した通
りであり、本実施例も湾曲に配置することができる。Other configurations are as described in (Embodiment 1), and this embodiment can also be arranged in a curved shape.
【0041】(実施例5)図9は、本発明の超音波探触
子の一実施例を示す斜視図である。(Embodiment 5) FIG. 9 is a perspective view showing an embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention.
【0042】図9に示すように、超音波探触子1は、略
平面形状で、両面に電極(図示せず)を蒸着形成したP
ZTなどの圧電体で構成された超音波振動子2と、超音
波振動子2の表面側に設けられた整合層3と、超音波振
動子2の表面の電極に導電的に接続されているグラウン
ドのグラウンドリード4と、電極リードを構成する複数
の導電体とから構成され、超音波探触子1をアレイ型に
配置し、それぞれの超音波探触子1の導電体に電気的に
接続されている回路基板9を有する。As shown in FIG. 9, the ultrasonic probe 1 has a substantially planar shape, and has electrodes (not shown) formed on both sides by vapor deposition.
An ultrasonic transducer 2 made of a piezoelectric material such as ZT, a matching layer 3 provided on the surface side of the ultrasonic transducer 2, and an electrode on the surface of the ultrasonic transducer 2 are electrically connected. The ultrasonic probe 1 is composed of a ground lead 4 and a plurality of conductors constituting an electrode lead. The ultrasonic probes 1 are arranged in an array and electrically connected to the conductors of the respective ultrasonic probes 1. The circuit board 9 is provided.
【0043】導電体は、第1の信号電極リード7と、第
2の信号電極リード70とからなり、第1の信号電極リ
ード7は、音響特性の異なる2種類の金属が交互に配置
され、第2の信号電極リード70は、導電性の樹脂等の
素材で形成される。The conductor is composed of a first signal electrode lead 7 and a second signal electrode lead 70. The first signal electrode lead 7 has two kinds of metals having different acoustic characteristics alternately arranged. The second signal electrode lead 70 is formed of a material such as a conductive resin.
【0044】なお、上述の実施例においては、セラミッ
ク圧電体の場合のみを示したが、本発明は実施例に制限
されるものでなく、ポリフッ化ビニリデン等の高分子圧
電材料、PZT等を添加したポリフッ化ビニリデン等の
高分子複合材料についても同様に有効である。In the above-described embodiment, only the case of a ceramic piezoelectric body is shown. However, the present invention is not limited to this embodiment, and a polymer piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride, PZT or the like is added. Polymer composite materials such as polyvinylidene fluoride are also effective.
【0045】[0045]
【本発明の効果】以上述べたように、本発明の超音波探
触子は、超音波振動子を有する超音波探触子であって、
該超音波振動子の背面側に電極のリード部が設けられ、
該リード部の少なくとも一部は、音響特性が異なる少な
くとも2種類以上の導電体を超音波方向と略平行に組み
合わせて構成され、該導電体の境界面のうち、少なくと
も一つは、位相差反射部となっていることから、超音波
振動子の有効開口部を小さくすることなく、電極リード
等からの反射波による影響を軽減でき、かつ、実装も容
易となる。As described above, the ultrasonic probe of the present invention is an ultrasonic probe having an ultrasonic vibrator,
An electrode lead portion is provided on the back side of the ultrasonic transducer,
At least a part of the lead portion is configured by combining at least two or more types of conductors having different acoustic characteristics substantially in parallel with the ultrasonic wave direction, and at least one of the boundary surfaces of the conductors has phase difference reflection. As a result, the effect of the reflected wave from the electrode lead or the like can be reduced without reducing the effective aperture of the ultrasonic transducer, and the mounting becomes easy.
【0046】また、前記導電体のうち、少なくとも一つ
は、導電性の樹脂により構成されていることから、複雑
な形状の位相反射部の形成や、実装が容易となる。Further, since at least one of the conductors is made of a conductive resin, it is easy to form and mount a phase reflector having a complicated shape.
【0047】また、前記導電体のうち、少なくとも一つ
は、金属により構成されていることから、電気信号を効
率よく送受することができ、さらに、導電性樹脂等に比
べて固有音響インピーダンスが非常に大きいため、位相
反射部の形成が容易にできる。Further, since at least one of the conductors is made of a metal, electric signals can be transmitted and received efficiently, and the intrinsic acoustic impedance is very low as compared with a conductive resin or the like. Therefore, the phase reflection portion can be easily formed.
【0048】また、前記導電体のうち、少なくとも一つ
は、導電性カーボン等のヤング率および/または曲げ強
度の大きい導電性の非金属であることから、金属で構成
されるものよりも切削性に優れるため、複雑な溝加工等
が容易となる。In addition, at least one of the conductors is a conductive non-metal having high Young's modulus and / or bending strength such as conductive carbon. , The complicated groove processing becomes easy.
【図1】本発明の超音波探触子の第1の実施例を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention.
【図2】超音波探触子の導電体の実施例を示す斜視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a conductor of the ultrasonic probe.
【図3】本発明の超音波探触子の第2の実施例を示す斜
視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the ultrasonic probe according to the present invention.
【図4】本発明の超音波探触子の第3の実施例を示す斜
視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a third embodiment of the ultrasonic probe according to the present invention.
【図5】本発明の超音波探触子の回路基板を示す平面図
である。FIG. 5 is a plan view showing a circuit board of the ultrasonic probe according to the present invention.
【図6】本発明の超音波探触子の第3の実施例を示す斜
視図である(湾曲形状)である。FIG. 6 is a perspective view (curved shape) showing a third embodiment of the ultrasonic probe of the present invention.
【図7】本発明の超音波探触子の第4の実施例を示す斜
視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a fourth embodiment of the ultrasonic probe according to the present invention.
【図8】本発明の超音波探触子の回路基板を示す平面図
である。FIG. 8 is a plan view showing a circuit board of the ultrasonic probe according to the present invention.
【図9】本発明の超音波探触子の一実施例を示す斜視図
である。FIG. 9 is a perspective view showing one embodiment of the ultrasonic probe of the present invention.
1 超音波探触子 2 超音波振動子 3 整合層 4 グラウンドリード 5 信号リード 6 背面負荷材 7 第1の信号電極リード 70 第2の信号電極リード 8 凹部 80 凸部 9 回路基板 90 導線パターン 91 導体露出部 REFERENCE SIGNS LIST 1 ultrasonic probe 2 ultrasonic transducer 3 matching layer 4 ground lead 5 signal lead 6 back load material 7 first signal electrode lead 70 second signal electrode lead 8 concave portion 80 convex portion 9 circuit board 90 conductive pattern 91 Exposed conductor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 17/00 330 A61B 8/00 G01N 29/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04R 17/00 330 A61B 8/00 G01N 29/24
Claims (5)
って、 該超音波振動子の背面側に電極のリード部が設けられ、
該リード部の少なくとも一部は、音響特性が異なる少な
くとも2種類以上の導電体を超音波方向と略平行に組み
合わせて構成され、 該導電体の境界面のうち、少なくとも一つは、位相差反
射部となっていることを特徴とする超音波探触子。1. An ultrasonic probe having an ultrasonic vibrator, wherein a lead portion of an electrode is provided on a back side of the ultrasonic vibrator,
At least a part of the lead portion is formed by combining at least two or more types of conductors having different acoustic characteristics substantially in parallel with the ultrasonic wave direction, and at least one of the boundary surfaces of the conductors has phase difference reflection. An ultrasonic probe characterized by being a part.
導電性の樹脂により構成されていることを特徴とする請
求項1に記載の超音波探触子。2. At least one of the conductors comprises:
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is made of a conductive resin.
金属により構成されていることを特徴とする請求項1に
記載の超音波探触子。3. At least one of the conductors comprises:
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is made of metal.
導電性の非金属により構成され、導電性カーボン、導電
性セラミックの群より選択されることを特徴とする請求
項1に記載の超音波探触子。4. At least one of the conductors comprises:
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is made of a conductive nonmetal and is selected from the group consisting of conductive carbon and conductive ceramic.
ヤング率および/または曲げ強度の大きい導電性の非金
属であることを特徴とする請求項1に記載の超音波探触
子。5. At least one of the conductors comprises:
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the probe is a conductive non-metal having high Young's modulus and / or bending strength.
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---|---|---|---|
JP29947594A JP3314121B2 (en) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Ultrasonic probe |
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JP29947594A JP3314121B2 (en) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Ultrasonic probe |
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JPH08163697A JPH08163697A (en) | 1996-06-21 |
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JP (1) | JP3314121B2 (en) |
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---|---|---|---|---|
JP5038808B2 (en) * | 2007-08-02 | 2012-10-03 | 株式会社東芝 | Ultrasonic transducer and ultrasonic probe with ultrasonic transducer |
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- 1994-12-02 JP JP29947594A patent/JP3314121B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH08163697A (en) | 1996-06-21 |
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