JPH0715799A - サイドローブを減少した超音波トランスジューサ及びその製造方法 - Google Patents
サイドローブを減少した超音波トランスジューサ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0715799A JPH0715799A JP6068228A JP6822894A JPH0715799A JP H0715799 A JPH0715799 A JP H0715799A JP 6068228 A JP6068228 A JP 6068228A JP 6822894 A JP6822894 A JP 6822894A JP H0715799 A JPH0715799 A JP H0715799A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- matching layer
- transducer
- electrode
- layer
- 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 8
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 241001050985 Disco Species 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- LUMVCLJFHCTMCV-UHFFFAOYSA-M potassium;hydroxide;hydrate Chemical compound O.[OH-].[K+] LUMVCLJFHCTMCV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
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
- B06B1/0607—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 using multiple elements
- B06B1/0622—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 using multiple elements on one surface
-
- 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
- B06B1/0644—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 using a single piezoelectric element
- B06B1/0662—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 using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface
- B06B1/067—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 using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface which is used as, or combined with, an impedance matching layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 横波の影響を排除することにより不所望なサ
イドローブを制御する超音波トランスジューサを提供す
る。 【構成】 トランスジューサは、サイドローブレベルを
減少するためにテーパ付けされた圧電層側面を有してい
る。圧電層上に配置される整合層も同様にテーパが付け
られ、更に性能が向上される。圧電層のテーパ付けに代
わって、上部電極及び／又は整合層は圧電層に対してサ
イズが減少され、不所望な横波と破壊的に干渉する波を
発生する。サイドローブの減少されたトランスジューサ
を製造する方法もて提供される。
イドローブを制御する超音波トランスジューサを提供す
る。 【構成】 トランスジューサは、サイドローブレベルを
減少するためにテーパ付けされた圧電層側面を有してい
る。圧電層上に配置される整合層も同様にテーパが付け
られ、更に性能が向上される。圧電層のテーパ付けに代
わって、上部電極及び／又は整合層は圧電層に対してサ
イズが減少され、不所望な横波と破壊的に干渉する波を
発生する。サイドローブの減少されたトランスジューサ
を製造する方法もて提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトランスジューサに係
り、より詳細には、超音波トランスジューサにおける不
所望なサイドローブの制御に係る。
り、より詳細には、超音波トランスジューサにおける不
所望なサイドローブの制御に係る。
【０００２】
【従来の技術】超音波装置は人体の器官を観察するのに
しばしば使用されている。典型的に、これらの装置は、
電気信号を圧力波に又はその反対に変換するためのトラ
ンスジューサアレーを含んでいる。一般に、トランスジ
ューサアレーは、超音波ビームを当該領域に向けるよう
位置を調整できる手持ちプローブの形態である。図１、
２及び３に示すように、トランスジューサアレー１０
は、例えば、超音波ビームを発生するように方位角方向
に１２８個のトランスジューサエレメント１２を有して
いる。レーダの用語を適用して、ｘ、ｙ及びｚ方向を、
各々、方位角、仰角及び距離方向と称する。
しばしば使用されている。典型的に、これらの装置は、
電気信号を圧力波に又はその反対に変換するためのトラ
ンスジューサアレーを含んでいる。一般に、トランスジ
ューサアレーは、超音波ビームを当該領域に向けるよう
位置を調整できる手持ちプローブの形態である。図１、
２及び３に示すように、トランスジューサアレー１０
は、例えば、超音波ビームを発生するように方位角方向
に１２８個のトランスジューサエレメント１２を有して
いる。レーダの用語を適用して、ｘ、ｙ及びｚ方向を、
各々、方位角、仰角及び距離方向と称する。
【０００３】一般的に長方形断面であるトランスジュー
サエレメント１２は、第１電極１４と、第２電極１６
と、圧電層１８と、１つ以上の音響整合層２０、２２と
を備えている。トランスジューサエレメント１２は、裏
張りブロック２４上に配置される。更に、発生されるビ
ームをｙ−ｚ平面に拘束する助けをするように整合層に
は機械的なレンズ２６が配置される。公知のトランスジ
ューサ構造が、例えば、チャーリーズ・Ｓ・デシレッツ
著の「音響像形成に適したトランスジューサアレー(Tra
nsducer Arrays Suitable for Acoustic Imaging) 」Ｐ
ｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ、スタンフォード大学（１９７８
年）、及びアレン・Ｒ・セルフリッジ著の「超音波トラ
ンスジューサ及びトランスジューサアレーの設計及び製
造(Designand Fabrication of Ultrasonic Transducers
and Transducer Arrays)」Ｐｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ、
スタンフォード大学（１９８２年）に示されている。
サエレメント１２は、第１電極１４と、第２電極１６
と、圧電層１８と、１つ以上の音響整合層２０、２２と
を備えている。トランスジューサエレメント１２は、裏
張りブロック２４上に配置される。更に、発生されるビ
ームをｙ−ｚ平面に拘束する助けをするように整合層に
は機械的なレンズ２６が配置される。公知のトランスジ
ューサ構造が、例えば、チャーリーズ・Ｓ・デシレッツ
著の「音響像形成に適したトランスジューサアレー(Tra
nsducer Arrays Suitable for Acoustic Imaging) 」Ｐ
ｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ、スタンフォード大学（１９７８
年）、及びアレン・Ｒ・セルフリッジ著の「超音波トラ
ンスジューサ及びトランスジューサアレーの設計及び製
造(Designand Fabrication of Ultrasonic Transducers
and Transducer Arrays)」Ｐｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ、
スタンフォード大学（１９８２年）に示されている。
【０００４】個々のエレメント１２は、超音波ビームを
ｘ−ｚ平面において操向し収束するために電極１４及び
１６により異なる振幅及び位相で電気的に励起すること
ができる。エレメント１２を電気的に励起するために電
極１４及び１６の各々に端子２８及び３０が接続され
る。端子２８は活線ワイヤで励起信号を供給し、そして
端子３０は接地をなす。従って、一次波３１はｚ方向に
与えられる。
ｘ−ｚ平面において操向し収束するために電極１４及び
１６により異なる振幅及び位相で電気的に励起すること
ができる。エレメント１２を電気的に励起するために電
極１４及び１６の各々に端子２８及び３０が接続され
る。端子２８は活線ワイヤで励起信号を供給し、そして
端子３０は接地をなす。従って、一次波３１はｚ方向に
与えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】トランスジューサエレ
メント１２の面３２の力分布と、機械的レンズ２６の音
響及び幾何学的パラメータとが、仰角方向における放射
パターンをｙ−ｚ平面における角度の関数として規定す
る。ｙ方向におけるトランスジューサエレメント１２の
有限の巾により、トランスジューサエレメント１２の側
面３６及び３８を自由に運動させる。この運動は、次い
で、ｙ方向に沿って伝播する横波４０を形成する。これ
らの横波４０は、圧電層１８及び整合層２０、２２の複
合構造体を経て伝播し、その位相速度は外部媒体（例え
ば、検査されている患者）より大きく、不所望な二次伝
播波を励起し、外部媒体へと「漏出」する。
メント１２の面３２の力分布と、機械的レンズ２６の音
響及び幾何学的パラメータとが、仰角方向における放射
パターンをｙ−ｚ平面における角度の関数として規定す
る。ｙ方向におけるトランスジューサエレメント１２の
有限の巾により、トランスジューサエレメント１２の側
面３６及び３８を自由に運動させる。この運動は、次い
で、ｙ方向に沿って伝播する横波４０を形成する。これ
らの横波４０は、圧電層１８及び整合層２０、２２の複
合構造体を経て伝播し、その位相速度は外部媒体（例え
ば、検査されている患者）より大きく、不所望な二次伝
播波を励起し、外部媒体へと「漏出」する。
【０００６】外部媒体におけるこの二次伝播波の方向
は、式θ＝arcsin（ｖｏ／ｖｌ）で与えられ、但し、θ
はｙ−ｚ平面におけるトランスジューサ面３２の法線に
対して測定され、ｖｏは音響媒体における波の速度であ
り、そしてｖｌは横波の速度である。この「漏れ易い」
波は角度θのまわりのサイドローブレベルを増大する。
例えば、圧電材料ＰＺＴ−５Ｈの場合には、横波の位相
速度が約３０００ｍ／秒である。これは人体における位
相速度１５００ｍ／秒の約２倍である。従って、横波４
０によって生じる二次波４２は３０°の角度θで伝播す
る。
は、式θ＝arcsin（ｖｏ／ｖｌ）で与えられ、但し、θ
はｙ−ｚ平面におけるトランスジューサ面３２の法線に
対して測定され、ｖｏは音響媒体における波の速度であ
り、そしてｖｌは横波の速度である。この「漏れ易い」
波は角度θのまわりのサイドローブレベルを増大する。
例えば、圧電材料ＰＺＴ−５Ｈの場合には、横波の位相
速度が約３０００ｍ／秒である。これは人体における位
相速度１５００ｍ／秒の約２倍である。従って、横波４
０によって生じる二次波４２は３０°の角度θで伝播す
る。
【０００７】超音波トランスジューサの個々のエレメン
トのサイドローブレベルは、当該物体内の強力な反射
物、例えば、軟骨が主音響ビームの外側に位置するよう
な用途では特に問題である。このような場合には、当該
物体、例えば、軟組織からの反射が、その当該領域の外
側にある軟骨のような強力な反射物から到来する信号に
匹敵するようになる。その結果、形成される像は精度が
劣り、欠陥を含むことになる。
トのサイドローブレベルは、当該物体内の強力な反射
物、例えば、軟骨が主音響ビームの外側に位置するよう
な用途では特に問題である。このような場合には、当該
物体、例えば、軟組織からの反射が、その当該領域の外
側にある軟骨のような強力な反射物から到来する信号に
匹敵するようになる。その結果、形成される像は精度が
劣り、欠陥を含むことになる。
【０００８】又、図３には、典型的な超音波トランスジ
ューサの放射パターン４４のメインローブが示されてい
る。横波の影響により、領域４６で示された放射パター
ンが生じる。横波がない場合には、放射パターンは順流
曲線４８となる。トランスジューサの放射パターン４４
は、主として、そのアパーチャーを横切るフィールド分
布に関連している。連続波又は非常に狭帯域の励起の場
合には、放射パターンがフーリエ変換関係によりアパー
チャ関数に関係付けされる。広帯域励起の場合には、例
えば、重畳を用いて各周波数におけるフィールド分布を
積分することができる。
ューサの放射パターン４４のメインローブが示されてい
る。横波の影響により、領域４６で示された放射パター
ンが生じる。横波がない場合には、放射パターンは順流
曲線４８となる。トランスジューサの放射パターン４４
は、主として、そのアパーチャーを横切るフィールド分
布に関連している。連続波又は非常に狭帯域の励起の場
合には、放射パターンがフーリエ変換関係によりアパー
チャ関数に関係付けされる。広帯域励起の場合には、例
えば、重畳を用いて各周波数におけるフィールド分布を
積分することができる。
【０００９】固定焦点レンズは、アパーチャ分布の位相
を変更することにより放射パターンを計測できるが、一
般的なサイドローブ特性はアパーチャの振幅分布により
支配される。更に、アポダイゼーションを用いてアパー
チャ分布を整形することにより放射パターンを改善する
ことができる。アポダイゼーションは、方位角方向に沿
って電極１４と１６との間の電界を変化させる。しかし
ながら、これらの公知技術は、横波が依然として発生さ
れて不所望なサイドローブレベルに影響し、その結果、
像の精度低下を招くので、欠点がある。
を変更することにより放射パターンを計測できるが、一
般的なサイドローブ特性はアパーチャの振幅分布により
支配される。更に、アポダイゼーションを用いてアパー
チャ分布を整形することにより放射パターンを改善する
ことができる。アポダイゼーションは、方位角方向に沿
って電極１４と１６との間の電界を変化させる。しかし
ながら、これらの公知技術は、横波が依然として発生さ
れて不所望なサイドローブレベルに影響し、その結果、
像の精度低下を招くので、欠点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の主たる
目的は、横波の影響を良好に排除する超音波トランスジ
ューサを提供することである。このため、本発明の１つ
の特徴は、横波の発生を抑制することである。
目的は、横波の影響を良好に排除する超音波トランスジ
ューサを提供することである。このため、本発明の１つ
の特徴は、横波の発生を抑制することである。
【００１１】又、本発明の別の特徴は、「漏れ易い」波
の影響を、それをトランスジューサにより形成される二
次波と破壊的に干渉させることにより実質的に打ち消す
ことである。
の影響を、それをトランスジューサにより形成される二
次波と破壊的に干渉させることにより実質的に打ち消す
ことである。
【００１２】上記目的及び他の目的を達成するために、
本発明の１つの実施例においては、圧電層を有し、該圧
電層の側面がテーパ付けされていて圧電上面の表面積が
圧電下面より小さくされている音響トランスジューサが
提供される。圧電下面には第１電極が配置され、そして
圧電上面には第２電極が配置される。このテーパ構成
は、横波の発生を抑制することが分かっている。
本発明の１つの実施例においては、圧電層を有し、該圧
電層の側面がテーパ付けされていて圧電上面の表面積が
圧電下面より小さくされている音響トランスジューサが
提供される。圧電下面には第１電極が配置され、そして
圧電上面には第２電極が配置される。このテーパ構成
は、横波の発生を抑制することが分かっている。
【００１３】別の実施例においては、圧電層と、圧電下
面に配置された第１電極と、圧電上面に配置された第２
電極とを有するトランスジューサが提供される。しかし
ながら、第２電極は圧電上面よりも表面積が小さくされ
ていて、この第２電極はトランスジューサにより発生さ
れる横波と破壊的に干渉する波を発生する。
面に配置された第１電極と、圧電上面に配置された第２
電極とを有するトランスジューサが提供される。しかし
ながら、第２電極は圧電上面よりも表面積が小さくされ
ていて、この第２電極はトランスジューサにより発生さ
れる横波と破壊的に干渉する波を発生する。
【００１４】更に別の実施例においては、圧電層と、圧
電下面に配置された第１電極と、圧電上面に配置された
第２電極と、この第２電極に配置された整合層とを有す
るトランスジューサが提供される。整合層は、圧電上面
よりも表面積が小さくされていて、この整合層はトラン
スジューサにより発生される横波と破壊的に干渉する波
を発生する。
電下面に配置された第１電極と、圧電上面に配置された
第２電極と、この第２電極に配置された整合層とを有す
るトランスジューサが提供される。整合層は、圧電上面
よりも表面積が小さくされていて、この整合層はトラン
スジューサにより発生される横波と破壊的に干渉する波
を発生する。
【００１５】又、サイドローブの減少された音響像形成
システムに使用するトランスジューサを構成する方法も
提供される。この方法は、圧電側面をテーパ付けして圧
電上面の表面積が圧電下面より小さくなるようにし、第
１電極を圧電下面に配置し、そして第２電極を圧電上面
に配置するという段階を使用する。サイドローブの減少
されたトランスジューサを構成する別の方法であって、
圧電層の下面に第１電極を配置し、圧電層の上面に第２
電極を配置し、そして圧電層の側面をテーパ付けして、
圧電上面が圧電下面より表面積が小さくなるようにする
という別の方法も提供される。サイドローブの減少され
たトランスジューサを構成する更に別の方法であって、
圧電層の下面に第１電極を配置し、圧電層の上面にその
圧電上面よりも表面積の小さい第２電極を配置し、この
第２電極が、トランスジューサにより発生される横波と
破壊的に干渉する波を発生するような更に別の方法も提
供される。
システムに使用するトランスジューサを構成する方法も
提供される。この方法は、圧電側面をテーパ付けして圧
電上面の表面積が圧電下面より小さくなるようにし、第
１電極を圧電下面に配置し、そして第２電極を圧電上面
に配置するという段階を使用する。サイドローブの減少
されたトランスジューサを構成する別の方法であって、
圧電層の下面に第１電極を配置し、圧電層の上面に第２
電極を配置し、そして圧電層の側面をテーパ付けして、
圧電上面が圧電下面より表面積が小さくなるようにする
という別の方法も提供される。サイドローブの減少され
たトランスジューサを構成する更に別の方法であって、
圧電層の下面に第１電極を配置し、圧電層の上面にその
圧電上面よりも表面積の小さい第２電極を配置し、この
第２電極が、トランスジューサにより発生される横波と
破壊的に干渉する波を発生するような更に別の方法も提
供される。
【００１６】これらの目的、及び本発明の他の作用及び
効果は、添付図面を参照した本発明の実施例の以下の詳
細な説明より更に理解されよう。
効果は、添付図面を参照した本発明の実施例の以下の詳
細な説明より更に理解されよう。
【００１７】
【実施例】図５を参照すれば、１つの実施例において、
圧電層５２を有するサイドローブの減少されたトランス
ジューサエレメント５０のｙ−ｚ平面に沿った断面図が
示されている。圧電層５２は、テーパ付けされた形状の
２つの側面５４、５６を有している。
圧電層５２を有するサイドローブの減少されたトランス
ジューサエレメント５０のｙ−ｚ平面に沿った断面図が
示されている。圧電層５２は、テーパ付けされた形状の
２つの側面５４、５６を有している。
【００１８】圧電層５２の下面と上面との間に滑らかな
移行を与えて横波の発生を抑制するするテーパを得るに
は、テーパの長さ５３を少なくとも横波４０の波長の長
さにしなければならないことが分かっている。圧電層の
厚み５５は一般に横波４０の波長の半分程度であるか
ら、側面５４、５６をテーパ付けするための最大角度α
は、一次音響伝播方向即ちｚ方向に対して約１２０°で
あると分かっている。原理的に、角度αが小さいほど、
横波の発生は良好に抑制される。しかしながら、角度α
が小さいほど、テーパ付けされる長さ５３に割り当てね
ばならないスペースが大きくなる。例えば、圧電層が
０．１５ｍｍ厚みであるようなトランスジューサにおい
ては、９７°のテーパに、１．２２２ｍｍの付加的なテ
ーパ長さ５３が必要とされる。従って、最も望ましいテ
ーパは、一次音響伝播方向に対して９０°より大きいが
１２０°より小さくなければならない。しかしながら、
最も望ましいテーパは、テーパ付けされる長さ５３が実
際的な観点から大きくなり過ぎないように、伝播方向に
対して約９７ないし９８°の角度を生じるものであると
分かっている。
移行を与えて横波の発生を抑制するするテーパを得るに
は、テーパの長さ５３を少なくとも横波４０の波長の長
さにしなければならないことが分かっている。圧電層の
厚み５５は一般に横波４０の波長の半分程度であるか
ら、側面５４、５６をテーパ付けするための最大角度α
は、一次音響伝播方向即ちｚ方向に対して約１２０°で
あると分かっている。原理的に、角度αが小さいほど、
横波の発生は良好に抑制される。しかしながら、角度α
が小さいほど、テーパ付けされる長さ５３に割り当てね
ばならないスペースが大きくなる。例えば、圧電層が
０．１５ｍｍ厚みであるようなトランスジューサにおい
ては、９７°のテーパに、１．２２２ｍｍの付加的なテ
ーパ長さ５３が必要とされる。従って、最も望ましいテ
ーパは、一次音響伝播方向に対して９０°より大きいが
１２０°より小さくなければならない。しかしながら、
最も望ましいテーパは、テーパ付けされる長さ５３が実
際的な観点から大きくなり過ぎないように、伝播方向に
対して約９７ないし９８°の角度を生じるものであると
分かっている。
【００１９】側面５４、５６のテーパは平面形状である
ように示されているが、テーパは、一連の平らなセグメ
ント、階段（又は段状）形状、非平面形状又はその組み
合わせで構成されてもよい。テーパにより、圧電上面及
び圧電下面は表面積が等しくない。これら圧電下面及び
上面は互いに平行であるのが好ましい。
ように示されているが、テーパは、一連の平らなセグメ
ント、階段（又は段状）形状、非平面形状又はその組み
合わせで構成されてもよい。テーパにより、圧電上面及
び圧電下面は表面積が等しくない。これら圧電下面及び
上面は互いに平行であるのが好ましい。
【００２０】圧電層５２の下面には第１電極５８が配置
される。更に、圧電層５２の上面には第２電極６０が配
置される。この第２電極６０は、圧電上面とサイズ的に
ほぼ同延であるように示されている。しかしながら、以
下で述べるように、第２電極６０は、圧電上面より小さ
くされていて、圧電エレメント５２の側面５４、５６の
テーパに係わりなく発生される残留横波と破壊的な干渉
を生じ、特にテーパ角αが大きい（例えば、約１２０
°）場合にサイドローブのレベルを更に減少することが
できる。第２電極６０には第１整合層６２及び第２整合
層６４が配置されて、トランスジューサエレメント５０
の性能を更に向上することができる。
される。更に、圧電層５２の上面には第２電極６０が配
置される。この第２電極６０は、圧電上面とサイズ的に
ほぼ同延であるように示されている。しかしながら、以
下で述べるように、第２電極６０は、圧電上面より小さ
くされていて、圧電エレメント５２の側面５４、５６の
テーパに係わりなく発生される残留横波と破壊的な干渉
を生じ、特にテーパ角αが大きい（例えば、約１２０
°）場合にサイドローブのレベルを更に減少することが
できる。第２電極６０には第１整合層６２及び第２整合
層６４が配置されて、トランスジューサエレメント５０
の性能を更に向上することができる。
【００２１】図６には、本発明の別の実施例が示されて
いる。トランスジューサエレメント６５は、３つの平面
セグメントより成る２つの側面６８及び７０を有する圧
電層６６を備えている。この場合も、好ましいテーパ
は、角度αで示すように、一次音響伝播方向に対して約
９０°より大きく約１２０°より小さくなければならな
い。テーパは、一次音響伝播方向に対して約９７ないし
９８°であるのが最も好ましい。更に、圧電層６６の一
部分７１、７３は、側面６８及び７０の各々においてテ
ーパ付けされないままである。しかしながら、これら部
分７１、７３は、トランスジューサ６５の作動周波数帯
域内の横波の発生を防止するために圧電層６６の厚みの
半分未満でなければならない。角度αは、側面６８及び
７０のテーパ付けされた部分に対して測定される。第１
電極７２及び第２電極７４は、各々圧電下面及び上面に
配置される。
いる。トランスジューサエレメント６５は、３つの平面
セグメントより成る２つの側面６８及び７０を有する圧
電層６６を備えている。この場合も、好ましいテーパ
は、角度αで示すように、一次音響伝播方向に対して約
９０°より大きく約１２０°より小さくなければならな
い。テーパは、一次音響伝播方向に対して約９７ないし
９８°であるのが最も好ましい。更に、圧電層６６の一
部分７１、７３は、側面６８及び７０の各々においてテ
ーパ付けされないままである。しかしながら、これら部
分７１、７３は、トランスジューサ６５の作動周波数帯
域内の横波の発生を防止するために圧電層６６の厚みの
半分未満でなければならない。角度αは、側面６８及び
７０のテーパ付けされた部分に対して測定される。第１
電極７２及び第２電極７４は、各々圧電下面及び上面に
配置される。
【００２２】第２電極７４には第１整合層７６が配置さ
れる。この第１整合層の上面は、その表面積が第１整合
層の下面よりも小さい。更に、第１整合層７６には第２
整合層７８が配置され、この第２整合層の上面はその表
面積が第２整合層の下面より小さい。第１整合層７６の
端８０及び８２は、平面形状で示されている。更に、第
２整合層７８の端８４及び８６は非平面形状で示されて
いる。しかしながら、圧電側面６８及び７０の場合と同
様に、これらの端８０、８２、８４及び８６は平面形状
であってもよいし、一連の平面セグメントで構成されて
もよいし、階段又は段状であってもよいし、非平面形状
であってもよいし、或いはその組み合わせであってもよ
い。
れる。この第１整合層の上面は、その表面積が第１整合
層の下面よりも小さい。更に、第１整合層７６には第２
整合層７８が配置され、この第２整合層の上面はその表
面積が第２整合層の下面より小さい。第１整合層７６の
端８０及び８２は、平面形状で示されている。更に、第
２整合層７８の端８４及び８６は非平面形状で示されて
いる。しかしながら、圧電側面６８及び７０の場合と同
様に、これらの端８０、８２、８４及び８６は平面形状
であってもよいし、一連の平面セグメントで構成されて
もよいし、階段又は段状であってもよいし、非平面形状
であってもよいし、或いはその組み合わせであってもよ
い。
【００２３】サイドローブレベルの抑制を最適にするた
めに、図６に示すように、トランスジューサの種々の部
分を種々のプロファイルでテーパ付けすることができ
る。個々の層材料の弾性特性に基づいて、各層ごとにテ
ーパのプロファイルを調整することができる。横波伝播
の主構造体が圧電層である場合には、圧電層をテーパ付
けするだけで充分である。圧電層の側面は、一次音響伝
播方向に対して９０°より大きく１２０°より小さい角
度αを形成するのが好ましい。その他の点では、トラン
スジューサ構造体の他の層は図６に示すようにテーパ付
けすることができる。
めに、図６に示すように、トランスジューサの種々の部
分を種々のプロファイルでテーパ付けすることができ
る。個々の層材料の弾性特性に基づいて、各層ごとにテ
ーパのプロファイルを調整することができる。横波伝播
の主構造体が圧電層である場合には、圧電層をテーパ付
けするだけで充分である。圧電層の側面は、一次音響伝
播方向に対して９０°より大きく１２０°より小さい角
度αを形成するのが好ましい。その他の点では、トラン
スジューサ構造体の他の層は図６に示すようにテーパ付
けすることができる。
【００２４】整合層は、通常、横波４０の１／４波長の
厚みを有し、これは一般に圧電層即ちレンズの厚みの約
半分である。前記したようにサイドローブのレベルを抑
制する助けとなるためにはテーパの長さを少なくとも１
波長にしなければならないので、使用される各整合層７
６及び７８に対する整合層端は、角度β及びΓで示すよ
うに、一次音響伝播方向に対して９０°より大きく１０
４°より小さい角度を形成しなければならない。ある用
途においては、両方の整合層７６、７８ではなくて第１
整合層７６の端のみをテーパ付けするだけで充分であ
る。更に、テーパの角度及び程度は、所与のトランスジ
ューサプローブのエレメントごとに異なってもよいし個
々のエレメント内で異なってもよい。
厚みを有し、これは一般に圧電層即ちレンズの厚みの約
半分である。前記したようにサイドローブのレベルを抑
制する助けとなるためにはテーパの長さを少なくとも１
波長にしなければならないので、使用される各整合層７
６及び７８に対する整合層端は、角度β及びΓで示すよ
うに、一次音響伝播方向に対して９０°より大きく１０
４°より小さい角度を形成しなければならない。ある用
途においては、両方の整合層７６、７８ではなくて第１
整合層７６の端のみをテーパ付けするだけで充分であ
る。更に、テーパの角度及び程度は、所与のトランスジ
ューサプローブのエレメントごとに異なってもよいし個
々のエレメント内で異なってもよい。
【００２５】図７は、圧電層８７の側面８９が階段形状
であるような別の実施例を示している。段の高さは、横
波の発生を防止する滑らかなテーパ移行を与えるために
は、１波長の僅かな部分でなければならない。段９１の
数が多いほど、テーパの移行は滑らかである。製造上の
観点から、各段９１の高さとして１／４０波長が満足で
あると分かった。圧電層の厚みがほぼ半波長であると仮
定すれば、圧電上面と圧電下面との間にテーパ付けされ
た側面を形成するには２０個の段が必要とされる。段９
１は同様の寸法であるのが好ましい。段９１の高さがあ
まりに大き過ぎると、不所望な横波が発生することにな
る。上記したように、好ましいテーパ角は、一次音響伝
播方向に対して９０°より大きく１２０°より小さくな
ければならない。しかしながら、テーパは一次音響伝播
方向に対して約９７ないし９８°であるのが最も望まし
い。
であるような別の実施例を示している。段の高さは、横
波の発生を防止する滑らかなテーパ移行を与えるために
は、１波長の僅かな部分でなければならない。段９１の
数が多いほど、テーパの移行は滑らかである。製造上の
観点から、各段９１の高さとして１／４０波長が満足で
あると分かった。圧電層の厚みがほぼ半波長であると仮
定すれば、圧電上面と圧電下面との間にテーパ付けされ
た側面を形成するには２０個の段が必要とされる。段９
１は同様の寸法であるのが好ましい。段９１の高さがあ
まりに大き過ぎると、不所望な横波が発生することにな
る。上記したように、好ましいテーパ角は、一次音響伝
播方向に対して９０°より大きく１２０°より小さくな
ければならない。しかしながら、テーパは一次音響伝播
方向に対して約９７ないし９８°であるのが最も望まし
い。
【００２６】テーパ付けは、ダイシングソーを用いて材
料を次々に切削し図７の階段パターンのような所望のテ
ーパを形成するように行われる。又、所要のテーパプロ
ファイルを有する特殊なダイシングブレードを使用し
て、１回の通過でエレメントの側面を切断することによ
って必要なテーパを得ることもできる。特殊なダイシン
グブレードを形成するためには、テーパ付けされるべき
層の所望のテーパプロファイルに一致するように標準的
なダイシングブレードのブレードが構成し直される。或
いは又、テーパ付けされるべき層を傾斜させ、日本のデ
ィスコ・アブラシブ・システムズ・インク又はイスラエ
ルのクリケ・アンド・ソファ・インダストリーズ・イン
クにより製造されたもののような厚さ２５ないし２００
ミクロンの標準的なダイシングブレードを使用すること
もできる。層を傾斜させることにより、各層の縁を斜め
に切断することができる。
料を次々に切削し図７の階段パターンのような所望のテ
ーパを形成するように行われる。又、所要のテーパプロ
ファイルを有する特殊なダイシングブレードを使用し
て、１回の通過でエレメントの側面を切断することによ
って必要なテーパを得ることもできる。特殊なダイシン
グブレードを形成するためには、テーパ付けされるべき
層の所望のテーパプロファイルに一致するように標準的
なダイシングブレードのブレードが構成し直される。或
いは又、テーパ付けされるべき層を傾斜させ、日本のデ
ィスコ・アブラシブ・システムズ・インク又はイスラエ
ルのクリケ・アンド・ソファ・インダストリーズ・イン
クにより製造されたもののような厚さ２５ないし２００
ミクロンの標準的なダイシングブレードを使用すること
もできる。層を傾斜させることにより、各層の縁を斜め
に切断することができる。
【００２７】上記技術に加えて、レーザ研磨、レーザ誘
起エッチング技術、及びＨＣＬのような化学的エッチン
グを用いて、トランスジューサ側面の不所望な部分をエ
ッチング除去することができる。例えば、エキサイマレ
ーザを用いて層の所要のテーパ付けを行いトランスジュ
ーサ構造体を形成することができる。レーザ誘起エッチ
ングの場合には、ＮＥＣ ＧＬＣ−２０２３のようなＣ
Ｗアルゴンレーザを使用し、サンプルがＫＯＨ溶液中に
入れられる。これは、ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス第２２巻（１９８３年）に掲載されたＴ．
シオサキ氏等の「ＫＯＨ水溶液中での変成ＰｂＴｉＯ3
セラミックのレーザマイクロ加工(LaserMicromachining
of Modified PbTiO3 Ceramic in KOH Water Solution)
」という論文に述べられている。化学的なエッチング
については、Ｍ．Ｓ．Ｔｈｅｓｉｓペンシルバニア州立
大学（１９８７年）のＳ．Ｅ．ツロラー著の「鉛ジルコ
ネートチタネート（ＰＺＴ）セラミックから小型圧電装
置を作成する場合の写真平版及び化学的エッチングの使
用(Use of Photolithography and Chemical Etching in
the Preparation of Miniature Piezoelectric Device
s from Lead Zirconate Titanate (PZT) Ceramics)」に
述べられた技術を使用してもよい。
起エッチング技術、及びＨＣＬのような化学的エッチン
グを用いて、トランスジューサ側面の不所望な部分をエ
ッチング除去することができる。例えば、エキサイマレ
ーザを用いて層の所要のテーパ付けを行いトランスジュ
ーサ構造体を形成することができる。レーザ誘起エッチ
ングの場合には、ＮＥＣ ＧＬＣ−２０２３のようなＣ
Ｗアルゴンレーザを使用し、サンプルがＫＯＨ溶液中に
入れられる。これは、ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス第２２巻（１９８３年）に掲載されたＴ．
シオサキ氏等の「ＫＯＨ水溶液中での変成ＰｂＴｉＯ3
セラミックのレーザマイクロ加工(LaserMicromachining
of Modified PbTiO3 Ceramic in KOH Water Solution)
」という論文に述べられている。化学的なエッチング
については、Ｍ．Ｓ．Ｔｈｅｓｉｓペンシルバニア州立
大学（１９８７年）のＳ．Ｅ．ツロラー著の「鉛ジルコ
ネートチタネート（ＰＺＴ）セラミックから小型圧電装
置を作成する場合の写真平版及び化学的エッチングの使
用(Use of Photolithography and Chemical Etching in
the Preparation of Miniature Piezoelectric Device
s from Lead Zirconate Titanate (PZT) Ceramics)」に
述べられた技術を使用してもよい。
【００２８】次いで、テーパ付けされた圧電層に第１電
極が配置される。そしてテーパ付けされた圧電層に第２
電極が配置される。この業界で一般に知られているよう
に、これら電極は、スパッタリング技術を使用すること
により圧電層に配置される。次いで、第２電極の上に１
つ以上の整合層が配置される。これらの整合層も上記の
技術を使用してテーパ付けされる。或いは又、第１電
極、圧電層、第２電極、及び整合層を、テーパ付けの前
に、最初に組み立ててもよい。次いで、トランスジュー
サ構造体の所望のテーパ付けを上記技術の１つにより行
ってもよい。
極が配置される。そしてテーパ付けされた圧電層に第２
電極が配置される。この業界で一般に知られているよう
に、これら電極は、スパッタリング技術を使用すること
により圧電層に配置される。次いで、第２電極の上に１
つ以上の整合層が配置される。これらの整合層も上記の
技術を使用してテーパ付けされる。或いは又、第１電
極、圧電層、第２電極、及び整合層を、テーパ付けの前
に、最初に組み立ててもよい。次いで、トランスジュー
サ構造体の所望のテーパ付けを上記技術の１つにより行
ってもよい。
【００２９】トランスジューサ構造体を形成する層の側
面のテーパ付けに加えて、「漏れ易い」波の影響を、こ
の波にトランスジューサにより形成される二次波を破壊
的に干渉させることによって実質的に打ち消すこともで
きる。以下に述べるように、第２電極及び／又はいずれ
の整合層も、圧電上面よりも表面積が小さくされて、
「漏れ易い」波の影響を実質的に打ち消すための二次波
が発生される。
面のテーパ付けに加えて、「漏れ易い」波の影響を、こ
の波にトランスジューサにより形成される二次波を破壊
的に干渉させることによって実質的に打ち消すこともで
きる。以下に述べるように、第２電極及び／又はいずれ
の整合層も、圧電上面よりも表面積が小さくされて、
「漏れ易い」波の影響を実質的に打ち消すための二次波
が発生される。
【００３０】図８には、本発明の別の実施例が示されて
いる。圧電層８８は、圧電下面に配置された第１電極９
０と、圧電上面に配置された第２電極９２とを有して示
されている。圧電層８８は、図８に示すように、等しい
寸法の圧電上面及び下面を有している。或いは又、圧電
層は、上記のようにテーパを組み込んでもよい。
いる。圧電層８８は、圧電下面に配置された第１電極９
０と、圧電上面に配置された第２電極９２とを有して示
されている。圧電層８８は、図８に示すように、等しい
寸法の圧電上面及び下面を有している。或いは又、圧電
層は、上記のようにテーパを組み込んでもよい。
【００３１】第２電極９２は、圧電トランスジューサの
層８８の側面によって発生される横波と破壊的に干渉す
る二次横波を発生する。第２電極９２は、この破壊的な
干渉生じるように各端において距離ｄだけ圧電上面より
小さくされている。この距離ｄは、外部媒体における波
の速度をトランスジューサの作動周波数で定められたパ
ルス周期の半分であるΔＴで乗算したものを外部媒体に
おける伝播波の方向のサインで除算したもので近似され
る。
層８８の側面によって発生される横波と破壊的に干渉す
る二次横波を発生する。第２電極９２は、この破壊的な
干渉生じるように各端において距離ｄだけ圧電上面より
小さくされている。この距離ｄは、外部媒体における波
の速度をトランスジューサの作動周波数で定められたパ
ルス周期の半分であるΔＴで乗算したものを外部媒体に
おける伝播波の方向のサインで除算したもので近似され
る。
【００３２】図１１に示すように、第１パルス９４は、
第２電極９２における電気的な不連続性（例えば、第２
電極９２の端がその各端において距離ｄだけ圧電層８８
より短いこと）によって発生され、横波のソースとして
作用する。この第１パルス９４は、圧電層８８の物理的
な不連続性により発生された不所望な第２パルス即ち横
波９６に破壊的に干渉するように意図的に発生される。
これら２つのパルス９４及び９６は、観察点がトランス
ジューサから遠いときに（即ち、観察点が巾ｄの約５０
倍より大きい場所では）時間差ΔＴだけ分離されてお
り、従って、それにより生じる横波は波形９８で示すよ
うに減少される。従って、第２電極９２から延びていて
各々巾ｄを有する図８の領域９９及び１０１は、角度θ
のまわりの観察点において破壊的な干渉を生じるに必要
な時間又は位相遅延を与える。
第２電極９２における電気的な不連続性（例えば、第２
電極９２の端がその各端において距離ｄだけ圧電層８８
より短いこと）によって発生され、横波のソースとして
作用する。この第１パルス９４は、圧電層８８の物理的
な不連続性により発生された不所望な第２パルス即ち横
波９６に破壊的に干渉するように意図的に発生される。
これら２つのパルス９４及び９６は、観察点がトランス
ジューサから遠いときに（即ち、観察点が巾ｄの約５０
倍より大きい場所では）時間差ΔＴだけ分離されてお
り、従って、それにより生じる横波は波形９８で示すよ
うに減少される。従って、第２電極９２から延びていて
各々巾ｄを有する図８の領域９９及び１０１は、角度θ
のまわりの観察点において破壊的な干渉を生じるに必要
な時間又は位相遅延を与える。
【００３３】又、トランスジューサエレメントは、第２
電極９２上に配置された整合層１００及び１０２も有し
ている。整合層１００は、領域９９及び１０１に沿って
圧電層８８と接触することに注意されたい。これらの整
合層は長方形断面であるように示されているが、サイド
ローブレベルの影響を更に抑制するように前記のように
テーパ付けすることもできる。更に、整合層１００及び
１０２は、図８において圧電層８８と同じ巾を有するよ
うに示されているが、圧電層と同じ巾を有する必要はな
い。
電極９２上に配置された整合層１００及び１０２も有し
ている。整合層１００は、領域９９及び１０１に沿って
圧電層８８と接触することに注意されたい。これらの整
合層は長方形断面であるように示されているが、サイド
ローブレベルの影響を更に抑制するように前記のように
テーパ付けすることもできる。更に、整合層１００及び
１０２は、図８において圧電層８８と同じ巾を有するよ
うに示されているが、圧電層と同じ巾を有する必要はな
い。
【００３４】図９には、図１１の第１パルス９４が、図
８の実施例のように第２電極の不連続性によるのではな
くて整合層の機械的な不連続部によって発生されて、
「漏れ易い」波の影響を打ち消すような別の実施例が示
されている。即ち、整合層は、圧電層１０４により発生
される横波と破壊的に干渉する波を発生するようなある
寸法をもつように選択される。圧電層１０４は、等しい
表面積の第１電極１０６及び第２電極１０８を有してい
る。第１整合層１１０は、その整合層の各端において前
記式で計算された巾ｄだけ短くされていて、圧電層１０
４の不連続部により生じる横波と所望の破壊的な干渉を
形成する。更に性能を高めるために第１の整合層には第
２の整合層１１２も配置される。更に、圧電層１０４、
第１整合層１１０及び第２整合層１１２の１つ又は全部
に上記のようにテーパが付けられてもよい。
８の実施例のように第２電極の不連続性によるのではな
くて整合層の機械的な不連続部によって発生されて、
「漏れ易い」波の影響を打ち消すような別の実施例が示
されている。即ち、整合層は、圧電層１０４により発生
される横波と破壊的に干渉する波を発生するようなある
寸法をもつように選択される。圧電層１０４は、等しい
表面積の第１電極１０６及び第２電極１０８を有してい
る。第１整合層１１０は、その整合層の各端において前
記式で計算された巾ｄだけ短くされていて、圧電層１０
４の不連続部により生じる横波と所望の破壊的な干渉を
形成する。更に性能を高めるために第１の整合層には第
２の整合層１１２も配置される。更に、圧電層１０４、
第１整合層１１０及び第２整合層１１２の１つ又は全部
に上記のようにテーパが付けられてもよい。
【００３５】図１０には、第２電極１１８及び整合層１
２０の両方が、その各端において、上記式で計算された
距離ｄだけ圧電層１１４より短くされた別の実施例が示
されている。第１電極１１６は、ｘ−ｙ平面に沿って圧
電層１１４と同様の寸法である。更に、第２整合層１２
２が第１整合層１２０に配置される。これら第１及び第
２整合層は同じ巾である。或いは又、両整合層が上記し
たようにテーパ付けされてもよい。第２電極１１８及び
整合層１２０、１２２の両不連続部は、圧電層１１４の
不連続部により発生される横波との所望の破壊的干渉を
生じる。
２０の両方が、その各端において、上記式で計算された
距離ｄだけ圧電層１１４より短くされた別の実施例が示
されている。第１電極１１６は、ｘ−ｙ平面に沿って圧
電層１１４と同様の寸法である。更に、第２整合層１２
２が第１整合層１２０に配置される。これら第１及び第
２整合層は同じ巾である。或いは又、両整合層が上記し
たようにテーパ付けされてもよい。第２電極１１８及び
整合層１２０、１２２の両不連続部は、圧電層１１４の
不連続部により発生される横波との所望の破壊的干渉を
生じる。
【００３６】図１２及び１３には、トランスジューサエ
レメント１２５のアレー１２４が示されており、ここで
は、圧電層１２６、第１整合層１３２及び第２整合層１
３４は、各側面又は端部１３６、１３８、１４０、１４
２、１４４及び１４６においてテーパ付けされている。
これらのテーパ付けされた側面又は端部の各々は、サイ
ドローブレベルに作用する横波の発生を抑制する助けを
する。更に、第２電極１３０は、各端において、上記式
で計算された距離ｄだけ第１電極より小さくされてい
る。その結果、圧電層１２６により発生される不所望な
横波は、第２電極１３０の電気的な不連続部によって生
じる二次波を意図的に発生することにより更に抑制され
る。
レメント１２５のアレー１２４が示されており、ここで
は、圧電層１２６、第１整合層１３２及び第２整合層１
３４は、各側面又は端部１３６、１３８、１４０、１４
２、１４４及び１４６においてテーパ付けされている。
これらのテーパ付けされた側面又は端部の各々は、サイ
ドローブレベルに作用する横波の発生を抑制する助けを
する。更に、第２電極１３０は、各端において、上記式
で計算された距離ｄだけ第１電極より小さくされてい
る。その結果、圧電層１２６により発生される不所望な
横波は、第２電極１３０の電気的な不連続部によって生
じる二次波を意図的に発生することにより更に抑制され
る。
【００３７】圧電層は、鉛ジルコネートチタネート（Ｐ
ＺＴ）又は鉛メタニオベートのような圧電セラミック材
料で形成される。更に、圧電層は、複合材料、例えば、
マテリアルズ・リサーチ・ブルテン第１３巻の第５２５
−３６頁（１９７８年）に掲載されたＲ．Ｅ．ニュンハ
ン氏等の「接続性及び圧電パイロ電気複合物(Connectiv
ety and Piezoelectric-Pyroelectric Composites)」及
びマテリアルズ・リサーチ・ブルテン第１３巻の第５９
９−６０７頁（１９７８年）に掲載されたＲ．Ｅ．ニュ
ンハン氏等の「柔軟性複合トランスジューサ(Flexible
Composite Transducers)」に述べられた複合材料で形成
することができる。
ＺＴ）又は鉛メタニオベートのような圧電セラミック材
料で形成される。更に、圧電層は、複合材料、例えば、
マテリアルズ・リサーチ・ブルテン第１３巻の第５２５
−３６頁（１９７８年）に掲載されたＲ．Ｅ．ニュンハ
ン氏等の「接続性及び圧電パイロ電気複合物(Connectiv
ety and Piezoelectric-Pyroelectric Composites)」及
びマテリアルズ・リサーチ・ブルテン第１３巻の第５９
９−６０７頁（１９７８年）に掲載されたＲ．Ｅ．ニュ
ンハン氏等の「柔軟性複合トランスジューサ(Flexible
Composite Transducers)」に述べられた複合材料で形成
することができる。
【００３８】複合材料を使用する場合には、トランスジ
ューサエレメントは、その縁に向かって減少する偏波プ
ロファイルを与え、アポダイゼーションを生じる。圧電
層のこの偏波の例が、１９８５年５月２１日付けのＴホ
ーエン氏の米国特許第４，５１８，８８９号に開示され
ている。本発明の原理に基づいて使用すると、トランス
ジューサ層の側面にテーパを付けること、又は複合材料
の偏波プロファイルと結合されるエレメントの機械的な
不連続部と破壊的に干渉する二次的な不連続部を形成す
ることの両方が、サイドローブを更に減少するように作
用する。
ューサエレメントは、その縁に向かって減少する偏波プ
ロファイルを与え、アポダイゼーションを生じる。圧電
層のこの偏波の例が、１９８５年５月２１日付けのＴホ
ーエン氏の米国特許第４，５１８，８８９号に開示され
ている。本発明の原理に基づいて使用すると、トランス
ジューサ層の側面にテーパを付けること、又は複合材料
の偏波プロファイルと結合されるエレメントの機械的な
不連続部と破壊的に干渉する二次的な不連続部を形成す
ることの両方が、サイドローブを更に減少するように作
用する。
【００３９】トランスジューサエレメントを送信器とし
て考えて本発明を説明した。しかしながら、トランスジ
ューサは受信器としても動作するので、トランスジュー
サを受信器として考えて現象を等しく説明することがで
きる。上記した本発明の態様は好ましい例であり、本発
明の範囲から逸脱せずに、各部分の形状、サイズ及び配
置に種々の変更がなされ得ることを理解されたい。
て考えて本発明を説明した。しかしながら、トランスジ
ューサは受信器としても動作するので、トランスジュー
サを受信器として考えて現象を等しく説明することがで
きる。上記した本発明の態様は好ましい例であり、本発
明の範囲から逸脱せずに、各部分の形状、サイズ及び配
置に種々の変更がなされ得ることを理解されたい。
【図１】公知のトランスジューサアレーの斜視図であ
る。
る。
【図２】公知のトランスジューサエレメントの斜視図で
ある。
ある。
【図３】トランスジューサの放射パターンのグラフであ
る。
る。
【図４】図２に示すトランスジューサエレメントをｙ−
ｚ平面に沿って見た断面図である。
ｚ平面に沿って見た断面図である。
【図５】本発明のトランスジューサエレメントの第１実
施例をｙ−ｚ平面に沿って見た断面図で、テーパ付けさ
れた側面を有する圧電層を示す図である。
施例をｙ−ｚ平面に沿って見た断面図で、テーパ付けさ
れた側面を有する圧電層を示す図である。
【図６】本発明のトランスジューサエレメントの第２実
施例をｙ−ｚ平面に沿って見た断面図で、圧電層と、テ
ーパ付けされた端をもつ２つの整合層とを示した図であ
る。
施例をｙ−ｚ平面に沿って見た断面図で、圧電層と、テ
ーパ付けされた端をもつ２つの整合層とを示した図であ
る。
【図７】本発明のトランスジューサエレメントの第３実
施例をｙ−ｚ平面に沿って見た部分断面図で、テーパ付
けされた段状パターンをもつ圧電層を示す図である。
施例をｙ−ｚ平面に沿って見た部分断面図で、テーパ付
けされた段状パターンをもつ圧電層を示す図である。
【図８】本発明のトランスジューサエレメントの第４実
施例を示す断面図で、下部電極より表面積の小さい上部
電極と、圧電層とサイズ的に同延の整合層とを有するト
ランスジューサエレメントを示す図である。
施例を示す断面図で、下部電極より表面積の小さい上部
電極と、圧電層とサイズ的に同延の整合層とを有するト
ランスジューサエレメントを示す図である。
【図９】本発明のトランスジューサエレメントの第５実
施例を示す断面図で、整合層の表面積が圧電層より小さ
いトランスジューサエレメントを示す図である。
施例を示す断面図で、整合層の表面積が圧電層より小さ
いトランスジューサエレメントを示す図である。
【図１０】本発明のトランスジューサエレメントの第６
実施例を示す断面図で、下部電極より表面積の小さい上
部電極と、圧電層よりサイズの小さい整合層とを有する
トランスジューサエレメントを示す図である。
実施例を示す断面図で、下部電極より表面積の小さい上
部電極と、圧電層よりサイズの小さい整合層とを有する
トランスジューサエレメントを示す図である。
【図１１】機械的及び電気的不連続部により生じるパル
スと、図８、９及び１０に示す実施例の破壊的な合成信
号とを示すグラフである。
スと、図８、９及び１０に示す実施例の破壊的な合成信
号とを示すグラフである。
【図１２】本発明のトランスジューサエレメントの第７
実施例を示す断面図であって、圧電層と、テーパ付けさ
れた端をもつ２つの整合層と、下部電極より表面積の小
さい上部電極とを有するトランスジューサエレメントを
示す図である。
実施例を示す断面図であって、圧電層と、テーパ付けさ
れた端をもつ２つの整合層と、下部電極より表面積の小
さい上部電極とを有するトランスジューサエレメントを
示す図である。
【図１３】図１２に示すトランスジューサエレメントの
アレーを示す斜視図である。
アレーを示す斜視図である。
４０ 横波 ５０ トランスジューサエレメント ５２ 圧電層 ５３ テーパの長さ ５４、５６ 側面 ５５ 圧電層の厚み ５８ 第１電極 ６０ 第２電極 ６２ 第１整合層 ６４ 第２整合層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セビグ エイター アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパティノ パロ ビスタ ロ ード 10219 (72)発明者 ジョン エイ ホザック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94301 パロ アルト エマーソン スト リート 146 アパートメント ビー (72)発明者 キャシィ ジェイ ジャクソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94536 フリモント デッドウッド ドラ イヴ 4729 (72)発明者 ジン リウ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニィヴェイル スカリック コ ート 581
Claims (57)
- 【請求項１】 圧電上面と、圧電下面と、２つの圧電側
面とを有する圧電層であって、上記圧電側面には上記圧
電上面の表面積が上記圧電下面より小さくなるようにテ
ーパが付けられている圧電層と、 上記圧電下面に配置された第１電極と、 上記圧電上面に配置された第２電極とを具備することを
特徴とする音響トランスジューサ。 - 【請求項２】 上記圧電上面及び上記圧電下面は一般に
互いに平行である請求項１に記載のトランスジューサ。 - 【請求項３】 上記圧電側面は、一次音響伝播方向に対
して約９０°より大きく且つ約１２０°より小さい角度
を形成する請求項２に記載のトランスジューサ。 - 【請求項４】 上記圧電側面は、上記一次音響伝播方向
に対して約９８°の角度を形成する請求項３に記載のト
ランスジューサ。 - 【請求項５】 上記圧電側面は平面形状である請求項３
に記載のトランスジューサ。 - 【請求項６】 上記圧電側面は一連の平らなセグメント
より成る請求項３に記載のトランスジューサ。 - 【請求項７】 上記平らなセグメントは段付き形状であ
る請求項６に記載のトランスジューサ。 - 【請求項８】 上記圧電側面は非平面形状である請求項
３に記載のトランスジューサ。 - 【請求項９】 上部、底部及び２つの端部を有する少な
くとも１つの整合層を更に備え、この整合層は上記第２
電極上に配置される請求項３に記載のトランスジュー
サ。 - 【請求項１０】 上記少なくとも１つの整合層の上記上
部は、その表面積が上記圧電上面よりも小さい請求項９
に記載のトランスジューサ。 - 【請求項１１】 上記第２電極上に配置された第１の整
合層を更に備え、これは、第１整合層上面と、第１整合
層下面と、２つの端とを有し、上記第１整合層上面はそ
の表面積が上記第１整合層下面より小さい請求項３に記
載のトランスジューサ。 - 【請求項１２】 上記第１整合層の端は平面形状である
請求項１１に記載のトランスジューサ。 - 【請求項１３】 上記第１整合層の端は一連の平らなセ
グメントより成る請求項１１に記載のトランスジュー
サ。 - 【請求項１４】 上記第１整合層の端は非平面形状であ
る請求項１１に記載のトランスジューサ。 - 【請求項１５】 上記第１整合層の上面に配置された第
２の整合層を更に備え、これは、第２整合層上面と、第
２整合層下面と、２つの端とを有し、上記第２整合層上
面はその表面積が上記第２整合層下面より小さい請求項
１１に記載のトランスジューサ。 - 【請求項１６】 上記第１整合層の端は、上記一次音響
伝播方向に対して約９０°より大きく且つ約１０４°よ
り小さい角度を形成する請求項１１に記載のトランスジ
ューサ。 - 【請求項１７】 上記圧電層は圧電セラミック材料より
成る請求項３に記載のトランスジューサ。 - 【請求項１８】 上記圧電層は複合材料より成る請求項
３に記載のトランスジューサ。 - 【請求項１９】 上記複合材料は、上記圧電層の上記側
面に向かって減少する偏波プロファイルを有する請求項
１８に記載のトランスジューサ。 - 【請求項２０】 圧電上面と、圧電下面と、２つの圧電
側面とを有する圧電層と、 上記圧電下面に配置された第１電極と、 上記圧電上面に配置された第２電極とを備え、この第２
電極は表面積が上記圧電上面よりも小さく、この第２電
極は、トランスジューサにより発生される横波と破壊的
に干渉する波を発生することを特徴とする音響トランス
ジューサ。 - 【請求項２１】 上記第２電極は、上記第２電極の各端
において距離ｄだけ上記圧電上面より小さくなってお
り、この距離ｄは、ほぼ、外部媒体における波の速度に
上記トランスジューサの作動周波数で定められたパルス
周期の半分を乗算したものを上記外部媒体における伝播
波の方向のサインで除算した値である請求項２０に記載
のトランスジューサ。 - 【請求項２２】 上記圧電上面及び下面は互いに一般的
に平行である請求項２１に記載のトランスジューサ。 - 【請求項２３】 上記圧電上面及び圧電下面は同じ表面
積を有する請求項２２に記載のトランスジューサ。 - 【請求項２４】 上記圧電上面はその表面積が上記圧電
下面より小さい請求項２２に記載のトランスジューサ。 - 【請求項２５】 上記圧電側面は平面形状である請求項
２４に記載のトランスジューサ。 - 【請求項２６】 上記圧電側面は一連の平らなセグメン
トより成る請求項２４に記載のトランスジューサ。 - 【請求項２７】 上記圧電側面は非平面形状である請求
項２４に記載のトランスジューサ。 - 【請求項２８】 上記第２電極上に配置された少なくと
も１つの整合層を更に備えた請求項２３に記載のトラン
スジューサ。 - 【請求項２９】 上記第２電極上に配置された少なくと
も１つの整合層を更に備えた請求項２４に記載のトラン
スジューサ。 - 【請求項３０】 上記第２電極上に配置された第１の整
合層を更に備え、これは、第１整合層上面と第１整合層
下面とを有し、この第１整合層上面は表面積が上記第１
整合層下面より小さい請求項２３に記載のトランスジュ
ーサ。 - 【請求項３１】 上記第１整合層上面に配置された第２
整合層を更に備え、この第２整合層は、第２整合層上面
と第２整合層下面とを有し、この第２整合層上面は表面
積が上記第２整合層下面より小さい請求項３０に記載の
トランスジューサ。 - 【請求項３２】 上記第２電極上に配置された第１の整
合層を更に備え、この第１整合層は、第１整合層上面と
第１整合層下面とを有し、この第１整合層上面は表面積
が上記第１整合層下面より小さい請求項２４に記載のト
ランスジューサ。 - 【請求項３３】 上記第１整合層上面に配置された第２
整合層を更に備え、この第２整合層は、第２整合層上面
と第２整合層下面とを有し、この第２整合層上面は表面
積が上記第２整合層下面より小さい請求項３２に記載の
トランスジューサ。 - 【請求項３４】 圧電上面と、圧電下面と、２つの圧電
側面とを有する圧電層と、 上記圧電下面に配置された第１電極と、 上記圧電上面に配置された第２電極と、 上記第２電極上に配置された整合層とを備え、この整合
層は、整合層上面と、整合層下面と、整合層端とを有
し、上記整合層下面は表面積が上記圧電上面よりも小さ
くて、上記整合層は、トランスジューサにより発生され
る横波と破壊的に干渉する波を発生することを特徴とす
る音響トランスジューサ。 - 【請求項３５】 上記整合層は、上記整合層の各端にお
いて距離ｄだけ上記圧電上面より小さくなっており、こ
の距離ｄは、ほぼ、外部媒体における波の速度に上記ト
ランスジューサの作動周波数で定められたパルス周期の
半分を乗算したものを上記外部媒体における伝播波の方
向のサインで除算した値である請求項３４に記載のトラ
ンスジューサ。 - 【請求項３６】 上記第２電極は上記圧電上面よりも上
記距離ｄだけ小さい請求項３５に記載のトランスジュー
サ。 - 【請求項３７】 上記圧電上面は表面積が上記圧電下面
より小さく、上記圧電側面はテーパ付けされた形状であ
る請求項３６に記載のトランスジューサ。 - 【請求項３８】 上記整合層上面は表面積が上記整合層
下面より小さく、上記整合層の端はテーパ付けされた形
状である請求項３７に記載のトランスジューサ。 - 【請求項３９】 音響像形成システムに使用するための
サイドローブを減少したトランスジューサのアレーにお
いて、 各々圧電層を有する複数のトランスジューサエレメント
を備え、圧電層は、圧電上面と、圧電下面と、２つの圧
電側面とを有し、上記圧電上面は表面積が上記圧電下面
より小さく且つそれに一般的に平行であり、 更に、上記圧電下面の各々に配置された第１電極と、 上記圧電上面の各々に配置された第２電極とを備え、 上記圧電側面の各々は、一次音響伝播方向に対して約９
０°より大きくそして約１２０°より小さい角度を形成
することを特徴とするトランスジューサのアレー。 - 【請求項４０】 上記第２電極の各々に配置された少な
くとも１つの整合層を更に備えた請求項３９に記載のト
ランスジューサのアレー。 - 【請求項４１】 上記第２電極の各々に配置された第１
整合層を更に備え、その各々は、第１整合層下面と、第
１整合層上面と、第１整合層端とを有し、上記第１整合
層上面は表面積が上記第１整合層下面より小さい請求項
３９に記載のトランスジューサのアレー。 - 【請求項４２】 上記第１整合層端は、上記一次音響伝
播方向に対して約９０°より大きくそして約１０４°よ
り小さい角度を形成する請求項４１に記載のトランスジ
ューサのアレー。 - 【請求項４３】 音響像形成システムに使用するための
サイドローブを減少したトランスジューサのアレーにお
いて、 各々圧電層を有する複数のトランスジューサエレメント
を備え、圧電層は、圧電上面と、圧電下面と、２つの圧
電側面とを有し、 更に、上記圧電下面の各々に配置された第１電極と、 上記圧電上面の各々に配置された第２電極とを備え、こ
れら第２電極の各々は表面積が上記圧電上面より小さ
く、そして上記第２電極の各々は、上記トランスジュー
サエレメントの各々により発生される横波と破壊的に干
渉する波を発生することを特徴とするトランスジューサ
のアレー。 - 【請求項４４】 上記第２電極の各々は、上記第２電極
の各々の各端において距離ｄだけ上記圧電上面の各々よ
りも小さく、この距離ｄは、ほぼ、外部媒体における波
の速度に上記トランスジューサの作動周波数で定められ
たパルス周期の半分を乗算したものを上記外部媒体にお
ける伝播波の方向のサインで除算した値である請求項４
３に記載のトランスジューサのアレー。 - 【請求項４５】 上記第２電極の各々に配置された少な
くとも１つの整合層を更に備えた請求項４４に記載のト
ランスジューサのアレー。 - 【請求項４６】 サイドローブの減少された音響像形成
システムに使用するトランスジューサを構成する方法に
おいて、 圧電層の側面をテーパ付けして、圧電上面の表面積が圧
電下面より小さくなるようにし、 上記圧電下面に第１電極を配置し、そして 上記圧電上面に第２電極を配置することを特徴とする方
法。 - 【請求項４７】 上記テーパ付けにより一次音響伝播方
向に対して約９０°より大きく且つ約１２０°より小さ
い角度が生じる請求項４６に記載の方法。 - 【請求項４８】 上記テーパ付けにより一次音響伝播方
向に対して約９８°の角度が生じる請求項４７に記載の
方法。 - 【請求項４９】 上記テーパ付けは、上記圧電層の側面
を切断することにより行う請求項４７に記載の方法。 - 【請求項５０】 上記テーパ付けは、レーザの使用によ
って行う請求項４７に記載の方法。 - 【請求項５１】 上記テーパ付けは、化学的なエッチン
グ剤の使用によって行う請求項４７に記載の方法。 - 【請求項５２】 上記テーパ付けは、レーザで誘起され
る化学的エッチングの使用によって行う請求項４７に記
載の方法。 - 【請求項５３】 上記第２電極上に少なくとも１つの整
合層を配置する段階を更に備えた請求項４７に記載の方
法。 - 【請求項５４】 サイドローブの減少された音響像形成
システムに使用するトランスジューサを構成する方法に
おいて、 圧電層の圧電下面に第１電極を配置し、圧電層は、圧電
上面と、２つの圧電側面も有しており、 上記圧電上面に第２電極を配置し、 上記圧電側面をテーパ付けして、上記圧電上面の表面積
が上記圧電下面より小さくなるようにすることを特徴と
する方法。 - 【請求項５５】 サイドローブの減少された音響像形成
システムに使用するトランスジューサを構成する方法に
おいて、 圧電層の下面に第１電極を配置し、圧電層は、圧電上面
と、２つの圧電側面も有しており、 上記圧電上面に上記圧電上面より表面積の小さい第２電
極を配置し、この第２電極は、上記トランスジューサに
よって発生される横波と破壊的に干渉する波を発生する
ことを特徴とする方法。 - 【請求項５６】 上記第２電極は、上記第２電極の各端
において距離ｄだけ上記圧電上面より小さくなってお
り、この距離ｄは、ほぼ、外部媒体における波の速度に
上記トランスジューサの作動周波数で定められたパルス
周期の半分を乗算したものを上記外部媒体における伝播
波の方向のサインで除算した値である請求項５５に記載
の方法。 - 【請求項５７】 上記第２電極に少なくとも１つの整合
層を配置する段階を更に備えた請求項５６に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/046606 | 1993-04-12 | ||
| US08/046,606 US5410208A (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Ultrasound transducers with reduced sidelobes and method for manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715799A true JPH0715799A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=21944370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6068228A Pending JPH0715799A (ja) | 1993-04-12 | 1994-04-06 | サイドローブを減少した超音波トランスジューサ及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5410208A (ja) |
| EP (1) | EP0620048A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0715799A (ja) |
| AU (1) | AU679035B2 (ja) |
| CA (1) | CA2119954C (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003179281A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜圧電体素子およびその製造方法 |
| JP2009078439A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Fujifilm Corp | 圧電アクチュエータおよび液体吐出ヘッド |
| JP2012192541A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | 圧電素子、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置 |
| JP2015024663A (ja) * | 2014-11-06 | 2015-02-05 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置 |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5846097A (en) * | 1995-10-04 | 1998-12-08 | Acuson Corporation | Submersible connector system |
| US5617866A (en) * | 1996-01-05 | 1997-04-08 | Acuson Corporation | Modular transducer system |
| WO1998024296A2 (en) * | 1996-11-20 | 1998-06-11 | The Regents Of The University Of California | Multilaminate piezoelectric high voltage stack |
| JP3880218B2 (ja) * | 1998-09-11 | 2007-02-14 | 株式会社日立メディコ | 超音波探触子 |
| US6160340A (en) * | 1998-11-18 | 2000-12-12 | Siemens Medical Systems, Inc. | Multifrequency ultrasonic transducer for 1.5D imaging |
| WO2000044054A1 (fr) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Kansai Research Institute | Dispositif a film mince piezoelectrique, procede de production associe et tete d'enregistrement a jet d'encre |
| US6390985B1 (en) * | 1999-07-21 | 2002-05-21 | Scimed Life Systems, Inc. | Impedance matching transducers |
| US6761688B1 (en) | 2001-02-28 | 2004-07-13 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Multi-layered transducer array and method having identical layers |
| US6429574B1 (en) | 2001-02-28 | 2002-08-06 | Acuson Corporation | Transducer array using multi-layered elements having an even number of elements and a method of manufacture thereof |
| US6437487B1 (en) | 2001-02-28 | 2002-08-20 | Acuson Corporation | Transducer array using multi-layered elements and a method of manufacture thereof |
| US7344501B1 (en) | 2001-02-28 | 2008-03-18 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Multi-layered transducer array and method for bonding and isolating |
| US6664717B1 (en) | 2001-02-28 | 2003-12-16 | Acuson Corporation | Multi-dimensional transducer array and method with air separation |
| US20030048041A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-13 | Hiroyuki Kita | Piezoelectric thin-film element and a manufacturing method thereof |
| WO2004091255A1 (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-21 | Olympus Corporation | 超音波振動子及びその製造方法 |
| US7156551B2 (en) * | 2003-06-23 | 2007-01-02 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Ultrasound transducer fault measurement method and system |
| US7368852B2 (en) * | 2003-08-22 | 2008-05-06 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Electrically conductive matching layers and methods |
| US20050039323A1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-02-24 | Simens Medical Solutions Usa, Inc. | Transducers with electically conductive matching layers and methods of manufacture |
| US7004906B1 (en) * | 2004-07-26 | 2006-02-28 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Contrast agent imaging with agent specific ultrasound detection |
| US20060100522A1 (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-11 | Scimed Life Systems, Inc. | Piezocomposite transducers |
| JP5123491B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2013-01-23 | 日本碍子株式会社 | 積層型圧電／電歪素子 |
| US20070041273A1 (en) * | 2005-06-21 | 2007-02-22 | Shertukde Hemchandra M | Acoustic sensor |
| US9530955B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-12-27 | Acist Medical Systems, Inc. | Ultrasound transducer and processing methods thereof |
| CN104054355B (zh) * | 2012-11-16 | 2018-12-04 | 阿西斯特医疗系统有限公司 | 超声换能器及其加工方法 |
| JP2015074174A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | 株式会社リコー | 圧電素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、画像形成装置及び圧電素子の製造方法 |
| US9536511B2 (en) | 2013-12-31 | 2017-01-03 | Acist Medical Systems, Inc. | Ultrasound transducer stack |
| EP3265842A1 (en) | 2015-03-05 | 2018-01-10 | CrystalView Medical Imaging Limited | Clutter suppression in ultrasonic imaging systems |
| US9976925B2 (en) * | 2015-10-16 | 2018-05-22 | Kidde Technologies, Inc. | Apparatus and method for testing linear thermal sensors |
| US11756520B2 (en) * | 2016-11-22 | 2023-09-12 | Transducer Works LLC | 2D ultrasound transducer array and methods of making the same |
| US11096672B2 (en) | 2017-07-21 | 2021-08-24 | Crystalview Medical Imaging Ltd. | Clutter suppression in ultrasonic imaging systems |
| US11289641B2 (en) | 2018-09-19 | 2022-03-29 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Thin-film piezoelectric-material element, method of manufacturing the same, head gimbal assembly and hard disk drive |
| US11107630B2 (en) * | 2018-09-26 | 2021-08-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Integration scheme for breakdown voltage enhancement of a piezoelectric metal-insulator-metal device |
| CN113140669B (zh) * | 2020-01-19 | 2024-05-24 | 北京小米移动软件有限公司 | 压电组件及制作方法、屏幕部件和移动终端 |
| JP2024046263A (ja) * | 2022-09-22 | 2024-04-03 | 富士フイルム株式会社 | 超音波プローブ及び超音波診断装置 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2249933A (en) * | 1938-09-24 | 1941-07-22 | Telefunken Gmbh | Piezoelectric plate |
| US2928068A (en) * | 1952-03-25 | 1960-03-08 | Gen Electric | Compressional wave transducer and method of making the same |
| US2956184A (en) * | 1954-11-01 | 1960-10-11 | Honeywell Regulator Co | Transducer |
| US3166731A (en) * | 1959-11-24 | 1965-01-19 | Chemetron Corp | Ultrasonic testing device |
| US3794866A (en) * | 1972-11-09 | 1974-02-26 | Automation Ind Inc | Ultrasonic search unit construction |
| GB2095951A (en) * | 1981-02-19 | 1982-10-06 | Nat Res Dev | Transducers of improved resolution and systems for the transmission and reception of radiation |
| JPS5885611A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-23 | Citizen Watch Co Ltd | 弾性表面波素子 |
| US4425525A (en) * | 1982-02-16 | 1984-01-10 | General Electric Company | Ultrasonic transducer array shading |
| US4460841A (en) * | 1982-02-16 | 1984-07-17 | General Electric Company | Ultrasonic transducer shading |
| JPS58198998A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-19 | Hitachi Ltd | 超音波探触子 |
| US4518889A (en) * | 1982-09-22 | 1985-05-21 | North American Philips Corporation | Piezoelectric apodized ultrasound transducers |
| EP0145429B1 (en) * | 1983-12-08 | 1992-02-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Curvilinear array of ultrasonic transducers |
| US4701658A (en) * | 1985-03-11 | 1987-10-20 | United Technologies Corporation | Broadband acoustic point-contact transducer |
| JPS6319907A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-27 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
| JPH0685491B2 (ja) * | 1986-08-29 | 1994-10-26 | 松下電器産業株式会社 | 圧電セラミツク共振子の製造方法 |
| JP2869075B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1999-03-10 | 日立建機株式会社 | 配向性薄膜パターンの形成方法、配向性薄膜パターンおよび薄膜アレイ超音波変換器の薄膜素子の形成方法 |
| JPH02213329A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Toshiba Corp | 超音波診断装置の探触子 |
| ATE98530T1 (de) * | 1989-02-22 | 1994-01-15 | Siemens Ag | Ultraschall-array mit trapezfoermigen schwingerelementen sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung. |
| JPH01295512A (ja) * | 1989-04-12 | 1989-11-29 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子の製造方法 |
| US4961252A (en) * | 1989-12-08 | 1990-10-09 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Means and method for nonuniform poling of piezoelectric transducers |
| US5250869A (en) * | 1990-03-14 | 1993-10-05 | Fujitsu Limited | Ultrasonic transducer |
| JPH04200096A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子の製造方法 |
| US5075641A (en) * | 1990-12-04 | 1991-12-24 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | High frequency oscillator comprising cointegrated thin film resonator and active device |
| US5233259A (en) * | 1991-02-19 | 1993-08-03 | Westinghouse Electric Corp. | Lateral field FBAR |
| US5185589A (en) * | 1991-05-17 | 1993-02-09 | Westinghouse Electric Corp. | Microwave film bulk acoustic resonator and manifolded filter bank |
-
1993
- 1993-04-12 US US08/046,606 patent/US5410208A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-23 AU AU59022/94A patent/AU679035B2/en not_active Ceased
- 1994-03-25 CA CA002119954A patent/CA2119954C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-06 JP JP6068228A patent/JPH0715799A/ja active Pending
- 1994-04-12 EP EP94302569A patent/EP0620048A3/en not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003179281A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜圧電体素子およびその製造方法 |
| JP2009078439A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Fujifilm Corp | 圧電アクチュエータおよび液体吐出ヘッド |
| JP2012192541A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | 圧電素子、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置 |
| JP2015024663A (ja) * | 2014-11-06 | 2015-02-05 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5410208A (en) | 1995-04-25 |
| CA2119954C (en) | 1999-07-13 |
| EP0620048A2 (en) | 1994-10-19 |
| AU679035B2 (en) | 1997-06-19 |
| AU5902294A (en) | 1994-10-13 |
| CA2119954A1 (en) | 1994-10-13 |
| EP0620048A3 (en) | 1995-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0715799A (ja) | サイドローブを減少した超音波トランスジューサ及びその製造方法 | |
| US5706820A (en) | Ultrasonic transducer with reduced elevation sidelobes and method for the manufacture thereof | |
| Turnbull et al. | Fabrication and characterization of transducer elements in two-dimensional arrays for medical ultrasound imaging | |
| US6262946B1 (en) | Capacitive micromachined ultrasonic transducer arrays with reduced cross-coupling | |
| US5434827A (en) | Matching layer for front acoustic impedance matching of clinical ultrasonic tranducers | |
| US5392259A (en) | Micro-grooves for the design of wideband clinical ultrasonic transducers | |
| US5651365A (en) | Phased array transducer design and method for manufacture thereof | |
| US7285897B2 (en) | Curved micromachined ultrasonic transducer arrays and related methods of manufacture | |
| US5371717A (en) | Microgrooves for apodization and focussing of wideband clinical ultrasonic transducers | |
| JPS5977800A (ja) | アポダイズされた超音波トランスジユ−サおよびその製造法 | |
| JP7376008B2 (ja) | 高周波超音波トランスデューサ | |
| WO2007046180A1 (ja) | 超音波トランスデューサ、超音波探触子および超音波撮像装置 | |
| JPS58161493A (ja) | リニア・アレー超音波変換器 | |
| JPH07298398A (ja) | 音響変換器およびその製造方法 | |
| CN109909140B (zh) | 一种压电微机械超声换能器及其制备方法 | |
| US20020096973A1 (en) | Class V flextensional transducer with directional beam patterns | |
| Dias | An experimental investigation of the cross-coupling between elements of an acoustic imaging array transducer | |
| Dausch et al. | 5I-4 Piezoelectric micromachined ultrasound transducer (pMUT) arrays for 3D imaging probes | |
| Pala et al. | Radius of curvature measurement using piezoelectric micromachined ultrasonic transducers | |
| De Jong et al. | Vibration modes, matching layers and grating lobes | |
| Morton et al. | Evaluation of kerfless linear arrays | |
| JP5067821B2 (ja) | 多周波送受波器 | |
| US11813640B2 (en) | Planar phased ultrasound transducer array | |
| Sadeghpour et al. | A novel 6 MHz phased array piezoelectric micromachined ultrasound transducer (pMUT) with 128 elements for medical imaging | |
| Bybi et al. | Numerical study of the cross-talk effects in acoustical transducer arrays and correction |