JP2001309494A - Ultrasonic signal irradiating device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波で効率よく
物体中に超音波信号を照射する超音波信号照射装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic signal irradiating apparatus for efficiently irradiating an ultrasonic signal onto an object at a high frequency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】音響システムを構築する上では、弾性波
を照射または検出するトランスデューサが重要な役割を
果たす。一般には、駆動周波数が圧電基板の厚さに依存
するような厚み振動モードの圧電トランスデューサが広
く用いられている。このような従来型のトランスデュー
サは、動作周波数が単一で高周波駆動が難しいという問
題を有する。圧電基板の厚さが波長に比べて十分に厚い
圧電基板が液体と接触する場合、弾性表面波は漏洩波の
形で伝搬する。この時、漏洩波は液体中への縦波にモー
ド変換される。このことは、圧電基板に設けられている
すだれ状トランスデューサが液体と固体との界面におい
て漏洩波トランスデューサとしての機能を果たしている
ことを意味しているが、圧電基板を伝搬する漏洩弾性表
面波は速度分散のない唯一のモードしか存在しない。液
体中に超音波を照射するためのこれらのトランスデュー
サは、単一周波数帯での動作に限定され、しかも、超音
波の照射方向は圧電基板に垂直あるいはある一定の角度
に限定されるという問題を有している。2. Description of the Related Art Transducers for irradiating or detecting elastic waves play an important role in constructing an acoustic system. Generally, a thickness vibration mode piezoelectric transducer whose driving frequency depends on the thickness of the piezoelectric substrate is widely used. Such a conventional transducer has a problem that the operating frequency is single and high-frequency driving is difficult. When a piezoelectric substrate whose thickness is sufficiently large compared to the wavelength comes into contact with a liquid, the surface acoustic wave propagates in the form of a leaky wave. At this time, the leaky wave is mode-converted into a longitudinal wave into the liquid. This means that the interdigital transducer provided on the piezoelectric substrate functions as a leaky wave transducer at the interface between the liquid and the solid, but the leaky surface acoustic wave propagating through the piezoelectric substrate has a velocity There is only one mode without dispersion. These transducers for irradiating ultrasonic waves into a liquid are limited to operation in a single frequency band, and the ultrasonic irradiation direction is limited to a direction perpendicular to the piezoelectric substrate or at a certain angle. Have.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
軽量でしかも簡便なデバイス構成で物体中に超音波信号
を照射でき、その照射角度や照射強度を調整でき、複数
の周波数帯での動作とともに、低消費電力駆動が可能
で、耐環境性にも優れる超音波信号照射装置を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to irradiate an ultrasonic signal onto an object with a small, lightweight and simple device configuration, to adjust the irradiation angle and irradiation intensity, and to make it possible to control a plurality of frequency bands. An object of the present invention is to provide an ultrasonic signal irradiation device that can be driven with low power consumption and has excellent environmental resistance as well as operation.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超音波
信号照射装置は、圧電基板、第１入力用すだれ状電極、
第２入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、囲い、
増幅器および変調器から成る超音波信号照射装置であっ
て、前記第１入力用すだれ状電極、前記第２入力用すだ
れ状電極および前記出力用すだれ状電極は、前記圧電基
板の一方の端面に設けられており、前記囲いは前記圧電
基板のもう一方の端面の一部に設けられ、前記一部は、
前記圧電基板の前記一方の端面の前記第１入力用すだれ
状電極および前記出力用すだれ状電極を含む表面部に対
応し、前記囲いによって前記一部は空気と接触し、前記
第１入力用すだれ状電極は、入力電気信号を印加される
ことにより前記圧電基板に非漏洩弾性波を励振し、前記
出力用すだれ状電極は、前記非漏洩弾性波を遅延電気信
号として検出し、前記増幅器は、前記遅延電気信号を増
幅し、その増幅信号の一部を再び前記第１入力用すだれ
状電極に印加し、前記増幅信号の残部をキャリヤ信号と
して前記変調器に送り、前記変調器は、前記変調器に備
えられている入力端子から受信する入力伝言信号に従っ
て、前記キャリヤ信号の振幅を変調して振幅変調（Ａ
Ｍ）信号を発生させ、前記第２入力用すだれ状電極は、
前記ＡＭ信号を印加されることにより前記圧電基板に漏
洩弾性波を励振し、前記圧電基板の前記もう一方の端面
の残部を介して前記漏洩弾性波を縦波として液体中に照
射する。According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic signal irradiation apparatus, comprising: a piezoelectric substrate; a first input interdigital transducer;
A second input IDT, an output IDT, an enclosure,
An ultrasonic signal irradiation device including an amplifier and a modulator, wherein the first input IDT, the second input IDT, and the output IDT are provided on one end surface of the piezoelectric substrate. And the enclosure is provided on a part of the other end surface of the piezoelectric substrate, and the part is
The one end face of the piezoelectric substrate corresponds to a surface portion including the first input interdigital transducer and the output interdigital transducer, and the part is in contact with air by the enclosure, and the first input interdigital transducer is provided. The shape electrode excites a non-leakage elastic wave to the piezoelectric substrate when an input electric signal is applied, the output IDT detects the non-leakage elastic wave as a delayed electric signal, and the amplifier includes: Amplifying the delayed electric signal, applying a part of the amplified signal again to the first input interdigital transducer, and sending the remainder of the amplified signal as a carrier signal to the modulator; The amplitude of the carrier signal is modulated by modulating the amplitude of the carrier signal in accordance with an input message signal received from an input terminal provided in the device.
M) generating a signal, wherein the second input interdigital transducer comprises:
By applying the AM signal, a leaky elastic wave is excited on the piezoelectric substrate, and the leaky elastic wave is irradiated as a longitudinal wave into the liquid via the remaining portion of the other end surface of the piezoelectric substrate.
【０００５】請求項２に記載の超音波信号照射装置に
は、前記キャリヤ信号の電圧を変化させる電圧制御器が
備えられている。[0005] An ultrasonic signal irradiation apparatus according to a second aspect is provided with a voltage controller for changing the voltage of the carrier signal.
【０００６】請求項３に記載の超音波信号照射装置に
は、前記ＡＭ信号の周波数を選択するフィルターが備え
られている。According to a third aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic signal irradiation device including a filter for selecting a frequency of the AM signal.
【０００７】請求項４に記載の超音波信号照射装置は、
前記圧電基板が圧電セラミック薄板で成り、前記圧電セ
ラミック薄板の分極軸の方向がその厚さ方向と平行であ
る。[0007] The ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 4 is
The piezoelectric substrate is made of a piezoelectric ceramic thin plate, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic thin plate is parallel to its thickness direction.
【０００８】請求項５に記載の超音波信号照射装置は、
前記圧電基板が圧電性高分子薄板で成る。[0008] An ultrasonic signal irradiation apparatus according to a fifth aspect,
The piezoelectric substrate is made of a piezoelectric polymer thin plate.
【０００９】請求項６に記載の超音波信号照射装置は、
前記圧電基板の前記もう一方の端面の前記残部に高分子
膜が設けられている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic signal irradiation apparatus, comprising:
A polymer film is provided on the remaining portion of the other end surface of the piezoelectric substrate.
【００１０】請求項７に記載の超音波信号照射装置は、
前記圧電基板の前記一方の端面にもう一つの出力用すだ
れ状電極が設けられるとともに、前記もう一つの出力用
すだれ状電極に復調器が接続された超音波信号照射装置
であって、前記もう一つの出力用すだれ状電極は、前記
液体中にある物体によって反射された前記縦波を出力電
気信号として検出し、前記復調器は、前記出力電気信号
の振幅を復調して出力伝言信号を発生させ、前記復調器
に備えられている出力端子から前記出力伝言信号が検出
される。[0010] The ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 7 is
An ultrasonic signal irradiation device, wherein another output interdigital transducer is provided on the one end face of the piezoelectric substrate, and a demodulator is connected to the other output interdigital transducer. One output interdigital transducer detects the longitudinal wave reflected by an object in the liquid as an output electric signal, and the demodulator demodulates the amplitude of the output electric signal to generate an output message signal. The output message signal is detected from an output terminal provided in the demodulator.
【００１１】請求項８に記載の超音波信号照射装置は、
もう一つの圧電基板と、前記もう一つの圧電基板の一方
の端面に設けられたもう一つの出力用すだれ状電極と、
前記もう一つの出力用すだれ状電極に接続された復調器
を備えた超音波信号照射装置であって、前記もう一つの
出力用すだれ状電極は、前記液体中にある物体によって
反射された前記縦波を前記もう一つの圧電基板のもう一
方の端面を介して出力電気信号として検出し、前記復調
器は、前記出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号
を発生させ、前記復調器に備えられている出力端子から
前記出力伝言信号が検出される。[0011] An ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 8 is provided.
Another piezoelectric substrate, and another output IDT electrode provided on one end surface of the another piezoelectric substrate,
An ultrasonic signal irradiator comprising a demodulator connected to said another output interdigital transducer, wherein said another output interdigital transducer is characterized in that said vertical interdigital transducer is reflected by an object in said liquid. The wave is detected as an output electric signal through the other end face of the another piezoelectric substrate, and the demodulator demodulates the amplitude of the output electric signal to generate an output message signal, and is provided in the demodulator. The output message signal is detected from the output terminal.
【００１２】請求項９に記載の超音波信号照射装置は、
前記第１入力用すだれ状電極と前記第２入力用すだれ
状電極の電極指の方向は互いに直交している。[0012] According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic signal irradiating apparatus.
The directions of the electrode fingers of the first input interdigital transducer and the second input interdigital transducer are orthogonal to each other.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の超音波信号照射装置は、
圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ
状電極、出力用すだれ状電極、囲い、増幅器および変調
器から成る簡単な構造を有する。圧電基板、第１入力用
すだれ状電極、第２入力用すだれ状電極および出力用す
だれ状電極は、圧電基板の一方の端面に設けられてい
る。囲いは圧電基板のもう一方の端面の一部に設けられ
ている。囲いが設けられる部分は、圧電基板の一方の端
面における第１入力用すだれ状電極と出力用すだれ状電
極を含む表面部に対応し、外部からは遮断され、空気と
接触している。もしも、第１入力用すだれ状電極に入力
電気信号が印加されると、圧電基板に弾性波が励振され
る。このとき、囲いを採用することにより、圧電基板に
励振されるのは外部に漏洩されにくい非漏洩弾性波であ
り、この非漏洩弾性波は遅延電気信号として出力用すだ
れ状電極で検出され、この遅延電気信号は増幅器によっ
て増幅される。その増幅信号の一部は再び第１入力用す
だれ状電極に印加される。このようにして、第１入力用
すだれ状電極、出力用すだれ状電極および増幅器は遅延
線発振器を構成する。従って、デバイスの小型軽量化が
促進され、低消費電力駆動が可能となる。一方、増幅信
号の残部は、キャリヤ信号として変調器に送られる。変
調器には入力端子が備えられていて、その入力端子から
受信される入力伝言信号に従って、キャリヤ信号の振幅
が変調される。このようにして、ＡＭ信号が発生する。
第２入力用すだれ状電極は、このＡＭ信号を印加される
ことにより圧電基板に漏洩弾性波を励振する。この漏洩
弾性波は、圧電基板のもう一方の端面の残部を介して縦
波として液体中に照射される。このようにして、入力伝
言信号として、たとえば、音楽などを採用すれば、その
音楽に応じたＡＭ信号を液体中に流すことが可能とな
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention
It has a simple structure consisting of a piezoelectric substrate, a first input IDT, a second input IDT, an output IDT, an enclosure, an amplifier and a modulator. The piezoelectric substrate, the first input IDT, the second input IDT, and the output IDT are provided on one end surface of the piezoelectric substrate. The enclosure is provided on a part of the other end surface of the piezoelectric substrate. The portion provided with the enclosure corresponds to a surface portion including the first input IDT and the output IDT on one end face of the piezoelectric substrate, and is shielded from the outside and in contact with air. If an input electric signal is applied to the first input interdigital transducer, an elastic wave is excited on the piezoelectric substrate. At this time, by employing the enclosure, what is excited by the piezoelectric substrate is a non-leakage elastic wave which is hardly leaked to the outside, and this non-leakage elastic wave is detected by the output IDT as a delayed electric signal. The delayed electrical signal is amplified by an amplifier. A part of the amplified signal is again applied to the first input IDT. Thus, the first input interdigital transducer, the output interdigital transducer and the amplifier constitute a delay line oscillator. Therefore, reduction in size and weight of the device is promoted, and low power consumption driving is possible. On the other hand, the remainder of the amplified signal is sent to the modulator as a carrier signal. The modulator has an input terminal, and the amplitude of the carrier signal is modulated according to an input message signal received from the input terminal. Thus, an AM signal is generated.
The second input interdigital transducer excites a leaky acoustic wave to the piezoelectric substrate by applying the AM signal. This leaky acoustic wave is irradiated into the liquid as a longitudinal wave through the remaining portion of the other end face of the piezoelectric substrate. In this way, if, for example, music is adopted as the input message signal, it becomes possible to flow an AM signal corresponding to the music into the liquid.
【００１４】本発明の超音波信号照射装置では、キャリ
ヤ信号の電圧を変化させる電圧制御器を備えた構造が可
能である。キャリヤ信号の電圧は電圧制御器によって変
化された後、第２入力用すだれ状電極に入力される。こ
のとき、圧電基板には漏洩弾性波が励振される。この漏
洩弾性波は、電圧制御器で変化された電圧に応じた強さ
の縦波として圧電基板のもう一方の端面の残部を介して
液体中に照射される。このようにして、液体中への超音
波の照射強度を調整することが可能となる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, a structure having a voltage controller for changing the voltage of the carrier signal is possible. After the voltage of the carrier signal is changed by the voltage controller, it is input to the second input IDT. At this time, a leaky acoustic wave is excited on the piezoelectric substrate. This leaky elastic wave is irradiated into the liquid as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller via the remaining end of the other end face of the piezoelectric substrate. In this way, it is possible to adjust the irradiation intensity of the ultrasonic wave into the liquid.
【００１５】本発明の超音波信号照射装置では、ＡＭ信
号の周波数を選択するフィルターが備えられた構造が可
能である。このような構造を採用することにより、第２
入力用すだれ状電極に入力されるＡＭ信号の周波数が選
択される。液体中への縦波の照射角度θは駆動周波数に
依存することから、液体中への超音波の照射角度θを調
整することが可能となる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, a structure provided with a filter for selecting the frequency of the AM signal is possible. By adopting such a structure, the second
The frequency of the AM signal input to the input IDT is selected. Since the irradiation angle θ of the longitudinal wave into the liquid depends on the driving frequency, the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the liquid can be adjusted.
【００１６】本発明の超音波信号照射装置では、圧電基
板が圧電セラミック薄板で成り、その分極軸の方向が厚
さ方向と平行である構造、または圧電基板が圧電性高分
子薄板で成る構造が可能である。このような構造を採用
することにより、圧電基板に弾性波が効率よく励振され
る。また、装置の小型軽量化を促進することが可能とな
る。In the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention, the structure in which the piezoelectric substrate is made of a piezoelectric ceramic thin plate and the direction of the polarization axis thereof is parallel to the thickness direction or the structure in which the piezoelectric substrate is a piezoelectric polymer thin plate is used. It is possible. By employing such a structure, an elastic wave is efficiently excited on the piezoelectric substrate. In addition, it is possible to promote reduction in size and weight of the device.
【００１７】本発明の超音波信号照射装置では、圧電基
板のもう一方の端面の残部に高分子膜が設けられた構造
が可能である。このような構造を採用することにより、
機械的強度を高めることが可能となる。また、高分子膜
として、液体層との音響結合のための整合性に優れた、
たとえば、シリコンゴム薄膜などを用いれば、圧電基板
に励振された漏洩弾性波は液体中に縦波として効率よく
照射される。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, a structure in which a polymer film is provided on the other end face of the piezoelectric substrate is possible. By adopting such a structure,
It is possible to increase the mechanical strength. In addition, as a polymer film, it has excellent consistency for acoustic coupling with the liquid layer,
For example, if a silicon rubber thin film or the like is used, leaky elastic waves excited on the piezoelectric substrate are efficiently irradiated as longitudinal waves in the liquid.
【００１８】本発明の超音波信号照射装置では、圧電基
板の一方の端面にもう一つの出力用すだれ状電極が設け
られるとともに、この出力用すだれ状電極に復調器が接
続された構造が可能である。この出力用すだれ状電極
は、液体中にある物体によって反射された縦波を出力電
気信号として検出することを可能にする。また、復調器
によれば、この出力電気信号の振幅を復調して出力伝言
信号を発生させることができる。このようにして、復調
器に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出さ
れる。たとえば、入力伝言信号としての音楽に応じたＡ
Ｍ信号が液体中に流れていた場合、このＡＭ信号を再び
液体中から取り出し復調して伝言を再生することが可能
となる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention, another output interdigital electrode is provided on one end face of the piezoelectric substrate, and a demodulator is connected to the output interdigital electrode. is there. The output interdigital transducer allows the longitudinal wave reflected by an object in the liquid to be detected as an output electrical signal. Further, according to the demodulator, the output message signal can be generated by demodulating the amplitude of the output electric signal. Thus, the output message signal is detected from the output terminal provided in the demodulator. For example, A corresponding to music as an input message signal
If the M signal is flowing in the liquid, the AM signal can be taken out of the liquid again and demodulated to reproduce the message.
【００１９】本発明の超音波信号照射装置では、 もう
一つの圧電基板と、その圧電基板の一方の端面に設けら
れたもう一つの出力用すだれ状電極と、その出力用すだ
れ状電極に接続された復調器を備えた構造が可能であ
る。このような構造では、その出力用すだれ状電極は、
液体中にある物体によって反射された縦波をその圧電基
板のもう一方の端面を介して出力電気信号として検出す
ることを可能にする。また、復調器によれば、この出力
電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させるこ
とができる。このようにして、復調器に備えられている
出力端子から出力伝言信号が検出される。たとえば、入
力伝言信号としての音楽に応じたＡＭ信号が液体中に流
れていた場合、このＡＭ信号を再び液体中から取り出し
復調して伝言を再生することが可能となる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention, another piezoelectric substrate, another output interdigital electrode provided on one end face of the piezoelectric substrate, and an output interdigital electrode are connected. A structure with an integrated demodulator is possible. In such a structure, the output IDT is
A longitudinal wave reflected by an object in the liquid can be detected as an output electric signal via the other end face of the piezoelectric substrate. Further, according to the demodulator, the output message signal can be generated by demodulating the amplitude of the output electric signal. Thus, the output message signal is detected from the output terminal provided in the demodulator. For example, when an AM signal corresponding to music as an input message signal flows in the liquid, the AM signal is taken out of the liquid again, demodulated, and the message can be reproduced.
【００２０】本発明の超音波信号照射装置では、第１入
力用すだれ状電極と第２入力用すだれ状電極の電極指の
方向が互いに直交した構造が可能である。このような構
造を採用することにより、デバイス設計の自由度が増大
する。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, it is possible to have a structure in which the electrode fingers of the first input interdigital transducer and the second input interdigital transducer are orthogonal to each other. Employing such a structure increases the degree of freedom in device design.
【００２１】[0021]
【実施例】図１は本発明の超音波信号照射装置の第１の
実施例を示す構成図である。本実施例は圧電基板１、第
１入力用すだれ状電極２、第２入力用すだれ状電極３、
出力用すだれ状電極４、囲い５、増幅器６および変調器
７から成る。圧電基板１は厚さ218μｍの圧電セラミッ
ク薄板で成る。本実施例では圧電基板１として圧電セラ
ミック薄板が用いられているが、圧電性高分子薄板を用
いることも可能である。第１入力用すだれ状電極２、第
２入力用すだれ状電極３および出力用すだれ状電極４
は、アルミニウム薄膜で成り、圧電基板１の一方の端面
上に設けられている。囲い５は圧電基板１のもう一方の
端面の一部に設けられている。囲い５が設けられる部分
は、圧電基板１の一方の端面における第１入力用すだれ
状電極２と出力用すだれ状電極４を含む表面部に対応
し、外部からは遮断され、空気と接触している。図１の
超音波信号照射装置を用いて液体中に超音波を照射する
場合には、圧電基板１のもう一方の端面の少なくとも残
部にその液体を接触させる必要がある。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention. In this embodiment, a piezoelectric substrate 1, a first input interdigital transducer 2, a second input interdigital transducer 3,
It comprises an interdigital transducer 4, an enclosure 5, an amplifier 6 and a modulator 7. The piezoelectric substrate 1 is formed of a piezoelectric ceramic thin plate having a thickness of 218 μm. In this embodiment, a piezoelectric ceramic thin plate is used as the piezoelectric substrate 1, but a piezoelectric polymer thin plate can also be used. First input interdigital transducer 2, second input interdigital transducer 3, and output interdigital transducer 4
Is made of an aluminum thin film and is provided on one end face of the piezoelectric substrate 1. The enclosure 5 is provided on a part of the other end face of the piezoelectric substrate 1. The portion where the enclosure 5 is provided corresponds to a surface portion including the first input interdigital transducer 2 and the output interdigital transducer 4 on one end face of the piezoelectric substrate 1, and is shielded from the outside and comes into contact with air. I have. When irradiating ultrasonic waves into a liquid using the ultrasonic signal irradiating apparatus shown in FIG. 1, it is necessary to bring the liquid into contact with at least the remaining portion of the other end face of the piezoelectric substrate 1.
【００２２】図２は圧電基板１、第１入力用すだれ状電
極２、第２入力用すだれ状電極３および出力用すだれ状
電極４で成るデバイスを上方から見たときの平面図であ
る。第１入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電
極４はともに５対の電極指を有し、電極周期長は340μ
ｍである。第２入力用すだれ状電極３は60対の電極指を
有し、電極周期長は340μｍである。FIG. 2 is a plan view of a device including the piezoelectric substrate 1, the first input IDT 2, the second input IDT 3, and the output IDT 4, as viewed from above. The first input IDT 2 and the output IDT 4 each have five pairs of electrode fingers, and the electrode period length is 340 μm.
m. The second input interdigital transducer 3 has 60 pairs of electrode fingers, and the electrode cycle length is 340 μm.
【００２３】図１の超音波信号照射装置において、第１
入力用すだれ状電極２の電極周期長に対応する中心周波
数にほぼ等しい周波数の入力電気信号が第１入力用すだ
れ状電極２に印加されると、圧電基板１に非漏洩弾性波
が励振される。非漏洩弾性波は第１入力用すだれ状電極
２の電極周期長にほぼ対応する波長を有しており、この
非漏洩弾性波は圧電基板１中を伝わって遅延電気信号と
して出力用すだれ状電極４で検出される。この遅延電気
信号は増幅器６によって増幅される。その増幅信号の一
部は入力電気信号として再び第１入力用すだれ状電極２
に印加される。このようにして、第１入力用すだれ状電
極２、出力用すだれ状電極４および増幅器６は帰還型の
遅延線発振器を構成する。一方、増幅信号の残部は、キ
ャリヤ信号として変調器７に送られる。変調器７には入
力端子が備えられていて、その入力端子から受信される
入力伝言信号に従って、キャリヤ信号の振幅が変調され
る。このようにしてＡＭ信号が発生する。第２入力用す
だれ状電極３は、このＡＭ信号を印加されることにより
圧電基板１に漏洩弾性波を励振する。この漏洩弾性波
は、圧電基板１のもう一方の端面の残部を介して縦波と
して液体中に照射される。このようにして、入力伝言信
号に応じたＡＭ信号を液体中に流すことが可能となる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus shown in FIG.
When an input electric signal having a frequency substantially equal to the center frequency corresponding to the electrode period length of the input interdigital transducer 2 is applied to the first input interdigital transducer 2, a non-leakage elastic wave is excited in the piezoelectric substrate 1. . The non-leakage elastic wave has a wavelength substantially corresponding to the electrode period length of the first input IDT 2, and the non-leakage elastic wave propagates through the piezoelectric substrate 1 and outputs as a delayed electric signal. 4 is detected. This delayed electric signal is amplified by the amplifier 6. A part of the amplified signal is again input as an input electric signal to the first input IDT 2.
Is applied to Thus, the first input IDT 2, the output IDT 4 and the amplifier 6 constitute a feedback type delay line oscillator. On the other hand, the remainder of the amplified signal is sent to modulator 7 as a carrier signal. The modulator 7 has an input terminal, and the amplitude of the carrier signal is modulated according to an input message signal received from the input terminal. Thus, an AM signal is generated. The second input interdigital transducer 3 excites a leaky acoustic wave to the piezoelectric substrate 1 by applying the AM signal. This leaky elastic wave is irradiated into the liquid as a longitudinal wave through the remaining portion of the other end face of the piezoelectric substrate 1. In this way, it becomes possible to flow the AM signal corresponding to the input message signal into the liquid.
【００２４】図３は圧電基板１に励振される各モードの
弾性波の位相速度と、弾性波の周波数ｆおよび圧電基板
１の厚さｄの積ｆｄとの関係を示す特性図である。圧電
基板１中を伝搬する横波の速度は2,450 m/sであり、縦
波の速度は4,390 m/sである。図３より、多モードでの
駆動が可能であって、高次モードでの駆動ほど弾性波の
速度も速いことが分かる。弾性波の速度が速ければ速い
ほど、液体中への超音波の照射角度θも小さくなること
から、結果として、駆動周波数を高くすればするほど照
射角度θを小さくすることができる。このようにして、
液体中への照射角度を調整できる超音波信号照射装置が
可能となる。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the phase velocity of the elastic wave of each mode excited in the piezoelectric substrate 1 and the product fd of the frequency f of the elastic wave and the thickness d of the piezoelectric substrate 1. The speed of the shear wave propagating in the piezoelectric substrate 1 is 2,450 m / s, and the speed of the longitudinal wave is 4,390 m / s. From FIG. 3, it can be seen that driving in multiple modes is possible, and the speed of the elastic wave is higher as driving in the higher order mode. The higher the velocity of the elastic wave, the smaller the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the liquid. As a result, the higher the driving frequency, the smaller the irradiation angle θ. In this way,
It becomes possible to provide an ultrasonic signal irradiation device capable of adjusting the irradiation angle into the liquid.
【００２５】図４は本発明の超音波信号照射装置の第２
の実施例を示す構成図である。本実施例は図１の第１の
実施例に新たにフィルター８が加わったものである。本
実施例では液体中を伝搬する縦波の伝搬路が矢印で示さ
れている。図３で述べられているように、照射角度θは
駆動周波数に依存する。このようにして、液体中への超
音波の照射角度θを調整することができる。FIG. 4 shows a second embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the embodiment. This embodiment is obtained by adding a filter 8 to the first embodiment of FIG. In this embodiment, the propagation path of the longitudinal wave propagating in the liquid is indicated by an arrow. As described in FIG. 3, the irradiation angle θ depends on the driving frequency. In this manner, the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the liquid can be adjusted.
【００２６】図５は圧電基板１単体に励振される弾性波
の挿入損失と周波数との関係を示す特性図である。但
し、図５は周波数が6 ~ 8 MHzでの特性図である。図５
における細線および太線は、圧電基板１のもう一方の端
面に何も負荷されていない状態および水が負荷された状
態をそれぞれ示す。両状態における挿入損失の差は6.8M
Hz近傍で最大である。図５の他、4.3 MHz，9.5 MHz，1
4.4 MHzおよび19 MHzにおいてそれぞれ挿入損失の差が
大きいことが確認されている。このことから、これらの
周波数で駆動することにより液体中へ超音波を効率よく
照射できることが分かる。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss of elastic waves excited by the piezoelectric substrate 1 and the frequency. However, FIG. 5 is a characteristic diagram at a frequency of 6 to 8 MHz. FIG.
Indicate a state in which nothing is loaded on the other end face of the piezoelectric substrate 1 and a state in which water is loaded, respectively. The difference between the insertion loss in both states is 6.8M
It is maximum near Hz. In addition to Fig. 5, 4.3 MHz, 9.5 MHz, 1
It has been confirmed that the difference between the insertion loss at 4.4 MHz and 19 MHz is large. From this, it is understood that ultrasonic waves can be efficiently irradiated into the liquid by driving at these frequencies.
【００２７】図６は本発明の超音波信号照射装置の第３
の実施例を示す構成図である。本実施例は図１の第１の
実施例に新たに電圧制御器９が加わったものである。増
幅器６によって増幅された増幅信号の残部は、キャリヤ
信号として変調器７に送られる前に電圧制御器９を経由
する。このようにして、キャリヤ信号の電圧は電圧制御
器９によって変化された後、第２入力用すだれ状電極３
に入力される。このとき、圧電基板１に漏洩弾性波が励
振される。この漏洩弾性波は、電圧制御器９で変化され
た電圧に応じた強さの縦波として圧電基板１のもう一方
の端面の残部を介して液体中に照射される。このように
して、液体中への超音波の照射強度を調整することが可
能となる。FIG. 6 shows a third embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the embodiment. This embodiment is obtained by adding a voltage controller 9 to the first embodiment of FIG. The remainder of the amplified signal amplified by the amplifier 6 passes through the voltage controller 9 before being sent to the modulator 7 as a carrier signal. In this way, after the voltage of the carrier signal is changed by the voltage controller 9, the second input IDT 3
Is input to At this time, leaky acoustic waves are excited in the piezoelectric substrate 1. This leaky elastic wave is applied to the liquid as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller 9 through the remaining portion of the other end face of the piezoelectric substrate 1. In this way, it is possible to adjust the irradiation intensity of the ultrasonic wave into the liquid.
【００２８】図７は本発明の超音波信号照射装置の第４
の実施例を示す構成図である。本実施例は図１の第１の
実施例に新たに高分子膜１０が加わったものである。高
分子膜１０は、厚さ１ｍｍで、シリコンゴム製で、圧電
基板１のもう一方の端面の残部に設けられている。この
ようにして、高分子膜１０の外側の表面を介して超音波
が効率よく液体中に照射される。FIG. 7 shows a fourth embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the embodiment. In this embodiment, a polymer film 10 is newly added to the first embodiment of FIG. The polymer film 10 has a thickness of 1 mm, is made of silicon rubber, and is provided on the remaining portion of the other end surface of the piezoelectric substrate 1. In this way, ultrasonic waves are efficiently irradiated into the liquid through the outer surface of the polymer film 10.
【００２９】図８は圧電基板１と高分子膜１０との２層
構造体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係
を示す特性図である。但し、図８は高分子膜１０の外側
表面に水が負荷された状態での特性を示す。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss and the frequency of the elastic wave excited in the two-layer structure of the piezoelectric substrate 1 and the polymer film 10. However, FIG. 8 shows the characteristics when water is loaded on the outer surface of the polymer film 10.
【００３０】図９は圧電基板１と高分子膜１０との２層
構造体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係
を示す特性図である。但し、図９は高分子膜１０の外側
表面に何も負荷されていない状態での特性を示す。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss and the frequency of the elastic wave excited in the two-layer structure of the piezoelectric substrate 1 and the polymer film 10. However, FIG. 9 shows the characteristics when no load is applied to the outer surface of the polymer film 10.
【００３１】図８および図９より、両状態での挿入損失
の差は4.3 MHz近傍で最大であることが分かる。すなわ
ち、4.3 MHz近傍で駆動すれば液体中へ超音波を効率よ
く照射できることが分かる。From FIGS. 8 and 9, it can be seen that the difference in insertion loss between the two states is maximum near 4.3 MHz. In other words, it can be understood that ultrasonic waves can be efficiently irradiated into the liquid by driving at around 4.3 MHz.
【００３２】図１０は本発明の超音波信号照射装置の第
５の実施例を示す構成図である。本実施例は、図１の第
１の実施例の圧電基板１が圧電基板１３に置き換わると
ともに、新たにもう一つの出力用すだれ状電極１１およ
び復調器１２が加わったものである。圧電基板１３は厚
さ218μｍの圧電セラミック薄板で成る。出力用すだれ
状電極１１は、第１入力用すだれ状電極２および出力用
すだれ状電極４と同様な材質で成り、同様な形状を有
し、圧電基板１３の一方の端面に設けられている。復調
器１２は出力用すだれ状電極１１に接続されている。図
１の第１の実施例と同様にして、液体中には第２入力用
すだれ状電極３から縦波が照射される。出力用すだれ状
電極１１は、液体中にある物体によって反射された縦波
を出力電気信号として検出する。復調器１２は、この出
力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させ
る。このようにして、復調器１２に備えられている出力
端子から出力伝言信号が検出されることが可能になる。
たとえば、入力伝言信号として音楽を採用した場合、こ
の音楽に応じたＡＭ信号が液体中に流れるが、出力用す
だれ状電極１１によりこのＡＭ信号を再び液体中から取
り出し、復調器１２により復調して音楽を聴くことが可
能となる。FIG. 10 is a block diagram showing a fifth embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention. In this embodiment, the piezoelectric substrate 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 is replaced with a piezoelectric substrate 13, and another output interdigital transducer 11 and a demodulator 12 are newly added. The piezoelectric substrate 13 is made of a piezoelectric ceramic thin plate having a thickness of 218 μm. The output IDT 11 is made of the same material as the first input IDT 2 and the output IDT 4, has the same shape, and is provided on one end face of the piezoelectric substrate 13. The demodulator 12 is connected to the output IDT 11. As in the first embodiment shown in FIG. 1, the liquid is irradiated with longitudinal waves from the second input IDT 3. The output IDT 11 detects a longitudinal wave reflected by an object in the liquid as an output electric signal. The demodulator 12 demodulates the amplitude of the output electric signal to generate an output message signal. Thus, the output message signal can be detected from the output terminal provided in the demodulator 12.
For example, when music is adopted as an input message signal, an AM signal corresponding to the music flows in the liquid. The AM signal is taken out of the liquid again by the output IDT 11 and demodulated by the demodulator 12. Listening to music becomes possible.
【００３３】図１１は本発明の超音波信号照射装置の第
６の実施例を示す構成図である。本実施例は、図１の第
１の実施例に新たに圧電基板１４、出力用すだれ状電極
１１および復調器１２が加わったものである。圧電基板
１４は厚さ218μｍの圧電セラミック薄板で成る。出力
用すだれ状電極１１は、圧電基板１４の一方の端面に設
けられている。復調器１２は出力用すだれ状電極１１に
接続されている。図１の第１の実施例と同様にして、液
体中には第２入力用すだれ状電極３から縦波が照射され
る。出力用すだれ状電極１１は、液体中にある物体によ
って反射された縦波を圧電基板１４のもう一方の端面を
介して出力電気信号として検出する。復調器１２は、こ
の出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生さ
せる。このようにして、復調器１２に備えられている出
力端子から出力伝言信号が検出されることが可能にな
る。たとえば、入力伝言信号としての音楽に応じたＡＭ
信号が液体中に流れていた場合、出力用すだれ状電極１
１によりこのＡＭ信号を再び液体中から取り出し、復調
器１２により復調して音楽を聴くことが可能となる。ま
た、図１１では、第２入力用すだれ状電極３および出力
用すだれ状電極１１の電極指の方向は、第１入力用すだ
れ状電極２および出力用すだれ状電極４の電極指に対し
垂直に配置されている。このような構造でも図１０の第
５の実施例と同様な機能を果たす。FIG. 11 is a block diagram showing a sixth embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention. This embodiment is obtained by adding a piezoelectric substrate 14, an output IDT 11 and a demodulator 12 to the first embodiment shown in FIG. The piezoelectric substrate 14 is made of a 218 μm thick piezoelectric ceramic thin plate. The output IDT 11 is provided on one end face of the piezoelectric substrate 14. The demodulator 12 is connected to the output IDT 11. As in the first embodiment shown in FIG. 1, the liquid is irradiated with longitudinal waves from the second input IDT 3. The output IDT 11 detects a longitudinal wave reflected by an object in the liquid as an output electric signal via the other end face of the piezoelectric substrate 14. The demodulator 12 demodulates the amplitude of the output electric signal to generate an output message signal. Thus, the output message signal can be detected from the output terminal provided in the demodulator 12. For example, an AM corresponding to music as an input message signal
When the signal is flowing in the liquid, the output IDT 1
1 allows the AM signal to be taken out of the liquid again and demodulated by the demodulator 12 to listen to music. In FIG. 11, the directions of the electrode fingers of the second input IDT 3 and the output IDT 11 are perpendicular to the electrode fingers of the first input IDT 2 and the output IDT 4. Are located. Even with such a structure, the same function as in the fifth embodiment of FIG. 10 is achieved.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明の超音波信号照射装置は、圧電基
板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ状電
極、出力用すだれ状電極、囲い、増幅器および変調器か
ら成る。圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力
用すだれ状電極および出力用すだれ状電極は、圧電基板
の一方の端面に設けられている。囲いは圧電基板のもう
一方の端面の一部に設けられている。囲いが設けられる
部分は、圧電基板の一方の端面における第１入力用すだ
れ状電極と出力用すだれ状電極を含む表面部に対応し、
外部からは遮断され、空気と接触している。もしも、第
１入力用すだれ状電極に入力電気信号が印加されると、
囲いを採用していることから、圧電基板には外部に漏洩
されにくい非漏洩弾性波が励振される。この非漏洩弾性
波は遅延電気信号として出力用すだれ状電極で検出さ
れ、この遅延電気信号は増幅器によって増幅される。そ
の増幅信号の一部は再び第１入力用すだれ状電極に印加
される。このようにして、第１入力用すだれ状電極、出
力用すだれ状電極および増幅器は遅延線発振器を構成す
る。一方、増幅信号の残部は、キャリヤ信号として変調
器に送られる。変調器では、そこに備えられた入力端子
から受信される入力伝言信号に従ってキャリヤ信号の振
幅が変調され、ＡＭ信号が発生する。第２入力用すだれ
状電極は、このＡＭ信号を印加されることにより圧電基
板に漏洩弾性波を励振する。この漏洩弾性波は、圧電基
板のもう一方の端面の残部を介して縦波として液体中に
照射される。The ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention comprises a piezoelectric substrate, a first input interdigital transducer, a second input interdigital transducer, an output interdigital transducer, an enclosure, an amplifier, and a modulator. The piezoelectric substrate, the first input IDT, the second input IDT, and the output IDT are provided on one end surface of the piezoelectric substrate. The enclosure is provided on a part of the other end surface of the piezoelectric substrate. The portion where the enclosure is provided corresponds to a surface portion including the first input IDT and the output IDT on one end face of the piezoelectric substrate,
Insulated from the outside and in contact with air. If an input electrical signal is applied to the first input interdigital transducer,
Since the enclosure is employed, a non-leakage elastic wave which is hardly leaked to the outside is excited in the piezoelectric substrate. The non-leakage elastic wave is detected as a delayed electric signal at the output IDT, and the delayed electric signal is amplified by an amplifier. A part of the amplified signal is again applied to the first input IDT. Thus, the first input interdigital transducer, the output interdigital transducer and the amplifier constitute a delay line oscillator. On the other hand, the remainder of the amplified signal is sent to the modulator as a carrier signal. In the modulator, the amplitude of the carrier signal is modulated according to an input message signal received from an input terminal provided therein, and an AM signal is generated. The second input interdigital transducer excites a leaky acoustic wave to the piezoelectric substrate when the AM signal is applied. This leaky elastic wave is irradiated into the liquid as a longitudinal wave through the remaining portion of the other end face of the piezoelectric substrate.
【００３５】本発明の超音波信号照射装置では、キャリ
ヤ信号の電圧を変化させる電圧制御器を備えた構造が可
能である。このような構造を採用することにより、圧電
基板に励振される漏洩弾性波は、電圧制御器で変化され
た電圧に応じた強さの縦波として圧電基板のもう一方の
端面の残部を介して液体中に照射される。このようにし
て、液体中への超音波の照射強度を調整することが可能
となる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, a structure having a voltage controller for changing the voltage of the carrier signal is possible. By adopting such a structure, the leaky acoustic wave excited in the piezoelectric substrate is transmitted as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller via the remaining portion of the other end surface of the piezoelectric substrate. Irradiated in liquid. In this way, it is possible to adjust the irradiation intensity of the ultrasonic wave into the liquid.
【００３６】本発明の超音波信号照射装置では、ＡＭ信
号の周波数を選択するフィルターを備えた構造が可能で
ある。このような構造を採用することにより、第２入力
用すだれ状電極に入力されるＡＭ信号の周波数が選択さ
れる。液体中への縦波の照射角度θは駆動周波数に依存
することから、液体中への超音波の照射角度θを調整す
ることが可能となる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, a structure having a filter for selecting the frequency of the AM signal is possible. By adopting such a structure, the frequency of the AM signal input to the second input IDT is selected. Since the irradiation angle θ of the longitudinal wave into the liquid depends on the driving frequency, the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the liquid can be adjusted.
【００３７】本発明の超音波信号照射装置では、圧電基
板が圧電セラミック薄板で成り、その分極軸の方向が厚
さ方向と平行である構造、または圧電基板が圧電性高分
子薄板で成る構造が可能である。このような構造を採用
することにより、圧電基板に弾性波が効率よく励振され
る。In the ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention, the structure in which the piezoelectric substrate is made of a piezoelectric ceramic thin plate and the direction of the polarization axis thereof is parallel to the thickness direction, or the structure in which the piezoelectric substrate is a piezoelectric polymer thin plate is used. It is possible. By employing such a structure, an elastic wave is efficiently excited on the piezoelectric substrate.
【００３８】本発明の超音波信号照射装置では、圧電基
板のもう一方の端面の残部に高分子膜が設けられた構造
が可能である。このような構造を採用することにより、
機械的強度を高めることが可能となる。高分子膜とし
て、液体層との音響結合のための整合性に優れた材質を
用いれば、圧電基板に励振された漏洩弾性波は液体中に
縦波として効率よく照射される。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, a structure in which a polymer film is provided on the remaining portion of the other end face of the piezoelectric substrate is possible. By adopting such a structure,
It is possible to increase the mechanical strength. If a material having excellent matching for acoustic coupling with the liquid layer is used as the polymer film, the leaky elastic wave excited on the piezoelectric substrate is efficiently radiated into the liquid as a longitudinal wave.
【００３９】本発明の超音波信号照射装置では、もう一
つの出力用すだれ状電極と復調器を備えた構造が可能で
ある。この出力用すだれ状電極は圧電基板の一方の端面
に設けられ、液体中にある物体によって反射された縦波
を出力電気信号として検出することを可能にするもので
ある。また、復調器は、その出力用すだれ状電極に接続
されることにより出力電気信号の振幅を復調して出力伝
言信号を発生させるものである。このようにして、復調
器に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出さ
れる。In the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, a structure including another output interdigital electrode and a demodulator is possible. The output interdigital transducer is provided on one end face of the piezoelectric substrate, and makes it possible to detect a longitudinal wave reflected by an object in the liquid as an output electric signal. The demodulator is connected to the output IDT to demodulate the amplitude of the output electric signal to generate an output message signal. Thus, the output message signal is detected from the output terminal provided in the demodulator.
【００４０】本発明の超音波信号照射装置では、 もう
一つの圧電基板と、もう一つの出力用すだれ状電極と、
復調器を備えた構造が可能である。この出力用すだれ状
電極はその圧電基板の一方の端面に設けられ、液体中に
ある物体によって反射された縦波を出力電気信号として
検出することを可能にするものである。また、復調器
は、その出力用すだれ状電極に接続されることにより出
力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させる
ものである。このようにして、復調器に備えられている
出力端子から出力伝言信号が検出される。According to the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention, another piezoelectric substrate, another output IDT,
Structures with demodulators are possible. The output interdigital transducer is provided on one end face of the piezoelectric substrate, and makes it possible to detect a longitudinal wave reflected by an object in the liquid as an output electric signal. The demodulator is connected to the output IDT to demodulate the amplitude of the output electric signal to generate an output message signal. Thus, the output message signal is detected from the output terminal provided in the demodulator.
【００４１】本発明の超音波信号照射装置では、第１入
力用すだれ状電極と第２入力用すだれ状電極の電極指の
方向が互いに直交した構造が可能である。このような構
造を採用することにより、デバイス設計の自由度が増大
する。The ultrasonic signal irradiating apparatus of the present invention can have a structure in which the electrode fingers of the first input interdigital transducer and the second input interdigital transducer are orthogonal to each other. Employing such a structure increases the degree of freedom in device design.
【図１】本発明の超音波信号照射装置の第１の実施例を
示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an ultrasonic signal irradiation apparatus according to the present invention.
【図２】圧電基板１、第１入力用すだれ状電極２、第２
入力用すだれ状電極３および出力用すだれ状電極４で成
るデバイスを上方から見たときの平面図。FIG. 2 shows a piezoelectric substrate 1, a first input interdigital transducer 2, and a second
FIG. 2 is a plan view of a device including an input IDT 3 and an output IDT 4 as viewed from above.
【図３】圧電基板１に励振される各モードの弾性波の位
相速度と、弾性波の周波数ｆおよび圧電基板１の厚さｄ
の積ｆｄとの関係を示す特性図。FIG. 3 shows the phase velocity of the elastic wave of each mode excited by the piezoelectric substrate 1, the frequency f of the elastic wave, and the thickness d of the piezoelectric substrate 1.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship with a product fd.
【図４】本発明の超音波信号照射装置の第２の実施例を
示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the ultrasonic signal irradiation device of the present invention.
【図５】圧電基板１単体に励振される弾性波の挿入損失
と周波数との関係を示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss of elastic waves excited by the piezoelectric substrate 1 and the frequency.
【図６】本発明の超音波信号照射装置の第３の実施例を
示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing a third embodiment of the ultrasonic signal irradiation device of the present invention.
【図７】本発明の超音波信号照射装置の第４の実施例を
示す構成図。FIG. 7 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention.
【図８】圧電基板１と高分子膜１０との２層構造体に励
振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性
図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between an insertion loss of an elastic wave excited in a two-layer structure of the piezoelectric substrate 1 and the polymer film 10 and a frequency.
【図９】圧電基板１と高分子膜１０との２層構造体に励
振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性
図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between insertion frequency and frequency of an elastic wave excited in a two-layer structure of the piezoelectric substrate 1 and the polymer film 10;
【図１０】本発明の超音波信号照射装置の第５の実施例
を示す構成図。FIG. 10 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention.
【図１１】本発明の超音波信号照射装置の第６の実施例
を示す構成図。FIG. 11 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of the ultrasonic signal irradiation apparatus of the present invention.
１ 圧電基板 ２ 第１入力用すだれ状電極 ３ 第２入力用すだれ状電極 ４ 出力用すだれ状電極 ５ 囲い ６ 増幅器 ７ 変調器 ８ フィルター ９ 電圧制御器 １０ 高分子膜 １１ 出力用すだれ状電極 １２ 復調器 １３ 圧電基板 １４ 圧電基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate 2 First input interdigital electrode 3 Second input interdigital electrode 4 Output interdigital electrode 5 Enclosure 6 Amplifier 7 Modulator 8 Filter 9 Voltage controller 10 Polymer film 11 Output interdigital electrode 12 Demodulation Instrument 13 Piezoelectric substrate 14 Piezoelectric substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｈ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 41/08 H
Claims (9)
２入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、囲い、増
幅器および変調器から成る超音波信号照射装置であっ
て、前記第１入力用すだれ状電極、前記第２入力用すだ
れ状電極および前記出力用すだれ状電極は、前記圧電基
板の一方の端面に設けられており、前記囲いは前記圧電
基板のもう一方の端面の一部に設けられ、前記一部は、
前記圧電基板の前記一方の端面の前記第１入力用すだれ
状電極および前記出力用すだれ状電極を含む表面部に対
応し、前記囲いによって前記一部は空気と接触し、前記
第１入力用すだれ状電極は、入力電気信号を印加される
ことにより前記圧電基板に非漏洩弾性波を励振し、前記
出力用すだれ状電極は、前記非漏洩弾性波を遅延電気信
号として検出し、前記増幅器は、前記遅延電気信号を増
幅し、その増幅信号の一部を再び前記第１入力用すだれ
状電極に印加し、前記増幅信号の残部をキャリヤ信号と
して前記変調器に送り、前記変調器は、前記変調器に備
えられている入力端子から受信する入力伝言信号に従っ
て、前記キャリヤ信号の振幅を変調してＡＭ信号を発生
させ、前記第２入力用すだれ状電極は、前記ＡＭ信号を
印加されることにより前記圧電基板に漏洩弾性波を励振
し、前記圧電基板の前記もう一方の端面の残部を介して
前記漏洩弾性波を縦波として液体中に照射する超音波信
号照射装置。1. An ultrasonic signal irradiating apparatus comprising a piezoelectric substrate, a first input interdigital transducer, a second input interdigital transducer, an output interdigital transducer, an enclosure, an amplifier, and a modulator. The input IDT, the second input IDT, and the output IDT are provided on one end surface of the piezoelectric substrate, and the enclosure is a part of the other end surface of the piezoelectric substrate. And the part is
The one end face of the piezoelectric substrate corresponds to a surface portion including the first input interdigital transducer and the output interdigital transducer, and the part is in contact with air by the enclosure, and the first input interdigital transducer is provided. The shape electrode excites a non-leakage elastic wave to the piezoelectric substrate when an input electric signal is applied, the output IDT detects the non-leakage elastic wave as a delayed electric signal, and the amplifier includes: Amplifying the delayed electric signal, applying a part of the amplified signal again to the first input interdigital transducer, and sending the remainder of the amplified signal as a carrier signal to the modulator; An AM signal is generated by modulating the amplitude of the carrier signal according to an input message signal received from an input terminal provided in the device, and the second input IDT is applied with the AM signal. Ri wherein exciting the leaky wave in the piezoelectric substrate, the ultrasonic signal irradiation device for irradiating the liquid in the leaky wave as a longitudinal wave through the remainder of the other end face of the piezoelectric substrate.
圧制御器が備えられている請求項１に記載の超音波信号
照射装置。2. The ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a voltage controller for changing a voltage of the carrier signal.
ターが備えられた請求項１または２に記載の超音波信号
照射装置。3. The ultrasonic signal irradiation device according to claim 1, further comprising a filter for selecting a frequency of the AM signal.
り、前記圧電セラミック薄板の分極軸の方向がその厚さ
方向と平行である請求項１，２または３に記載の超音波
信号照射装置。4. The ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 1, wherein said piezoelectric substrate is made of a piezoelectric ceramic thin plate, and a direction of a polarization axis of said piezoelectric ceramic thin plate is parallel to a thickness direction thereof.
請求項１，２または３記載の超音波信号照射装置。5. The ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 1, wherein said piezoelectric substrate is made of a piezoelectric polymer thin plate.
記残部に高分子膜が設けられている請求項１，２，３，
４または５に記載の超音波信号照射装置。6. A polymer film is provided on the remaining portion of the other end surface of the piezoelectric substrate.
The ultrasonic signal irradiation device according to 4 or 5.
つの出力用すだれ状電極が設けられるとともに、前記も
う一つの出力用すだれ状電極に復調器が接続された超音
波信号照射装置であって、前記もう一つの出力用すだれ
状電極は、前記液体中にある物体によって反射された前
記縦波を出力電気信号として検出し、前記復調器は、前
記出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生さ
せ、前記復調器に備えられている出力端子から前記出力
伝言信号が検出される請求項１，２，３，４，５または
６に記載の超音波信号照射装置。7. An ultrasonic signal irradiating apparatus, wherein another output interdigital electrode is provided on said one end face of said piezoelectric substrate, and a demodulator is connected to said another output interdigital electrode. The other output interdigital transducer detects the longitudinal wave reflected by the object in the liquid as an output electric signal, and the demodulator demodulates and outputs the amplitude of the output electric signal. 7. The ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 1, wherein a message signal is generated, and the output message signal is detected from an output terminal provided in the demodulator.
圧電基板の一方の端面に設けられたもう一つの出力用す
だれ状電極と、前記もう一つの出力用すだれ状電極に接
続された復調器を備えた超音波信号照射装置であって、
前記もう一つの出力用すだれ状電極は、前記液体中にあ
る物体によって反射された前記縦波を前記もう一つの圧
電基板のもう一方の端面を介して出力電気信号として検
出し、前記復調器は、前記出力電気信号の振幅を復調し
て出力伝言信号を発生させ、前記復調器に備えられてい
る出力端子から前記出力伝言信号が検出される請求項
１，２，３，４，５または６に記載の超音波信号照射装
置。8. A piezoelectric substrate, another output interdigital transducer provided on one end face of the other piezoelectric substrate, and a demodulator connected to the other output interdigital transducer. An ultrasonic signal irradiation device provided with a device,
The other output interdigital transducer detects the longitudinal wave reflected by an object in the liquid as an output electric signal through the other end face of the another piezoelectric substrate, and the demodulator includes: 7. An output message signal is generated by demodulating the amplitude of the output electric signal, and the output message signal is detected from an output terminal provided in the demodulator. The ultrasonic signal irradiation device according to claim 1.
入力用すだれ状電極の電極指の方向は互いに直交してい
る請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載の
超音波信号照射装置。9. The first input interdigital transducer and the second input interdigital transducer.
The ultrasonic signal irradiation apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8, wherein the directions of the electrode fingers of the input IDT are orthogonal to each other.
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