JPH0650948A - Ultrasonic probe and its manufacture - Google Patents
Ultrasonic probe and its manufactureInfo
- Publication number
- JPH0650948A JPH0650948A JP4205441A JP20544192A JPH0650948A JP H0650948 A JPH0650948 A JP H0650948A JP 4205441 A JP4205441 A JP 4205441A JP 20544192 A JP20544192 A JP 20544192A JP H0650948 A JPH0650948 A JP H0650948A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- ultrasonic
- ultrasonic probe
- sample
- piezoelectric body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は超音波探触子に係り、特
に、試料の表面及び内部を観察し、さらに試料の表面物
性を測定することに好適な超音波探触子及びその製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly to an ultrasonic probe suitable for observing the surface and the inside of a sample and further measuring the surface physical properties of the sample, and a method for manufacturing the same. Regarding
【0002】[0002]
【従来の技術】直線状に集束される超音波ビームを用い
て固体の音響特性のZ軸(超音波ビームの放射方向と一
致する方向)の回りの異方性を検出する超音波顕微鏡
は、例えば特開昭58−9063号公報に開示される。
この文献に開示される超音波顕微鏡、特に超音波探触子
を、図13〜図16を参照して説明する。2. Description of the Related Art An ultrasonic microscope for detecting anisotropy around the Z axis (direction coincident with the emission direction of an ultrasonic beam) of acoustic characteristics of a solid body by using an ultrasonic beam focused linearly, For example, it is disclosed in JP-A-58-9063.
The ultrasonic microscope disclosed in this document, particularly the ultrasonic probe, will be described with reference to FIGS. 13 to 16.
【0003】図13において、音響レンズ101の図中
上面に、下部電極102と圧電体103と上部電極10
4とが積層状態で配置される。音響レンズ101は、圧
電体103で発生した超音波を透過させる固体音場媒体
として作用する。発振器105により上部電極104に
バースト又はパルスの状態の電圧が印加されると、圧電
体103より平面波状の超音波106が音響レンズ10
1の内部に対し放射される。In FIG. 13, the lower electrode 102, the piezoelectric body 103, and the upper electrode 10 are provided on the upper surface of the acoustic lens 101 in the figure.
4 and 4 are arranged in a laminated state. The acoustic lens 101 acts as a solid sound field medium that transmits ultrasonic waves generated by the piezoelectric body 103. When a voltage in a burst or pulse state is applied to the upper electrode 104 by the oscillator 105, a plane wave-shaped ultrasonic wave 106 is generated from the piezoelectric body 103 by the acoustic lens 10.
It is radiated to the inside of 1.
【0004】音響レンズ101の図中下端には、円筒形
凹面の形状に光学研磨され、更にその上に1/4波長反
射防止膜108が形成されたレンズ面107を設けてい
る。前記の超音波106は、レンズ面107で集束さ
れ、液体音場媒体109を介して試料110に照射され
る。レンズ面107の形状及びレンズ面107と音響レ
ンズ101の本体との位置関係は、図14に示した下面
図より明らかである。At the lower end of the acoustic lens 101 in the figure, there is provided a lens surface 107 which is optically polished into a cylindrical concave surface, and on which a quarter wavelength antireflection film 108 is formed. The ultrasonic wave 106 is focused on the lens surface 107 and is applied to the sample 110 via the liquid sound field medium 109. The shape of the lens surface 107 and the positional relationship between the lens surface 107 and the main body of the acoustic lens 101 are clear from the bottom view shown in FIG.
【0005】上記の音響レンズ101で得られる超音波
106の集束ビームは、図13中のX方向には1波長程
度に絞られ、Y方向には絞られない直線状の集束超音波
ビームである。なお、X,Y,Zの各方向は、図13中
に示される。The focused beam of the ultrasonic wave 106 obtained by the acoustic lens 101 is a linear focused ultrasonic beam which is narrowed down to about one wavelength in the X direction and not narrowed in the Y direction in FIG. . The X, Y, and Z directions are shown in FIG.
【0006】試料110に照射された超音波は反射す
る。この反射波は、再び音響レンズ101を透過し、圧
電体103で検出される。検出された信号は、サーキュ
レータ111を介して受信器112に送られ、その後、
信号処理される。The ultrasonic waves applied to the sample 110 are reflected. This reflected wave again passes through the acoustic lens 101 and is detected by the piezoelectric body 103. The detected signal is sent to the receiver 112 via the circulator 111 and then
Signal processed.
【0007】上記の超音波顕微鏡を、図15に示される
装置構成で使用する。この装置では超音波顕微鏡に対
し、試料110を配置するZ軸方向移動装置113を設
ける。試料110を超音波顕微鏡で観察し、その測定デ
ータを記録装置114に記録させる。このとき、移動装
置113で、試料110の位置を、音響レンズ101の
側に接近させるように変化させる。115は移動装置1
13の移動量に関するデータを変換し、記録装置114
に与える変換器である。The above-mentioned ultrasonic microscope is used in the apparatus configuration shown in FIG. In this device, a Z-axis direction moving device 113 for arranging the sample 110 is provided for the ultrasonic microscope. The sample 110 is observed with an ultrasonic microscope, and the measurement data is recorded in the recording device 114. At this time, the position of the sample 110 is changed by the moving device 113 so as to approach the acoustic lens 101 side. 115 is a moving device 1
The data relating to the movement amount of 13 is converted and the recording device 114
It is a converter to give to.
【0008】以上の測定を行うことにより、Z軸方向の
距離と超音波顕微鏡で得られる測定出力の間において、
図16に示される如く、周期性を有した測定曲線116
を得ることができる。この曲線は、V(z)曲線と呼ば
れる。この曲線の周期Δzを求めると、周期Δzを用い
て計算により試料を形成する物質のY方向に関する漏洩
弾性表面波の速度を求めることができる。この方法は、
固体の音響特性の定量的測定、特に、音響的に異方性を
有する固体の音響特性の定量的測定に有効であり、広く
用いられている。By performing the above measurement, between the distance in the Z-axis direction and the measurement output obtained by the acoustic microscope,
As shown in FIG. 16, the measurement curve 116 having periodicity
Can be obtained. This curve is called the V (z) curve. When the period Δz of this curve is obtained, the velocity of the leaky surface acoustic wave in the Y direction of the substance forming the sample can be obtained by calculation using the period Δz. This method
It is effective and widely used for the quantitative measurement of acoustic characteristics of solids, particularly for the quantitative measurement of acoustic characteristics of solids having acoustic anisotropy.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術には以下の問題点が存在する。一般に、断面が円
形のレンズでV(z)曲線をとる場合、図16に示す周
期的な山・谷の数が半径(正確には、プローブとしての
作動距離)により限定される。固体の音響特性の異方性
測定において、漏洩弾性表面波を精度良く求めるために
は、この山・谷の数を増加させることが必要であり、そ
のためレンズの径を大きくし作動距離をかせぐ必要があ
る。しかし、レンズの径を大きくしても、漏洩弾性波の
発生する角度自体が変らないので、この臨界角を確保す
るためには作動距離があまり伸ばせず限定される。However, the above-mentioned known technique has the following problems. Generally, when taking a V (z) curve with a lens having a circular cross section, the number of periodic peaks and valleys shown in FIG. 16 is limited by the radius (correctly, the working distance as a probe). It is necessary to increase the number of peaks and troughs in order to obtain leaky surface acoustic waves with high accuracy when measuring the anisotropy of the acoustic properties of solids. Therefore, it is necessary to increase the lens diameter and increase the working distance. There is. However, even if the diameter of the lens is increased, the angle itself at which the leaky elastic wave is generated does not change. Therefore, the working distance is not extended so much and is limited in order to secure this critical angle.
【0010】また、観察すべき面の測定場所を特定する
のが難しい。Further, it is difficult to specify the measurement location of the surface to be observed.
【0011】さらに、1回の測定ではある一方向のV
(z)曲線しかとることができず、複数の方向、例えば
直交する2軸方向を測定するにはプローブを移動して再
度測定し直させなければならなかった。Further, in one measurement, V in a certain direction is used.
Only the (z) curve can be taken, and in order to measure a plurality of directions, for example, the directions of two orthogonal axes, the probe had to be moved and measured again.
【0012】本発明の目的は、試料の異方性を精度よく
測定でき、かつ観察面を特定できる超音波探触子及びそ
の製造方法を提供することである。An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of accurately measuring the anisotropy of a sample and specifying an observation surface, and a method for manufacturing the ultrasonic probe.
【0013】本発明の他の目的は、直交する2方向の異
方性を同時に測定することができる超音波探触子及びそ
の製造方法を提供することである。Another object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of simultaneously measuring anisotropy in two orthogonal directions and a method for manufacturing the ultrasonic probe.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一端に圧電体が配設され他端にレンズ面
が形成された音響レンズを有し、前記圧電体の上下に位
置する電極手段により該圧電体に電圧を印加して超音波
を発生させ、前記超音波を前記レンズ面で集束させて試
料に照射し該試料の情報を得る超音波探触子において、
前記レンズ面は少なくとも1組の対向する球面状の曲面
と、前記対向する球面状の曲面の間に位置し長軸方向断
面が平坦となる1つの筒状の曲面とを有し、これら対向
する曲面及び筒状の曲面の位置に超音波が達するように
前記電極手段を配置する。In order to achieve the above object, the present invention has an acoustic lens having a piezoelectric body arranged at one end and a lens surface formed at the other end. In the ultrasonic probe to obtain information of the sample by applying a voltage to the piezoelectric body by the positioned electrode means to generate an ultrasonic wave, focusing the ultrasonic wave on the lens surface and irradiating the sample to the sample,
The lens surface has at least one pair of opposed spherical curved surfaces and one cylindrical curved surface located between the opposed spherical curved surfaces and having a flat longitudinal cross section. The electrode means is arranged so that the ultrasonic waves reach the positions of the curved surface and the cylindrical curved surface.
【0015】好ましくは、前記電極手段は上部電極と下
部電極とから構成され、前記上部電極は、前記レンズ面
の長軸方向及び短軸方向にそれぞれ一列に設けられかつ
該長軸方向の電極列と該短軸方向の電極列とが前記圧電
体上で直交するように配置される。Preferably, the electrode means is composed of an upper electrode and a lower electrode, and the upper electrode is provided in a row in the major axis direction and the minor axis direction of the lens surface, and an electrode row in the major axis direction. And the electrode rows in the minor axis direction are arranged so as to be orthogonal to each other on the piezoelectric body.
【0016】また本発明は、一端に圧電体が配設され他
端にレンズ面が形成された音響レンズを有し、前記圧電
体の上下に位置する電極手段により該圧電体に電圧を印
加して超音波を発生させ、前記超音波を前記レンズ面で
集束させて試料に照射し該試料の情報を得る超音波探触
子において、前記レンズ面は直交する2つの筒状の曲面
と、前記筒状の曲面の両端4ヶ所に設けられ対向する2
組の球面状の曲面とを有し、前記電極手段は上部電極と
下部電極とから構成され、前記上部電極は、前記2つの
筒状の曲面と同一方向にそれぞれ一列に前記圧電体上で
互いに直交するように配置される。Further, the present invention has an acoustic lens having a piezoelectric body arranged at one end and a lens surface formed at the other end, and a voltage is applied to the piezoelectric body by electrode means located above and below the piezoelectric body. In the ultrasonic probe, which generates ultrasonic waves and focuses the ultrasonic waves on the lens surface to irradiate the sample to obtain information on the sample, the lens surface includes two cylindrical curved surfaces orthogonal to each other. It is provided at four locations on both ends of a cylindrical curved surface and faces each other.
A pair of spherical curved surfaces, the electrode means is composed of an upper electrode and a lower electrode, and the upper electrodes are arranged in a row in the same direction as the two cylindrical curved surfaces on the piezoelectric body. It is arranged so as to be orthogonal.
【0017】好ましくは、前記超音波探触子において、
前記音響レンズはシリコンである。Preferably, in the ultrasonic probe,
The acoustic lens is silicon.
【0018】また好ましくは、前記超音波探触子におい
て、前記音響レンズの音響整合層にシリコンを熱酸化し
たSiO2を使用する。Preferably, in the ultrasonic probe, SiO 2 obtained by thermally oxidizing silicon is used for the acoustic matching layer of the acoustic lens.
【0019】また上記目的を達成するために、本発明
は、一端に圧電体が配設され他端にレンズ面が形成され
た音響レンズを有し、前記圧電体に電圧を印加して超音
波を発生させ、前記超音波を前記レンズ面で集束させて
試料に照射し該試料の情報を得る超音波探触子の製造方
法において、長円形のエッチングマスクを用いたエッチ
ングにより、音響レンズに1組の対向する球面状の曲面
と前記対向する球面状の曲面の間に位置し長軸方向断面
が平坦となる筒状の曲面とを有するレンズ面を形成す
る。Further, in order to achieve the above object, the present invention has an acoustic lens having a piezoelectric body arranged at one end and a lens surface formed at the other end, and a voltage is applied to the piezoelectric body to generate an ultrasonic wave. In the method of manufacturing an ultrasonic probe in which the ultrasonic wave is focused on the lens surface to irradiate the sample to obtain the information of the sample, the acoustic lens 1 is formed by etching using an elliptical etching mask. A lens surface having a pair of opposed spherical curved surfaces and a cylindrical curved surface located between the opposed spherical curved surfaces and having a flat longitudinal cross section is formed.
【0020】さらに本発明は、一端に圧電体が配設され
他端にレンズ面が形成された音響レンズを有し、前記圧
電体に電圧を印加して超音波を発生させ、前記超音波を
前記レンズ面で集束させて試料に照射し該試料の情報を
得る超音波探触子の製造方法において、直交する2つの
長円の形状を有するエッチングマスクを用いたエッチン
グにより、音響レンズに直交する2つの筒状の曲面と、
前記筒状の曲面の両端4ヶ所に設けられる対向する2組
の球面状の曲面とを有するレンズ面を形成する。Further, according to the present invention, there is provided an acoustic lens having a piezoelectric body arranged at one end and a lens surface formed at the other end, and a voltage is applied to the piezoelectric body to generate an ultrasonic wave. In the method of manufacturing an ultrasonic probe, which focuses light on a lens surface and irradiates a sample to obtain information on the sample, the ultrasonic lens is orthogonal to the acoustic lens by etching using an etching mask having two orthogonal oval shapes. Two cylindrical curved surfaces,
A lens surface having two sets of opposing spherical curved surfaces provided at four positions on both ends of the cylindrical curved surface is formed.
【0021】[0021]
【作用】以上のように構成した本発明においては、レン
ズ面において対向する球面状の曲面を筒状の曲面を挟ん
で離して配置することにより、漏洩弾性波の走る距離を
長くし焦点位置までの作動距離が大きくなる。また、レ
ンズ面が対向する球面状の曲面及び筒状の曲面であるこ
とより、レンズ面の短軸方向にも超音波が集束される。
したがって、単位面積当たりに投入される超音波の量が
多くなり、試料面に入射する超音波のパワーが強くなり
強い漏洩弾性波が発生する。さらにレンズ面の球面状の
曲面を用いて長軸・短軸両方向に超音波を集束させ焦点
位置を結ばせることにより、複数の焦点の測定値を基に
画像処理を行い2次元画像を得る。In the present invention configured as described above, the spherical curved surfaces facing each other on the lens surface are arranged so as to be separated by sandwiching the cylindrical curved surface, so that the distance traveled by the leaky elastic wave is increased to the focal position. The working distance of is increased. Further, since the lens surfaces are the spherical curved surface and the cylindrical curved surface that face each other, the ultrasonic waves are also focused in the minor axis direction of the lens surface.
Therefore, the amount of ultrasonic waves input per unit area increases, the power of ultrasonic waves incident on the sample surface increases, and a strong leaky elastic wave is generated. Further, by using the spherical curved surface of the lens surface to focus the ultrasonic waves in both the long axis and the short axis to form the focal point, image processing is performed based on the measured values of the plural focal points to obtain a two-dimensional image.
【0022】また、圧電体上にレンズ面の長軸及び短軸
方向にそれぞれ一列に上部電極を電極列が直交するよう
に配置することにより、長軸方向のみならず短軸方向に
もV(z)曲線の測定を行う。Further, by arranging the upper electrodes so that the electrode rows are orthogonal to each other on the piezoelectric body in the major axis direction and the minor axis direction of the lens surface, V ( z) Measure the curve.
【0023】さらに本発明においては、直交する2つの
筒状の曲面及び両端4ヶ所に対向する2組の球面状曲面
を有するレンズ面を設けることにより、直交する2軸方
向について焦点位置までの作動距離が大きくなる。した
がって、直交する2軸方向について単位面積当たりに投
入される超音波の量が多くなり、試料面に入射する超音
波のパワーが強くなり強い漏洩弾性波が発生する。Furthermore, in the present invention, by providing a lens surface having two orthogonal curved surfaces and two sets of spherical curved surfaces facing each other at four positions at both ends, the operation up to the focus position in the two orthogonal axis directions is performed. The distance increases. Therefore, the amount of ultrasonic waves input per unit area in the two orthogonal directions becomes large, the power of the ultrasonic waves incident on the sample surface becomes strong, and a strong leaky elastic wave is generated.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図12により
説明する。本発明の第1の実施例を図1〜図8により説
明する。図1は、本実施例の超音波探触子の全体構成図
である。図1において、超音波探触子50は、レンズ本
体1、上部電極10〜12、圧電膜9、1つの下部電極
8から構成される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of the ultrasonic probe of the present embodiment. In FIG. 1, the ultrasonic probe 50 includes a lens body 1, upper electrodes 10 to 12, a piezoelectric film 9, and one lower electrode 8.
【0025】レンズ本体1は単結晶シリコンで製作さ
れ、下部にレンズ面2を有する。レンズ面2は、単結晶
シリコンの素材にエッチングにより形成したもので、2
つの球面状曲面3a及び3bと、筒状曲面4とから構成
される。球面状曲面3a及び3bは1/4球面の形状で
ある曲面を成し図上1/4円で表される。また筒状曲面
4は図中X軸方向に走る円筒の形状を成し図上では直線
で表され、またX軸に垂直な方向の断面すなわち短軸断
面はU字形状を形成する。The lens body 1 is made of single crystal silicon and has a lens surface 2 at the bottom. The lens surface 2 is formed by etching a single crystal silicon material.
It is composed of one spherical curved surface 3a and 3b and a cylindrical curved surface 4. The spherical curved surfaces 3a and 3b are curved surfaces having a shape of 1/4 spherical surface and are represented by 1/4 circle in the figure. The cylindrical curved surface 4 is in the shape of a cylinder running in the X-axis direction in the figure, is represented by a straight line in the figure, and the cross section in the direction perpendicular to the X axis, that is, the short-axis cross section forms a U-shape.
【0026】このレンズ本体1の上面には、下部電極
8、その上に圧電膜9、さらにその上に上部電極10〜
12が形成されている。また上部電極10〜12はそれ
ぞれ、測定に用いる超音波の発振器の出力端子と、試料
面20からの超音波のエコーを受信する受信器の入力端
子に接続されている。さらに受信器には、測定データを
基に2次元画像化を行う画像処理装置が接続されてい
る。On the upper surface of the lens body 1, a lower electrode 8, a piezoelectric film 9 thereon, and an upper electrode 10 to 10 thereon.
12 are formed. Each of the upper electrodes 10 to 12 is connected to an output terminal of an ultrasonic wave oscillator used for measurement and an input terminal of a receiver for receiving an ultrasonic wave echo from the sample surface 20. Furthermore, the receiver is connected to an image processing device that performs two-dimensional imaging based on the measurement data.
【0027】上部電極10〜12のうち、上部電極10
及び12は球面状曲面3b及び3aを通過する超音波6
A,6B及び5A,5Bに対応した位置に配置され、上
部電極11は筒状曲面4を通過する超音波7Aに対応し
た位置に配置されている。すなわち、発信器により上部
電極11に対応する位置から発生した超音波7Aは、筒
状曲面4から試料面20に至り、試料面20において反
射した超音波のエコーは再び筒状曲面4を通過し、超音
波7Bとなり上部電極11で受信される。一方、上部電
極12に対応する位置から発生した超音波5Aは、球面
状曲面3aから試料面20に至り、試料面20の表面で
漏洩弾性表面波14を発生させ、この漏洩弾性表面波1
4は球面状曲面3bを通過する超音波6Bとして上部電
極10で受信される。同様に、上部電極10に対応する
位置から発生した超音波6Aは、前述した経路と逆経路
で上部電極12により超音波6Bとして受信される。Of the upper electrodes 10 to 12, the upper electrode 10
And 12 are ultrasonic waves 6 passing through the spherical curved surfaces 3b and 3a.
The upper electrodes 11 are arranged at positions corresponding to A, 6B and 5A, 5B, and the upper electrodes 11 are arranged at positions corresponding to the ultrasonic waves 7A passing through the cylindrical curved surface 4. That is, the ultrasonic wave 7A generated from the position corresponding to the upper electrode 11 by the transmitter reaches the sample surface 20 from the cylindrical curved surface 4, and the echo of the ultrasonic wave reflected on the sample surface 20 passes through the cylindrical curved surface 4 again. , Ultrasonic waves 7B are received by the upper electrode 11. On the other hand, the ultrasonic wave 5A generated from the position corresponding to the upper electrode 12 reaches the sample surface 20 from the spherical curved surface 3a to generate the leaky surface acoustic wave 14 on the surface of the sample surface 20, and the leaky surface acoustic wave 1
4 is received by the upper electrode 10 as an ultrasonic wave 6B passing through the spherical curved surface 3b. Similarly, the ultrasonic wave 6A generated from the position corresponding to the upper electrode 10 is received as the ultrasonic wave 6B by the upper electrode 12 in the route opposite to the above-described route.
【0028】図2は、超音波探触子50をレンズ面側か
ら見た下面図である。正方形の形状を有するレンズ面1
の外縁部より盛り上がった形で中央部に外縁部が円形で
ある平坦部13があり、平坦部13の中に切り込まれた
形で球面状曲面3a,3b及び筒状曲面4が設けられ、
その開口部15は長円形となっている。FIG. 2 is a bottom view of the ultrasonic probe 50 seen from the lens surface side. Lens surface 1 having a square shape
There is a flat portion 13 having a circular outer edge portion in the central portion, which is raised from the outer edge portion of, and spherical curved surfaces 3a and 3b and a cylindrical curved surface 4 are provided in a shape cut into the flat portion 13.
The opening 15 has an oval shape.
【0029】図3は、超音波探触子50を電極側から見
た上面図である。レンズ面1の上に円形の下部電極8が
配置され、その上に同心円の形状をした圧電膜9、さら
にその上に小円の上部電極10〜12が想像線で示す開
口部15の範囲内にX軸方向に一列に配置されている。FIG. 3 is a top view of the ultrasonic probe 50 as seen from the electrode side. A circular lower electrode 8 is arranged on the lens surface 1, a piezoelectric film 9 in the shape of a concentric circle is formed on the lower electrode 8, and small circular upper electrodes 10 to 12 are arranged in the range of an opening 15 indicated by an imaginary line. Are arranged in a line in the X-axis direction.
【0030】次に、以上の構成による本実施例の作用に
ついて図4〜図7により説明する。図4(a)及び
(b)は、本実施例における超音波の発生・検出経路と
従来技術における超音波の発生・検出経路を比較して表
した図である。図4(a)は本実施例における超音波
を、図4(b)は従来技術における超音波を示す。Next, the operation of this embodiment having the above construction will be described with reference to FIGS. FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the generation / detection paths of ultrasonic waves in the present embodiment and the generation / detection paths of ultrasonic waves in the related art in comparison. FIG. 4A shows ultrasonic waves in this embodiment, and FIG. 4B shows ultrasonic waves in the conventional technique.
【0031】図4(a)において、上部電極10に対応
する位置から発生した超音波6Aは球面状曲面3bに達
し、試料面20で漏洩弾性波14を発生させる。この漏
洩弾性波14は球面状曲面3aに達し、超音波5Bとな
り上部電極12で検出される。この場合上部電極から発
生する超音波はこの逆でも良い。また、中央部分の上部
電極11で発生した超音波7Aは、試料面20の表面に
おいて直接反射され超音波7Bとして再び上部電極11
で検出される。この直接反射波7Bと漏洩弾性波の受信
波5Bとが干渉することによりV(z)曲線が求まる。In FIG. 4A, the ultrasonic wave 6A generated from the position corresponding to the upper electrode 10 reaches the spherical curved surface 3b, and the leak elastic wave 14 is generated on the sample surface 20. The leaky elastic wave 14 reaches the spherical curved surface 3 a and becomes an ultrasonic wave 5 B, which is detected by the upper electrode 12. In this case, the ultrasonic waves generated from the upper electrode may be reversed. Further, the ultrasonic wave 7A generated at the upper electrode 11 in the central portion is directly reflected on the surface of the sample surface 20 and is again converted into the ultrasonic wave 7B by the upper electrode 11A.
Detected in. The V (z) curve is obtained by the interference of the direct reflected wave 7B and the leaked elastic wave 5B.
【0032】図4(a)と(b)とを比較すると、同径
のレンズ面を使用する場合において、図4(b)の従来
技術の円形断面のレンズ面では焦点位置42までの作動
距離l2は短いが、図4(a)の本実施例のレンズ面で
は焦点位置41までの作動距離l1は長くなる。したが
ってV(z)曲線における山の数が多数となり、異方性
測定において精度が向上する。本実施例におけるV
(z)曲線を図5に示す。Comparing FIGS. 4 (a) and 4 (b), when a lens surface having the same diameter is used, the working distance up to the focal position 42 is obtained in the conventional lens surface having a circular cross section in FIG. 4 (b). Although l 2 is short, the working distance l 1 to the focal position 41 is long on the lens surface of this embodiment shown in FIG. Therefore, the number of peaks in the V (z) curve becomes large, and accuracy in anisotropy measurement is improved. V in this embodiment
The (z) curve is shown in FIG.
【0033】また図4(a)及び(b)の横断面図を図
6(a)及び図6(b)に示す。図6(a)は図4
(a)のA−A断面図、図6(b)は図4(b)のB−
B断面図である。図6(a)と(b)とを比較すると、
図6(b)に示す従来技術においては、シリンドリカル
面のX軸側のみをV(z)曲線に使用し、シリンドリカ
ル面のY軸方向には超音波を集束させていない。したが
ってシリンドリカル面のY軸方向全幅に入射する全超音
波に対して漏洩弾性波が発生し、異方性の測定において
はこれら漏洩弾性波の平均値を使用することになる。こ
れに対し図6(a)に示す本実施例においては、球面状
曲面3a及び3bは球面状の曲面であり、筒状曲面4は
円筒形状であるのでレンズ面のY軸方向にも超音波が集
束される。したがって、単位面積当たりに投入される超
音波の量が多くなり、試料面20に入射する超音波は従
来技術に比較してパワーが強くより強い漏洩弾性波が発
生する。Further, the cross-sectional views of FIGS. 4 (a) and 4 (b) are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). FIG. 6 (a) is shown in FIG.
6A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6A, and FIG.
It is a B sectional view. Comparing FIGS. 6A and 6B,
In the conventional technique shown in FIG. 6B, only the X-axis side of the cylindrical surface is used for the V (z) curve, and ultrasonic waves are not focused in the Y-axis direction of the cylindrical surface. Therefore, leaky elastic waves are generated with respect to all ultrasonic waves incident on the entire width of the cylindrical surface in the Y-axis direction, and the average value of these leaky elastic waves is used in the measurement of anisotropy. On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 6A, since the spherical curved surfaces 3a and 3b are spherical curved surfaces and the cylindrical curved surface 4 is cylindrical, the ultrasonic waves are also applied to the lens surface in the Y-axis direction. Are focused. Therefore, the amount of ultrasonic waves input per unit area increases, and the ultrasonic waves incident on the sample surface 20 have stronger power and stronger leaky elastic waves than those of the conventional technique.
【0034】また図6(a)及び(b)の水平断面図を
図7(a)及び(b)に示す。図7(a)は図6(a)
のC−C断面図、図7(b)は図6(b)のD−D断面
図である。図7(a)と(b)とを比較すると、図7
(b)に示す従来技術においてはX軸方向にのみ超音波
を集束させ、Y軸方向については複数の焦点位置42の
平均値をとる形でZ軸方向各点の測定を行い、V(z)
曲線を得る。しかし図7(a)に示す本実施例において
はX軸方向にもY軸方向にも超音波を集束させ、球面状
曲面3a及び3bを通過する超音波6A及び5Bに対し
ては焦点位置41を結ばせ、筒状曲面4を通過するその
他の超音波に対しては焦点位置43を結ばせることがで
きる。したがって前記V(z)曲線を得ることができる
だけでなく、図8に示すようにZ軸上のある位置のX−
Y平面内において焦点位置41を移動させ複数の焦点4
1a,b,c,…でセンサによる測定を行い、これら各
点の測定値を基に受信器に接続された画像処理装置にお
いて画像処理を行い2次元画像を得ることができる。こ
のとき焦点41a,b,…についてZ軸方向の任意の位
置を選択し、試料表面に超音波を集束させれば表面観察
を行うことができ、試料の内部に超音波を集束させれば
内部観察を行うことができる。Further, horizontal sectional views of FIGS. 6 (a) and 6 (b) are shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG. 7 (a) is shown in FIG. 6 (a).
6B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 7B, and FIG. Comparing FIGS. 7A and 7B, FIG.
In the conventional technique shown in (b), ultrasonic waves are focused only in the X-axis direction, and in the Y-axis direction, each point in the Z-axis direction is measured by taking an average value of a plurality of focus positions 42, and V (z )
Get the curve. However, in this embodiment shown in FIG. 7A, the ultrasonic waves are focused in both the X-axis direction and the Y-axis direction, and the focus position 41 is applied to the ultrasonic waves 6A and 5B passing through the spherical curved surfaces 3a and 3b. The focus position 43 can be connected to other ultrasonic waves passing through the cylindrical curved surface 4. Therefore, not only the above V (z) curve can be obtained, but also X- at a certain position on the Z axis as shown in FIG.
The focal point 41 is moved in the Y plane to move the focal points 4
A sensor is used to measure 1a, b, c, ..., And based on the measured values at these points, an image processing device connected to the receiver performs image processing to obtain a two-dimensional image. At this time, by selecting an arbitrary position in the Z-axis direction with respect to the focal points 41a, b, ... And focusing the ultrasonic wave on the sample surface, the surface can be observed, and by focusing the ultrasonic wave inside the sample, the inside can be observed. Observations can be made.
【0035】本実施例によれば、焦点位置41までの作
動距離l1を大きくすることができるので、V(z)曲
線における山の数が多数となる。またレンズ面のY軸方
向にも超音波が集束されるのでより強い漏洩弾性波が発
生する。したがって、試料面20の異方性測定における
精度を向上させ微小な部分の異方性が測定できる。According to this embodiment, since the working distance l1 to the focal position 41 can be increased, the number of peaks on the V (z) curve becomes large. Further, since the ultrasonic waves are also focused in the Y-axis direction on the lens surface, stronger leaky elastic waves are generated. Therefore, the accuracy of the anisotropy measurement of the sample surface 20 can be improved and the anisotropy of a minute portion can be measured.
【0036】また、焦点位置41を移動させ複数の点4
1a,b,c,…の測定値を基に2次元画像を得ること
ができるので、観察面を特定することができる。さらに
試料の表面観察や内部観察を行うことができる。Further, the focus position 41 is moved to move a plurality of points 4
Since a two-dimensional image can be obtained based on the measured values of 1a, b, c, ..., The observation surface can be specified. Furthermore, surface observation and internal observation of the sample can be performed.
【0037】本発明の第2の実施例を図9により説明す
る。図9は、本実施例の超音波探触子を電極側から見た
上面図である。第1の実施例と共通の部品については共
通の番号で示す。超音波探触子60は、圧電膜9上のX
軸方向に一列に配置された上部電極10〜12に加え、
これらに直交するようにY軸方向に対しても上部電極1
6及び17を配置したものである。これにより上部電極
16,11,17を用いて同時にY軸方向のV(z)曲
線の測定もできる。ただしこの場合は、従来と同じ程度
の作動距離でしかない。その他の点は、第1の実施例の
超音波探触子50とほぼ同様である。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a top view of the ultrasonic probe of the present embodiment viewed from the electrode side. Parts common to the first embodiment are designated by common numbers. The ultrasonic probe 60 has an X-axis on the piezoelectric film 9.
In addition to the upper electrodes 10 to 12 arranged in a line in the axial direction,
The upper electrode 1 also extends in the Y-axis direction so as to be orthogonal to these.
6 and 17 are arranged. Thus, the V (z) curve in the Y-axis direction can be simultaneously measured using the upper electrodes 16, 11, and 17. However, in this case, the working distance is the same as the conventional one. The other points are almost the same as those of the ultrasonic probe 50 of the first embodiment.
【0038】本実施例によれば、第1の実施例で得られ
た効果に加え、Y軸方向のV(z)曲線の測定もでき
る。したがって、直交する2軸方向の異方性を1つのプ
ローブで、しかもプローブの移動なしに同時に測定でき
る。According to this embodiment, in addition to the effect obtained in the first embodiment, it is possible to measure the V (z) curve in the Y-axis direction. Therefore, the anisotropy in the directions of two orthogonal axes can be measured simultaneously with one probe without moving the probe.
【0039】本発明の第3の実施例を図10により説明
する。図10は、本実施例の超音波探触子を電極側から
見た上面図である。第1及び第2の実施例と共通の部品
については共通の番号で示す。超音波探触子70におい
て、レンズ本体71は、X軸方向の円筒及び2つの1/
4球面を切り込んだ形状に加え、Y軸方向にも同形状を
切り込み、すなわち円筒が十字形に直交する形状でを有
する。したがって開口部75も図示のような十字形とな
る。また、これに対応して圧電膜9上にはY軸方向に上
部電極72及び73を設けている。その他の点は、第1
の実施例の超音波探触子50とほぼ同様である。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a top view of the ultrasonic probe of this embodiment as viewed from the electrode side. Parts common to those of the first and second embodiments are designated by common numbers. In the ultrasonic probe 70, the lens body 71 includes a cylinder in the X-axis direction and two 1 /
In addition to the shape obtained by cutting the four spherical surfaces, the same shape is cut in the Y-axis direction, that is, the cylinder has a shape orthogonal to the cross shape. Therefore, the opening 75 also has a cross shape as illustrated. Corresponding to this, upper electrodes 72 and 73 are provided on the piezoelectric film 9 in the Y-axis direction. Other points are the first
This is almost the same as the ultrasonic probe 50 of the above embodiment.
【0040】本実施例によれば、第1の実施例で得られ
た効果に加え、Y軸方向についても精度よく微小部分の
異方性を測定できることができる。したがって、直交す
る2軸方向の異方性を1つのプローブで、しかもプロー
ブの移動なしに精度よく同時に測定できる。According to this embodiment, in addition to the effect obtained in the first embodiment, it is possible to measure the anisotropy of a minute portion in the Y-axis direction with high accuracy. Therefore, the anisotropy in the directions of two orthogonal axes can be simultaneously measured with a single probe with high accuracy and without movement of the probe.
【0041】以上は、本発明の超音波探触子についての
実施例であるが、次に、上記超音波探触子の製造方法に
ついての実施例を図11及び図12により説明する。図
1に示した超音波探触子50の製造方法を図11(a)
〜(c)により説明する。超音波探触子50の球面状曲
面3a,3b及び筒状曲面4の製作手順を以下に説明す
る。まず、所定の厚さの単結晶シリコン31(例えば1
00ウエハー)表面にエッチングマスクとなるマスク部
材30を設ける。マスク部材30には、例えば、Crに
金を「真空蒸着法」によりCrの膜厚3000〜500
0Å、金の膜厚4000〜6000Åに蒸着したものが
ある。The above is the embodiment of the ultrasonic probe of the present invention. Next, an embodiment of the method of manufacturing the ultrasonic probe will be described with reference to FIGS. A method of manufacturing the ultrasonic probe 50 shown in FIG. 1 is shown in FIG.
This will be described with reference to (c). The procedure for manufacturing the spherical curved surfaces 3a and 3b and the cylindrical curved surface 4 of the ultrasonic probe 50 will be described below. First, a single crystal silicon 31 (for example, 1
(00 wafer) A mask member 30 serving as an etching mask is provided on the surface. For the mask member 30, for example, gold is added to Cr by a “vacuum deposition method” to form a Cr film thickness of 3000 to 500.
Some of them are vapor-deposited with 0Å and gold film thickness of 4000-6000Å.
【0042】次に、マスク部材30の上にレジストを塗
布し、このレジストに所定の大きさの長穴を開ける。こ
のレジストに開いた穴を基に、マスク部材30に長円形
の開口部32を開ける(図11(a))。Next, a resist is applied on the mask member 30, and a long hole having a predetermined size is formed in the resist. An oval opening 32 is formed in the mask member 30 based on the hole formed in the resist (FIG. 11A).
【0043】その後、これをマスクとして、フッ酸と硝
酸、及び酢酸の混合液で単結晶シリコン31をエッチン
グする(図11(b))。例えば、混合比HF:HN
O3:CH3COOH=2:3:3、50℃の混合液によ
り約60分程度で、開口幅60μmのマスクから深さ2
50μm程度のレンズ面ができる。本実施例において行
うエッチングは等方性エッチングであるので、単結晶シ
リコン31の開口部15の形状は、マスク部材30の開
口部32の形状と相似形状となる(図11(c))。長円
のコーナのR部分によるエッチング後の単結晶シリコン
31の形状は1/4球面状となって球面状曲面3a及び
3bを形成し(図11(b))、前述したようにこの部分
に入射した超音波を集束させることができる。また長円
の直線部分によるエッチング後の単結晶シリコン31の
形状は円筒となって筒状曲面4を形成し(図11
(b))、焦点位置までの作動距離を伸ばすことができ
る。Then, using this as a mask, the single crystal silicon 31 is etched with a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid (FIG. 11B). For example, the mixing ratio HF: HN
O 3 : CH 3 COOH = 2: 3: 3, a mixture of 50 ° C. and a depth of 2 from a mask having an opening width of 60 μm in about 60 minutes.
A lens surface of about 50 μm is formed. Since the etching performed in this embodiment is isotropic etching, the shape of the opening 15 of the single crystal silicon 31 is similar to the shape of the opening 32 of the mask member 30 (FIG. 11C). The shape of the single crystal silicon 31 after being etched by the R portion of the elliptical corner becomes a quarter spherical surface to form spherical curved surfaces 3a and 3b (FIG. 11 (b)). The incident ultrasonic waves can be focused. Further, the shape of the single crystal silicon 31 after etching by the straight line portion of the ellipse becomes a cylinder to form the cylindrical curved surface 4 (see FIG. 11).
(b)), the working distance to the focus position can be extended.
【0044】なお、レンズ本体1の音響整合層の素材
は、シリコンを熱酸化したSiO2でもよい。The material of the acoustic matching layer of the lens body 1 may be SiO 2 obtained by thermally oxidizing silicon.
【0045】以上の手順によりレンズ本体1に球面状曲
面3a及び3b筒状曲面4を形成したのち、レンズ本体
1の上部に下部電極8、圧電膜9、上部電極10〜12
を順次取り付けて超音波探触子50を製造する。After the spherical curved surfaces 3a and 3b cylindrical curved surfaces 4 are formed on the lens body 1 by the above procedure, the lower electrode 8, the piezoelectric film 9, and the upper electrodes 10 to 12 are provided on the lens body 1.
Then, the ultrasonic probe 50 is manufactured by sequentially attaching.
【0046】また、図9に示した超音波探触子60の製
造方法は、上部電極10〜12に加えて上部電極16,
17を取り付ける点のほかは、上記超音波探触子50の
製造方法とほぼ同様である。Further, in the method of manufacturing the ultrasonic probe 60 shown in FIG. 9, in addition to the upper electrodes 10 to 12, the upper electrode 16,
The method of manufacturing the ultrasonic probe 50 is substantially the same as the method of manufacturing the ultrasonic probe 50, except that 17 is attached.
【0047】また、図10に示した超音波探触子70の
製造方法は、レンズ本体71にエッチングによりレンズ
面を形成する際、図12に示すようにマスク部材に十字
形の開口部33を開け、これをマスクとして開口部75
を有するレンズ面を形成する。その他の点については、
上記超音波探触子50の製造方法とほぼ同様である。Further, in the method of manufacturing the ultrasonic probe 70 shown in FIG. 10, when the lens surface is formed on the lens body 71 by etching, the cross-shaped opening 33 is formed in the mask member as shown in FIG. Open and use this as a mask 75
Forming a lens surface having. For other points,
The manufacturing method of the ultrasonic probe 50 is substantially the same.
【0048】本実施例によれば、マスク部材30に長円
形の開口部32若しくは十字形の開口部33を設けるの
で、エッチングにより超音波探触子50,60,70の
所定のレンズ面を形成することができる。According to this embodiment, since the mask member 30 is provided with the oval opening 32 or the cross-shaped opening 33, a predetermined lens surface of the ultrasonic probes 50, 60, 70 is formed by etching. can do.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明によれば、焦点位置までの作動距
離を大きくすることができるので、V(z)曲線におけ
る山の数が多数となる。またレンズ面の短軸・長軸両方
向に超音波が集束されるのでより強い漏洩弾性波が発生
する。したがって、試料の異方性測定における精度を向
上させ微小な部分の異方性が測定できる。また、焦点位
置を移動させ複数の点の測定値を基に2次元画像を得る
ことができるので、観察面を特定することができる。さ
らに試料の表面観察や内部観察を行うことができる。ま
た、同じ作動距離であればより小さな径のレンズ面が使
えるので、製作時においてエッチング時間が短縮でき
る。したがって製作コストが低減でき安価になる。According to the present invention, since the working distance to the focal position can be increased, the number of peaks on the V (z) curve becomes large. Further, since ultrasonic waves are focused in both the short axis and long axis directions of the lens surface, stronger leaky elastic waves are generated. Therefore, the accuracy of the anisotropy measurement of the sample can be improved and the anisotropy of a minute portion can be measured. Moreover, since the two-dimensional image can be obtained based on the measurement values of a plurality of points by moving the focal position, the observation surface can be specified. Furthermore, surface observation and internal observation of the sample can be performed. Further, if the working distance is the same, a lens surface having a smaller diameter can be used, so that the etching time can be shortened during manufacturing. Therefore, the manufacturing cost can be reduced and the cost can be reduced.
【0050】また、レンズ面の短軸方向のV(z)曲線
の測定もできるので、直交する2軸方向の異方性を1つ
のプローブで、しかもプローブの移動なしに同時に測定
できる。Since the V (z) curve in the minor axis direction of the lens surface can also be measured, the anisotropy in the biaxial directions orthogonal to each other can be measured with one probe at the same time without moving the probe.
【0051】さらに本発明によれば、直交する2軸方向
について試料の異方性測定における精度を向上させ微小
な部分の異方性が測定できる。したがって直交する2軸
方向の異方性を1つのプローブで、しかもプローブの移
動なしに精度よく同時に測定できる。Further, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy in measuring the anisotropy of the sample in the directions of two orthogonal axes and to measure the anisotropy of a minute portion. Therefore, the anisotropy in the directions of two orthogonal axes can be accurately measured simultaneously with one probe without moving the probe.
【0052】[0052]
【図1】本発明の第1の実施例の超音波探触子の全体構
成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention.
【図2】超音波探触子の下面図である。FIG. 2 is a bottom view of the ultrasonic probe.
【図3】超音波探触子の上面図である。FIG. 3 is a top view of the ultrasonic probe.
【図4】第1の実施例及び従来技術における超音波の経
路を比較した図である。FIG. 4 is a diagram comparing the paths of ultrasonic waves in the first embodiment and the prior art.
【図5】第1の実施例の超音波探触子により得られるV
(z)曲線である。FIG. 5 shows V obtained by the ultrasonic probe of the first embodiment.
(Z) Curve.
【図6】第1の実施例及び従来技術における超音波の集
束を比較した図である。FIG. 6 is a diagram comparing the focusing of ultrasonic waves in the first example and the prior art.
【図7】第1の実施例及び従来技術における超音波の集
束を比較した水平断面図である。FIG. 7 is a horizontal sectional view comparing the focusing of ultrasonic waves in the first embodiment and the prior art.
【図8】複数の焦点位置における測定時のセンサの動き
を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the movement of the sensor during measurement at a plurality of focal positions.
【図9】本発明の第2の実施例の超音波探触子の上面図
である。FIG. 9 is a top view of the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention.
【図10】超音波探触子の上面図である。FIG. 10 is a top view of the ultrasonic probe.
【図11】超音波探触子の製造方法を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a method for manufacturing an ultrasonic probe.
【図12】マスク部材の開口部とレンズ面の開口部との
形状の関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a relationship in shape between the opening of the mask member and the opening of the lens surface.
【図13】従来技術の超音波探触子の全体構成図であ
る。FIG. 13 is an overall configuration diagram of a conventional ultrasonic probe.
【図14】従来技術の超音波探触子の下面図である。FIG. 14 is a bottom view of a conventional ultrasonic probe.
【図15】従来技術の超音波顕微鏡のシステム構成図で
ある。FIG. 15 is a system configuration diagram of a conventional ultrasonic microscope.
【図16】従来技術の超音波探触子により得られるV
(z)曲線である。FIG. 16: V obtained by a conventional ultrasonic probe
(Z) Curve.
1 レンズ本体 2 レンズ面 3a 球面状曲面 3b 球面状曲面 4 筒状曲面 5A,5B 超音波 6A,6B 超音波 7A,7B 超音波 10 上部電極 11 上部電極 12 上部電極 14 漏洩弾性波 15 開口部 16 上部電極 17 上部電極 20 試料面 30 マスク部材 31 単結晶シリコン 32 開口部 33 開口部 41 焦点位置 41a,b,c,… 焦点位置 43 焦点位置 50 超音波探触子 60 超音波探触子 70 超音波探触子 71 レンズ本体 72 上部電極 73 上部電極 75 開口部 l1 作動距離1 Lens Main Body 2 Lens Surface 3a Spherical Curved Surface 3b Spherical Curved Surface 4 Cylindrical Curved Surface 5A, 5B Ultrasonic Wave 6A, 6B Ultrasonic Wave 7A, 7B Ultrasonic Wave 10 Upper Electrode 11 Upper Electrode 12 Upper Electrode 14 Leaky Elastic Wave 15 Opening 16 Upper electrode 17 Upper electrode 20 Sample surface 30 Mask member 31 Single crystal silicon 32 Aperture 33 Aperture 41 Focus position 41a, b, c, ... Focus position 43 Focus position 50 Ultrasonic probe 60 Ultrasonic probe 70 Ultra Sound wave probe 71 Lens body 72 Upper electrode 73 Upper electrode 75 Opening l 1 Working distance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 盛雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 石川 潔 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日 立建機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Morio Tamura, Inoue, Tsuchiura-shi, Ibaraki, 650, Kuchidachi-machi, Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (72) Inventor, Kiyoshi Ishikawa 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nitto Construction Machinery Co., Ltd.
Claims (7)
が形成された音響レンズを有し、前記圧電体の上下に位
置する電極手段により該圧電体に電圧を印加して超音波
を発生させ、前記超音波を前記レンズ面で集束させて試
料に照射し該試料の情報を得る超音波探触子において、 前記レンズ面は少なくとも1組の対向する球面状の曲面
と、前記対向する球面状の曲面の間に位置し長軸方向断
面が平坦となる1つの筒状の曲面とを有し、これら対向
する曲面及び筒状の曲面の位置に超音波が達するように
前記電極手段を配置したことを特徴とする超音波探触
子。1. An ultrasonic lens, comprising an acoustic lens having a piezoelectric body arranged at one end and a lens surface formed at the other end, wherein a voltage is applied to the piezoelectric body by electrode means located above and below the piezoelectric body. In the ultrasonic probe for generating the laser beam and focusing the ultrasonic wave on the lens surface to irradiate the sample to obtain information of the sample, the lens surface includes at least one pair of facing spherical curved surfaces and the facing surface. And one cylindrical curved surface having a flat cross section in the major axis direction, which is located between the spherical curved surfaces, and the ultrasonic wave reaches the positions of the curved surface and the cylindrical curved surface facing each other. The ultrasonic probe is characterized in that.
前記電極手段は上部電極と下部電極とから構成され、前
記上部電極は、前記レンズ面の長軸方向及び短軸方向に
それぞれ一列に設けられかつ該長軸方向の電極列と該短
軸方向の電極列とが前記圧電体上で直交するように配置
されたことを特徴とする超音波探触子。2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein:
The electrode means is composed of an upper electrode and a lower electrode, and the upper electrode is provided in a row in the major axis direction and the minor axis direction of the lens surface, and the electrode row in the major axis direction and the minor axis direction are provided in the major axis direction. An ultrasonic probe, wherein the electrode array is arranged so as to be orthogonal to the piezoelectric body.
が形成された音響レンズを有し、前記圧電体の上下に位
置する電極手段により該圧電体に電圧を印加して超音波
を発生させ、前記超音波を前記レンズ面で集束させて試
料に照射し該試料の情報を得る超音波探触子において、 前記レンズ面は直交する2つの筒状の曲面と、前記筒状
の曲面の両端4ヶ所に設けられ対向する2組の球面状の
曲面とを有し、前記電極手段は上部電極と下部電極とか
ら構成され、前記上部電極は、前記2つの筒状の曲面と
同一方向にそれぞれ一列に前記圧電体上で互いに直交す
るように配置されたことを特徴とする超音波探触子。3. An ultrasonic lens, comprising an acoustic lens having a piezoelectric body arranged at one end and a lens surface formed at the other end, wherein a voltage is applied to the piezoelectric body by electrode means located above and below the piezoelectric body. In the ultrasonic probe for focusing the ultrasonic wave on the lens surface and irradiating the sample to obtain information on the sample, the lens surface includes two cylindrical curved surfaces orthogonal to each other, and the cylindrical surface. Two sets of spherical curved surfaces that are provided at both ends of the curved surface and that oppose each other are provided. The electrode means is composed of an upper electrode and a lower electrode, and the upper electrode is the same as the two cylindrical curved surfaces. An ultrasonic probe, wherein the ultrasonic probes are arranged in a line in each direction so as to be orthogonal to each other on the piezoelectric body.
波探触子において、前記音響レンズがシリコンであるこ
とを特徴とする超音波探触子。4. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the acoustic lens is silicon.
波探触子において、前記音響レンズの音響整合層にシリ
コンを熱酸化したSiO2を使用することを特徴とする超
音波探触子。5. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the acoustic matching layer of the acoustic lens is made of SiO 2 obtained by thermally oxidizing silicon. Tentacles.
が形成された音響レンズを有し、前記圧電体に電圧を印
加して超音波を発生させ、前記超音波を前記レンズ面で
集束させて試料に照射し該試料の情報を得る超音波探触
子の製造方法において、 長円形のエッチングマスクを用いたエッチングにより、
音響レンズに1組の対向する球面状の曲面と前記対向す
る球面状の曲面の間に位置し長軸方向断面が平坦となる
筒状の曲面とを有するレンズ面を形成することを特徴と
する超音波探触子の製造方法。6. An acoustic lens having a piezoelectric body disposed at one end and a lens surface formed at the other end, wherein a voltage is applied to the piezoelectric body to generate ultrasonic waves, and the ultrasonic waves are transmitted to the lens surface. In the method for manufacturing an ultrasonic probe, which is focused on, irradiates a sample, and obtains information on the sample, by etching using an elliptical etching mask,
The acoustic lens is characterized in that a lens surface having a pair of opposed spherical curved surfaces and a cylindrical curved surface located between the opposed spherical curved surfaces and having a flat longitudinal cross section is formed. Manufacturing method of ultrasonic probe.
が形成された音響レンズを有し、前記圧電体に電圧を印
加して超音波を発生させ、前記超音波を前記レンズ面で
集束させて試料に照射し該試料の情報を得る超音波探触
子の製造方法において、 直交する2つの長円の形状を有するエッチングマスクを
用いたエッチングにより、音響レンズに直交する2つの
筒状の曲面と、前記筒状の曲面の両端4ヶ所に設けられ
る対向する2組の球面状の曲面とを有するレンズ面を形
成することを特徴とする超音波探触子の製造方法。7. An acoustic lens having a piezoelectric body disposed at one end and a lens surface formed at the other end, wherein a voltage is applied to the piezoelectric body to generate ultrasonic waves, and the ultrasonic waves are transmitted to the lens surface. In the method of manufacturing an ultrasonic probe, which focuses light on a sample and irradiates the sample to obtain information on the sample, two cylinders orthogonal to the acoustic lens are formed by etching using etching masks having two elliptical shapes that are orthogonal to each other. A method of manufacturing an ultrasonic probe, comprising forming a lens surface having a curved surface and two pairs of spherical curved surfaces facing each other provided at four positions on both ends of the cylindrical curved surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4205441A JPH0650948A (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Ultrasonic probe and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4205441A JPH0650948A (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Ultrasonic probe and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0650948A true JPH0650948A (en) | 1994-02-25 |
Family
ID=16506934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4205441A Pending JPH0650948A (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Ultrasonic probe and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0650948A (en) |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP4205441A patent/JPH0650948A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3478874B2 (en) | Ultrasonic phased array converter and method of manufacturing the same | |
US6424597B1 (en) | Multielements ultrasonic contact transducer | |
JP2664443B2 (en) | Equipment for examining samples with ultrasound | |
US4655083A (en) | Surface ultrasonic wave interference microscope | |
JPS589063A (en) | Ultrasonic microscope | |
Zhang et al. | Fabrication and characterization of a wideband low-frequency CMUT array for air-coupled imaging | |
JP2023179625A (en) | dual frequency ultrasound transducer | |
JPH0650948A (en) | Ultrasonic probe and its manufacture | |
JPS6036951A (en) | Focusing ultrasonic transducer element | |
LENS | Ultrasonic imaging with an acoustic lens | |
JPH0731169Y2 (en) | Ultrasonic probe | |
JPH06281634A (en) | Ultrasonic probe | |
LeDet et al. | A novel, rapid method to measure the effective aperture of array elements | |
JPS6066159A (en) | Electronic scanning type transverse wave diagonal angle probe and non-destructive inspecting method using said probe | |
JPH0540110A (en) | Ultrasonic probe | |
JPH0668487B2 (en) | Acoustic transducer for ultrasonic microscope | |
JP3362484B2 (en) | Combined focus AE sensor | |
JPS6236399Y2 (en) | ||
JPH0762671B2 (en) | Acoustic lens | |
JPH0835956A (en) | Ultrasonic probe | |
JPH05256828A (en) | Acoustic wave conversion element | |
Alvarez-Arenas et al. | Cylindrical and quasi-cylindrical focalization of air-coupled single element and linear array transducers | |
JPH0611385A (en) | Measuring instrument for acoustic velocity of transverse wave and young's modulus and/or poisson ratio measuring instrument using the device | |
JPH0755778A (en) | Ultrasonic probe | |
JPH0518361B2 (en) |