(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波トランスデューサの放射面に面する内面を有する、超音波プローブに対する音響レンズの部品であって、前記内面が、超音波の反射を散乱する複数の突起部及び／又は凹部を有し、前記内面の少なくとも一部が、分離層により覆われる、部品。
【請求項２】
超音波を発生する放射面を持つ超音波トランスデューサと、
請求項１に記載の部品を持つ音響レンズと、
を有する超音波プローブ。
【請求項３】
前記音響レンズが、前記分離層及び前記第１の部品を前記超音波トランスデューサと結合する結合層を有する、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記突起部及び／又は凹部が、前記内面の断面図において考慮される場合に周期的構造を形成する、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記突起部及び／又は凹部が、前記内面の断面図において考慮される場合に非周期的構造を形成する、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記突起部及び／又は凹部が、前記内面の断面図において考慮される場合に不規則な構造を形成する、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記複数の突起部及び／又は凹部の少なくとも１つの突起部及び／又は凹部が、前記内面の断面図において三角形構造を持つ、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記複数の突起部及び／又は凹部の少なくとも１つの突起部及び／又は凹部が、ピラミッド形構造を持つ、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記複数の突起部及び／又は凹部の少なくとも１つの突起部及び／又は凹部が、約１００μｍの高さを持つ、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記内面の少なくとも一部が、前記放射面に対して空間的に傾けられる、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
前記第１の部品が、シリコンゴムで作られる、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記分離層が、パリレンで作られる、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
前記結合層が、シリコンゴムで作られる、請求項３に記載の超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波トランスデューサ及び音響レンズを含む超音波プローブに関する。本発明は、超音波プローブに対する音響レンズの部品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
音響レンズを持つ超音波プローブは、しばしば、流体侵入を許す。典型的には、レンズ内の音響スタックは、この問題を軽減する湿気バリアを形成する材料の分離層により保護される。前記絶縁層は、しばしば、摩耗を受ける前記音響レンズの外面上に、又は前記音響スタックの音響特性に影響を与えることができる前記音響スタック自体の上に直接的に、配置されることができる。前記絶縁層は、前記音響レンズ自体の中に埋め込まれることもでき、したがって、これは、内部であり、前記レンズにより機械的に保護される。この構成の結果は、前記音響レンズ内の超音波に対する反射面として現れる前記音響レンズの内側部分と外側部分との間の界面の導入である。このような界面は、アーチファクトとして超音波画像内で観測可能であるのに十分な強度を持ちえ、画質に不都合な影響を与える超音波の不所望な反射を生じることができる。したがって、これらの反射の強度及びコヒーレンスを最小化する界面を設計することが望ましい。
【０００３】
２以上の領域において異なる種類の複数の材料を持つ音響レンズを使用する超音波プローブも、異なる材料間の境界自体が、画像アーチファクトを引き起こすことができる音響反射を生じることができる反射面であるので、内部界面反射の問題を被る。特定の音響特性を持つレンズ材料を選択することは、例えばインピーダンス整合目的で一般的な方法であるが、これは、使用に適したレンズ材料の数を制限し、以下の参考文献において提案された技術のいくつかの実施を複雑にする。
【０００４】
ＷＯ２０１０／０８６７７９Ａ２は、流体間の界面を持つ二部分流体音響レンズシステムを記載している。特定の特性を持つ流体が、特定の入射角でのみ反射を減少させるように選択される。
【０００５】
複数の音響レンズシステムを持つ他の超音波プローブが、提案されており、各々は、音響レンズ材料間の界面及び反射面として現れる層を含む。
【０００６】
ＵＳ５５７７５０７は、改良された耐久性の外部材料を持つ音響レンズシステムを記載している。
【０００７】
ＷＯ２００８／０５１４７３Ａ２は、材料がサイドローブを減少するように超音波ビームをアポダイズ又は成形するように選択される音響レンズシステムを記載している。
【０００８】
ＵＳ２０１１／００７１３９６Ａ１は、ＣＭＵＴプローブに対する内部導電面を持つ音響レンズを記載している。いずれも、これらの構造において作成される内部音響レンズ反射の問題に対処していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、音響レンズ内の反射面から生じる超音波の反射が大幅に減少される、頑丈な固体音響レンズを持つ超音波プローブを与えることである。本発明の重要なフィーチャは、前記反射面からの音響反射の強度及びコヒーレンス性を減少させる音響散乱の使用である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様において、超音波を発生する放射面を持つ超音波トランスデューサと、前記放射面に面する内面を持つ第１の部品を持つ音響レンズとを含む超音波プローブが、提示され、前記内面は、超音波の反射を散乱する複数の突起部及び／又は凹部を有する。
【００１１】
本発明の他の態様において、超音波トランスデューサの放射面に面する内面を含む、超音波プローブに対する音響レンズの部品が、提示され、前記内面は、超音波の反射を散乱する複数の突起部及び／又は凹部を有する。
【００１２】
本発明は、超音波プローブ内の反射面が、前記面からの反射があらゆる異なる空間的方向に散乱されるように設計されることができるというアイデアに基づく。これは、どこで前記反射面にぶつかるかに依存する。これらの反射は、外れる領域に依存して様々な時間により遅延される。結果として、超音波の反射部分は、異なる時間にセンサ又は前記放射面に到達する。これは、前記面にわたって受け取られた反射のコヒーレンスを減少させ、これにより、トランスデューサ素子がセンサ面にわたってコヒーレントである超音波に最も強力に応答するので、これらの反射に対する前記トランスデューサの応答を減少させる。加えて、超音波の反射部分の相殺は、前記反射部分のシフトされた位相により達成され、後方散乱された反射の全体的な強度は、破壊的な干渉により減少される。これら２つの効果は、前記反射面、それぞれ界面から反射する波に対する前記トランスデューサの応答を減少させるのに非常に効果的であり、アーチファクトは、これに応じて減少される。超音波を散乱することは、前記音響レンズの内部の界面及び前記内面又は複数の内面からの音響反射の強度及びコヒーレンスを減少させるように不規則な非平面界面幾何構成を使用することにより可能にされる。換言すると、基本的なアイデアは、平らでない、でこぼこの内面を使用することである。
【００１３】
前記超音波トランスデューサは、少なくとも１つの超音波送信器素子、例えば圧電素子を有する。前記超音波トランスデューサが、超音波送信器素子のアレイを有することが好ましい。
【００１４】
本発明の好適な実施例は、従属請求項において規定される。
【００１５】
一実施例において、前記音響レンズは、前記内面の少なくとも一部を覆う分離層を含む。この実施例において、分離層は、流体侵入から前記超音波プローブを保護するために設けられる。このような層は、典型的には、非常に薄い。これらは、例えば、前記第１の部品の前記内面上に蒸着されることができる。したがって、前記分離層は、超音波の反射を散乱する前記突起部及び／又は凹部の外形を維持する面を形成する。このような分離層は、しばしば、超音波を非常に反射するので、前記第１の部品からの前記突起部及び／又は凹部により引き起こされる散乱特性が前記分離層に伝えられるのは有利であり、前記絶縁層により引き起こされる反射は、効果的に散乱される。
【００１６】
他の実施例において、前記音響レンズは、前記分離層及び前記第１の部品を前記超音波トランスデューサに結合する結合層を含む。この実施例において、追加の材料層が、前記分離層と前記超音波トランスデューサとの間に設けられる。好適な実施例において、前記超音波プローブは、以下のステップにより製造される。第一に、前記第１の部品、例えばレンズキャップが設けられ、その内面は、前記分離層で覆われる。次いで、前記第１の部品は、前記超音波トランスデューサに対して正しい位置及び向きに配置され、前記第１の部品と前記トランスデューサとの間の小さなギャップが設けられる。最終的に、前記結合層は、前記第１の部品と前記超音波トランスデューサとの間に流体又は粘性材料を注入して前記ギャップ及び凹部を満たすことにより設けられる。前記流体又は粘性材料は、この場合、前記第１の部品、前記分離層及び前記超音波トランスデューサの間の十分な結合を与えるような硬化材である。例えば、前記結合層は、流体室温加硫シリコンゴムで作られることができる。したがって、前記超音波トランスデューサと前記第１の部品との間の非常に良好な機械的及び音響的結合が、達成される。この場合、前記音響レンズ内に配置される分離層が得られる。前記音響レンズは、好ましくは、前記第１の部品、前記分離層及び前記結合層を組み込む。
【００１７】
更に、前記第１の部品及び前記結合層に対して異なる音響特性を持つ材料を使用することは、反射する内面を生じることができる。この場合、本発明は、前記内面の反射を減少させる。有利な効果として、前記第１の部品及び前記結合層に対する異なる音響特性を持つ材料の使用は、測定品質の損失なしで可能にされる。
【００１８】
他の実施例において、前記突起部及び／又は凹部は、前記内面の断面図において周期的発展（progression）を形成する。この実施例において、前記突起部及び／又は凹部は、前記内面に沿った周期的発展の形をとる。前記周期的発展の使用は、その周期及び振幅が、最適な散乱特性を与えるように前記超音波トランスデューサにより発生された超音波の波長に対して容易に適合されることができるという利点を生じる。加えて、これらの突起部及び／又は凹部は、異なるサイズの内面の上に容易に製造されることができる。複数の周期的発展が、異なる空間的方向の異なる断面図において同時に発展していることが考えられる。したがって、異なる空間的方向に超音波の反射を散乱する複数の三次元歪が設けられる。
【００１９】
他の実施例において、前記突起部及び／又は凹部は、前記内面の断面図において非周期的発展を形成している。この実施例において、前記突起部及び／又は凹部は、前記内面に沿った非周期的発展の形をとる。前記非周期的発展の使用は、周期及び振幅の変化が、散乱特性を更に向上するように前記第１の部品の異なる領域において前記超音波トランスデューサにより発生された超音波の異なる波長に適合されることができるという利点をもたらす。複数の非周期的発展が、異なる空間的方向において周期的発展及び非周期的発展を組み合わせることも考えられる。したがって、異なる空間的方向に超音波の反射を散乱する規定された異なるサイズを持つ複数の三次元歪が設けられる。
【００２０】
他の実施例において、前記突起部及び／又は凹部は、前記内面の断面図において不規則な発展を形成している。この実施例において、前記突起部及び／又は凹部は、不規則な構造、例えばランダムな構造を持つ前記内面に沿った発展の形をとる。前記突起部及び／又は凹部の向き、間隔及び／又はサイズは、したがって、前記発展内で変化することができる。この場合に前記内面に全体的な粗さを与えることが考えられる。前記全体的な粗さは、好ましくは、反射された超音波の波長の８分の１より大きいレベルである。したがって、非常に効果的な散乱が、非常に高い製造利点とともに達成される。
【００２１】
他の実施例において、前記複数の突起部及び／又は凹部の少なくとも１つの突起部及び／又は凹部は、前記内面の断面図において三角形構造を持つ。この実施例において、前記突起部及び／又は凹部の少なくとも１つは、鋭いエッジ及び平坦な側面を持つように設計される。前記三角形構造が、周期的発展に加えて使用され、前記周期的発展が、三角形発展を形成することが、好ましい。この種の構造は、非常に容易に製造されることができ、前記超音波を非常に効果的に散乱する。加えて、この場合に、分離層は、前記内面上に一定の厚さで容易に蒸着されることができる。
【００２２】
他の実施例において、前記複数の突起部及び／又は凹部の前記少なくとも１つの突起部及び／又は凹部は、ピラミッド形構造を持つ。この実施例において、少なくとも１つのピラミッド形の空間構造は、前記内面において前記超音波の反射を散乱することを意図される。したがって、この実施例において、前記反射された超音波は、２より多い空間的次元において散乱される。したがって、前記散乱の有効性は、前記反射が追加の空間的方向において前記超音波トランスデューサの前記面又はセンサ面にわたって分散されるので、更に向上される。
【００２３】
他の実施例において、前記複数の突起部及び／又は凹部の少なくとも１つの突起部及び／又は凹部は、約１００μｍの高さを持つ。この実施例において、凹部は、高さにおいて約１００μｍ延在する。これは、例えばシリコンゴムレンズ材料において、関心周波数における音響波長λの奇数倍に対応する。この高さは、前記内面に垂直に移動する超音波の方向において見られる、前記内面の最高点と最低点との間の距離を参照する。１００μｍは、７．５ＭＨｚの超音波周波数において約３／４λに相当し、２．５ＭＨｚの超音波周波数において約１／４λに相当するので、この特定の寸法は、超音波トランスデューサ技術内で典型的に使用される周波数に対して非常に有利である。これは、医療用超音波イメージングにおいて典型的に使用される周波数の範囲に及ぶ。他のレンズ材料及び周波数が使用される場合、しばしば、音響波長の奇数倍に相当する高さを選択することが望ましい。５０μｍより上の高さを使用することが好ましい。出願人の実験は、この高さが反射超音波の非常に効果的な散乱を生じることを示した。
【００２４】
他の実施例において、前記内面の少なくとも一部は、前記放射面に対して空間的に傾けられる。この実施例において、前記内面は、前記放射面に非平行に配置される。前記放射面と前記内面との間で傾けることが、前記内面の平均面高さに関連してなされることが好ましい。前記放射面に対して前記内面を傾けることにより、前記超音波トランスデューサの特定の領域から放射された超音波の反射は、集合的主方向に散乱されることができる。これは、送信器素子のアレイが超音波トランスデューサとして使用される場合に、特に有利である。この場合、前記内面の少なくとも一部は、特定の送信器組織の放射面に対して傾けられることができ、前記反射を前記特定の送信器素子から前記アレイの他の送信器素子に散乱する。したがって、この傾けることは、前記アレイに対して全体的に又は部分的になされることができ、前記超音波の散乱に関する効率の向上を与える。
【００２５】
他の実施例において、前記第１の部品は、シリコンゴムで作られる。この実施例において、前記第１の部品は、非常に費用効果の良い第１の部品を生じる特定の材料で作られる。加えて、前記突起部及び／又は凹部は、例えば射出成形方法により、非常に容易にかつ費用効果的に製造されることができる。
【００２６】
他の実施例において、前記分離層は、パリレンで作られる。この実施例において、前記分離層は、流体侵入に対する前記超音波プローブの非常に効果的な保護を生じる特定の材料で作られる。更に、パリレンは、非常に薄い層、例えば１３μｍで付着されることができる材料であり、前記突起部及び／又は凹部の散乱特性は保たれる。したがって、非常に効果的な湿気バリアが、測定品質の減少なしで使用されることができる。
【００２７】
他の実施例において、前記結合層は、シリコンゴムで作られる。前記結合層に対してシリコンゴムを使用することにより、射出成型技術は、前記第１の部品を前記分離層及び前記超音波トランスデューサに結合するのに使用されることができる。利点として、流体シリコンゴムを注入することは、でこぼこの内面内でも非常に有効に前記音響レンズ内の空洞部分の出現を防ぐ結合層を生じる。これは、空洞部分が超音波の追加の反射を生じるので、有利である。
【００２８】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】平坦な内面を持つ第１の部品を持つ音響レンズを持つ超音波プローブの短軸に沿った断面を示す。
【図２】不規則な内面を使用して及び使用せずに計算された送信インパルス応答の図を示す。
【図３】本発明による超音波プローブの第１の実施例の短軸に沿った断面を示す。
【図４】本発明による第１の部品の第１の実施例を示す。
【図５】本発明による第１の部品の第２の図を示す。
【図６】様々な突起部の内面から反射されたパルス、及びこれらのパルスがトランスデューサの面にわたってコヒーレントに合計される場合に結果として生じる破壊的干渉の図を示す。
【図７】本発明による超音波プローブの測定送信応答を記述する図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、超音波トランスデューサ１２及び音響レンズ１４を有する超音波プローブ１０を概略的に示す。図１の超音波プローブ１０は、断面図で示され、前記音響レンズ内の超音波の反射を説明する一例である。
【００３１】
超音波トランスデューサ１２は、４つの層を有する。これは、バッキング層１６、圧電層１８並びに２つの整合層２０及び２２を有する。超音波トランスデューサ１２は、音響レンズ１４の方向に面する整合層２２の面である放射面２４を持つ。使用時に、圧電層１８は、指定された駆動周波数で振動し、超音波を発生する。
【００３２】
音響レンズ１４は、シリコンゴムで作られたレンズキャップとして形成された第１の部品２６を有する。前記断面図に示されるように、第１の部品２６は、超音波トランスデューサ１２、特に放射面２４に面する内面２８を有する。図１は、内面２８及び放射面２４が、両方とも紙面から垂直に広がる二次元面であるような形で理解されなくてはならない。これにより、両方の面２４及び２８は、互いに平行に配置される。
【００３３】
内面２８は、薄い分離層３０で全体的に覆われる。分離層３０は、パリレン、又は湿気に対する超音波トランスデューサ１２の保護を生じる他の高分子で作られる。超音波プローブ１０を製造するために、第１の部品２６は、図示されるように超音波トランスデューサ１２に対して配置される。内面２８は、この点で分離層３０で既に覆われている。内面２８及び放射面２４は、両方とも互いに平行に広がるような形で配置される。加えて、分離層３０と前記超音波トランスデューサとの間の距離３１−スタンドオフ（stand-off）‐が維持される。これに応じて、ギャップが、第１の部品２６と超音波トランスデューサ１２との間に作成される。超音波プローブ１０を完成するように、流体室温加硫シリコンゴムが、結合層３２を形成するように前記ギャップ内に注入される。最終的に、前記流体室温加硫シリコンゴムは、硬化される。
【００３４】
使用時に、超音波トランスデューサ１２は、音響レンズ１４を通って送信される超音波を発生する。これは、矢印３４により概略的に示される。分離層３０の接触面は、少なくとも部分的に前記超音波を反射する。前記超音波の一部は、矢印３６の方向に分離層３０に対して送られる。分離層３０において、これらの部分は、反射され、矢印３８により送り返される。矢印３４、３６及び３８は、図示の目的のみで互いの間の距離とともに例示的に示される。矢印３４、３６及び３８が、実際の空間の同じ部分を通って実際に広がっていると理解されなくてはならない。
【００３５】
図１に示されるように、放射面２４と分離層３０との間の距離は、放射面２４全体に対して一定であるので、全ての矢印３６は、同じ長さを持つ。これに応じて、全ての矢印３８は、同じ長さを持つ。したがって、前記超音波の反射された部分は、同時に超音波トランスデューサ１２に到達する。したがって、結合されたインパルスが、前記超音波の反射された部分の集積された力により発生される。この結合されたインパルス力は、測定品質に影響を与えるアーチファクトを引き起こす。したがって、これは、画像においてアーチファクトを引き起こす。
【００３６】
図２は、横座標４２及び縦座標４４を有する図４０を示す。横座標４２は時間を示し、単位はミリ秒である。縦座標４４は、超音波トランスデューサ１２の電圧を示す。図４０内で、３つの曲線４６、４８及び５０が示される。
【００３７】
曲線４６は、図１に示された超音波プローブと同様であるが、分離層３０を持たない超音波プローブのインパルス応答である。間隔５２に示されるように、超音波トランスデューサ１２は、超音波を送信するように刺激される。他の間隔５４において、内面２８からの反射が予測される時間において、分離層３０が存在しないので、何も観測されない。
【００３８】
曲線４８は、分離層３０が存在し、スタンドオフ３１に配置される図１に示される超音波プローブ１０のインパルス応答である。トランスデューサ１２は、間隔５２において曲線４６に対して示されたものと同様に駆動される。しかしながら、間隔５４において、分離層３０からの超音波の反射により引き起こされる反射アーチファクト５６が生じる。この反射アーチファクトの強度は、画像に不利に影響を与えるのに十分である。
【００３９】
曲線５０は、先行する例より大きいスタンドオフ３１に配置された分離層３０を持つ図１に示された超音波プローブのインパルス応答である。間隔５２に示されるように、おおよそ同じ駆動信号が、この超音波プローブに対して使用される。より大きなスタンドオフ３１に基づいて、前記超音波の経路長が増大されたスタンドオフ３１によって更に長いので、反射アーチファクト５６に対して時間的に遅延された反射アーチファクト５８が、発生される。しかしながら、図２から、周波数及び振幅において同様である実質的に同種のインパルスが反射されることが観測されることができる。更に、図２は、間隔５４における反射アーチファクトの遅延が、スタンドオフ３１に比例し、可変スタンドオフ３１を持つ内面２８が、可変遅延の反射アーチファクトを生成することを示す。
【００４０】
図３は、本発明による超音波プローブ６０を概略的に示す。図３の超音波プローブ６０は、断面図で示されている。図１の超音波プローブ１０に対して記載されたものと同じ構成要素は、同じ参照符号で示される。超音波プローブ６０は、音響レンズ６２を有する。超音波レンズ６２は、外側レンズキャップを形成する第１の部品６４を持つ。第１の部品６４は、分離層６８で覆われる内面６６を持つ。内面６６と超音波トランスデューサ１２との間に、結合層７２が中に配置されるスタンドオフ７０が存在する。第１の部品６４、分離層６８及び結合層７２は、図１の示される第１の部品２６、分離層３０及び結合層３２と同じ材料を持つ。
【００４１】
図１の内面２８とは対照的に、内面６６は、複数の突起部７４及び凹部６６を有する。図３において、１つの突起部７４及び１つの凹部７６のみが、例示的に参照符号で示されている。トランスデューサ１２は、第１の部品６４に対してスタンドオフ７０に配置される。この距離は、トランスデューサ１２の最上面から内面６６の最近接面点、特に、突起部７４のピークまで測定される。分離層６８は、内面６６に一致する。図示されるように、内面６６の最高点から最低点までの高さは、この例において約１００μｍである高さ７８により記述される。突起部と仰角開口（elevation aperture）８２との間の距離８０は、設計される超音波トランスデューサのタイプによって変化する。
【００４２】
突起部７４及び凹部７６は、この断面図において三角形構造の周期的発展を形成する。これは、前記超音波の反射された部分の散乱を生じ、前記周期的発展の各周期内に、前記反射された部分が、異なる空間的方向に散乱される。これに応じて、前記反射された部分は、異なる距離にわたりトランスデューサ１２に戻る。したがって、前記発展の各周期に対して、前記超音波の前記反射された部分は、時間的に及び空間的に異なって分布する。
【００４３】
特に、矢印８４に対して示されるように、超音波の一部は、分離層６８に移動する。分離層６８において、前記超音波のこの部分は、トランスデューサ１２に戻る方向８６に反射される。同時に、トランスデューサ１２の他の点において、前記超音波の他の部分は、矢印８８の方向に送信される。前記超音波のこの部分は、トランスデューサ１２に対してわずかに多く離れた分離層６８の他の点において反射され、矢印９０による方向に移動する。したがって、反射する分離層６８への、及び反射する分離層６８から超音波トランスデューサ１２に戻る経路は、矢印８４及び８６に対して記載された経路より長い。したがって、矢印９０の方向に後方反射される前記超音波の一部は、前記超音波の他の部分より長く移動する。この場合、前記超音波の反射された部分の散乱が、達成される。加えて、異なる距離は、前記反射された部分間の位相シフトを引き起こし、相殺効果が、前記反射の結果として生じるインパルスを更に減少させるものとして与えられる。
【００４４】
加えて、突起部７４及び凹部７６のピーク点において、直接反射が発生される。矢印９２に対して示されるように、トランスデューサ１２から放射された超音波のこの部分は、突起部７４のピーク点において反射され、したがって、矢印９３により示される方向に後方反射される。加えて、音響レンズ６２全体を通る前記超音波のこの部分の移動方向を記述する矢印９６が示される。
【００４５】
同様に、前記超音波の他の部分は、矢印９８の方向に凹部７６のピーク点まで移動する。前記超音波のこの部分は、これに応じて、矢印１００の方向に反射される。加えて、前記超音波の移動方向は、他の矢印１０２により示される。図示されるように、前記超音波のこれらの部分の移動経路は、長さにおいて差別化される。したがって、前記超音波の前記反射された部分の散乱は、これらの点においても与えられる。
【００４６】
完全性のために、矢印９２、９４及び９６が、空間的に同じ部分を通って実際に広がっているが、より良好な視覚化のために互いに隣に示されることが述べられる。矢印９８、１００及び１０２は、同じ理由で同様に配置される。
【００４７】
図３は、周期８０の周期的構造を示すが、生じるように上に記載された波散乱機構の利益に対して他の構造を使用することが可能である。トランスデューサ１２の寸法にわたり変化する距離８０を持つ非周期的発展が、使用されてもよい。同様に、厳密に三角形であるもの以外の形状が、使用されてもよいが、前記三角形構造は、かなり効果的であることが証明されている。
【００４８】
図４は、図３の第１の部品６４及び同じ程度ででこぼこの構造を持つ内面の断面図を示す。図示されるように、凹部７６及び突起部７６の高さは、内面６８全体の拡張と比較すると相対的に小さい。
【００４９】
図５は、超音波送信器素子の湾曲した線形アレイにフィットするように適合された他の第１の部品１０４の等角図を示す。凹部１０６及び突起部１０８は、内面１１０全体を連続的に覆うような形で広がっている。
【００５０】
図６は、ミリ秒単位で時間を示す横座標１１４及び圧電素子２０の電圧を示す縦座標１１６を持つ他の図１１２を示す。
【００５１】
図１１２内で、５つの曲線１１８、１２０、１２２、１２４及び１２６が、図示されている。曲線１２０、１２２、１２４及び１２６は、トランスデューサ１２からの４つの異なる距離に配置された分離層６８からの超音波の計算された反射を表す。これらの距離は、前記トランスデューサから内面６６のピーク突起部までの距離９２から、トランスデューサ１２から内面６６の最遠凹部７６までの距離９８までの範囲を取る。これらの曲線１２０、１２２、１２４及び１２６が時間的に分散されていることが、図からわかる。各曲線１２０、１２２、１２４及び１２６は、個別に考慮され、これが表す反射は、自然に反射アーチファクトを引き起こす大きな強度を持つ。曲線１２０、１２２、１２４及び１２６が、連続的に変化するスタンドオフの内面上にあるかのように、コヒーレントに合計される場合、曲線１１８が結果として生じる。トランスデューサ１２は、面２４にぶつかる超音波のコヒーレントな和に応答するので、トランスデューサ１２応答は、図の他の曲線１２０、１２２、１２４及び１２６により表される反射を受ける場合に曲線１１８に比例する。これは、位相シフト反射に対して不規則な面を使用する有効性を示し、これにより反射の効果を低下させる。
【００５２】
図７は、ミリ秒単位の時間に対する横座標１３２及び圧電層２０における電圧に対する縦座標１３４を有する図１３０を示す。図内で、曲線１３６は、図３の超音波プローブ６０に対して示される。これは、線形アレイ及び第１の部品６４として溝付きシリコンゴムレンズキャップを持つ実際の６５ＭＨｚ超音波プローブ６０からのインパルス応答を示す。内面６６は、パリレン分離層６８でコーティングされる。図１に示されるように、平坦な内面を持つレンズキャップの使用が、主要な励起１３８の０．７５ないし１．０μｓ後に反射アーチファクトを引き起こすのに対し、実際の線形アレイのインパルス応答は、このような反射アーチファクトを示さない。したがって、音響レンズ内の超音波の反射に対して減少されたアーチファクトを持つ超音波プローブが得られ、画質は、本発明を使用することにより向上される。
【００５３】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び説明されているが、このような図示及び説明は、限定的ではなく、例示的又は典型的であると見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。
【００５４】
請求項において、単語"有する"は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"１つの"は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００５５】
請求項内の参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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