JPH01270500A - 超音波素子 - Google Patents
超音波素子Info
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- JPH01270500A JPH01270500A JP9974188A JP9974188A JPH01270500A JP H01270500 A JPH01270500 A JP H01270500A JP 9974188 A JP9974188 A JP 9974188A JP 9974188 A JP9974188 A JP 9974188A JP H01270500 A JPH01270500 A JP H01270500A
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- electrode
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- diaphragm
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 7
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
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- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｃ産業上の利用分野〕
本発明は１個の素子によって超音波を発信および受信す
る超音波素子に関するものである。
る超音波素子に関するものである。
従来３例えば車両用の障害物検知装置としては。
超音波送信器から超音波パルスを送信し、検知対象吻若
しくは障害物からの反射波を超音波受信器によって受信
し、この受信信号を処理して警報を発するように構成し
たものが一船的である。そして上記障害物の検知範囲若
しくは指向性を広域化するために、これまでに種々の発
明が提案されている（例えば特開昭５７−４０６６５号
、同５７−１８２６６６号。
しくは障害物からの反射波を超音波受信器によって受信
し、この受信信号を処理して警報を発するように構成し
たものが一船的である。そして上記障害物の検知範囲若
しくは指向性を広域化するために、これまでに種々の発
明が提案されている（例えば特開昭５７−４０６６５号
、同５７−１８２６６６号。
同５９−１５４３８０号公報参照）。一方上記検知装て
の小型化若しくはコンパクト化のために、送信器と受信
器とを兼用させた装置も使用されており、更に：よ屋外
において使用することを勘案して密閉盟若しくは防滴型
とした構成のものがある。
の小型化若しくはコンパクト化のために、送信器と受信
器とを兼用させた装置も使用されており、更に：よ屋外
において使用することを勘案して密閉盟若しくは防滴型
とした構成のものがある。
第４図１３１は上記従来の超音波送受信器の一例を示す
要部縦断面図である。同図において１はケースであり２
例えばアルミニウム合金により閉端部を円誰台状に形成
し、他端に開口端を設ける。ケース１の閉端部の内側に
は圧電材料からなる振動子２を一体に固着すると共に、
開口端には端子板３を装着して密閉ｔｇ造とする。４は
端子であ２９゜端子板３の内外に貫通するように固着し
、リード、禄５を介して各ν振動子２台よびケース１と
電気的に接続する。
要部縦断面図である。同図において１はケースであり２
例えばアルミニウム合金により閉端部を円誰台状に形成
し、他端に開口端を設ける。ケース１の閉端部の内側に
は圧電材料からなる振動子２を一体に固着すると共に、
開口端には端子板３を装着して密閉ｔｇ造とする。４は
端子であ２９゜端子板３の内外に貫通するように固着し
、リード、禄５を介して各ν振動子２台よびケース１と
電気的に接続する。
次に第４図（ｂｌは第４図（ａｌにおける振動子２の拡
大１析面図である。第４図（ト））において、２ａは圧
電板であり２例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）に
よって形成し、上下両面に銀等の導電材料からなる電極
２ｂを塗布若しくは固着するのである。
大１析面図である。第４図（ト））において、２ａは圧
電板であり２例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）に
よって形成し、上下両面に銀等の導電材料からなる電極
２ｂを塗布若しくは固着するのである。
上記の構成により、第４図（ａｌに示すように組込み９
・端子４に信号電圧を印加すると振動子２がたわみ振動
を行ない、ケース１の閉端面１ａから空中に超音波を送
信する。まｉコ逆ｔこ閉端面１ａに超音波が入射すると
７閉端而１ａに固着した振動子２がｌ：ｉＪＩ振されて
たわみ振動を行ない、電極２ｂを介して端子４に信号電
圧を発生する。従って前記のようにして障害物の検知を
行なうことができるのである。
・端子４に信号電圧を印加すると振動子２がたわみ振動
を行ない、ケース１の閉端面１ａから空中に超音波を送
信する。まｉコ逆ｔこ閉端面１ａに超音波が入射すると
７閉端而１ａに固着した振動子２がｌ：ｉＪＩ振されて
たわみ振動を行ない、電極２ｂを介して端子４に信号電
圧を発生する。従って前記のようにして障害物の検知を
行なうことができるのである。
Ｃ発明がＡ’Ｆ決しようとする３！ｅ、Ｈ）上記構成の
超音波送受信器は、１個の振動子２によって超音波の送
信と受信とを行なうため１例えば障害物との距離が短い
場合には、送信信号の近傍に残害信号が存在するため、
受信信号と力。
超音波送受信器は、１個の振動子２によって超音波の送
信と受信とを行なうため１例えば障害物との距離が短い
場合には、送信信号の近傍に残害信号が存在するため、
受信信号と力。
プルを起して検出困難となるという問題点がある。
一方上記残響信号を小さくすると、振動子２の召度が著
しく低下するという不都合がある。またｒＱ度を向上さ
せると３周囲のノイズも拾うこととなり、前記残響信号
が増大することとなる。このように従来の振動子２若し
くは超音波素子には送信と受信とを同一の振動手段によ
っているため、残響信号の除去および感度向上という相
反する特注を同時に向上させることができないという問
題点がある。
しく低下するという不都合がある。またｒＱ度を向上さ
せると３周囲のノイズも拾うこととなり、前記残響信号
が増大することとなる。このように従来の振動子２若し
くは超音波素子には送信と受信とを同一の振動手段によ
っているため、残響信号の除去および感度向上という相
反する特注を同時に向上させることができないという問
題点がある。
本発明は上記従来の技術に存在する問題点を解決し、残
響信号を除去し得ると共に、感度の高い超音波素子を提
供することを目的とする。
響信号を除去し得ると共に、感度の高い超音波素子を提
供することを目的とする。
し課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために２本願の発明においては４圧
電材料からなる振動板の一方の側に共通１掻を設け、他
方の側に送（３用および受信用の電極を設けて、各々独
立の送信部および受信部を形成すると共に、この送信部
および受信部を各々異なる圧電特性を有する圧電材料に
よって形成する。
電材料からなる振動板の一方の側に共通１掻を設け、他
方の側に送（３用および受信用の電極を設けて、各々独
立の送信部および受信部を形成すると共に、この送信部
および受信部を各々異なる圧電特性を有する圧電材料に
よって形成する。
という技術的手段を採用した。
なお上記の構成において、送信用および受信用の電極・
振動板ならびに共通電掻を夫々間隙を介して公刊した構
成にすると効果的である。
振動板ならびに共通電掻を夫々間隙を介して公刊した構
成にすると効果的である。
また前記第１の発明において、２個の振動板間に送信用
若しくは受信用の電極を挟着すると共に。
若しくは受信用の電極を挟着すると共に。
他方の＋ｊｉ ｉこ自記電極以外の電）ｊを設けてもよ
い。
い。
更に前記夫々の発明において５送信部および受信部を構
成する各振動板の厚さを異なる寸法に形成すると送信部
および受信部の特性を最適化するため乙二効果的である
。
成する各振動板の厚さを異なる寸法に形成すると送信部
および受信部の特性を最適化するため乙二効果的である
。
上記の構成により、送信部にε定数の大なる圧電材料を
、および受信部にε定数の大なる圧電材料を使用するこ
とが可能となり、送信部および受信部の回路定数を別個
に設定することができ、送信受信兼用の超音波素子であ
るのにも拘らず、各特性を兼ね備えた機能を発揮するこ
とができる。
、および受信部にε定数の大なる圧電材料を使用するこ
とが可能となり、送信部および受信部の回路定数を別個
に設定することができ、送信受信兼用の超音波素子であ
るのにも拘らず、各特性を兼ね備えた機能を発揮するこ
とができる。
第１図ｔａ＋ （ｂｌは各々本発明の第１実施例を示す
縦断面図および平面図である。両図において、１１ａ、
１１ｂは各々振動板であり１例えばジルコン酸チタン酸
鉛（ＰＺＴ）により、各々円板状およびリング状に形成
する。すなわち振動板１１ａを例えば外径６．３ｍｍ、
Ｉ’！さ０．２ ｍ’ｍに、振ａｈａ１１ｂを例えば外
径８ｍｍ、内径６．５ｍｍ、厚さ０．２ ｍ ｍに形成
する。なお振動板１１ａを送信用とし、振動板１１ｂを
受信用とするために、振動板＋１２を構成する圧電材料
にはｄ定数の大なるもの（例えば日立金属製ＨＣε−Ｐ
Ｃ２３ｄ３３＝ ６５０Ｘ１０− ’ ”ｍ／ν）を使
用し、振動板１１ｂを構成する圧電材料にはｇ定数の大
なるものく例えば日立金属製１１ｃＥ−ＰＣ２７ｇ！３
１０．０Ｘ１０−３νｍ／）ｌ）を使用する。
縦断面図および平面図である。両図において、１１ａ、
１１ｂは各々振動板であり１例えばジルコン酸チタン酸
鉛（ＰＺＴ）により、各々円板状およびリング状に形成
する。すなわち振動板１１ａを例えば外径６．３ｍｍ、
Ｉ’！さ０．２ ｍ’ｍに、振ａｈａ１１ｂを例えば外
径８ｍｍ、内径６．５ｍｍ、厚さ０．２ ｍ ｍに形成
する。なお振動板１１ａを送信用とし、振動板１１ｂを
受信用とするために、振動板＋１２を構成する圧電材料
にはｄ定数の大なるもの（例えば日立金属製ＨＣε−Ｐ
Ｃ２３ｄ３３＝ ６５０Ｘ１０− ’ ”ｍ／ν）を使
用し、振動板１１ｂを構成する圧電材料にはｇ定数の大
なるものく例えば日立金属製１１ｃＥ−ＰＣ２７ｇ！３
１０．０Ｘ１０−３νｍ／）ｌ）を使用する。
次に上記振動板１１ａ、ｌｌｂの一方の表面には導電材
料からなる共通量ｔＭ ｌ ２を、他の表面には同材料
からなる送信用電極１３および受信用電極１４を例えば
１０μｍに形成して固着する。なお１５はリング状の間
隙であり、各々電極を固着した振動板１１ａ、Ｉｌｂと
を電気的かつ機械的に分離する。
料からなる共通量ｔＭ ｌ ２を、他の表面には同材料
からなる送信用電極１３および受信用電極１４を例えば
１０μｍに形成して固着する。なお１５はリング状の間
隙であり、各々電極を固着した振動板１１ａ、Ｉｌｂと
を電気的かつ機械的に分離する。
上記のように構成した後、共通電極１２の側を前記第４
図（ａｌに示すようなケース１の閉端部の内側に固着し
、夫々の電極１２，１３．１４を夫々の端子（図示せず
）と電気的に接続する。
図（ａｌに示すようなケース１の閉端部の内側に固着し
、夫々の電極１２，１３．１４を夫々の端子（図示せず
）と電気的に接続する。
上記の構成により送信用電極１３と受信用電極するから
、送信による残響信号の影響を受信部に及ぼすことがな
くなり、感度を向上させることができる。
、送信による残響信号の影響を受信部に及ぼすことがな
くなり、感度を向上させることができる。
第２図（ａｌ ｆｂｌは各々本発明の第２の実施例を示
す縦断面図および平面図であり、同一部分は前記第１図
ｔａ＋ （ｂｌと同一の参照符号で示す。第２図（ａｌ
（ｂｌに示すものは、送信用電極１３を円板部１３ａ
とリング部１３ｂおよび両者を接続する接続部１３ｃと
によって形成すると共に、受信用電極１４を一部切欠い
たリング状に形成し２間隙１５を介して送信用電極１３
を構成する円板部１３ａとリング部＋３ｂとの間に配設
したものであり９作用は前記第１実施例と同一である。
す縦断面図および平面図であり、同一部分は前記第１図
ｔａ＋ （ｂｌと同一の参照符号で示す。第２図（ａｌ
（ｂｌに示すものは、送信用電極１３を円板部１３ａ
とリング部１３ｂおよび両者を接続する接続部１３ｃと
によって形成すると共に、受信用電極１４を一部切欠い
たリング状に形成し２間隙１５を介して送信用電極１３
を構成する円板部１３ａとリング部＋３ｂとの間に配設
したものであり９作用は前記第１実施例と同一である。
第３図は本発明の第３実施例を示す縦断面図であり、同
一部分は前記第１図および第２図と同一の参照符号で示
す。第３図において送信用の振動板１１ａと受信用の振
動板１１ｂとは１例えば送信用電極１３を介して固着す
ると共に、送信用振動板１１ａおよび受信用振動板１１
ｂの表面に各々共通電極１２および受信用電極１４を固
着する。
一部分は前記第１図および第２図と同一の参照符号で示
す。第３図において送信用の振動板１１ａと受信用の振
動板１１ｂとは１例えば送信用電極１３を介して固着す
ると共に、送信用振動板１１ａおよび受信用振動板１１
ｂの表面に各々共通電極１２および受信用電極１４を固
着する。
以上の構成により、受信部に対する送信信号の影響は若
干残るが、送信用振動板１１ａおよび受信用振動板１１
ｂを形成する圧電材料ならびにそれらの厚さを自由に選
定することができ、送信および受信に最適の回路定数を
選定することができる利点がある。
干残るが、送信用振動板１１ａおよび受信用振動板１１
ｂを形成する圧電材料ならびにそれらの厚さを自由に選
定することができ、送信および受信に最適の回路定数を
選定することができる利点がある。
本実施例においては送信用電極および受信用電極の配設
例を数例水したが２両者の配置を逆にしても作用は同一
であり、また電極および振動板の材質および寸法は、適
用すべき用途その他を勘案して適宜選定すべきである。
例を数例水したが２両者の配置を逆にしても作用は同一
であり、また電極および振動板の材質および寸法は、適
用すべき用途その他を勘案して適宜選定すべきである。
更に電極の形状についても１本実施例に示す円板状およ
びリング状に限定されず、他の形状を自由に選定するこ
とができる。
びリング状に限定されず、他の形状を自由に選定するこ
とができる。
（発明の効果〕
本願の発明は以上記述のような構成および作用であるか
ら５下記の効果を期待できる。
ら５下記の効果を期待できる。
（１＋ 振動板に独立の送信部と受信部とを形成した
ものであるため、送信に伴って発生する残響信号の影響
を受信部に与えることが皆無となるか若しくは影響を大
幅に減少することができ、感度を大幅に向上することが
できる。
ものであるため、送信に伴って発生する残響信号の影響
を受信部に与えることが皆無となるか若しくは影響を大
幅に減少することができ、感度を大幅に向上することが
できる。
（２）送信部と受信部とに対応する振動板を異なる材質
あるいは厚さに形成することができ、送信および受信に
最適な回路定数を選定することができ、感度を大幅に向
上させ得る。
あるいは厚さに形成することができ、送信および受信に
最適な回路定数を選定することができ、感度を大幅に向
上させ得る。
第１図および第２図は各々本発明の第１実施例および第
２実施例を示す図であり各々の（ａｌ （ｂｌは、縦断
面図および平面図、第３図は本発明の第３実施例を示す
縦断面図、第４図（ａ）は従来の超音波送受信器の一例
を示す要部縦断面図、第４図（ｂ）は第４図ｆａｔにお
ける振動子の拡大縦断面図である。 １１ａ、ｌｌｂ：振動板、１２：共１ＪＩｌｉｉｉ極。 １３：送信用電極、１４：受信用電極、１５：間隙。 弗 １ｉ２１ （住） ＋ ３ 凹 １２ 笑連ｔＦ−１！ １５ 送ｊ目屯＋ １４（萼ｍ電Ｔｉ ｌ５ 量産 第 ２ 図 （α） へ２ｂ
２実施例を示す図であり各々の（ａｌ （ｂｌは、縦断
面図および平面図、第３図は本発明の第３実施例を示す
縦断面図、第４図（ａ）は従来の超音波送受信器の一例
を示す要部縦断面図、第４図（ｂ）は第４図ｆａｔにお
ける振動子の拡大縦断面図である。 １１ａ、ｌｌｂ：振動板、１２：共１ＪＩｌｉｉｉ極。 １３：送信用電極、１４：受信用電極、１５：間隙。 弗 １ｉ２１ （住） ＋ ３ 凹 １２ 笑連ｔＦ−１！ １５ 送ｊ目屯＋ １４（萼ｍ電Ｔｉ ｌ５ 量産 第 ２ 図 （α） へ２ｂ
Claims (4)
- （１）圧電材料からなる振動板の一方の側に共通電極を
設け，他方の側に送信用および受信用の電極を設けて，
各々独立の送信部および受信部を形成すると共に，この
送信部および受信部を各々異なる圧電特性を有する圧電
材料によって形成したことを特徴とする超音波素子。 - （２）送信用および受信用の電極，振動板および共通電
極を夫々間隙を介して分離した請求項１記載の超音波素
子。 - （３）２個の振動板間に送信用若しくは受信用の電極を
挟着すると共に，他方の側に前記電極以外の電極を設け
た請求項１記載の超音波素子。 - （４）送信部および受信部を構成する各振動板の厚さを
異なる寸法に形成した請求項１ないし３何れかに記載の
超音波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9974188A JPH01270500A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 超音波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9974188A JPH01270500A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 超音波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270500A true JPH01270500A (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=14255439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9974188A Pending JPH01270500A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 超音波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01270500A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018155276A1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | 京セラ株式会社 | 超音波センサ |
| TWI644117B (zh) * | 2017-01-13 | 2018-12-11 | 大陸商業成科技（成都）有限公司 | 超音波感測器及使用該超音波感測器的電子裝置 |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP9974188A patent/JPH01270500A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI644117B (zh) * | 2017-01-13 | 2018-12-11 | 大陸商業成科技（成都）有限公司 | 超音波感測器及使用該超音波感測器的電子裝置 |
| WO2018155276A1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | 京セラ株式会社 | 超音波センサ |
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