JPH11285496A - Ultrasonic probe - Google Patents
Ultrasonic probeInfo
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- JPH11285496A JPH11285496A JP8898498A JP8898498A JPH11285496A JP H11285496 A JPH11285496 A JP H11285496A JP 8898498 A JP8898498 A JP 8898498A JP 8898498 A JP8898498 A JP 8898498A JP H11285496 A JPH11285496 A JP H11285496A
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- lens
- acoustic
- ultrasonic
- piezoelectric element
- ultrasonic probe
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Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波のエコーを
利用して生体内の断層を画像化する超音波診断装置に用
いられる超音波探触子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus for imaging a tomographic image in a living body by using ultrasonic echoes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、超音波探触子或いは超音波振動子
から超音波を生体に照射し、生体における音響インピー
ダンスの変化部分で反射された反射超音波を受信して電
気信号に変換し、画像化することにより、超音波断層像
を得る超音波診断装置が広く用いられるようになった。2. Description of the Related Art In recent years, an ultrasonic probe or an ultrasonic transducer irradiates an ultrasonic wave to a living body, receives reflected ultrasonic waves reflected at a portion where the acoustic impedance of the living body changes, and converts the reflected ultrasonic waves into an electric signal. Ultrasound diagnostic apparatuses that obtain ultrasonic tomographic images by imaging have come to be widely used.
【０００３】従来の超音波探触子は、中心軸上に幾何学
的焦点をもつように振動子の放射面を凹状若しくは凸状
の曲面としたものや振動子の中心軸上に幾何学的焦点を
もつ集束型音響レンズを設けたものであった。[0003] A conventional ultrasonic probe has a concave or convex curved radiation surface of a vibrator so as to have a geometrical focal point on the central axis, or has a geometrical focus on the central axis of the vibrator. A focusing acoustic lens having a focal point was provided.
【０００４】しかし、このような超音波探触子において
は、超音波ビームの焦点近傍ではビーム幅が細く絞られ
ているが、焦点から外れた位置では超音波ビームは広が
るため、広範囲にわたって分解能の高い画像を得ること
ができなかった。However, in such an ultrasonic probe, although the beam width is narrowed near the focal point of the ultrasonic beam, the ultrasonic beam spreads at a position outside the focal point. A high image could not be obtained.
【０００５】この問題点を解決するため、特開昭５１−
６０４９１号公報には超音波探触子の前方又は後方にそ
れぞれ実効的・仮想的円環状音源を形成する超音波探触
子が開示されている。In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Japanese Patent No. 60491 discloses an ultrasonic probe which forms an effective / virtual annular sound source in front of or behind an ultrasonic probe.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この仮想円環
状音源を形成する超音波探触子は、広範囲にわたってビ
ーム幅の細い主ビームを得ることができるが、到達点が
遠方に行くほどすなわち測定深度が深くなるほど感度が
低下する。このため、このビームでは測定深度によって
は診断に十分な分解能を有する超音波診断画像を得るこ
とができなかった。However, the ultrasonic probe forming this virtual toroidal sound source can obtain a main beam with a narrow beam width over a wide range. The sensitivity decreases as the depth increases. For this reason, with this beam, it was not possible to obtain an ultrasonic diagnostic image having a resolution sufficient for diagnosis depending on the measurement depth.
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ビーム幅が細く、焦域の長い遠方での感度低下を
抑えたビームを形成して、分解能を改善した超音波探触
子を提供することを目的にしている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an ultrasonic probe having a narrow beam width and forming a beam with a reduced sensitivity at a long distance in a long focal range and having improved resolution. It is intended to provide.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の超音波探触子
は、前方又は後方にそれぞれ少なくとも１つの実効的・
仮想的円環状音源を形成する超音波探触子であって、音
源部は、平板形状又は曲面形状の圧電素子と、音速の異
なるレンズ部材で形成した複数の音響レンズとを具備し
ている。SUMMARY OF THE INVENTION An ultrasonic probe according to the present invention has at least one effective
An ultrasonic probe forming a virtual annular sound source, wherein the sound source unit includes a flat or curved piezoelectric element and a plurality of acoustic lenses formed of lens members having different sound speeds.
【０００９】この構成によれば、圧電素子から放射され
た超音波は、複数の音響レンズを通過して、超音波探触
子の実効面中心軸に沿うように収束して焦域の長い超音
波ビームとして出射していく。According to this structure, the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric element passes through the plurality of acoustic lenses, converges along the central axis of the effective plane of the ultrasonic probe, and has a long focal area. It is emitted as a sound wave beam.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１及び図２は本発明の第１実施
形態に係り、図１は超音波探触子の概略構成を示す斜視
図、図２は図１のＡ−Ａ面での断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 relate to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.
【００１１】図１に示すように本実施形態の超音波探触
子（超音波振動子ともいう）１は、超音波変換素子とし
て圧電特性を有する平板で略円形状の圧電素子２と、超
音波を放射する或いは超音波を送受する超音波放射面或
いは超音波送受面（単に前面とも記す）に設けた前面電
極３ａ及びこの圧電素子２の超音波放射面とは反対側の
面（前面に対して後面と記す）に形成した後面電極３ｂ
と、前記圧電素子２の前面電極３ａを介して積層された
圧電素子２の音響インピーダンスと生体の音響インピー
ダンスとの間の隔たりをなくすように音の効率を上げる
音響整合層４及び前記圧電素子２から放射された超音波
を超音波探触子１の中心軸ＯＯ′に集束させて焦域の長
い細い超音波ビームを出射させる集束手段となる仮想リ
ング型組合せレンズ（以下組合せレンズと略記する）５
と、前記圧電素子２の後面電極３ｂを介して設けること
によって後方側への超音波を減衰させるフェライト入り
ゴムなどで形成したバッキング材６と、前記圧電素子
２，前面電極３ａ，後面電極３ｂ，音響整合層４，組合
せレンズ５及びバッキング材６の一部のそれぞれ表面を
覆う耐水性、耐薬品性に優れたパリレン（ポリパラキシ
リレン）等で形成された保護膜７とで主に構成されてい
る。なお、前記中心軸ＯＯ′は圧電素子２の実効面中心
軸すなわち超音波の音軸になっている。As shown in FIG. 1, an ultrasonic probe (also referred to as an ultrasonic transducer) 1 according to the present embodiment includes a flat, substantially circular piezoelectric element 2 having piezoelectric characteristics as an ultrasonic transducer, and an ultrasonic transducer 2. A front electrode 3a provided on an ultrasonic radiation surface or an ultrasonic transmission / reception surface (also simply referred to as a front surface) for emitting a sound wave or transmitting / receiving an ultrasonic wave, and a surface of the piezoelectric element 2 opposite to the ultrasonic radiation surface (front surface). Rear electrode 3b formed on the rear surface).
And an acoustic matching layer 4 for increasing sound efficiency so as to eliminate a gap between the acoustic impedance of the piezoelectric element 2 and the acoustic impedance of a living body via the front electrode 3a of the piezoelectric element 2 and the piezoelectric element 2 Ring type combination lens (hereinafter abbreviated as combination lens) serving as a converging means for converging the ultrasonic wave radiated from the laser beam to the center axis OO 'of the ultrasonic probe 1 and emitting a thin ultrasonic beam having a long focal area. 5
A backing material 6 made of rubber containing ferrite for attenuating ultrasonic waves to the rear side by providing the piezoelectric element 2 via the rear electrode 3b, the piezoelectric element 2, the front electrode 3a, the rear electrode 3b, It mainly comprises an acoustic matching layer 4, a combination lens 5, and a protective film 7 formed of parylene (polyparaxylylene) or the like which has excellent water resistance and chemical resistance and covers a part of the surface of the backing material 6. ing. The central axis OO 'is the central axis of the effective surface of the piezoelectric element 2, that is, the sound axis of the ultrasonic wave.
【００１２】図２に示すように前記組合せレンズ５は、
２つの音響レンズ５ａ，５ｂを組み合わせて構成される
ものであり、先端側に配置されて出射端側のレンズを構
成するシリコンゴム、ポリエーテルブロックアミド等を
用いて音速をｖ1 、音響インピーダンスをＺ1 に設定す
る第１レンズ部材で中心側先端が周辺面より凸出する曲
面形状に形成した第１音響レンズ５ａと、この第１音響
レンズ５ａの下層側に配置されて超音波入射側になるポ
リメチルペンテン等を用いて音速をｖ2 、音響インピー
ダンスをＺ2 に設定する第２レンズ部材で周辺部に対し
て中央部を凹ました曲面形状で形成した第２音響レンズ
５ｂとを組み合わせている。As shown in FIG. 2, the combination lens 5 is
The two acoustic lenses 5a and 5b are combined, and the sound velocity is set to v1 and the acoustic impedance is set to Z1 by using silicon rubber, polyether block amide, or the like which is disposed on the tip side and constitutes the lens on the output end side. A first acoustic lens 5a formed by a first lens member having a curved surface shape with a center end protruding from a peripheral surface, and a poly disposed on the lower layer side of the first acoustic lens 5a to be an ultrasonic wave incident side. A second lens member that sets the sound velocity to v2 and the acoustic impedance to Z2 using methylpentene or the like is combined with a second acoustic lens 5b formed in a curved shape in which the central portion is concave with respect to the peripheral portion.
【００１３】そして、前記音速ｖ1 と音速ｖ2 との間に ｖ2 ＞ｖ1 の関係を設定している。また、前記第１レンズ材の音響
インピーダンスＺ1 と第２レンズ材の音響インピーダン
スＺ2 との間には Ｚ1 ≒Ｚ2 ≒Ｚｂ（生体の有する音響インピーダンス）
の関係を設定して２つのレンズを介して生体に出射され
ていく超音波の感度が低下することを防止している。The relationship of v2> v1 is set between the sound speed v1 and the sound speed v2. Further, between the acoustic impedance Z1 of the first lens material and the acoustic impedance Z2 of the second lens material, Z1 ≒ Z2 ≒ Zb (acoustic impedance of a living body)
Is set to prevent the sensitivity of the ultrasonic wave emitted to the living body through the two lenses from lowering.
【００１４】なお、前記音響整合層４は、前記圧電素子
２の超音波放射面側に配置された厚み寸法がλ／４（λ
は超音波の動作周波数の波長、以下同様）で円板形状の
ガラスで形成された第１整合層４ａと、この第１整合層
４ａに積層される厚み寸法がλ／４で円板形状のエポキ
シ樹脂製の第２整合層４ｂとで構成されている。また、
前記前面電極３ａにはアース線８が前記後面電極３ｂに
は信号線９がそれぞれ接続されており、これら電線８，
９をひとまとめにしたリード線１０を介して図示しない
観測装置の信号端子及びアース端子に接続されている。The acoustic matching layer 4 has a thickness λ / 4 (λ) disposed on the ultrasonic wave emitting surface side of the piezoelectric element 2.
Is a wavelength of an ultrasonic operating frequency, the same applies hereinafter), a first matching layer 4a formed of a disc-shaped glass, and a disc-shaped one having a thickness of λ / 4 laminated on the first matching layer 4a. And a second matching layer 4b made of epoxy resin. Also,
A ground wire 8 is connected to the front electrode 3a, and a signal wire 9 is connected to the rear electrode 3b.
9 are connected to a signal terminal and an earth terminal of an observation device (not shown) via a lead wire 10 which is a group of the 9.
【００１５】このように、圧電素子の前面電極側に音の
効率を上げる音響整合層及び音速が異なる２種類のレン
ズ部材を組み合わせて構成した仮想リング型組合せレン
ズを配置したことにより、この圧電素子から放射された
超音波のビームパターンを第２レンズと第１レンズとを
通過させることによって絞って、圧電素子の中心軸であ
る図中中心軸ＯＯ′に沿って生体の深部まで感度を低下
することなく到達することが可能な焦域の長い細いビー
ムを得ることができる。このことによって、超音波探触
子の配置されている部分から遠方まで感度低下が少なく
焦域の長い分解能の改善された超音波ビームを放射して
精度の良い超音波画像が得られる。As described above, by disposing an acoustic matching layer for improving sound efficiency and a virtual ring-type combination lens constituted by combining two kinds of lens members having different sound speeds on the front electrode side of the piezoelectric element, The beam pattern of the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric element is narrowed by passing through the second lens and the first lens, and the sensitivity is lowered to a deep part of the living body along the central axis OO ′ in the figure which is the central axis of the piezoelectric element. It is possible to obtain a narrow beam with a long focal area that can be reached without any problem. As a result, an ultrasonic beam with improved resolution with a small sensitivity drop and a long focal length is emitted from the portion where the ultrasonic probe is disposed to a distant place, and an accurate ultrasonic image can be obtained.
【００１６】図３及び図４は本発明の第２実施形態に係
り、図３は超音波探触子の他の構成を示す斜視図、図４
は図３のＢ−Ｂ面での断面図である。図３及び図４に示
すように本実施形態の超音波探触子１Ａにおいては前記
第１実施形態で２種類の音速の異なる音響レンズ５ａ，
５ｂを組み合わせることによって組合せレンズ５を構成
した代わりに、３種類の音速の異なる音響レンズ５ｃ，
５ｄ，５ｅを組み合わせることによって組合せレンズ５
Ａを構成している。FIGS. 3 and 4 relate to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing another configuration of the ultrasonic probe.
FIG. 4 is a sectional view taken along the plane BB in FIG. 3. As shown in FIGS. 3 and 4, in the ultrasonic probe 1 </ b> A according to the present embodiment, two types of acoustic lenses 5 a having different sound velocities in the first embodiment are used.
Instead of forming the combination lens 5 by combining the five acoustic lenses 5b, three types of acoustic lenses 5c with different sound speeds,
The combination lens 5 is formed by combining 5d and 5e.
A.
【００１７】図４に示すように構成されている前記組合
せレンズ５Ａは、先端側に配置されて出射端側のレンズ
を構成するシリコンゴム、ポリエーテルブロックアミド
等を用いて音速をｖ1 、音響インピーダンスをＺ1 に設
定する第１レンズ部材で中心側先端が周辺面より凸出す
る曲面形状に形成した第１音響レンズ５ｃと、この第１
音響レンズ５ｃの下層に配置される前記第１音響レンズ
５ｃと同様にシリコンゴム、ポリエーテルブロックアミ
ド等を用いて音速をｖ2 、音響インピーダンスをＺ2 に
設定する第２レンズ部材で形成した第２音響レンズ５ｄ
と、超音波入射側を構成するポリメチルペンテン等を用
いて音速をｖ3 、音響インピーダンスをＺ3 に設定する
第３レンズ部材で周辺部に対して中央部を凹ました曲面
形状に形成した第３音響レンズ５ｅとを組み合わせてい
る。すなわち、この第３音響レンズ５ｅの中央凹部に前
記第２音響レンズ５ｄが充填されたようになっている。The combination lens 5A shown in FIG. 4 has a sound velocity v1 and an acoustic impedance using silicon rubber, polyether block amide, or the like which is disposed on the tip side and constitutes the lens on the emission end side. A first acoustic lens 5c formed of a first lens member that sets Z1 to Z1 and has a curved surface shape with its center end protruding from the peripheral surface;
Similarly to the first acoustic lens 5c disposed below the acoustic lens 5c, a second acoustic member formed by a second lens member using silicon rubber, polyether block amide or the like to set the sound speed to v2 and the acoustic impedance to Z2. Lens 5d
And a third acoustic member formed by using a polymethylpentene or the like constituting the ultrasonic wave incident side and having a curved surface shape in which a central portion is concave with respect to a peripheral portion by a third lens member which sets a sound speed to v3 and an acoustic impedance to Z3. It is combined with a lens 5e. That is, the second acoustic lens 5d is filled in the central concave portion of the third acoustic lens 5e.
【００１８】そして、前記音速ｖ1 と音速ｖ2 と音速ｖ
3 との間に ｖ3 ＞ｖ2 ＞ｖ1 又は ｖ3 ＞ｖ1 ＞ｖ2 の関係を設定している。また、前記第１レンズ材の音響
インピーダンスＺ1 と第２レンズ材の音響インピーダン
スＺ2 と第３レンズ材の音響インピーダンスＺ3 との間
には Ｚ1 ≒Ｚ2 ≒Ｚ3 ≒Ｚｂ（生体の有する音響インピーダ
ンス）の関係を設定して３つのレンズを介して生体に出
射されていく超音波の感度が低下することを防止してい
る。その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同
部材には同符号を付して説明を省略する。The sound speed v1, the sound speed v2, and the sound speed v
And v3>v2> v1 or v3>v1> v2. Further, the relationship between the acoustic impedance Z1 of the first lens material, the acoustic impedance Z2 of the second lens material, and the acoustic impedance Z3 of the third lens material is represented by Z1 ≒ Z22Z33Zb (acoustic impedance of a living body). Is set to prevent the sensitivity of the ultrasonic wave emitted to the living body through the three lenses from being lowered. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００１９】このように、圧電素子の前面電極側に音の
効率を上げる音響整合層及び音速が異なる３種類のレン
ズ部材を組み合わせて構成した仮想リング型組合せレン
ズを配置したことにより、この圧電素子から放射される
超音波のビームパターンを第３レンズ，第２レンズ及び
第１レンズを通過させて絞ることにより、圧電素子の中
心軸である図中中心軸ＯＯ′に沿って生体の深部まで感
度を低下することなく到達することが可能な焦域の長い
細いビームを得ることができる。このことによって、超
音波探触子の配置されている部分から遠方まで感度低下
が少なく焦域の長い分解能の改善された超音波ビームを
放射して精度の良い超音波画像が得られる。その他の作
用及び効果は前記第１実施形態と同様である。As described above, a virtual ring-type combination lens constituted by combining an acoustic matching layer for improving sound efficiency and three kinds of lens members having different sound speeds is disposed on the front electrode side of the piezoelectric element. By narrowing the beam pattern of the ultrasonic wave radiated from the third lens, the second lens, and the first lens through the third lens, the second lens, and the first lens, the sensitivity extends to the deep part of the living body along the center axis OO ′ in the figure, which is the center axis of the piezoelectric element , It is possible to obtain a narrow beam having a long focal area that can be reached without reducing the image quality. As a result, an ultrasonic beam with improved resolution with a small sensitivity drop and a long focal length is emitted from the portion where the ultrasonic probe is disposed to a distant place, and an accurate ultrasonic image can be obtained. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
【００２０】なお、上述した第１実施形態及び第２実施
形態の超音波探触子を構成する圧電素子に送信信号を印
加した場合に分極強度が大きい中央部側での超音波強度
（振幅あるいは音圧）を大きく、周辺部側で小さくなる
振幅重み付け機能あるいは手段を形成することによっ
て、さらに効果的にサイドローブをおさえてこの圧電素
子から放射される超音波ビームを超音波探触子の中心軸
ＯＯ′に沿って生体の深部まで焦域の長い細いビームを
放射することができる。When a transmission signal is applied to the piezoelectric elements constituting the ultrasonic probes of the first and second embodiments described above, the ultrasonic intensity (amplitude or amplitude) at the central portion where the polarization intensity is large is large. By forming an amplitude weighting function or means that increases the sound pressure and decreases on the peripheral side, the ultrasonic beam radiated from this piezoelectric element can be more effectively suppressed by suppressing the side lobe and the center of the ultrasonic probe. A thin beam with a long focal area can be emitted along the axis OO 'to a deep part of the living body.
【００２１】また、出射端側のレンズの形状を例えば周
辺部に対して中央部を凹ました曲面形状に形成し、その
レンズから出射する超音波ビームを焦域の長い細いビー
ムにする場合には、レンズ同士の音速の関係を上述の関
係とは異なる。In the case where the shape of the lens on the exit end side is formed into a curved shape in which the central portion is concave with respect to the peripheral portion, and the ultrasonic beam emitted from the lens is a narrow beam having a long focal range, The relationship between the sound velocities of the lenses is different from the relationship described above.
【００２２】図５及び図６は本発明の第３実施形態に係
り、図５は超音波探触子の別の構成を示す斜視図、図６
は図５のＣ−Ｃ面での断面図である。図５に示すように
本実施形態の超音波探触子１Ｂにおいては、前記第１実
施形態及び第２実施形態で用いた平板円形状の圧電素子
の代わりに、中央付近の厚みが薄く周辺部にいくにした
がって厚みを厚く形成して重み付けを行った圧電素子２
Ｂを使用している。このことにより、中央部から周波数
成分の高い超音波が出力されて、周辺部から周波数成分
の低い超音波が出力される。FIGS. 5 and 6 relate to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing another configuration of the ultrasonic probe.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a line CC in FIG. 5. As shown in FIG. 5, in the ultrasonic probe 1B of the present embodiment, instead of the flat circular piezoelectric element used in the first and second embodiments, the thickness near the center is thin and the peripheral portion is thin. Piezoelectric element 2 which is made thicker and weighted as it goes
B is used. Thus, an ultrasonic wave having a high frequency component is output from the central portion, and an ultrasonic wave having a low frequency component is output from the peripheral portion.
【００２３】また、上述のように圧電素子２Ｂを形成し
たことによって、図６に示すように超音波探触子１Ｂの
圧電素子２Ｂの前面電極３ａを介して積層される音の効
率を上げる音響整合層４Ｂを、重み付けを行った前記圧
電素子２Ｂから出力される周波数成分に合わせて図に示
すように中央付近の厚みが薄く周辺部にいくにしたがっ
て厚みが厚くなるように厚みに変化をつけて形成してい
る。そして、この厚みを変化させた音響整合層４Ｂに対
して前記圧電素子２から放射される超音波を超音波探触
子１Ｂの中心軸ＯＯ′に集束して焦域の長い細い超音波
ビームを出射するように組み合わせレンズ５Ｂを配置し
ている。Further, by forming the piezoelectric element 2B as described above, as shown in FIG. 6, a sound that increases the efficiency of sound laminated via the front electrode 3a of the piezoelectric element 2B of the ultrasonic probe 1B is provided. The thickness of the matching layer 4B is changed in accordance with the frequency component output from the weighted piezoelectric element 2B so that the thickness near the center is small as shown in the figure and the thickness is increased toward the peripheral portion. It is formed. Then, the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric element 2 is focused on the center axis OO 'of the ultrasonic probe 1B for the acoustic matching layer 4B having the changed thickness, and a narrow ultrasonic beam having a long focal area is formed. The combination lens 5B is arranged to emit light.
【００２４】前記組合せレンズ５Ｂは、２つの音速の異
なるレンズ部材によってそれぞれ形成された第１音響レ
ンズ５ｆと第２音響レンズ５ｇとを組み合わせて構成さ
れるものであり、先端側に配置される出射端側を形成す
る第１音響レンズ５ｆを音速をｖ1 、音響インピーダン
スをＺ1 に設定する第１レンズ部材であるシリコンゴ
ム、ポリエーテルブロックアミド等を用いて中心側先端
が周辺面より凸出する曲面形状に形成している。この第
１音響レンズ５ｆの下層側の超音波入射側には前記圧電
素子２Ｂ及び音響整合層４Ｂの特性に合わせて音速をｖ
2 、音響インピーダンスをＺ2 に設定する第２レンズ部
材であるポリメチルペンテン等を用いて周辺部に凸状の
曲面を形成し中央部を凹ました周辺の面に対して中心が
低くなるように形成した連続的曲面形状の第２音響レン
ズ５ｇとの組み合わせになっている。The combination lens 5B is formed by combining a first acoustic lens 5f and a second acoustic lens 5g formed by two lens members having different sound velocities, respectively. The first acoustic lens 5f forming the end side is curved using a first lens member, such as silicon rubber or polyether block amide, which sets the acoustic velocity to v1 and the acoustic impedance to Z1. It is formed in a shape. The sound speed is set to v on the lower ultrasonic wave incident side of the first acoustic lens 5f in accordance with the characteristics of the piezoelectric element 2B and the acoustic matching layer 4B.
2. Using a second lens member such as polymethylpentene that sets the acoustic impedance to Z2, a convex curved surface is formed on the periphery, and the center is recessed so that the center is lower than the surrounding surface. It is a combination with the second acoustic lens 5g having a continuous curved surface shape.
【００２５】そして、前記音速ｖ1 と音速ｖ2 との間に
は ｖ2 ＞ｖ1 の関係を設定している。また、前記第１レンズ材の音響
インピーダンスＺ1 と第２レンズ材の音響インピーダン
スＺ2 との間には Ｚ1 ≒Ｚ2 ≒Ｚｂ（生体の有する音響インピーダンス）
の関係を設定して２つのレンズを介して生体に出射され
ていく超音波の感度が低下することを防止している。そ
の他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材に
は同符号を付して説明を省略する。The relationship of v2> v1 is set between the sound speed v1 and the sound speed v2. Further, between the acoustic impedance Z1 of the first lens material and the acoustic impedance Z2 of the second lens material, Z1 ≒ Z2 ≒ Zb (acoustic impedance of a living body)
Is set to prevent the sensitivity of the ultrasonic wave emitted to the living body through the two lenses from lowering. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００２６】このように、圧電素子に中央付近の厚みが
薄く周辺部にいくにしたがって厚みを厚く形成する重み
付けを行って、圧電素子から出力される超音波の主成分
を遠距離での生体減衰の少ない低周波成分にするととも
に、この圧電素子の前面電極側に周波数特性に合わせて
音の効率を上げる音響整合層及び音速が異なる２種類の
レンズ部材を組み合わせて構成した仮想リング型組合せ
レンズを配置したことにより、この圧電素子から放射さ
れる低周波成分が主成分の超音波ビームパターンを第２
レンズと第１レンズとを通過させて絞って圧電素子の中
心軸である図中中心軸ＯＯ′に沿って生体の深部まで感
度を低下することなく到達することが可能な焦域の長い
細いビームを得ることができる。その他の作用及び効果
は第１実施形態と同様である。As described above, the piezoelectric element is weighted such that the thickness near the center is thinner and the thickness is increased toward the peripheral portion, and the main component of the ultrasonic wave output from the piezoelectric element is attenuated at a long distance by the living body. A virtual ring-type combination lens configured by combining an acoustic matching layer that increases sound efficiency in accordance with the frequency characteristics and two types of lens members having different sound velocities on the front electrode side of the piezoelectric element in addition to a low-frequency component with little Due to the arrangement, the ultrasonic beam pattern mainly composed of low frequency components radiated from the piezoelectric element
A narrow beam with a long focal area that can be passed through the lens and the first lens and narrowed down along the central axis OO ′ in the figure, which is the central axis of the piezoelectric element, without losing sensitivity, Can be obtained. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
【００２７】図７及び図８は本発明の第４実施形態に係
り、図７は超音波探触子のまた他の構成を示す斜視図、
図８は図７のＤ−Ｄ面での断面図である。図７及び図８
に示すように本実施形態の超音波探触子１Ｃにおいては
前記第３実施形態で２種類の音速の異なる音響レンズ５
ｆ，５ｇを組み合わせて組合せレンズ５Ｂを構成した代
わりに、３種類の音速の異なる音響レンズ５ｈ，５ｊ，
５ｋを組み合わせることによって組合せレンズ５Ｃを構
成している。7 and 8 relate to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view showing another configuration of the ultrasonic probe.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 7 and 8
As shown in the figure, in the ultrasonic probe 1C of the present embodiment, two kinds of acoustic lenses 5 having different sound speeds in the third embodiment are used.
Instead of forming the combination lens 5B by combining f and 5g, three types of acoustic lenses 5h, 5j,
The combination lens 5C is formed by combining 5k.
【００２８】図８に示すように本実施形態の組合せレン
ズ５Ｃは、先端側に配置されて出射端側のレンズを構成
する音速をｖ1 、音響インピーダンスをＺ1 に設定する
第１レンズ部材であるシリコンゴム、ポリエーテルブロ
ックアミド等を用いて中心側先端が周辺面より凸出する
曲面形状に形成した第１音響レンズ５ｈと、この第１音
響レンズ５ｈの下層に配置される前記第１音響レンズ５
ｈと同様にシリコンゴム、ポリエーテルブロックアミド
等を用いて音速をｖ2 、音響インピーダンスをＺ2 に設
定する第２レンズ部材で形成した第２音響レンズ５ｊ
と、超音波入射側を構成する音速をｖ3 、音響インピー
ダンスをＺ3 に設定する第３レンズ部材であるポリメチ
ルペンテン等を用いて周辺部に凸状の曲面を形成し中央
部を凹ました周辺の面に対して中心が低くなるように形
成した連続的曲面形状の第３音響レンズ５ｋとの組み合
わせになっている。すなわち、この第３音響レンズ５ｋ
の中央凹部に前記第２音響レンズ５ｊが充填されたよう
になっている。As shown in FIG. 8, the combination lens 5C of the present embodiment is a silicon lens which is a first lens member which is disposed on the distal end side and configures a sound speed v1 and an acoustic impedance Z1 constituting a lens on the emission end side. A first acoustic lens 5h formed of a curved surface with a center-side tip protruding from a peripheral surface using rubber, polyether block amide, or the like; and the first acoustic lens 5 disposed below the first acoustic lens 5h.
h, a second acoustic lens 5j formed of a second lens member using silicon rubber, polyether block amide or the like to set the sound velocity to v2 and the acoustic impedance to Z2.
Using a third lens member such as polymethylpentene, which sets the sound speed at the ultrasonic incident side to v3 and the acoustic impedance to Z3, a convex curved surface is formed around the periphery, and the center is recessed. This is a combination with a continuous curved third acoustic lens 5k formed so that the center is lower than the surface. That is, the third acoustic lens 5k
Is filled with the second acoustic lens 5j.
【００２９】そして、前記音速ｖ1 と音速ｖ2 と音速ｖ
3 との間には ｖ3 ＞ｖ2 ＞ｖ1 又は ｖ3 ＞ｖ1 ＞ｖ2 の関係を設定している。また、前記第１レンズ材の音響
インピーダンスＺ1 と第２レンズ材の音響インピーダン
スＺ2 と第３レンズ材の音響インピーダンスＺ3 との間
には Ｚ1 ≒Ｚ2 ≒Ｚ3 ≒Ｚｂ（生体の有する音響インピーダ
ンス）の関係を設定して３つのレンズを介して生体に出
射されていく超音波の感度が低下することを防止してい
る。その他の構成は前記第３実施形態と同様であり、同
部材には同符号を付して説明を省略する。The sound speed v1, the sound speed v2, and the sound speed v
The relationship of v3>v2> v1 or v3>v1> v2 is set between them. Further, the relationship between the acoustic impedance Z1 of the first lens material, the acoustic impedance Z2 of the second lens material, and the acoustic impedance Z3 of the third lens material is represented by Z1 ≒ Z22Z33Zb (acoustic impedance of a living body). Is set to prevent the sensitivity of the ultrasonic wave emitted to the living body through the three lenses from being lowered. Other configurations are the same as those of the third embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００３０】このように、圧電素子の前面電極側に音の
効率を上げる音響整合層及び音速が異なる３種類のレン
ズ部材を組み合わせて構成した仮想リング型組合せレン
ズを配置したことにより、この圧電素子から放射される
超音波のビームパターンを第３レンズ，第２レンズ及び
第１レンズを通過させることによって絞って圧電素子の
中心軸である図中中心軸ＯＯ′に沿って生体の深部まで
感度を低下することなく到達することが可能な焦域の長
い細いビームを得ることができる。その他の作用及び効
果は前記第３実施形態と同様である。As described above, the virtual ring type combination lens constituted by combining the acoustic matching layer for improving sound efficiency and the three kinds of lens members having different sound speeds is disposed on the front electrode side of the piezoelectric element. The beam pattern of the ultrasonic wave radiated from the aperture is narrowed by passing through the third lens, the second lens, and the first lens to increase the sensitivity to the deep part of the living body along the center axis OO ′ in the figure which is the center axis of the piezoelectric element. It is possible to obtain a narrow beam with a long focal area that can be reached without lowering. Other functions and effects are the same as those of the third embodiment.
【００３１】ところで、超音波内視鏡の先端部に配置さ
れる超音波探触子は、一般的に前面が凹面形状の凹面形
音響レンズ付き振動子であり、生体の音響インピーダン
スに近いポリエチレンなどで形成された先端キャップに
覆われ、この先端キャップの中には音響媒体として水な
どが注入されている。この凹面形音響レンズ付き振動子
では超音波焦点が固定されていたので、遠方での感度低
下を抑えられて焦域が長く細い超音波ビームを放射する
分解能の改善された超音波内視鏡が望まれていた。An ultrasonic probe disposed at the distal end of an ultrasonic endoscope is generally a vibrator with a concave acoustic lens having a concave front surface, and is made of polyethylene or the like having an acoustic impedance close to that of a living body. , And water or the like is injected as an acoustic medium into the tip cap. Since the ultrasonic focal point was fixed in this transducer with a concave acoustic lens, an ultrasonic endoscope with an improved resolution that emits a long and narrow ultrasonic beam with a long focal area and suppressed sensitivity at a distant place was developed. Was desired.
【００３２】図９及び図１０は凸面音響レンズ付き振動
子を有する超音波内視鏡に係り、図９は仮想リング型レ
ンズを配置した超音波探触子の概略構成を示す図、図１
０は図９のＥ−Ｅ面での断面図である。図９及び図１０
に示すように本実施形態の凸面音響レンズ付き振動子で
ある超音波探触子１１は、中央付近の厚みが薄く周辺部
にいくにしたがって厚みを厚くして前面を凹面形状に形
成した中央部の分極が大きく、周辺部の分極が小さくな
るように重み付けした圧電素子１２と、この圧電素子１
２の前面電極１３側に配置され音響整合層を兼ね生体と
同じ音響インピーダンスを有する音響媒体である水の音
速ｖ5 よりレンズ音速ｖ4 が高速になるように設定可能
なレンズ部材であるエポキシ樹脂でレンズ面を凸状曲面
にして中心軸近傍がこれらレンズ周辺面より低くなるよ
うに形成した仮想リング型レンズ（以下仮想レンズと略
記する）１４とで主に構成されており、この圧電素子１
２の後面電極１５側には超音波を減衰させるフェライト
入りゴム製のバッキング材１６が設けられている。ま
た、前面電極１３及び後面電極１５にはアース線１７及
び信号線１８が接続され、これら電線１７，１８をひと
まとめにしたリード線１９を介して図示しない観測装置
の信号端子及びアース端子に接続されている。そして、
この超音波探触子１１の周囲には音響媒体として音速ｖ
5 の水が充満している。FIGS. 9 and 10 relate to an ultrasonic endoscope having a vibrator with a convex acoustic lens, and FIG. 9 is a view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe in which a virtual ring type lens is arranged.
0 is a cross-sectional view along the EE plane in FIG. 9 and 10
As shown in FIG. 5, the ultrasonic probe 11 which is a vibrator with a convex acoustic lens of the present embodiment has a central portion in which the thickness near the center is thinner, the thickness is increased toward the periphery, and the front surface is formed in a concave shape. The piezoelectric element 12 is weighted so that the polarization of the piezoelectric element is large and the polarization of the peripheral part is small.
The lens is made of epoxy resin, which is a lens member which can be set so that the lens sound velocity v4 is higher than the sound velocity v5 of water, which is an acoustic medium having the same acoustic impedance as a living body, which is disposed on the side of the front electrode 13 and has the same acoustic impedance as a living body. A virtual ring-shaped lens (hereinafter abbreviated as a virtual lens) 14 whose surface is a convex curved surface and whose central axis is lower than the peripheral surface of the lens is mainly formed.
A backing material 16 made of rubber containing ferrite for attenuating ultrasonic waves is provided on the rear electrode 2 side of 2. Further, a ground wire 17 and a signal wire 18 are connected to the front electrode 13 and the rear electrode 15, and are connected to a signal terminal and a ground terminal of an observation device (not shown) via a lead wire 19 in which the wires 17 and 18 are combined. ing. And
Around the ultrasonic probe 11, a sound velocity v
5 is full of water.
【００３３】前記仮想レンズ１４は、表面に複数の凸状
曲面を形成してレンズ中央部１４ａが凹んで形成されて
おり、このレンズ中央部１４ａに当たる中心軸上の仮想
レンズ１４の厚み寸法をλ／４に設定し、複数のレンズ
曲面の曲率半径がそれぞれＲ1 で一律に形成している。The virtual lens 14 has a plurality of convex curved surfaces formed on its surface and a concave lens central portion 14a. The thickness dimension of the virtual lens 14 on the central axis corresponding to the central lens portion 14a is λ. / 4, and the curvature radii of the plurality of lens curved surfaces are uniformly formed by R1.
【００３４】このように、圧電素子に振幅重み付けを行
い、この圧電素子の凹面形状の前面に超音波媒体の音速
より高速なレンズ部材を用いて表面に複数の凸状曲面を
形成した仮想リング型レンズを配置することによって、
遠方での感度低下を抑え焦域の長い細い超音波ビームを
出射する超音波探触子を提供することができる。As described above, the piezo-electric element is subjected to amplitude weighting, and a plurality of convex curved surfaces are formed on the front surface of the concave surface of the piezo-electric element using a lens member having a speed higher than the sound speed of the ultrasonic medium on the front surface of the concave shape. By placing the lens,
It is possible to provide an ultrasonic probe that emits a thin ultrasonic beam having a long focal range while suppressing a decrease in sensitivity in a distant place.
【００３５】図１１及び図１２は凹面音響レンズ付き振
動子を有する超音波内視鏡に係り、図１１は仮想リング
型レンズを配置した超音波探触子の概略構成を示す図、
図１２は図１１のＦ−Ｆ面での断面図である。図１１及
び図１２に示すように本実施形態の凹面音響レンズ付き
振動子である超音波探触子１１Ａは、前面を凹面形状に
形成した中央部の分極が大きく、周辺部の分極が小さく
なるように重み付けした圧電素子１２と、この圧電素子
１２の前面電極１３側に配置された厚み寸法がλ／４の
ガラスで形成された第１整合層２０ａと、この第１整合
層２０ａに積層される厚み寸法がλ／４のエポキシ樹脂
製の第２整合層２０ｂとからなる音響整合層２０と、音
響媒体である水の音速ｖ5 よりレンズ音速ｖ6 が低速に
なるように設定可能なレンズ部材であるシリコンゴムで
レンズ面を凹状曲面にして中心軸近傍がこれらレンズ周
辺面より高くなるように形成した仮想レンズ１４Ａと、
この仮想レンズ１４Ａの表面を覆う耐水性、耐薬品性に
優れたパリレン（ポリパラキシリレン）等で形成された
保護膜２１とで構成されている。そして、この超音波探
触子１１の周囲には音響媒体として音速ｖ5 の水が充満
している。FIGS. 11 and 12 relate to an ultrasonic endoscope having a vibrator with a concave acoustic lens, and FIG. 11 is a view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe in which a virtual ring type lens is arranged.
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the plane FF of FIG. As shown in FIGS. 11 and 12, the ultrasonic probe 11A, which is a vibrator with a concave acoustic lens of the present embodiment, has a large polarization at the central portion having a concave front surface and a small polarization at the peripheral portion. The piezoelectric element 12 weighted as described above, a first matching layer 20a formed of glass having a thickness of λ / 4 disposed on the front electrode 13 side of the piezoelectric element 12, and the first matching layer 20a are laminated. An acoustic matching layer 20 composed of an epoxy resin second matching layer 20b having a thickness of λ / 4, and a lens member that can be set so that the lens sound speed v6 is lower than the sound speed v5 of water as an acoustic medium. A virtual lens 14A formed by making the lens surface concave with a certain silicone rubber so that the vicinity of the central axis is higher than the peripheral surfaces of these lenses;
The virtual lens 14A is composed of a protective film 21 made of parylene (polyparaxylylene) or the like which has excellent water resistance and chemical resistance and covers the surface of the virtual lens 14A. The area around the ultrasonic probe 11 is filled with water having a sound speed of v5 as an acoustic medium.
【００３６】前記仮想レンズ１４Ａは、表面に複数の凹
状曲面を設けてレンズ中央部１４ａが凸出した形状に形
成されており、複数のレンズ曲面の曲率半径をそれぞれ
Ｒ2で一律に形成している。その他の構成は前記図９及
び図１０に示した凸面音響レンズ付き振動子と同様であ
る。The virtual lens 14A is provided with a plurality of concave curved surfaces on its surface and formed in a shape in which the lens central portion 14a protrudes, and the radius of curvature of each of the plurality of lens curved surfaces is uniformly formed by R2. . Other configurations are the same as those of the vibrator with a convex acoustic lens shown in FIGS.
【００３７】このように、圧電素子に振幅重み付けを行
い、この圧電素子の凹面形状の前面に超音波媒体の音速
より低速なレンズ部材を用いて表面に複数の凹状曲面を
形成した仮想リング型レンズを配置することによって、
遠方での感度低下をさらに抑え焦域の長い細い超音波ビ
ームを出射する超音波探触子を提供することができる。As described above, the piezo-electric element is subjected to amplitude weighting, and a virtual ring-shaped lens in which a plurality of concave curved surfaces are formed on the front surface of the concave surface of the piezo-electric element by using a lens member slower than the sound speed of the ultrasonic medium on the front surface of the concave shape. By placing
It is possible to provide an ultrasonic probe that emits a thin ultrasonic beam having a long focal length while further suppressing a decrease in sensitivity in a distant place.
【００３８】なお、上述したような形状の音響レンズ
は、所望のレンズ形状に対応した凸型（若しくは凹型）
のテフロン型を圧電素子又は音響整合層に対して配置
し、型内にエポキシ樹脂やシリコンゴム等の音響レンズ
用部材を注入して硬化させることによって所望の形状に
形成されるものである。The acoustic lens having the above-described shape has a convex (or concave) shape corresponding to a desired lens shape.
The Teflon mold is placed on the piezoelectric element or the acoustic matching layer, and an acoustic lens member such as epoxy resin or silicon rubber is injected into the mold and cured to form a desired shape.
【００３９】ところで、遠方での感度低下を抑えて焦域
が長く細い超音波ビームを放射して超音波内視鏡の分解
能を改善するため、先端キャップに対して音響レンズ効
果を持たせることが考えられる。In order to improve the resolution of an ultrasonic endoscope by irradiating a narrow ultrasonic beam having a long focal area and suppressing a decrease in sensitivity at a distant place, it is necessary to provide an acoustic lens effect to the distal end cap. Conceivable.
【００４０】図１３及び図１４は凸面音響レンズを設け
た先端キャップを有する超音波内視鏡に係り、図１３は
超音波内視鏡の先端部の概略構成を示す説明図、図１４
は超音波振動子部の構成を示す説明図である。図１３に
示すように超音波内視鏡先端部３０は、挿入部３１と、
この挿入部３１の先端に設けられた先端キャップ３２
と、前記挿入部３１内を挿通して先端キャップ３２内の
所定の位置に配置される超音波振動子部３３とで主に構
成されており、前記挿入部３１及び先端キャップ３２内
には音響媒体として音速がｖ5 の水が３４が注入されて
いる。なお、図中矢印Ｇは超音波内視鏡先端部３０の挿
入方向を示している。FIGS. 13 and 14 relate to an ultrasonic endoscope having a distal end cap provided with a convex acoustic lens. FIG. 13 is an explanatory view showing a schematic configuration of a distal end portion of the ultrasonic endoscope.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an ultrasonic transducer unit. As shown in FIG. 13, the distal end portion 30 of the ultrasonic endoscope includes an insertion portion 31,
Tip cap 32 provided at the tip of this insertion portion 31
And an ultrasonic vibrator section 33 inserted through the insertion section 31 and disposed at a predetermined position in the distal end cap 32. As a medium, 34 of water having a sound speed of v5 is injected. The arrow G in the drawing indicates the direction in which the distal end portion 30 of the ultrasonic endoscope is inserted.
【００４１】前記先端キャップ３２は、略パイプ形状
で、音響媒体である水の音速ｖ5 より音速ｖ4 が高速に
なるように設定可能なキャップ部材であるポリエチレ
ン、ポリメチルペンテン等の樹脂で、挿入方向又はその
直交する方向の外表面側に所望の曲率で凸状曲面のレン
ズ面３２ａを複数設け中心軸近傍がこれらレンズ周辺面
より低くなるように形成した、いわゆる凸型仮想レンズ
付き先端キャップとして構成されている。このことによ
り、前記超音波振動子部３３から放射された超音波を、
レンズ中央部３２ｂを通過する中心軸ＯＯ′に集束して
焦域の長い細い超音波ビームを出射するようにしてい
る。The tip cap 32 has a substantially pipe shape, and is a cap member such as polyethylene or polymethylpentene which is a cap member which can be set so that the sound speed v4 is higher than the sound speed v5 of water as an acoustic medium. Alternatively, a plurality of convex lens surfaces 32a with a desired curvature are provided on the outer surface side in a direction perpendicular to the lens surface 32a, and the central axis is formed so that the vicinity thereof is lower than the peripheral surfaces of the lenses. Have been. Thereby, the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic vibrator unit 33 is
The laser beam is focused on the center axis OO 'passing through the lens center portion 32b and emits a thin ultrasonic beam having a long focal area.
【００４２】図１４に示すように前記超音波振動子部３
３は、中央の分極を周辺部より大きくなるように振幅重
み付けした平板形状の圧電素子３５と、超音波を放射す
る或いは超音波を送受する超音波放射面或いは超音波送
受面（単に前面とも記す）に設けた前面電極３６及びこ
の圧電素子３５の超音波放射面とは反対側の面に形成し
た後面電極３７と、前記圧電素子３５の前面電極３６を
介して前面に積層されて音の効率を上げる厚み寸法がλ
／４で平板形状のエポキシ樹脂製の音響整合層３８と、
前記圧電素子３５の後面電極３７を介して設けられて後
方側への超音波を減衰させるフェライト入りゴム製のバ
ッキング材３９と、前記前面電極３６に接続されるアー
ス線４０と、前記後面電極３７に接続される信号線４１
と、これら電線４０，４１をひとまとめにしたリード線
４２とで構成されている。なお、前記リード線４２を介
して前記アース線４０，信号線４１が図示しない観測装
置のアース端子及び信号端子に接続されている。As shown in FIG. 14, the ultrasonic vibrator 3
Reference numeral 3 denotes a flat-plate-shaped piezoelectric element 35 whose amplitude is weighted so that the polarization at the center is larger than that at the periphery, and an ultrasonic wave emitting surface or an ultrasonic wave transmitting / receiving surface for emitting or transmitting ultrasonic waves (also simply referred to as a front surface). ), The rear electrode 37 formed on the surface of the piezoelectric element 35 opposite to the ultrasonic wave emitting surface, and the front electrode 36 of the piezoelectric element 35 stacked on the front surface via the front electrode 36 to achieve sound efficiency. Thickness is λ
An acoustic matching layer 38 made of epoxy resin having a flat shape at / 4,
A ferrite-containing rubber backing material 39 provided through the rear electrode 37 of the piezoelectric element 35 to attenuate ultrasonic waves to the rear side; an earth wire 40 connected to the front electrode 36; Signal line 41 connected to
And a lead wire 42 in which the electric wires 40 and 41 are put together. The ground line 40 and the signal line 41 are connected to the ground terminal and the signal terminal of the observation device (not shown) via the lead wire 42.
【００４３】このように、先端キャップに音響媒体であ
る水の音速ｖ5 より音速ｖ4 が高速になる樹脂で形成し
た凸状曲面のレンズ面を複数設けた凸型仮想レンズを、
中央の分極を周辺部より大きくなるように振幅重み付け
した平板形状の圧電素子に対して設けることによって、
遠方での感度低下をさらに抑え焦域の長い細い超音波ビ
ームを出射する超音波内視鏡を提供することができる。As described above, a convex virtual lens having a plurality of convexly curved lens surfaces formed of a resin whose acoustic velocity v4 is higher than the acoustic velocity v5 of water as an acoustic medium is provided on the tip cap.
By providing the central polarization for the piezoelectric element in the form of a flat plate weighted with amplitude so that it is larger than the peripheral part,
It is possible to provide an ultrasonic endoscope that emits a thin ultrasonic beam having a long focal length while further suppressing a decrease in sensitivity in a distant place.
【００４４】また、圧電素子から放射された超音波が先
端キャップの内周面に入射した段階から先端キャップに
設けた凸型仮想レンズがレンズ効果を始まるので、先端
キャップ内径寸法の半分だけ焦点が移動した状態になっ
て遠方での感度低下を改善することができる。Further, since the convex virtual lens provided on the tip cap starts the lens effect from the stage when the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric element is incident on the inner peripheral surface of the tip cap, the focal point is only half of the inner diameter of the tip cap. It is possible to improve sensitivity reduction at a distant place by moving.
【００４５】図１５及び図１６は凹面音響レンズを設け
た先端キャップを有する超音波内視鏡に係り、図１５は
超音波内視鏡の先端部の概略構成を示す説明図仮想リン
グ型レンズを配置した超音波探触子の概略構成を示す
図、図１６は超音波振動子部の構成を示す説明図であ
る。図１５に示すように超音波内視鏡先端部３０は、挿
入部３１と、この挿入部３１の先端に設けられた先端キ
ャップ４３と、前記挿入部３１内を挿通して先端キャッ
プ４３内の所定の位置に配置される超音波振動子部４４
とで主に構成されており、前記挿入部３１及び先端キャ
ップ４３内には音響媒体として音速がｖ5 の水が３４が
注入されている。FIGS. 15 and 16 relate to an ultrasonic endoscope having a distal end cap provided with a concave acoustic lens. FIG. 15 is an explanatory view showing a schematic configuration of a distal end portion of the ultrasonic endoscope. FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of an arranged ultrasonic probe, and FIG. 16 is an explanatory diagram showing a configuration of an ultrasonic transducer unit. As shown in FIG. 15, the ultrasonic endoscope distal end portion 30 includes an insertion portion 31, a distal end cap 43 provided at a distal end of the insertion portion 31, and Ultrasonic vibrator part 44 arranged at a predetermined position
The insertion portion 31 and the tip cap 43 are filled with water 34 having a sound speed of v5 as an acoustic medium.
【００４６】前記先端キャップ４３は、略パイプ形状
で、音響媒体である水の音速ｖ5 より音速ｖ6 が低速に
なるように設定可能なキャップ部材であるシリコンゴム
で、挿入方向又はその直交する方向の外表面側に所望の
曲率で凹状曲面のレンズ面４３ａを複数設け中心軸近傍
がこれらレンズ周辺面より高くなるように形成した、い
わゆる凹型仮想レンズ付き先端キャップとして構成され
ている。このことにより、前記超音波振動子部４４から
放射された超音波を、レンズ中央部４３ｂを通過する中
心軸ＯＯ′に集束して焦域の長い細い超音波ビームを出
射するようにしている。The tip cap 43 has a substantially pipe shape and is a silicone rubber which is a cap member which can be set so that the sound speed v6 is lower than the sound speed v5 of water as an acoustic medium. A so-called tip cap with a concave imaginary lens is provided in which a plurality of concave curved lens surfaces 43a having a desired curvature are provided on the outer surface side so that the vicinity of the central axis is higher than the peripheral surfaces of these lenses. Thus, the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic vibrator portion 44 is focused on the central axis OO 'passing through the lens central portion 43b so as to emit a narrow ultrasonic beam having a long focal area.
【００４７】図１６に示すように前記超音波振動子部４
４は、中央の分極を周辺部より大きくなるように振幅重
み付けした凸型曲面形状の圧電素子４５と、この圧電素
子４５の前面に設けた前面電極４６及びこの圧電素子４
５の後面に形成した後面電極４７と、前記圧電素子４５
の前面電極４６を介して前面に積層されて音の効率を上
げる厚み寸法がλ／４で平板形状のエポキシ樹脂製の音
響整合層４８と、前記圧電素子４５の後面電極４７を介
して設けられて後方側への超音波を減衰させるフェライ
ト入りゴム製のバッキング材４９と、前記前面電極４６
に接続されるアース線５０と、前記後面電極４７に接続
される信号線５１と、これら電線５０，５１をひとまと
めにしたリード線５２とで構成されている。なお、前記
リード線５２を介して前記アース線５０，信号線５１が
図示しない観測装置のアース端子及び信号端子に接続さ
れている。As shown in FIG. 16, the ultrasonic vibrator 4
Reference numeral 4 denotes a convexly curved piezoelectric element 45 in which the central polarization is weighted so as to be larger than the peripheral part, a front electrode 46 provided on the front surface of the piezoelectric element 45, and the piezoelectric element 4
5, a back electrode 47 formed on the back surface, and the piezoelectric element 45
The acoustic matching layer 48 made of a flat epoxy resin having a thickness of λ / 4, which is laminated on the front surface of the piezoelectric element 45 through the front electrode 46 through the front electrode 46, and the rear electrode 47 of the piezoelectric element 45. A rubber backing material 49 containing ferrite for attenuating ultrasonic waves to the rear side
, A signal line 51 connected to the rear electrode 47, and a lead wire 52 obtained by integrating the electric wires 50 and 51. The ground line 50 and the signal line 51 are connected to the ground terminal and the signal terminal of an observation device (not shown) via the lead wire 52.
【００４８】このように、先端キャップに音響媒体であ
る水の音速ｖ5 より音速ｖ4 が低速になるシリコンゴム
で形成した凹状曲面のレンズ面を複数設けた凹型仮想レ
ンズを、中央の分極を周辺部より大きくなるように振幅
重み付けした凸型曲面形状の圧電素子に対して設けるこ
とによって、見かけ上の振動子部の開口を大きくして遠
方での感度低下をさらに抑え焦域の長い細い超音波ビー
ムを出射する超音波内視鏡を提供することができる。As described above, the concave virtual lens in which the tip cap is provided with a plurality of concavely curved lens surfaces formed of silicon rubber whose sound speed v4 is lower than the sound speed v5 of water as an acoustic medium is attached to the center polarization at the peripheral portion. By providing a convex curved piezoelectric element with amplitude weighting to make it larger, the apparent aperture of the vibrator part is enlarged to further suppress the decrease in sensitivity in the distant place. An ultrasonic endoscope that emits light can be provided.
【００４９】なお、上述した先端キャップを超音波内視
鏡の先端部に対して着脱自在に構成するとともに、前記
先端キャップの直径あるいは内径寸法やレンズ曲面の曲
率半径を変化させて形成した複数種類の先端キャップを
用意しておくことにより、先端キャップを適宜交換する
だけの簡単な作業で焦域の異なる超音波内視鏡を提供す
ることが可能になる。The above-mentioned tip cap is configured to be detachable from the tip of the ultrasonic endoscope, and a plurality of types are formed by changing the diameter or inner diameter of the tip cap and the radius of curvature of the lens curved surface. By preparing the tip cap described above, it becomes possible to provide an ultrasonic endoscope having a different focal range by a simple operation of simply replacing the tip cap as appropriate.
【００５０】ところで、従来の音響レンズ集束型探触子
では焦点位置におけるビーム幅を細くすることができて
も焦点以外の位置ではビーム幅が太くなっていた。ま
た、上述したような仮想リング型音響レンズを配置した
仮想リング型探触子では近場から離れた場まで略均一な
ビーム幅の超音波ビームを得ることができるが仮想リン
グ型音響レンズのレンズ曲面の曲率半径と仮想リング半
径との間の関係によっては近場から離れた場まで略均一
なビーム幅になるが、このビーム幅が幅広な状態で近場
から離れた場まで放射されるだけのものもあった。この
ため、ビーム幅を確実に細く絞って、超音波ビームを近
場から離れた場まで分解能の高いビームを放射すること
を可能にする超音波探触子の仮想リング型音響レンズの
構成が望まれていた。In the conventional acoustic lens focusing probe, the beam width at the focal position can be reduced, but the beam width at positions other than the focal point is large. Further, in the virtual ring probe in which the virtual ring acoustic lens is arranged as described above, an ultrasonic beam having a substantially uniform beam width can be obtained from a near field to a distant field. Depending on the relationship between the radius of curvature of the curved surface and the radius of the virtual ring, the beam width becomes almost uniform from near field to far field, but this beam width is radiated to near field away from wide field. Some were. For this reason, it is desired to construct a virtual ring-type acoustic lens of an ultrasonic probe that can irradiate an ultrasonic beam with high resolution from a near field to a far field by narrowing the beam width without fail. Was rare.
【００５１】図１７及び図１８は仮想リング型音響レン
ズを設けた超音波探触子の構成に係り、図１７は凸型の
仮想リング型音響レンズを備えた超音波探触子の概略構
成を示す説明図、図１８は図１７のＨ−Ｈ面での断面図
で、仮想リング型音響レンズの曲率半径Ｒと圧電素子実
効面中心軸からレンズの曲面を形成する中心までの距離
ｒとの関係を説明する図である。図１７及び図１８に示
すように本実施形態の超音波探触子６１は、中央の分極
を周辺部より大きくなるようにＢｅｓｓｅｌ型の分極重
み付けを行った平板形状の圧電素子６２と、この圧電素
子６２の前面電極６３側に配置された厚み寸法がλ／４
のエポキシ樹脂製の音響整合層６４と、生体の有する音
速ｖ7 よりレンズ音速ｖ8 が高速なエポキシ樹脂等で凸
型に形成したレンズ面を有する仮想リング型音響レンズ
６５と、この圧電素子６２の後面電極６６側に設けられ
て超音波を減衰させるフェライト入りゴム製のバッキン
グ材６７と、前面電極６３に接続されたアース線６８
と、後面電極６６に接続された信号線６９と、これら電
線６８，６９をひとまとめにしたリード線７０とで構成
されている。なお、前記電線６８，６９はリード線７０
を介して図示しない観測装置の信号端子及びアース端子
に接続されている。FIGS. 17 and 18 relate to the configuration of an ultrasonic probe provided with a virtual ring type acoustic lens, and FIG. 17 shows the schematic configuration of an ultrasonic probe provided with a convex virtual ring type acoustic lens. FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the plane HH of FIG. 17 and shows the relationship between the radius of curvature R of the virtual ring-shaped acoustic lens and the distance r from the center axis of the effective surface of the piezoelectric element to the center of the lens. It is a figure explaining a relation. As shown in FIGS. 17 and 18, the ultrasonic probe 61 of the present embodiment includes a flat-plate-shaped piezoelectric element 62 in which Bessel-type polarization weighting is performed so that the central polarization is larger than that of the peripheral part. The thickness of the element 62 arranged on the front electrode 63 side is λ / 4
An acoustic matching layer 64 made of epoxy resin, a virtual ring-type acoustic lens 65 having a convex lens surface made of epoxy resin or the like whose lens sound speed v8 is higher than the sound speed v7 of the living body, and a rear surface of the piezoelectric element 62 A rubber backing material 67 containing ferrite provided on the electrode 66 side to attenuate ultrasonic waves, and a ground wire 68 connected to the front electrode 63
, A signal line 69 connected to the rear electrode 66, and a lead wire 70 obtained by integrating the electric wires 68, 69. The electric wires 68 and 69 are connected to a lead wire 70.
Is connected to a signal terminal and an earth terminal of an observation device (not shown).
【００５２】図１８に示すように前記仮想リング型音響
レンズ６５の中心軸は前記圧電素子６２の実効面中心軸
に一致しており、この仮想リング型音響レンズ６５の表
面には一律な曲率半径の複数の凸状曲面のレンズ面が形
成され、中心軸近傍がこれらレンズ周辺面より低くなる
ように、レンズ中央部６５ａが凹んだ形状に形成されて
いる。そして、この表面形状において、レンズ曲面の曲
率半径をＲ、中心軸からレンズの曲面を形成する中心ま
での距離をｒとしたとき、Ｒとｒとの間に以下の関係を
設定している。As shown in FIG. 18, the central axis of the virtual ring acoustic lens 65 coincides with the central axis of the effective surface of the piezoelectric element 62, and the surface of the virtual ring acoustic lens 65 has a uniform radius of curvature. Are formed, and the lens central portion 65a is formed in a concave shape so that the vicinity of the central axis is lower than the peripheral surfaces of these lenses. In this surface shape, when the radius of curvature of the lens curved surface is R and the distance from the center axis to the center of the curved surface of the lens is r, the following relationship is set between R and r.
【００５３】２＜Ｒ／ｒ＜４ このことにより、図の実線及び一点鎖線、二点鎖線に示
すようにＢｅｓｓｅｌ型の分極重み付けを行った平板形
状の圧電素子６２から放射される超音波を、中心軸Ｏ
Ｏ′に集束して焦域の長い細い超音波ビームを出射する
ことができる。なお、Ｒ／ｒの値が例えば６のときには
ビーム幅が幅広な状態で近場から離れた場まで放射され
る。2 <R / r <4 As a result, the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric element 62 having the Bessel-type polarization weighting as shown by the solid line, the one-dot chain line and the two-dot chain line in FIG. Center axis O
It is possible to emit an ultrasonic beam having a long focal length and a narrow focus by focusing on O '. When the value of R / r is 6, for example, the beam is emitted from a near field to a far field with a wide beam width.
【００５４】図１９及び図２０は仮想リング型音響レン
ズを設けた超音波探触子の構成に係り、図１９は凹型の
仮想リング型音響レンズを備えた超音波探触子の概略構
成を示す説明図、図２０は図１９のＩ−Ｉ面での断面図
で、仮想リング型音響レンズの曲率半径Ｒと圧電素子実
効面中心軸からレンズの曲面を形成する中心までの距離
ｒとの関係を説明する図である。図１９及び図２０に示
すように本実施形態の超音波探触子６１Ａは、中央の分
極を周辺部より大きくなるようにＢｅｓｓｅｌ型の分極
重み付けを行った平板形状の圧電素子６２と、この圧電
素子６２の前面電極６３側に配置された厚み寸法がλ／
４のエポキシ樹脂製の音響整合層６４と、生体の有する
音速ｖ7 よりレンズ音速ｖ9 が低速なシリコンゴム等で
凹型に形成したレンズ面を有する仮想リング型音響レン
ズ６５Ａとで構成されている。その他の構成は前記図１
７及び図１８に示した仮想リング型音響レンズを設けた
超音波探触子の構成と同様であり同部材には同符号を付
して説明を省略する。FIGS. 19 and 20 relate to the configuration of an ultrasonic probe provided with a virtual ring type acoustic lens, and FIG. 19 shows a schematic configuration of an ultrasonic probe provided with a concave virtual ring type acoustic lens. FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the plane II of FIG. 19, showing the relationship between the radius of curvature R of the virtual ring type acoustic lens and the distance r from the center axis of the effective surface of the piezoelectric element to the center of the curved surface of the lens. FIG. As shown in FIGS. 19 and 20, the ultrasonic probe 61A of this embodiment includes a flat-plate-shaped piezoelectric element 62 in which Bessel-type polarization weighting is performed so that the central polarization is larger than that of the peripheral part, and The thickness of the element 62 on the front electrode 63 side is λ /
4 is a sound matching layer 64 made of epoxy resin, and a virtual ring type acoustic lens 65A having a concave lens surface made of silicon rubber or the like whose lens sound speed v9 is lower than the sound speed v7 of the living body. Other configurations are shown in FIG.
The configuration is the same as that of the ultrasonic probe provided with the virtual ring type acoustic lens shown in FIG. 7 and FIG. 18, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００５５】図２０に示すように前記仮想リング型音響
レンズ６５Ａの中心軸は前記圧電素子６２の実効面中心
軸に一致しており、この仮想リング型音響レンズ６５Ａ
の表面には一律な曲率半径の複数の凹状曲面のレンズ面
が形成され、中心軸近傍がこれらレンズ周辺面より高く
なるように、レンズ中央部６５ａが凸出した形状に形成
されている。そして、この表面形状において、レンズ曲
面の曲率半径をＲ、中心軸からレンズの曲面を形成する
中心までの距離をｒとしたとき、Ｒとｒとの間に以下の
関係を設定している。As shown in FIG. 20, the central axis of the virtual ring-shaped acoustic lens 65A coincides with the central axis of the effective surface of the piezoelectric element 62.
Are formed with a plurality of concave curved lens surfaces having a uniform radius of curvature, and a lens central portion 65a is formed in a convex shape so that the vicinity of the central axis is higher than the peripheral surfaces of these lenses. In this surface shape, when the radius of curvature of the lens curved surface is R and the distance from the center axis to the center of the curved surface of the lens is r, the following relationship is set between R and r.
【００５６】２＜Ｒ／ｒ＜４ このことにより、図の実線及び一点鎖線、二点鎖線に示
すようにＢｅｓｓｅｌ型の分極重み付けを行った平板形
状の圧電素子６２から放射される超音波を、中心軸Ｏ
Ｏ′に集束して焦域の長い細い超音波ビームを出射する
ことができる。なお、Ｒ／ｒの値が例えば６のときには
ビーム幅が幅広な状態で近場から離れた場まで放射され
る。2 <R / r <4 As a result, the ultrasonic waves radiated from the Bessel-type polarization weighted plate-shaped piezoelectric element 62 as shown by the solid line, the one-dot chain line, and the two-dot chain line in FIG. Center axis O
It is possible to emit an ultrasonic beam having a long focal length and a narrow focus by focusing on O '. When the value of R / r is 6, for example, the beam is emitted from a near field to a far field with a wide beam width.
【００５７】なお、本発明は、以上述べた実施形態のみ
に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形実施可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the invention.
【００５８】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。[Appendix] According to the above-described embodiment of the present invention as described in detail above, the following configuration can be obtained.
【００５９】（１）前方又は後方にそれぞれ少なくとも
１つの実効的・仮想的円環状音源を形成する超音波探触
子において、音源部は、平板形状又は曲面形状の圧電素
子と、音速の異なるレンズ部材で形成した複数の音響レ
ンズと、を具備することを特徴とする超音波探触子。(1) In an ultrasonic probe that forms at least one effective / virtual annular sound source forward or rearward, a sound source section includes a piezoelectric element having a flat or curved shape and a lens having a different sound speed. An ultrasonic probe comprising: a plurality of acoustic lenses formed of members.
【００６０】（２）前記曲面形状の圧電素子の厚み寸法
は、音軸から周囲にいくにしたがって変化する付記１記
載の超音波探触子。(2) The ultrasonic probe according to appendix 1, wherein the thickness dimension of the piezoelectric element having the curved surface shape changes from the sound axis toward the periphery.
【００６１】（３）前記複数の音響レンズの１つを超音
波内視鏡を構成する先端キャップに形成した付記１又は
付記２記載の超音波探触子。(3) The ultrasonic probe according to appendix 1 or appendix 2, wherein one of the plurality of acoustic lenses is formed on a distal end cap constituting an ultrasonic endoscope.
【００６２】（４）前記圧電素子から放射された超音波
の出射端側を構成するレンズ表面に所望の曲率半径のレ
ンズ面を複数設け、このレンズ面の曲面を形成する曲率
半径（Ｒと記載）と、レンズ中心軸からレンズ面の曲面
を形成する中心までの距離（ｒと記載）との間に ２＜Ｒ／ｒ＜４ の関係を設定した付記１ないし付記３の１つに記載の超
音波探触子。(4) A plurality of lens surfaces having a desired radius of curvature are provided on the lens surface constituting the emission end side of the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric element, and the radius of curvature (referred to as R) forming the curved surface of the lens surface is provided. ) And a distance from the center axis of the lens to the center of the curved surface of the lens surface (described as r), wherein 2 <R / r <4 is set. Ultrasonic probe.
【００６３】（５）前記圧電素子に音軸の中心から周辺
にいくにしたがって分極強度を小さくする重み付けを行
った付記１ないし付記４の１つに記載の超音波探触子。(5) The ultrasonic probe according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein the piezoelectric element is weighted so as to decrease the polarization intensity from the center of the sound axis toward the periphery.
【００６４】[0064]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ビ
ーム幅が細く、焦域の長い遠方での感度低下を抑えたビ
ームを形成して、分解能を改善した超音波探触子を提供
することができる。As described above, according to the present invention, there is provided an ultrasonic probe having a narrow beam width and forming a beam with a reduced sensitivity in a distant place having a long focal range, thereby improving the resolution. can do.
【図１】図１及び図２は本発明の第１実施形態に係り、
図１は超音波探触子の概略構成を示す斜視図1 and 2 relate to a first embodiment of the present invention,
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe.
【図２】図１のＡ−Ａ面での断面図FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
【図３】図３及び図４は本発明の第２実施形態に係り、
図３は超音波探触子の他の構成を示す斜視図FIG. 3 and FIG. 4 relate to a second embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a perspective view showing another configuration of the ultrasonic probe.
【図４】図３のＢ−Ｂ面での断面図FIG. 4 is a sectional view taken along the plane BB in FIG. 3;
【図５】図５及び図６は本発明の第３実施形態に係り、
図５は超音波探触子の別の構成を示す斜視図FIG. 5 and FIG. 6 relate to a third embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a perspective view showing another configuration of the ultrasonic probe.
【図６】図５のＣ−Ｃ面での断面図FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the plane CC of FIG. 5;
【図７】図７及び図８は本発明の第４実施形態に係り、
図７は超音波探触子のまた他の構成を示す斜視図FIG. 7 and FIG. 8 relate to a fourth embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a perspective view showing another configuration of the ultrasonic probe.
【図８】図７のＤ−Ｄ面での断面図FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 7;
【図９】図９及び図１０は凸面音響レンズ付き振動子を
有する超音波内視鏡に係り、図９は仮想リング型レンズ
を配置した超音波探触子の概略構成を示す図9 and 10 relate to an ultrasonic endoscope having a vibrator with a convex acoustic lens, and FIG. 9 is a view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe in which a virtual ring lens is arranged.
【図１０】図９のＥ−Ｅ面での断面図FIG. 10 is a sectional view taken along the plane EE in FIG. 9;
【図１１】図１１及び図１２は凹面音響レンズ付き振動
子を有する超音波内視鏡に係り、図１１は仮想リング型
レンズを配置した超音波探触子の概略構成を示す図11 and 12 relate to an ultrasonic endoscope having a vibrator with a concave acoustic lens, and FIG. 11 is a view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe in which a virtual ring lens is arranged.
【図１２】図１１のＦ−Ｆ面での断面図FIG. 12 is a sectional view taken along the plane FF of FIG. 11;
【図１３】図１３及び図１４は凸面音響レンズを設けた
先端キャップを有する超音波内視鏡に係り、図１３は超
音波内視鏡の先端部の概略構成を示す説明図13 and 14 relate to an ultrasonic endoscope having a distal end cap provided with a convex acoustic lens, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion of the ultrasonic endoscope.
【図１４】超音波振動子部の構成を示す説明図FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration of an ultrasonic transducer unit.
【図１５】図１５及び図１６は凹面音響レンズを設けた
先端キャップを有する超音波内視鏡に係り、図１５は超
音波内視鏡の先端部の概略構成を示す説明図仮想リング
型レンズを配置した超音波探触子の概略構成を示す図15 and 16 relate to an ultrasonic endoscope having a distal end cap provided with a concave acoustic lens, and FIG. 15 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion of the ultrasonic endoscope. Diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic probe in which is arranged
【図１６】超音波振動子部の構成を示す説明図FIG. 16 is an explanatory diagram showing a configuration of an ultrasonic transducer unit.
【図１７】図１７及び図１８は仮想リング型音響レンズ
を設けた超音波探触子の構成に係り、図１７は凸型の仮
想リング型音響レンズを備えた超音波探触子の概略構成
を示す説明図17 and 18 relate to a configuration of an ultrasonic probe provided with a virtual ring type acoustic lens, and FIG. 17 is a schematic configuration of an ultrasonic probe provided with a convex virtual ring type acoustic lens. Explanatory diagram showing
【図１８】図１７のＨ−Ｈ面での断面図で、仮想リング
型音響レンズの曲率半径Ｒと圧電素子実効面中心軸から
レンズの曲面を形成する中心までの距離ｒとの関係を説
明する図18 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 17, illustrating the relationship between the radius of curvature R of the virtual ring type acoustic lens and the distance r from the center axis of the effective surface of the piezoelectric element to the center of the curved surface of the lens. Figure
【図１９】図１９及び図２０は仮想リング型音響レンズ
を設けた超音波探触子の構成に係り、図１９は凹型の仮
想リング型音響レンズを備えた超音波探触子の概略構成
を示す説明図19 and 20 relate to the configuration of an ultrasonic probe provided with a virtual ring type acoustic lens, and FIG. 19 shows the schematic configuration of an ultrasonic probe provided with a concave virtual ring type acoustic lens. Illustrated illustration
【図２０】図１９のＩ−Ｉ面での断面図で、仮想リング
型音響レンズの曲率半径Ｒと圧電素子実効面中心軸から
レンズの曲面を形成する中心までの距離ｒとの関係を説
明する図20 is a cross-sectional view taken along a plane II of FIG. 19, illustrating a relationship between a radius of curvature R of the virtual ring acoustic lens and a distance r from a central axis of the effective surface of the piezoelectric element to a center of the curved surface of the lens. Figure
１…超音波探触子 ２…圧電素子 ５ａ…第１音響レンズ ５ｂ…第２音響レンズ ＯＯ′…中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic probe 2 ... Piezoelectric element 5a ... 1st acoustic lens 5b ... 2nd acoustic lens OO '... Central axis
Claims (1)
の実効的・仮想的円環状音源を形成する超音波探触子に
おいて、 音源部は、平板形状又は曲面形状の圧電素子と、 音速の異なるレンズ部材で形成した複数の音響レンズ
と、 を具備することを特徴とする超音波探触子。1. An ultrasonic probe which forms at least one effective / virtual annular sound source forward or rearward, wherein a sound source section includes a flat or curved piezoelectric element and a lens member having a different sound speed. An ultrasonic probe, comprising: a plurality of acoustic lenses formed by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8898498A JPH11285496A (en) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP8898498A JPH11285496A (en) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Ultrasonic probe |
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