[發明專利]兩維陣列型超聲波探頭

無效

• 申請號: 200710129072.6
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101103927A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 細野靖晴;山下洋八;逸見和弘
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;G01N29/24
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王瓊

相關申請的交叉引用

本申請基于并且要求于2006年7月12日提交的編號為2006-192020的日本專利申請的優先權，其中該日本專利申請的全部內容在此引入作為參考。

技術領域

本發明涉及兩維陣列型超聲波探頭，尤其是，涉及通過以矩陣形式布置的多個包括壓電元件的槽制備的兩維陣列型超聲波探頭，壓電元件用在超聲波診斷設備和超聲波缺陷檢測設備中。

背景技術

在超聲波探頭中，由壓電元件生成的超聲波朝目標輻射從而以超聲波照射目標，并且接收聲阻抗不同的、來自目標的接觸面的反射波，從而可以形成顯示目標內部狀態的圖像。其中包含有特定超聲波探頭的已知超聲波圖像設備包括例如用于檢查人體的內部區域的超聲波診斷設備和用于檢測金屬焊接部分內部缺陷的缺陷檢測設備。

尤其是，超聲波診斷設備比X射線診斷設備的優越之處在于該設備允許觀察人體的內部狀態而不會對人體造成不利影響，因此廣泛地用作超聲波醫學診斷設備。超聲波探頭在超聲波診斷設備中用作超聲波發送接收機，其中超聲波探頭包括壓電元件，且壓電元件包括壓電陶瓷材料壓電主體)。包括多個布置于其中的非常小的壓電元件的掃描型超聲波探頭可能會形成斷層分析圖像，該圖像顯示了人體的內部狀態，從而診斷人體的內部狀態。

例如，在其中包括多個沿一個尺寸方向布置的壓電元件的掃描型超聲波探頭中，可選地通過適當地選擇超聲波探頭中布置的壓電元件的列數來將焦點設置在從超聲波探頭的頭部附近的區域開始的大區域中。然而，沿垂直于超聲波傳遞-接收平面中壓電元件的布置方向的方向，可以通過調節聲透鏡來調節焦點來調節單獨聚焦。其后，很難動態地改變焦點。還應該指出，與超聲波束的掃描方法一道，因為壓電元件沿一維方向布置，所以超聲波的掃描就會限于沿兩維方向即在同一個平面中執行。

近幾年來，對于利用兩維陣列型超聲波探頭的系統進行了積極的研究，其中在兩維陣列型超聲波探頭中布置了壓電元件來形成兩維矩陣。在該系統中，通過利用超聲波探頭，沿所有方向動態地聚焦超聲波束的焦點。而且，超聲波束沿三維方向高速掃描，從而收集和顯示三維超聲波圖像信息。在兩維陣列型超聲波探頭中，壓電元件通常以形成m行和n列(m×n)矩陣的形式布置。為了充分地執行三維動態聚焦和三維束掃描，希望壓電元件布置在不大于大約400微米的間距處，這樣矩陣就包括至少30行的壓電元件和至少30列的壓電元件。尤其是，在兩維陣列型超聲波探頭用于觀察人的心臟時，希望超聲波探頭的頭部不大于大約20平方毫米從而允許超聲波束通過兩個相鄰的肋骨之間的間隙入射到心臟上。具有特定頭部的兩維陣列型超聲波探頭包括至少900個撤回接線(withdrawing?wiring)。

為了改進如上所述的兩維陣列型超聲波探頭的性能，很重要的一點是使壓電元件小型化從而允許壓電元件以高密度布置在有限的區域內。然而，鑒于需要改進如上所述的兩維陣列型超聲波探頭的性能的需求，需要減小包括在兩維陣列型超聲波探頭中的每個壓電元件的容量。其后，每個壓電元件的容量顯著地小于一個方向的陣列型超聲波探頭，其結果是降低了兩維陣列型超聲波探頭的靈敏度。

在這些情況下，本領域中已知使用層壓壓電元件，該層壓壓電元件構成為多個電極沿壓電主體的厚度方向交替地布置，從而增大壓電元件的容量，因此改進超聲波探頭的性能。現在已經提出了各種關于包括這種層壓壓電元件的兩維陣列型超聲波探頭的發明。

例如，JP-A?2000-138400(KOKAI)教導了多個電極被可選地圖案印刷從而暴露層壓壓電元件的一個側表面上的每個電極，因此可以抽回信號引線和接地引線，并且形成在撓性印刷接線板上的信號引線和接地引線分別連接到暴露在層壓壓電元件的側表面上的信號引線和接地引線上，因此形成可以形成單列的陣列組。

而且，JP-A?2005-210245(KOKAI)教導了通過進一步沿列方向層壓撓性印刷接線板實現兩維陣列型超聲波探頭，其中撓性印刷接線板具有層壓壓電元件，層壓壓電元件形成了布置在其中的單個列。

層壓壓電元件通常構造成多個電極沿壓電主體的厚度方向交替地布置在壓電主體內部，其中，僅第一電極的側邊暴露在壓電主體的兩個相互面向的側表面之一上并且僅第二電極的側邊暴露在壓電主體的另一個側表面上，并且在第一電極和第二電極之間施加電壓。因此，上文指出的在JP-A?2005-210245中公開的安裝方法用在處理許多細小的層壓壓電元件中。