JPH0523331A - Ultrasonic probe and manufacture of piezo-electric vibrator plate used therefor - Google Patents

Ultrasonic probe and manufacture of piezo-electric vibrator plate used therefor

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JPH0523331A
JPH0523331A JP3179718A JP17971891A JPH0523331A JP H0523331 A JPH0523331 A JP H0523331A JP 3179718 A JP3179718 A JP 3179718A JP 17971891 A JP17971891 A JP 17971891A JP H0523331 A JPH0523331 A JP H0523331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic probe
plate
piezoelectric vibrator
divided
electrode
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Withdrawn
Application number
JP3179718A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Hara
靖 原
Kazuhiro Watanabe
一宏 渡辺
Hiroshi Ishikawa
寛 石川
Kiyoto Matsui
清人 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To achieve higher improving effect of an ultrasonic beam weighted in amplitude. CONSTITUTION:In an ultrasonic probe in which a piezo-electric vibrator plate 1 is arranged being divided in an array, the piezo-electric vibrator plate 1 is divided in a stripe in the direction parallel with an array direction A with a plurality of cuts 3, 3... to be formed toward other main surfaces on which a support plate 2 of a conductor is mounted from one main surface while parts divided with the cuts 3 are polarized in intensity as higher at the center thereof and lower toward the end thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は超音波探触子及び該探触
子に使用する圧電振動子板の製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe and a method for manufacturing a piezoelectric vibrator plate used for the probe.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、サイドローブレベルを減少さ
せ、超音波ビームの改善を行うためには、圧電体である
超音波探触子を構成する圧電振動子板の分極を、その圧
電振動子板の配列方向と直交する方向、すなわち、超音
波探触子の厚み方向に、中央部から端部に行くにしたが
って小さくするようにし、放射音圧に対して重み付けす
ることが有効であることが確認されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to reduce a side lobe level and improve an ultrasonic beam, the polarization of a piezoelectric vibrator plate constituting an ultrasonic probe which is a piezoelectric body is changed by the piezoelectric vibrator. In the direction orthogonal to the plate arrangement direction, that is, in the thickness direction of the ultrasonic probe, it is effective to reduce the sound pressure from the central portion to the end portion and weight the emitted sound pressure. It has been confirmed.

【0003】そして、このような手法を利用する公知例
の一つとして、分極強度を例えば二乗余弦、ハミング関
数、ガウス分布等の連続関数に従って変化させるように
したものがあり、他の公知例として、図15(b)に示
すように、分極強度を階段状関数に従って変化させるよ
うにしたものがある(同図において、横軸は厚み方向寸
法、縦軸は電気機械結合係数kを示す。)。
As one of the publicly known examples using such a method, there is one in which the polarization intensity is changed according to a continuous function such as a raised cosine, a Hamming function, or a Gaussian distribution. As shown in FIG. 15B, there is one in which the polarization intensity is changed according to a stepwise function (in the figure, the horizontal axis represents the thickness direction dimension, and the vertical axis represents the electromechanical coupling coefficient k). .

【0004】図15(a)は上述した分極強度を階段状
関数に従って変化させる方法を示すもので、圧電振動子
板1には、配列方向Aと平行にストライプ状の電極10
が取り付けられ、各電極10に中央で高く端部に行くほ
ど低くなる電圧V1、V2、V3を印加することにより、
図15(a)において矢印の長さで示すような分極状態
が得られる。
FIG. 15A shows a method of changing the above-mentioned polarization intensity according to a stepwise function. The piezoelectric vibrator plate 1 has stripe-shaped electrodes 10 parallel to the arrangement direction A.
Are attached, and by applying to each electrode 10 voltages V1, V2, and V3 that are high at the center and are low toward the ends,
A polarized state as shown by the length of the arrow in FIG. 15A is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例において、分極強度を連続関数に従って変化させた圧
電振動子板1を得るには、一般に複雑な工程を要する上
に、所望の分布状態を得るために管理因子が多くなると
いう欠点を有するために、製造の比較的簡単な後者の手
法が優れているが、階段状関数に従って、分極重み付け
を上述した方法で行う場合、分極時に設けるストライプ
状電極10の間の部分、すなわち、電極10のない部
分、あるいは隣接する2つの電極10で、印加電圧Vが
低い方の一部において、不要の振動モードが発生し、振
幅重み付けによる超音波ビームの改善の効果を減少させ
ているという問題を有していた。
However, in the above-mentioned conventional example, in order to obtain the piezoelectric vibrator plate 1 in which the polarization intensity is changed according to a continuous function, generally a complicated process is required and a desired distribution state is obtained. The latter method, which is relatively simple to manufacture, is superior because it has the drawback of increasing the number of control factors to obtain the polarization. An unnecessary vibration mode is generated in a portion between the electrodes 10, that is, in a portion where the electrode 10 is absent, or in a portion where the applied voltage V is low in the adjacent two electrodes 10, and the ultrasonic beam of the ultrasonic beam by amplitude weighting is generated. It had a problem of reducing the effect of improvement.

【0006】図16は上述した方法で分極した後、スト
ライプ電極10を取り去り、再び主面全体に渡って電極
を取り付けた圧電振動子板1を配列方向Aと直交する方
向に分割し、電極を付けて分極した部分と、分極時にス
トライプ電極10を付けなかった部分の共振周波数、反
共振周波数を測定した結果を示すものである。
In FIG. 16, after the polarization is performed by the above-mentioned method, the striped electrode 10 is removed, and the piezoelectric vibrator plate 1 having the electrodes attached again over the entire main surface is divided in the direction orthogonal to the arrangement direction A to form the electrodes. It shows the results of measuring the resonance frequency and the anti-resonance frequency of the part which is polarized with the electrode and the part where the stripe electrode 10 is not attached at the time of polarization.

【0007】この図において、電極10のある部分では
3〜5MHzに共振、反共振点があるが、電極10のな
い部分は、3〜5MHz付近の他に新たに6〜9MHz
付近で共振、反共振点が存在している。これは隣接する
2つの電極10で、印加電圧Vが低い方の一部について
も同様な結果が得られ、その原因は、電極10のない圧
電素子の部分が、隣接する電極10から影響を受けて、
主面に垂直でなく、斜め方向に分極されているためと考
えられる。
In this figure, there is a resonance and anti-resonance point at 3 to 5 MHz in the part where the electrode 10 is present, but in the part where the electrode 10 is not present, another 6 to 9 MHz in addition to around 3 to 5 MHz.
There are resonance and anti-resonance points in the vicinity. This is the case with two adjacent electrodes 10 and similar results are obtained for a part of the lower applied voltage V. The cause is that the piezoelectric element part without the electrode 10 is affected by the adjacent electrode 10. hand,
It is thought that this is because it is polarized in an oblique direction, not perpendicular to the main surface.

【0008】そして、このために、圧電素子を駆動した
場合、電極10のない部分、および隣接する2つの電極
10の内、印加電圧Vが低い方の一部が主面に対して垂
直でなく、斜め方向に不要な振動をするため、これが振
幅重み付けによる超音波ビームの改善の効果を減少させ
ている。
For this reason, when the piezoelectric element is driven, the portion without the electrode 10 and the portion with the lower applied voltage V of the two adjacent electrodes 10 are not perpendicular to the main surface. As a result, unnecessary vibration is generated in the oblique direction, which reduces the effect of improving the ultrasonic beam by amplitude weighting.

【0009】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
たものであって、振幅重み付けによる超音波ビームの改
善効果の高い超音波探触子、およびこの超音波探触子に
使用する圧電振動子板の製造方法を提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above drawbacks, and is an ultrasonic probe having a high effect of improving an ultrasonic beam by amplitude weighting, and a piezoelectric vibration used for the ultrasonic probe. An object is to provide a method for manufacturing a child board.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、実施例に対応する図1に示すように、圧電振動子板
1をアレイ状に分割して配列する超音波探触子におい
て、圧電振動子板1は、一方の主面から導電体の支持板
2が取り付けられた他の主面に向けて形成される複数の
切り込み3、3・・により配列方向Aと平行な方向にス
トライプ状に分割されており、かつ、前記切り込み3に
より分割された各部分は、中央で高く端部に行くに従っ
て低い分極強度で分極されていることを特徴とする超音
波探触子を提供することにより達成される。
According to the present invention, the above object is to provide an ultrasonic probe in which piezoelectric vibrator plates 1 are divided and arranged in an array as shown in FIG. 1 corresponding to an embodiment. , The piezoelectric vibrator plate 1 is formed in a direction parallel to the arrangement direction A by a plurality of cuts 3 formed from one main surface toward the other main surface to which the support plate 2 of the conductor is attached. Provided is an ultrasonic probe characterized in that each part divided into stripes and divided by the notch 3 is polarized at a higher polarization center and a lower polarization intensity toward the ends. It is achieved by

【0011】また、上記の超音波探触子に使用する圧電
振動子板1は、分極前の圧電振動子板1の一方の主面に
導電体の支持板2を取り付けた後、他方の主面から切り
込み3を入れて該振動子板を配列方向Aと平行な方向に
ストライプ状に分割し、次いで、分割された各部分に中
央部分で高く端部に行くに従って低い分極電圧Vを印加
することにより得られる。
The piezoelectric vibrator plate 1 used in the above ultrasonic probe has a structure in which a support plate 2 made of a conductor is attached to one main surface of the piezoelectric vibrator plate 1 before polarization, and then the other main plate. The oscillator plate is divided into stripes in a direction parallel to the arrangement direction A by making a notch 3 in the plane, and then a polarization voltage V is applied to each of the divided portions, which is higher in the central portion and lower in the end portions. It is obtained by

【0012】[0012]

【作用】上記構成に基づき、圧電振動子板1は配列方向
Aと直交する方向の電気機械結合係数kは階段状に変化
させられることから重み付けがなされ、サイドローブレ
ベルの低下が図られる。また、上記電気機械結合係数k
の変化部位に切り込み3が形成されているために、斜め
方向の不要な振動が減じられ、超音波ビームの改善効果
が高められる。
According to the above structure, the piezoelectric vibrator plate 1 is weighted because the electromechanical coupling coefficient k in the direction orthogonal to the arrangement direction A is changed stepwise, and the side lobe level is lowered. Also, the electromechanical coupling coefficient k
Since the notch 3 is formed at the changed portion of, the unnecessary vibration in the oblique direction is reduced, and the effect of improving the ultrasonic beam is enhanced.

【0013】さらに、圧電振動子板1は導電体の支持板
2で補強されているので、切り込み3の形成時における
割れ等が確実に防止される。また、請求項2記載の発明
において、切り込み3は支持板2に達するまでの深さで
形成されており、隣接する他の電極からの影響を受ける
ことなく、独立に分極がなされる。
Further, since the piezoelectric vibrator plate 1 is reinforced by the support plate 2 made of a conductor, cracks and the like at the time of forming the notch 3 are surely prevented. Further, in the invention according to claim 2, the notch 3 is formed with a depth to reach the support plate 2, and the polarization is made independently without being affected by other adjacent electrodes.

【0014】請求項3記載の発明においては、支持板2
は、圧電振動子板1に形成された電極上に設けられ、分
極時のバラツキが防がれ、さらに信号線6、あるいはア
ース電極5のハンダ接合が容易になる。
In the invention of claim 3, the support plate 2
Are provided on the electrodes formed on the piezoelectric vibrator plate 1, and variations in polarization can be prevented, and soldering of the signal line 6 or the ground electrode 5 can be facilitated.

【0015】さらに、請求項4記載の発明において、支
持板2は音響整合層として利用される。
Further, in the invention of claim 4, the support plate 2 is used as an acoustic matching layer.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す
もので、図中Aは圧電振動子板1の配列方向、Bは厚み
方向を各々示しており、先ず、圧電振動子板1の一方の
主面の全面に渡って一様に電極4を形成するとともに、
他の主面に導電ペースト等を使用して支持板2を形成す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, A indicates the arrangement direction of the piezoelectric vibrator plates 1, and B indicates the thickness direction. First, the entire one main surface of the piezoelectric vibrator plate 1 is shown. Forming the electrode 4 uniformly over the
The support plate 2 is formed on the other main surface by using a conductive paste or the like.

【0017】その後、ダイシング・ソーを用いて一方の
主面に切り込み3を入れてる。この切り込み3は配列方
向Aに沿って、かつ電極4形成面から支持板2側に向か
って形成され、この結果、圧電振動子板1は、配列方向
Aに沿ってストライプ状に分割される。また、この切り
込み3は、後述するように、分極時に隣接する各部分間
での干渉が生じないように、少なくとも厚さの1/2を
越える深さとされており、該切り込み3の形成時におけ
る割れ、あるいはこれに続く分極工程における反り等は
支持板2により完全に防止される。
After that, a notch 3 is made on one of the main surfaces using a dicing saw. The notches 3 are formed along the arrangement direction A and from the surface where the electrodes 4 are formed toward the support plate 2 side. As a result, the piezoelectric vibrator plate 1 is divided into stripes along the arrangement direction A. Further, as will be described later, the notch 3 has a depth of at least more than 1/2 of the thickness so that interference between adjacent portions does not occur during polarization, and the notch 3 is formed at the time of forming the notch 3. The support plate 2 completely prevents cracking or warpage in the subsequent polarization process.

【0018】以上の工程により、切り込み3を入れた主
面の電極4は厚み方向に分割された状態となり、この
後、各分割された電極4に電圧V1、V2、V3を印加す
るとともに、対向する支持板2をアースEに落して分極
を行う。分極の為の印加電圧Vは、中央部を最高とし
て、端部に行くに従い階段状に低くなるように設定さ
れ、かかる分極操作により、圧電振動子板1は、図にお
いて矢印で示すように、中央が最高値で、両端部に行く
程段階的に低くなるように分極されることとなる。
Through the above steps, the electrode 4 on the main surface in which the notch 3 is formed is divided in the thickness direction, and thereafter, the voltages V1, V2, and V3 are applied to each divided electrode 4 while facing each other. The supporting plate 2 to be grounded is dropped to the ground E for polarization. The applied voltage V for polarization is set so that the central part becomes the highest and the voltage becomes lower stepwise toward the end, and the polarization operation causes the piezoelectric vibrator plate 1 to move as shown by the arrow in the figure. The maximum value is in the center, and the polarization becomes gradually lower toward both ends.

【0019】この分極操作は絶縁オイル中で行なわれ、
切り込み3部分が絶縁オイルで満たされ、かつ、切り込
み3が深く入っているために、圧電振動子板1の分割さ
れた各部分は隣接電極4の影響を受けることなく、独立
に分極される。
This polarization operation is carried out in insulating oil,
Since the cut 3 portion is filled with insulating oil and the cut 3 is deeply formed, each divided portion of the piezoelectric vibrator plate 1 is independently polarized without being affected by the adjacent electrode 4.

【0020】本発明の第2の実施例を図2に示す。な
お、以下の実施例の説明において、上述した実施例と同
一の構成は、図面に同一の符合を付して説明を省略す
る。
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the following description of the embodiments, the same configurations as those of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0021】この実施例において、切り込み3は支持板
2に至る深さで形成されており、圧電振動子板1を配列
方向Aに沿って完全にストライプ状に分割している。こ
の結果、分割された圧電振動子板1の各部分は支持板2
のみを介して連結されている状態となり、分極時におけ
る隣接電極4の影響を完全に除去することができる。
In this embodiment, the notch 3 is formed so as to reach the support plate 2, and the piezoelectric vibrator plate 1 is completely divided into stripes along the arrangement direction A. As a result, each divided portion of the piezoelectric vibrator plate 1 has a support plate 2
The state in which the adjacent electrodes 4 are connected to each other can be completely eliminated from the influence of the adjacent electrode 4 at the time of polarization.

【0022】また、分極時の熱による収縮は、支持板2
内で起こるために、配列方向Aと直交する方向での反り
の発生は完全に防止される。
Further, the contraction due to heat during polarization is caused by the support plate 2
Since it occurs inside, the occurrence of warpage in the direction orthogonal to the arrangement direction A is completely prevented.

【0023】図3は本発明の第3の実施例を示すもの
で、支持板2の下層に例えばAg焼付電極4が設けられ
る。この電極4は、以下のように作用する。すなわち、
一般に多用される3.5MHzのリニア型探触子の圧電
振動子板1を例に取ると、その大きさは、ほぼ16mm
×80mm程度の大きさであり、導電ペーストを使った
場合には、導電体の抵抗により支持板2内に電位差が発
生し、分割された各部分毎に一様な分極強度で分極する
ことができない場合が生じる。そこで、一般に分極時に
用いられているAg焼付電極4を圧電振動子板1と導電
体の支持板2の間に入れることより、電位差がなくな
り、一様な分極強度での分極が可能となる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, in which, for example, an Ag baking electrode 4 is provided under the support plate 2. The electrode 4 operates as follows. That is,
Taking the piezoelectric vibrator plate 1 of a commonly used 3.5 MHz linear probe as an example, its size is about 16 mm.
When the conductive paste is used, a potential difference is generated in the support plate 2 due to the resistance of the conductor, and each divided portion can be polarized with a uniform polarization strength. There are cases where you cannot. Therefore, by inserting the Ag printing electrode 4, which is generally used for polarization, between the piezoelectric vibrator plate 1 and the support plate 2 of the conductor, there is no potential difference and it is possible to perform polarization with uniform polarization intensity.

【0024】図4および図5は以上のようにして形成さ
れた圧電振動子板1から超音波探触子を構成した状態を
示す実施例である。この実施例において、電極4上の導
電体2は圧電振動子板1の端縁部を除く部位に設けられ
ており、該電極4の露出部位にアース電極5、または信
号線6がハンダ付けされる。
FIGS. 4 and 5 show an embodiment showing a state in which an ultrasonic probe is constructed from the piezoelectric vibrator plate 1 formed as described above. In this embodiment, the conductor 2 on the electrode 4 is provided at a portion of the piezoelectric vibrator plate 1 excluding the edge portion, and the ground electrode 5 or the signal line 6 is soldered to the exposed portion of the electrode 4. It

【0025】この実施例は、支持板2に導電ペースト
等、ハンダ付けが困難な材料を使用する場合に有効なも
ので、かかる電極4露出部分に信号線6あるいはアース
電極5を接合した場合、該露出部には同一材料の導電体
が支持板2の厚さと同一の厚さで取り付けられる。
This embodiment is effective when a material such as a conductive paste that is difficult to solder is used for the support plate 2, and when the signal line 6 or the ground electrode 5 is joined to the exposed portion of the electrode 4, A conductor made of the same material is attached to the exposed portion with the same thickness as that of the support plate 2.

【0026】なお、図4、5においては、支持板2の形
成後に信号線6等を接合する場合を示したが、この他
に、圧電振動子板1の両面に電極4を形成し、該電極4
に信号線6等を接合した後、支持板2を設けることもで
きる。
Although FIGS. 4 and 5 show the case where the signal line 6 and the like are joined after the support plate 2 is formed, the electrodes 4 are formed on both surfaces of the piezoelectric vibrator plate 1 in addition to this. Electrode 4
The support plate 2 may be provided after the signal line 6 and the like are joined to the.

【0027】信号線6等の取付方法としては、この他
に、導電体に直接ハンダ付けしたり、あるいは支持板2
を取り付ける際に金属メッシュを挟み込むことが可能で
ある。
Other than the above, the signal lines 6 and the like can be attached by soldering directly to a conductor or by using the support plate 2.
It is possible to insert a metal mesh when attaching the.

【0028】図6ないし図8は切り込み3を入れた主面
の電極4のつなぎ方を示すもので、図6には主面全面に
渡って電極11を取り付ける方法が、図7には各切り込
み3を跨架するようにストライプ状の電極12を取り付
ける方法が、図8には分割された電極4を取り除き、再
び主面全体に渡って電極13を取り付ける方法が各々示
されている。
6 to 8 show how to connect the electrodes 4 on the main surface with the notches 3. FIG. 6 shows a method of attaching the electrodes 11 over the entire main surface, and FIG. 7 shows each notch. FIG. 8 shows a method of attaching the striped electrode 12 so as to straddle 3 and a method of removing the divided electrode 4 and attaching the electrode 13 again over the entire main surface.

【0029】電極4の形成方法としては、導電ペース
ト、メッキ、蒸着等の手段を採用することが可能であ
り、加熱により脱分極を避けるために、常温で取り付け
可能な手段によるのが望ましい。
As a method of forming the electrode 4, it is possible to adopt a means such as a conductive paste, plating, vapor deposition or the like, and it is desirable to use a means that can be attached at room temperature in order to avoid depolarization by heating.

【0030】また、いずれも切り込み3にはエポキシ系
樹脂14、あるいはシリコン樹脂等が充填され、圧電振
動子板1の割れが防止される。
In each case, the notch 3 is filled with an epoxy resin 14, silicon resin or the like to prevent the piezoelectric vibrator plate 1 from cracking.

【0031】なお、図6(a)は厚み方向における機械
結合係数kの分布状態を示している。図9は以上のよう
にして構成される圧電振動子板1を用いて超音波探触子
を形成する場合の実施例を示すものである。この実施例
において、上記圧電振動子板1は配列方向Aにアレイ状
に分割され、支持板2が取り付けられるアース側主面に
は整合層15が積層され、さらにその上面に音響レンズ
16が配置される。
FIG. 6A shows the distribution of the mechanical coupling coefficient k in the thickness direction. FIG. 9 shows an embodiment in which an ultrasonic probe is formed using the piezoelectric vibrator plate 1 configured as described above. In this embodiment, the piezoelectric vibrator plate 1 is divided into an array in the arrangement direction A, a matching layer 15 is laminated on the ground-side main surface to which the support plate 2 is attached, and an acoustic lens 16 is arranged on the upper surface. To be done.

【0032】また上記アース側主面に対向する他の主面
には電極17が新たに設けられるとともに、この電極1
7に信号線パターン18が形成されたフレキシブルプリ
ント板19が接続され、同図(b)に示すように、配列
方向Aと直交する方向の開口が一つで、電気機械結合係
数kの分布が、中央で高く端部に行くに従って階段状に
低くなり、放射音圧に対して重み付けを行なった探触子
が構成される。
An electrode 17 is newly provided on the other main surface facing the earth side main surface, and this electrode 1
7 is connected to a flexible printed board 19 having a signal line pattern 18, and as shown in FIG. 7B, there is one opening in the direction orthogonal to the arrangement direction A, and the distribution of the electromechanical coupling coefficient k is , The central part is higher and the lower part is stepwise lower toward the end, and the probe is constructed by weighting the radiated sound pressure.

【0033】なお、図において20はバッキング材、2
1はグランド電極側のプリント板(金属箔)である。開
口制御の他の実施例を図10に示す。この実施例におい
て、圧電振動子板1は配列方向Aに沿って切り込み3に
より分割されるとともに、配列方向Aに直交する方向に
アレイ状に分割され、各小片の支持板2が取り付けられ
る主面に対向する主面の電極4には、各々信号線6が接
続されている。また、これら各信号線6間には切り換え
スイッチ7が配置されており、該切り換えスイッチ7を
操作することにより、図11に示すように、厚み方向の
3種類の開口が制御される。
In the figure, 20 is a backing material and 2 is a backing material.
Reference numeral 1 is a printed board (metal foil) on the side of the ground electrode. Another embodiment of aperture control is shown in FIG. In this embodiment, the piezoelectric vibrator plate 1 is divided along the arrangement direction A by the notches 3 and is also divided into an array in the direction orthogonal to the arrangement direction A, and the main surface to which the support plate 2 of each small piece is attached. Signal lines 6 are connected to the electrodes 4 on the main surface facing each other. Further, a changeover switch 7 is arranged between each of the signal lines 6, and by operating the changeover switch 7, three types of openings in the thickness direction are controlled as shown in FIG.

【0034】なお、図10においてW1は大開口に対応
した駆動範囲、W2は中開口、W3は小開口に対応した駆
動範囲を各々示す。図12は他の開口制御の実施例を示
すもので、中央部の3個の小片は共通電極8で接続され
て同時に駆動され、スイッチ7を操作することにより、
図13に示すように厚み方向に2種類の開口が制御され
る。
In FIG. 10, W1 indicates a driving range corresponding to a large opening, W2 indicates a middle opening, and W3 indicates a driving range corresponding to a small opening. FIG. 12 shows another embodiment of aperture control, in which the three small pieces in the central portion are connected by the common electrode 8 and are driven simultaneously, and by operating the switch 7,
As shown in FIG. 13, two types of openings are controlled in the thickness direction.

【0035】図14はさらに他の開口制御の実施例を示
すものである。この実施例において圧電振動子板1は上
述した実施例と同様に幅方向Bに5分割されているが、
(b)に示すように、左右の分極強度は同一とされてい
る。そして、大開口W1時の外側の圧電振動子板1には
切り換えスイッチ7が設けられるとともに抵抗9が直列
に接続される。
FIG. 14 shows still another embodiment of opening control. In this embodiment, the piezoelectric vibrator plate 1 is divided into five in the width direction B as in the above-mentioned embodiments,
As shown in (b), the left and right polarization intensities are the same. A changeover switch 7 is provided on the outer piezoelectric vibrator plate 1 at the time of the large opening W1 and a resistor 9 is connected in series.

【0036】したがってこの実施例において、外側の圧
電振動子板1に印加される駆動電圧は抵抗9により降下
することとなり、スイッチ7の操作により図13に示す
ように、2種類の開口が制御され、分極時の段数を減ら
して、より多い段数に分極したのと同様の効果を得るこ
とができる。
Therefore, in this embodiment, the driving voltage applied to the outer piezoelectric vibrator plate 1 is lowered by the resistor 9, and the operation of the switch 7 controls two types of openings as shown in FIG. By reducing the number of stages during polarization, the same effect as that obtained by polarization with a larger number of stages can be obtained.

【0037】なお、以上においては、支持板2は電極と
して、あるいは分極操作時における圧電振動子板1の割
れを防止するための補強材としての機能のみについて述
べたが、この他に、該支持板2を整合層15として設
計、利用することも可能である。
In the above description, the support plate 2 has been described only as a function as an electrode or as a reinforcing member for preventing cracks of the piezoelectric vibrator plate 1 during polarization operation. It is also possible to design and use the plate 2 as the matching layer 15.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、分極時の隣接電極の影響をなくし、また圧電
振動子板の取り扱い中の割れを防止することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of the adjacent electrodes during polarization and prevent cracks during handling of the piezoelectric vibrator plate.

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

【図1】本発明の実施例を示す図であって、(a)は分
極前の状態、(b)は分極状態を示すものである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the present invention, in which (a) shows a state before polarization and (b) shows a polarization state.

【図2】圧電振動子板の他の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the piezoelectric vibrator plate.

【図3】圧電振動子板の更に他の実施例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a view showing still another embodiment of the piezoelectric vibrator plate.

【図4】圧電振動子板への配線方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method of wiring to a piezoelectric vibrator plate.

【図5】図4に配線を行なった状態を示す図である。5 is a diagram showing a state in which wiring is performed in FIG.

【図6】電極の形成方法を示す図で、(a)はその側面
図、(b)は機械電気結合係数の分布を示す図である。
6A and 6B are diagrams showing a method of forming an electrode, FIG. 6A is a side view thereof, and FIG. 6B is a diagram showing a distribution of a mechanical-electrical coupling coefficient.

【図7】電極の他の形成方法を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another method of forming electrodes.

【図8】電極の更に他の形成方法を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing still another method of forming electrodes.

【図9】本発明による超音波探触子を示す図であって、
(a)は全体図、(b)は機械電気結合係数の分布を示
す図である。
FIG. 9 is a view showing an ultrasonic probe according to the present invention,
(A) is a whole figure, (b) is a figure showing distribution of a mechanical-electric coupling coefficient.

【図10】図9の他の実施例を示す図であって、(a)
は全体図、(b)は機械電気結合係数の分布を示す図で
ある。
FIG. 10 is a view showing another embodiment of FIG. 9, and (a)
Is an overall view, and (b) is a view showing a distribution of a mechanical-electrical coupling coefficient.

【図11】図10の開口制御の状態を示す図であって、
(a)は小開口、(b)は中開口、(c)は大開口状態
を示すものである。
11 is a diagram showing a state of aperture control in FIG.
(A) shows a small opening state, (b) shows a middle opening state, and (c) shows a large opening state.

【図12】図9の更に他の実施例を示す図であって、
(a)は全体図、(b)は機械電気結合係数の分布を示
す図である。
12 is a diagram showing still another embodiment of FIG. 9,
(A) is a whole figure, (b) is a figure showing distribution of a mechanical-electric coupling coefficient.

【図13】図12の開口制御の状態を示す図であって、
(a)は小開口、(b)は大開口状態を示すものであ
る。
13 is a diagram showing a state of aperture control of FIG.
(A) shows a small opening and (b) shows a large opening.

【図14】図12の更に他の実施例を示す図であって、
(a)は全体図、(b)は機械電気結合係数の分布を示
す図である。
14 is a diagram showing still another embodiment of FIG. 12,
(A) is a whole figure, (b) is a figure showing distribution of a mechanical-electric coupling coefficient.

【図15】従来例を示す図であって、(a)は全体図、
(b)は機械結合係数の分布を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a conventional example, FIG.
(B) is a figure which shows distribution of a mechanical coupling coefficient.

【図16】従来例の問題点を示す図であって、(a)は
電極のない部分の特性、(b)は電極のある部分の特性
を示すものである。
16A and 16B are diagrams showing problems of the conventional example, in which FIG. 16A shows characteristics of a portion having no electrode, and FIG. 16B shows characteristics of a portion having an electrode.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1 圧電振動子板 2 支持板 3 切り込み 4 電極 5 アース電極 6 信号線 7 切り換えスイッチ 8 共通電極 9 抵抗 V 分極電圧 1 Piezoelectric vibrator plate 2 Support plate 3 notches 4 electrodes 5 Earth electrode 6 signal lines 7 Changeover switch 8 common electrode 9 resistance V polarization voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 清人 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kiyoto Matsui             1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture             Within Fujitsu Limited

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧電振動子板(1)をアレイ状に分割して配
列する超音波探触子において、 圧電振動子板(1)は、一方の主面から導電体の支持板
(2)が取り付けられた他の主面に向けて形成される複数
の切り込み(3、3・・)により配列方向と平行な方向に
ストライプ状に分割されており、 かつ、前記切り込み(3)により分割された各部分は、中
央で高く端部に行くに従って低い分極強度で分極されて
いることを特徴とする超音波探触子。
1. An ultrasonic probe in which a piezoelectric vibrator plate (1) is divided and arranged in an array, wherein the piezoelectric vibrator plate (1) is a support plate of a conductor from one main surface.
(2) is divided into stripes in a direction parallel to the arrangement direction by a plurality of notches (3, 3 ...) Formed toward the other main surface to which it is attached, and the notches (3) An ultrasonic probe characterized in that each part divided by is polarized with a high polarization intensity at the center and a low polarization intensity toward the end.
【請求項2】前記切り込み(3)は、支持板(2)に達する
までの深さで形成されることを特徴とする請求項1記載
の超音波探触子。
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the notch (3) is formed to a depth reaching the support plate (2).
【請求項3】前記支持板(2)は、圧電振動子板(1)に形
成された電極(4)上に設けられ、該電極(4)にアース電
極(5)、または信号線(6)を接続する請求項1または2
記載の超音波探触子。
3. The support plate (2) is provided on an electrode (4) formed on a piezoelectric vibrator plate (1), and the electrode (4) is provided with a ground electrode (5) or a signal line (6). ) Is connected.
The ultrasonic probe described.
【請求項4】前記支持板(2)を整合層として使用する請
求項1、2または3記載の超音波探触子。
4. An ultrasonic probe according to claim 1, 2 or 3, wherein the support plate (2) is used as a matching layer.
【請求項5】前記切り込み(3)により分割された圧電振
動子板(1)をさらに配列方向に対して直交する方向にア
レイ状に分割して形成された各小片から各々信号線(6)
を引き出すとともに、各信号線(6)に切り換えスイッチ
(7)を設けてなり、 配列方向と直交する方向の開口を前記スイッチ(7)によ
り制御する請求項1、2、3または4記載の超音波探触
子。
5. A piezoelectric element plate (1) divided by the notch (3) is further divided into an array in a direction orthogonal to the arrangement direction, and each signal line (6) is formed from each small piece.
Switch to each signal line (6)
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein (7) is provided, and the opening in the direction orthogonal to the array direction is controlled by the switch (7).
【請求項6】前記小片のうち、配列方向に対して直交す
る方向に隣接する複数個を共通の電極(8)で接続してな
る請求項5記載の超音波探触子。
6. The ultrasonic probe according to claim 5, wherein a plurality of the small pieces, which are adjacent to each other in the direction orthogonal to the arrangement direction, are connected by a common electrode (8).
【請求項7】前記信号線(6)に切り換えスイッチ(7)
と、抵抗(9)を設けるとともに、該抵抗(9)の値を、配
列方向と直交する方向において、中央から端部に行くに
従って高くしたことを特徴とする請求項6記載の超音波
探触子。
7. A switch (7) for the signal line (6)
7. The ultrasonic probe according to claim 6, wherein the resistance (9) is provided and the value of the resistance (9) is increased from the center to the end in the direction orthogonal to the arrangement direction. Child.
【請求項8】分極前の圧電振動子板(1)の一方の主面に
導電体の支持板(2)を取り付けた後、他方の主面から切
り込み(3)を入れて該振動子板(1)を配列方向と平行な
方向にストライプ状に分割し、 次いで、分割された各部分に中央部分で高く端部に行く
に従って低い分極電圧(V)を印加する超音波探触子に使
用する圧電振動子板の製造方法。
8. A transducer plate (2) is attached to one main surface of a piezoelectric vibrator plate (1) before polarization, and then a notch (3) is made from the other main surface of the plate. (1) is divided into stripes in a direction parallel to the array direction, and then is used for an ultrasonic probe in which a high polarization voltage (V) is applied to each of the divided parts, which is higher in the central part and lower toward the ends. Piezoelectric vibrator plate manufacturing method.
【請求項9】圧電振動子板(1)の両方の主面に電極(4)
を形成した後、一方の主面に導電体の支持板(2)を取り
付ける請求項8記載の超音波探触子に使用する圧電振動
子板の製造方法。
9. Electrodes (4) on both principal surfaces of the piezoelectric vibrator plate (1).
9. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator plate used for an ultrasonic probe according to claim 8, wherein the support plate (2) made of a conductor is attached to one of the main surfaces after forming the.
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