JPH03207200A - 超音波接触トランスデューサ及びその配列構成 - Google Patents
超音波接触トランスデューサ及びその配列構成Info
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- JPH03207200A JPH03207200A JP2252066A JP25206690A JPH03207200A JP H03207200 A JPH03207200 A JP H03207200A JP 2252066 A JP2252066 A JP 2252066A JP 25206690 A JP25206690 A JP 25206690A JP H03207200 A JPH03207200 A JP H03207200A
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- ultrasonic contact
- piezoelectric film
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0688—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction with foil-type piezoelectric elements, e.g. PVDF
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S310/00—Electrical generator or motor structure
- Y10S310/80—Piezoelectric polymers, e.g. PVDF
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】
〔関連発明の開示〕
本発明は１９８９年９月２６日に出願された”超音波接
触トランスデューサ及びその配列構成”と題する米国特
許出願番号第４１１，９１８号の部分継続出願である。
触トランスデューサ及びその配列構成”と題する米国特
許出願番号第４１１，９１８号の部分継続出願である。
本発明は一般に非破壊検査に関し、詳しくは非破壊検査
に使用するための圧電フィルム超音波接触トランスデュ
ーサ及びその配列構成に関する．〔従来技術の説明〕 ”非破壊検査”によってデバイス及び材料の構造検査を
、検査下のそうしたデバイス或は材料を破壊或は分解す
ること無く実施可能である。非破壊検査は一般に、金属
、プラスチック、そしてそれらの複合材料及びデバイス
におけるクラツク、空隙、穴及び構造的欠陥の如き非安
全状況或は潜在的非安全状況を検出するために使用され
る。非破壊検査の用途は、材料製造の一地点でのオンラ
イン検査並びに、組立て製品の現場での検査の両方に於
て見出された。器具の機動性は現場での非破壊検査にお
ける特に重要な考慮事項である。
に使用するための圧電フィルム超音波接触トランスデュ
ーサ及びその配列構成に関する．〔従来技術の説明〕 ”非破壊検査”によってデバイス及び材料の構造検査を
、検査下のそうしたデバイス或は材料を破壊或は分解す
ること無く実施可能である。非破壊検査は一般に、金属
、プラスチック、そしてそれらの複合材料及びデバイス
におけるクラツク、空隙、穴及び構造的欠陥の如き非安
全状況或は潜在的非安全状況を検出するために使用され
る。非破壊検査の用途は、材料製造の一地点でのオンラ
イン検査並びに、組立て製品の現場での検査の両方に於
て見出された。器具の機動性は現場での非破壊検査にお
ける特に重要な考慮事項である。
ある非破壊検査では接点を電気的に刺激する超音波機器
が使用される．電気的刺激は、超音波周期で振動するこ
とによって応答する接触トランスデューサを励起する．
前記接触トランスデューサが検査されるべき材料或はデ
バイスに音響的に連結された場合には，接触トランスデ
ューサはそれら材料或はデバイスもまた励起させ、従っ
て超音波振動はそうした材料或はデバイスを介して伝達
される。欠陥部分からの付随振動反射或はエコーは、そ
うした欠陥部分の位置及び或は大きさをブラウン間の如
きに表示する機器によってプロセス処理される。
が使用される．電気的刺激は、超音波周期で振動するこ
とによって応答する接触トランスデューサを励起する．
前記接触トランスデューサが検査されるべき材料或はデ
バイスに音響的に連結された場合には，接触トランスデ
ューサはそれら材料或はデバイスもまた励起させ、従っ
て超音波振動はそうした材料或はデバイスを介して伝達
される。欠陥部分からの付随振動反射或はエコーは、そ
うした欠陥部分の位置及び或は大きさをブラウン間の如
きに表示する機器によってプロセス処理される。
接触トランスデューサのために圧電セラミック材料を使
用することが斯界に於て知られている。
用することが斯界に於て知られている。
そうした従来からの接触トランスデューサの例は、マサ
チューセッツ州ウオルサムのバナメトリクス社によって
製造される”Ａｃｃｕｓｃａｎ”及び”Ｖｉｄｅｏｓｃ
ａｎ”トランスデューサである。しかしながら、圧電セ
ラミック接触トランスデューサの問題は、それらが代表
的に厚く、かさばり且つ非可撓性であること、そして大
抵の複合材料と音響的にうまくマッチしないことである
．非可撓性であることから、これらの圧電セラミック接
触トランスデューサは湾曲した或は形状の複雑な表面で
の使用に適さない。更には、かさばることから移動使用
にうまく適合しない。
チューセッツ州ウオルサムのバナメトリクス社によって
製造される”Ａｃｃｕｓｃａｎ”及び”Ｖｉｄｅｏｓｃ
ａｎ”トランスデューサである。しかしながら、圧電セ
ラミック接触トランスデューサの問題は、それらが代表
的に厚く、かさばり且つ非可撓性であること、そして大
抵の複合材料と音響的にうまくマッチしないことである
．非可撓性であることから、これらの圧電セラミック接
触トランスデューサは湾曲した或は形状の複雑な表面で
の使用に適さない。更には、かさばることから移動使用
にうまく適合しない。
接触トランスデューサのために圧電フィルム材料を使用
することもまた斯界に於て既知である。
することもまた斯界に於て既知である。
圧電フィルム接触トランスデューサを使用する従来から
の非破壊検査装置の１例は、ワシントン州レドモンドの
、Ｓｉｇｍａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎの子会社であるＦａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌ
ｙｓｉｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｓ社によって製造さ
れるＰｏｒｔａｂｌｅ ／ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｒｅ／
４ｆｏｔｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ （
以下ＰＡＲＩＳと称する）である。ＰＡＲＩＳは例えば
”ブランケット”状態で３２Ｘ３２列に形状付けされた
、アドレスし得る１０２４のトランスデューサを含む大
面積の柔軟なトランスデューサアレイを使用する。圧電
フィルム接触トランスデューサは一般に、圧電セラミッ
クを使用する同等物よりも一段と適用し易いが、ＰＡＲ
ＩＳシステムのブランケットはかさばり、重く且つ真空
シールされねばならない。更に、ＰＡＲＩＳシステムの
ブランケットは簡単には変形し得ず、コンピュータによ
って指令されねばならず、試験下の材料表面に恒久的に
付着し得ず、厳しい場所にはフィットし得す、然も使い
捨て或は消耗し得ない。
の非破壊検査装置の１例は、ワシントン州レドモンドの
、Ｓｉｇｍａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎの子会社であるＦａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌ
ｙｓｉｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｓ社によって製造さ
れるＰｏｒｔａｂｌｅ ／ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｒｅ／
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以下ＰＡＲＩＳと称する）である。ＰＡＲＩＳは例えば
”ブランケット”状態で３２Ｘ３２列に形状付けされた
、アドレスし得る１０２４のトランスデューサを含む大
面積の柔軟なトランスデューサアレイを使用する。圧電
フィルム接触トランスデューサは一般に、圧電セラミッ
クを使用する同等物よりも一段と適用し易いが、ＰＡＲ
ＩＳシステムのブランケットはかさばり、重く且つ真空
シールされねばならない。更に、ＰＡＲＩＳシステムの
ブランケットは簡単には変形し得ず、コンピュータによ
って指令されねばならず、試験下の材料表面に恒久的に
付着し得ず、厳しい場所にはフィットし得す、然も使い
捨て或は消耗し得ない。
圧電フィルム接触トランスデューサはまた、Ｋｙｎａｒ
の商標の下にペンウォルト社で製造される。ＤＴ．ＬＴ
Ｄ． ＢＤ丁、ＳＤＴ及びＦＤＴはＫｙｎａｒのファミ
リーでもある。モデルナンバーＬＤＴＩ−０２８Ｋはペ
ンウォルト社のｌ＜ｙｎａｒ圧電フィルム接触トランス
デューサの代表である。前記ＬＤＴＩ−０２８Ｋは、Ｍ
ｙｌａｒ（デュポン社の登録商標）の５ミル層に積層さ
れ且つフルオロポリマー、。ウレタン或はアクリルから
成るスクリーン印刷されたクリャーポリマー、コーティ
ングによって或は３ＭＪｔ８５０テーブの如きアクリル
ー粘着材で裏当て下ポリエステルテープによって保護さ
れた、２８μｍ厚の極性ポリビニリデンフルオライド（
ＰＶＤＦ）の層から構成される．この形式の特定の圧
電フィルム接触トランスデューサに関する更に詳しい情
報は、ペンシルベニア州フィラデルフィアのペンウォル
ト社から入手し得る″Ｋｙｎａｒ Ｐｉｅｚｏ Ｆｉｌ
ｍ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓｕｍｍａｒｙ ａｎｄ Ｐｒｉ
ｃｅＬｉｓｔ” （１９８８）に於て見出される。Ｋｙ
ｎａｒ圧電フィルム接触トランスデューサの構造、特性
、用途及び作成に関する追加的情報は同じくペンウォル
ト社から入手し得る” Ｋｙｎａｒ Ｐｉｅｚｏ Ｆｉ
ｌｍ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＭａｎｕａｌ”（ １９８７
）に見出される。これら両刊行物はここに参照すること
によって本明細書の一部とされる。
の商標の下にペンウォルト社で製造される。ＤＴ．ＬＴ
Ｄ． ＢＤ丁、ＳＤＴ及びＦＤＴはＫｙｎａｒのファミ
リーでもある。モデルナンバーＬＤＴＩ−０２８Ｋはペ
ンウォルト社のｌ＜ｙｎａｒ圧電フィルム接触トランス
デューサの代表である。前記ＬＤＴＩ−０２８Ｋは、Ｍ
ｙｌａｒ（デュポン社の登録商標）の５ミル層に積層さ
れ且つフルオロポリマー、。ウレタン或はアクリルから
成るスクリーン印刷されたクリャーポリマー、コーティ
ングによって或は３ＭＪｔ８５０テーブの如きアクリル
ー粘着材で裏当て下ポリエステルテープによって保護さ
れた、２８μｍ厚の極性ポリビニリデンフルオライド（
ＰＶＤＦ）の層から構成される．この形式の特定の圧
電フィルム接触トランスデューサに関する更に詳しい情
報は、ペンシルベニア州フィラデルフィアのペンウォル
ト社から入手し得る″Ｋｙｎａｒ Ｐｉｅｚｏ Ｆｉｌ
ｍ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓｕｍｍａｒｙ ａｎｄ Ｐｒｉ
ｃｅＬｉｓｔ” （１９８８）に於て見出される。Ｋｙ
ｎａｒ圧電フィルム接触トランスデューサの構造、特性
、用途及び作成に関する追加的情報は同じくペンウォル
ト社から入手し得る” Ｋｙｎａｒ Ｐｉｅｚｏ Ｆｉ
ｌｍ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＭａｎｕａｌ”（ １９８７
）に見出される。これら両刊行物はここに参照すること
によって本明細書の一部とされる。
Ｋｙｎａｒ圧電フィルム接触トランスデューサは、その
非常に多くが成功裡に使用されて来たにもかかわらず、
超音波接触トランスデューサとしての用途に於て幾つか
の欠点を有している。例えば、それらは電気的にシール
ドされず然も電磁的影響を受け易く、それが航空宇宙産
業の如き工業上の使用環境に於て問題を生じる。更には
、ｋｙｎａｒの後と来圧電フィルム接触トランスデュー
サの製造に際して代表的に使用されるコーティング及び
積層が超音波動作を妨害し、斯くしてそれらをして超音
波接触トランスデューサ用途に対し一般に適さないもの
とする。
非常に多くが成功裡に使用されて来たにもかかわらず、
超音波接触トランスデューサとしての用途に於て幾つか
の欠点を有している。例えば、それらは電気的にシール
ドされず然も電磁的影響を受け易く、それが航空宇宙産
業の如き工業上の使用環境に於て問題を生じる。更には
、ｋｙｎａｒの後と来圧電フィルム接触トランスデュー
サの製造に際して代表的に使用されるコーティング及び
積層が超音波動作を妨害し、斯くしてそれらをして超音
波接触トランスデューサ用途に対し一般に適さないもの
とする。
解決しようとする課題は、超音波圧電フィルム接触トラ
ンスデューサが可撓性を有さず、複合材料と音響的に良
く合わないことであり、また電磁的影響を受け易いこと
であり、高価であり，重量があり、携帯性が無く然も製
造が容易ではない点である。
ンスデューサが可撓性を有さず、複合材料と音響的に良
く合わないことであり、また電磁的影響を受け易いこと
であり、高価であり，重量があり、携帯性が無く然も製
造が容易ではない点である。
本発明によれば、外側表面及び内側表面を具備する非極
性重合フィルム層にして、その内部における残響を実質
的に低減する肉厚を有する前記非極性重合フィルム層と
、 該非極性重合フィルム層の外側表面に配置された第１の
電極シールド層と、 外側表面及び内側表面を具備する極性圧電フィルム層と
、 該極性圧電フィルム層の外側表面に配置された第２の電
極シールド層と、 前記見極性の重合フィルム層及び極性圧電フィルム層の
内側表面間に配置された四分の１波長反射体と によって構成される超音波接触トランスデューサが提供
される。
性重合フィルム層にして、その内部における残響を実質
的に低減する肉厚を有する前記非極性重合フィルム層と
、 該非極性重合フィルム層の外側表面に配置された第１の
電極シールド層と、 外側表面及び内側表面を具備する極性圧電フィルム層と
、 該極性圧電フィルム層の外側表面に配置された第２の電
極シールド層と、 前記見極性の重合フィルム層及び極性圧電フィルム層の
内側表面間に配置された四分の１波長反射体と によって構成される超音波接触トランスデューサが提供
される。
前記非極性重合フィルム層は、非極性ポリビニリデンフ
ルオライドの如き非極性圧電フィルム或はＭＹＬＡＲ
（登録商標）の如きポリエチレンテレフタレートを含み
得る。該非極性重合フィルム層の肉厚は好ましくは約織
波長よりも大きくない。極性圧電フィルム層は、ポリビ
ニリデンフルオライドの層、ビニリデンフルオライドの
重合体及び、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレン、ヘキサフルオロエチレンそして塩化ビニリデン
の少なくとも１つ御重合体の如きビニリデンフルオライ
ドの重合体、ポリ塩化ビニル、或はアクリロニトリルの
重合体、を含み得る。好ましくは、極性圧電フィルム層
及び四分の一波長反射体層の肉厚は約１／４波長である
． また、本発明によれば、 超音波接触トランスデューサアレイであって、内側表面
及び外側表面を具備する共通の裏側／断熱層と、 該共通の裏側／断熱層の外側表面上に配設された第１の
シールド電極と、 内側表面及び外側表面を具備する共通の極性圧電フィル
ム層と、 共通の圧電フィルム層の外側表面上に配設された第２の
シールド電極と、 前期共通の裏側／断熱層及び前記共通の極性圧電フィル
ム層の各内側表面間に配設された複数の四分の１波長反
射体と、 該四分の１波長反射体に隣合って配設され、前記共通の
極性圧電フィルム層の表面上における接地面を画定する
が、前記複数の四分の１波長反射体を互いに且つ前記接
地面から電気的に断絶する金属層を具備する重合シール
ド層と、 前記共通の裏側／断熱層の内側表面及び前記四分の１波
長反射体間に配設され、該四分の１波長反射体から超音
波接触トランスデューサアレイの共通縁部への電気的通
路を提供するための複数の導線手段と を包含する、超音波接触トランスデューサアレイが提供
される． 該超音波接触トランスデューサアレイにおける各トラン
スデューサの構造は先に説明された個々のトランスデュ
ーサのそれと同一或は類似のものであり得る。前記超音
波接触トランスデューサアレイは、該超音波接触トラン
スデューサアレイの前記共通の裏側／断熱層に直接的に
取付けた集積回路に設けた表面の如きに埋設した、増幅
回路の如き１つ以上の電子部品を具備し得る。
ルオライドの如き非極性圧電フィルム或はＭＹＬＡＲ
（登録商標）の如きポリエチレンテレフタレートを含み
得る。該非極性重合フィルム層の肉厚は好ましくは約織
波長よりも大きくない。極性圧電フィルム層は、ポリビ
ニリデンフルオライドの層、ビニリデンフルオライドの
重合体及び、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレン、ヘキサフルオロエチレンそして塩化ビニリデン
の少なくとも１つ御重合体の如きビニリデンフルオライ
ドの重合体、ポリ塩化ビニル、或はアクリロニトリルの
重合体、を含み得る。好ましくは、極性圧電フィルム層
及び四分の一波長反射体層の肉厚は約１／４波長である
． また、本発明によれば、 超音波接触トランスデューサアレイであって、内側表面
及び外側表面を具備する共通の裏側／断熱層と、 該共通の裏側／断熱層の外側表面上に配設された第１の
シールド電極と、 内側表面及び外側表面を具備する共通の極性圧電フィル
ム層と、 共通の圧電フィルム層の外側表面上に配設された第２の
シールド電極と、 前期共通の裏側／断熱層及び前記共通の極性圧電フィル
ム層の各内側表面間に配設された複数の四分の１波長反
射体と、 該四分の１波長反射体に隣合って配設され、前記共通の
極性圧電フィルム層の表面上における接地面を画定する
が、前記複数の四分の１波長反射体を互いに且つ前記接
地面から電気的に断絶する金属層を具備する重合シール
ド層と、 前記共通の裏側／断熱層の内側表面及び前記四分の１波
長反射体間に配設され、該四分の１波長反射体から超音
波接触トランスデューサアレイの共通縁部への電気的通
路を提供するための複数の導線手段と を包含する、超音波接触トランスデューサアレイが提供
される． 該超音波接触トランスデューサアレイにおける各トラン
スデューサの構造は先に説明された個々のトランスデュ
ーサのそれと同一或は類似のものであり得る。前記超音
波接触トランスデューサアレイは、該超音波接触トラン
スデューサアレイの前記共通の裏側／断熱層に直接的に
取付けた集積回路に設けた表面の如きに埋設した、増幅
回路の如き１つ以上の電子部品を具備し得る。
同一の参照番号は幾つかの図面を通じて同一或は対応す
る部分を表す図面を参照するに、第１図には複合材料か
ら製造した航空機翼部品の如き物体１２での超音波検査
を実施するための非破壊検査装置１０の概略図が示され
る。該非破壊検査装置１０は一般に、１つ以上の可撓性
の圧電フィルム超音波接触トランスデューサ１４（以下
単にトランスデューサ１４と称する）と、該トランスデ
ューサ１４を刺激するためのみならず該トランスデュー
サ１４から受けた戻り信号をプロセス処理するための超
音波機器手段１６と、該トランスデューサ１４を前記超
音波機器手段に電気的に接続しそれによって前記刺激及
び復帰信号を搬送するためのケーブル手段１８とを含ん
でいる．各トランスデューサはここに説明される如く構
成された単一のトランスデューサ１４であり得、或はこ
こで説明されるように構成されたトランスデューサアレ
イ４４或は４４゜ （第６図及び７図参照）であり得る
。銘記された如きを除き、個々のトランスデューサｌ４
は類似し得るが、それら各々は明瞭化の目的上別々に記
載される。従って、トランスデューサアレイ４４、４４
゛は、例えば、単一のトランスデューサ１４アレイを含
む単一のトランスデューサ１４の具体例の教示に従って
構成され得る。
る部分を表す図面を参照するに、第１図には複合材料か
ら製造した航空機翼部品の如き物体１２での超音波検査
を実施するための非破壊検査装置１０の概略図が示され
る。該非破壊検査装置１０は一般に、１つ以上の可撓性
の圧電フィルム超音波接触トランスデューサ１４（以下
単にトランスデューサ１４と称する）と、該トランスデ
ューサ１４を刺激するためのみならず該トランスデュー
サ１４から受けた戻り信号をプロセス処理するための超
音波機器手段１６と、該トランスデューサ１４を前記超
音波機器手段に電気的に接続しそれによって前記刺激及
び復帰信号を搬送するためのケーブル手段１８とを含ん
でいる．各トランスデューサはここに説明される如く構
成された単一のトランスデューサ１４であり得、或はこ
こで説明されるように構成されたトランスデューサアレ
イ４４或は４４゜ （第６図及び７図参照）であり得る
。銘記された如きを除き、個々のトランスデューサｌ４
は類似し得るが、それら各々は明瞭化の目的上別々に記
載される。従って、トランスデューサアレイ４４、４４
゛は、例えば、単一のトランスデューサ１４アレイを含
む単一のトランスデューサ１４の具体例の教示に従って
構成され得る。
一トランスデューサ
第２図から５図には本発明に従う単一のトランスデュー
サ１４の構造が例示される．各トランスデューサ１４は
、極性付けされた圧電フィルム２０と、該圧電フィルム
層２０の外側表面３６に配設された第１のシールド電極
２２と、非極性重合体フィルム層２４と、該非極性重合
体フィルム廖２４の外側表面３４に配設された第２のシ
ールド電極２６と、四分の１波長反射体を形成する金属
層２８にして、圧電フィルム２０及び非極性重合体フィ
ルム層２４の各内側表面３０、３８間に夫々積層された
前記金属層或は四分の１波長反射体２８とを含む。極性
付けされた圧電フィルム２０は好ましくは図示の如く配
向される。即ちマイナス側を前記金属層２８に隣合わせ
（即ち内側に配設し）、そしてプラス側を第１のシール
ド電極２２に隣合わせて（即ち外側に）配設される。非
極性重合体フィルム層２４は裏側／断熱層を形成する。
サ１４の構造が例示される．各トランスデューサ１４は
、極性付けされた圧電フィルム２０と、該圧電フィルム
層２０の外側表面３６に配設された第１のシールド電極
２２と、非極性重合体フィルム層２４と、該非極性重合
体フィルム廖２４の外側表面３４に配設された第２のシ
ールド電極２６と、四分の１波長反射体を形成する金属
層２８にして、圧電フィルム２０及び非極性重合体フィ
ルム層２４の各内側表面３０、３８間に夫々積層された
前記金属層或は四分の１波長反射体２８とを含む。極性
付けされた圧電フィルム２０は好ましくは図示の如く配
向される。即ちマイナス側を前記金属層２８に隣合わせ
（即ち内側に配設し）、そしてプラス側を第１のシール
ド電極２２に隣合わせて（即ち外側に）配設される。非
極性重合体フィルム層２４は裏側／断熱層を形成する。
該裏側／断熱層は、ここに説明される如く構成された場
合には、従来技術のトランスデューサに関して改良され
た音響減衰及び電気的シールドを提供する。前記第１及
び第２のシールド電極はまた、トランスデューサ１４の
、電磁的妨害（ＥＭＴ）の受け易さを実質的に低減する
． ”極性付け”は既知であり、圧電材料を高温で高電界に
晒すプロセスに対して参照される。極性付けによって得
られる圧電活量の程度は、極性付け時間だけではなく、
電界強さ及び温度にもまた依存する。正し実施によって
、極性付けプロセスにより圧電材料内に実質的に恒久的
な分子双極子の配列が提供される。そして後、極性付け
された圧電材料の電極に作用電圧が加えられた場合は、
該極性付けされた圧電材料は加えられた電圧の極性によ
って伸長或は収縮する。反対に、外部的な力（圧縮力或
は引張力）が前記極性付けされた圧電材料に加えられた
場合には、前記極性付けされた圧電材料は比例する開放
回路電圧を発現する。
合には、従来技術のトランスデューサに関して改良され
た音響減衰及び電気的シールドを提供する。前記第１及
び第２のシールド電極はまた、トランスデューサ１４の
、電磁的妨害（ＥＭＴ）の受け易さを実質的に低減する
． ”極性付け”は既知であり、圧電材料を高温で高電界に
晒すプロセスに対して参照される。極性付けによって得
られる圧電活量の程度は、極性付け時間だけではなく、
電界強さ及び温度にもまた依存する。正し実施によって
、極性付けプロセスにより圧電材料内に実質的に恒久的
な分子双極子の配列が提供される。そして後、極性付け
された圧電材料の電極に作用電圧が加えられた場合は、
該極性付けされた圧電材料は加えられた電圧の極性によ
って伸長或は収縮する。反対に、外部的な力（圧縮力或
は引張力）が前記極性付けされた圧電材料に加えられた
場合には、前記極性付けされた圧電材料は比例する開放
回路電圧を発現する。
第２図から５図に示される極性圧電フィルム層２０は好
ましくは、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）の
如き重合体圧電材料と、トリフルオロエチレン（ Ｔｒ
ＦＥ） ，テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエ
チレン或は塩化ビニリデンの少なくとも１つを伴うビニ
リデンフルオライド（ＶＤＦ）の重合体の如きビニリデ
ンフルオライドの重合体と、ポリ塩化ビニルの重合体と
、或はアクリロニトリルの重合体とを含んでいる。１つ
の好適なポリビニリデンフルオライドフィルムは、Ｋｙ
ｎａｒの登録商標の元に製造されるものであるが、他の
重合体圧電フィルムを本発明の範囲を離れること無く使
用し得る。上記した、本発明の実施に使用し得る他のフ
ィルムもまた市販入手し得るものである。
ましくは、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）の
如き重合体圧電材料と、トリフルオロエチレン（ Ｔｒ
ＦＥ） ，テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエ
チレン或は塩化ビニリデンの少なくとも１つを伴うビニ
リデンフルオライド（ＶＤＦ）の重合体の如きビニリデ
ンフルオライドの重合体と、ポリ塩化ビニルの重合体と
、或はアクリロニトリルの重合体とを含んでいる。１つ
の好適なポリビニリデンフルオライドフィルムは、Ｋｙ
ｎａｒの登録商標の元に製造されるものであるが、他の
重合体圧電フィルムを本発明の範囲を離れること無く使
用し得る。上記した、本発明の実施に使用し得る他のフ
ィルムもまた市販入手し得るものである。
非極性重合体フィルム層２４は好ましくは、非極性のポ
リビニリデンフルオライドの如き非極性圧電フィルム層
、或はＭＹＬＡＲ （登録商標）の如きポリエチレン
テレフタレートの層である。非極性重合体フィルム層２
４としてＭＹＬＡＲ （登録商標）の如きポリエチレ
ンテレフタレートの層を使用した場合に良好な結果が観
察された。非極性の圧電フィルムがプロセス処理中に機
械的に配向される場合は、トランスデューサが高温用途
に於て使用される場合に生じ得る縮みを防止或は少なく
とも低減するために、非極性重合体フィルム層２４を焼
鈍するのが好ましい。四分の１波長反射体２８のために
はアルミニューム或は銅箔を使用し得る。四分の１波長
反射体２８及び極性圧電フィルム層２０は好ましくは、
次式によって決定される肉厚ｔ（２層に対してはその値
は異なる）を有する。
リビニリデンフルオライドの如き非極性圧電フィルム層
、或はＭＹＬＡＲ （登録商標）の如きポリエチレン
テレフタレートの層である。非極性重合体フィルム層２
４としてＭＹＬＡＲ （登録商標）の如きポリエチレ
ンテレフタレートの層を使用した場合に良好な結果が観
察された。非極性の圧電フィルムがプロセス処理中に機
械的に配向される場合は、トランスデューサが高温用途
に於て使用される場合に生じ得る縮みを防止或は少なく
とも低減するために、非極性重合体フィルム層２４を焼
鈍するのが好ましい。四分の１波長反射体２８のために
はアルミニューム或は銅箔を使用し得る。四分の１波長
反射体２８及び極性圧電フィルム層２０は好ましくは、
次式によって決定される肉厚ｔ（２層に対してはその値
は異なる）を有する。
ｔ＝ Ｖｒ／４ｆＯ
ここに、ｆ０は極性圧電フィルム層２０の共振周波数で
あり、■，は、その肉厚が決定されるべき極性圧電フィ
ルム層２０或は四分の１波長反射体２８の音響速度であ
る。
あり、■，は、その肉厚が決定されるべき極性圧電フィ
ルム層２０或は四分の１波長反射体２８の音響速度であ
る。
極性圧電フィルム層２０の共振周波数ｆ０は次式によっ
て容易に決定され得る。
て容易に決定され得る。
ｆｏ ＝ ｃｒ／４ｄ
ここにｄは極性圧電フィルム層２０の肉厚であり、 Ｃ
，はその音響速度である。
，はその音響速度である。
例えば、１２ＭＨＺの共振周波数のためには、極性圧電
フィルム層２０の肉厚は（ Ｖ， ＝２４００ｍ／ｓｅ
ｃ）５０ミクロンであり、四分の１波長反射体２８の肉
厚は（ Ｖｒ ＝ ５ＤＯＯｍ／ｓｅｅ ） １０４
ミクロンである。
フィルム層２０の肉厚は（ Ｖ， ＝２４００ｍ／ｓｅ
ｃ）５０ミクロンであり、四分の１波長反射体２８の肉
厚は（ Ｖｒ ＝ ５ＤＯＯｍ／ｓｅｅ ） １０４
ミクロンである。
別言すれば、極性圧電フィルム層２０及び四分の１波長
反射体２８の肉厚は、考慮下の層の音響速度で算出して
圧電フィルム層の共振周波数の嵐を越えない、そして好
ましくは前記職に等しくすべきである。
反射体２８の肉厚は、考慮下の層の音響速度で算出して
圧電フィルム層の共振周波数の嵐を越えない、そして好
ましくは前記職に等しくすべきである。
非極性重合体フィルム層２４の目的は２つである。即ち
、（ｉ）四分の１波長反射体２８を貫いて極性圧電フィ
ルム層２０及び四分の１波長反射体２８に戻る音響エネ
ルギーの反射を防止或は少なくとも最小限化することで
あり、また（ｉｉ）四分の１波長反射体を外部環境から
電気的に絶縁しそれによってＥＭＩその他電気的ノイズ
を低減させることである。従って音響的見地から、非極
性重合体フィルム層２４はその内部の音響的残響を実質
的に低減する肉厚を有するべきである。電気的見地から
は、非極性重合体フィルム層２４は分路キャバシタンス
を意味する誘電材料であり、このキャバシタンスは最小
化されるべきである．重要な考慮事項は、非極性重合体
フィルム層２４の消滅ファクタ或は誘電正接（ ｔａｎ
δ ）が極性圧電フィルム層２０のそれよりも少ないか
或は等しいことである。好ましくは、非極性重合体フィ
ルム層２４の消滅ファクタは極性圧電フィルム層２０の
それよりも少ない。非極性のＰＶＤＦの如き非極性圧電
フィルムが非極性重合体フィルム層として使用された場
合には、その肉厚が、該非極性重合体フィルム層の音響
速度で計算して、極性圧電フィルムの共振周波数の波長
の約Ｘである場合に良好な結果が観察された。ＭＹＬＡ
Ｒ （登録商標）の如きポリエチレンテレフタレート
が非極性重合体フィルム暦２４として使用される場合は
、該非極性重合体フィルム層の音響速度で計算してその
肉厚が極性圧電フィルムの共振周波数の波長の１八から
１７６である場合に極めて良好な結果が観察された。
、（ｉ）四分の１波長反射体２８を貫いて極性圧電フィ
ルム層２０及び四分の１波長反射体２８に戻る音響エネ
ルギーの反射を防止或は少なくとも最小限化することで
あり、また（ｉｉ）四分の１波長反射体を外部環境から
電気的に絶縁しそれによってＥＭＩその他電気的ノイズ
を低減させることである。従って音響的見地から、非極
性重合体フィルム層２４はその内部の音響的残響を実質
的に低減する肉厚を有するべきである。電気的見地から
は、非極性重合体フィルム層２４は分路キャバシタンス
を意味する誘電材料であり、このキャバシタンスは最小
化されるべきである．重要な考慮事項は、非極性重合体
フィルム層２４の消滅ファクタ或は誘電正接（ ｔａｎ
δ ）が極性圧電フィルム層２０のそれよりも少ないか
或は等しいことである。好ましくは、非極性重合体フィ
ルム層２４の消滅ファクタは極性圧電フィルム層２０の
それよりも少ない。非極性のＰＶＤＦの如き非極性圧電
フィルムが非極性重合体フィルム層として使用された場
合には、その肉厚が、該非極性重合体フィルム層の音響
速度で計算して、極性圧電フィルムの共振周波数の波長
の約Ｘである場合に良好な結果が観察された。ＭＹＬＡ
Ｒ （登録商標）の如きポリエチレンテレフタレート
が非極性重合体フィルム暦２４として使用される場合は
、該非極性重合体フィルム層の音響速度で計算してその
肉厚が極性圧電フィルムの共振周波数の波長の１八から
１７６である場合に極めて良好な結果が観察された。
しかしながら、前記材料はその肉厚が１／４波長もの厚
さである場合にさえも良好な結果が得られた。
さである場合にさえも良好な結果が得られた。
従って一般に、非極性重合体フィルム層の肉厚は、該非
極性重合体フィルム層の音響速度で計算して、極性圧電
フィルムの共振周波数の波長の約残よりも大きくすべき
ではないということが言える。即ち、 ｔ＜ ｖｙｆｏ である。
極性重合体フィルム層の音響速度で計算して、極性圧電
フィルムの共振周波数の波長の約残よりも大きくすべき
ではないということが言える。即ち、 ｔ＜ ｖｙｆｏ である。
ここに、ｔは非極性重合体フィルム層の肉厚であり、ｖ
ｒは，非極性重合体フィルム層の音響速度でありモして
ｆｏは極性圧電フィルム層の共振周波数である。
ｒは，非極性重合体フィルム層の音響速度でありモして
ｆｏは極性圧電フィルム層の共振周波数である。
結局、ＭＹＬＡＲ （登録商標）の如きポリエチレン
テレフタレートの使用は非極性重合体フィルム層２４の
ためには好ましいものである。
テレフタレートの使用は非極性重合体フィルム層２４の
ためには好ましいものである。
第２図及び４図を参照するに、極性圧電フィルム層２０
は好ましくは（その内側表面３０上に）金属層或はコー
ティング３２を具備している。該コーティング３２は好
ましくは、極性圧電フィルム層２０の負の側に設けられ
それによって良好な電荷収集が提供されることが見出さ
れた。しかしながら該コーティングは、本発明の実施上
必須のものではない。前記コーティングは真空蒸着或は
スクリーン印刷の如き周知の手順によって塗布される．
真空蒸着は、その蒸着層がスクリーン印刷よりも一段と
薄い（スクリーン印刷が１乃至ｌＯオングストロームで
あるのに対しｌＯＯから１０００オングス）ことから好
ましい，１０００オングストロームよりも肉厚のある伝
導層は、極性あつつ電フィルム及び四分の１波長間の音
響インピーダンス不整合及び所望されざる反射を引き起
こすことによって音響特性に悪影響を与え得る。斯＜シ
′て、１００から１０００オングストロームの真空蒸着
が好ましい。
は好ましくは（その内側表面３０上に）金属層或はコー
ティング３２を具備している。該コーティング３２は好
ましくは、極性圧電フィルム層２０の負の側に設けられ
それによって良好な電荷収集が提供されることが見出さ
れた。しかしながら該コーティングは、本発明の実施上
必須のものではない。前記コーティングは真空蒸着或は
スクリーン印刷の如き周知の手順によって塗布される．
真空蒸着は、その蒸着層がスクリーン印刷よりも一段と
薄い（スクリーン印刷が１乃至ｌＯオングストロームで
あるのに対しｌＯＯから１０００オングス）ことから好
ましい，１０００オングストロームよりも肉厚のある伝
導層は、極性あつつ電フィルム及び四分の１波長間の音
響インピーダンス不整合及び所望されざる反射を引き起
こすことによって音響特性に悪影響を与え得る。斯＜シ
′て、１００から１０００オングストロームの真空蒸着
が好ましい。
銅、銀、ニッケル、アルミニューム、スズ、クローム或
は金、或はこれら金属の組み合わせは、第１のシールド
電極２２及び第２のシールド電極２６の為に好ましく使
用され、真空蒸着或はスクリーン印刷され得る。真空蒸
着ではその層の肉厚は好ましくは１０００オングストロ
ームを越えないものとし、一方、スクリーン印刷ではそ
の肉厚は約３ミクロンから約５ミクロンに於て塗布され
るべきである。
は金、或はこれら金属の組み合わせは、第１のシールド
電極２２及び第２のシールド電極２６の為に好ましく使
用され、真空蒸着或はスクリーン印刷され得る。真空蒸
着ではその層の肉厚は好ましくは１０００オングストロ
ームを越えないものとし、一方、スクリーン印刷ではそ
の肉厚は約３ミクロンから約５ミクロンに於て塗布され
るべきである。
各トランスデューサ１４を超音波機器手段１６（第１図
参照）に連結する為に、第３図から５図に示される如き
種々の技術を使用可能である。各々の技術では接続の為
にケーブル１８を使用されるが、トランスデューサに対
する前記ケーブルのケープリング或はワイヤリング方式
は夫々異なり得る。
参照）に連結する為に、第３図から５図に示される如き
種々の技術を使用可能である。各々の技術では接続の為
にケーブル１８を使用されるが、トランスデューサに対
する前記ケーブルのケープリング或はワイヤリング方式
は夫々異なり得る。
例えば第３図の具体例を参照するに、ケーブル１８は周
知の同軸ケーブルであり、少なくとも１本の導体４０及
びシールド４２を含んでいる。図示される如く、同軸ケ
ーブルのシールド４２は第１のシールド電極２２及び第
２のシールド電極２６の両方に接続され、中央導体４０
が四分の１波長反射体２８に結合されている。該具体例
では第１のシールド電極２２及び第２のシールド電極２
６は図示の如く短絡されている。伝導正の銀インクを、
前記２つの電極を短絡させる為に使用し得る。４図には
トランスデューサ１４の好ましい別態様が例示される。
知の同軸ケーブルであり、少なくとも１本の導体４０及
びシールド４２を含んでいる。図示される如く、同軸ケ
ーブルのシールド４２は第１のシールド電極２２及び第
２のシールド電極２６の両方に接続され、中央導体４０
が四分の１波長反射体２８に結合されている。該具体例
では第１のシールド電極２２及び第２のシールド電極２
６は図示の如く短絡されている。伝導正の銀インクを、
前記２つの電極を短絡させる為に使用し得る。４図には
トランスデューサ１４の好ましい別態様が例示される。
即ち、該トランスデューサ１４は先に説明された金属層
３２を具備している。接続即ちカップリングは第３図に
おけるそれと同一である。
３２を具備している。接続即ちカップリングは第３図に
おけるそれと同一である。
第５図にはここで説明される形式のトランスデューサの
為の別の好ましいカップリングが例示される。第５図の
カップリングでは、一対の中央導体を有する所謂２軸或
は”ツィンアクス”ケーブルが使用されている．この具
体例では第２のシールド電極２６はアース側であるシー
ルド４２に接続されている．四分の１波長反射体２８は
中央導体４０に接続され、そして第１のシールド電極２
２は他の中央導体４０に接続されている。該具体例では
前記第１のシールド電極２２及び第２のシールド電極２
６は互いに短絡されない。
為の別の好ましいカップリングが例示される。第５図の
カップリングでは、一対の中央導体を有する所謂２軸或
は”ツィンアクス”ケーブルが使用されている．この具
体例では第２のシールド電極２６はアース側であるシー
ルド４２に接続されている．四分の１波長反射体２８は
中央導体４０に接続され、そして第１のシールド電極２
２は他の中央導体４０に接続されている。該具体例では
前記第１のシールド電極２２及び第２のシールド電極２
６は互いに短絡されない。
トランスデューサアレイ
第６図から９図には本発明に従うトランスデューサアレ
イの２つの具体例の構造が例示される。
イの２つの具体例の構造が例示される。
即ち、第６図には１具体例が、第７図には他の具体例が
例示されるが、第８、９及び１１図は前記２つの具体例
に適用し得るものである。第１０図及び第１２図には本
発明の１様相に従うトランスデューサアレイ作戒方法が
例示される。
例示されるが、第８、９及び１１図は前記２つの具体例
に適用し得るものである。第１０図及び第１２図には本
発明の１様相に従うトランスデューサアレイ作戒方法が
例示される。
図示される如く、複数のトランスデューサ１４が、一体
ワンピース構造のトランスデューサアレイ４４或は４４
゜状態で配列（第７図参照）される。第６図の具体例で
はトランスデューサアレイ４４は電気的に接続された複
数の郡に配列され、電気的に接続された列（或はコラム
）を為しており、各群はビンアウト或はパッド４８によ
って個別にアドレス可能とされている．第７図の具体例
ではトランスデューサアレイ４４゜における各トランス
デューサ１４は関連する別体のピンアウト或はバッド４
８゜に導通する別々の電線を有しており、それによって
各トランスデューサは個別にアドレス可能である。何れ
の場合でも、パッド４８及びバッド４８゜は電気的エッ
ジコネクタ４６、４６゜と合致するようになっている。
ワンピース構造のトランスデューサアレイ４４或は４４
゜状態で配列（第７図参照）される。第６図の具体例で
はトランスデューサアレイ４４は電気的に接続された複
数の郡に配列され、電気的に接続された列（或はコラム
）を為しており、各群はビンアウト或はパッド４８によ
って個別にアドレス可能とされている．第７図の具体例
ではトランスデューサアレイ４４゜における各トランス
デューサ１４は関連する別体のピンアウト或はバッド４
８゜に導通する別々の電線を有しており、それによって
各トランスデューサは個別にアドレス可能である。何れ
の場合でも、パッド４８及びバッド４８゜は電気的エッ
ジコネクタ４６、４６゜と合致するようになっている。
トランスデューサアレイ４４或は４４゛は、トランスデ
ューサアレイ４４が電気的に接続された郡（トランスデ
ューサアレイ４４゜は電気的に接続されない）状態に並
列されることを除き、その配列構造は同一である。この
配列構造は今後説明される．第８図を参照するに、トラ
ンスデューサアレイ４４或は４４゛の各々は共通の非極
性重合体フィルム層２４と、共通の極性圧電フィルム層
２０と、共通の第１のシールド電極２２及び第２のシー
ルド電極２６とを共有している。しかしながら、各トラ
ンスデューサ１４は図示の如く別々の四分の１波長反射
体２８を具備している。構造上の好ましい材料、肉厚、
製造上の考慮事項等は、単一のトランスデューサ具体例
に関して既に説明されている。
ューサアレイ４４が電気的に接続された郡（トランスデ
ューサアレイ４４゜は電気的に接続されない）状態に並
列されることを除き、その配列構造は同一である。この
配列構造は今後説明される．第８図を参照するに、トラ
ンスデューサアレイ４４或は４４゛の各々は共通の非極
性重合体フィルム層２４と、共通の極性圧電フィルム層
２０と、共通の第１のシールド電極２２及び第２のシー
ルド電極２６とを共有している。しかしながら、各トラ
ンスデューサ１４は図示の如く別々の四分の１波長反射
体２８を具備している。構造上の好ましい材料、肉厚、
製造上の考慮事項等は、単一のトランスデューサ具体例
に関して既に説明されている。
第８図を更に参照するに、トランスデューサアレイ４４
或は４４゜は共通の導線シールド層５４泳ぎ一対のホッ
トリード５０，５２を更に具備している。これらの詳細
は今後説明される。前記ホトリード５０派第６図及び７
図に示される、トランスデューサ１４の各々とバッド４
８、４８゜とを結合する導線に相当するものである。第
８図から、第１のシールド電極２２は共通の極性圧電フ
ィルム層２０の外側表面上に配設され、第２のシールド
電極２６は非極性重合体フィルム層２４の外側表面上に
配設されることを認識されたい。各々の四分の１波長反
射体２８は非極性重合体フィルム層２４の内側表面及び
極性圧電フィルム層２０の内側表面間に配設されている
こともまた認識されたい。四分の１波長反射体２８の各
々の周囲に配設された導締シールド層５４もまた、非極
性重合体フィルム層２４の内側表面及び極性圧電フィル
ム層２０の内側表面間に配設されていることを認識され
たい。更に、各ホットリード５０が非極性重合体フィル
ム層２４及び四分の１波長反射体２８の各内側表面間に
配設されていることを認識されたい。
或は４４゜は共通の導線シールド層５４泳ぎ一対のホッ
トリード５０，５２を更に具備している。これらの詳細
は今後説明される。前記ホトリード５０派第６図及び７
図に示される、トランスデューサ１４の各々とバッド４
８、４８゜とを結合する導線に相当するものである。第
８図から、第１のシールド電極２２は共通の極性圧電フ
ィルム層２０の外側表面上に配設され、第２のシールド
電極２６は非極性重合体フィルム層２４の外側表面上に
配設されることを認識されたい。各々の四分の１波長反
射体２８は非極性重合体フィルム層２４の内側表面及び
極性圧電フィルム層２０の内側表面間に配設されている
こともまた認識されたい。四分の１波長反射体２８の各
々の周囲に配設された導締シールド層５４もまた、非極
性重合体フィルム層２４の内側表面及び極性圧電フィル
ム層２０の内側表面間に配設されていることを認識され
たい。更に、各ホットリード５０が非極性重合体フィル
ム層２４及び四分の１波長反射体２８の各内側表面間に
配設されていることを認識されたい。
先に言及された如く、ホットリード５０は四分の１波長
反射体２８の各々を、パッド４８゛の如きトランスデュ
ーサアレイ４４、４４′の共通のエッジへの電気的通路
を提供する．好ましくは、共通のホットリード５２は、
設置面を画定するものであるが、図示の如く共通の極性
圧電フィルム層２０の内側表面に隣り合った導線シール
ド層５４の表面上に配設される．同様に図示されるよう
に、導線シールド層５４は好ましくは、四分の１波長反
射体２８の各々を互いにまた前記ホットリード５２から
電気的に絶縁するよう，四分の１波長反射体２８の各々
の周囲に於てクリアランス領域５５を有する。
反射体２８の各々を、パッド４８゛の如きトランスデュ
ーサアレイ４４、４４′の共通のエッジへの電気的通路
を提供する．好ましくは、共通のホットリード５２は、
設置面を画定するものであるが、図示の如く共通の極性
圧電フィルム層２０の内側表面に隣り合った導線シール
ド層５４の表面上に配設される．同様に図示されるよう
に、導線シールド層５４は好ましくは、四分の１波長反
射体２８の各々を互いにまた前記ホットリード５２から
電気的に絶縁するよう，四分の１波長反射体２８の各々
の周囲に於てクリアランス領域５５を有する。
第９図を参照するに、トランスデューサアレイ４４、４
４゜の構造の詳細が例示されている。四分の１波長反射
体２８円盤形状を有し得、その場合は、今後明らかにさ
れるように、各四分の１波長反射体２８の配置作業を助
勢するべく、非極性重合体フィルム層２４の内側表面上
に整合境界線５８を（例えば印刷或はエッチングによっ
て）設け得る。しかしながら、四分の１波長反射体２８
を非極性重合体フィルム層２４に固定するに先立って、
ホットリード５０及び導線接点５６を先ず最初に非極性
重合体フィルム層２４の内側表面上に設ける必要がある
。好ましくは、ホットリード５０及び導線接点５６はス
クリーン印刷の如き周知の手段によって塗布された伝導
性の銀インク或は前記表面に固着した、金属で被覆した
接触模様を含む．次いで、第１０図に例示される如く、
各四分の１波長反射体２８を前記整合境界線５８内部に
、例えば伝導性エボキシテーブ６２が各によって配置す
る。ＰｖＣが各四分の１波長反射体２８列を横断して配
置され前記伝導性エボキシが硬化するまでそれらを互い
に押し付ける．しかしながら、四分の１波長反射体２８
を非極性重合体フィルム層２４に接着する前に、先ず該
非極性重合体フィルム層２４内側表面を蒸気によってデ
グリースし且つヘリウムプラズマによってエッチングす
るべきである。
４゜の構造の詳細が例示されている。四分の１波長反射
体２８円盤形状を有し得、その場合は、今後明らかにさ
れるように、各四分の１波長反射体２８の配置作業を助
勢するべく、非極性重合体フィルム層２４の内側表面上
に整合境界線５８を（例えば印刷或はエッチングによっ
て）設け得る。しかしながら、四分の１波長反射体２８
を非極性重合体フィルム層２４に固定するに先立って、
ホットリード５０及び導線接点５６を先ず最初に非極性
重合体フィルム層２４の内側表面上に設ける必要がある
。好ましくは、ホットリード５０及び導線接点５６はス
クリーン印刷の如き周知の手段によって塗布された伝導
性の銀インク或は前記表面に固着した、金属で被覆した
接触模様を含む．次いで、第１０図に例示される如く、
各四分の１波長反射体２８を前記整合境界線５８内部に
、例えば伝導性エボキシテーブ６２が各によって配置す
る。ＰｖＣが各四分の１波長反射体２８列を横断して配
置され前記伝導性エボキシが硬化するまでそれらを互い
に押し付ける．しかしながら、四分の１波長反射体２８
を非極性重合体フィルム層２４に接着する前に、先ず該
非極性重合体フィルム層２４内側表面を蒸気によってデ
グリースし且つヘリウムプラズマによってエッチングす
るべきである。
第１０図には四分の１波長反射体２８の非極性重合体フ
ィルム層２４への押し付けの為の好ましい方法が例示さ
れる。図示されるように、エポキシを含む非極性重合体
フィルム層２４と、四分の１波長反射体２８及び伝導性
エポキシテーブ６２とが２枚のプラテン６４、７２間に
押し付けられる。ネオブレンクッション６６及び５乃至
１０ミルのポリエチレン釈放層６８が、プラテン６４及
び四分の１波長反射体２８及び伝導性エポキシテーブ６
２間に図示の如く好ましく配設される．別の５乃至１０
ミルのポリエチレン釈放層及び１７２インチプレートガ
ラス７０が、プラテン７２及び非極性重合体フィルム層
２４間に図示の如く好ましく配設される．プラテン７２
は好ましくは約６５℃に加熱される．各四分の１波長反
射体２８を非極性重合体フィルム層２４にしっかりと接
着させる為に中庸の圧力、即ち約１００ｐｓｉの圧力が
各プラテンに加えられる。プレス装置には好ましくは４
０℃から７０℃の熱が、エボキシが硬化するまでの数時
間に渡り加えられる。前記ネオブレンクッション６６は
各四分の１波長反射体２８に加えられる圧力が均一とな
るよう助勢し且つ四分の１波長反射体２８が硬化中にそ
の位置からずれないようにする。
ィルム層２４への押し付けの為の好ましい方法が例示さ
れる。図示されるように、エポキシを含む非極性重合体
フィルム層２４と、四分の１波長反射体２８及び伝導性
エポキシテーブ６２とが２枚のプラテン６４、７２間に
押し付けられる。ネオブレンクッション６６及び５乃至
１０ミルのポリエチレン釈放層６８が、プラテン６４及
び四分の１波長反射体２８及び伝導性エポキシテーブ６
２間に図示の如く好ましく配設される．別の５乃至１０
ミルのポリエチレン釈放層及び１７２インチプレートガ
ラス７０が、プラテン７２及び非極性重合体フィルム層
２４間に図示の如く好ましく配設される．プラテン７２
は好ましくは約６５℃に加熱される．各四分の１波長反
射体２８を非極性重合体フィルム層２４にしっかりと接
着させる為に中庸の圧力、即ち約１００ｐｓｉの圧力が
各プラテンに加えられる。プレス装置には好ましくは４
０℃から７０℃の熱が、エボキシが硬化するまでの数時
間に渡り加えられる。前記ネオブレンクッション６６は
各四分の１波長反射体２８に加えられる圧力が均一とな
るよう助勢し且つ四分の１波長反射体２８が硬化中にそ
の位置からずれないようにする。
伝導性エボキシが硬化した後、四分の１波長反射体２８
及び非極性重合体フィルム層２４のアセンブリをプレス
装置から取り外し、伝導性エポキシテーブ６２を除去し
、そして前記アセンブリを再度、蒸気によってデグリー
スし且つヘリウムプラズマによってエッチングするべき
である．導線シールド層５４を、先の各段階の完了後に
配置し得る。第１１図には導線シールド層５４の好まし
い構造の１例が示される．図示の如く、導線シールド層
５４は非極性重合体フィルム層２４上の四分の１波長反
射体２８の位置に相当する位置に円盤形状の複数の切り
欠き７６を具備するフィルムである。導線シールド層５
４の一方側は、設置面５２を提供する為に周知の手段に
よって伝導性の銀インクでコーティングされ、或は金属
被覆される。パッド４８、４８゜が設けられる場所であ
る領域７８には設置面或は電極は設けられない。言及し
た如く、各四分の１波長反射体２８どうしの短絡を防止
する為に、四分の１波長反射体２８の各々の周囲にクリ
アランス領域５５が設けられる。別様には、導線シール
ド層５４を四分の１波長反射体２８に衝接させ得るが、
四分の１波長反射体２８に隣り合うクリアランス領域５
５には金属被覆部分或は電極は設けられない．導線シ−
ルド層の肉厚は好ましくは四分の１波長反射体２８より
も薄い約０． ００１インチである．第１２図には最終
作或段階の１実施方法が例示される。この段階を実施す
るに先立って、極性圧電フィルム層２０及び非極性重合
体フィルム層２４の各層（エボキシ処理した四分の１波
長反射体２８を含む〉、及び導線シールド層５４は蒸気
によってデグリースし且つヘリウムプラズマによってエ
ッチングするべきである。
及び非極性重合体フィルム層２４のアセンブリをプレス
装置から取り外し、伝導性エポキシテーブ６２を除去し
、そして前記アセンブリを再度、蒸気によってデグリー
スし且つヘリウムプラズマによってエッチングするべき
である．導線シールド層５４を、先の各段階の完了後に
配置し得る。第１１図には導線シールド層５４の好まし
い構造の１例が示される．図示の如く、導線シールド層
５４は非極性重合体フィルム層２４上の四分の１波長反
射体２８の位置に相当する位置に円盤形状の複数の切り
欠き７６を具備するフィルムである。導線シールド層５
４の一方側は、設置面５２を提供する為に周知の手段に
よって伝導性の銀インクでコーティングされ、或は金属
被覆される。パッド４８、４８゜が設けられる場所であ
る領域７８には設置面或は電極は設けられない。言及し
た如く、各四分の１波長反射体２８どうしの短絡を防止
する為に、四分の１波長反射体２８の各々の周囲にクリ
アランス領域５５が設けられる。別様には、導線シール
ド層５４を四分の１波長反射体２８に衝接させ得るが、
四分の１波長反射体２８に隣り合うクリアランス領域５
５には金属被覆部分或は電極は設けられない．導線シ−
ルド層の肉厚は好ましくは四分の１波長反射体２８より
も薄い約０． ００１インチである．第１２図には最終
作或段階の１実施方法が例示される。この段階を実施す
るに先立って、極性圧電フィルム層２０及び非極性重合
体フィルム層２４の各層（エボキシ処理した四分の１波
長反射体２８を含む〉、及び導線シールド層５４は蒸気
によってデグリースし且つヘリウムプラズマによってエ
ッチングするべきである。
次いで前記各層間にＲＢＣエポキシが好ましく塗布され
、次いでこれら各層はプラテン８０及び８２間に於て約
２００から５００ ｐｓｉの圧力で、前記ＲＢＣエボキ
シが硬化するまでプレスされる。ＲＢＣエボキシは、そ
れが前記各層のエッジ部分から外側に流動するよう十分
な量が塗布されるべきであり、プレス圧力はＲＢＣエボ
キシ中の気泡を除去するに十分なものとすべきである。
、次いでこれら各層はプラテン８０及び８２間に於て約
２００から５００ ｐｓｉの圧力で、前記ＲＢＣエボキ
シが硬化するまでプレスされる。ＲＢＣエボキシは、そ
れが前記各層のエッジ部分から外側に流動するよう十分
な量が塗布されるべきであり、プレス圧力はＲＢＣエボ
キシ中の気泡を除去するに十分なものとすべきである。
図示の如く、プレス装置は好ましくは、ネオブレンクッ
ション８４及び、プラテン８０及び非極性重合体フィル
ム層２４間に配設された、肉厚が５乃至１０ミルのボリ
エチレン釈放層８６と、極性圧電フィルム層２０及びプ
ラテン８２間に配設された１７２インチプレートガラス
８８とを具備する。プラテン８２は好ましくは、約６５
℃の温度に昇温される． ＲＢＣエボキシの為の好まし
い混合物は１部のＡＢ−５３０に対して２部の３２１５
である。
ション８４及び、プラテン８０及び非極性重合体フィル
ム層２４間に配設された、肉厚が５乃至１０ミルのボリ
エチレン釈放層８６と、極性圧電フィルム層２０及びプ
ラテン８２間に配設された１７２インチプレートガラス
８８とを具備する。プラテン８２は好ましくは、約６５
℃の温度に昇温される． ＲＢＣエボキシの為の好まし
い混合物は１部のＡＢ−５３０に対して２部の３２１５
である。
エボキシを極性圧電フィルム層２０及び非極性重合体フ
ィルム層２４及び導線シールド層５４間に塗布する場合
には以下の事項を考慮すべきである。エボキシ層の肉厚
は、特に極性圧電フィルム層２０及び四分の１波長反射
体２８間の肉厚は、音響特性を妨害しないよう十分に薄
くするべきである。２８ミクロンもの薄さの極性圧電フ
ィルム層の為には１乃至８ミクロンの、好ましくは１乃
至４ミクロンの肉厚が適切であることが示された。
ィルム層２４及び導線シールド層５４間に塗布する場合
には以下の事項を考慮すべきである。エボキシ層の肉厚
は、特に極性圧電フィルム層２０及び四分の１波長反射
体２８間の肉厚は、音響特性を妨害しないよう十分に薄
くするべきである。２８ミクロンもの薄さの極性圧電フ
ィルム層の為には１乃至８ミクロンの、好ましくは１乃
至４ミクロンの肉厚が適切であることが示された。
所望であれば、先に説明されたように極性圧電フィルム
層２０の内側表面上（負の側）にコーティング３２を塗
布し得る。最終段階・とじて、エボキシが硬化し、トラ
ンスデューサアレイがプレス装置から取り外された後、
ホットリード５２をアース側に電気的に接続詞電気的シ
ールドを提供させ得る。これが、共通の極性圧電フィル
ム層２０をして、四分の１波長反射体２８間の領域での
圧電駆動を防止せしめる。即ち、延期ホットリード５２
が無い場合は極性圧電フィルム層２０は第１のシールド
電極２２及びホットリード５０及び５０゜間の領域で圧
電駆動する。これは、トランスデューサの電気的及び音
響的特性の両方に悪影響を及ぼす。
層２０の内側表面上（負の側）にコーティング３２を塗
布し得る。最終段階・とじて、エボキシが硬化し、トラ
ンスデューサアレイがプレス装置から取り外された後、
ホットリード５２をアース側に電気的に接続詞電気的シ
ールドを提供させ得る。これが、共通の極性圧電フィル
ム層２０をして、四分の１波長反射体２８間の領域での
圧電駆動を防止せしめる。即ち、延期ホットリード５２
が無い場合は極性圧電フィルム層２０は第１のシールド
電極２２及びホットリード５０及び５０゜間の領域で圧
電駆動する。これは、トランスデューサの電気的及び音
響的特性の両方に悪影響を及ぼす。
ここで説明されたトランスデューサアレイの作或におけ
る伝導性エポキシテーブ６２の使用の別態様として、両
面テープからダイーカッティングし得る、ワッシャー形
状の複数のトランスファエレメント６２゜が使用され得
る。第１４図を参照されたい。そうした場合には、各ト
ランスファエレメント６２゛は非極性重合体フィルム層
２４上に配置され且つ各導線接点５６と同中心に配置さ
れるべきである。次いで各導線接点５６上にエボキシが
滴下され、そこに四分の１波長反射体２８が取付けられ
る。伝導性のエボキシは各導線接点５６間の、従ってホ
ットリード５０、四分の１波長反射体２８の電気的接触
を維持する。各トランスファエレメント６２゜は四分の
１波長反射体２８を非極性重合体フィルム層２４に付着
させ、それによって各導線接点５６との電気的接触をも
たらす機能を奏する。トランスファエレメント６２゜を
画定する、ダイーカッティングされたワツシャーを作成
し得る好適な材料の一つは、肉厚０．００１インチのア
クリル系トランスファ粘着性フィルムである。伝導性エ
ポキシテーブ６２に代えて前記トランスファエレメント
６２゜を使用することで、先に説明された如き作成時の
トランスデューサアレイの雑多な部品の整列状態を維持
する為の厄介な作業が省略される。
る伝導性エポキシテーブ６２の使用の別態様として、両
面テープからダイーカッティングし得る、ワッシャー形
状の複数のトランスファエレメント６２゜が使用され得
る。第１４図を参照されたい。そうした場合には、各ト
ランスファエレメント６２゛は非極性重合体フィルム層
２４上に配置され且つ各導線接点５６と同中心に配置さ
れるべきである。次いで各導線接点５６上にエボキシが
滴下され、そこに四分の１波長反射体２８が取付けられ
る。伝導性のエボキシは各導線接点５６間の、従ってホ
ットリード５０、四分の１波長反射体２８の電気的接触
を維持する。各トランスファエレメント６２゜は四分の
１波長反射体２８を非極性重合体フィルム層２４に付着
させ、それによって各導線接点５６との電気的接触をも
たらす機能を奏する。トランスファエレメント６２゜を
画定する、ダイーカッティングされたワツシャーを作成
し得る好適な材料の一つは、肉厚０．００１インチのア
クリル系トランスファ粘着性フィルムである。伝導性エ
ポキシテーブ６２に代えて前記トランスファエレメント
６２゜を使用することで、先に説明された如き作成時の
トランスデューサアレイの雑多な部品の整列状態を維持
する為の厄介な作業が省略される。
第１５Ａ図から第１５Ｃ図には、第１０図、１１図及び
１２図に例示された製造方法の別態様が例示される。各
四分の１波長反射体２８は、先に説明されたように慣例
的に切断し導線シールド層５４の切り欠き７６内部にの
然るべき位置に個別に接着する必要は無いことが分かっ
た。つまり、第１５Ａ図及び１５Ｂ図に示されるように
、オーバーサイズの金属要素２８゜を、臨界的に整列さ
せることなく、導線シールド層５４の複数の切り欠き７
６を覆って配設し得る．先に説明したおしつけ作業（第
１５Ａ図参照）中に、極性圧電フィルム層２０は各切り
欠き７６を通して押し込まれ、極性圧電フィルム層２０
及び非極性重合体フィルム層２４及び導線シールド層５
４間のエボキシ（図示せず）を介し、第１５Ｃ図に示さ
れるように前記オーバーサイズの金属要素２８゛と容量
結合される。第１５Ｃ図には図示されないが、ネオブレ
ンクッション６６及びｌ／２インチプレートガラス７０
の相対位置は、前記オーバーサイズの金属要素２８゛を
切り欠き７６を通して押し込みそれらを極性圧電フィル
ム層２０と要領結合させる為に逆転し得る。切り欠き７
６は、導線シールド層５４を四分の１波長反射体２８の
所望の寸法形状にダイーカッティングすることによって
形成し得る。
１２図に例示された製造方法の別態様が例示される。各
四分の１波長反射体２８は、先に説明されたように慣例
的に切断し導線シールド層５４の切り欠き７６内部にの
然るべき位置に個別に接着する必要は無いことが分かっ
た。つまり、第１５Ａ図及び１５Ｂ図に示されるように
、オーバーサイズの金属要素２８゜を、臨界的に整列さ
せることなく、導線シールド層５４の複数の切り欠き７
６を覆って配設し得る．先に説明したおしつけ作業（第
１５Ａ図参照）中に、極性圧電フィルム層２０は各切り
欠き７６を通して押し込まれ、極性圧電フィルム層２０
及び非極性重合体フィルム層２４及び導線シールド層５
４間のエボキシ（図示せず）を介し、第１５Ｃ図に示さ
れるように前記オーバーサイズの金属要素２８゛と容量
結合される。第１５Ｃ図には図示されないが、ネオブレ
ンクッション６６及びｌ／２インチプレートガラス７０
の相対位置は、前記オーバーサイズの金属要素２８゛を
切り欠き７６を通して押し込みそれらを極性圧電フィル
ム層２０と要領結合させる為に逆転し得る。切り欠き７
６は、導線シールド層５４を四分の１波長反射体２８の
所望の寸法形状にダイーカッティングすることによって
形成し得る。
第１３Ａ図及び１３Ｂ図には本発明のトランスデューサ
アレイの別態様が例示される．広範囲トランスデューサ
アレイ或は幾つかの要素を具備するアレイの問題点は、
発生した信号がそれらアレイから超音波機器に伝達され
る間にケーブルロスによって急速に減衰され得ることで
ある。環境電気ノイズもまた、信号の大きさがそうした
ノイズに比較して小さいことから問題である。第１３Ａ
図及び１３Ｂ図の具体例は、トランスデューサアレイ上
に、発生信号を処理する為のインターフェースエレクト
ロニクス８０を直接設けることによってこうした問題を
解決する。該インターフェースエレクトロニクス８０は
例えば、バッファ、ブリアンプ、マルチブレクサ、アナ
ログスイッチ、電荷増幅器、アンプ或は１つ以上のマイ
クロプロセッサを具備し得る。第１３Ａ図に示されるよ
うに、インターフェース電子部品８１は、前記トランス
デューサアレイの縁部８２に接近して取付けた表面取付
けデバイス（ＳＭＤ）の如き単一のデバイスを含み得る
。該デバイスは各トランスデューサ１４からの信号の全
てを受けそしてプロセス処理しそれによりパッド４８に
プロセス処理信号を提供する。単数或は複数のこうした
デバイスを前記縁部８２に接近して取付けることの利益
は、それ或はそれらが組立中，プラテン６４、７２によ
って拘束されないことである。別様には、関連するイン
ターフェース電子部品８ｌを第１３Ｂ図に示される如く
各トランスデューサ１４に一般に接近して取付け得る。
アレイの別態様が例示される．広範囲トランスデューサ
アレイ或は幾つかの要素を具備するアレイの問題点は、
発生した信号がそれらアレイから超音波機器に伝達され
る間にケーブルロスによって急速に減衰され得ることで
ある。環境電気ノイズもまた、信号の大きさがそうした
ノイズに比較して小さいことから問題である。第１３Ａ
図及び１３Ｂ図の具体例は、トランスデューサアレイ上
に、発生信号を処理する為のインターフェースエレクト
ロニクス８０を直接設けることによってこうした問題を
解決する。該インターフェースエレクトロニクス８０は
例えば、バッファ、ブリアンプ、マルチブレクサ、アナ
ログスイッチ、電荷増幅器、アンプ或は１つ以上のマイ
クロプロセッサを具備し得る。第１３Ａ図に示されるよ
うに、インターフェース電子部品８１は、前記トランス
デューサアレイの縁部８２に接近して取付けた表面取付
けデバイス（ＳＭＤ）の如き単一のデバイスを含み得る
。該デバイスは各トランスデューサ１４からの信号の全
てを受けそしてプロセス処理しそれによりパッド４８に
プロセス処理信号を提供する。単数或は複数のこうした
デバイスを前記縁部８２に接近して取付けることの利益
は、それ或はそれらが組立中，プラテン６４、７２によ
って拘束されないことである。別様には、関連するイン
ターフェース電子部品８ｌを第１３Ｂ図に示される如く
各トランスデューサ１４に一般に接近して取付け得る。
前記各インターフェース電子部品８１は、関連するトラ
ンスデューサ１４からの信号を受けそしてパッド４８へ
のプロセス処理信号を提供する。何れの場合にも、単一
或は複数のインターフェース電子部品８ｌは非極性重合
体フィルム層２４上に直接取付け可能である。詳しくは
、前記単一或は複数ののインターフェース電子部品或は
デバイス８１を、ホットリード５０を画定する金属被覆
模様を含む非極性重合体フィルム層２４の側面に取付け
得、従ってそれらデバイス及びホットリード５０間の容
易に電気的接続可能である。所望であれば、前記単一或
は複数ののインターフェース電子部品８１の為のリード
トレースを非極性重合体フィルム層２４上に直接模様付
けし、インターフェース電子部品８１の為の取付位置を
提供させ得及び或はのインターフェース電子部品８１を
取付位置にエボキシ結合させ得る。
ンスデューサ１４からの信号を受けそしてパッド４８へ
のプロセス処理信号を提供する。何れの場合にも、単一
或は複数のインターフェース電子部品８ｌは非極性重合
体フィルム層２４上に直接取付け可能である。詳しくは
、前記単一或は複数ののインターフェース電子部品或は
デバイス８１を、ホットリード５０を画定する金属被覆
模様を含む非極性重合体フィルム層２４の側面に取付け
得、従ってそれらデバイス及びホットリード５０間の容
易に電気的接続可能である。所望であれば、前記単一或
は複数ののインターフェース電子部品８１の為のリード
トレースを非極性重合体フィルム層２４上に直接模様付
けし、インターフェース電子部品８１の為の取付位置を
提供させ得及び或はのインターフェース電子部品８１を
取付位置にエボキシ結合させ得る。
先に説明されたような単一のトランスデューサ或はワン
ディメンショナル（即ち１列或は１コラム）アレイを、
導線シールド層５４無しで作成し得ることが見出された
。パッド４８、４８゜に隣り合って位置付けられた四分
の１波長反射体２８のワンディメンショナルアレイの為
には導線シールド層５４は不要である。アレイのディメ
ンション（即ちワン或はツーディメンション）とは無関
係に、非極性重合体フィルム層２４及び導線シールド層
５４そしてそこにおける模様をスクリーン印刷及びダイ
カッティングし得る。第６図の具体例におけるアレイは
、２つのそうしたアレイを、前記模様を互いに９０度回
転した状態で構造体の各側に配置可能であるところの、
単純なスルートランスミッション測定の為に有益である
。第６図の３Ｘ３アレイ具体例に於ては、各アレイに対
して３つの信号ライン（プラス接地）だけを使用して９
つのサイト（ ｓｉｔｅ）にドレス可能である．第７図
の具体例は更に多くの測定が必要で且つ第６図の具体例
のクロストークが許容されない場合に有益である。
ディメンショナル（即ち１列或は１コラム）アレイを、
導線シールド層５４無しで作成し得ることが見出された
。パッド４８、４８゜に隣り合って位置付けられた四分
の１波長反射体２８のワンディメンショナルアレイの為
には導線シールド層５４は不要である。アレイのディメ
ンション（即ちワン或はツーディメンション）とは無関
係に、非極性重合体フィルム層２４及び導線シールド層
５４そしてそこにおける模様をスクリーン印刷及びダイ
カッティングし得る。第６図の具体例におけるアレイは
、２つのそうしたアレイを、前記模様を互いに９０度回
転した状態で構造体の各側に配置可能であるところの、
単純なスルートランスミッション測定の為に有益である
。第６図の３Ｘ３アレイ具体例に於ては、各アレイに対
して３つの信号ライン（プラス接地）だけを使用して９
つのサイト（ ｓｉｔｅ）にドレス可能である．第７図
の具体例は更に多くの測定が必要で且つ第６図の具体例
のクロストークが許容されない場合に有益である。
Ｌ支浸
市販入手し得る任意の超音波機器手段１８（第１図参照
）を、先に説明されたトランスデューサ１４及びトラン
スデューサアレイ４４、４４゜と共に使用し得る。トラ
ンスデューサ１４及びトランスデューサアレイ４４、４
４゛は従来からのバルスーエコー及びスルートランスミ
ッション機器の為に特に好適である。
）を、先に説明されたトランスデューサ１４及びトラン
スデューサアレイ４４、４４゜と共に使用し得る。トラ
ンスデューサ１４及びトランスデューサアレイ４４、４
４゛は従来からのバルスーエコー及びスルートランスミ
ッション機器の為に特に好適である。
［発明の効果］
本発明のトランスデューサ及びトランスデューサアレイ
は可撓性を有し従って、非破壊検査に於て通常遭遇する
非平坦面に適合させ得る。本発明のトランスデューサ及
びトランスデューサアレイは、一時的或は恒久的使用の
為に表面に直接付着可能でありそれによって、液体音響
カップリング媒体を使用することの無い超音波走査を可
能とする．第１のシールド電極２２及び第２のシールド
電極２６によって提供されるクラッディングにより、電
磁妨害放射の高い環境における使用の為の完全な電気的
シールドが提供される．更には、可撓性の接触トランス
デューサ／アレイは、従来からの圧電セラミック接触ト
ランスデューサでは接近し難い或は不可能な領域に組み
込み可能であり、また、計量であることから構造物下部
に付着させその位置に維持させることが可能である。そ
して更に、本発明の可撓性の接触トランスデューサ／ア
レイは必要に応じて複雑な形状に任意にカッティングし
得或は形成し得、また多くの航空宇宙用複合材料に対し
、非一圧電フィルム接触トランスデューサよりも極めて
近い音響インピーダンス特性を有し、これがトランスデ
ューサ／アレイ及び検査下の材料間の音響カップリング
をより効率的なものとし、もって一段と広いバンドでの
応答及び良好な音響的分解をもたらす。
は可撓性を有し従って、非破壊検査に於て通常遭遇する
非平坦面に適合させ得る。本発明のトランスデューサ及
びトランスデューサアレイは、一時的或は恒久的使用の
為に表面に直接付着可能でありそれによって、液体音響
カップリング媒体を使用することの無い超音波走査を可
能とする．第１のシールド電極２２及び第２のシールド
電極２６によって提供されるクラッディングにより、電
磁妨害放射の高い環境における使用の為の完全な電気的
シールドが提供される．更には、可撓性の接触トランス
デューサ／アレイは、従来からの圧電セラミック接触ト
ランスデューサでは接近し難い或は不可能な領域に組み
込み可能であり、また、計量であることから構造物下部
に付着させその位置に維持させることが可能である。そ
して更に、本発明の可撓性の接触トランスデューサ／ア
レイは必要に応じて複雑な形状に任意にカッティングし
得或は形成し得、また多くの航空宇宙用複合材料に対し
、非一圧電フィルム接触トランスデューサよりも極めて
近い音響インピーダンス特性を有し、これがトランスデ
ューサ／アレイ及び検査下の材料間の音響カップリング
をより効率的なものとし、もって一段と広いバンドでの
応答及び良好な音響的分解をもたらす。
本発明により、良好な音響的及び電気的特性を有するワ
ンピースでのトランスデューサアレイの製造のために容
易に且つ経済的に使用し得る超音波接触トランスデュー
サのための構造が提供される。
ンピースでのトランスデューサアレイの製造のために容
易に且つ経済的に使用し得る超音波接触トランスデュー
サのための構造が提供される。
以上本発明を具体例を参照して説明したが、本発明の内
で多くの変更を成し得ることを認識されたい。
で多くの変更を成し得ることを認識されたい。
第１図は本発明に従う可撓性の超音波接触トランスデュ
ーサの一使用例を表す概念図である．第２図は本発明に
従う圧電フィルムを使用する単一の超音波接触トランス
デューサの分解斜視図である。 第３図は第２図に示される単一のトランスデューサを同
軸ケーブルに接続した状態で示す部分断面側面図である
． 第４図は同軸ケーブルに接続した、第２図の単一のトラ
ンスデューサの別態様の部分断面側面図である。 第５図は同軸ケーブルに接続した、第２図の単一のトラ
ンスデューサの、一対のコンダクタを具備する別態様の
部分断面側面図である。 第６図は本発明の１具体例に従う超音波接触トランスデ
ューサアレイの例示図である。 第７図は本発明の他の具体例に従う超音波接触トランス
デューサアレイの例示図である。 第８図は第６図をＩＩ ８ − ８で切断した断面図で
ある。 第９図は第６図の超音波接触トランスデューサアレイの
一層を例示する平面図である．第１０図は本発明の１具
体例に従う超音波接触トランスデューサアレイの製造段
階を例示する側面図である。 第１１図は第６図の超音波接触トランスデューサアレイ
の他の一層を例示する平面図である。 第１２図は本発明の１具体例に従う超音波接触トランス
デューサアレイの製造段階を例示する側面図である。 第１．３Ａ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接
触トランスデューサアレイの製造段階を例小する側面図
である。 第１３Ｂ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造段階を例小する側面図で
ある。 第１４図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触ト
ランスデューサアレイの製造段階を例示する側面図であ
る。 第１５Ａ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造方法の一段階を例示する
側面図である。 第１５Ｂ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造方法の一段階を例示する
側面図である． 第１５ｃ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造方法の一段階を例示する
側面図である。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 １４：トランスデューサ １６：超音波機器手段 ２０：極性圧電フィルム層 ２２：第１のシールド電極 ２４：非極性重合体フィルム層 ２６：第２のシールド電極 ２８：四分の１波長反射体 ４８：パッド ４６．４６゜ ：電気的エッジコネクタ４４，４４゜
：トランスデューサアレイ５４：導紳シールド層 ５０，５２：ホットリード ５６：導線接点 ５８：整合境界線 ６２：伝導性エボキシテーブ ６４，７２，８０，８２：プラテン ６６．８４：ネオプレンクッション ６８：ポリエチレン釈放層 ７ ０ ： ｌ／２インチプレートガラス７６：切り欠
き ８１：インターフェース電子部品８１ ＼ ＦＩＧ．θ ７２ ＦＩ６． １５Ｂ ＦＩＧ． ／５（； 手続ネ甫正書（方式） 平成３年１月２５日
ーサの一使用例を表す概念図である．第２図は本発明に
従う圧電フィルムを使用する単一の超音波接触トランス
デューサの分解斜視図である。 第３図は第２図に示される単一のトランスデューサを同
軸ケーブルに接続した状態で示す部分断面側面図である
． 第４図は同軸ケーブルに接続した、第２図の単一のトラ
ンスデューサの別態様の部分断面側面図である。 第５図は同軸ケーブルに接続した、第２図の単一のトラ
ンスデューサの、一対のコンダクタを具備する別態様の
部分断面側面図である。 第６図は本発明の１具体例に従う超音波接触トランスデ
ューサアレイの例示図である。 第７図は本発明の他の具体例に従う超音波接触トランス
デューサアレイの例示図である。 第８図は第６図をＩＩ ８ − ８で切断した断面図で
ある。 第９図は第６図の超音波接触トランスデューサアレイの
一層を例示する平面図である．第１０図は本発明の１具
体例に従う超音波接触トランスデューサアレイの製造段
階を例示する側面図である。 第１１図は第６図の超音波接触トランスデューサアレイ
の他の一層を例示する平面図である。 第１２図は本発明の１具体例に従う超音波接触トランス
デューサアレイの製造段階を例示する側面図である。 第１．３Ａ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接
触トランスデューサアレイの製造段階を例小する側面図
である。 第１３Ｂ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造段階を例小する側面図で
ある。 第１４図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触ト
ランスデューサアレイの製造段階を例示する側面図であ
る。 第１５Ａ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造方法の一段階を例示する
側面図である。 第１５Ｂ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造方法の一段階を例示する
側面図である． 第１５ｃ図は本発明の更に他の具体例に従う超音波接触
トランスデューサアレイの製造方法の一段階を例示する
側面図である。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 １４：トランスデューサ １６：超音波機器手段 ２０：極性圧電フィルム層 ２２：第１のシールド電極 ２４：非極性重合体フィルム層 ２６：第２のシールド電極 ２８：四分の１波長反射体 ４８：パッド ４６．４６゜ ：電気的エッジコネクタ４４，４４゜
：トランスデューサアレイ５４：導紳シールド層 ５０，５２：ホットリード ５６：導線接点 ５８：整合境界線 ６２：伝導性エボキシテーブ ６４，７２，８０，８２：プラテン ６６．８４：ネオプレンクッション ６８：ポリエチレン釈放層 ７ ０ ： ｌ／２インチプレートガラス７６：切り欠
き ８１：インターフェース電子部品８１ ＼ ＦＩＧ．θ ７２ ＦＩ６． １５Ｂ ＦＩＧ． ／５（； 手続ネ甫正書（方式） 平成３年１月２５日
Claims (73)
- １．外側表面及び内側表面を具備する非極性重合フィル
ム層にして、その内部における残響を実質的に低減する
肉厚を有する前記非極性重合フィルム層と、 該非極性重合フィルム層の外側表面に配置された第１の
電極シールド層と、 外側表面及び内側表面を具備する極性圧電フィルム層と
、 該極性圧電フィルム層の外側表面に配置された第２の電
極シールド層と、 前記非極性重合フィルム層及び極性圧電フィルム層の各
内側表面間に配置された四分の１波長反射体と によって構成される超音波接触トランスデューサ。 - ２．極性圧電フィルム層の内側表面及び四分の１波長反
射体間に配置された金属充填物収集層を具備している請
求の範囲第１項記載の超音波接触トランスデューサ。 - ３．非極性重合フィルム層は非極性圧電フィルムである
請求の範囲第１項記載の超音波接触トランスデューサ。 - ４．非極性重合フィルム層は非極性のポリビニリデンフ
ルオライドである請求の範囲第１項記載の超音波接触ト
ランスデューサ。 - ５．非極性重合フィルム層は非極性のポリエチレンテレ
フタレートである請求の範囲第１項記載の超音波接触ト
ランスデューサ。 - ６．極性圧電フィルム層及び非極性重合フィルム層は各
々誘電正接によって特徴付けられ、非極性重合フィルム
層の誘電正接は圧電フィルム層のそれと等しい請求の範
囲第１項記載の超音波接触トランスデューサ。 - ７．極性圧電フィルム層は共振周波数を有し、非極性重
合フィルム層は音響速度を有し且つ該非極性重合フィル
ム層の音響速度で算出した共振周波数の約１／４波長を
越えない肉厚を有している請求の範囲第１項記載の超音
波接触トランスデューサ。 - ８．非極性重合フィルム層の肉厚は、該非極性重合フィ
ルム層の音響速度で算出した共振周波数の約１／８波長
である請求の範囲第７項記載の超音波接触トランスデュ
ーサ。 - ９．非極性重合フィルム層の肉厚は、該非極性重合フィ
ルム層の音響速度で算出した共振周波数の約１／１６波
長である請求の範囲第７項記載の超音波接触トランスデ
ューサ。 - １０．極性圧電フィルム層は共振周波数を有し、四分の
１波長反射体及び極性圧電フィルム層は各々、極性圧電
フィルム層及び四分の１波長反射体の夫々の音響速度で
算出して、共振周波数の約１／４波長の肉厚を有してい
る請求の範囲第１項記載の超音波接触トランスデューサ
。 - １１．極性圧電フィルム層はポリビニリデンフルオライ
ドフィルムの層を含んでいる請求の範囲第１項記載の超
音波接触トランスデューサ。 - １２．極性圧電フィルム層はビニリデンフルオライドの
コポリマーを含んでいる請求の範囲第１項記載の超音波
接触トランスデューサ。 - １３．極性圧電フィルム層は、 ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘ
キサフルオロエチレン及び塩化ビニリデンを含むコポリ
マー、 ポリ塩化ビニルのポリマー、 アクリロニトリルのポリマー の何れかである請求の範囲第１項記載の超音波接触トラ
ンスデューサ。 - １４．非極性圧電フィルム層は高温での実質的な縮みを
防止するために焼鈍される請求の範囲第３項記載の超音
波接触トランスデューサ。 - １５．金属充填物収集層の肉厚は約１０００オングスト
ロームよりも大きい請求の範囲第２項記載の超音波接触
トランスデューサ。 - １６．金属充填物収集層の肉厚は約１００から１０００
オングストロームの間である請求の範囲第１５項記載の
超音波接触トランスデューサ。 - １７．金属充填物収集層は極性圧電フィルム層の内側表
面上に真空蒸着される請求の範囲第１６項記載の超音波
接触トランスデューサ。 - １８．第１の電極シールド相及び第２の電極シールド層
は各々約３乃至５ミクロンの肉厚を有するスクリーン印
刷されたインクである請求の範囲第１項記載の超音波接
触トランスデューサ。 - １９．金属充填物収集層は極性圧電フィルム層の内側表
面上に真空蒸着された銅、銀、ニッケル、アルミニュー
ム、スズクロム、及び金の何れかによる、約１０００オ
ングストロームよりも大きくない肉厚を有する層である
請求の範囲第１項記載の超音波接触トランスデューサ。 - ２０．超音波接触トランスデューサを超音波器具手段に
電気的に接続し且つ電気的刺激及び戻り信号を搬送する
ためのケーブルにして、少なくとも１つのコンダクタ及
びシールドを具備し、該コンダクタは四分の１波長反射
体に電気的に接続され、前記シールドは第１の電極シー
ルド及び第２の電極シールドの少なくとも一方に電気的
に接続されている請求の範囲第１項記載の超音波接触ト
ランスデューサ。 - ２１．第１の電極シールド及び第２の電極シールドは互
いに短絡されている請求の範囲第２０項記載の超音波接
触トランスデューサ。 - ２２．ケーブルは、一対のコンダクタにして、一方が第
１の電極シールド及び第２の電極シールドの一方に電気
的に接続された前記一対のコンダクタを含み、シールド
は前記第１の電極シールド及び第２の電極シールドの他
方に電気的に接続され、前記一対のコンダクタの他方は
四分の１波長反射体に電気的に接続されている請求の範
囲第２０項記載の超音波接触トランスデューサ。 - ２３．極性圧電フィルム層は、 式：ｄ＝ｃ＿ｆ／４ｆ＿ｏ ｄは極性圧電フィルム層の肉厚、ｃ＿ｆは極性圧電フィ
ルム層の共振周波数 によって決定される肉厚を有している請求の範囲第１項
記載の超音波接触トランスデューサ。 - ２４．四分の１波長反射体は、 式：ｔ＝ｖ＿ｒ／４ｆ＿ｏ ｔは四分の１波長反射体の肉厚、 ｖ＿ｒは四分の１波長反射体の音響速度、 によって決定される肉厚を有している請求の範囲第１項
記載の超音波接触トランスデューサ。 - ２５．超音波接触トランスデューサは、整列した一体ワ
ンピース状に配列された複数の同様の超音波接触トラン
スデューサの１つである請求の範囲第１項記載の超音波
接触トランスデューサ。 - ２６．各超音波接触トランスデューサは個々に接近可能
である請求の範囲第２５項記載の超音波接触トランスデ
ューサ。 - ２７．超音波接触トランスデューサは電気的に接続され
た複数の群に配列構成され、各群は個々にアドレス可能
である請求の範囲第２５項記載の超音波接触トランスデ
ューサ。 - ２８．整列された各超音波接触トランスデューサは共通
の裏側／断熱層、共通の極性圧電フィルム層、そして共
通の第１の電極シールド層及び第２の電極シールド層、
を共有するが、各超音波接触トランスデューサは別々の
四分の１波長反射体を有している請求の範囲第２５項記
載の超音波接触トランスデューサ。 - ２９．各超音波接触トランスデューサアレイは共通の裏
側／断熱層、共通の極性圧電フィルム層、そして共通の
第１の電極シールド層及び第２の電極シールド層、を共
有し、組立て期間中に一群の超音波接触トランスデュー
サの四分の１波長要素が共通の金属要素から形成される
請求の範囲第２５項記載の超音波接触トランスデューサ
。 - ３０．各超音波接触トランスデューサによって発生され
たプロセス処理用信号のための、各超音波接触トランス
デューサアレイに取付けられた少なくとも１つの電子部
品を含んでいる請求の範囲第２５項記載の超音波接触ト
ランスデューサ。 - ３１．内側表面及び外側表面を具備する極性圧電フィル
ム層にして、ポリビニリデンフルオライド、ビニリデン
フルオライドのコポリマー、トリフルオロエチレン、テ
トラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン及び塩
化ビニリデン、塩化ポリビニルのポリマー、そしてアク
リロニトリルのポリマーの少なくとも１つを含む群から
選択され、極性圧電フィルム層の音響速度で算出して共
振周波数の約四分の１波長の肉厚を有する前記極性圧電
フィルム層と、 該極性圧電フィルム層の外側表面上に配設された第１の
電極シールド層と、 内側表面及び外側表面を具備する裏側／断熱層にして、
非極性圧電フィルム及びポリエチレンテレフタレートを
含む群から選択され、前記裏側／断熱層の音響速度で算
出して極性圧電フィルム層の共振周波数の約四分の１波
長を越えない肉厚を有し、前記極性圧電フィルム層及び
前記裏側／断熱層は共に、誘電正接によって特徴付けさ
れ、前記裏側／断熱層の前記誘電正接は極性圧電フィル
ム層のそれ未満か或は等しい、前記裏側／断熱層と、 前記裏側／断熱層の外側表面上に配設された第２の電極
シールド層と、 極性圧電フィルム層及び裏側／断熱層の各内側表面間に
配設された金属反射体にして、該金属反射体の音響速度
で算出して極性圧電フィルム層の共振周波数の約四分の
１波長の肉厚を具備しそれによって四分の１波長反射体
を画定する前記金属反射体と によって構成される超音波接触トランスデューサ。 - ３２．裏側／断熱層の肉厚は該裏側／断熱層の音響速度
で算出して共振周波数の約１／８波長である請求の範囲
第３１項記載の超音波接触トランスデューサ。 - ３３．裏側／断熱層の肉厚は該裏側／断熱層の音響速度
で算出して共振周波数の約１／１６波長である請求の範
囲第３１項記載の超音波接触トランスデューサ。 - ３４．裏側／断熱層は焼鈍された非極性圧電フィルム層
である請求の範囲第３１項記載の超音波接触トランスデ
ューサ。 - ３５．極性圧電フィルム層の内側表面上に配設された金
属コーティングにして、１００から１０００オングスト
ロームの肉厚を有する前記金属コーティングを有してい
る請求の範囲第３１項記載の超音波接触トランスデュー
サ。 - ３６．超音波接触トランスデューサは、整列した一体ワ
ンピース状に配列された複数の同様の超音波接触トラン
スデューサの１つである請求の範囲第３１項記載の超音
波接触トランスデューサ。 - ３７．各超音波接触トランスデューサは個々にアドレス
可能である請求の範囲第３１項記載の超音波接触トラン
スデューサ。 - ３８．超音波接触トランスデューサは電気的に接続され
た複数の群に配列構成され、各群は個々にアドレス可能
である請求の範囲第３１項記載の超音波接触トランスデ
ューサ。 - ３９．整列された各超音波接触トランスデューサは共通
の裏側／断熱層、共通の極性圧電フィルム層、そして共
通の第１の電極シールド層及び第２の電極シールド層、
を共有するが、各超音波接触トランスデューサは別々の
四分の１波長反射体を有している請求の範囲第３６項記
載の超音波接触トランスデューサ。 - ４０．各超音波接触トランスデューサアレイは共通の裏
側／断熱層、共通の極性圧電フィルム層、そして共通の
第１の電極シールド層及び第２の電極シールド層、を共
有し、組立て期間中に一群の超音波接触トランスデュー
サの四分の１波長反射体が共通の金属要素から形成され
る請求の範囲第３６項記載の超音波接触トランスデュー
サ。 - ４１．各超音波接触トランスデューサによって発生され
たプロセス処理用信号のための、各超音波接触トランス
デューサアレイに取付けられた少なくとも１つの電子部
品を含んでいる請求の範囲第３６項記載の超音波接触ト
ランスデューサ。 - ４２．超音波接触トランスデューサアレイであって、 内側表面及び外側表面を具備する共通の裏側／断熱層と
、 該共通の裏側／断熱層の外側表面上に配設された第１の
シールド電極と、 内側表面及び外側表面を具備する共通の極性圧電フィル
ム層と、 共通の圧電フィルム層の外側表面上に配設された第２の
シールド電極と、 前期共通の裏側／断熱層及び前記共通の極性圧電フィル
ム層の各内側表面間に配設された複数の四分の１波長反
射体と、 該四分の１波長反射体に隣合って配設され、前記共通の
極性圧電フィルム層の表面上における接地面を画定する
が、前記複数の四分の１波長反射体を互いに且つ前記接
地面から電気的に断絶する金属層を具備する重合シール
ド層と、 前記共通の裏側／断熱層の内側表面及び前記四分の１波
長反射体間に配設され、該四分の１波長反射体から超音
波接触トランスデューサアレイの共通縁部への電気的通
路を提供するための複数の導線手段と を包含する、超音波接触トランスデューサアレイ。 - ４３．四分の１波長反射体は円盤形状であり、重合シー
ルド層は共通の裏側／断熱層の反射体の位置に相当する
位置に於て円盤形状の複数の切抜きを具備する重合フィ
ルムであり、複数の各円盤形状の切抜きの周囲にすぐ隣
合う領域には金属層は存在しない、請求の範囲第４２項
に記載の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ４４．四分の１波長反射体を共通の裏側／断熱層に付着
させるために打ち抜きトランスファー要素が使用される
請求の範囲第４２項に記載の超音波接触トランスデュー
サアレイ。 - ４５．各導線手段は、超音波接触トランスデューサアレ
イから異なる四分の１波長反射体への別々の独立した電
気的通路を提供し、アドレスし得る複数の独立したトラ
ンスデューサアレイを画定する請求の範囲第４２項に記
載の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ４６．各導線手段は、四分の１波長反射体群を相互結合
しそれにより、超音波接触トランスデューサアレイの共
通の縁部から異なる四分の１波長反射体群への別々の電
気的通路を提供し、独立的にアドレスし得る複数の四分
の１波長反射体群を画定する請求の範囲第４２項に記載
の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ４７．導線手段は、超音波接触トランスデューサアレイ
の共通の縁部上に配設された、エッジコネクタと合致す
るようになっているパッドに連結される請求の範囲第４
２項に記載の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ４８．共通の裏側／断熱層は非極性重合フィルム層であ
る請求の範囲第４２項に記載の超音波接触トランスデュ
ーサアレイ。 - ４９．非極性重合フィルム層は非極性圧電フィルムであ
る請求の範囲第４８項に記載の超音波接触トランスデュ
ーサアレイ。 - ５０．非極性圧電フィルムは非極性のポリビニリデンフ
ルオライドである請求の範囲第４９項に記載の超音波接
触トランスデューサアレイ。 - ５１．非極性重合フィルム層はポリエチレンテレフタレ
ートである請求の範囲第４９項に記載の超音波接触トラ
ンスデューサアレイ。 - ５２．非極性重合フィルム層は、そこに付帯する音響エ
ネルギーの反射を実質的に防止する肉厚を有している請
求の範囲第４８項に記載の超音波接触トランスデューサ
アレイ。 - ５３．極性圧電フィルム層及び非極性重合フィルム層は
各々、誘電正接によって特徴付けられ、非極性重合フィ
ルム層の前記誘電正接は極性圧電フィルム層の誘電正接
よりもちいさいか或は等しい請求の範囲第４８項に記載
の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ５４．極性圧電フィルム層は共振周波数を有し、非極性
重合フィルム層は該非極性重合フィルム層の音響速度で
算出して前記共振周波数の約１／４波長を越えない肉厚
を有している請求の範囲第４８項に記載の超音波接触ト
ランスデューサアレイ。 - ５５．非極性重合フィルム層の肉厚は、該非極性重合フ
ィルム層の音響速度で算出して極性圧電フィルム層の共
振周波数の約１／８である請求の範囲第５４項記載の超
音波接触トランスデューサアレイ。 - ５６．非極性重合フィルム層の肉厚は、該非極性重合フ
ィルム層の音響速度で算出して極性圧電フィルム層の共
振周波数の約１／１６波長である請求の範囲第５４項記
載の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ５７．極性圧電フィルム層は共振周波数を有し、各極性
圧電フィルム層の四分の１波長反射体は、該四分の１波
長反射体及び極性圧電フィルム層の夫々の音響速度で算
出して前記共振周波数の約１／４波長の肉厚を有してい
る請求の範囲第４２項に記載の超音波接触トランスデュ
ーサアレイ。 - ５８．極性圧電フィルム層はポリビニリデンフルオライ
ドフィルムの層を含んでいる請求の範囲第４２項に記載
の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ５９．極性圧電フィルム層はビニリデンフルオライドの
重合体を含んでいる請求の範囲第４２項に記載の超音波
接触トランスデューサアレイ。 - ６０．極性圧電フィルム層は、ビニリデンフルオライド
及びトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、
ヘキサフルオロエチレン、そして塩化ビニリデンの少な
くとも１つを含む重合体と、ポリ塩化ビニルの重合体と
、アクリロニトリルの重合体と、の何れか１つを含んで
いる請求の範囲第４２項に記載の超音波接触トランスデ
ューサアレイ。 - ６１．非極性圧電フィルム層は、高温での実質的な縮み
を防止するために焼鈍される請求の範囲第４８項に記載
の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ６２．接地面を画定する金属層は四分の１波長反射体の
肉厚よりも少い、約０．００１インチの肉厚を有してい
る請求の範囲第５７項に記載の超音波接触トランスデュ
ーサアレイ。 - ６３．導線手段は、共通の裏側／断熱層上にスクリーン
印刷された銀インクを含んでいる請求の範囲第４２項に
記載の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ６４．接地面を画定する金属層はスクリーン印刷された
銀インクである請求の範囲第４２項に記載の超音波接触
トランスデューサアレイ。 - ６５．四分の１波長反射体群は、組立て中に共通の金属
要素から形成される請求の範囲第４２項に記載の超音波
接触トランスデューサアレイ。 - ６６．超音波接触トランスデューサアレイによって発生
された信号をプロセス処理するために前記超音波接触ト
ランスデューサアレイ上に取付けられた少なくとも１つ
の電子部品を含んでいる請求の範囲第４２項に記載の超
音波接触トランスデューサアレイ。 - ６７．導線手段の少なくとも１つと電気的に連絡する状
態で共通の裏側／断熱層上に取付けられた表面取付けデ
バイスである請求の範囲第６６項に記載の超音波接触ト
ランスデューサアレイ。 - ６８．超音波接触トランスデューサアレイであって、 内側表面及び外側表面を具備し且つ共振周波数を具備す
る共通の極性圧電フィルム層にして、ポリビニリデンフ
ルオライド、ビニリデンフルオライドの重合体及び、ト
リフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサ
フルオロエチレン及び塩化ビニリデンの少なくとも１つ
の重合体、ポリ塩化ビニルの重合体、そしてアクリロニ
トリルの重合体を含む群から選択され、前記共通の極性
圧電フィルム層の音響速度で算出して前記共振周波数の
約１／４波長の肉厚を有している前記共通の極性圧電フ
ィルム層と、 共通の極性圧電フィルム層の外側表面上に配設された第
１の電極シールド層と、 内側表面及び外側表面を具備する共通の裏側／断熱層に
して、非極性圧電フィルム及びポリエチレンテレフタレ
ートを含む群から選択され、前記共通の裏側／断熱層の
音響速度で算出して極性圧電フィルム層の共振周波数の
約四分の１波長を越えない肉厚を有し、前記極性圧電フ
ィルム層及び前記共通の裏側／断熱層は共に誘電正接に
よって特徴付けされ、前記共通の裏側／断熱層の前記誘
電正接は極性圧電フィルム層のそれ未満か或は等しい、
前記共通の裏側／断熱層と、 前記共通の裏側／断熱層の外側表面上に配設された第２
の電極シールド層と、 極性圧電フィルム層及び共通の裏側／断熱層の各内側表
面間に配設された金属反射体要素にして、該金属反射体
要素の音響速度で算出して前記極性圧電フィルム層の共
振周波数の約四分の１波長の肉厚を各々具備しそれによ
って四分の１波長反射体を画定する前記金属反射体要素
と、 該金属反射体要素に隣合って配設され、前記共通の極性
圧電フィルム層に隣合った表面上に接地面を画定するが
、該接地面から及び前記各金属反射体要素からは電気的
に絶縁されている金属層を具備する非極性の重合シール
ド層にして、前記金属反射体要素の肉厚より小さい肉厚
を有している前記非極性の重合シールド層と、 超音波接触トランスデューサアレイの共通縁部上に配設
されエッジコネクタと合致するようになっているパッド
への電気的通路を提供するために前記共通の裏側／断熱
層の内側表面及び金属反射体要素間に配設された複数の
導線手段と によって構成される前記超音波接触トランスデューサア
レイ。 - ６９．重合体シールド層は非極性の圧電フィルムを含ん
でいる請求の範囲第６８項に記載の超音波接触トランス
デューサアレイ。 - ７０．四分の１波長反射体群は、組立て期間中に共通の
金属要素から形成される請求の範囲第６８項に記載の超
音波接触トランスデューサアレイ。 - ７１．超音波接触トランスデューサアレイによって発生
された信号をプロセス処理するために該超音波接触トラ
ンスデューサアレイ上に取付けられた少なくとも１つの
電子部品を具備している請求の範囲第６８項に記載の超
音波接触トランスデューサアレイ。 - ７２．電子部品は、導線手段の少なくとも１つと電気的
に連通する状態に於て共通の裏側／断熱層上に取付けら
れた表面取付けデバイスである請求の範囲第７１項に記
載の超音波接触トランスデューサアレイ。 - ７３．超音波接触トランスデューサアレイの製造方法で
あって、 重合体導線シールド層に複数の円盤形状の孔をダイカッ
ティングする段階と、 共通の裏側／断熱層に少なくとも１つの金属要素を結合
する段階と、 前記ダイカッティングした重合体導線シールド層を、少
なくとも１つの金属要素を覆って、その円盤形状の孔の
少なくとも１群が該金属要素を覆って配設される状態で
配置する段階と、 極性圧電フィルム層を前記重合体導線シールド層に隣合
わせて配置する段階と、 前記重合体導線シールド層、共通の裏側／断熱層及び極
性圧電フィルム層を互いに押し付け、金属要素の一部を
前記孔内に押込みそれによって前記極性圧電フィルム層
と電気的に接触させる段階と を包含する前記超音波接触トランスデューサアレイの製
造方法。
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