JPH11299779A

JPH11299779A - 超音波探触子及びその製造方法並びにその超音波探触子を用いた超音波診断装置

Info

Publication number: JPH11299779A
Application number: JP10106672A
Authority: JP
Inventors: Hidezo Sano; 野秀造佐; Shosaku Ishihara; 原昌作石; Masato Nakamura; 村真人中
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2018-04-16
Also published as: JP4118381B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アーチファクトの発生を少なくして、被検体
内部の断層像を高分解能に観察したり、電子走査で任意
箇所の３次元表示を可能とする超音波探触子を提供す
る。【解決手段】超音波探触子の振動子を、圧電材料の厚
み方向の上下両面に外部電極を、厚み内に所定間隔で複
数層の内部電極を有すると共に、互いに異なる二つの側
面において上記上面又は下面の外部電極と一つおきの内
部電極とを別系統の配線となるように接続してなる振動
子素子（２０）の複数個を直交する２方向に配列して２
次元配列振動子を構成し、上記振動子素子（２０）毎に
超音波の送受信を行うようにしたものである。これによ
り、アーチファクトの発生を少なくして、被検体内部の
断層像を高分解能に観察したり、電子走査で任意箇所の
３次元表示を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
被検体の診断部位を検査するのに用いる超音波探触子及
びその製造方法並びにその超音波探触子を用いた超音波
診断装置に関し、特に、アーチファクトの発生を少なく
して、被検体内部の断層像を高分解能に観察したり、電
子走査で任意箇所の３次元表示を可能とする超音波探触
子及びその製造方法並びにその超音波探触子を用いた超
音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアレイ形の超音波探触子は、図８
に示すように、圧電材料からなる振動子１の上下両面に
電極２及び３が形成されており、この振動子１及び電極
２，３は電子的に超音波を走査するように長軸方向ｙ−
ｙ’において短冊状に分割され１列状に配列されてい
る。そして、被検体側に位置する電極２はグランドに接
続され、その上面には１層ないし２層の音響整合層４が
設けられると共に、反対側の電極３には音響減衰層５が
設けられている。上記各電極２，３には、それぞれフレ
キシブルプリント板６，７のパターン８が半田付け９な
どにより接続されており、図示省略のコネクタを介して
本体としての超音波診断装置に接続される。なお、上記
音響整合層４の上面には、さらに音響レンズ１０が固定
されている。

【０００３】図８の構成の超音波探触子において、電子
的に超音波を走査して断層像を得る場合、上記短冊状に
分割された振動子１の複数の素子で集束超音波を形成
し、そのビームで送受波を繰り返しながら走査すること
により断層像を得るようになっている。しかし、上記振
動子１の複数の素子が並ぶ長軸方向ｙ−ｙ’では、使用
する素子数を適当に選ぶことにより焦点距離Ｌを振動子
１の近くから遠くまで任意に設定できるが、これと直交
する短軸方向ｘ−ｘ’では、上記音響レンズ１０による
焦点距離Ｌが一定であり、焦点深度に相当するＬ₁の範
囲では鮮明な断層像を得ることができるものの、これ以
外の領域では像が不鮮明になるという問題点があった。

【０００４】図９は上記のような問題点を解決するため
に提案されたもので、振動子１を長軸方向ｙ−ｙ’にお
いて分割するだけでなく、これと直交する短軸方向ｘ−
ｘ’においても分割し、平面内で２次元に分割してブロ
ック化したものである。この場合には、前記の音響レン
ズ１０を用いることなく短軸方向ｘ−ｘ’についても焦
点距離Ｌを振動子１の近くから遠くまで任意に設定でき
るため、焦点深度Ｌ₂を図８のときの焦点深度Ｌ₁に対し
てＬ₂≧Ｌ₁とすることが可能で、断層像全体について鮮
明な像が得られると期待される。このような超音波探触
子が、“1996IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM, pp1523-152
6（1996）”に掲載されている。

【０００５】しかし、図９に示すように振動子１を短軸
方向ｘ−ｘ’において分割していくと電気的なインピー
ダンスが高くなって、電源から効率的にエネルギが供給
されなくなる恐れがある。図１０はその状況を説明する
もので、振動子１の短軸方向ｘ−ｘ’の分割数ｎと素子
インピーダンスΩとの関係を定性的に示したグラフであ
る。振動子１を短軸方向ｘ−ｘ’に分割する前の素子イ
ンピーダンスをΩ₀とすると、 Ω∝ｎ・Ω₀ となり、素子インピーダンスΩは分割数ｎに比例して高
くなることが分かり、これに伴って振動子１の感度が劣
化すると予想される。

【０００６】そこで、上記のように振動子１を短軸方向
ｘ−ｘ’に分割しても素子インピーダンスΩが高くなら
ないように、図１１（ａ）に示す単層の振動子１を電源
１１で駆動する場合に対して、図１１（ｂ）に示すよう
に振動子１を複数層に積層化する方法が有効であると考
えられる。即ち、例えば、振動子１の厚み内に所定間隔
で複数の内部電極１２，１３を対向する両側面の一方側
に交互に寄せて配設し、一方の電極２と内部電極１３と
を配線１４で接続すると共に、他方の電極３と内部電極
１２とを配線１５で接続して３層に積層した場合、素子
インピーダンスΩは、図１１（ａ）に示す単層の振動子
１の場合の１／９に低減できると考えられる。

【０００７】図１２はその状況を説明するもので、振動
子１を複数層に積層化した素子積層数Ｎと素子インピー
ダンスΩとの関係を定性的に示したグラフである。単層
の振動子１の素子インピーダンスをΩ₁とすると、 Ω∝Ω₁／Ｎ² となり、素子インピーダンスΩは積層数Ｎの２乗に反比
例することが分かり、これにより振動子１の短軸方向ｘ
−ｘ’の分割によるインピーダンスの上昇を該振動子１
の積層化で抑えることが可能である。このような超音波
探触子が、“ULTRASONIC IMAGING 17, pp95-113（199
5）”に掲載されている。

【０００８】図１３は上記のように提案された超音波探
触子の概略構造を示す図であり、(ａ）は平面図の一部
であり、（ｂ）は正面図である。図１３（ｂ）におい
て、一方の電極２と内部電極１３とを配線１４で接続す
ると共に、他方の電極３と内部電極１２とを配線１５で
接続するのは、前述の図１１（ｂ）の場合と同様である
が、図１３（ａ）に示すように個々の振動子１の素子に
分割する境界部位にスルーホール１６を形成してその内
部に導電材料を充填し、図１３（ｂ）に示すように上記
スルーホール１６に対して隣接する素子と素子の上部電
極２と内部電極１３と内部電極１２’と下部電極３’と
をそれぞれ接続し、その後上記スルーホール１６の位置
で長軸方向ｙ−ｙ’の切断溝１７により切断すると共に
短軸方向ｘ−ｘ’の切断溝１８で各素子に分割したもの
である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１３のよう
に振動子を２次元に配列して構成された従来の超音波探
触子においては、各素子の横幅Ｗが例えば 3.45mm 、ス
ルーホール１６の径Ｄが例えば 0.2mm 、奥行きＢが例
えば 0.37mm 、高さＨが例えば 0.66mm とされており、
各素子の横幅Ｗが比較的大きいことから構造的に実現性
があるが、長軸方向ｙ−ｙ’と短軸方向ｘ−ｘ’の２方
向から超音波ビームの焦点位置を可変にして高画質の断
層像を得るためには、上記横幅Ｗも奥行きＢと同程度に
狭くする必要がある。そして、このように各素子の横幅
Ｗを狭くした場合には、該横幅Ｗがスルーホール１６の
径Ｄと略同等になり、電極２，３の面積が縮小して素子
インピーダンスが増大してしまうこととなる。したがっ
て、振動子１の感度が劣化することがある。また、前記
内部電極１２，１３の位置決めやスルーホール１６の形
成のばらつき等により、各素子の特性に不均一を生じる
ことがある。このことから、得られる超音波断層像にア
ーチファクトが発生することがある。

【００１０】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、アーチファクトの発生を少なくして、被検体内部
の断層像を高分解能に観察したり、電子走査で任意箇所
の３次元表示を可能とする超音波探触子及びその製造方
法並びにその超音波探触子を用いた超音波診断装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波探触子は、圧電材料の厚み方向
の上下両面に外部電極を、厚み内に所定間隔で複数層の
内部電極を有すると共に、互いに異なる二つの側面にお
いて上記上面又は下面の外部電極と一つおきの内部電極
とを別系統の配線となるように接続してなる振動子素子
の複数個を直交する２方向に配列して２次元配列振動子
を構成し、上記振動子素子毎に超音波の送受信を行うよ
うにしたものである。

【００１２】また、上記振動子の下面側には、上記２次
元に配列した個々の振動子素子に対応する位置に接点を
有する電極板を接続されている。

【００１３】さらに、上記振動子の下面側には、異方導
電性を有する音響減衰層を固定すると共に、この音響減
衰層の下面には、上記２次元に配列した個々の振動子素
子に対応する位置に接点を有する電極板を接続してもよ
い。

【００１４】さらにまた、上記振動子の下面側には、音
響減衰層を固定し、上記２次元に配列した各振動子素子
の一側面には、一方の外部電極と一つおきの内部電極と
を接続する配線が形成された電極板を設け、この電極板
を上記各振動子素子が１列に並ぶ列毎に並列に設けても
よい。

【００１５】また、上記の超音波探触子の製造方法は、
圧電材料の厚み内に所定間隔で複数の内部電極を横断状
に配設して複数層に積層化した振動子の上下両面に外部
電極を設けて積層振動子を形成し、この積層振動子を所
定の幅で短冊状に切断して切断素子を形成し、この各切
断素子の長手方向に沿った対向する両側面において上下
両面の外部電極と一つおきの内部電極とを別系統の配線
となるように接続し、その後上記各切断素子を所定の間
隔で整列固定してそれらの切断素子の長手方向と直交す
る方向にて所定間隔で切断することにより、平面内で２
次元に配列した振動子素子群を形成するものである。

【００１６】さらに、関連発明としての超音波診断装置
は、被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触子
から所定のビーム波形の超音波を送波させると共に該探
触子で受信した受波信号から所定の受波波形を形成しさ
らに受波信号を処理する超音波回路部と、この超音波回
路部の送波タイミング及び受波信号からの表示タイミン
グを制御する制御部と、超音波画像を表示する表示部と
を有する超音波診断装置において、上記探触子として、
上記各手段における超音波探触子を用いたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超
音波探触子の実施の形態を示す概略構成図である。この
超音波探触子は、超音波を利用して被検体の診断部位を
検査する超音波診断装置において実際に被検体内に超音
波を送信及び反射波を受信するもので、積層振動子２０
と、導電性を有する音響整合層２１と、導電膜を付加し
た絶縁シート２２と、導電性を有する音響減衰層２３
と、フレキシブルプリント板２４と、ベース２５とを有
して成る。

【００１８】上記積層振動子２０は、本発明の特徴とな
る部分で、図２に示すように、ジルコンチタン酸鉛系磁
器（ＰＺＴ）などの圧電材料２６の厚み方向の上下両面
に外部電極２７，２８を設け、この圧電材料２６の厚み
内に所定間隔で複数層の内部電極２９，３０を一方の側
面から他方の側面まで横断状に配設して例えば３層に積
層化すると共に、互いに異なる二つの側面において上面
又は下面の外部電極２７，２８と一つおきの内部電極２
９，３０とを別系統の配線となるように接続している。
そして、この積層振動子２０の複数個を直交する２方向
に配列して２次元配列振動子が構成されている。例え
ば、図１に示す短軸方向ｘ−ｘ’及び長軸方向ｙ−ｙ’
を含む平面内で２次元に配列した振動子素子群とされて
いる。なお、図１において、符号３１は上記圧電材料２
６を２次元に配列して振動子素子群とする長軸方向ｙ−
ｙ’の切断溝を示し、符号３２は短軸方向ｘ−ｘ’の切
断溝を示している。

【００１９】すなわち、図２において、上記圧電材料２
６の厚み内に配設された一の内部電極２９の一方側の端
面部に絶縁膜３３を形成すると共に、他の内部電極３０
の反対側の端面部にも絶縁膜３４を形成し、この状態で
上部の外部電極２７と他の内部電極３０の一方側の端面
部との間に導電膜３５を形成し、且つ下部の外部電極２
８と一の内部電極２９の反対側の端面部との間に導電膜
３６を形成してある。これにより、上記上部の外部電極
２７と導電膜３５と他の内部電極３０とを接続する一の
系統の配線と、下部の外部電極２８と導電膜３６と一の
内部電極２９とを接続する他の系統の配線とが構成され
る。この結果、上部の外部電極２７と一の内部電極２９
との間、一の内部電極２９と他の内部電極３０との間、
他の内部電極３０と下部の外部電極２８との間、にそれ
ぞれ極性の異なる外部電極が配置されたのと同等にな
り、３層に積層化された積層振動子２０となる。

【００２０】このような積層振動子２０の構成によれ
ば、内部電極２９，３０は一方の側面から他方の側面ま
で横断状に配設されているだけなので、従来のように所
定の長さで止めるという寸法精度は出さなくてよい。ま
た、絶縁膜３３，３４と導電膜３５，３６とで外部電極
２７，２８及び内部電極２９，３０を配線しているの
で、従来のようにスルーホールを用いずスルーホール径
による寸法の制約を受けることがない。

【００２１】図１に示す音響整合層２１は、上記圧電材
料２６の音響インピーダンスと被検体としての生体の音
響インピーダンスとの整合をとるもので、この実施形態
においては、導電材料を混入するなどして導電性を有す
るものとされている。

【００２２】絶縁シート２２は、上記のように構成され
た各積層振動子２０全体の上面を覆うもので、音響的に
低減衰の例えばポリイミド等でできており、この実施形
態においては、その下面側に銅などから成る導電膜３７
が付加されている。この結果、上記各積層振動子２０の
上部の外部電極２７は、導電性を有する音響整合層２１
を介して上記の導電膜３７に電気的に接続され、この導
電膜３７によりグランドに接続されている。なお、図１
において、符号３８は前記切断溝３１，３２内に充填さ
れた樹脂を示しており、この樹脂３８により各積層振動
子２０を接着すると共に、音響的に各素子間の信号のク
ロストークを低減している。

【００２３】音響減衰層２３は、上記各積層振動子２０
の背面から出る超音波が再び該積層振動子２０に戻って
こないように超音波を減衰させるもので、この実施形態
においては、導電材料を混入するなどして導電性を有す
るものとされている。

【００２４】また、フレキシブルプリント板２４は、上
記のように構成された各積層振動子２０の下面側にて図
示外の超音波診断装置本体に接続する電極板となるもの
で、上記２次元に配列された個々の振動子素子に対応す
る位置に例えばＢＧＡ（Ｂall Ｇrid Ａlley）と呼ばれ
る接点３９を有し、ケーブルを介して本体と接続するた
めのコネクタ（図示せず）が組み込まれた多層のプリン
ト板に形成されている。この結果、上記各積層振動子２
０の下部の外部電極２８は、導電性を有する音響減衰層
２３を介して上記のフレキシブルプリント板２４に電気
的に接続されている。

【００２５】さらに、ベース２５は、上記各積層振動子
２０の全体を固定すると共に、該各積層振動子２０の背
面から出る超音波が再び該積層振動子２０に戻ってこな
いように超音波を減衰させるもので、超音波の減衰の大
きい材料で構成されている。このような状態で、上記配
列した個々の振動子素子毎の積層振動子２０により超音
波の送受信を行うようにされている。なお、図１におい
ては、積層振動子２０の積層数は３層としたが、本発明
はこれに限らず、奇数層であるならば他の積層数であっ
てもよい。また、以上において、前記の音響減衰層２３
は必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。

【００２６】以上の構成において、図示外の超音波診断
装置本体からの信号により上記フレキシブルプリント板
２４を介して各積層振動子２０を駆動することにより該
積層振動子２０から超音波を発生させ、測定対象物たと
えば被検体内の診断部位から反射してきた超音波を上記
各積層振動子２０で受信し、この受信信号を超音波診断
装置本体で処理することにより超音波画像の表示を行
う。このとき、図１に示すように平面内で２次元に配列
した振動子素子群とした多数の積層振動子２０を、長軸
方向ｙ−ｙ’だけでなく短軸方向ｘ−ｘ’についても焦
点の範囲が広くなるように所定の関係で制御しながら駆
動することにより、被検体内の診断部位の近傍から深部
まで鮮明な断層像を得ることができる。また、上記多数
の積層振動子２０を２次元的に電子走査することによ
り、任意方向の複数のＢモード走査を行ったり、集束ビ
ームを全視野或いは部分的な視野内で走査を行うこと
で、リアルタイムの３次元画像を得ることが可能とな
る。

【００２７】図３は、本発明に係る超音波探触子の第二
の実施形態を示す概略構成図である。この実施形態は、
図１に示す各積層振動子２０の下面側に設けられた音響
減衰層２３の下面側に、異方導電性を有する第二の音響
減衰層４０を固定すると共に、この音響減衰層４０の下
面にフレキシブルプリント板２４を接続したものであ
る。上記第二の音響減衰層４０は、前記音響減衰層２３
と同様に上記各積層振動子２０の背面から出る超音波が
再び該積層振動子２０に戻ってこないように超音波を更
に減衰させるもので、超音波の減衰特性と共に電気的異
方性を有する材料から成る。これにより、上記各積層振
動子２０とフレキシブルプリント板２４との間におい
て、戻ってくる超音波をよく減衰させることができると
共に、フレキシブルプリント板２４を介して図示外の超
音波診断装置本体から送られる信号を各積層振動子２０
によく伝送することができる。なお、この実施形態にお
いても、上記音響減衰層２３は必ずしも必要ではなく、
省略することも可能である。

【００２８】図４は、本発明に係る超音波探触子の第三
の実施形態を示す概略構成図である。この実施形態は、
図１に示すフレキシブルプリント板２４を設ける代わり
に、各積層振動子２０の下面側に、音響減衰層２３を固
定し、上記２次元に配列された各積層振動子２０の一側
面には、例えば下部の外部電極２８と一つおきの内部電
極２９とを接続する配線（導電膜３６）が形成された電
極板４１を設け、この電極板４１を上記各積層振動子２
０が１列に並ぶ列毎に並列に設けたものである。なお、
上記電極板４１は、図２に示す積層振動子２０の一側面
に設けられた導電膜３６に接続されるフレキシブルプリ
ント板に構成されている。また、この実施形態において
も、上記音響減衰層２３は必ずしも必要ではなく、省略
することも可能である。

【００２９】図５は、上記のように構成された超音波探
触子の製造方法を説明するための工程図である。まず、
図５（ａ）に示すように、上部の外部電極２７と第一の
圧電材料２６ａと一の内部電極２９と第二の圧電材料２
６ｂと他の内部電極３０と第三の圧電材料２６ｃと下部
の外部電極２８とを上下に層状に積層し、この状態で積
層一体焼結する。これにより、ある広がりを有する３層
の圧電材料２６ａ，２６ｂ，２６ｃを含む積層体が形成
される。

【００３０】次に、上記のように積層一体焼結した積層
振動子の材料を、図５（ｂ）に示すように、図１に示す
短軸方向ｘ−ｘ’において所定の幅Ｗで切断分離して短
冊状の切断素子４２を形成する。したがって、図５
（ａ）に示す積層一体焼結した材料からは、図５(ｂ）
に示す短冊状の切断素子４２が複数本形成される。

【００３１】次に、上記のように形成された短冊状の切
断素子４２に対して、図５（ｃ）に示すように、該切断
素子４２の長手方向の対向する両側面において、一の内
部電極２９の一方側の端面部に所定幅の絶縁膜３３を、
他の内部電極３０の反対側の端面部に所定幅の絶縁膜３
４をそれぞれ形成する。したがって、上記一の内部電極
２９の一方側の端面部及び他の内部電極３０の反対側の
端面部は、それぞれ絶縁加工されたこととなる。

【００３２】次に、上記のように絶縁加工された切断素
子４２’に対して、さらに図５（ｄ）に示すように、上
記絶縁膜３３が形成された側面において上部の外部電極
２７と他の内部電極３０の一方側の端面部とを接続する
ように導電膜３５を形成し、他の絶縁膜３４が形成され
た側面において下部の外部電極２８と一の内部電極２９
の反対側の端面部とを接続するように導電膜３６を形成
する。これにより、各切断素子４２’の長手方向に沿っ
た対向する両側面において上下両面の外部電極２７，２
８と一つおきの内部電極２９，３０とが別系統の配線と
なるように接続される。

【００３３】次に、上記のように配線加工された切断素
子４２”を、図５（ｅ）に示すように、所定の間隔Ｓで
所定個数だけ整列し、その間隔Ｓによる隙間４３に接着
剤４４を充填して固定した後、上記切断素子４２”の長
手方向と直交する方向にて素子幅Ｂとなるように所定間
隔で切断する。そして、この長手方向と直交する方向で
の切断後にその部分の隙間４５に、上記と同様に接着剤
４４を充填して固定する。これにより、図１に示すよう
に、積層振動子２０を、短軸方向ｘ−ｘ’及び長軸方向
ｙ−ｙ’を含む平面内で２次元に配列した振動子素子群
が形成される。

【００３４】このように、積層振動子２０を２次元に配
列した振動子素子群を製造した後、図１に示す導電性を
有する音響整合層２１と、導電膜３７を付加した絶縁シ
ート２２と、導電性を有する音響減衰層２３と、フレキ
シブルプリント板２４と、ベース２５とを形成する工程
を順次進め、最終的に超音波探触子を製造する。なお、
図５においては、積層振動子２０の積層数は３層とした
が、本発明はこれに限らず、奇数層であるならば他の積
層数であってもよい。また、上記の説明では、振動子の
部分のみを短軸方向ｘ−ｘ’及び長軸方向ｙ−ｙ’に切
断するものとしたが、振動子となる部分に図１に示す音
響整合層２１及び音響減衰層２３を接着固定してから切
断し、２次元に分割してもよい。

【００３５】図６は、上記超音波探触子の関連発明とし
ての超音波診断装置を示すブロック図である。この超音
波診断装置は、超音波を利用して被検体内の診断部位の
超音波画像を得て診断に役立てるもので、被検体に超音
波を送受信する探触子５０と、この探触子５０から所定
のビーム波形の超音波を送波させると共に該探触子５０
で受信した受波信号から所定の受波波形を形成しさらに
受波信号を処理する超音波回路部５１と、この超音波回
路部５１の送波タイミング及び受波信号からの表示タイ
ミングを制御する制御部５２と、超音波画像を表示する
表示部５３とを有している。なお、上記超音波回路部５
１は、探触子５０から所定のビーム波形の超音波を送波
させる送波整相部５４と、該探触子５０で受信した受波
信号から所定の受波波形を形成する受波整相部５５と、
この受波整相部５５からの受波信号を高Ｓ／Ｎに取り込
む信号処理部５６とから成る。そして、上記探触子５０
としては、前述の図１又は図３、図４に示すように構成
された超音波探触子を用いている。

【００３６】図７は、本発明にかかる超音波探触子及び
超音波診断装置を用いて３次元画像を得る状態を示す説
明図である。図７（ａ）に示すように、探触子５０を構
成する複数個の積層振動子２０のうち任意の素子を選択
することにより、被検体内の診断部位５７に対し扇状の
超音波ビームを符号５８ａ，５８ｂに示すように或る軸
を中心に回転させるように走査して、上記診断部位５７
の複数方向の断層像を得てこれから３次元画像を構成す
る。また、図７（ｂ）に示すように、上記複数個の積層
振動子２０のうち任意の素子を選択することにより、被
検体内の診断部位５７に対し扇状の超音波ビームを符号
５９ａ，５９ｂ，５９ｃに示すように振り子状に振るよ
うに走査して、上記診断部位５７の複数方向の断層像を
得てこれから３次元画像を構成する。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
本発明に係る超音波探触子によれば、複数の内部電極を
従来のように所定の長さで止めるという寸法精度は出さ
なくてよい。また、上面又は下面の外部電極と一つおき
の内部電極とを別系統の配線となるように接続するの
に、従来のようなスルーホールを用いることがないの
で、スルーホール径による寸法の制約を受けることがな
い。したがって、複数層に積層化すると共に直交する２
方向に配列して２次元配列振動子を構成する複数個の振
動子素子の各素子間の特性ばらつきを排除することがで
きる。このことから、アーチファクトの発生を少なくし
て、被検体内部の断層像を高分解能に観察したり、電子
走査で任意箇所の３次元表示を可能とすることができ
る。これにより、超音波画像による診断の質を従来より
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波探触子の実施の形態を示す
概略構成図である。

【図２】上記超音波探触子の積層振動子の構造を示す拡
大斜視図である。

【図３】本発明に係る超音波探触子の第二の実施形態を
示す概略構成図である。

【図４】本発明に係る超音波探触子の第三の実施形態を
示す概略構成図である。

【図５】上記のように構成された超音波探触子の製造方
法を説明するための工程図である。

【図６】上記超音波探触子の関連発明としての超音波診
断装置を示すブロック図である。

【図７】本発明にかかる超音波探触子及び超音波診断装
置を用いて３次元画像を得る状態を示す説明図である。

【図８】従来のアレイ形の超音波探触子の構造を示す概
略構成図である。

【図９】従来において振動子を平面内で２次元に分割し
てブロック化したものを有する超音波探触子の構造を示
す概略構成図である。

【図１０】振動子を短軸方向に分割したときの素子イン
ピーダンスの変化を示すグラフである。

【図１１】振動子を単層に形成した場合と、複数層に積
層化した場合とを示す説明図である。

【図１２】複数層に積層化した素子積層数と素子インピ
ーダンスの変化を示すグラフである。

【図１３】複数層に積層化した振動子を２次元に分割し
て構成された従来の超音波探触子の構造を示す概略構成
図である。

【符号の説明】

２０…積層振動子２１…導電性を有する音響整合層２２…絶縁シート２３…導電性を有する音響減衰層２４，４１…フレキシブルプリント板２５…ベース２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…圧電材料２７，２８…外部電極２９，３０…内部電極３３，３４…絶縁膜３５，３６…導電膜３７…絶縁シートの導電膜３９…接点４０…異方導電性を有する第二の音響減衰層４２，４２’，４２”…切断素子５０…探触子５１…超音波回路部５２…制御部５３…表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電材料の厚み方向の上下両面に外部電
極を、厚み内に所定間隔で複数層の内部電極を有すると
共に、互いに異なる二つの側面において上記上面又は下
面の外部電極と一つおきの内部電極とを別系統の配線と
なるように接続してなる振動子素子の複数個を直交する
２方向に配列して２次元配列振動子を構成し、上記振動
子素子毎に超音波の送受信を行うようにしたことを特徴
とする超音波探触子。
【請求項２】上記振動子の下面側には、上記２次元に
配列した個々の振動子素子に対応する位置に接点を有す
る電極板を接続したことを特徴とする請求項１記載の超
音波探触子。
【請求項３】上記振動子の下面側には、異方導電性を
有する音響減衰層を固定すると共に、この音響減衰層の
下面には、上記２次元に配列した個々の振動子素子に対
応する位置に接点を有する電極板を接続したことを特徴
とする請求項１記載の超音波探触子。
【請求項４】上記振動子の下面側には、音響減衰層を
固定し、上記２次元に配列した各振動子素子の一側面に
は、一方の外部電極と一つおきの内部電極とを接続する
配線が形成された電極板を設け、この電極板を上記各振
動子素子が１列に並ぶ列毎に並列に設けたことを特徴と
する請求項１記載の超音波探触子。
【請求項５】圧電材料の厚み内に所定間隔で複数の内
部電極を横断状に配設して複数層に積層化した振動子の
上下両面に外部電極を設けて積層振動子を形成し、この
積層振動子を所定の幅で短冊状に切断して切断素子を形
成し、この各切断素子の長手方向に沿った対向する両側
面において上下両面の外部電極と一つおきの内部電極と
を別系統の配線となるように接続し、その後上記各切断
素子を所定の間隔で整列固定してそれらの切断素子の長
手方向と直交する方向にて所定間隔で切断することによ
り、平面内で２次元に配列した振動子素子群を形成する
ことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
【請求項６】被検体に超音波を送受信する探触子と、
この探触子から所定のビーム波形の超音波を送波させる
と共に該探触子で受信した受波信号から所定の受波波形
を形成しさらに受波信号を処理する超音波回路部と、こ
の超音波回路部の送波タイミング及び受波信号からの表
示タイミングを制御する制御部と、超音波画像を表示す
る表示部とを有する超音波診断装置において、上記探触
子として、請求項１〜４のいずれかに記載の超音波探触
子を用いたことを特徴とする超音波診断装置。