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JPH0538335A - Ultrasonic probe and manufacture thereof - Google Patents

Ultrasonic probe and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH0538335A
JPH0538335A JP3195572A JP19557291A JPH0538335A JP H0538335 A JPH0538335 A JP H0538335A JP 3195572 A JP3195572 A JP 3195572A JP 19557291 A JP19557291 A JP 19557291A JP H0538335 A JPH0538335 A JP H0538335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
main surface
plate
conductor layer
ultrasonic probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3195572A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Watanabe
一宏 渡辺
Kiyoto Matsui
清人 松井
Yasushi Hara
靖 原
Hiroshi Ishikawa
寛 石川
Kenichi Hayakawa
健一 早川
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3195572A priority Critical patent/JPH0538335A/en
Publication of JPH0538335A publication Critical patent/JPH0538335A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the side lobe level in the shorter axis direction by forming an electrode for each array element of one main plate of a piezoelectric element plate in an array shaped arrangement so that the area is larger at the center and reduced toward the edge part and dividing a vibration plate and the conductor layer of the other main plate divided by a plurality of grooves, into an array form in the arrangement direction. CONSTITUTION:The shape of an electrode 5 corresponding to each array element 4 of an array contactor element on one main plane 1 of a piezoelectric vibrator plate 3 is formed so that the area is larger at the center of the vibrator plate 3 in the shorter axis direction T of the array and is reduced toward the edge part, and weighting is performed in the shorter axis direction T. Further, a plurality of grooves 6 are formed in parallel to the arrangement direction S towards the main plane 1 from the other main plane 2, and the mechanical joint between the fine piezoelectric elements 13 in the shorter axis direction T is eliminated. Further, a conduct layer 7 is formed on the main plane 2, and the electric potential of the piezoelectric element 13 is made uniform, and the conductor layer 7 is used as the grounding of the vibrator plate 3, and the vibrator element plate 3 is array-divided in the arrangement direction S. Accordingly, the contactor can be manufactured easily and surely, and the side lobe level in the shorter axis direction can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波探触子、および
その製造方法に関するものである。例えば、超音波探触
子を使用した診断装置において鮮明な画像を得るために
は、細く絞られた超音波ビームを使用する必要がある。
一方、一般に、圧電振動子から図10(a)に示すよう
な均一放射音圧で超音波を送波した場合には、超音波の
放射パターンは(b)および(c)に示すように、サイ
ドローブレベルが高くなり、超音波ビームを細く絞るこ
とができないために、図11に示すように、圧電振動子
の中央部で大きく端に行くにしたがって小さく超音波を
送波する手法(振幅重み付け)が用いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe and its manufacturing method. For example, in order to obtain a clear image in a diagnostic device using an ultrasonic probe, it is necessary to use a finely focused ultrasonic beam.
On the other hand, in general, when an ultrasonic wave is transmitted from a piezoelectric vibrator at a uniform radiating sound pressure as shown in FIG. 10A, the ultrasonic wave radiation pattern is as shown in FIGS. Since the side lobe level becomes high and the ultrasonic beam cannot be narrowed down, as shown in FIG. 11, a method of transmitting the ultrasonic wave at the central portion of the piezoelectric vibrator becomes smaller toward the end (amplitude weighting). ) Is used.

【0002】この振幅重み付けによれば、サイドローブ
レベルは図11(b)および(c)に示すように大きく
抑圧され、超音波ビームを細く絞ることができることが
知られている。
According to this amplitude weighting, it is known that the side lobe level is greatly suppressed as shown in FIGS. 11 (b) and 11 (c), and the ultrasonic beam can be narrowed down.

【0003】一方、超音波診断装置に接続されるアレイ
型超音波探触子におけるアレイ素子4の振幅重み付け
は、図12に示すように、探触子の走査方向(配列方向
S)に対しては、探触子に接続される受信増幅器A0、
A1、A2のゲインを開口の中央部で大きく、端に行くに
したがって小さくなるようにすることが行なわれている
が、走査方向に垂直な短軸方向Tに対する振幅重み付け
は一般になされず、該方向での振幅重み付けの有効な手
法が求められていた。
On the other hand, the amplitude weighting of the array element 4 in the array type ultrasonic probe connected to the ultrasonic diagnostic apparatus is performed with respect to the scanning direction (arrangement direction S) of the probe as shown in FIG. Is a receiving amplifier A0 connected to the probe,
Although the gains of A1 and A2 are made large at the center of the aperture and become smaller toward the end, amplitude weighting in the minor axis direction T perpendicular to the scanning direction is not generally performed, and the direction is shortened. There has been a demand for an effective method of amplitude weighting in.

【0004】なお、図12において5は電極、11はバ
ッキングを示すものである。
In FIG. 12, 5 is an electrode and 11 is a backing.

【0005】[0005]

【従来の技術】短軸方向Tに振幅重み付けを行ない、サ
イドローブレベルを抑圧するための手法として、従来、
図13に示すように、アレイ型超音波探触子の短軸方向
Tに対して、同図において矢印で示すように、分極強度
12をアレイ素子4の中央部で大きく、端に行くにした
がって小さくしたものや、図14に示すように、アレイ
型超音波探触子の短軸方向Tに対して各配列アレイ素子
4の形状を中央部で広く、両端部に行くにしたがって狭
くしたものが提案されていた。
2. Description of the Related Art As a method for suppressing side lobe levels by weighting amplitude in the short axis direction T, the
As shown in FIG. 13, with respect to the short-axis direction T of the array type ultrasonic probe, as indicated by an arrow in the figure, the polarization intensity 12 is large in the central portion of the array element 4 and gradually increases toward the end. As shown in FIG. 14, the size of each arrayed array element 4 is widened in the central part and narrowed toward both ends with respect to the minor axis direction T of the array type ultrasonic probe. Was proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図13に示し
たものは、アレイ素子4の分極強度12は分極時の分極
電圧、分極温度、分極時間等に左右されるために、所望
の分極強度12を所望の分布で得ることが困難であり、
図14に示したものは、両端部が狭くなるように加工さ
れた配列アレイ素子4の端部において、割れ、欠けが生
じやすい上に、配列アレイ素子4の中央部と先細りに加
工された両端部とでは、その形状効果によって放射され
る超音波の共振周波数が異なるという欠点を有するもの
であった。
However, in the structure shown in FIG. 13, the polarization intensity 12 of the array element 4 depends on the polarization voltage, polarization temperature, polarization time, etc. at the time of polarization, so that the desired polarization intensity is obtained. 12 is difficult to obtain with the desired distribution,
In the structure shown in FIG. 14, cracks and chips are likely to occur at the end portions of the array array element 4 processed so that both end portions are narrowed, and further, the center portion of the array array element 4 and both end portions tapered The part has a drawback that the resonance frequency of the ultrasonic wave emitted is different due to the shape effect.

【0007】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
たものであって、短軸方向のサイドローブレベルの抑圧
を図ることができ、しかも製造の容易な超音波探触子、
およびその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above drawbacks, and an ultrasonic probe capable of suppressing the side lobe level in the minor axis direction and being easy to manufacture,
And a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、実施例に対応する図1に示すように、アレイ状に配
列された多数の振動子を用いて超音波ビームを制御する
超音波探触子において、2つの主面1、2を持つ圧電振
動子板3の一方の主面1における前記探触子の各アレイ
素子4に対応する電極5の形状を、アレイの配列方向S
に直交する短軸方向Tにおいて前記圧電振動子板3の中
央で面積が広く、端部に行くにしたがって狭く形成する
とともに、前記圧電振動子板3の他の主面2から、前記
配列方向Sと平行に複数個の溝6、6・・を設け、前記
溝6により分割された主面2上に導体層7を設けて該主
面2上の各分割部を短絡するとともに、前記導体層7と
圧電振動子板3を配列方向Sにアレイ状に分割したこと
を特徴とする超音波探触子を提供することにより達成さ
れる。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the above object is to control an ultrasonic beam by using a large number of transducers arranged in an array as shown in FIG. 1 corresponding to an embodiment. In the acoustic probe, the shape of the electrode 5 corresponding to each array element 4 of the probe on one main surface 1 of the piezoelectric vibrator plate 3 having the two main surfaces 1 and 2 is defined by the array direction S of the array.
The piezoelectric vibrator plate 3 has a large area in the center in the short axis direction T orthogonal to the direction and is formed so as to become narrower toward the end, and from the other main surface 2 of the piezoelectric vibrator plate 3 to the arrangement direction S. , A plurality of grooves 6 are provided in parallel with each other, and a conductor layer 7 is provided on the main surface 2 divided by the groove 6 to short-circuit each divided portion on the main surface 2 and This is achieved by providing an ultrasonic probe characterized by dividing the piezoelectric vibrator plate 3 and the piezoelectric vibrator plate 3 into an array in the array direction S.

【0009】また、図7に示すように、上記電極5の形
状を、その周縁が前記配列方向Sと平行に設けられる溝
6あるいはアレイ分割による溝8上にくるように階段状
にすることも可能であり、更に、導体層7の厚みを探触
子が放射する超音波の中心周波数で約λ/4になるよう
に形成して音響整合層9とすることも可能であり、前記
導体層7の上に音響インピーダンスが前記導体層7より
も小さな材料で1層以上の音響整合層9を形成すること
も可能である。
Further, as shown in FIG. 7, the shape of the electrode 5 may be stepwise so that the peripheral edge thereof is on the groove 6 provided in parallel with the arrangement direction S or the groove 8 by the array division. It is also possible to form the acoustic matching layer 9 by forming the conductor layer 7 so that the thickness of the conductor layer 7 is about λ / 4 at the center frequency of the ultrasonic wave emitted by the probe. It is also possible to form one or more acoustic matching layers 9 on the layer 7 by using a material whose acoustic impedance is smaller than that of the conductor layer 7.

【0010】また、以上の圧電振動子板3の前面に音響
レンズ10を配する場合には、音響レンズ10の焦点を
超音波診断装置の最大診断深さの2/3以上の深さにす
ることが望ましい。
When the acoustic lens 10 is arranged on the front surface of the piezoelectric vibrator plate 3 as described above, the focus of the acoustic lens 10 is set to a depth of 2/3 or more of the maximum diagnostic depth of the ultrasonic diagnostic apparatus. Is desirable.

【0011】更に、以上の超音波探触子は、2つの主面
1、2を持つ圧電振動子板3の一方の主面1に、短軸方
向Tにおいて圧電振動子板3の中央で面積が広く、端部
に行くに従って狭くなる形状の電極5を探触子の各アレ
イ素子4に対応させて形成し、次いで、前記一方の主面
1にバッキング11を形成した後、該主面1に対向する
他の主面2から配列方向Sと平行に複数の溝6を切り込
み、この後、前記溝6で複数個に分割された主面2上に
導体層7を設けた後、導体層7と圧電振動子板3を配列
方向Sにアレイ分割することを特徴とする超音波探触子
の製造方法により得られる。
Further, the above ultrasonic probe has an area at the center of the piezoelectric vibrator plate 3 in the minor axis direction T on one main surface 1 of the piezoelectric vibrator plate 3 having two main surfaces 1 and 2. Electrode 5 having a large width and narrowing toward the end is formed corresponding to each array element 4 of the probe, and then a backing 11 is formed on the one main surface 1 and then the main surface 1 is formed. A plurality of grooves 6 are cut parallel to the arrangement direction S from the other main surface 2 facing to each other, and then a conductor layer 7 is provided on the main surface 2 divided into a plurality of parts by the grooves 6, and then a conductor layer is formed. 7 and the piezoelectric vibrator plate 3 are array-divided in the array direction S, which is obtained by a method for manufacturing an ultrasonic probe.

【0012】[0012]

【作用】本発明において、2つの主面1、2を持つ圧電
振動子板3の一方の主面1にアレイ探触子の各アレイ素
子4に対応する電極5の形状を、アレイの短軸方向Tに
おいて圧電振動子板3の中央で面積が広く、端部に行く
にしたがって狭くなるように形成されており、短軸方向
Tにおける重み付けがなされる。
In the present invention, the shape of the electrode 5 corresponding to each array element 4 of the array probe is formed on one principal surface 1 of the piezoelectric vibrator plate 3 having the two principal surfaces 1 and 2 by the short axis of the array. In the direction T, the piezoelectric vibrator plate 3 has a large area in the center and a narrower area toward the ends, and weighting is performed in the minor axis direction T.

【0013】さらに、上記圧電振動子板3の一方の主面
2から他の主面1に向けて複数の溝6、6・・が配列方
向Sと平行に設けられ、短軸方向Tにおける微小圧電素
子13間の機械的結合が取り除かれる。
Further, a plurality of grooves 6, 6, ... Are provided in parallel with the arrangement direction S from one main surface 2 of the piezoelectric vibrator plate 3 toward the other main surface 1, and are minute in the minor axis direction T. The mechanical coupling between the piezoelectric elements 13 is removed.

【0014】また、上記溝6が形成される側の主面2に
は導体層7が形成されており、該主面2における微小圧
電素子13の電位を均一にし、圧電振動子板3のアース
とされる。
Further, a conductor layer 7 is formed on the main surface 2 on the side where the groove 6 is formed, the electric potential of the micro piezoelectric element 13 on the main surface 2 is made uniform, and the ground of the piezoelectric vibrator plate 3 is formed. It is said that.

【0015】アレイ型超音波探触子は、上記圧電振動子
板3を配列方向Sにアレイ分割して形成されるもので、
かかる分割溝8、8・・により配列方向Sの機械的結合
が取り除かれる。
The array type ultrasonic probe is formed by dividing the piezoelectric vibrator plate 3 in the array direction S into an array.
The split grooves 8, 8 ... Remove mechanical coupling in the arrangement direction S.

【0016】以上の構成の下、短軸方向Tと配列方向S
の溝6、8によって形成される微小アレイ素子13群は
全て同じ矩形をしているために、部分的に異なった共振
周波数での超音波の放射が防止され、さらに、各振動子
は先端が鋭利な形状とはならないために、加工時におけ
る割れ、欠けが防がれる。
Under the above construction, the minor axis direction T and the arrangement direction S
Since the groups of micro array elements 13 formed by the grooves 6 and 8 of all have the same rectangular shape, the emission of ultrasonic waves at partially different resonance frequencies is prevented, and the tip of each transducer is Since it does not have a sharp shape, cracks and chips during processing can be prevented.

【0017】また、請求項2記載の発明においては、電
極5の形状は微小圧電素子13の集合形状に形成され、
不要な振動が防止される。さらに、請求項3、4記載の
発明において、導体層7を利用して音響整合層9が形成
され、超音波の振幅が大きくされるとともに、探触子の
帯域が広げられる。
According to the second aspect of the invention, the electrode 5 is formed into a collective shape of the minute piezoelectric elements 13.
Unnecessary vibration is prevented. Further, in the inventions according to claims 3 and 4, the acoustic matching layer 9 is formed by utilizing the conductor layer 7 to increase the amplitude of ultrasonic waves and widen the band of the probe.

【0018】また、圧電振動子板3の前面に音響レンズ
10を配した超音波探触子を対象とした請求項5記載の
発明においては、音響レンズ10の焦点を超音波診断装
置の最大診断深さの2/3以上の深さに設定されてお
り、遠距離領域まで良好なビーム形状が維持できる。
In the invention of claim 5, which is directed to an ultrasonic probe having an acoustic lens 10 arranged on the front surface of the piezoelectric vibrator plate 3, the focus of the acoustic lens 10 is set to the maximum diagnostic value of the ultrasonic diagnostic apparatus. The depth is set to ⅔ or more of the depth, and a good beam shape can be maintained up to a long distance area.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。図2ないし図6は本発明の実
施例を示すもので、先ず2つの主面1、2を持つ圧電振
動子板3の一方の主面1に電極5を形成する。この電極
5は、銀の焼付、蒸着等の手段を利用してアレイ探触子
の各アレイ素子4に対応して形成され、図1(b)に示
すように、アレイの配列方向Sに直交する短軸方向Tに
おいて圧電振動子板3の中央で面積が広く、端部に行く
にしたがって狭くなる菱形形状をなしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 to 6 show an embodiment of the present invention. First, an electrode 5 is formed on one main surface 1 of a piezoelectric vibrator plate 3 having two main surfaces 1 and 2. This electrode 5 is formed corresponding to each array element 4 of the array probe by using a means such as baking or vapor deposition of silver, and is orthogonal to the array direction S of the array as shown in FIG. 1 (b). In the short axis direction T, the area is wide at the center of the piezoelectric vibrator plate 3 and has a rhombus shape that becomes narrower toward the ends.

【0020】なお、同図(a)は上記一方の主面1に対
向する他の主面2を示すもので、望ましくは、その全面
に同様の手法で電極5が形成される。この後、図3に示
すように、菱形形状の電極5が形成された主面1にフレ
キシブルプリント板14を固定して、各アレイ素子4に
対応する電極5からリード15を引き出し、次いで、該
主面1から放射される不用な超音波を吸収するために、
バッキング11を取り付ける。このバッキング11は、
超音波の吸収に加え、ダンパとしても機能するもので、
超音波放射側の主面2から放射される超音波パルスのリ
ンギングを抑える。
It is to be noted that FIG. 1A shows another main surface 2 opposed to the one main surface 1, and preferably, the electrode 5 is formed on the entire surface by the same method. Thereafter, as shown in FIG. 3, the flexible printed board 14 is fixed to the main surface 1 on which the diamond-shaped electrodes 5 are formed, the leads 15 are drawn out from the electrodes 5 corresponding to each array element 4, and then, In order to absorb unnecessary ultrasonic waves emitted from the main surface 1,
Attach the backing 11. This backing 11 is
In addition to absorbing ultrasonic waves, it also functions as a damper,
The ringing of the ultrasonic pulse emitted from the main surface 2 on the ultrasonic emission side is suppressed.

【0021】この後、図4に示すように、圧電振動子板
3の放射側の主面2から対向主面1に向けて、配列方向
Sと平行に溝6、6・・を凹設する。この溝6は、ダイ
シングソウ等を使用して形成されるもので、切り込み深
さは、上記対向主面1、2に形成された電極5が分離し
ない程度とされ、望ましくは、隣接する部分からの振動
の干渉を防止するために、圧電振動子板3の厚みの50
%以上の切り込み深さで形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 4, grooves 6, 6, ... Are provided in parallel with the arrangement direction S from the radiation-side main surface 2 of the piezoelectric vibrator plate 3 toward the facing main surface 1. .. The groove 6 is formed by using a dicing saw or the like, and the cutting depth is such that the electrodes 5 formed on the facing main surfaces 1 and 2 are not separated. In order to prevent interference of the vibration of the
It is formed with a cutting depth of not less than%.

【0022】次いで、図5に示すように、上記放射側の
主面2上にアース引出し用の金属箔16が固着される。
この金属箔16は、上記主面2の配列方向Sに沿う両端
縁部に固定されて側方に引き出される。さらに、この金
属箔16を挟み込むようにして主面2上に導電性ペース
ト等からなる導体層7が設けられ、各分割部が同電位に
なるようにされて圧電振動子板3のアースが形成され
る。
Next, as shown in FIG. 5, a metal foil 16 for grounding is fixed on the main surface 2 on the radiation side.
The metal foil 16 is fixed to both edge portions along the arrangement direction S of the main surface 2 and is pulled out to the side. Further, a conductor layer 7 made of a conductive paste or the like is provided on the main surface 2 so as to sandwich the metal foil 16, and each divided portion is made to have the same potential to form the ground of the piezoelectric vibrator plate 3. To be done.

【0023】この後、図6に示すように、導体層7と圧
電振動子板3を配列方向Sにアレイ分割し、次いで、そ
の上面に音響レンズ(図示せず)を取り付けて超音波探
触子が構成される。
Thereafter, as shown in FIG. 6, the conductor layer 7 and the piezoelectric vibrator plate 3 are array-divided in the array direction S, and then an acoustic lens (not shown) is attached to the upper surface of the conductor layer 7 and the ultrasonic probe. The child is constructed.

【0024】本発明の第2の実施例を図7に示す。この
実施例において、電極5は、微小圧電素子13単位に形
成されており、その周縁は、配列方向Sと平行に設けら
れる溝6と、アレイ分割における溝8により分割される
階段状の周縁を有している。この結果、駆動対象となる
微小圧電素子13の全面に電極5が形成されることとな
り、不要な振動の発生が防止される。
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, the electrode 5 is formed in units of the minute piezoelectric element 13, and its peripheral edge is a groove 6 provided in parallel with the arrangement direction S and a stepwise peripheral edge divided by the groove 8 in the array division. Have As a result, the electrodes 5 are formed on the entire surface of the micro-piezoelectric element 13 to be driven, and unnecessary vibration is prevented.

【0025】図8は本発明の第3の実施例であり、電極
5の形成面に対して切り込まれる溝6、6・・の深さd
を圧電振動子板3の板厚以上とした場合を示している。
この結果、該溝6は電極5の厚み方向の中間部にまで至
っており、短軸方向Tの機械的結合がより低減されてい
る。
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, in which the depth d of the grooves 6, 6, ... Cut into the surface on which the electrode 5 is formed.
Shows a case where is equal to or larger than the plate thickness of the piezoelectric vibrator plate 3.
As a result, the groove 6 reaches the middle portion in the thickness direction of the electrode 5, and the mechanical coupling in the minor axis direction T is further reduced.

【0026】なお、この場合、溝6により電極5が分割
されないようにする必要がある。図9は本発明の第4の
実施例を示すものである。この実施例は、圧電振動子板
3の配列方向Sと平行に設けられる溝6で分割された主
面2上に設けられる導体層7が導電ペースト等の樹脂材
が使用されることを利用して、音響整合層9として使用
するもので、(a)は1層整合の場合、(b)は導体層
7の上に音響インピーダンスが導体層7よりも小さな材
料でもう1層設けた2層整合の場合を示している。
In this case, it is necessary to prevent the electrode 5 from being divided by the groove 6. FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment utilizes that the conductor layer 7 provided on the main surface 2 divided by the groove 6 provided in parallel with the arrangement direction S of the piezoelectric vibrator plate 3 is made of a resin material such as a conductive paste. And (a) is a single-layer matching, and (b) is a two-layer structure in which another material is provided on the conductor layer 7 and whose acoustic impedance is smaller than that of the conductor layer 7. The case of matching is shown.

【0027】これら音響整合層9の厚さは、探触子が放
射する超音波の中心周波数の約λ/4になるように設定
されており、探触子から放射される超音波の振幅を大き
くするとともに、探触子の帯域が広げられる。
The thickness of these acoustic matching layers 9 is set to be about λ / 4 of the center frequency of the ultrasonic wave emitted by the probe, and the amplitude of the ultrasonic wave emitted from the probe is As it gets larger, the band of the probe becomes wider.

【0028】なお、以上の実施例に対して音響レンズ1
0を配する場合には、該音響レンズ10の焦点をこれら
超音波探触子が接続される超音波診断装置の最大診断深
さdの2/3以上の深さdに設定するのが望ましい。
It should be noted that the acoustic lens 1 is used in comparison with the above embodiments.
When 0 is set, it is desirable to set the focus of the acoustic lens 10 to a depth d that is 2/3 or more of the maximum diagnostic depth d of the ultrasonic diagnostic apparatus to which these ultrasonic probes are connected. ..

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、送波あるいは受波される超音波に対して振幅
重み付けを形成するアレイ型探触子を容易かつ確実に製
造することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to easily and surely manufacture the array type probe for forming the amplitude weighting on the ultrasonic waves to be transmitted or received. You can

【0030】また、この振幅重み付けにより、短軸方向
のサイドローブレベルの抑圧を図ることができる。この
結果、近距離から遠距離に渡る広範囲で超音波ビームの
改善を図ることができる。
By weighting the amplitude, it is possible to suppress the side lobe level in the short axis direction. As a result, the ultrasonic beam can be improved over a wide range from a short distance to a long distance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1工程を示す図であって、(a)は
一方の主面を示す図、(b)は反対側の主面を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a first step of the present invention, in which (a) is a diagram showing one main surface and (b) is a diagram showing an opposite main surface.

【図3】本発明の第2工程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second step of the present invention.

【図4】本発明の第3工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a third step of the present invention.

【図5】本発明の第4工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a fourth step of the present invention.

【図6】本発明の第5工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a fifth step of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施例を示す図であって、
(a)は1層整合を示す図、(b)は2層整合を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention,
(A) is a figure which shows 1-layer matching, (b) is a figure which shows 2-layer matching.

【図10】圧電素子からの超音波放射を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing ultrasonic radiation from a piezoelectric element.

【図11】重み付けによる超音波放射を示す図であっ
て、(a)は放射音圧の分布を示す図、(b)は放射パ
ターンを示す図、(c)はビーム形状を示す図である。
11A and 11B are diagrams showing ultrasonic radiation by weighting, wherein FIG. 11A is a diagram showing a distribution of radiated sound pressure, FIG. 11B is a diagram showing a radiation pattern, and FIG. 11C is a diagram showing a beam shape. ..

【図12】重み付けの方法を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a weighting method.

【図13】従来例を示す図であって、(a)は放射音圧
の分布を示す図、(b)は分極状態を示す図である。
13A and 13B are diagrams showing a conventional example, FIG. 13A is a diagram showing a distribution of radiated sound pressure, and FIG. 13B is a diagram showing a polarization state.

【図14】他の従来例を示す図であって、(a)は放射
音圧の分布を示す図、(b)は分極状態を示す図であ
る。
14A and 14B are diagrams showing another conventional example, wherein FIG. 14A is a diagram showing a distribution of radiated sound pressure, and FIG. 14B is a diagram showing a polarization state.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1、2 主面 3 圧電振動子板 4 素子 5 電極 6、8 溝 7 導体層 9 音響整合層 10 音響レンズ 11 バッキング S 配列方向 T 短軸方向 1, 2 main surface 3 piezoelectric vibrator plate 4 element 5 electrode 6, 8 groove 7 conductor layer 9 acoustic matching layer 10 acoustic lens 11 backing S array direction T minor axis direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 寛 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 早川 健一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroshi Ishikawa, 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa, within Fujitsu Limited

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アレイ状に配列された多数の振動子を用い
て超音波ビームを制御する超音波探触子において、 2つの主面(1、2)を持つ圧電振動子板(3)の一方の主
面(1)における前記探触子の各アレイ素子(4)に対応す
る電極(5)の形状を、アレイの配列方向(S)に直交する
短軸方向(T)において前記圧電振動子板(3)の中央で面
積が広く、端部に行くにしたがって狭く形成するととも
に、 前記圧電振動子板(3)の他の主面(2)から、前記配列方
向(S)と平行に複数個の溝(6、6・・)を設け、 前記溝(6)により分割された主面(2)上に導体層(7)を
設けて該主面(2)上の各分割部を短絡するとともに、前
記導体層(7)と圧電振動子板(3)を配列方向(S)にアレ
イ状に分割したことを特徴とする超音波探触子。
1. An ultrasonic probe for controlling an ultrasonic beam using a large number of transducers arranged in an array, comprising: a piezoelectric transducer plate (3) having two principal surfaces (1, 2). The shape of the electrode (5) corresponding to each array element (4) of the probe on one principal surface (1) is set to the piezoelectric vibration in the minor axis direction (T) orthogonal to the array direction (S) of the array. The sub-plate (3) has a large area in the center and is formed to be narrower toward the end, and is parallel to the arrangement direction (S) from the other main surface (2) of the piezoelectric vibrator plate (3). A plurality of grooves (6, 6 ...) Are provided, a conductor layer (7) is provided on the main surface (2) divided by the groove (6), and each divided portion on the main surface (2) is provided. An ultrasonic probe characterized in that the conductor layer (7) and the piezoelectric vibrator plate (3) are divided into an array in the array direction (S) while being short-circuited.
【請求項2】前記電極(5)の形状を、その周縁が前記配
列方向(S)と平行に設けられる溝(6)あるいは前記アレ
イ分割による溝(8)上にくるように階段状にしたことを
特徴とする請求項1記載の超音波探触子。
2. The electrode (5) has a stepped shape such that its peripheral edge is on a groove (6) provided in parallel with the array direction (S) or a groove (8) formed by the array division. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記導体層(7)の厚みを探触子が放射する
超音波の中心周波数で約λ/4になるように形成して音
響整合層(9)とした請求項1または2記載の超音波探触
子。
3. The acoustic matching layer (9) according to claim 1, wherein the conductor layer (7) is formed to have a thickness of about λ / 4 at a center frequency of ultrasonic waves emitted by the probe. The ultrasonic probe described.
【請求項4】前記導体層(7)の上に音響インピーダンス
が前記導体層(7)よりも小さな材料で1層以上の音響整
合層(9)を形成した請求項1、2または3記載の超音波
探触子。
4. The acoustic matching layer (9) according to claim 1, wherein one or more acoustic matching layers (9) are formed on the conductor layer (7) with a material having an acoustic impedance smaller than that of the conductor layer (7). Ultrasonic probe.
【請求項5】前記圧電振動子板(3)の前面に音響レンズ
(10)を配した超音波探触子において、 前記音響レンズ(10)の焦点を超音波診断装置の最大診
断深さの2/3以上の深さにしたことを特徴とする請求
項1、2、3または4記載の超音波探触子。
5. An acoustic lens on the front surface of the piezoelectric vibrator plate (3).
The ultrasonic probe in which (10) is arranged, wherein the focus of the acoustic lens (10) is set to a depth of 2/3 or more of the maximum diagnostic depth of the ultrasonic diagnostic apparatus. The ultrasonic probe according to 2, 3, or 4.
【請求項6】アレイ状に配列された多数の振動子を用い
て超音波ビームを制御する超音波探触子の製造方法であ
って、 2つの主面(1、2)を持つ圧電振動子板(3)の一方の主
面(1)に、短軸方向(T)において圧電振動子板(3)の中
央で面積が広く、端部に行くに従って狭くなる形状の電
極(5)を探触子の各アレイ素子(4)に対応させて形成
し、 次いで、前記一方の主面(1)にバッキング(11)を形成
した後、該主面(1)に対向する他の主面(2)から配列方
向(S)と平行に複数の溝(6、6・・)を切り込み、 この後、前記溝(6)で複数個に分割された主面(2)上に
導体層(7)を設けた後、導体層(7)と圧電振動子板(3)
を配列方向Sにアレイ分割することを特徴とする超音波
探触子の製造方法。
6. A method of manufacturing an ultrasonic probe for controlling an ultrasonic beam using a large number of vibrators arranged in an array, the piezoelectric vibrator having two main surfaces (1, 2). On one main surface (1) of the plate (3), an electrode (5) having a shape in which the area is wide at the center of the piezoelectric vibrator plate (3) in the minor axis direction (T) and becomes narrower toward the end is searched. It is formed corresponding to each array element (4) of the tentacle, and then a backing (11) is formed on the one main surface (1), and then another main surface (1) facing the main surface (1) is formed. A plurality of grooves (6, 6 ...) Are cut in parallel with the arrangement direction (S) from 2), and then a conductor layer (7) is formed on the main surface (2) divided into a plurality of grooves by the grooves (6). ), The conductor layer (7) and the piezoelectric vibrator plate (3)
Is divided into arrays in the array direction S, a method for manufacturing an ultrasonic probe.
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