超声波探头的层叠结构体、超声波探头和超声波装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种根据获取超声波图像的部位、超声波图像的观察对象和观察目的等而能够实现更适当的音响特性的超声波探头的层叠结构体。超声波探头的层叠结构体(2)具有：压电层(4)，其对被检体放射超声波；以及背面层(5)，其设置于所述压电层(4)中的与所述被检体侧相反侧的面，具有相对于所述压电层(4)的音响阻抗为‑20％～+20％的范围的差的音响阻抗。在构成所述背面层(5)的材料中包含压电材料或黄铜。在背面层(5)中的与压电层(4)相反侧的面设置有背衬层(6)。

【技术实现步骤摘要】
超声波探头的层叠结构体、超声波探头和超声波装置
本专利技术涉及超声波探头的层叠结构体、超声波探头和具有超声波探头的超声波装置。
技术介绍
以往有一种超声波探头，其具有压电层、音响整合层和背衬层。音响整合层设置于压电层中的向被检体的超声波的放射面侧，获取与被检体的音响阻抗整合。另外，背衬层设置于超声波换能器中的与被检体相反侧的背面侧，吸收不需要的背面回声，高效地将超声波发送至被检体方面。在该结构中，由压电陶瓷等压电材料构成的压电层被具有比压电材料低的音响阻抗的材料夹持，因此激励出两面成为开放端的1/2波长共振。另一方面，还有一种超声波探头，其具有去匹配结构，代替背衬层而在背面侧设置音响阻抗比压电层高的去匹配(dematching)层，从而将在背面侧热消费的超声波排除而提高超声波的发送效率(例如参照专利文献1)。在该结构中，压电层的背面通过高音响阻抗的去匹配层成为固定端，激励出1/4波长共振。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第6,685,647号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在去匹配结构中，基于背衬层的热吸收机构消失，超声波仅在音响整合所获取的被检体方向上放射。因此，与不具有去匹配层的上述1/2波长共振的背衬结构相比，改善发送效率，大幅改善超声波的脉冲发送中的灵敏度和特定带宽。但是，在去匹配结构中，改善特定带宽，但另一方面脉冲回声的环路增益示出平坦的频率响应，与上述背衬结构相比，实时波形的收敛性劣化。这样，在特定带宽的改善和实时波形的收敛性之间存在权衡的关系，因此特别是为了提高B模式图像等中的距离分解能，要求频率带宽和脉冲收敛性的适当的选择。另外，在上述背衬结构中，激励出1/2波长共振，因此压电层的厚度成为所发送的超声波的波长的大致1/2的厚度。另一方面，在去匹配结构中，激励出1/4波长共振，因此压电层的厚度成为所发送的超声波的波长的大致1/4的厚度。因此，当发送相同频率的超声波时，去匹配结构中的压电层的厚度比背衬结构中的压电层的厚度薄。这里，在压电层由压电单晶材料构成的情况下，压电层越薄，即使施加到压电层也不会引起负极性的最大电压(极限电压)越低。因此，在这样由电压可靠性存在限制的压电单晶材料构成压电层的情况下，去匹配结构中的极限电压与不具有去匹配层的背衬结构中的压电层的极限电压相比成为一半的电压。因此，从具有去匹配结构的超声波探头发送的超声波脉冲的音压比从不具有去匹配层的结构的超声波探头发送的超声波脉冲的音压低。这样，在具有去匹配结构的超声波探头和不具有去匹配层的结构的超声波探头中，在音响特性方面存在一长一短。因此，期望根据获取超声波图像的部位、超声波图像的观察对象和观察目的等而能够实现更适当的音响特性。用于解决课题的手段为了解决上述的课题而完成的一个观点的专利技术是超声波探头的层叠结构体，其具有：压电层，其对被检体放射超声波；以及背面层，其设置于所述压电层中的与所述被检体侧相反侧的面，具有相对于所述压电层的音响阻抗为-20％～+20％的范围的差的音响阻抗。相对于所述压电层的音响阻抗具有-20％～+20％的范围的差的音响阻抗是构成公知的背衬层的材料的音响阻抗与构成公知的去匹配结构中的去匹配层的材料的音响阻抗之间的音响阻抗，并且是与压电层4的音响阻抗比较接近的音响阻抗。比较接近是指与构成背衬层的材料的音响阻抗和构成去匹配层的材料的音响阻抗相比接近构成压电层的材料的音响阻抗。有益效果根据上述一个观点的专利技术，通过具有背面层，该背面层具有相对于所述压电层的音响阻抗为-20％～+20％的范围的差的音响阻抗，特别是关于特定带宽、脉冲收敛性和音压，根据获取超声波图像的部位、超声波图像的观察对象和观察目的等，能够实现更适当的音响特性。另外，若采用在所述背面层中的与所述压电层相反侧设置背衬层的结构且未设置以往的去匹配层的结构，则在所述压电层中未激励出1/4波长共振。因此，能够使压电层的厚度比大致1/4波长厚，因此能够降低由压电单晶材料构成压电层的情况下的负极性风险。附图说明图1是示出实施方式的超声波诊断装置的一例的框图。图2是示出实施方式的超声波探头中的层叠结构体的一例的图。图3是示出实施方式的超声波探头中的层叠结构体的一例的图。图4是对压电层和背面层的厚度进行说明的图。图5是示出超声波脉冲回声的环路增益的频率特性的图。图6是示出超声波脉冲回声的实时波形的收敛性的图。图7是示出不会引起由压电单晶材料构成的压电层的负极性的最大电场发送的超声波脉冲的音压的频率特性的图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。图1所示的超声波诊断装置100是本专利技术的超声波装置的实施方式的一例，出于诊断等的目的而显示被检体的超声波图像。超声波诊断装置100具有超声波探头1和与该超声波探头1连接的装置主体101。所述装置主体101具有：发送电路102、接收电路103、控制电路104、显示器件105、输入器件106、存储电路107。超声波诊断装置1具有作为计算机(computer)的构成。发送电路102对超声波探头1的超声波的发送进行控制。具体而言，发送电路102根据来自控制电路104的控制信号而使超声波探头1驱动，发送具有规定的发送参数(parameter)的所述各种超声波脉冲。接收电路103对从超声波探头1发送至被检体且在被检体内反射而被超声波探头1接受的超声波的回声信号进行整相加算处理等信号处理。接收电路103根据来自控制电路104的控制信号而进行信号处理。发送电路102和接收电路103可以由硬件构成。不过，超声波诊断装置100也可以代替这样作为硬件的发送电路102和接收电路103而将发送电路102和接收电路103的功能通过软件实现。即，控制电路104可以读出存储于存储电路107的程序而执行上述的发送电路102和接收电路103的功能。控制电路104对超声波诊断装置的各部进行控制而进行各种信号处理或图像处理等。例如控制电路104对从接收电路103输出的回声数据进行用于制作超声波图像的处理。用于制作超声波图像的处理例如是进行对数压缩处理、包络线检波处理等B模式处理而制作B模式数据的处理。另外，控制电路104将B模式数据等原始数据(rawdata)通过扫描转换器(ScanConverter)进行扫描转换而制作超声波图像数据，将根据该超声波图像数据的超声波图像显示在显示器件105。控制电路104例如可以包含一个或多个处理器。任意选择，控制电路104可以包含中央控制器电路(CPU)、一个或多个微处理器、图形控制器电路(GPU)、或能够按照特定的理论命令而处理输入数据的其他任意的电子部件。控制电路104能够读取保存在存储电路107的程序而执行命令。这里的存储电路107是后述的有形的非临时的计算机可读介质。显示器件105是LCD(LiquidCrystalDisplay)或有机EL(Electro-Lumi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波探头的层叠结构体，其具有：压电层，其对被检体放射超声波；以及/n背面层，其设置于所述压电层中的与所述被检体侧相反侧的面，具有相对于所述压电层的音响阻抗为-20％～+20％的范围的差的音响阻抗。/n

【技术特征摘要】
20181226 JP 2018-2420151.一种超声波探头的层叠结构体，其具有：压电层，其对被检体放射超声波；以及
背面层，其设置于所述压电层中的与所述被检体侧相反侧的面，具有相对于所述压电层的音响阻抗为-20％～+20％的范围的差的音响阻抗。


2.如权利要求1所述的超声波探头的层叠结构体，其中，在构成所述背面层的材料中包含压电材料或黄铜。


3.如权利要求1或2所述的超声波探头的层叠结构体，其中，在构成所述压电层的材料中包含压电单晶材料。


4.如权利要求1～3中任一项所述的超声波探头的层叠结构体，其中，具有设...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶野洋，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US