JP2014000122A - 超音波プローブおよび超音波検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超音波プローブ1は、複数のキャビティー21を設ける基板2と、前記キャビティー21に設けられるダイアフラム51と、前記ダイアフラム51に設けられる薄膜ピエゾ素子7と、前記複数のキャビティー21を連通させる連通路22と、前記連通路22と外気と連通させる空気孔220と、を備える。
【選択図】図4
Description
複数のキャビティーを設ける基板と、キャビティーに設けられるダイアフラムと、ダイアフラムに設けられる薄膜ピエゾ素子と、複数のキャビティーを連通させる連通路と、連通路と外気と連通させる空気孔と、を備えることを特徴とする。
超音波プローブの筐体の外壁面に空気孔が配置され、空気孔には、空気を通過させ、液体及び固体は通過させない半透過膜が設けられていることを特徴とする。
連通路は複数のキャビティーの全てを連通させることを特徴とする。
ダイアフラムのキャビティー側の面は、湾曲した凹面を有することを特徴とする。
前述した超音波プローブと、超音波プローブから送信される信号に基づいて信号処理を行う信号処理部を有する装置本体と、を備えることを特徴とする。
図1は、本発明の超音波プローブの実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示す超音波プローブの超音波トランスデューサーを示す平面図、図3は、図2に示す超音波トランスデューサーの一部を拡大して示す平面図、図4は、図3中のA−A線での断面図、図5は、図4に示す超音波トランスデューサーの一部を拡大して示す断面図である。
なお、以下では、図3〜図5中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」として説明を行う。
また、各図に示すように、互いに直交するX軸、Y軸を想定する。X軸方向が方位方向に対応し、Y軸方向がスライス方向に対応している。
また、超音波プローブ10の筐体200の一部には空気孔220が設けられている。超音波プローブ10は、被検査対象と接触させるセンシング部200aとオペレーターが掴むグリップ部200cを有しており、センシング部200aとグリップ部200cは中間部200bで繋がっている。空気孔220は中間部200bに配置されており、オペレーターが空気孔200bを塞いでしまうことが無い外観デザインになっている。
また、基板2の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、シリコン(Si)等の半導体形成素材が用いられる。これにより、エッチング等により容易に加工することができる。
また、基板2の各超音波素子8に対応する部位には、それぞれ、その超音波素子8のダイアフラム51を形成するための開口部であるところのキャビティー21が形成されている。
キャビティー21において、支持膜5の反対側には、連通路22が設けられており、全てのキャビティー21の空気が連通する構造になっている。連通路22は超音波プローブ10の外装部分に設けられた空気孔220と連結されている。空気孔220には気体は透過させるが、液体や固体は透過させない半透過膜23が設けられている。半透過膜の材料としては、例えば、超高分子量ポリエチレン粉末の焼結多孔質成形体を作製し、これを切削することで実現した超高分子量ポリエチレン多孔質フィルムが用いられる。
なお、前記とは逆に、下部電極用導線71aをGNDに接続してもよい。
また、超音波素子8で超音波を受信する場合、超音波がダイアフラム51に入力されると、ダイアフラム51が膜厚方向に振動する。超音波素子8では、このダイアフラム51の振動により、圧電膜72の下部電極71側の面と上部電極73側の面とで電位差が発生し、上部電極73および下部電極71から圧電膜72の変位量に応じた受信信号(検出信号)(電流)が出力される。この信号は、ケーブル210を介して装置本体300(図6参照)に送信され、装置本体300において、その信号に基づいて所定の信号処理等がなされる。これにより、装置本体300において、超音波画像(電子画像)が形成され、表示される。
また、ダイアフラム51の重心位置の厚さD2は、0.15μm以上1.35μm以下であることが好ましい。これにより、超音波の受信の際の感度をより確実に向上させることができる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム51は、厚さ一定部511を有しているが、その厚さ一定部511を省略してもよい。
図6は、本発明の超音波検査装置の実施形態を示すブロック図である。
図6に示すように、超音波検査装置100は、前述した超音波プローブ10と、超音波プローブ10とケーブル210を介して電気的に接続される装置本体300とを備えている。
検査の際は、超音波プローブ10の音響整合部6の表面を検査対象である生体に当接し、超音波検査装置100を作動させる。
そして、超音波トランスデューサー1からは、入力した超音波に応じた検出信号が出力される。この検出信号は、ケーブル210を介して装置本体300の検出信号処理部320に送信され、検出信号処理部320において、所定の信号処理が施され、検出信号処理部320に含まれている図示しないA/D変換器によってディジタル信号に変換される。
Claims (5)
- 複数のキャビティーを設ける基板と、
前記キャビティーに設けられるダイアフラムと、
前記ダイアフラムに設けられる薄膜ピエゾ素子と、
前記複数のキャビティーを連通させる連通路と、
前記連通路と外気と連通させる空気孔と、
を備えることを特徴とする超音波プローブ。 - 前記超音波プローブの筐体の外壁面に前記空気孔が配置され、
前記空気孔には、空気を通過させ液体及び固体は通過させない半透過膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の超音波プローブ。 - 前記連通路は前記複数のキャビティーの全てを連通させることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波プローブ。
- 前記ダイアフラムの前記キャビティー側の面は、湾曲した凹面を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の超音波プローブ。
- 請求項1乃至4の何れかの超音波プローブと、
前記超音波プローブから送信される信号に基づいて信号処理を行う信号処理部を有する装置本体と、
を備えることを特徴とする超音波検査装置。
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