JP2001223556A - 圧電振動子及びアレイ型圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子及びアレイ型圧電振動子Info
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- JP2001223556A JP2001223556A JP2000034669A JP2000034669A JP2001223556A JP 2001223556 A JP2001223556 A JP 2001223556A JP 2000034669 A JP2000034669 A JP 2000034669A JP 2000034669 A JP2000034669 A JP 2000034669A JP 2001223556 A JP2001223556 A JP 2001223556A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長軸方向において、中央で音圧レベルが高
く、その両端部では音圧レベルの低い超音波ビームを放
射することができる長尺形状の圧電振動子及びこの長尺
形状の圧電振動子からなるアレイ型圧電振動子を提供す
ること。 【解決手段】 上下方向に分極した圧電セラミックシー
トの上下の両面のそれぞれに電極が設けられている圧電
振動子であって、少なくとも一方の電極が、長軸の長さ
が短軸の長さの２〜２００倍の長さで、長軸及び短軸の
いずれに対しても対称形の長尺形状であり、長軸の両側
端部が点であるか、あるいは両側端部における幅が、長
軸中央部における幅の長さよりも小さい電極である圧電
振動子、及び、この圧電振動子を複数個、電極の長軸方
向に対して平行に並べて吸音材に貼り合わせてなるアレ
イ型複合圧電体
く、その両端部では音圧レベルの低い超音波ビームを放
射することができる長尺形状の圧電振動子及びこの長尺
形状の圧電振動子からなるアレイ型圧電振動子を提供す
ること。 【解決手段】 上下方向に分極した圧電セラミックシー
トの上下の両面のそれぞれに電極が設けられている圧電
振動子であって、少なくとも一方の電極が、長軸の長さ
が短軸の長さの２〜２００倍の長さで、長軸及び短軸の
いずれに対しても対称形の長尺形状であり、長軸の両側
端部が点であるか、あるいは両側端部における幅が、長
軸中央部における幅の長さよりも小さい電極である圧電
振動子、及び、この圧電振動子を複数個、電極の長軸方
向に対して平行に並べて吸音材に貼り合わせてなるアレ
イ型複合圧電体
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子及びア
レイ型複合圧電体に関するものである。
レイ型複合圧電体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動子は、超音波医療診断装置、流
量計や厚さ計など各種超音波センサの電気−音響変換素
子（トランスデューサ）として利用されている。そし
て、その用途により様々な形状の圧電振動子が開発さ
れ、実用化されている。例えば、人体内部の情報を画像
として表示する超音波医療診断装置では、いわゆるアレ
イ型圧電振動子が用いられている。
量計や厚さ計など各種超音波センサの電気−音響変換素
子（トランスデューサ）として利用されている。そし
て、その用途により様々な形状の圧電振動子が開発さ
れ、実用化されている。例えば、人体内部の情報を画像
として表示する超音波医療診断装置では、いわゆるアレ
イ型圧電振動子が用いられている。
【０００３】図１３に、代表的な従来のアレイ型圧電振
動子の斜視図を示す。従来のアレイ型圧電振動子は、複
数個の長尺の圧電振動子１ｃを、吸音材（バッキング材
ともいう）６の上に、長軸方向が平行になるよう並べて
配置したものである。このアレイ型圧電振動子は、広幅
の長方形状の圧電振動子を吸音材に貼り合わせ、次い
で、ダイシングソーなどの切断機を用いて、広幅の長方
形状の圧電振動子を所定の幅に切断することにより製造
するのが一般的である。このような製造上の理由から、
通常のアレイ型圧電振動子では、各々の圧電振動子の超
音波を放射する面（以下、超音波放射面という）の形状
は長方形状とされている。
動子の斜視図を示す。従来のアレイ型圧電振動子は、複
数個の長尺の圧電振動子１ｃを、吸音材（バッキング材
ともいう）６の上に、長軸方向が平行になるよう並べて
配置したものである。このアレイ型圧電振動子は、広幅
の長方形状の圧電振動子を吸音材に貼り合わせ、次い
で、ダイシングソーなどの切断機を用いて、広幅の長方
形状の圧電振動子を所定の幅に切断することにより製造
するのが一般的である。このような製造上の理由から、
通常のアレイ型圧電振動子では、各々の圧電振動子の超
音波を放射する面（以下、超音波放射面という）の形状
は長方形状とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】超音波医療診断装置な
どにおいて、鮮明でかつ高分解能の診断画像を得るため
には、アレイ型圧電振動子の各圧電振動子から放射され
る超音波ビーム（超音波の束）の音圧レベルが、その長
軸方向において中央で高く、その両端部で低く、超音波
ビームの幅が狭いことが好ましいとされる。しかしなが
ら、本発明者の研究によると、上記の従来のアレイ型圧
電振動子の圧電振動子のように超音波放射面が長方形状
の圧電振動子では、その超音波放射面の四隅のエッジ部
で、超音波が干渉し合うことによって発生する超音波に
より、その長軸方向の両端部における超音波ビームの音
圧レベルが高くなり、ビームの幅が広くなることが判明
した。
どにおいて、鮮明でかつ高分解能の診断画像を得るため
には、アレイ型圧電振動子の各圧電振動子から放射され
る超音波ビーム（超音波の束）の音圧レベルが、その長
軸方向において中央で高く、その両端部で低く、超音波
ビームの幅が狭いことが好ましいとされる。しかしなが
ら、本発明者の研究によると、上記の従来のアレイ型圧
電振動子の圧電振動子のように超音波放射面が長方形状
の圧電振動子では、その超音波放射面の四隅のエッジ部
で、超音波が干渉し合うことによって発生する超音波に
より、その長軸方向の両端部における超音波ビームの音
圧レベルが高くなり、ビームの幅が広くなることが判明
した。
【０００５】従って、本発明は上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、長軸方向において、中央
で音圧レベルが高く、その両端部では音圧レベルの低い
超音波ビームを放射することができる長尺形状の圧電振
動子及びこのような長尺形状の圧電振動子からなるアレ
イ型圧電振動子を提供することにある。
れたものであり、その目的は、長軸方向において、中央
で音圧レベルが高く、その両端部では音圧レベルの低い
超音波ビームを放射することができる長尺形状の圧電振
動子及びこのような長尺形状の圧電振動子からなるアレ
イ型圧電振動子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上下方向に分
極した圧電セラミックシートの上下の両面のそれぞれに
電極が設けられている圧電振動子であって、少なくとも
一方の電極が、長軸の長さが短軸の長さの２〜２００倍
の長さで、長軸及び短軸のいずれに対しても対称形の長
尺形状であり、長軸の両側端部が点であるか、あるいは
両側端部における幅が、長軸中央部における幅の長さよ
りも小さい電極であることを特徴とする圧電振動子にあ
る。
極した圧電セラミックシートの上下の両面のそれぞれに
電極が設けられている圧電振動子であって、少なくとも
一方の電極が、長軸の長さが短軸の長さの２〜２００倍
の長さで、長軸及び短軸のいずれに対しても対称形の長
尺形状であり、長軸の両側端部が点であるか、あるいは
両側端部における幅が、長軸中央部における幅の長さよ
りも小さい電極であることを特徴とする圧電振動子にあ
る。
【０００７】さらに、本発明は、上記の圧電振動子を複
数個、電極の長軸方向に対して平行に並べた形で吸音材
に貼り合わせてなるアレイ型複合圧電体にもある。
数個、電極の長軸方向に対して平行に並べた形で吸音材
に貼り合わせてなるアレイ型複合圧電体にもある。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の圧電振動子は、少なくと
も一方の電極の形状が、長軸の長さが短軸の長さの２〜
２００倍の長さで、長軸及び短軸のいずれに対しても対
称形の長尺形状であり、長軸の両側端部が点であるか、
あるいは両側端部における幅が、長軸中央部における幅
の長さよりも小さい形状であることに主な特徴がある。
このような電極の形状の具体的な例としては、葉状、長
円、菱形、六角形、そして長方形の四隅を落とした形状
などを挙げることができる。また、電極の長軸の長さは
短軸の長さの１００〜２００倍の長さであることが好ま
しい。本発明の圧電振動子において、上下方向に分極し
た圧電セラミックシートは、長方形あるいは、上記の電
極の形状と同じ形状であることが好ましい。なお、他方
の電極の形状は、圧電セラミックシートと同じ形状であ
っても、一方の電極の形状と同じであっても良い。
も一方の電極の形状が、長軸の長さが短軸の長さの２〜
２００倍の長さで、長軸及び短軸のいずれに対しても対
称形の長尺形状であり、長軸の両側端部が点であるか、
あるいは両側端部における幅が、長軸中央部における幅
の長さよりも小さい形状であることに主な特徴がある。
このような電極の形状の具体的な例としては、葉状、長
円、菱形、六角形、そして長方形の四隅を落とした形状
などを挙げることができる。また、電極の長軸の長さは
短軸の長さの１００〜２００倍の長さであることが好ま
しい。本発明の圧電振動子において、上下方向に分極し
た圧電セラミックシートは、長方形あるいは、上記の電
極の形状と同じ形状であることが好ましい。なお、他方
の電極の形状は、圧電セラミックシートと同じ形状であ
っても、一方の電極の形状と同じであっても良い。
【０００９】本発明の圧電振動子において、圧電振動子
を構成する電極及び圧電セラミックシートの材料につい
ては、特に制限はなく公知のものを使用することができ
る。電極の例としては、銀、ニッケルなどからなる単層
電極、クロム／ニッケル／金をこの順に積層した積層電
極などを挙げることができる。また、圧電セラミックシ
ートは、ＰＺＴ粉末をシート状に成形し焼結させて得た
ものが一般的であるが、高分子と圧電セラミックスとか
らなる複合体シートであっても良い。圧電セラミックシ
ートの厚みは、通常は０．１〜２ｍｍの範囲内であり、
電極の厚みは０．００１〜０．０１ｍｍの範囲内であ
る。
を構成する電極及び圧電セラミックシートの材料につい
ては、特に制限はなく公知のものを使用することができ
る。電極の例としては、銀、ニッケルなどからなる単層
電極、クロム／ニッケル／金をこの順に積層した積層電
極などを挙げることができる。また、圧電セラミックシ
ートは、ＰＺＴ粉末をシート状に成形し焼結させて得た
ものが一般的であるが、高分子と圧電セラミックスとか
らなる複合体シートであっても良い。圧電セラミックシ
ートの厚みは、通常は０．１〜２ｍｍの範囲内であり、
電極の厚みは０．００１〜０．０１ｍｍの範囲内であ
る。
【００１０】図１に、本発明の圧電振動子の一例の斜視
図を示す。圧電振動子１ａは、上下方向に分極した圧電
セラミックシート２の上面に設けられている電極３ａが
葉状であって、他方の電極３ｂが圧電セラミックシート
と同じ形状のものである。圧電セラミックシート２の形
状が長方形である場合では、電極３ａの長軸４は、圧電
セラミックシートの短軸方向の中央線であり、短軸５は
圧電セラミックシートの長軸方向の中央線であることが
好ましい。ここで、本発明における葉状とは、下記の計
算式（１）により算出される曲率半径の円弧が、長軸４
に対して対称となっている形状を意味する。
図を示す。圧電振動子１ａは、上下方向に分極した圧電
セラミックシート２の上面に設けられている電極３ａが
葉状であって、他方の電極３ｂが圧電セラミックシート
と同じ形状のものである。圧電セラミックシート２の形
状が長方形である場合では、電極３ａの長軸４は、圧電
セラミックシートの短軸方向の中央線であり、短軸５は
圧電セラミックシートの長軸方向の中央線であることが
好ましい。ここで、本発明における葉状とは、下記の計
算式（１）により算出される曲率半径の円弧が、長軸４
に対して対称となっている形状を意味する。
【００１１】
【数１】式（１）； （但し、Ｒ：曲率半径、Ａ：長軸の長さ、Ｂ：短軸の長
さ）
さ）
【００１２】本発明の圧電振動子１ａは、例えば、圧電
セラミックシートの上下の全面に電極を形成し、両電極
間に電界を印加して圧電セラミックシートを上下方向に
分極させた後、一方の面の電極をリフトオフ方式などの
公知の手法により部分的に取りさることにより、あるい
は、一方の面の電極を全部取りさって新たに葉状の電極
を形成することにより製造することができる。一方の電
極形状を葉状とした後には、両電極間に電界を印加して
圧電セラミックシートを上下方向に再分極させることが
好ましい。葉状の電極形成は、銀ペーストなどのペース
ト状電極形成材料をスクリーンマスクなどを用いて葉状
に印刷した後に焼き付ける方法、マスキング材を用いた
スパッタ法、蒸着法などの公知の薄膜形成方法を用いる
ことができる。
セラミックシートの上下の全面に電極を形成し、両電極
間に電界を印加して圧電セラミックシートを上下方向に
分極させた後、一方の面の電極をリフトオフ方式などの
公知の手法により部分的に取りさることにより、あるい
は、一方の面の電極を全部取りさって新たに葉状の電極
を形成することにより製造することができる。一方の電
極形状を葉状とした後には、両電極間に電界を印加して
圧電セラミックシートを上下方向に再分極させることが
好ましい。葉状の電極形成は、銀ペーストなどのペース
ト状電極形成材料をスクリーンマスクなどを用いて葉状
に印刷した後に焼き付ける方法、マスキング材を用いた
スパッタ法、蒸着法などの公知の薄膜形成方法を用いる
ことができる。
【００１３】図２に、図１に示すような一方の電極が葉
状の本発明の圧電振動子と従来の両方の電極が長方形状
の圧電振動子の長軸方向における超音波ビームプロファ
イルをシュミレーションした結果を示す。図２に示す超
音波ビームプロファイルは、圧電振動子から垂直に任意
の距離で離れた点の音圧レベルを示し、本発明の圧電振
動子の長軸方向の中心の音圧レベルを０とした値であ
る。なお、図２において、横軸は振動子の長軸の中心か
らの距離＜ｍｍ＞、縦軸は音圧レベル＜ｄＢ＞であり、
曲線１０は本発明の圧電振動子の超音波ビームプロファ
イル、曲線１１は従来の圧電振動子の超音波ビームプロ
ファイルを表す。図から明らかに、本発明の圧電振動子
は、従来の圧電振動子と比較して指向性が鋭く、長軸方
向の分解能が優れていることがわかる。
状の本発明の圧電振動子と従来の両方の電極が長方形状
の圧電振動子の長軸方向における超音波ビームプロファ
イルをシュミレーションした結果を示す。図２に示す超
音波ビームプロファイルは、圧電振動子から垂直に任意
の距離で離れた点の音圧レベルを示し、本発明の圧電振
動子の長軸方向の中心の音圧レベルを０とした値であ
る。なお、図２において、横軸は振動子の長軸の中心か
らの距離＜ｍｍ＞、縦軸は音圧レベル＜ｄＢ＞であり、
曲線１０は本発明の圧電振動子の超音波ビームプロファ
イル、曲線１１は従来の圧電振動子の超音波ビームプロ
ファイルを表す。図から明らかに、本発明の圧電振動子
は、従来の圧電振動子と比較して指向性が鋭く、長軸方
向の分解能が優れていることがわかる。
【００１４】本発明の圧電振動子の別の一例を図３〜６
に示す。図３に示す圧電振動子は、上下方向に分極した
圧電セラミックシート２の上面に設けられている電極３
ａが長円であって、他方の電極３ｂが圧電セラミックシ
ートと同じ形状であるものである。
に示す。図３に示す圧電振動子は、上下方向に分極した
圧電セラミックシート２の上面に設けられている電極３
ａが長円であって、他方の電極３ｂが圧電セラミックシ
ートと同じ形状であるものである。
【００１５】図４に示す圧電振動子は、上下方向に分極
した圧電セラミックシート２の上面に設けられている電
極３ａが菱形であって、他方の電極３ｂが圧電セラミッ
クシートと同じ形状であるものである。
した圧電セラミックシート２の上面に設けられている電
極３ａが菱形であって、他方の電極３ｂが圧電セラミッ
クシートと同じ形状であるものである。
【００１６】図５に示す圧電振動子は、上下方向に分極
した圧電セラミックシート２の上面に設けられている電
極３ａが六角形であって、他方の電極３ｂが圧電セラミ
ックシートと同じ形状であるものである。
した圧電セラミックシート２の上面に設けられている電
極３ａが六角形であって、他方の電極３ｂが圧電セラミ
ックシートと同じ形状であるものである。
【００１７】図６に示す圧電振動子は、上下方向に分極
した圧電セラミックシート２の上面に設けられている電
極３ａが長方形の四隅を落とした形状であって、他方の
電極３ｂが圧電セラミックシートと同じ形状であるもの
である。
した圧電セラミックシート２の上面に設けられている電
極３ａが長方形の四隅を落とした形状であって、他方の
電極３ｂが圧電セラミックシートと同じ形状であるもの
である。
【００１８】さらに、本発明の圧電振動子の別の一例を
図７に示す。図７に示す圧電振動子１ｂは、電極３ａ、
３ｂと上下に分極した圧電セラミックシート２とがそれ
ぞれ同一の葉状であるものである。
図７に示す。図７に示す圧電振動子１ｂは、電極３ａ、
３ｂと上下に分極した圧電セラミックシート２とがそれ
ぞれ同一の葉状であるものである。
【００１９】電極と圧電セラミックシートとが同一の葉
状の圧電振動子１ｂは、例えば、長方形状の圧電セラミ
ックシートの上下の全面に電極を形成して、両電極間に
電界を印加して圧電セラミックシートを上下方向に分極
させ、次いで、電極と圧電セラミックシートとを同一の
葉状に成形することにより製造することができる。電極
と圧電セラミックシートとを葉状に成形した後には、両
電極間に電界を印加して圧電セラミックシートを上下方
向に再分極させることが好ましい。
状の圧電振動子１ｂは、例えば、長方形状の圧電セラミ
ックシートの上下の全面に電極を形成して、両電極間に
電界を印加して圧電セラミックシートを上下方向に分極
させ、次いで、電極と圧電セラミックシートとを同一の
葉状に成形することにより製造することができる。電極
と圧電セラミックシートとを葉状に成形した後には、両
電極間に電界を印加して圧電セラミックシートを上下方
向に再分極させることが好ましい。
【００２０】電極と圧電セラミックシートとを葉状に成
形する方法としては、ダイシングソーなどの切断機によ
る方法、酸処理によるエッチングにより行う方法などを
挙げることができるが、製造上の観点から酸溶液による
エッチングにより行う方法が好ましい。酸処理によるエ
ッチングは、例えば、圧電セラミックシートの材料がＰ
ＺＴである場合には、フッ化水素酸と硝酸水溶液とに順
次接触させて、あるいは、フッ化水素酸と硝酸水溶液と
の混合液に接触させることにより行うことができる（特
願平１１−１８３２７９号公報参照）。
形する方法としては、ダイシングソーなどの切断機によ
る方法、酸処理によるエッチングにより行う方法などを
挙げることができるが、製造上の観点から酸溶液による
エッチングにより行う方法が好ましい。酸処理によるエ
ッチングは、例えば、圧電セラミックシートの材料がＰ
ＺＴである場合には、フッ化水素酸と硝酸水溶液とに順
次接触させて、あるいは、フッ化水素酸と硝酸水溶液と
の混合液に接触させることにより行うことができる（特
願平１１−１８３２７９号公報参照）。
【００２１】次に、本発明のアレイ型圧電振動子につい
て説明する。図８に、本発明のアレイ型圧電振動子の一
例の斜視図を示す。図に示したアレイ型圧電振動子は、
図１に示した上下方向に分極した圧電セラミックシート
２の上面に設けられている電極３ａが葉状であって、他
方の電極３ｂが圧電セラミックシートと同じ形状の圧電
振動子１ａを、複数個、電極の長軸が平行になるように
並べた形で吸音材６に貼り合わせてなるものである。こ
のアレイ型圧電振動子は、複数個の圧電振動子１ａを用
意しこれらを吸音材に貼り合わせることにより製造する
ことができるが、以下に述べる方法によっても製造する
ことができる。
て説明する。図８に、本発明のアレイ型圧電振動子の一
例の斜視図を示す。図に示したアレイ型圧電振動子は、
図１に示した上下方向に分極した圧電セラミックシート
２の上面に設けられている電極３ａが葉状であって、他
方の電極３ｂが圧電セラミックシートと同じ形状の圧電
振動子１ａを、複数個、電極の長軸が平行になるように
並べた形で吸音材６に貼り合わせてなるものである。こ
のアレイ型圧電振動子は、複数個の圧電振動子１ａを用
意しこれらを吸音材に貼り合わせることにより製造する
ことができるが、以下に述べる方法によっても製造する
ことができる。
【００２２】図９に、図８に示した本発明のアレイ型圧
電振動子の製造工程の一例を示す。本発明のアレイ型圧
電振動子は、例えば、下記の工程により製造することが
できる。 （１）上下方向に分極した広幅の圧電セラミックシート
２ａの一方の面に、複数の葉状の電極３ａがそれぞれの
電極の長軸が平行なるように、そして、他方の面には全
面に電極３ｂが設けられている広幅の圧電振動子の一方
の電極面に、吸音材６を貼り合わせる工程（工程１）。 （２）電極３ａの形状に合わせて、ダイシングソーなど
の切断機７を用いて、広幅の圧電振動子を切断し、複数
個の圧電振動子１ａとする工程（工程２）。
電振動子の製造工程の一例を示す。本発明のアレイ型圧
電振動子は、例えば、下記の工程により製造することが
できる。 （１）上下方向に分極した広幅の圧電セラミックシート
２ａの一方の面に、複数の葉状の電極３ａがそれぞれの
電極の長軸が平行なるように、そして、他方の面には全
面に電極３ｂが設けられている広幅の圧電振動子の一方
の電極面に、吸音材６を貼り合わせる工程（工程１）。 （２）電極３ａの形状に合わせて、ダイシングソーなど
の切断機７を用いて、広幅の圧電振動子を切断し、複数
個の圧電振動子１ａとする工程（工程２）。
【００２３】なお、得られたアレイ型圧電振動子は、各
圧電振動子１ａの両電極間に電界を印加して圧電セラミ
ックシート２を上下方向に再分極させることが好まし
い。
圧電振動子１ａの両電極間に電界を印加して圧電セラミ
ックシート２を上下方向に再分極させることが好まし
い。
【００２４】図１０に、本発明のアレイ型圧電振動子の
別の一例の斜視図を示す。図に示すアレイ型圧電振動子
は、図７に示した電極３ａ、３ｂと上下に分極した圧電
セラミックシート２とがそれぞれ同一の葉状である圧電
振動子１ｂを、複数個、電極の長軸が平行になるように
並べて吸音材６に貼り合わせてなるものである。このア
レイ型圧電振動子は、複数個の圧電振動子１ｂを吸音材
に貼り合わせて製造することができるが、以下に述べる
方法によっても製造することができる。
別の一例の斜視図を示す。図に示すアレイ型圧電振動子
は、図７に示した電極３ａ、３ｂと上下に分極した圧電
セラミックシート２とがそれぞれ同一の葉状である圧電
振動子１ｂを、複数個、電極の長軸が平行になるように
並べて吸音材６に貼り合わせてなるものである。このア
レイ型圧電振動子は、複数個の圧電振動子１ｂを吸音材
に貼り合わせて製造することができるが、以下に述べる
方法によっても製造することができる。
【００２５】図１１に、図１０に示した本発明のアレイ
型圧電振動子の一連の製造工程の一例を示す。本発明の
アレイ型圧電振動子は、例えば、下記の工程により製造
することができる。 （１）上下方向に分極した広幅の圧電セラミックシート
２ａの両面の全面に電極３ａ、３ｂが設けられている広
幅の圧電振動子の一方の電極面３ｂに吸音材６を他方の
電極面３ａに広幅のプラスチック製シート（音響整合
材）８を貼り合わせる工程（工程１）。 （２）ダイシングソーなどの切断機７を用いて、広幅の
プラスチック製シート８及び圧電振動子を所定の間隔で
切断する工程（工程２）。 （３）上記工程２で得た長尺の長方形の圧電振動子１ｃ
の長軸方向の両端部を酸溶液９に接触させて、圧電振動
子の圧電セラミックシート２及び電極３ａ、３ｂをエッ
チングして、圧電セラミックシート２と電極３ａ、３ｂ
とを葉状にする工程（工程３）。
型圧電振動子の一連の製造工程の一例を示す。本発明の
アレイ型圧電振動子は、例えば、下記の工程により製造
することができる。 （１）上下方向に分極した広幅の圧電セラミックシート
２ａの両面の全面に電極３ａ、３ｂが設けられている広
幅の圧電振動子の一方の電極面３ｂに吸音材６を他方の
電極面３ａに広幅のプラスチック製シート（音響整合
材）８を貼り合わせる工程（工程１）。 （２）ダイシングソーなどの切断機７を用いて、広幅の
プラスチック製シート８及び圧電振動子を所定の間隔で
切断する工程（工程２）。 （３）上記工程２で得た長尺の長方形の圧電振動子１ｃ
の長軸方向の両端部を酸溶液９に接触させて、圧電振動
子の圧電セラミックシート２及び電極３ａ、３ｂをエッ
チングして、圧電セラミックシート２と電極３ａ、３ｂ
とを葉状にする工程（工程３）。
【００２６】なお、得られたアレイ型圧電振動子は、各
圧電振動子１ｂの両電極間３ａ、３ｂに電界を印加して
圧電セラミックシートを上下方向に再分極させることが
好ましい。
圧電振動子１ｂの両電極間３ａ、３ｂに電界を印加して
圧電セラミックシートを上下方向に再分極させることが
好ましい。
【００２７】図１２に、上記の製造工程により得られる
アレイ型圧電振動子の一例の斜視図を示す。図１２に示
すアレイ型圧電振動子は、図１０に示したアレイ型圧電
振動子の各圧電振動子１ｂのそれぞれにプラスチック製
シート８ａが取り付けられたものである。このプラスチ
ック製シート８ａは各圧電振動子の音響整合層として機
能するので、取り外す必要はない。
アレイ型圧電振動子の一例の斜視図を示す。図１２に示
すアレイ型圧電振動子は、図１０に示したアレイ型圧電
振動子の各圧電振動子１ｂのそれぞれにプラスチック製
シート８ａが取り付けられたものである。このプラスチ
ック製シート８ａは各圧電振動子の音響整合層として機
能するので、取り外す必要はない。
【００２８】
【発明の効果】本発明の圧電振動子は、長軸方向におい
て、中央で音圧レベルが高く、その両端部では音圧レベ
ルの低い超音波ビームを放射することができるため、指
向性が鋭くなり分解能が向上する。従って、本発明の圧
電振動子を用いた医療用超音波診断装置や超音波センサ
は、鮮明な画像が得られるなど精度の高い測定を行うこ
とができる。
て、中央で音圧レベルが高く、その両端部では音圧レベ
ルの低い超音波ビームを放射することができるため、指
向性が鋭くなり分解能が向上する。従って、本発明の圧
電振動子を用いた医療用超音波診断装置や超音波センサ
は、鮮明な画像が得られるなど精度の高い測定を行うこ
とができる。
【図１】本発明の圧電振動子の一例の斜視図である。
【図２】一方の電極が葉状に形成されている本発明の圧
電振動子及び両方の電極が長方形状に形成されている圧
電振動子の長軸方向における超音波ビームプロファイル
をシュミレーションした結果を表す図である。
電振動子及び両方の電極が長方形状に形成されている圧
電振動子の長軸方向における超音波ビームプロファイル
をシュミレーションした結果を表す図である。
【図３】本発明の圧電振動子の別の一例の斜視図であ
る。
る。
【図４】本発明の圧電振動子のさらに別の一例の斜視図
である。
である。
【図５】本発明の圧電振動子のさらに別の一例の斜視図
である。
である。
【図６】本発明の圧電振動子のさらに別の一例の斜視図
である。
である。
【図７】本発明の圧電振動子のさらに別の一例の斜視図
である。
である。
【図８】本発明のアレイ型圧電振動子の一例の斜視図で
ある。
ある。
【図９】電極が葉状の圧電振動子からなるアレイ型圧電
振動子の一例の製造工程を表す概略図である。
振動子の一例の製造工程を表す概略図である。
【図１０】本発明のアレイ型圧電振動子の別の一例の斜
視図である。
視図である。
【図１１】電極と圧電セラミックシートとが同一の葉状
の圧電振動子からなるアレイ型圧電振動子の一例の製造
工程を表す概略図である。
の圧電振動子からなるアレイ型圧電振動子の一例の製造
工程を表す概略図である。
【図１２】図１１に示した製造工程より製造されるアレ
イ型圧電振動子の一例の斜視図である。
イ型圧電振動子の一例の斜視図である。
【図１３】従来の代表的な圧電振動子の一例の斜視図で
ある。
ある。
１ａ、１ｂ、１ｃ 圧電振動子 ２ 圧電セラミックシート ２ａ 広幅の圧電セラミックシート ３ａ、３ｂ 電極 ４ 長軸 ５ 短軸 ６ 吸音材 ７ 裁断機 ８ａ プラスチック製シート（音響整合材） ８ 広幅のプラスチック製シート（音響整合材） ９ 酸溶液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 智彦 長野県上田市踏入２丁目10番19号 上田日 本無線株式会社内 (72)発明者 伊沢 崇 長野県上田市踏入２丁目10番19号 上田日 本無線株式会社内 (72)発明者 有賀 英久 長野県上田市踏入２丁目10番19号 上田日 本無線株式会社内 Ｆターム(参考） 5D019 AA06 BB02 BB18 BB19 BB25 FF04 GG05 5J108 BB04 CC04 CC13 FF02 FF04 KK01 KK02 MM14
Claims (9)
- 【請求項１】 上下方向に分極した圧電セラミックシー
トの上下の両面のそれぞれに電極が設けられている圧電
振動子であって、少なくとも一方の電極が、長軸の長さ
が短軸の長さの２〜２００倍の長さで、長軸及び短軸の
いずれに対しても対称形の長尺形状であり、長軸の両側
端部が点であるか、あるいは両側端部における幅が、長
軸中央部における幅の長さよりも小さい電極であること
を特徴とする圧電振動子。 - 【請求項２】 電極が、葉状であることを特徴とする請
求項１に記載の圧電振動子。 - 【請求項３】 電極が、長円であることを特徴とする請
求項１に記載の圧電振動子。 - 【請求項４】 電極が、菱形であることを特徴とする請
求項１に記載の圧電振動子。 - 【請求項５】 電極が、六角形であることを特徴とする
請求項１に記載の圧電振動子。 - 【請求項６】 電極が、長方形の四隅を落とした形状で
あることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。 - 【請求項７】 圧電セラミックシートが、長方形である
ことを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれかの項
に記載の圧電振動子。 - 【請求項８】 電極と圧電セラミックシートとが、同一
形状であることを特徴とする請求項１乃至６のうちのい
ずれかの項に記載の圧電振動子。 - 【請求項９】 請求項１乃至８のうちのいずれかの項に
記載の圧電振動子を複数個、電極の長軸方向に対して平
行に並べた形で吸音材に貼り合わせてなるアレイ型複合
圧電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034669A JP2001223556A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 圧電振動子及びアレイ型圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034669A JP2001223556A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 圧電振動子及びアレイ型圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001223556A true JP2001223556A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=18558968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000034669A Withdrawn JP2001223556A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 圧電振動子及びアレイ型圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001223556A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6914368B2 (en) | 2002-01-08 | 2005-07-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Piezoelectric resonator, and piezoelectric filter, duplexer, and communication apparatus, all including same |
| WO2007064214A2 (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Dolphiscan As | Ultrasonic transducer module comprising a transmitter layer and a receiver layer |
| WO2009020022A1 (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Daishinku Corporation | 圧電振動子 |
| WO2010067794A1 (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-17 | 株式会社村田製作所 | 圧電性複合基板の製造方法、および圧電素子の製造方法 |
| RU171512U1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-06-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр Сертификации и Контроля" (ООО "ЦСК") | Ультразвуковая антенная решетка |
| US11671750B2 (en) | 2020-03-31 | 2023-06-06 | Lg Display Co., Ltd. | Vibration device and display apparatus including the same |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000034669A patent/JP2001223556A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6914368B2 (en) | 2002-01-08 | 2005-07-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Piezoelectric resonator, and piezoelectric filter, duplexer, and communication apparatus, all including same |
| WO2007064214A2 (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Dolphiscan As | Ultrasonic transducer module comprising a transmitter layer and a receiver layer |
| WO2007064214A3 (en) * | 2005-11-29 | 2007-11-22 | Dolphiscan As | Ultrasonic transducer module comprising a transmitter layer and a receiver layer |
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| WO2010067794A1 (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-17 | 株式会社村田製作所 | 圧電性複合基板の製造方法、および圧電素子の製造方法 |
| US8572825B2 (en) | 2008-12-10 | 2013-11-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for producing piezoelectric composite substrate and method for producing piezoelectric element |
| JP5353897B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2013-11-27 | 株式会社村田製作所 | 圧電性複合基板の製造方法、および圧電素子の製造方法 |
| RU171512U1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-06-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр Сертификации и Контроля" (ООО "ЦСК") | Ультразвуковая антенная решетка |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |