JP2000214144A - Two-dimensional array ultrasonic probe - Google Patents
Two-dimensional array ultrasonic probeInfo
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、超音波探触子に係
わり、特に振動子素子が2次元マトリックス状(碁盤目
状)に配列された超音波探触子において、製作時の信号
線の配列パターンの選択を容易にし、製造コストが低
く、かつ検出信号特性のよい超音波探触子に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly to an ultrasonic probe in which transducer elements are arranged in a two-dimensional matrix (in a grid pattern). The present invention relates to an ultrasonic probe that facilitates selection of an array pattern, has low manufacturing costs, and has good detection signal characteristics.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の2次元マトリックス配列の超音波
探触子として次のものがある。 1)被検体に対して超音波を発信し、被検体からの反射
波を受信する超音波探触子を2次元マトリックス状に配
列し、この配列された各振動素子に対し、信号線が配線
されたFPC(Flexible Pattern Circuit)を準備
し、FPC内の各信号線の一端を対応する振動子の裏面
電極に接続し、各信号線の他端をケーブル等に接続して
信号の送受信を行う構成のもの。2. Description of the Related Art Conventional ultrasonic probes having a two-dimensional matrix arrangement include the following. 1) An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave to a subject and receiving a reflected wave from the subject is arranged in a two-dimensional matrix, and a signal line is wired to each of the arranged vibrating elements. A flexible pattern circuit (FPC) is prepared, one end of each signal line in the FPC is connected to the back electrode of the corresponding vibrator, and the other end of each signal line is connected to a cable or the like to transmit and receive signals. Configuration thing.
【0003】2)前記2次元マトリックス状超音波振動
素子に対応して、音響吸音材内に針状の信号線を2次元
的に配列して、各信号線の先端に対応する振動子の電極
を接続し、各信号線の先端に対応する振動子電極を接続
し、他方の先端にFPCまたはケーブルを接続して信号
を取り出す構成のもの。2) Needle-like signal lines are two-dimensionally arranged in an acoustic sound absorbing material corresponding to the two-dimensional matrix ultrasonic vibrating element, and electrodes of a vibrator corresponding to the tip of each signal line. , The corresponding transducer electrode is connected to the end of each signal line, and an FPC or cable is connected to the other end to extract a signal.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】記従来技術の1)にお
いては、振動子の下にあるFPCの層が音響特性を劣化
させる問題があった。また、振動子の数が多い探触子に
おいては、接続される配線の数が多いため配線の引き回
しが困難という問題があった。引き回しの多さを積層パ
ターン構造で回避するなどの方法があるが音響特性を劣
化させるという問題があった。また、従来技術の2)に
おいては、信号線を音響吸音材に突き刺すときに、曲が
らないように太い線を使用するため、小型化が困難であ
るという問題点があった。In the prior art 1), there is a problem that the FPC layer below the vibrator deteriorates the acoustic characteristics. Further, in a probe having a large number of transducers, there is a problem that it is difficult to route the wires because the number of wires to be connected is large. Although there is a method of avoiding a large amount of routing with a laminated pattern structure, there is a problem that the acoustic characteristics are deteriorated. Also, in 2) of the prior art, there is a problem that it is difficult to reduce the size because a thick line is used so as not to bend when the signal line is pierced into the acoustic sound absorbing material.
【0005】本発明は、上記問題を解決し、音響特性を
劣化させず、配線を容易にすることを目的とする。[0005] It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to facilitate wiring without deteriorating acoustic characteristics.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の発明は以下の通りである。 (1)2次元マトリックス状に配列された振動子素子を
有する超音波探触子において、前記振動子素子へ接続し
て信号を送受信する電気回路を、ベースフィルム状に前
記振動子素子に対応する間隔を持って1次元状に配列さ
れた信号線によって構成すると共に、前記信号線の振動
子素子への接続端のベースフィルム部分に、音響吸音材
をサンドイッチ状に接着配置したことを特徴とする2次
元配列型超音波探触子。 (2)上記(1)記載の超音波探触子において、ベース
フィルム上に1次元状に配列された信号線の一部が間引
きして構成されていることを特徴とする2次元配列型超
音波探触子。The invention of the present application to achieve the above object is as follows. (1) In an ultrasonic probe having transducer elements arranged in a two-dimensional matrix, an electric circuit connected to the transducer element for transmitting and receiving signals corresponds to the transducer element in a base film shape. It is characterized by being constituted by signal lines arranged one-dimensionally with an interval, and an acoustic sound absorbing material is bonded and arranged in a sandwich shape on a base film portion of a connection end of the signal line to the vibrator element. Two-dimensional array type ultrasonic probe. (2) In the ultrasonic probe according to the above (1), a part of signal lines arranged one-dimensionally on a base film is thinned out to form a two-dimensional array type ultrasonic probe. Sonic probe.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】図2において、1は2次元マトリ
ックス状(碁盤目状)に配置された超音波振動子素子1
1より成る振動子であり、超音波信号を個々の素子から
送受信することにより3次元的な情報を得ることができ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an ultrasonic vibrator element 1 arranged in a two-dimensional matrix (a grid pattern).
The transducer is composed of a single element, and can transmit and receive ultrasonic signals from individual elements to obtain three-dimensional information.
【0008】図3において、2はポリイミドなどの材料
から成るベースフィルム(または単にフィルム)21に
信号線22a,22b,22cを等間隔で平行に取り付
けたFPCである。ここで、ベースフィルム21の厚さ
は12.5μm程度であり、信号線22a、22b、2
2cの厚さは10μm程度である。In FIG. 3, reference numeral 2 denotes an FPC in which signal lines 22a, 22b and 22c are attached in parallel to a base film (or simply a film) 21 made of a material such as polyimide at equal intervals. Here, the thickness of the base film 21 is about 12.5 μm, and the signal lines 22a, 22b, 2
The thickness of 2c is about 10 μm.
【0009】図4は、音響吸音材3a,3b,3c,3
dの間にFPC2a,2b,2cを挟んで、接着剤でそ
れらを互いに接着する状況を示す。接着されたFPCと
音響吸音材の振動子を接続する面は、接着時のズレなど
により起伏ができている場合は、研磨により表面を平ら
にすることにより、振動子接続時の振動子の破壊等が低
減される。露出している信号線には、振動子をハンダ付
けや導電性接着剤で接続する。この際、露出している信
号線にメタルパッドを形成すると、接続の信頼性が向上
する。FIG. 4 shows the sound absorbing materials 3a, 3b, 3c, 3
This shows a situation in which the FPCs 2a, 2b, and 2c are sandwiched between them, and they are bonded to each other with an adhesive. If the surface connecting the bonded FPC and the vibrator of the acoustic sound absorbing material is uneven due to misalignment during bonding, the surface is flattened by polishing to destroy the vibrator when connecting the vibrator. Etc. are reduced. The vibrator is connected to the exposed signal lines by soldering or a conductive adhesive. At this time, if a metal pad is formed on the exposed signal line, the reliability of the connection is improved.
【0010】図5は、図4の要領でFPCと音響吸音材
を接着したものの上面図であり、信号線22a,22
b,22cの接続部の並びが振動子の配列パターンと同
一ピッチになっている。また、FPCと交互に備え付け
られた音響吸音材3a,3b,3c,3dが、振動子の
下面全域にわたり備えられているので、生体(被検体)
と逆方向に放射される超音波を減衰させることができる
と同時に、振動子の振動を止める効果があることによ
り、超音波ビーム(信号)の波形の尾引きを低減するた
め、特性の良い超音波ビームを放射することができる。FIG. 5 is a top view of the FPC and the acoustic sound absorbing material adhered in the manner of FIG. 4, and shows signal lines 22a and 22a.
The arrangement of the connection portions b and 22c has the same pitch as the arrangement pattern of the transducers. In addition, since the acoustic sound absorbing materials 3a, 3b, 3c, and 3d provided alternately with the FPC are provided over the entire lower surface of the vibrator, a living body (subject) is provided.
Ultrasonic waves radiated in the opposite direction can be attenuated, and at the same time, have the effect of stopping the vibration of the vibrator, thereby reducing the tailing of the ultrasonic beam (signal) waveform. A sound beam can be emitted.
【0011】2次元配列型探触子の振動素子は16×1
6ヶの場合は256チャンネル、32×32ヶの場合は
1024チャンネルとなり、膨大な数のチャンネルとな
ることから、チャンネルの間引きを行う。間引きを行う
場合、本発明においては異なる信号線配置パターンを有
するFPCを組み合わせることにより行う。以下これを
説明する。The vibration element of the two-dimensional array type probe is 16 × 1
Since there are 256 channels in the case of 6 channels and 1024 channels in the case of 32 × 32 channels, which is an enormous number of channels, the channels are thinned out. In the present invention, the thinning is performed by combining FPCs having different signal line arrangement patterns. This will be described below.
【0012】図6は信号線を間引きしたFPCを示す。
図6−(a)は、図3に示したFPCにおける中央の信
号線22bを間引きしたFPC(2d)であり、図6−
(b)は、図2に示したFPCにおける左右両側の信号
線22a,22cを間引きし、中央の22bのみを残し
た形式のFPC(2e)を示す。FIG. 6 shows an FPC in which signal lines are thinned out.
FIG. 6A shows an FPC (2d) obtained by thinning out the central signal line 22b in the FPC shown in FIG.
2B shows an FPC (2e) in which the signal lines 22a and 22c on both the left and right sides in the FPC shown in FIG. 2 are thinned out and only the center 22b is left.
【0013】図7は、図6に示した間引きFPCである
2dを2枚、2eを1枚使って音響吸音材3a、3b、
3c、3dの間に挟んで接着することにより、間引き信
号線パターンを有するFPCと音響吸音材の結合体を作
る要領を示す。この場合の作業工程は、図4に示した信
号線間引きのない場合と同じであり、振動子素子の配列
パターンの変更による作業工程の変更がないため、さま
ざまな素子構成の製作が容易にできる。FPCの信号線
を間引いたパターンを組み合わせることにより、例えば
フレネルリング状の2次元配列振動子パターンを形成す
ることもできる。FIG. 7 shows the sound absorbing materials 3a, 3b, 2d, 2d, and 2e, which are the thinned FPCs shown in FIG.
A method for producing a combined body of an FPC having a thinned signal line pattern and an acoustic sound absorbing material by being sandwiched and bonded between 3c and 3d will be described. The working process in this case is the same as that in the case where there is no signal line thinning shown in FIG. 4, and since there is no change in the working process due to the change in the arrangement pattern of the vibrator elements, various element configurations can be easily manufactured. . By combining patterns obtained by thinning out signal lines of the FPC, for example, a two-dimensional array vibrator pattern in a Fresnel ring shape can be formed.
【0014】図8は、図7に示した音響吸音材とFPC
とを接着したものの、振動子電極との接続面とを示す図
である。図1は、以上述べた本発明に係わる製作工程を
経て造られた2次元配列型超音波探触子の構成を示す。
音響レンズ5は、超音波ビームを収束させるためには、
上面が丸みを帯びているものを用い、収束させずに用い
るときは、図のように上面が平らなものを用いる。音響
レンズは無くてもよい。音響整合層4は、振動子からの
超音波を生体(被検体)に効率よく伝える働きを持つ。
グランド線8は、個々の振動子のグランド電極に接続さ
れ、それらはケーブルのグランド線に接続される。FIG. 8 shows the acoustic sound absorbing material and the FPC shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a connection surface with a transducer electrode after bonding the elements. FIG. 1 shows a configuration of a two-dimensional array type ultrasonic probe manufactured through the manufacturing process according to the present invention described above.
In order to converge the ultrasonic beam, the acoustic lens 5
If the top surface is rounded and used without convergence, use a flat top surface as shown in the figure. There may be no acoustic lens. The acoustic matching layer 4 has a function of efficiently transmitting ultrasonic waves from the transducer to a living body (subject).
The ground lines 8 are connected to the ground electrodes of the individual transducers, which are connected to the ground lines of the cable.
【0015】図9は、FPC2とケーブル7との接続例
を示す。これはFPC端部の信号線22がむき出しにな
っており、そこにちょうど噛み合うコネクタ6をケーブ
ル7の先端に設け、そのコネクタを噛み合わせることで
ケーブルと接続する。また、FPCの端部に信号線を接
続したコネクタを設け、超音波診断装置本体に接続され
ているケーブルのコネクタと接続する手段でも良い。FIG. 9 shows a connection example between the FPC 2 and the cable 7. In this case, the signal line 22 at the end of the FPC is exposed, and a connector 6 that just meshes with the signal line 22 is provided at the end of the cable 7 and the connector is engaged with the cable. Alternatively, a means for providing a connector to which a signal line is connected at the end of the FPC and connecting to a connector of a cable connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body may be used.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、2次元配列型超音波探
触子の信号線パターンの配線を容易にし、低コスト化が
はかれると共に、良好な検出特性を得ることができる。
また、2次元配列型探触子では振動子の素子数が膨大な
ため、素子の間引きが行われるが、本発明によればFP
Cの信号線パターンの組合せにより素子を間引くことが
可能で、製作工程の変更がなく行うことができるので、
実現を容易にし工数低減が可能である。According to the present invention, the wiring of the signal line pattern of the two-dimensional array type ultrasonic probe can be facilitated, the cost can be reduced, and good detection characteristics can be obtained.
Further, in the two-dimensional array type probe, since the number of transducer elements is enormous, the elements are thinned out.
It is possible to thin out the elements by combining the signal line patterns of C, and the operation can be performed without changing the manufacturing process.
Realization is easy and man-hours can be reduced.
【図1】本発明の実施の形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】2次元マトリックス状に配列された振動子を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing transducers arranged in a two-dimensional matrix.
【図3】FPCの概観図と断面図である。FIG. 3 is a schematic view and a cross-sectional view of an FPC.
【図4】FPCを音響吸音材で挟んで接着する作業説明
図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of sandwiching and bonding an FPC between acoustic sound absorbing materials.
【図5】図4の接着作業後の上面図である。FIG. 5 is a top view after the bonding operation of FIG. 4;
【図6】信号線を間引きしたFPCを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an FPC in which signal lines are thinned out.
【図7】間引き信号線FPCを音響吸音材で挟んで接着
する作業説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation of bonding a thinned signal line FPC by sandwiching the thinned signal line FPC between acoustic sound absorbing materials.
【図8】図7の作業後の接着物の上面図である。FIG. 8 is a top view of the adhesive after the operation of FIG. 7;
【図9】FPCとケーブルとの接続方法を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram illustrating a connection method between an FPC and a cable.
1 振動子 2,2a,2b,2c,2d,2e フレキシブル・
パターン・サーキット 3a,3b,3c,3d 音響吸音材 4 音響整合層 5 音響レンズ 6 コネクタ 7,7a,7b,7c ケーブル 11 振動子素子 21 ベースフィルム 22,22a,22b,22c 信号線1 vibrator 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e flexible
Pattern circuit 3a, 3b, 3c, 3d Acoustic sound absorbing material 4 Acoustic matching layer 5 Acoustic lens 6 Connector 7, 7a, 7b, 7c Cable 11 Transducer element 21 Base film 22, 22a, 22b, 22c Signal line
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成11年6月7日(1999.6.7)[Submission date] June 7, 1999 (1999.6.7)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention
【補正方法】追加[Correction method] Added
【補正内容】[Correction contents]
【発明の名称】 2次元配列型超音波探触子[Title of the Invention] Two-dimensional array type ultrasonic probe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 昌作 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 中村 真人 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 泉 美喜雄 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 Fターム(参考) 2G047 EA16 GB02 GB16 GB21 GB22 GB30 4C301 EE13 EE16 EE17 GB09 GB19 GB20 GB22 GB27 5D019 AA26 BB19 FF04 GG12 HH03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masasaku Ishihara 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Manufacturing Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Masato Nakamura 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Production Technology Laboratory (72) Inventor Mikio Izumi 1-1-1 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 2G047 EA16 GB02 GB16 GB21 GB22 GB30 4C301 EE17 EE16 EE17 GB09 GB19 GB20 GB22 GB27 5D019 AA26 BB19 FF04 GG12 HH03
Claims (1)
子素子を有する超音波探触子において、前記振動子素子
へ接続して信号を送受信する電気回路を、ベースフィル
ム上に前記振動子素子に対応する間隔を持って1次元状
に配列された信号線によって構成すると共に、前記信号
線の振動子素子へ接続端のベースフィルム部分に、音響
吸音材をサンドイッチ状に接着配置したことを特徴とす
る2次元配列型超音波探触子。1. An ultrasonic probe having transducer elements arranged in a two-dimensional matrix, comprising: an electric circuit connected to the transducer element for transmitting / receiving a signal; In addition to being constituted by one-dimensionally arranged signal lines with corresponding intervals, an acoustic sound absorbing material is bonded and arranged in a sandwich shape on a base film portion of a connection end of the signal line to the transducer element. Two-dimensional array type ultrasonic probe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11019363A JP2000214144A (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Two-dimensional array ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11019363A JP2000214144A (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Two-dimensional array ultrasonic probe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000214144A true JP2000214144A (en) | 2000-08-04 |
Family
ID=11997288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11019363A Pending JP2000214144A (en) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Two-dimensional array ultrasonic probe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000214144A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-01-28 JP JP11019363A patent/JP2000214144A/en active Pending
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