JP2001309496A - Ultrasonic wave irradiation device - Google Patents

Ultrasonic wave irradiation device

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JP2001309496A
JP2001309496A JP2000120670A JP2000120670A JP2001309496A JP 2001309496 A JP2001309496 A JP 2001309496A JP 2000120670 A JP2000120670 A JP 2000120670A JP 2000120670 A JP2000120670 A JP 2000120670A JP 2001309496 A JP2001309496 A JP 2001309496A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sweep an ultrasonic wave in an object at various irradiation intensities and angles. SOLUTION: When an input electrical signal is applied to a first input interdigital electrode 2, a first acoustic wave is excited on a piezoelectric substrate 1. The non-leaking component of the first acoustic wave is detected by an output interdigital electrode 4 as a delayed electrical signal. The delayed electrical signal is amplified by an amplifier 5 and a part of the amplified signal is applied again to the first input interdigital electrode 2, the remaining part is inputted to a second input interdigital electrode 3, a second acoustic wave is excited on the piezoelectric substrate 1, and the object is irradiated with the leaking component as the vertical wave of intensity, corresponding to a voltage changed by a voltage controller 6 via the other end face of the piezoelectric substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波で効率よく
物体中に超音波を照射する超音波照射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic irradiation apparatus for efficiently irradiating an object with ultrasonic waves 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を掃
引でき、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 be able to sweep an ultrasonic wave into an object with a small and light-weight and simple device configuration, adjust the irradiation angle and irradiation intensity, and operate in a plurality of frequency bands. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic irradiation apparatus which can be driven with low power consumption and has excellent environmental resistance.

【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
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、増幅器およ
び電圧制御器から成る超音波照射装置であって、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
に第1の弾性波を励振し、前記出力用すだれ状電極は、
前記第1の弾性波の非漏洩成分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、前記電圧制御器は、前記増幅信号の残部を受信し
てその電圧を変化させ、前記第2入力用すだれ状電極
は、前記増幅信号の前記残部を印加されることにより前
記圧電基板に第2の弾性波を励振し、前記第2の弾性波
の漏洩成分を前記電圧制御器で変化させた前記電圧に応
じた強さの縦波として前記圧電基板のもう一方の端面を
介して物体中に照射する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic irradiation apparatus comprising: a piezoelectric substrate; a first input interdigital transducer;
An ultrasonic irradiation device comprising an input IDT, an output IDT, an amplifier and a voltage controller, wherein the first input IDT, the second input IDT, and the output IDT. An electrode is provided on one end surface of the piezoelectric substrate. The first input interdigital transducer excites a first elastic wave on the piezoelectric substrate by applying an input electric signal, and The IDT electrode is
Detecting the non-leakage component of the first elastic wave as a delayed electric signal, the amplifier amplifies the delayed electric signal, and applies a part of the amplified signal to the first input interdigital transducer again; The voltage controller receives the remaining portion of the amplified signal and changes the voltage, and the second input interdigital transducer applies a second portion to the piezoelectric substrate by applying the remaining portion of the amplified signal. Exciting an elastic wave and irradiating a leak component of the second elastic wave as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller into the object through the other end face of the piezoelectric substrate. I do.

【0005】請求項2に記載の超音波照射装置は、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。
According to another aspect of the present invention, 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 the thickness direction.

【0006】請求項3に記載の超音波照射装置は、前記
圧電基板が圧電性高分子薄板で成る。
According to a third aspect of the present invention, the piezoelectric substrate is made of a piezoelectric polymer thin plate.

【0007】請求項4に記載の超音波照射装置には、前
記増幅信号の前記残部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 fourth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic irradiation apparatus including a filter for selecting a frequency of the remaining portion of the amplified signal.

【0008】請求項5に記載の超音波照射装置は、前記
圧電基板の前記もう一方の端面の少なくとも一部に高分
子膜が設けられ、前記一部は、前記圧電基板の前記一方
の端面における前記第2入力用すだれ状電極を含む表面
部に対応する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ultrasonic irradiation apparatus, a polymer film is provided on at least a part of the other end surface of the piezoelectric substrate, and the part is provided on the one end surface of the piezoelectric substrate. This corresponds to the surface portion including the second input interdigital transducer.

【0009】請求項6に記載の超音波照射装置は、前記
圧電基板の前記もう一方の端面の一部に囲いが設けら
れ、前記一部は、前記圧電基板の前記一方の端面におけ
る前記第1入力用すだれ状電極と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
空気と接触する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the ultrasonic irradiation apparatus, an enclosure is provided on a part of the other end face of the piezoelectric substrate, and the part is provided on the first end face of the piezoelectric substrate on the one end face. Corresponding to the surface portion including the input IDT and the output IDT, the enclosure contacts the portion with air.

【0010】請求項7に記載の超音波照射装置は、前記
圧電基板の前記もう一方の端面の少なくとも一部に高分
子膜が設けられ、前記一部は、前記圧電基板の前記一方
の端面における前記第2入力用すだれ状電極を含む表面
部に対応し、前記圧電基板の前記もう一方の端面の残部
に囲いが設けられ、前記囲いによって前記残部は空気と
接触する。
[0010] In the ultrasonic irradiation apparatus according to claim 7, a polymer film is provided on at least a part of the other end face of the piezoelectric substrate, and the part is provided on the one end face of the piezoelectric substrate. An enclosure is provided on the remaining portion of the other end surface of the piezoelectric substrate corresponding to the surface portion including the second input interdigital transducer, and the enclosure makes the remaining portion come into contact with air.

【0011】請求項8に記載の超音波照射装置は、前記
第2入力用すだれ状電極が少なくとも2つの部分電極に
分割された超音波照射装置であって、前記部分電極の各
々は、前記増幅信号の前記残部を順次に印加されること
により前記圧電基板における前記部分電極の対応部に前
記第2の弾性波を順次に励振し、前記第2の弾性波の漏
洩成分は前記物体中に前記縦波として掃引される。
An ultrasonic irradiation apparatus according to claim 8, wherein the second input interdigital transducer is divided into at least two partial electrodes, and each of the partial electrodes is connected to the amplification electrode. The second elastic wave is sequentially excited in the corresponding portion of the partial electrode on the piezoelectric substrate by sequentially applying the remaining portion of the signal, and the leak component of the second elastic wave is applied to the object in the object. Swept as a longitudinal wave.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の超音波照射装置は、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、増幅器および電圧制御器から
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。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、圧電基板に第1の弾性波が励振される。この第1
の弾性波の非漏洩成分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、電圧制御器に送られてその電圧が変化され
た後、第2入力用すだれ状電極に入力される。このと
き、圧電基板には第2の弾性波が励振される。この第2
の弾性波の漏洩成分は、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を介
して物体中に照射される。このようにして、物体中への
超音波の照射強度を調整することが可能となる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ultrasonic irradiation apparatus according to the present invention comprises a simple structure comprising a piezoelectric substrate, a first input IDT, a second input IDT, an output IDT, an amplifier, and a voltage controller. Having a structure. 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. If an input electric signal is applied to the first input interdigital transducer, a first elastic wave is excited on the piezoelectric substrate. This first
The non-leakage component of the elastic wave is detected by the output IDT as a delayed electric signal, and the delayed electric signal is amplified by the 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 remaining portion of the amplified signal is sent to the voltage controller, where the voltage is changed, and then input to the second input IDT. At this time, the second elastic wave is excited on the piezoelectric substrate. This second
Is applied to the object through the other end face of the piezoelectric substrate as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller. In this way, it is possible to adjust the irradiation intensity of the ultrasonic wave into the object.

【0013】本発明の超音波照射装置では、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、圧電基板に第1および第2の弾性波が効率
よく励振される。また、第1の弾性波の非漏洩成分は圧
電基板中を効率よく伝搬されて出力用すだれ状電極に到
達し、第2の弾性波の漏洩成分は物体中に縦波として効
率よく照射される。さらに、装置の小型軽量化を促進す
ることができる。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which the piezoelectric substrate is formed of a piezoelectric ceramic thin plate and the direction of the polarization axis thereof is parallel to the thickness direction, or a structure in which the piezoelectric substrate is formed of a piezoelectric polymer thin plate is possible. It is. By employing such a structure, the first and second elastic waves are efficiently excited on the piezoelectric substrate. In addition, the non-leakage component of the first elastic wave is efficiently propagated through the piezoelectric substrate and reaches the output IDT, and the leaky component of the second elastic wave is efficiently irradiated as a longitudinal wave into the object. . Further, the size and weight of the device can be reduced.

【0014】本発明の超音波照射装置では、増幅信号の
残部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電気信号の周波数が
選択される。物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、物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 irradiation apparatus of the present invention, a structure provided with a filter for selecting the remaining frequency of the amplified signal is possible. By adopting such a structure, the frequency of the electric signal input to the second input IDT is selected. Since the irradiation angle θ of the longitudinal wave into the object depends on the driving frequency, the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the object can be adjusted.

【0015】本発明の超音波照射装置では、圧電基板の
もう一方の端面の少なくとも一部に高分子膜が設けられ
た構造が可能である。高分子膜が設けられている部分
は、圧電基板の一方の端面における第2入力用すだれ状
電極を含む表面部に対応する。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、高分子膜としては、超音波を照射される物体との
音響結合のための整合性に優れた、たとえば、シリコン
ゴム薄膜などが好都合である。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which a polymer film is provided on at least a part of the other end face of the piezoelectric substrate is possible. The portion where the polymer film is provided corresponds to the surface portion including the second input interdigital transducer on one end face of the piezoelectric substrate. By employing such a structure, it is possible to increase the mechanical strength.
Further, as the polymer film, for example, a silicon rubber thin film, which is excellent in matching for acoustic coupling with an object irradiated with ultrasonic waves, is convenient.

【0016】本発明の超音波照射装置では、圧電基板の
もう一方の端面の一部に囲いが設けられた構造が可能で
ある。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。このような構造を採用することにより、圧
電基板に励振された第1の弾性波は、外部に漏洩されに
くくなり出力用すだれ状電極に効率よく到達する。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which an enclosure is provided on a part of the other end surface of the piezoelectric substrate is possible. 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. By employing such a structure, the first elastic wave excited on the piezoelectric substrate is less likely to leak to the outside, and efficiently reaches the IDT electrode for output.

【0017】本発明の超音波照射装置では、圧電基板の
もう一方の端面の少なくとも一部に高分子膜が設けられ
るとともに、残部に囲いが設けられた構造が可能であ
る。高分子膜が設けられている部分は、圧電基板の一方
の端面における第2入力用すだれ状電極を含む表面部に
対応する。囲いが設けられる部分は、外部からは遮断さ
れ、空気と接触している。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ばかり
でなく、高分子膜として、超音波を照射される物体との
音響結合のための整合性に優れた材質を用いれば、圧電
基板に励振された第2の弾性波の漏洩成分は物体中に縦
波として効率よく照射される。また、圧電基板に励振さ
れた第1の弾性波は、外部に漏洩されにくくなり出力用
すだれ状電極に効率よく到達する。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which a polymer film is provided on at least a part of the other end face of the piezoelectric substrate and an enclosure is provided on the remaining part is possible. The portion where the polymer film is provided corresponds to the surface portion including the second input interdigital transducer on one end face of the piezoelectric substrate. The portion provided with the enclosure is shielded from the outside and is in contact with air. By adopting such a structure, not only can the mechanical strength be increased, but also a material having excellent matching for acoustic coupling with an object irradiated with ultrasonic waves as a polymer film. If used, the leakage component of the second elastic wave excited on the piezoelectric substrate is efficiently radiated as a longitudinal wave into the object. Further, the first elastic wave excited by the piezoelectric substrate is less likely to leak to the outside, and efficiently reaches the IDT electrode for output.

【0018】本発明の超音波照射装置では、第2入力用
すだれ状電極が少なくとも2つの部分電極に分割された
構造が可能である。このような部分電極の各々は、たと
えばスイッチなどを用いることにより増幅信号の残部を
順次に印加されることにより、圧電基板における部分電
極の対応部に第2の弾性波を順次に励振する。このよう
にして、第2の弾性波の漏洩成分は物体中に縦波として
掃引されることが可能となる。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which the second input IDT is divided into at least two partial electrodes is possible. Each of the partial electrodes sequentially excites the second elastic wave to the corresponding portion of the partial electrode on the piezoelectric substrate by sequentially applying the remaining portion of the amplified signal by using a switch or the like. In this way, the leakage component of the second elastic wave can be swept into the object as a longitudinal wave.

【0019】[0019]

【実施例】図1は本発明の超音波照射装置の第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、増幅器5および電圧制御器6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。図1の超音波照射装置を用いて物体中に超音
波を照射する場合には、圧電基板1のもう一方の端面に
その物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 irradiation apparatus according to the present invention. This embodiment comprises a piezoelectric substrate 1, a first input interdigital electrode 2, a second input interdigital electrode 3, an output interdigital electrode 4, an amplifier 5, and a voltage controller 6. 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. The first input interdigital transducer 2, the second input interdigital transducer 3, and the output interdigital transducer 4 are made of an aluminum thin film and provided on one end face of the piezoelectric substrate 1. When irradiating an ultrasonic wave to an object using the ultrasonic irradiation apparatus of FIG. 1, it is necessary to bring the object into contact with the other end face of the piezoelectric substrate 1.

【0020】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.

【0021】図1の超音波照射装置において、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に第1の弾性波が励
振される。第1の弾性波は第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、この第1
の弾性波の非漏洩成分が圧電基板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5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5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、電圧制御器6に送られてその電圧が変化された
後、第2入力用すだれ状電極3に印加される。このと
き、圧電基板1には第2の弾性波が励振される。この第
2の弾性波の漏洩成分が、電圧制御器6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
面を介して物体中に照射される。このようにして、小型
軽量で、低消費電力駆動が可能で、物体中への超音波の
照射強度を調整できる超音波照射装置が可能となる。
In the ultrasonic irradiation apparatus shown in FIG. 1, an input electric signal having a frequency substantially equal to the center frequency corresponding to the electrode cycle length of the first input IDT 2 is applied to the first input IDT 2. Then, the first elastic wave is excited in the piezoelectric substrate 1. The first elastic wave has a wavelength substantially corresponding to the electrode cycle length of the first input IDT 2.
The non-leakage component of the elastic wave propagates through the piezoelectric substrate 1 and is detected by the output IDT 4 as a delayed electric signal. This delayed electric signal is amplified by the amplifier 5. A part of the amplified signal is again applied to the first input IDT 2 as an input electric signal. Thus, the first input IDT 2, the output IDT 4 and the amplifier 5 constitute a feedback-type delay line oscillator. On the other hand, the remainder of the amplified signal is sent to the voltage controller 6, where the voltage is changed, and then applied to the second input IDT 3. At this time, the second elastic wave is excited in the piezoelectric substrate 1. The leakage component of the second elastic wave is applied to the object through the other end face of the piezoelectric substrate 1 as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller 6. In this way, an ultrasonic irradiation device that is small and lightweight, can be driven with low power consumption, and can adjust the irradiation intensity of the ultrasonic wave to the object can be obtained.

【0022】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、物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、
物体中への照射角度を調整できる超音波照射装置が可能
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 speed of the elastic wave, the smaller the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the object. As a result, the higher the driving frequency, the smaller the irradiation angle θ. In this way,
An ultrasonic irradiation device capable of adjusting the irradiation angle into an object is made possible.

【0023】図4は本発明の超音波照射装置の第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7が加わったものである。本実施
例では、物体として細胞質を例にとり、その細胞質中を
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、細胞質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。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus according to the present invention. This embodiment is obtained by adding a filter 7 to the first embodiment of FIG. In the present embodiment, a cytoplasm is taken as an example of an object, and a propagation path of a longitudinal wave propagating in the cytoplasm is indicated by an arrow. As described in FIG. 3, the irradiation angle θ depends on the driving frequency. Thus, the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the cytoplasm
Can be adjusted.

【0024】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物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 and the frequency of the elastic wave excited in the piezoelectric substrate 1 alone. 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 emitted into an object by driving at these frequencies.

【0025】図6は本発明の超音波照射装置の第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
例に新たに高分子膜8が加わったものである。高分子膜
8は、厚さ1mmで、シリコンゴム製で、圧電基板1の
もう一方の端面の一部に設けられている。その一部と
は、圧電基板1の一方の端面における第2入力用すだれ
状電極3を含む表面部に対応した部分である。このよう
にして、高分子膜8の外側の表面を介して超音波が効率
よく物体中に照射される。
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus according to the present invention. In this embodiment, a polymer film 8 is newly added to the first embodiment of FIG. The polymer film 8 has a thickness of 1 mm, is made of silicon rubber, and is provided on a part of the other end surface of the piezoelectric substrate 1. The part thereof corresponds to a surface portion including the second input interdigital transducer 3 on one end surface of the piezoelectric substrate 1. In this manner, the object is efficiently irradiated with ultrasonic waves through the outer surface of the polymer film 8.

【0026】図7は圧電基板1と高分子膜8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7は高分子膜8の外側表面
に水が負荷された状態での特性を示す。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss of the elastic wave excited in the two-layer structure of the piezoelectric substrate 1 and the polymer film 8 and the frequency. However, FIG. 7 shows the characteristics when water is loaded on the outer surface of the polymer film 8.

【0027】図8は圧電基板1と高分子膜8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8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. 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 8. However, FIG. 8 shows the characteristics when no load is applied to the outer surface of the polymer film 8.

【0028】図7および図8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近傍で駆動すれば物体中へ超音波を効率よ
く照射できることが分かる。
From FIGS. 7 and 8, it can be seen that the difference between the insertion losses in both states is maximum near 4.3 MHz. In other words, it can be seen that ultrasonic waves can be efficiently emitted into the object by driving at around 4.3 MHz.

【0029】図9は本発明の超音波照射装置の第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
例に新たに囲い9が加わったものである。囲い9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
部に対応する。この囲い9が設けられる部分は、外部か
らは遮断され空気と接触している。このような構造を採
用することにより、圧電基板1に励振された第1の弾性
波は、外部に漏洩されにくくなり出力用すだれ状電極4
に効率よく到達し、出力用すだれ状電極4によって遅延
電気信号として検出される。結果として、囲い9を使用
することにより効率のよい遅延線発振器を構成すること
が可能となる。
FIG. 9 is a block diagram showing a fourth embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus according to the present invention. In the present embodiment, an enclosure 9 is newly added to the first embodiment of FIG. The portion where the enclosure 9 is provided corresponds to a surface portion including the first input IDT 2 and the output IDT 4 on one end face of the piezoelectric substrate 1. The portion where the enclosure 9 is provided is shut off from the outside and is in contact with air. By adopting such a structure, the first elastic wave excited in the piezoelectric substrate 1 is less likely to leak to the outside, and the output IDT 4
, And is detected by the output IDT 4 as a delayed electric signal. As a result, the use of the enclosure 9 makes it possible to configure an efficient delay line oscillator.

【0030】図10は本発明の超音波照射装置の第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
実施例に新たに高分子膜8および囲い9が加わったもの
である。高分子膜8は、圧電基板1のもう一方の端面に
設けられており、圧電基板1の一方の端面における第2
入力用すだれ状電極3を含む表面部に対応した部分に設
けられている。囲い9は圧電基板1のもう一方の端面の
残部に設けられ、この残部は外部からは遮断され空気と
接触している。高分子膜8を使用することにより、高分
子膜8の外側の表面を介して超音波を効率よく物体中に
照射することが可能となる。また、囲い9を使用するこ
とにより、圧電基板1に励振された第1の弾性波が外部
に漏洩されにくくなり出力用すだれ状電極4に効率よく
到達することから、挿入損失の改善を図ることができ、
結果として効率のよい遅延線発振器を構成することが可
能となる。
FIG. 10 is a block diagram showing a fifth embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus according to the present invention. In the present embodiment, a polymer film 8 and an enclosure 9 are newly added to the first embodiment of FIG. The polymer film 8 is provided on the other end face of the piezoelectric substrate 1, and a second film on the one end face of the piezoelectric substrate 1 is provided.
It is provided at a portion corresponding to the surface portion including the input IDT 3. The enclosure 9 is provided on the remaining portion of the other end surface of the piezoelectric substrate 1, and this remaining portion is shielded from the outside and is in contact with air. By using the polymer film 8, it is possible to efficiently irradiate the object with ultrasonic waves through the outer surface of the polymer film 8. In addition, by using the enclosure 9, the first elastic wave excited in the piezoelectric substrate 1 is less likely to leak to the outside and efficiently reaches the IDT 4 for output, so that the insertion loss is improved. Can be
As a result, an efficient delay line oscillator can be configured.

【0031】図11は本発明の超音波照射装置の第6の
実施例を示す構成図である。本実施例は第1入力用すだ
れ状電極2、出力用すだれ状電極4、増幅器5、電圧制
御器6、フィルター7、高分子膜8、囲い9、圧電基板
10、第2入力用すだれ状電極11およびスイッチ15
から成る。圧電基板10は厚さ218μmの圧電セラミッ
ク薄板で成る。第2入力用すだれ状電極11は部分電極
12,13および14から成り、それぞれがアルミニウ
ム薄膜で成り、圧電基板10の一方の端面上に設けられ
ている。
FIG. 11 is a block diagram showing a sixth embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention. In this embodiment, a first input interdigital transducer 2, an output interdigital transducer 4, an amplifier 5, a voltage controller 6, a filter 7, a polymer film 8, an enclosure 9, a piezoelectric substrate 10, and a second input interdigital transducer. 11 and switch 15
Consists of The piezoelectric substrate 10 is formed of a piezoelectric ceramic thin plate having a thickness of 218 μm. The second input interdigital transducer 11 is composed of partial electrodes 12, 13 and 14, each composed of an aluminum thin film, and provided on one end face of the piezoelectric substrate 10.

【0032】図11の超音波照射装置において、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10に第1の弾性波が励振される。第1の弾性波
の非漏洩成分は圧電基板10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
気信号はフィルター7を経由し、増幅器5によって増幅
される。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、残部は電圧制御器6
およびスイッチ15を経由して部分電極12,13およ
び14に順次に印加される。このようにして、圧電基板
10における部分電極12,13および14の対応部に
は第2の弾性波が順次に励振される。この第2の弾性波
の漏洩成分は、縦波として圧電基板10のもう一方の端
面を介して物体中に照射される。すなわち、第2の弾性
波の漏洩成分は物体中に縦波として掃引されることが可
能となる。
In the ultrasonic irradiation apparatus shown in FIG. 11, when an input electric signal is applied to the first input interdigital transducer 2, a first elastic wave is excited on the piezoelectric substrate 10. The non-leakage component of the first elastic wave propagates through the piezoelectric substrate 10 and is detected by the output IDT 4 as a delayed electric signal. This delayed electric signal passes through the filter 7 and is amplified by the amplifier 5. A part of the amplified signal is again
The voltage is applied to the input IDT 2, and the remainder is applied to the voltage controller 6.
, And are sequentially applied to the partial electrodes 12, 13 and 14 via the switch 15. In this way, the second elastic waves are sequentially excited in the portions of the piezoelectric substrate 10 corresponding to the partial electrodes 12, 13 and 14. The leak component of the second elastic wave is irradiated as a longitudinal wave into the object through the other end face of the piezoelectric substrate 10. That is, the leak component of the second elastic wave can be swept as a longitudinal wave in the object.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の超音波照射装置は、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、増幅器および電圧制御器から成る。
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。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、圧電基板に第1の弾
性波が励振される。この第1の弾性波の非漏洩成分は遅
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、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。増幅信
号の残部は電圧制御器を経て第2入力用すだれ状電極に
入力され、圧電基板には第2の弾性波が励振される。こ
の第2の弾性波の漏洩成分は、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
面から物体中に照射される。
According to the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a piezoelectric substrate,
It comprises a first input interdigital transducer, a second input interdigital transducer, an output interdigital transducer, an amplifier and a voltage controller.
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. If an input electric signal is applied to the first input interdigital transducer, a first elastic wave is excited on the piezoelectric substrate. The non-leakage component of the first elastic wave is detected by the output IDT as a delayed electric signal, and the delayed electric signal is amplified by an amplifier. A part of the amplified signal is again applied to the first input interdigital transducer, and thus the first input interdigital transducer, the output interdigital transducer and the amplifier constitute a delay line oscillator. The remainder of the amplified signal is input to the second input interdigital transducer via the voltage controller, and the second elastic wave is excited on the piezoelectric substrate. The leak component of the second elastic wave is irradiated into the object from the other end face of the piezoelectric substrate as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller.

【0034】本発明の超音波照射装置では、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、圧電基板に第1および第2の弾性波が効率
よく励振される。さらに、装置の小型軽量化を促進する
ことができる。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a 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 a structure in which the piezoelectric substrate is a piezoelectric polymer thin plate is possible. It is. By employing such a structure, the first and second elastic waves are efficiently excited on the piezoelectric substrate. Further, the size and weight of the device can be reduced.

【0035】本発明の超音波照射装置では、増幅信号の
残部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電気信号の周波数が
選択される。物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、物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 irradiation apparatus of the present invention, a structure provided with a filter for selecting the remaining frequency of the amplified signal is possible. By adopting such a structure, the frequency of the electric signal input to the second input IDT is selected. Since the irradiation angle θ of the longitudinal wave into the object depends on the driving frequency, the irradiation angle θ of the ultrasonic wave into the object can be adjusted.

【0036】本発明の超音波照射装置では、圧電基板の
もう一方の端面の少なくとも一部に高分子膜が設けられ
た構造が可能である。高分子膜は、圧電基板の一方の端
面における第2入力用すだれ状電極を含む表面部に対応
する部分に少なくとも設けられる。高分子膜として、超
音波を照射される物体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採用すれば、
超音波をその物体中へ効率よく照射することができるだ
けでなく、機械的強度を促進することが可能となる。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which a polymer film is provided on at least a part of the other end face of the piezoelectric substrate is possible. The polymer film is provided at least on a portion corresponding to a surface portion including the second input interdigital transducer on one end surface of the piezoelectric substrate. If the polymer film is excellent in matching for acoustic coupling with the object irradiated with ultrasonic waves, for example, if a silicon rubber thin film is adopted,
In addition to efficiently irradiating ultrasonic waves into the object, it is possible to promote mechanical strength.

【0037】本発明の超音波照射装置では、圧電基板の
もう一方の端面の一部に囲いが設けられた構造が可能で
ある。囲いは、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
応する部分に設けられる。囲いが設けられた部分は、外
部からは遮断され空気と接触していることから、圧電基
板に励振された第1の弾性波は、外部に漏洩されにくく
なり出力用すだれ状電極に効率よく到達する。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which an enclosure is provided on a part of the other end face of the piezoelectric substrate is possible. The enclosure is provided in a portion corresponding to a surface portion including the first input IDT and the output IDT on one end surface of the piezoelectric substrate. Since the portion provided with the enclosure is cut off from the outside and is in contact with air, the first elastic wave excited by the piezoelectric substrate is unlikely to leak to the outside, and efficiently reaches the IDT electrode for output. I do.

【0038】本発明の超音波照射装置では、圧電基板の
もう一方の端面の少なくとも一部に高分子膜が設けられ
るとともに、残部に囲いが設けられた構造が可能であ
る。高分子膜を、圧電基板の一方の端面における第2入
力用すだれ状電極を含む表面部に対応する部分に少なく
とも設けることにより、また、高分子膜として、超音波
を照射される物体との音響結合のための整合性に優れた
材質を用いることにより、圧電基板に励振された第2の
弾性波の漏洩成分を物体中に縦波として効率よく照射す
ることができるだけでなく、機械的強度を高めることが
可能となる。さらに、囲いが設けられている部分が、外
部からは遮断され空気と接触していることから、圧電基
板に励振された第1の弾性波は、外部に漏洩されにくく
なり出力用すだれ状電極に効率よく到達する。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which a polymer film is provided on at least a part of the other end surface of the piezoelectric substrate and an enclosure is provided on the remaining portion is possible. By providing at least a polymer film on one end surface of the piezoelectric substrate corresponding to the surface portion including the second input interdigital transducer, and as a polymer film, an acoustic wave with an object irradiated with ultrasonic waves is obtained. By using a material having excellent matching for coupling, it is possible not only to efficiently irradiate the leakage component of the second elastic wave excited on the piezoelectric substrate as a longitudinal wave into the object, but also to reduce the mechanical strength. It is possible to increase. Furthermore, since the portion where the enclosure is provided is cut off from the outside and is in contact with air, the first elastic wave excited on the piezoelectric substrate is unlikely to be leaked to the outside, and becomes the output IDT. Reach efficiently.

【0039】本発明の超音波照射装置では、第2入力用
すだれ状電極が少なくとも2つの部分電極に分割された
構造が可能である。このような部分電極の各々は、増幅
信号の残部を順次に印加されることにより、圧電基板に
おける部分電極の対応部に第2の弾性波を順次に励振す
る。このようにして、第2の弾性波の漏洩成分は物体中
に縦波として掃引されることが可能となる。
In the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, a structure in which the second input IDT is divided into at least two partial electrodes is possible. Each of such partial electrodes sequentially excites the second elastic wave to the corresponding portion of the partial electrode on the piezoelectric substrate by sequentially applying the remaining portion of the amplified signal. In this way, the leakage component of the second elastic wave can be swept into the object as a longitudinal wave.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の超音波照射装置の第1の実施例を示す
構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an ultrasonic 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 irradiation apparatus 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 irradiation apparatus of the present invention.

【図7】圧電基板1と高分子膜8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. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between insertion loss and frequency of an elastic wave excited in a two-layer structure of a piezoelectric substrate 1 and a polymer film 8;

【図8】圧電基板1と高分子膜8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 8 and a frequency.

【図9】本発明の超音波照射装置の第4の実施例を示す
構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention.

【図10】本発明の超音波照射装置の第5の実施例を示
す構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention.

【図11】本発明の超音波照射装置の第6の実施例を示
す構成図。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 増幅器 6 電圧制御器 7 フィルター 8 高分子膜 9 囲い 10 圧電基板 11 第2すだれ状電極 12 部分電極 13 部分電極 14 部分電極 15 スイッチ REFERENCE SIGNS LIST 1 piezoelectric substrate 2 first input interdigital electrode 3 second input interdigital electrode 4 output interdigital electrode 5 amplifier 6 voltage controller 7 filter 8 polymer film 9 enclosure 10 piezoelectric substrate 11 second interdigital electrode 12 Electrode 13 Partial electrode 14 Partial electrode 15 Switch

───────────────────────────────────────────────────── 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 U ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 41/08 U

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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、増幅器お
よび電圧制御器から成る超音波照射装置であって、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
に第1の弾性波を励振し、前記出力用すだれ状電極は、
前記第1の弾性波の非漏洩成分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、前記電圧制御器は、前記増幅信号の残部を受信し
てその電圧を変化させ、前記第2入力用すだれ状電極
は、前記増幅信号の前記残部を印加されることにより前
記圧電基板に第2の弾性波を励振し、前記第2の弾性波
の漏洩成分を前記電圧制御器で変化させた前記電圧に応
じた強さの縦波として前記圧電基板のもう一方の端面を
介して物体中に照射する超音波照射装置。
1. An ultrasonic irradiation device comprising a piezoelectric substrate, a first input interdigital transducer, a second input interdigital transducer, an output interdigital transducer, an amplifier, and a voltage controller, wherein The interdigital transducer, the second input interdigital transducer and the output interdigital transducer are provided on one end face of the piezoelectric substrate, and the first input interdigital transducer receives an input electric signal. By exciting the first elastic wave to the piezoelectric substrate by the above, the output interdigital transducer,
Detecting the non-leakage component of the first elastic wave as a delayed electric signal, the amplifier amplifies the delayed electric signal, and applies a part of the amplified signal to the first input interdigital transducer again; The voltage controller receives the remaining portion of the amplified signal and changes the voltage, and the second input interdigital transducer applies a second portion to the piezoelectric substrate by applying the remaining portion of the amplified signal. Exciting an elastic wave and irradiating a leak component of the second elastic wave as a longitudinal wave having a strength corresponding to the voltage changed by the voltage controller into the object through the other end face of the piezoelectric substrate. Ultrasonic irradiation equipment.
【請求項2】 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
方向と平行である請求項1に記載の超音波照射装置。
2. The ultrasonic 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3】 前記圧電基板が圧電性高分子薄板で成る
請求項1に記載の超音波照射装置。
3. The ultrasonic irradiation apparatus according to claim 1, wherein said piezoelectric substrate is made of a piezoelectric polymer thin plate.
【請求項4】 前記増幅信号の前記残部の周波数を選択
するフィルターが備えられた請求項1,2または3に記
載の超音波照射装置。
4. The ultrasonic irradiation device according to claim 1, further comprising a filter for selecting a frequency of the remaining portion of the amplified signal.
【請求項5】 前記圧電基板の前記もう一方の端面の少
なくとも一部に高分子膜が設けられ、前記一部は、前記
圧電基板の前記一方の端面における前記第2入力用すだ
れ状電極を含む表面部に対応する請求項1,2,3また
は4に記載の超音波照射装置。
5. A piezoelectric film is provided on at least a part of the other end face of the piezoelectric substrate, and the part includes the second input interdigital transducer on the one end face of the piezoelectric substrate. The ultrasonic irradiation device according to claim 1, 2, 3, or 4 corresponding to the surface portion.
【請求項6】 前記圧電基板の前記もう一方の端面の一
部に囲いが設けられ、前記一部は、前記圧電基板の前記
一方の端面における前記第1入力用すだれ状電極と前記
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する請求項1,2,3また
は4に記載の超音波照射装置。
6. A part of the other end face of the piezoelectric substrate is provided with an enclosure, and the part is provided with the first input interdigital transducer and the output interdigital transducer on the one end face of the piezoelectric substrate. 5. The ultrasonic irradiation device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the part is in contact with air by the enclosure corresponding to a surface portion including the electrode.
【請求項7】 前記圧電基板の前記もう一方の端面の少
なくとも一部に高分子膜が設けられ、前記一部は、前記
圧電基板の前記一方の端面における前記第2入力用すだ
れ状電極を含む表面部に対応し、前記圧電基板の前記も
う一方の端面の残部に囲いが設けられ、前記囲いによっ
て前記残部は空気と接触する請求項1,2,3または4
に記載の超音波照射装置。
7. A piezoelectric film is provided on at least a part of the other end face of the piezoelectric substrate, and the part includes the second input interdigital transducer on the one end face of the piezoelectric substrate. 5. An enclosure is provided on a remaining portion of said other end surface of said piezoelectric substrate corresponding to a surface portion, and said enclosure causes said remaining portion to contact air.
The ultrasonic irradiation device according to claim 1.
【請求項8】 前記第2入力用すだれ状電極が少なくと
も2つの部分電極に分割された超音波照射装置であっ
て、前記部分電極の各々は、前記増幅信号の前記残部を
順次に印加されることにより前記圧電基板における前記
部分電極の対応部に前記第2の弾性波を順次に励振し、
前記第2の弾性波の漏洩成分は前記物体中に前記縦波と
して掃引される請求項1,2,3,4,5,6または7
に記載の超音波照射装置。
8. An ultrasonic irradiation apparatus in which the second input interdigital transducer is divided into at least two partial electrodes, wherein each of the partial electrodes is sequentially applied with the rest of the amplified signal. This sequentially excites the second elastic wave in a portion of the piezoelectric substrate corresponding to the partial electrode,
8. The leaky component of the second elastic wave is swept into the object as the longitudinal wave.
The ultrasonic irradiation device according to claim 1.
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