微小超音波プローブ先端用音響レンズの収束音場特性の解析と縮尺モデル実験

摘要

Recently, acoustical lens has been to use the development for measurement instrument in underwater acoustics field. For example, acoustical lens was used by real-time acoustical imaging system to detect the object in underwater. In this paper, we propose to use the acoustical lens with the head of micro-probe for ultrasonic diagnostic system. In order to investigate about the convergence field of acoustical lens for the development of US probe, we measure the acoustical field used by precision measurement system. However, it is difficult to measure the acoustical field by mille-size lens. Therefore, we measure the acoustical field used by four times scale size model. And, we calculate sound field used by finite-difference time-domain method because of confirm the measurement data in this study. As the results, the distance of focal point and beam width on focal point are good agreement with experiment and calculation result, respectively.%海洋内部やセキュリティ，水中土木工事における可視化に用いる音響機器装置に音響レンズが取り付けられている．その音響レンズを微小な超音波診断装置用ブロープに取り付けることを考えてレンズの設計を行った．微小レンズの測定は困難であるため，レンズのサイズを変更して4倍の大きさにして試作を行った．測定時も4倍の周波数である2MHzでの特性を測定した．さらに時間領域差分（FDTD）法を用いて音場解析を行った．レンズの有効径は約40mmで，設計時の幾何学的焦点距離は291.3mmである．測定および解析の結果はよく一致し，焦点距離はそれぞれ316mmと320mmであり，幾何学的な焦点距離とずれている．-3dB幅として得られたビーム幅はそれぞれ5.5mm，5.6mmとほぼ一致したことから，解析，実験ともに正しい結果を得ていることが分かった．