JP2003289597A - Ultrasonic probe and manufacturing method thereof - Google Patents

Ultrasonic probe and manufacturing method thereof

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JP2003289597A
JP2003289597A JP2002089767A JP2002089767A JP2003289597A JP 2003289597 A JP2003289597 A JP 2003289597A JP 2002089767 A JP2002089767 A JP 2002089767A JP 2002089767 A JP2002089767 A JP 2002089767A JP 2003289597 A JP2003289597 A JP 2003289597A
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ultrasonic
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ultrasonic probe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe having a connection strength between a piezoelectric element and an electrode and having excellent acoustic characteristics, and to provide a manufacturing method of the ultrasonic probe. <P>SOLUTION: An adhesive layer for supporting a non-vibration region of an ultrasonic vibrator with a resin having high acoustic connection and supporting a vibration region of the vibrator with a resin having low acoustic connection is provided between these vibrators. In manufacturing the ultrasonic probe having this adhesive layer for a first adhesive applied to the vibration or non-vibration region of the piezoelectric element, the one having a viscosity at which the adhesive can be prevented from flowing from the vibration region to the non-vibration region of the piezoelectric element 121 or vice versa is used. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波プローブ及
び超音波プローブ製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic probe manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波プローブは、対象物の内部状態を
画像化等を目的として、超音波を対象物に向けて照射
し、その対象物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ための装置である。このよう
な超音波プローブが採用された超音波画像装置として、
例えば、人体内部を検査するための医用診断装置や金属
溶接内部の探傷を目的とする検査装置等が存在する。特
に、医用診断装置としての超音波診断装置においては、
例えば人体の断層像(Bモード像)、超音波の血流によ
るドプラシフトを利用して血流の速度を2次元でカラー
表示するカラーフローマッピング(CFM)法、二次高
調波を画像化したティッシュハーモニックイメージング
(THI)法等、種々の撮影技術が開発されている。超
音波プローブは、これら種々の撮影方法に応じた形態を
有し、人体のあらゆる臓器器官に関する超音波の送受信
を可能にしている。
2. Description of the Related Art An ultrasonic probe irradiates an object with ultrasonic waves for the purpose of imaging the internal state of the object and receives reflected waves from interfaces of the object having different acoustic impedances. It is a device for. As an ultrasonic imaging device employing such an ultrasonic probe,
For example, there are medical diagnostic devices for inspecting the inside of the human body, inspection devices for the purpose of flaw detection inside metal welding, and the like. In particular, in the ultrasonic diagnostic device as a medical diagnostic device,
For example, a tomographic image (B-mode image) of a human body, a color flow mapping (CFM) method that uses a Doppler shift due to the blood flow of ultrasonic waves to two-dimensionally display the blood flow velocity, and a tissue that images a second harmonic wave. Various imaging techniques such as the harmonic imaging (THI) method have been developed. The ultrasonic probe has a form according to these various imaging methods, and enables transmission and reception of ultrasonic waves with respect to all organs of the human body.

【0003】典型的な超音波プローブは、圧電素子と、
当該圧電素子に電圧を印加するための電極と、を有する
超音波振動子をアレイ状に複数配列した超音波振動子群
を有している。この超音波振動子の電極には、フレキシ
ブル配線基板の電極が半田付けや導電性接着剤により接
続されている。このフレキシブル配線基板は、超音波振
動子と超音波診断装置本体との電気的な接続を行い、超
音波振動子を駆動するための駆動信号及び超音波振動子
で受波した受信信号を伝達する。各超音波振動子には、
このフレキシブル配線基板の接続のため、電圧の印加に
よって圧電振動を行う振動領域と、電気配線を確保する
ための非振動領域とが存在する。
A typical ultrasonic probe includes a piezoelectric element and
It has an ultrasonic transducer group in which a plurality of ultrasonic transducers having an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element are arranged in an array. Electrodes of the flexible wiring board are connected to the electrodes of the ultrasonic vibrator by soldering or a conductive adhesive. This flexible wiring board electrically connects the ultrasonic transducer and the ultrasonic diagnostic apparatus body, and transmits a drive signal for driving the ultrasonic transducer and a reception signal received by the ultrasonic transducer. . For each ultrasonic transducer,
Due to the connection of the flexible wiring board, there are a vibrating region in which piezoelectric vibration is caused by application of a voltage and a non-vibrating region for securing electric wiring.

【0004】通常の超音波プローブの各超音波振動子間
には、超音波振動子の支持のためにシリコン接着剤等の
音響結合性の低い接着剤が充填されている。しかしなが
ら、このような音響接合性の低い接着剤の充填では、超
音波振動子の振動により、超音波振動子とフレキシブル
配線基板の接続部で超音波振動子にひび割れ等の破損が
生じることが多い。
An adhesive having a low acoustic coupling property, such as a silicon adhesive, is filled between the ultrasonic transducers of a normal ultrasonic probe to support the ultrasonic transducers. However, in the case of filling with an adhesive having such a low acoustic bonding property, the vibration of the ultrasonic vibrator often causes damage such as cracking at the connecting portion between the ultrasonic vibrator and the flexible wiring board. .

【0005】又、エポキシ樹脂やウレタン接着剤等の音
響結合性の高い樹脂等の音響結合性の高い樹脂等によっ
て超音波振動子間を充填すると、電極結合部の強度は向
上するが、音響特性が悪化してしまう。従って、被検体
内等に照射する超音波ビームの集束性が悪くなり、収集
された超音波画像の画質が低下するという問題がある。
Further, when the space between the ultrasonic transducers is filled with a resin having a high acoustic coupling property such as a resin having a high acoustic coupling property such as an epoxy resin or a urethane adhesive, the strength of the electrode coupling portion is improved, but the acoustic characteristic is improved. Will get worse. Therefore, there is a problem that the focusing property of the ultrasonic beam applied to the inside of the subject is deteriorated and the quality of the collected ultrasonic image is deteriorated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情を
鑑みてなされたもので、圧電素子と電極との間で高い結
合強度を有し、且つ、音響特性が良好で画質の良い超音
波画像を提供することのできる超音波プローブ、及び当
該超音波プローブの製造方法を提供することを目的とし
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an ultrasonic wave having a high coupling strength between a piezoelectric element and an electrode, good acoustic characteristics and good image quality. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe capable of providing an image and a method for manufacturing the ultrasonic probe.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のような手段を講じている。
The present invention takes the following means in order to achieve the above object.

【0008】本発明の第1の視点は、振動領域と非振動
領域を有する超音波振動子をアレイ状に複数配列した超
音波振動子群と、前記超音波振動子の非振動領域の間の
溝に充填される第1の接着剤と、前記超音波振動子の振
動領域の間の溝に充填される前記第1の接着剤よりも低
い音響結合特性を有する第2の接着剤とを具備すること
を特徴とする超音波プローブである。
A first aspect of the present invention is to provide an ultrasonic transducer group in which a plurality of ultrasonic transducers having a vibrating area and a non-vibrating area are arranged in an array, and between the non-vibrating area of the ultrasonic transducer. A first adhesive filling the groove, and a second adhesive having acoustic coupling characteristics lower than that of the first adhesive filling the groove between the vibration regions of the ultrasonic transducer. The ultrasonic probe is characterized in that

【0009】本発明の第2の視点は、圧電素子と、前記
圧電素子に電圧を印加するための電極と、を有する超音
波振動子をアレイ状に複数配列する工程と、前記各圧電
素子の振動領域をマスキングする工程と、隣り合う前記
圧電素子の非振動領域の間に、第1の接着剤を充填し硬
化させる工程と、前記マスキングを除去し、隣り合う前
記圧電素子の前記振動領域間に、前記第1の接着剤より
も低い音響結合特性を有する第2の接着剤を充填し硬化
させる工程とを具備することを特徴とする超音波プロー
ブ製造方法である。
A second aspect of the present invention is to arrange a plurality of ultrasonic transducers having an array of ultrasonic transducers each having a piezoelectric element and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element, and to arrange each of the piezoelectric elements. The step of masking the vibration area, the step of filling and hardening the first adhesive between the non-vibration areas of the adjacent piezoelectric elements, the step of removing the masking, and between the vibration areas of the adjacent piezoelectric elements And a step of filling and curing a second adhesive having an acoustic coupling characteristic lower than that of the first adhesive.

【0010】本発明の第3の視点は、圧電素子と、前記
圧電素子に電圧を印加するための電極と、を有する超音
波振動子をアレイ状に複数配列する工程と、前記各圧電
素子の非振動領域をマスキングする工程と、隣り合う前
記圧電素子の振動領域の間に、第1の接着剤を充填し硬
化させる工程と、前記マスキングを除去し、隣り合う前
記圧電素子の前記非振動領域間に、前記第1の接着剤よ
りも高い音響結合特性を有する第2の接着剤を充填し硬
化させる工程とを具備することを特徴とする超音波プロ
ーブ製造方法である。
A third aspect of the present invention is to arrange a plurality of ultrasonic transducers having an array of ultrasonic transducers each having a piezoelectric element and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element, and to arrange each of the piezoelectric elements. Masking the non-vibration region, filling the first adhesive between the vibration regions of the adjacent piezoelectric elements and curing it, removing the masking, and the non-vibration regions of the adjacent piezoelectric elements. In between, a step of filling a second adhesive having a higher acoustic coupling characteristic than that of the first adhesive and curing the second adhesive is provided.

【0011】このような構成によれば、圧電素子と電極
との間で高い結合強度を有し、且つ音響特性の高い超音
波プローブ、及び当該超音波プローブの製造方法を実現
することができる。
With such a structure, it is possible to realize an ultrasonic probe having high coupling strength between the piezoelectric element and the electrode and high acoustic characteristics, and a method for manufacturing the ultrasonic probe.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の
機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を
付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, constituent elements having substantially the same functions and configurations are designated by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

【0013】図1は、本実施形態に係る超音波診断装置
10の概略構成を示したブロック図である。まず、同図
を基に超音波診断装置10の構成と信号の流れを説明す
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to this embodiment. First, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 and the signal flow will be described with reference to FIG.

【0014】超音波診断装置10は、被験者との間で超
音波信号の送受信を担う超音波プローブ12と、この超
音波プローブを駆動しかつ超音波プローブの受信信号を
処理する装置本体11と、この装置本体に接続されかつ
オペレータからの指示情報を装置本体に入力可能な入力
部13とを具備している。
The ultrasonic diagnostic apparatus 10 includes an ultrasonic probe 12 for transmitting and receiving ultrasonic signals to and from a subject, an apparatus main body 11 for driving the ultrasonic probe and processing a received signal of the ultrasonic probe. An input unit 13 connected to the apparatus body and capable of inputting instruction information from an operator to the apparatus body is provided.

【0015】超音波プローブ12は、被験者との間で超
音波信号の送受信を担う探触子である。この超音波プロ
ーブ12の構成については、後で詳しく説明する。
The ultrasonic probe 12 is a probe that transmits and receives ultrasonic signals to and from the subject. The configuration of the ultrasonic probe 12 will be described in detail later.

【0016】入力部13には、診断装置の制御や様々な
画質条件設定を行うことが可能な、ボタン、キーボー
ド、トラックボールなどが含まれる。
The input unit 13 includes a button, a keyboard, a trackball, etc., which can control the diagnostic apparatus and can set various image quality conditions.

【0017】装置本体11は、超音波送信ユニット2
1、超音波受信ユニット22、Bモード処理回路23、
ドプラ処理回路24、画像処理回路25、イメージメモ
リ回路26、表示部28、心拍検出ユニット29、記憶
媒体30、ネットワーク回路31、コントローラ32、
を具備している。
The apparatus main body 11 includes an ultrasonic wave transmitting unit 2
1, ultrasonic receiving unit 22, B mode processing circuit 23,
Doppler processing circuit 24, image processing circuit 25, image memory circuit 26, display unit 28, heartbeat detection unit 29, storage medium 30, network circuit 31, controller 32,
It is equipped with.

【0018】超音波送信ユニット21は、図示しない
が、トリガ発生器、遅延回路およびパルサ回路からな
り、パルス状の超音波を生成してプローブ12の振動素
子に送ることで収束超音波パルスを生成する。被検体内
の組織で散乱したエコー信号は再びプローブ12で受信
される。
Although not shown, the ultrasonic wave transmission unit 21 is composed of a trigger generator, a delay circuit and a pulser circuit, and generates a pulsed ultrasonic wave and sends it to the vibration element of the probe 12 to generate a converged ultrasonic wave pulse. To do. The echo signal scattered by the tissue in the subject is again received by the probe 12.

【0019】プローブ12から素子毎に出力されるエコ
ー信号は、超音波受信ユニット22に取り込まれる。こ
こでエコー信号は、図示しないが、チャンネル毎にプリ
アンプで増幅され、A/D変換後に受信遅延回路により
受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、
加算器で加算される。この加算により受信指向性に応じ
た方向からの反射成分が強調される。この送信指向性と
受信指向性とにより送受信の総合的な超音波ビームが形
成される。
The echo signal output from the probe 12 for each element is captured by the ultrasonic receiving unit 22. Here, although not shown, the echo signal is amplified by a preamplifier for each channel and given a delay time necessary for determining the reception directivity by the reception delay circuit after A / D conversion,
It is added by the adder. By this addition, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity is emphasized. A comprehensive ultrasonic beam for transmission and reception is formed by the transmission directivity and the reception directivity.

【0020】超音波受信ユニット22からの出力は、B
モード処理回路23に送られる。ここでエコー信号対数
増幅、包絡線検波処理などが施され、信号強度が輝度の
明るさで表現されるデータとなる。ドプラ処理回路24
は、エコー信号から速度情報を周波数解析し、解析結果
を画像処理回路25に送る。
The output from the ultrasonic receiving unit 22 is B
It is sent to the mode processing circuit 23. Here, logarithmic amplification of the echo signal, envelope detection processing, and the like are performed, and the signal strength becomes data represented by brightness of brightness. Doppler processing circuit 24
Performs frequency analysis of velocity information from the echo signal and sends the analysis result to the image processing circuit 25.

【0021】画像処理回路25は、超音波スキャンの走
査線信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオ
フォーマットの走査線信号列に変換する。この変換後の
信号は、必要に応じて種々の設定パラメータの文字情報
や目盛、ガイダンス画像などと共に合成され、ビデオ信
号として表示部28に出力される。
The image processing circuit 25 converts the scanning line signal sequence of ultrasonic scanning into a scanning line signal sequence of a general video format represented by a television or the like. The converted signal is combined with character information of various setting parameters, a scale, a guidance image, etc., if necessary, and output to the display unit 28 as a video signal.

【0022】表示部28は、画像処理回路25から入力
した信号に基づいて、被検体組織形状を表す断層を表示
する。
The display unit 28 displays a slice representing the tissue shape of the subject based on the signal input from the image processing circuit 25.

【0023】イメージメモリ回路26は、画像データを
格納する記憶メモリから成る。この情報は、例えば診断
の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、複数
枚を使っての動画再生が可能となる。
The image memory circuit 26 comprises a storage memory for storing image data. This information can be called by the operator after the diagnosis, for example, and a moving image can be reproduced using a plurality of images.

【0024】記憶媒体30は、後述の診断解析プログラ
ム等に使用する種々のソフトウェアプログラム、音声・
画像などのライブラリが保管されている。またイメージ
メモリ回路26中の画像の保管などにも使用される。な
お、記憶媒体30のデータは、ネットワーク回路31を
経由して外部周辺装置ヘ有線あるいは無線ネットワーク
転送することも可能となっている。
The storage medium 30 includes various software programs used for a diagnostic analysis program, etc., which will be described later, and voice / audio programs.
A library of images is stored. It is also used for storing images in the image memory circuit 26. The data in the storage medium 30 can be transferred to the external peripheral device via the network circuit 31 by wire or wireless network.

【0025】コントローラ32は、情報処理装置(計算
機)としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作
を制御する制御手段である。またコントローラ32で
は、後述するが、本発明の主要部であるワークフローシ
ステムが実行される。
The controller 32 has a function as an information processing device (computer) and is a control means for controlling the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus main body. Further, in the controller 32, as will be described later, a workflow system which is a main part of the present invention is executed.

【0026】(超音波プローブ)次に、超音波プローブ
12の構成について、図2、図3を参照しながら詳しく
説明する。
(Ultrasonic Probe) Next, the configuration of the ultrasonic probe 12 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

【0027】図2は、超音波プローブ12の構成を説明
するための図である。図2において、超音波プローブ1
2は、圧電素子121、第1の電極122、第2の電極
123、バッキング材124、音響マッチング層12
5、音響レンズ126、アース電極127、フレキシブ
ル配線基板128を具備している。
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the ultrasonic probe 12. In FIG. 2, the ultrasonic probe 1
2 is a piezoelectric element 121, a first electrode 122, a second electrode 123, a backing material 124, an acoustic matching layer 12
5, an acoustic lens 126, a ground electrode 127, and a flexible wiring board 128.

【0028】圧電素子121は、矩形状に整形された2
成分系或いは3成分系の圧電セラミックス等であり、ア
レイ状に並べられている。所定周期の送信パルス電圧を
印加することにより、各圧電素子121は被検体を発生
する。
The piezoelectric element 121 has a rectangular shape.
These are component-type or three-component-type piezoelectric ceramics, and are arranged in an array. By applying a transmission pulse voltage of a predetermined cycle, each piezoelectric element 121 generates a subject.

【0029】図3は、図2に示した圧電素子121の拡
大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of the piezoelectric element 121 shown in FIG.

【0030】各圧電素子121は、図3に示すように、
圧電振動を行う振動領域と、圧電振動を行わない非振動
領域とを有している。非振動領域には、アース電極12
7、フレキシブル配線基板128が設けられ、圧電素子
への電圧印加及び受信信号取り出しのための配線が確保
される。すなわち、圧電素子121は、非振動領域に設
けられたアース電極127、フレキシブル配線基板12
8信号を介して、ケーブルを経由し、超音波診断装置本
体のパルサ又はレシーバと電気的なやり取りを行う。
Each piezoelectric element 121, as shown in FIG.
It has a vibrating region in which piezoelectric vibration occurs and a non-vibrating region in which piezoelectric vibration does not occur. In the non-vibration area, the ground electrode 12
7. A flexible wiring board 128 is provided to secure wiring for voltage application to the piezoelectric element and extraction of received signals. That is, the piezoelectric element 121 includes the ground electrode 127 and the flexible wiring board 12 provided in the non-vibration region.
The eight signals are electrically exchanged with the pulsar or receiver of the ultrasonic diagnostic apparatus main body via the cable.

【0031】また、各圧電素子121は、接着層(図
2、図3には図示せず。図6参照)によって互いに接着
され一体化されている。この接着層は、音響結合の比較
的低い第1の接着領域と、音響結合の比較的高い第2の
接着領域とを有している。第1の接着領域は、隣り合う
圧電素子121の振動領域間を接着し、第2の接着領域
は、隣り合う圧電素子121の非振動領域間を接着す
る。第1の接着領域は、音響結合の低い樹脂、例えばシ
リコン接着剤等からなり、第2の接着領域は、音響結合
の高い樹脂、例えばエポキシ接着剤等からなる。この接
着層の形成については、後述する超音波プローブ製造方
法において詳しく説明する。
Further, the respective piezoelectric elements 121 are adhered and integrated with each other by an adhesive layer (not shown in FIGS. 2 and 3; see FIG. 6). The adhesive layer has a first adhesive area having a relatively low acoustic coupling and a second adhesive area having a relatively high acoustic coupling. The first bonding area bonds the vibrating areas of the adjacent piezoelectric elements 121, and the second bonding area bonds the non-vibrating areas of the adjacent piezoelectric elements 121. The first adhesive region is made of a resin having a low acoustic coupling, such as a silicone adhesive, and the second adhesive region is made of a resin having a high acoustic coupling, such as an epoxy adhesive. The formation of this adhesive layer will be described in detail in an ultrasonic probe manufacturing method described later.

【0032】第1の電極122は、各圧電素子121の
超音波照射側の面に設けられた電極である。また、第2
の電極123は、第1の電極122と反対側の面に設け
られた電極である。各電極122、123に電位差を生
じさせることにより、圧電素子121を圧電振動させる
ことで、超音波が照射される。
The first electrode 122 is an electrode provided on the surface of each piezoelectric element 121 on the ultrasonic wave irradiation side. Also, the second
The electrode 123 of is an electrode provided on the surface opposite to the first electrode 122. By generating a potential difference between the electrodes 122 and 123 to cause the piezoelectric element 121 to vibrate piezoelectrically, ultrasonic waves are emitted.

【0033】バッキング材124は、フレキシブル配線
基板128の背面に設けられており、圧電素子121を
機械的に支持する。また、バッキング材124は、超音
波パルスを短くするために、圧電素子121を制動して
いる。このバッキング材124の厚さは、トランスデュ
ーサの音響的特性を良好に保つため、使用する超音波周
波数の波長に対して十分な厚さ(十分減衰される厚さ)
に保たれている。
The backing material 124 is provided on the back surface of the flexible wiring board 128 and mechanically supports the piezoelectric element 121. Further, the backing material 124 damps the piezoelectric element 121 in order to shorten the ultrasonic pulse. The thickness of the backing material 124 is sufficient for the wavelength of the ultrasonic frequency to be used (thickness that is sufficiently attenuated) in order to maintain good acoustic characteristics of the transducer.
Is kept at.

【0034】音響マッチング層125は、図示していな
い被検体と圧電素子121との間に位置するように設け
られており、単層或いは多層から成っている。当該音響
マッチング層125における音速、厚み、音響インピー
ダンス等のパラメータを調節することで、被検体と圧電
素子121との音響インピーダンスの整合を図ることが
できる。
The acoustic matching layer 125 is provided so as to be located between a subject (not shown) and the piezoelectric element 121, and is composed of a single layer or multiple layers. By adjusting parameters such as sound velocity, thickness, and acoustic impedance in the acoustic matching layer 125, acoustic impedance matching between the subject and the piezoelectric element 121 can be achieved.

【0035】音響レンズ126は、音響インピーダンス
が生体に近いシリコーンゴム等から成るレンズであり、
音波の屈折を利用して超音波ビームを集束させ分解能を
向上させる。
The acoustic lens 126 is a lens made of silicone rubber or the like having an acoustic impedance close to that of a living body,
The refraction of the acoustic wave is used to focus the ultrasonic beam to improve the resolution.

【0036】アース電極127は、第1の電極122の
一端に設けられている共通電極板であり、圧電素子12
1に電力の印加等するための電極である。
The ground electrode 127 is a common electrode plate provided at one end of the first electrode 122, and is a piezoelectric element 12.
1 is an electrode for applying electric power and the like.

【0037】フレキシブル配線基板128は、第2の電
極123の一端に設けられており、各圧電素子121に
電力を印加するための柔軟性を備えた電極基板である。
The flexible wiring board 128 is provided on one end of the second electrode 123, and is a flexible electrode board for applying electric power to each piezoelectric element 121.

【0038】(超音波プローブ製造方法)次に、超音波
プローブ12の製造方法について、図4、図5(a)、
(b)、図6(a)、(b)を参照しながら説明する。
(Method of Manufacturing Ultrasonic Probe) Next, a method of manufacturing the ultrasonic probe 12 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to (b), FIG. 6 (a), and (b).

【0039】図4は、超音波プローブ12を製造する手
順を示したフローチャートである。図5(a)、
(b)、図6(a)、(b)は、超音波プローブ12の
各製造プロセスを説明するための図である。
FIG. 4 is a flow chart showing the procedure for manufacturing the ultrasonic probe 12. FIG. 5 (a),
FIGS. 6B, 6 </ b> A, and 6 </ b> B are views for explaining each manufacturing process of the ultrasonic probe 12.

【0040】図4において、まず圧電結晶体を所定の形
状、サイズにて切断し、圧電素子121を形成する(ス
テップS1)。すなわち、所定厚のブレードにより、圧
電結晶体をダイシングソーで所定ピッチにて切り出すこ
とで、圧電素子121を形成する。切断され形成された
各圧電素子121は、図5(a)に示すように、所定間
隔にてアレイ状に配列される。
In FIG. 4, first, the piezoelectric crystal body is cut into a predetermined shape and size to form the piezoelectric element 121 (step S1). That is, the piezoelectric element 121 is formed by cutting the piezoelectric crystal body with a dicing saw at a predetermined pitch using a blade having a predetermined thickness. The cut and formed piezoelectric elements 121 are arranged in an array at predetermined intervals, as shown in FIG.

【0041】次に、図5(b)に示すように、各圧電素
子121の振動領域に、テープ等にてマスキング処理を
行う(ステップS2)。すなわち、図3に示したよう
に、圧電素子121には、振動領域と非振動領域とが存
在する。この各圧電素子121の振動領域を、図5
(b)に示すようにマスキングする。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the vibrating region of each piezoelectric element 121 is masked with tape or the like (step S2). That is, as shown in FIG. 3, the piezoelectric element 121 has a vibrating region and a non-vibrating region. The vibration region of each piezoelectric element 121 is shown in FIG.
Masking is performed as shown in (b).

【0042】次に、マスキングされていない非振動領域
に対して、比較的音響結合の高い樹脂、例えばエポキシ
接着剤を充填し、硬化させる(ステップS3)。このと
き、充填するエポキシ接着剤は、圧電素子121の振動
領域に流入しない程度の粘度を有するものが好ましい。
Next, a resin having a relatively high acoustic coupling, for example, an epoxy adhesive is filled in the non-vibration region which is not masked and cured (step S3). At this time, the epoxy adhesive to be filled preferably has a viscosity that does not flow into the vibration region of the piezoelectric element 121.

【0043】図6(a)は、マスキングされていない非
振動領域に対して、エポキシ樹脂剤を充填した様子を示
した図である。同図に示す様に、振動領域には、比較的
音響結合の高いエポキシ樹脂は充填されない。また、粘
度の高いエポキシ樹脂を使用することで、振動領域への
流入を防止することができる。
FIG. 6A is a view showing a state where the non-vibration region which is not masked is filled with the epoxy resin agent. As shown in the figure, the vibration region is not filled with an epoxy resin having a relatively high acoustic coupling. Moreover, by using an epoxy resin having a high viscosity, it is possible to prevent the resin from flowing into the vibration region.

【0044】次に、マスキングを除去し、圧電素子12
1の振動領域に対して、比較的音響結合の低い樹脂、例
えばシリコン接着剤を充填し、硬化させる(ステップS
4)。
Next, the masking is removed and the piezoelectric element 12 is removed.
A resin having a relatively low acoustic coupling, for example, a silicon adhesive is filled in the vibration region 1 and hardened (step S
4).

【0045】図6(b)は、マスキングが除去された振
動領域に対して、比較的音響結合の低いシリコン接着剤
を充填した様子を示した図である。同図に示す様に、接
着層129は、音響結合の比較的低いシリコン接着剤が
充填された第1の接着領域と、音響結合の比較的高いエ
ポキシ樹脂が充填された第2の接着領域とを有してい
る。すなわち、圧電素子121の振動領域は第1の接着
領域により接着され、非振動領域は第2の接着領域によ
り接着されるから、音響特性を悪化させずに、圧電素子
121と各電極127、128とを高い強度にて接合す
ることができる。
FIG. 6 (b) is a diagram showing a state in which a silicon adhesive having a relatively low acoustic coupling is filled in the vibration region from which the masking has been removed. As shown in the figure, the adhesive layer 129 has a first adhesive region filled with a silicon adhesive having a relatively low acoustic coupling and a second adhesive region filled with an epoxy resin having a relatively high acoustic coupling. have. That is, since the vibrating region of the piezoelectric element 121 is bonded by the first bonding region and the non-vibrating region is bonded by the second bonding region, the piezoelectric device 121 and the electrodes 127, 128 are not deteriorated in acoustic characteristics. And can be joined with high strength.

【0046】次に、第1の電極122にアース電極12
7を、第2の電極123にフレキシブル配線基板128
を、導電ペーストを用いて接続し(ステップS5)、第
1の電極122側に音響マッチング層125を形成し
(ステップS6)、第2の電極123にバッキング材を
エポキシ樹脂等で接着する(ステップS7)。
Next, the ground electrode 12 is connected to the first electrode 122.
7 to the second electrode 123 on the flexible wiring substrate 128
Are connected using a conductive paste (step S5), the acoustic matching layer 125 is formed on the first electrode 122 side (step S6), and the backing material is bonded to the second electrode 123 with epoxy resin or the like (step). S7).

【0047】次に、音響マッチング層125上に音響レ
ンズ126を接着する(ステップS8)。すなわち、ダ
イシングソーにより所定厚のブレードで、アレイ方向に
所定ピッチで溝を形成する。その溝にシリコーン系の接
着剤を充填し、音響レンズ126を音響マッチング層1
25に接着する。
Next, the acoustic lens 126 is bonded onto the acoustic matching layer 125 (step S8). That is, a dicing saw is used to form grooves with a predetermined pitch in the array direction using a blade having a predetermined thickness. The groove is filled with a silicone adhesive, and the acoustic lens 126 is attached to the acoustic matching layer 1.
Adhere to 25.

【0048】最後に、所定の筐体に格納し、例えば静電
容量110pF/m、長さ2mの同軸ケーブルを前記フ
レキシブル配線基板128に接続することで、1次元ア
レイ型超音波プローブ12を製造することができる(ス
テップS9)。
Finally, the one-dimensional array type ultrasonic probe 12 is manufactured by storing it in a predetermined housing and connecting a coaxial cable having a capacitance of 110 pF / m and a length of 2 m to the flexible wiring board 128. Can be performed (step S9).

【0049】なお、図4のフローに示した手順では、最
初に非振動領域に接着剤を充填し、次いで振動領域に接
着剤を充填した。この逆の順序、すなわち、圧電素子1
21の非振動領域領域にマスキングをし、振動領域の間
に接着剤を充填した後、非振動領域に接着剤を充填する
構成であってもよい。この場合、最初に充填される接着
剤、すなわち振動領域の間に充填される接着剤について
は、圧電素子121の非振動領域に流入しない程度の粘
度を有するものを使用する。
In the procedure shown in the flow chart of FIG. 4, the non-vibration region was first filled with the adhesive, and then the vibration region was filled with the adhesive. The reverse order, that is, the piezoelectric element 1
The non-vibration region 21 may be masked, the adhesive may be filled between the vibration regions, and then the non-vibration region may be filled with the adhesive. In this case, as the adhesive that is first filled, that is, the adhesive that is filled between the vibration regions, one having a viscosity that does not flow into the non-vibration region of the piezoelectric element 121 is used.

【0050】また、図7に示すように、圧電素子121
の両端に非振動領域が存在する場合であっても、本手法
にて、例えば非振動領域に音響結合の強い樹脂を充填
し、振動領域に音響結合の弱い樹脂を充填すればよい。
As shown in FIG. 7, the piezoelectric element 121
Even if there are non-vibration regions at both ends of the above, the non-vibration region may be filled with a resin having strong acoustic coupling and the vibration region may be filled with a resin having weak acoustic coupling.

【0051】以上述べた構成によれば、圧電素子と電極
の間で高い強度を有し、かつ良好な音響特性を有する超
音波プローブを得ることができる。その結果、対象物内
に集束性の高い超音波ビームを照射することができ、診
断、観察に良好な超音波画像を取得することができる。
According to the configuration described above, it is possible to obtain an ultrasonic probe having high strength between the piezoelectric element and the electrode and having good acoustic characteristics. As a result, it is possible to irradiate the object with an ultrasonic beam having a high focusing property, and it is possible to acquire an ultrasonic image that is suitable for diagnosis and observation.

【0052】また、簡易な手法にて音響結合特性の異な
る層をもつ超音波振動子接着層を形成することができ
る。従って、対象物内に集束性の高い超音波ビームを照
射することができ、診断、観察に良好な超音波画像を取
得可能な超音波プローブを、迅速かつ低コストにて製造
することができる。
Further, the ultrasonic transducer adhesive layer having layers having different acoustic coupling characteristics can be formed by a simple method. Therefore, it is possible to irradiate an ultrasonic beam having a high focusing property into the target object, and it is possible to rapidly and inexpensively manufacture an ultrasonic probe capable of obtaining an ultrasonic image that is good for diagnosis and observation.

【0053】以上、本発明を実施形態に基づき説明した
が、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各
種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら
変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するもの
と了解される。
The present invention has been described above based on the embodiments. However, within the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can come up with various modifications and modifications, and the modifications and modifications. It is understood that the examples also belong to the scope of the present invention.

【0054】また、各実施形態は可能な限り適宜組み合
わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得ら
れる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含
まれており、開示される複数の構成要件における適宜な
組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実
施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削
除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた
課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果
の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。
Further, the respective embodiments may be combined as appropriate as much as possible, in which case the combined effects can be obtained. Further, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the section of the effect of the invention can be solved. When at least one of the above is obtained, the configuration in which this constituent element is deleted can be extracted as the invention.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上本発明によれば、圧電素子と電極と
の間で高い結合強度を有し、且つ音響特性の良い超音波
プローブを実現できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic probe having a high coupling strength between a piezoelectric element and an electrode and having good acoustic characteristics.

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

【図1】図1は、本実施形態に係る超音波診断装置10
の概略構成を示したブロック図である。
FIG. 1 is an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the present embodiment.
3 is a block diagram showing a schematic configuration of FIG.

【図2】図2は、超音波プローブ12の構成を説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an ultrasonic probe 12.

【図3】図3は、図2に示した圧電素子121の拡大図
である。
FIG. 3 is an enlarged view of the piezoelectric element 121 shown in FIG.

【図4】図4は、超音波プローブ12を製造する手順を
示したフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for manufacturing the ultrasonic probe 12.

【図5】図5(a)、(b)は、超音波プローブ12の
各製造プロセスを説明するための図である。
5A and 5B are views for explaining each manufacturing process of the ultrasonic probe 12.

【図6】図6(a)、(b)は、超音波プローブ12の
各製造プロセスを説明するための図である。
6A and 6B are views for explaining each manufacturing process of the ultrasonic probe 12.

【図7】図7は、医療用途の超音波プローブに使用され
る圧電素子の外観図である。
FIG. 7 is an external view of a piezoelectric element used for an ultrasonic probe for medical use.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…超音波診断装置 11…装置本体 12…超音波プローブ 13…入力部 21…超音波送信ユニット 22…超音波受信ユニット 23…Bモード処理回路 24…ドプラ処理回路 25…画像処理回路 26…イメージメモリ回路 28…表示部 29…心拍検出ユニット 30…記憶媒体 31…ネットワーク回路 32…コントローラ 121…圧電素子 122…第1の電極 123…第2の電極 124…バッキング材 125…音響マッチング層 126…音響レンズ 127…アース電極 128…フレキシブル配線基板 129…接着層 10 ... Ultrasonic diagnostic device 11 ... Device body 12 ... Ultrasonic probe 13 ... Input section 21 ... Ultrasonic transmission unit 22 ... Ultrasonic wave receiving unit 23 ... B-mode processing circuit 24 ... Doppler processing circuit 25 ... Image processing circuit 26 ... Image memory circuit 28 ... Display 29 ... Heartbeat detection unit 30 ... Storage medium 31 ... Network circuit 32 ... Controller 121 ... Piezoelectric element 122 ... First electrode 123 ... Second electrode 124 ... Backing material 125 ... Acoustic matching layer 126 ... Acoustic lens 127 ... Ground electrode 128 ... Flexible wiring board 129 ... Adhesive layer

フロントページの続き Fターム(参考) 2G047 BC13 CA01 EA07 GB02 GB13 GB17 GB21 GB22 GB32 4C301 EE07 GB03 GB19 GB20 GB22 GB27 GB33 4C601 EE04 GB01 GB03 GB04 GB19 GB20 GB24 GB26 GB32 GB41 5D019 BB18 BB25 BB28 FF04 GG01 GG03 GG06 HH03 Continued front page    F term (reference) 2G047 BC13 CA01 EA07 GB02 GB13                       GB17 GB21 GB22 GB32                 4C301 EE07 GB03 GB19 GB20 GB22                       GB27 GB33                 4C601 EE04 GB01 GB03 GB04 GB19                       GB20 GB24 GB26 GB32 GB41                 5D019 BB18 BB25 BB28 FF04 GG01                       GG03 GG06 HH03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】振動領域と非振動領域を有する超音波振動
子をアレイ状に複数配列した超音波振動子群と、 前記超音波振動子の非振動領域の間の溝に充填される第
1の接着剤と、 前記超音波振動子の振動領域の間の溝に充填される前記
第1の接着剤よりも低い音響結合特性を有する第2の接
着剤と、 を具備することを特徴とする超音波プローブ。
1. An ultrasonic transducer group in which a plurality of ultrasonic transducers having an oscillating region and a non-oscillating region are arranged in an array, and a groove between the non-oscillating regions of the ultrasonic oscillator is filled. And an second adhesive having a lower acoustic coupling characteristic than the first adhesive filled in the groove between the vibration regions of the ultrasonic transducer. Ultrasonic probe.
【請求項2】前記第1の接着剤はエポキシ樹脂からな
り、前記第2の接着剤はシリコン樹脂からなることを特
徴とする請求項1記載の超音波プローブ。
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the first adhesive is made of an epoxy resin and the second adhesive is made of a silicone resin.
【請求項3】圧電素子と、前記圧電素子に電圧を印加す
るための電極と、を有する超音波振動子をアレイ状に複
数配列する工程と、 前記各圧電素子の振動領域をマスキングする工程と、 隣り合う前記圧電素子の非振動領域の間に、第1の接着
剤を充填し硬化させる工程と、 前記マスキングを除去し、隣り合う前記圧電素子の前記
振動領域間に、前記第1の接着剤よりも低い音響結合特
性を有する第2の接着剤を充填し硬化させる工程と、 を具備することを特徴とする超音波プローブ製造方法。
3. A step of arranging a plurality of ultrasonic transducers having a piezoelectric element and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element in an array, and a step of masking a vibration region of each piezoelectric element. Filling the first adhesive between the non-vibrating regions of the adjacent piezoelectric elements and curing the adhesive, removing the masking, and adhering the first adhesive between the vibrating regions of the adjacent piezoelectric elements. And a step of filling and curing a second adhesive having an acoustic coupling characteristic lower than that of the agent, the ultrasonic probe manufacturing method.
【請求項4】前記第1の接着剤はエポキシ接着剤であ
り、前記第2の接着剤はシリコン接着剤であることを特
徴とする請求項3記載の超音波プローブ製造方法。
4. The method for manufacturing an ultrasonic probe according to claim 3, wherein the first adhesive is an epoxy adhesive and the second adhesive is a silicone adhesive.
【請求項5】圧電素子と、前記圧電素子に電圧を印加す
るための電極と、を有する超音波振動子をアレイ状に複
数配列する工程と、 前記各圧電素子の非振動領域をマスキングする工程と、 隣り合う前記圧電素子の振動領域の間に、第1の接着剤
を充填し硬化させる工程と、 前記マスキングを除去し、隣り合う前記圧電素子の前記
非振動領域間に、前記第1の接着剤よりも高い音響結合
特性を有する第2の接着剤を充填し硬化させる工程と、 を具備することを特徴とする超音波プローブ製造方法。
5. A step of arranging a plurality of ultrasonic transducers having a piezoelectric element and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element in an array, and a step of masking a non-vibration region of each piezoelectric element. Filling the first adhesive between the vibrating regions of the adjacent piezoelectric elements and curing the adhesive, removing the masking, and adhering the first adhesive between the non-vibrating regions of the adjacent piezoelectric elements. A method of manufacturing an ultrasonic probe, comprising: filling and curing a second adhesive having acoustic coupling characteristics higher than that of the adhesive.
【請求項6】前記第1の接着剤はシリコン接着剤であ
り、前記第2の接着剤はエポキシ接着剤であることを特
徴とする請求項5記載の超音波プローブ製造方法。
6. The method of manufacturing an ultrasonic probe according to claim 5, wherein the first adhesive is a silicone adhesive and the second adhesive is an epoxy adhesive.
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