JPH0235935B2 - - Google Patents

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JPH0235935B2
JPH0235935B2 JP56164935A JP16493581A JPH0235935B2 JP H0235935 B2 JPH0235935 B2 JP H0235935B2 JP 56164935 A JP56164935 A JP 56164935A JP 16493581 A JP16493581 A JP 16493581A JP H0235935 B2 JPH0235935 B2 JP H0235935B2
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wave
liquid
piezoelectric substrate
waves
bulk wave
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JP56164935A
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Koji Toda
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TDK Corp
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Publication of JPS5866843A publication Critical patent/JPS5866843A/en
Publication of JPH0235935B2 publication Critical patent/JPH0235935B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/221Arrangements for directing or focusing the acoustical waves

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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波により物体内部の音響像を得る
超音波撮像方法に関する。 超音波を用いて物体内部の様子を観察するトラ
ンスデユーサとしては、従来、厚み振動を利用す
るものが知られている。これは、例えばジルコン
チタン酸鉛系磁器の如き圧電体を厚さ方向に分極
軸を有する円板状とし、その表裏両面に円形電極
をもうけたものを用いる。この圧電体板を、被観
測物体に対し、水或いはシリコンオイル等の液状
体を介して又は直接に結合し、圧電体板の表裏電
極間に電界を加え、これにより生ずる分極軸方向
の厚み振動で被観察物体内部に音波を伝搬させて
その反射波を受波することにより、物体内部の観
察を行なう。 この方法によれば非破壊で物体内部を観察する
ことが可能となるが、次のような欠点がある。 (1) 被観測物体に音波を斜入射させるためには、
圧電体板を被観測物体の面に斜めに配置するこ
とが必要となる。即ち、観測物体内部への透過
音波の割合は垂直入射に比べて斜入射させる方
が大となるので斜入射の方が有利であるが、上
記構成の圧電体板では厚さ方向(分極軸方向)
に厚み振動が励起されるので物体への斜入射を
得るためには、圧電体板を被観測物体の面に対
して斜めに機械的に配置しなければならないと
いう煩わしさがある。 (2) 被観測物体への音波伝搬方向の制御を物体面
と圧電体板とのなす角度により行なわねばなら
ないので、圧電体板の配置を機械的に変えなけ
ればならないという煩わしさがある。 (3) 被観測物体内の反射波により出力信号を得る
ためには、入出力兼用の単一の圧電体板を用い
るか、又は入力用と出力用の2個の圧電体板を
用いる必要があるが、前者では入出力を分離す
るための方向性結合器が必要となり、また後者
では圧電体板を2個、被観測物体に配置しなけ
ればならないという煩わしさがある。 従つて本発明は従来技術の上記欠点を改善する
ことを目的とし、この目的を達成するために、圧
電基板と該基板の一面に互いに離間してもうけら
れる入力及び出力用のインターデイジタル電極を
有する超音波トランスデユーサを液状体を介して
被検体に結合し、前記入力用電極への交流電気信
号の印加により、前記被検体固有のバルク波速度
に等しいか若しくは速い速度の音波を励起させ、
前記液状体を介して前記被検体内部にバルク波を
伝搬させその反射波を受波することにより、前記
被検体内部の音響像を得るごとき超音波撮像方法
を提供することにある。更に望ましくは、前記超
音波トランスデユーサに速度分散性をもたせ、ト
ランスデユーサの入力電極への交流電気信号の周
波数変化により被検体へのバルク波の伝搬方向を
制御するごとき超音波撮像方法を提供することに
ある。 以下図面と共に本発明の実施例を説明する。 第1図は本発明に用いる超音波トランスデユー
サの一例、第2図は本発明の一実施例を示す。 超音波トランスデユーサ1は、圧電基板2とイ
ンターデイジタル電極を有する。圧電基板
2は該基板における音波の波長λとほゞ等しいか
若しくはそれ以下の厚さを有する。圧電基板2の
一面にはインターデイジタル電極がもうけ
られる。各電極は、第1図に示すように、円弧状
の1対のくしの歯状の電極3aと3b,4aと4
bをインターデイジタルに組合せて構成したもの
で、電極は入力用、電極は出力用として機能
する。電極構成が円弧状であるので、超音波ビー
ムの集束点は円弧の中心を通る垂直線上に来るこ
とは明らかである。 上記構成のトランスデユーサは、第2図に示
すように、一面を液状体5に接し、該液状体5を
介して液状体6と音響的に液体結合される。液状
体としては水、シリコンオイル、その他音響的な
伝搬路として適当なものを用いることができる。
上記構成のトランスデユーサはラム波を励起す
るので、第2図に示すように電極のもうけられて
いない面を液状体5に接して配置してもよく、ま
た電極面を液状体5に接して配置してもよい。し
かし電極保護の点からすれば前者に利がある。 上記構成でトランスデユーサの入力電極
交流電気信号を印加すれば、圧電基板にラム波が
励起され、液状体5との結合面で縦波音波L1に
変換されて入射角θ1で、液状体中を伝搬する。こ
こで、液状体内への入射角θ1は次式の関係を満足
する。 θ1=sin-1VW/VL (1) VWは液状体内の縦波速度、VLは圧電基板上の
ラム波速度 被検体6に到達した縦波L1は、被検体と液状
体との境界面でバルク波L2に変換されて入射角
θ2で被検体内部に伝搬する。バルク波L2の入射
角θ2は次式の関係を満足する。 sinθ1/sinθ2=VW/VB (2) VBは被検体中のバルク波速度 被検体内部を伝搬するバルク波L2は、内部に
存在する傷等の弾性的不連続部6aで反射され、
(2)式と(1)式を満足しながら、バルク波L2−縦波
音波L1−ラム波に変換されてトランスデユーサ
1の出力電極に到り電気信号に変換されて出力
される。弾性的不連続部6aがない場合にはバル
ク波L2は被検体6の下面で反射され出力電極
に到達する。従つて弾性的不連続部の有無によつ
て伝搬路長に差が生じ異なる遅延出力が得られる
ので、被検体内部の音響像を得ることが可能とな
る。より具体的には例えばサンプル・ホールド回
路を用いて、ある固有の遅延位置に着目し、反射
波の出力レベルの変化を観測すれば、物体内部を
音響的に観察することができる。 (2)式で示した被検体中でのバルク波の伝搬方向
θ2は、(1)式と(2)式とから次のようになる。 sinθ2=VB/VL (3) 従つてθ2はバルク波の速度とラム波の速度で求
められることがわかる。これと同時に(3)式から、
被検体内部にバルク波を送り込むためにはVL
VBの条件を満足しなければらならないことがわ
かる。バルク波の速度は被検体有のものであつ
て、被検体の種類によつて夫々相違する。ラム波
がバルク波より速度が小であれば、被検体内部に
音波は透過せずその表面で反射されてしまうの
で、内部を観測することは不可能となる。 また、(3)式からラム波速度VLを変えてやれば
バルク波の伝搬方向θ2の変わることがわかる。前
述したラム波用トランスデユーサは、入力電極
に印加される交流信号の周波数によつてラム波速
度が変化する所謂速度分散性があるので、バルク
波の伝搬方向θ2の電気的制御が可能となり、従来
例のような機械的設定の煩わしさを解消すること
ができる。 実験例 円板状のTDK製圧電磁器91A材(厚さ0.2mm、
直径13mm、分極軸厚さ方向)の一面に電極対数
1.5の円弧状のインターデイジタル電極をもうけ
(第1図参照)、入力電極と出力電極の離間距離を
7.0mm、開口長を70゜、電極周期を350μmとしてト
ランスデユーサを構成した。このトランスデユー
サのラム波速度は、周波数4.00MHzで3500m/
s、4.14MHzでは3200m/sであり、(1)式の関係
下で液体中への音波ビームθ1を変化させることが
できた。被検体としては第3図に示すAl板を用
い、上記トランスデユーサと被検体とを第2図に
示すように液体結合し、ラム波により被検体内部
にバルク波を透過させ、その反射波を出力電極で
受波し、サンプル・ホールド回路を用いて反射出
力信号の出力レベルの状態の変化を観測した結
果、第3図に対応する所望の結果を得ることがで
きた。 以上説明した実施例においてはラム波による被
検体内部の撮像を説明したが、レイリー波による
ことももとより可能である。しかしながら、レイ
リー波は、(a)電極面を液状体に接しなければなら
ないのでそのための電極保護を考慮しなければな
らず、また(b)速度分散性を本来的には有していな
いのでこれを与えなければならない。 第4図は上記要求を満足するレイリー波用トラ
ンスデユーサの一例で、ガラス或いはサフアイヤ
等の非圧電基板10と該基板の一面にもうけられ
るインターデイジタル電極及び圧電薄膜1
1を有する。非圧電基板10は半無限弾性体とし
ての条件を満足する厚さ、具体的には表面波の波
長λの数倍、望ましくは5倍以上の厚さを有す
る。非圧電基板10の表面にインターデイジタル
電極がもうけられる。該電極の構成は第1
図と同様である。圧電薄膜11は電極を覆
うように基板の表面にもうけられる。圧電薄膜と
しては例えばZoO或いはAlN等を用いることが
できる。圧電薄膜の厚さは目的に応じて選択決定
されるが、速度分散性は薄膜の比較的薄に状態で
顕著に現われる。この構成によれば、電極が圧電
薄膜で覆われるので、速度分散性と同時に電極保
護も兼ねることができる。また、圧電体薄膜の厚
さによつては該薄膜の上に厚さ5000Å〜1μ程度
の金属薄膜(例えば金、アルミニウムなど)をも
うけることが速度分散性をもたせる上で有効とな
る。 なお上記構成において、電極を圧電薄膜
上にもうけても速度分散性を与えることができる
が、電極が露出することになるのでフオトレジス
ト等により保護することが必要である。 以上は非圧電基板を用いたものであるが、表面
波が励起される厚さの圧電基板、具体的には基板
上の表面波の波長λの5倍以上の厚さを有する圧
電基板に、前述と同様に電極をもうけ、この電極
をカバーするように圧電基板に誘電体薄膜(厚さ
1μ以下)を積層しても、前述の要求を満足する
トランスデユーサを得ることができる。 以上のごとき構成のトランスデユーサは、電極
面を液状体に接して第2図のように被検体に対し
てほゞ並行に配置される。被検体内部にバルク波
を送り込むための要件及び(1)式〜(3)式は、同様に
レイリー波についても適用することができ、この
場合ラム波速度はレイリー波速度におきかえられ
る。 第5図及び第6図はインターデイジタル電極の
別の具体例である。 第5図は4個の円弧状の電極20−1,20−
2,20−3,20−4を用いるもので、4個の
円弧状電極は図示のごとくほゞリング状に配置さ
れて互いに対向する電極の組、例えば20−1と
20−3を入力用、20−2と20−4を出力用
として機能させるものである。なお21aと21
bはグラウンドである。使用に際しては、入力電
極20−1と20−3の端子inを電気的に同相
に、また出力電極20−2と20−3の端子out
も同相として用いると、音波ビームに良好な集束
性が得られる。 先の実施例及び第5図で述べた電極構成によれ
ば音波ビームは点集束することになるが、ある種
の応用分野にとつては線状の集束を必要とする場
合がある。第6図はこのような場合のインターデ
イジタル電極の構成で、1対のくしの歯状電極を
インターデイジタルに組合せたもので、音波は線
状に集束する。本発明では以上いずれの電極をも
用いることができる。 以上説明したように本発明によれば、インター
デイジタル電極を有する超音波トランスデユーサ
を利用して撮像を行なうので、被検体への音波の
斜入射を容易になすことができ、従つて物体内部
の状況を知るのに好適であり、また被検体内のバ
ルク波伝搬方向を電気的に制御することができ
る。更に単一の基板に入力と出力電極とを個別に
もうけたトランスデユーサを用いるので、被検体
に対する配置も容易であり、しかも入出力を分離
するための方向性結合器を用いる必要もない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic imaging method for obtaining an acoustic image inside an object using ultrasonic waves. As a transducer for observing the inside of an object using ultrasonic waves, one that utilizes thickness vibration is conventionally known. In this method, a piezoelectric material such as lead zirconate titanate porcelain is formed into a disk shape having a polarization axis in the thickness direction, and circular electrodes are provided on both the front and back surfaces of the piezoelectric material. This piezoelectric plate is coupled to the object to be observed via or directly with a liquid such as water or silicone oil, and an electric field is applied between the front and back electrodes of the piezoelectric plate, thereby generating thickness vibration in the direction of the polarization axis. The interior of the object is observed by propagating sound waves inside the object and receiving the reflected waves. Although this method makes it possible to observe the inside of an object non-destructively, it has the following drawbacks. (1) To make the sound wave obliquely incident on the observed object,
It is necessary to place the piezoelectric plate obliquely on the surface of the object to be observed. In other words, the proportion of sound waves transmitted inside the observation object is greater with oblique incidence than with normal incidence, so oblique incidence is more advantageous; however, with the piezoelectric plate with the above configuration, )
Since thickness vibrations are excited in the object, in order to obtain oblique incidence on the object, the piezoelectric plate must be mechanically arranged obliquely to the surface of the object to be observed, which is troublesome. (2) Since the direction of sound wave propagation to the observed object must be controlled by the angle formed between the object surface and the piezoelectric plate, there is the inconvenience of having to mechanically change the arrangement of the piezoelectric plate. (3) In order to obtain an output signal from reflected waves within the observed object, it is necessary to use a single piezoelectric plate for both input and output, or to use two piezoelectric plates for input and output. However, the former requires a directional coupler to separate the input and output, and the latter requires two piezoelectric plates to be placed on the object to be observed, which is a hassle. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention aims to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and in order to achieve this purpose, it comprises a piezoelectric substrate and interdigital electrodes for input and output provided spaced apart from each other on one side of the substrate. an ultrasonic transducer is coupled to the subject via a liquid, and by applying an alternating current electrical signal to the input electrode, exciting a sound wave having a velocity equal to or faster than the bulk wave velocity specific to the subject;
An object of the present invention is to provide an ultrasonic imaging method in which an acoustic image of the inside of the object is obtained by propagating a bulk wave into the object through the liquid and receiving the reflected wave. More preferably, an ultrasonic imaging method is provided in which the ultrasonic transducer is provided with velocity dispersion, and the direction of propagation of the bulk wave to the object is controlled by changing the frequency of an alternating current electric signal to the input electrode of the transducer. It is about providing. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an ultrasonic transducer used in the present invention, and FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. The ultrasonic transducer 1 has a piezoelectric substrate 2 and interdigital electrodes 3 and 4 . The piezoelectric substrate 2 has a thickness that is approximately equal to or less than the wavelength λ of the acoustic wave on the substrate. Interdigital electrodes 3 and 4 are provided on one side of the piezoelectric substrate 2. As shown in FIG.
The electrode 3 functions as an input, and the electrode 4 functions as an output. It is clear that since the electrode configuration is arc-shaped, the focal point of the ultrasound beam will be on a vertical line passing through the center of the arc. As shown in FIG. 2, the transducer 1 having the above configuration has one side in contact with the liquid body 5, and is acoustically coupled to the liquid body 6 via the liquid body 5. As the liquid material, water, silicone oil, or any other suitable material as an acoustic propagation path can be used.
Since the transducer 1 having the above configuration excites Lamb waves, the open surface of the electrode may be placed in contact with the liquid 5 as shown in FIG. They may be placed adjacent to each other. However, from the point of view of electrode protection, the former has an advantage. When an AC electric signal is applied to the input electrode 3 of the transducer 1 in the above configuration, a Lamb wave is excited in the piezoelectric substrate, converted into a longitudinal sound wave L1 at the coupling surface with the liquid material 5, and generated at an incident angle θ 1 . , propagates in the liquid. Here, the incident angle θ 1 into the liquid body satisfies the following relationship. θ 1 = sin -1 V W /V L (1) V W is the longitudinal wave velocity inside the liquid body, V L is the Lamb wave velocity on the piezoelectric substrate. It is converted into a bulk wave L2 at the interface with the wave L2 and propagates inside the object at an incident angle θ 2 . The incident angle θ 2 of the bulk wave L2 satisfies the following relationship. sinθ 1 /sinθ 2 =V W /V B (2) V B is the bulk wave velocity in the object The bulk wave L2 propagating inside the object is reflected by the elastic discontinuities 6a such as scratches existing inside the object is,
While satisfying equations (2) and (1), the wave is converted into a bulk wave L2 - longitudinal sound wave L1 - Lamb wave , which reaches the output electrode 4 of the transducer 1, where it is converted into an electrical signal and output. If there is no elastic discontinuity 6a, the bulk wave L2 is reflected from the lower surface of the object 6 and output to the output electrode 4.
reach. Therefore, a difference occurs in the propagation path length depending on the presence or absence of the elastic discontinuity, and different delay outputs are obtained, making it possible to obtain an acoustic image inside the subject. More specifically, for example, by using a sample-and-hold circuit to focus on a specific delay position and observing changes in the output level of reflected waves, it is possible to acoustically observe the inside of an object. The propagation direction θ 2 of the bulk wave in the object expressed by equation (2) is determined as follows from equation (1) and equation (2). sinθ 2 =V B /V L (3) Therefore, it can be seen that θ 2 is determined by the velocity of the bulk wave and the velocity of the Lamb wave. At the same time, from equation (3),
In order to send bulk waves inside the object, V L
It can be seen that the condition of V B must be satisfied. The velocity of the bulk wave depends on the object being examined, and varies depending on the type of object. If the velocity of the Lamb wave is lower than the bulk wave, the sound waves will not pass through the interior of the object and will be reflected by its surface, making it impossible to observe the interior. Furthermore, from equation (3), it can be seen that if the Lamb wave velocity V L is changed, the propagation direction θ 2 of the bulk wave changes. The Lamb wave transducer 1 described above has a so-called velocity dispersion property in which the Lamb wave velocity changes depending on the frequency of the AC signal applied to the input electrode, so the propagation direction θ 2 of the bulk wave can be electrically controlled. This makes it possible to eliminate the troublesome mechanical setting required in the conventional example. Experimental example Disc-shaped TDK piezoelectric ceramic 91A material (thickness 0.2 mm,
Number of electrode pairs on one side (diameter 13 mm, polarization axis thickness direction)
Create 1.5 arc-shaped interdigital electrodes (see Figure 1), and set the distance between the input and output electrodes.
The transducer was constructed with a diameter of 7.0 mm, an aperture length of 70°, and an electrode period of 350 μm. The Lamb wave velocity of this transducer is 3500 m/3 at a frequency of 4.00 MHz.
s, 3200 m/s at 4.14 MHz, and it was possible to change the sound wave beam θ 1 into the liquid under the relationship of equation (1). An Al plate shown in Fig. 3 is used as the test object, and the transducer and the test object are liquid-coupled as shown in Fig. 2, and a bulk wave is transmitted inside the test object using a Lamb wave, and the reflected wave is detected. was received by the output electrode, and changes in the output level of the reflected output signal were observed using a sample-and-hold circuit. As a result, the desired results corresponding to FIG. 3 could be obtained. In the embodiments described above, imaging of the inside of the subject using Lamb waves has been described, but it is of course possible to use Rayleigh waves. However, Rayleigh waves (a) require consideration of electrode protection because the electrode surface must be in contact with the liquid, and (b) this does not inherently have velocity dispersion. must be given. FIG. 4 shows an example of a Rayleigh wave transducer that satisfies the above requirements, and includes a non-piezoelectric substrate 10 made of glass or sapphire, interdigital electrodes 3 and 4 provided on one surface of the substrate, and a piezoelectric thin film 1.
1. The non-piezoelectric substrate 10 has a thickness that satisfies the conditions for a semi-infinite elastic body, specifically a thickness several times, preferably five times or more, the wavelength λ of the surface wave. Interdigital electrodes 3 , 4 are provided on the surface of the non-piezoelectric substrate 10. The configuration of the electrode is the first
It is similar to the figure. A piezoelectric thin film 11 is provided on the surface of the substrate so as to cover the electrodes 3 and 4 . For example, Z o O or AlN can be used as the piezoelectric thin film. The thickness of the piezoelectric thin film is selected depending on the purpose, but velocity dispersion becomes more noticeable when the thin film is relatively thin. According to this configuration, since the electrode is covered with the piezoelectric thin film, it is possible to provide both velocity dispersion and electrode protection. Further, depending on the thickness of the piezoelectric thin film, it is effective to provide velocity dispersion by forming a metal thin film (for example, gold, aluminum, etc.) with a thickness of about 5000 Å to 1 μm on the piezoelectric thin film. In the above structure, velocity dispersion can be provided by providing the electrodes 3 and 4 on the piezoelectric thin film, but since the electrodes are exposed, it is necessary to protect them with a photoresist or the like. Although the above example uses a non-piezoelectric substrate, a piezoelectric substrate having a thickness that excites surface waves, specifically, a piezoelectric substrate having a thickness five times or more of the wavelength λ of the surface wave on the substrate, Create an electrode in the same way as above, and apply a dielectric thin film (thickness:
It is possible to obtain a transducer that satisfies the above-mentioned requirements even by stacking layers (1μ or less). The transducer configured as described above is placed approximately parallel to the subject as shown in FIG. 2, with the electrode surface in contact with the liquid. The requirements for sending a bulk wave into the interior of the object and equations (1) to (3) can be similarly applied to Rayleigh waves, and in this case, the Lamb wave velocity is replaced by the Rayleigh wave velocity. FIGS. 5 and 6 are other specific examples of interdigital electrodes. Figure 5 shows four arc-shaped electrodes 20-1, 20-
2, 20-3, and 20-4, the four arc-shaped electrodes are arranged in a ring shape as shown in the figure, and a set of electrodes facing each other, for example, 20-1 and 20-3, is used for input. , 20-2 and 20-4 function as outputs. Note that 21a and 21
b is the ground. When in use, the terminals in of input electrodes 20-1 and 20-3 are electrically in phase, and the terminals out of output electrodes 20-2 and 20-3 are electrically in phase.
When also used in phase, good focusing of the acoustic beam can be obtained. Although the electrode configuration described in the previous embodiment and in FIG. 5 results in point focusing of the acoustic beam, certain applications may require linear focusing. FIG. 6 shows the configuration of an interdigital electrode in such a case, in which a pair of comb-shaped electrodes are interdigitally combined, and the sound waves are focused in a line. In the present invention, any of the above electrodes can be used. As explained above, according to the present invention, since imaging is performed using an ultrasonic transducer having interdigital electrodes, it is possible to easily make oblique incidence of sound waves into the object, and therefore, the inside of the object can be easily made obliquely incident. It is suitable for knowing the situation of the body, and the direction of bulk wave propagation within the subject can be electrically controlled. Furthermore, since a transducer having separate input and output electrodes on a single substrate is used, it can be easily placed on the subject, and there is no need to use a directional coupler to separate input and output.

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

第1図は本発明の実施に用いる超音波トランス
デユーサの一例、第2図は本発明の一実施例、第
3図は実験に用いる被検体、第4図は本発明の実
施に用いる超音波トランスデユーサの別の具体
例、第5図と第6図はインターデイジタル電極の
夫々別の具体例を示す。 1;超音波トランスデユーサ、2;圧電基板、
3,4;インターデイジタル電極、5;液状体、
6;被検体。
Fig. 1 shows an example of an ultrasonic transducer used in carrying out the present invention, Fig. 2 shows an example of the present invention, Fig. 3 shows an object to be examined used in the experiment, and Fig. 4 shows an ultrasonic transducer used in carrying out the present invention. Another embodiment of the acoustic transducer, FIGS. 5 and 6, respectively, show different embodiments of interdigital electrodes. 1; Ultrasonic transducer, 2; Piezoelectric substrate,
3, 4; interdigital electrode, 5; liquid material,
6; Subject.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧電基板の一面に互いに離間してもうけられ
る入力及び出力用のインターデイジタル電極を有
する超音波トランスデユーサを液状体を介して被
検体に音響的に液体結合し、 前記入力用電極への交流電気信号の印加によ
り、前記圧電基板に前記被検体固有のバルク波速
度に等しいか若しくは速い速度のラム波またはレ
イリー波を励起させ、 前記ラム波またはレイリー波は前記圧電基板と
前記液状体との結合面で縦波音波に変換されて該
縦波音波が前記液状体を伝搬し、前記被検体に到
達した前記縦波音波は前記液状体と前記被検体と
の境界面でバルク波に変換されて前記被検体内部
に前記バルク波を伝搬させてその反射波を受波す
ることにより、前記被検体内部の音響像を得るこ
とを特徴とする超音波撮像方法。 2 前記超音波トランスデユーサの圧電基板をほ
ぼλ(λは該基板における音波の波長)以下の厚
さとし、電極のもうけられていない面を液状体に
接するごとき特許請求の範囲第1項記載の超音波
撮像方法。 3 前記超音波トランスデユーサの圧電基板を薄
膜状とし、半無限弾性体としての条件を満足する
厚さの被圧電基板の一面にインターデイジタル電
極を介して積層し、当該圧電薄膜を液状体に接す
るごとき特許請求の範囲第1項記載の超音波撮像
方法。 4 前記超音波トランスデユーサの入力用電極へ
の交流電気信号の周波数変化により、被検体への
バルク波の伝搬方向を制御するごとき特許請求の
範囲第2項又は第3項に記載の超音波撮像方法。
[Scope of Claims] 1. An ultrasonic transducer having input and output interdigital electrodes provided spaced apart from each other on one surface of a piezoelectric substrate is acoustically liquid-coupled to a subject via a liquid, and the By applying an alternating current electric signal to the input electrode, Lamb waves or Rayleigh waves are excited in the piezoelectric substrate at a speed equal to or higher than the bulk wave velocity specific to the subject, and the Lamb waves or Rayleigh waves are excited in the piezoelectric substrate. The longitudinal sound waves are converted into longitudinal sound waves at the interface between the liquid body and the liquid body, and the longitudinal sound waves propagate through the liquid body. An ultrasound imaging method characterized in that an acoustic image of the inside of the object is obtained by converting the bulk wave into a bulk wave and propagating the bulk wave inside the object and receiving the reflected wave. 2. The piezoelectric substrate of the ultrasonic transducer has a thickness of approximately λ (λ is the wavelength of the sound wave in the substrate) or less, and the uncut surface of the electrode is in contact with the liquid. Ultrasound imaging method. 3. The piezoelectric substrate of the ultrasonic transducer is made into a thin film, and is laminated on one surface of the piezoelectric substrate having a thickness that satisfies the conditions for a semi-infinite elastic body via interdigital electrodes, and the piezoelectric thin film is turned into a liquid. An ultrasonic imaging method according to claim 1, which is contiguous with the invention. 4. The ultrasonic wave according to claim 2 or 3, wherein the propagation direction of the bulk wave to the subject is controlled by changing the frequency of an AC electric signal to the input electrode of the ultrasonic transducer. Imaging method.
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