JPH10328187A - 生体用音響変換器 - Google Patents
生体用音響変換器Info
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- JPH10328187A JPH10328187A JP15437597A JP15437597A JPH10328187A JP H10328187 A JPH10328187 A JP H10328187A JP 15437597 A JP15437597 A JP 15437597A JP 15437597 A JP15437597 A JP 15437597A JP H10328187 A JPH10328187 A JP H10328187A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生体の浅部に、高周波超音波と低周波音波と
を重畳させた状態で注入することができる生体用音響変
換器を提供する。 【解決手段】 屈曲モード振動子４の音波放射面側に可
撓性が大である厚みモード振動子１を設けることにより
低周波音波を効率良く発生させ、高周波パルス音波に重
畳させる。
を重畳させた状態で注入することができる生体用音響変
換器を提供する。 【解決手段】 屈曲モード振動子４の音波放射面側に可
撓性が大である厚みモード振動子１を設けることにより
低周波音波を効率良く発生させ、高周波パルス音波に重
畳させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体表面から体内
に可聴周波数帯域以下の音波と超音波パルスとを重畳し
て送信し、その反射波を受信する生体計測装置用の音響
変換器に関し、特に、この重畳波を生体の浅い部位に送
信できるようにしたものである。
に可聴周波数帯域以下の音波と超音波パルスとを重畳し
て送信し、その反射波を受信する生体計測装置用の音響
変換器に関し、特に、この重畳波を生体の浅い部位に送
信できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】生体計測用の音響変換器は、生体の表面
から体内に向けて音波を送信し、その反射波を受信す
る。こうして得た音響的情報を分析することにより、生
体内の状態を検出することができる。
から体内に向けて音波を送信し、その反射波を受信す
る。こうして得た音響的情報を分析することにより、生
体内の状態を検出することができる。
【０００３】この音響変換器には、可聴周波数帯域以下
の音波と、数メガヘルツ程度の超音波パルスとを同時に
体内に注入する、２周波音響変換器と言われる種類があ
り、この変換器を用いれば、低周波の音波で体内に大き
な変位を与え、その変位の様子を超音波パルスによって
検出することができる。
の音波と、数メガヘルツ程度の超音波パルスとを同時に
体内に注入する、２周波音響変換器と言われる種類があ
り、この変換器を用いれば、低周波の音波で体内に大き
な変位を与え、その変位の様子を超音波パルスによって
検出することができる。
【０００４】この２周波音響変換器では、特公平５−８
７２４９に記載されたものが知られている。この音響変
換器は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、リング状の低
周波振動子52と、円板状の高周波振動子51とを備えてお
り、これらが共軸構造を成すように、低周波振動子52の
リングの中に高周波振動子51が配置されている。低周波
振動子52は可聴周波数帯域以下の音波を軸方向に送信し
て反射波を受信し、高周波振動子51は超音波を軸方向に
送信して反射波を受信する。
７２４９に記載されたものが知られている。この音響変
換器は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、リング状の低
周波振動子52と、円板状の高周波振動子51とを備えてお
り、これらが共軸構造を成すように、低周波振動子52の
リングの中に高周波振動子51が配置されている。低周波
振動子52は可聴周波数帯域以下の音波を軸方向に送信し
て反射波を受信し、高周波振動子51は超音波を軸方向に
送信して反射波を受信する。
【０００５】従来のこの音響変換器は、生体の深部での
使用を前提としている。そのため、高周波用振動子51に
は、高周波音波を効率良く送受信できるように、圧電セ
ラミックスを構成材料とする高感度の高周波用厚みモー
ド振動子（即ち、音波放射面と直交する厚み方向に伸縮
して振動を発生する振動子）が用いられ、また、低周波
振動子52には、低周波音波を生体の深部まで伝えられる
ように、圧電セラミックスを構成材料とする比較的大口
径の低周波用厚みモード環状振動子が用いられている。
使用を前提としている。そのため、高周波用振動子51に
は、高周波音波を効率良く送受信できるように、圧電セ
ラミックスを構成材料とする高感度の高周波用厚みモー
ド振動子（即ち、音波放射面と直交する厚み方向に伸縮
して振動を発生する振動子）が用いられ、また、低周波
振動子52には、低周波音波を生体の深部まで伝えられる
ように、圧電セラミックスを構成材料とする比較的大口
径の低周波用厚みモード環状振動子が用いられている。
【０００６】このように、高周波用振動子51及び低周波
振動子52が共に厚みモード振動子であるため、高周波用
振動子51は、低周波振動子52の音波放射面と重ならない
ように配置されている。
振動子52が共に厚みモード振動子であるため、高周波用
振動子51は、低周波振動子52の音波放射面と重ならない
ように配置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの音
響変換器では、低周波音波の発生位置と高周波音波の発
生位置とが離れているため、放射された低周波音波及び
高周波音波は、音響変換器から、ある程度距離を置かな
ければ重畳しない。そのため、生体の浅部に高周波音波
と低周波音波とを重畳させることが困難であり、例えば
手首の動脈に関して重畳した音波に対する音響的情報を
得ることができなかった。
響変換器では、低周波音波の発生位置と高周波音波の発
生位置とが離れているため、放射された低周波音波及び
高周波音波は、音響変換器から、ある程度距離を置かな
ければ重畳しない。そのため、生体の浅部に高周波音波
と低周波音波とを重畳させることが困難であり、例えば
手首の動脈に関して重畳した音波に対する音響的情報を
得ることができなかった。
【０００８】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、生体の浅部に対しても、高周波超音波と
低周波音波とを重畳させて注入することができる生体用
音響変換器を提供することを目的としている。
るものであり、生体の浅部に対しても、高周波超音波と
低周波音波とを重畳させて注入することができる生体用
音響変換器を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の生体用
音響変換器では、低周波音波を送出する屈曲モード振動
子（即ち、音波放射面と平行する方向に圧電体が伸縮し
て、音波放射面が弓状に屈曲して振動する振動子）の音
波放射面側に、高周波音波を送出する厚みモード振動子
を設けている。
音響変換器では、低周波音波を送出する屈曲モード振動
子（即ち、音波放射面と平行する方向に圧電体が伸縮し
て、音波放射面が弓状に屈曲して振動する振動子）の音
波放射面側に、高周波音波を送出する厚みモード振動子
を設けている。
【００１０】この音響変換器は、高周波超音波と低周波
音波とを重畳して発生させることができ、生体の浅部に
高周波超音波と低周波音波とを重畳した状態で注入し
て、そこからの音響情報を得ることができる。
音波とを重畳して発生させることができ、生体の浅部に
高周波超音波と低周波音波とを重畳した状態で注入し
て、そこからの音響情報を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、低周波音波と高周波音波とを送受信する生体用音響
変換器において、屈曲モード振動子と、この屈曲モード
振動子の音波放射面側の位置に厚みモード振動子とを設
けたものであり、屈曲モード振動子から低周波音波を出
力し、厚みモード振動子から高周波音波を出力すること
によって、低周波音波と高周波音波とを発生段階から重
畳させることができる。
は、低周波音波と高周波音波とを送受信する生体用音響
変換器において、屈曲モード振動子と、この屈曲モード
振動子の音波放射面側の位置に厚みモード振動子とを設
けたものであり、屈曲モード振動子から低周波音波を出
力し、厚みモード振動子から高周波音波を出力すること
によって、低周波音波と高周波音波とを発生段階から重
畳させることができる。
【００１２】請求項２に記載の発明は、屈曲モード振動
子を圧電体と金属板とから成るモノモルフ振動子で構成
し、厚みモード振動子を可撓性を有する圧電材料で形成
するとともに、モノモルフ振動子の金属板をこの厚みモ
ード振動子の背面体として用いるようにしたものであ
り、可撓性を有する厚みモード振動子は、屈曲モード振
動子の振動に影響を受けることなく高周波音波を発生
し、また、屈曲モード振動子の低周波振動は、厚みモー
ド振動子を透過して放射される。
子を圧電体と金属板とから成るモノモルフ振動子で構成
し、厚みモード振動子を可撓性を有する圧電材料で形成
するとともに、モノモルフ振動子の金属板をこの厚みモ
ード振動子の背面体として用いるようにしたものであ
り、可撓性を有する厚みモード振動子は、屈曲モード振
動子の振動に影響を受けることなく高周波音波を発生
し、また、屈曲モード振動子の低周波振動は、厚みモー
ド振動子を透過して放射される。
【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２の生体
用音響変換器において、モノモルフ振動子の圧電体に圧
電セラミックスを用い、可撓性を有する圧電材料に高分
子圧電体を用いるようにしたものであり、可聴周波数帯
及び数メガヘルツ帯の音響振動を重畳することができ
る。
用音響変換器において、モノモルフ振動子の圧電体に圧
電セラミックスを用い、可撓性を有する圧電材料に高分
子圧電体を用いるようにしたものであり、可聴周波数帯
及び数メガヘルツ帯の音響振動を重畳することができ
る。
【００１４】請求項４に記載の発明は、屈曲モード振動
子に供給する低周波信号を発生する低周波信号発生手段
と、厚みモード振動子に供給する高周波信号を発生する
高周波信号発生手段とを設け、高周波信号を、低周波信
号における周期中の正及び負の二箇所のピークに同期し
て発生するようにしたものであり、低周波音波のピーク
に重ねて高周波パルスを発生することにより、音圧に依
存する生体の非線形現象を高周波パルスで検出すること
ができる。
子に供給する低周波信号を発生する低周波信号発生手段
と、厚みモード振動子に供給する高周波信号を発生する
高周波信号発生手段とを設け、高周波信号を、低周波信
号における周期中の正及び負の二箇所のピークに同期し
て発生するようにしたものであり、低周波音波のピーク
に重ねて高周波パルスを発生することにより、音圧に依
存する生体の非線形現象を高周波パルスで検出すること
ができる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項４の音響
変換器において、低周波信号の正のピーク時に、高周波
信号として負極性パルスを発生し、低周波信号の負のピ
ーク時に、高周波信号として正極性パルスを発生するよ
うにしたものであり、ピーク電圧の絶対値を小さくして
安全性を高めることができる。
変換器において、低周波信号の正のピーク時に、高周波
信号として負極性パルスを発生し、低周波信号の負のピ
ーク時に、高周波信号として正極性パルスを発生するよ
うにしたものであり、ピーク電圧の絶対値を小さくして
安全性を高めることができる。
【００１６】請求項６に記載の発明は、厚みモード振動
子の背面側に高周波信号を入力し、屈曲モード振動子の
音波放射面側の電極で低周波信号を接地するようにした
ものであり、音波放射面側にある生体への低周波信号の
漏洩を抑え、安全性を高めることができる。
子の背面側に高周波信号を入力し、屈曲モード振動子の
音波放射面側の電極で低周波信号を接地するようにした
ものであり、音波放射面側にある生体への低周波信号の
漏洩を抑え、安全性を高めることができる。
【００１７】請求項７に記載の発明は、屈曲モード振動
子への低周波信号の供給線に、高周波信号を阻止するた
めの阻止用コイルを接続したものであり、低周波信号発
生手段への高周波信号の到達を遮ることができる。
子への低周波信号の供給線に、高周波信号を阻止するた
めの阻止用コイルを接続したものであり、低周波信号発
生手段への高周波信号の到達を遮ることができる。
【００１８】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１９】（第１の実施形態）第１の実施形態の生体
用音響変換器は、図１（ａ）（縦側断面図）、図１
（ｂ）（上面図）に示すように、厚みモード振動で超音
波等の高周波音波を送受信する圧電振動子（厚みモード
振動子）１と、厚みモード振動子１の背面体として作用
する金属板２と、金属板２に貼り合わされて屈曲モード
振動を行ない可聴周波数帯の音波を発生する圧電振動子
３と、接着部６を介して金属板２を支持するケース５と
を備えている。
用音響変換器は、図１（ａ）（縦側断面図）、図１
（ｂ）（上面図）に示すように、厚みモード振動で超音
波等の高周波音波を送受信する圧電振動子（厚みモード
振動子）１と、厚みモード振動子１の背面体として作用
する金属板２と、金属板２に貼り合わされて屈曲モード
振動を行ない可聴周波数帯の音波を発生する圧電振動子
３と、接着部６を介して金属板２を支持するケース５と
を備えている。
【００２０】厚みモード振動子１は、高分子圧電樹脂等
の材料で構成する。
の材料で構成する。
【００２１】また、金属板２は、厚みモード振動子１の
背面体として作用するとともに、貼り合わされた圧電振
動子３と共にモノモルフ振動子を構成し、屈曲モード振
動子４となる。
背面体として作用するとともに、貼り合わされた圧電振
動子３と共にモノモルフ振動子を構成し、屈曲モード振
動子４となる。
【００２２】次に、その動作について説明する。
【００２３】まず、屈曲モード振動子４に電気信号を加
えると、金属板２と圧電振動子３とは屈曲振動を行な
う。このとき金属板２の周辺部は接着部６を介してケー
ス５に接着、支持されているため、中央部における振動
が大きくなる。この金属板２の屈曲振動は、厚みモード
振動子１を透過して音波放射面側に存在する生体に注入
される。
えると、金属板２と圧電振動子３とは屈曲振動を行な
う。このとき金属板２の周辺部は接着部６を介してケー
ス５に接着、支持されているため、中央部における振動
が大きくなる。この金属板２の屈曲振動は、厚みモード
振動子１を透過して音波放射面側に存在する生体に注入
される。
【００２４】厚みモード振動子１は、高分子圧電樹脂で
構成されているため、金属板２に比較して可撓性が大で
あり、金属板２の振動に対する影響が少ない。厚みモー
ド振動子１は、金属板２に対し垂直な方向に数メガヘル
ツで振動して、超音波を発生する。この厚みモード振動
子１の厚みは０．１ｍｍ以下にすることもできる。従っ
て、金属板２に発生した可聴周波数帯の振動は、厚みモ
ード振動子１に殆ど影響されることなく厚みモード振動
子１を透過することが可能である。
構成されているため、金属板２に比較して可撓性が大で
あり、金属板２の振動に対する影響が少ない。厚みモー
ド振動子１は、金属板２に対し垂直な方向に数メガヘル
ツで振動して、超音波を発生する。この厚みモード振動
子１の厚みは０．１ｍｍ以下にすることもできる。従っ
て、金属板２に発生した可聴周波数帯の振動は、厚みモ
ード振動子１に殆ど影響されることなく厚みモード振動
子１を透過することが可能である。
【００２５】その結果、厚みモード振動子１に接触する
生体の表面において、可聴周波数帯の音波と、数メガヘ
ルツの超音波とを重畳させることが可能になる。このよ
うな重畳した音波で生体を照射すると、低周波信号によ
り体に大きな変位を与え、その変位の様子を高周波パル
スで検出することにより生体の音響的特性を計測するこ
とが可能になる。
生体の表面において、可聴周波数帯の音波と、数メガヘ
ルツの超音波とを重畳させることが可能になる。このよ
うな重畳した音波で生体を照射すると、低周波信号によ
り体に大きな変位を与え、その変位の様子を高周波パル
スで検出することにより生体の音響的特性を計測するこ
とが可能になる。
【００２６】以上のように、この実施形態の音響変換器
では、屈曲モード振動子の音波放射面側に厚みモード振
動子を配置したことにより、効率良く可聴周波数帯と数
メガヘルツ帯の音響振動を重畳させて、生体に注入する
ことができる。
では、屈曲モード振動子の音波放射面側に厚みモード振
動子を配置したことにより、効率良く可聴周波数帯と数
メガヘルツ帯の音響振動を重畳させて、生体に注入する
ことができる。
【００２７】なお、厚みモード振動子１の構成材料とし
ては、高分子圧電樹脂だけでなく、樹脂と圧電セラミッ
クスとからなる複合圧電材料なども、可撓性が金属板２
に比べ大であり、望ましい材料である。
ては、高分子圧電樹脂だけでなく、樹脂と圧電セラミッ
クスとからなる複合圧電材料なども、可撓性が金属板２
に比べ大であり、望ましい材料である。
【００２８】（第２の実施形態）第２の実施形態では、
第１の実施形態の生体用音響変換器における駆動系につ
いて説明する。
第１の実施形態の生体用音響変換器における駆動系につ
いて説明する。
【００２９】この駆動系を持つ生体用音響変換器は、図
２に示すように、電極８、圧電材料９及び電極10から成
る厚みモード振動子１と、金属板２、電極11、圧電材料
12及び電極13から成る屈曲モード振動子４と、厚みモー
ド振動子１に供給する高周波パルス19を発生する高周波
駆動部17と、屈曲モード振動子４に供給する低周波信号
20を発生する低周波駆動部16と、低周波駆動部16及び高
周波駆動部17を制御する制御部18と、高周波パルス19の
低周波駆動部16への流入を阻止する阻止用コイル15と、
高周波パルス19の通過を阻止し、低周波信号20だけを通
過させて接地する接地用コイル14とを備えている。
２に示すように、電極８、圧電材料９及び電極10から成
る厚みモード振動子１と、金属板２、電極11、圧電材料
12及び電極13から成る屈曲モード振動子４と、厚みモー
ド振動子１に供給する高周波パルス19を発生する高周波
駆動部17と、屈曲モード振動子４に供給する低周波信号
20を発生する低周波駆動部16と、低周波駆動部16及び高
周波駆動部17を制御する制御部18と、高周波パルス19の
低周波駆動部16への流入を阻止する阻止用コイル15と、
高周波パルス19の通過を阻止し、低周波信号20だけを通
過させて接地する接地用コイル14とを備えている。
【００３０】接地用コイル14及び阻止用コイル15は、高
周波駆動部17で発生される高周波パルス19の通過を阻止
するが、低周波駆動部16で発生される低周波信号につい
ては良く通す。
周波駆動部17で発生される高周波パルス19の通過を阻止
するが、低周波駆動部16で発生される低周波信号につい
ては良く通す。
【００３１】次に、その動作について説明する。
【００３２】まず、低周波駆動部16は、制御部18の制御
に基づいて、低周波信号20を発生し、阻止用コイル15を
介して、屈曲モード振動子４の電極11に低周波信号を供
給する。阻止用コイル15は低周波信号に対してインピー
ダンスが低く、低周波信号20を通過させることができ
る。
に基づいて、低周波信号20を発生し、阻止用コイル15を
介して、屈曲モード振動子４の電極11に低周波信号を供
給する。阻止用コイル15は低周波信号に対してインピー
ダンスが低く、低周波信号20を通過させることができ
る。
【００３３】低周波信号20は屈曲振動子４を振動させ、
電極13より接地用コイル14を介して接地される。
電極13より接地用コイル14を介して接地される。
【００３４】このとき、電極11に供給された低周波信号
20は、金属板２を介して電極10にも到達し、厚みモード
振動子１を励振するが、その変位は屈曲モード振動子４
に比べれば少ない。また、電極10に到達した低周波信号
20は高周波駆動部17にも到達するが、高周波駆動部17に
は低容量の出力コンデンサが設けられており、低周波信
号20が高周波駆動部17に吸収される割合は少ない。
20は、金属板２を介して電極10にも到達し、厚みモード
振動子１を励振するが、その変位は屈曲モード振動子４
に比べれば少ない。また、電極10に到達した低周波信号
20は高周波駆動部17にも到達するが、高周波駆動部17に
は低容量の出力コンデンサが設けられており、低周波信
号20が高周波駆動部17に吸収される割合は少ない。
【００３５】一方、高周波駆動部17は、制御部18の制御
するタイミングで高周波パルス19を発生し、電極10に供
給して、厚みモード振動子１を励振する。
するタイミングで高周波パルス19を発生し、電極10に供
給して、厚みモード振動子１を励振する。
【００３６】このとき、電極10に供給された高周波パル
ス19は金属板２を介して電極11にも到達する。電極11に
到達した高周波パルス19は阻止用コイル15により遮ら
れ、低周波駆動部16へ到達するものは少ない。また、電
極11に到達した高周波パルス19は、圧電材料12を通過し
て電極13にも到達するが、接地用コイル14に遮られ、接
地される割合は少ない。接地用コイル15は高周波パルス
に対してインピーダンスが高く、高周波パルスを通過さ
せることができない。
ス19は金属板２を介して電極11にも到達する。電極11に
到達した高周波パルス19は阻止用コイル15により遮ら
れ、低周波駆動部16へ到達するものは少ない。また、電
極11に到達した高周波パルス19は、圧電材料12を通過し
て電極13にも到達するが、接地用コイル14に遮られ、接
地される割合は少ない。接地用コイル15は高周波パルス
に対してインピーダンスが高く、高周波パルスを通過さ
せることができない。
【００３７】この様にして屈曲モード振動子及び厚みモ
ード振動子の各々に対して、低周波信号20または高周波
パルス19を加えることが可能になる。
ード振動子の各々に対して、低周波信号20または高周波
パルス19を加えることが可能になる。
【００３８】図３には、屈曲モード振動子及び厚みモー
ド振動子のそれぞれに加える高周波パルス19及び低周波
信号20の波形の一例を示している。ここでは、低周波信
号20の電圧のピーク位置に同期して高周波パルス19を発
生させており、低周波信号20の電圧が正のピークのと
き、高周波パルス19が負極性となり、低周波信号20の電
圧が負のピークのとき、高周波パルス19が正極性となる
ように、低周波信号20の１周期の内に２回高周波パルス
19を発生させている。
ド振動子のそれぞれに加える高周波パルス19及び低周波
信号20の波形の一例を示している。ここでは、低周波信
号20の電圧のピーク位置に同期して高周波パルス19を発
生させており、低周波信号20の電圧が正のピークのと
き、高周波パルス19が負極性となり、低周波信号20の電
圧が負のピークのとき、高周波パルス19が正極性となる
ように、低周波信号20の１周期の内に２回高周波パルス
19を発生させている。
【００３９】このように駆動信号の同期を取ることによ
り、屈極モード振動子４が発生する低周波音波の音圧の
正負のピーク位置に超音波を重畳することが可能にな
り、特に音圧に依存する生体の非線形現象を超音波パル
スにより検出することが可能になる。
り、屈極モード振動子４が発生する低周波音波の音圧の
正負のピーク位置に超音波を重畳することが可能にな
り、特に音圧に依存する生体の非線形現象を超音波パル
スにより検出することが可能になる。
【００４０】また、低周波信号20のピーク電圧の正負
と、高周波パルス19の正負の極性とを逆にすることによ
り、高周波パルス19と低周波信号20とが加算される金属
板２におけるピーク電圧の絶対値を小さくすることがで
き、安全性を高めることができる。
と、高周波パルス19の正負の極性とを逆にすることによ
り、高周波パルス19と低周波信号20とが加算される金属
板２におけるピーク電圧の絶対値を小さくすることがで
き、安全性を高めることができる。
【００４１】以上のように、この実施形態の生体用音響
変換器では、屈曲モード振動子と厚みモード振動子との
各々に低周波信号と高周波パルスとをそれぞれ加えるこ
とが可能であり、可聴周波数帯の音波と高周波の超音波
パルスとを重畳することができる。さらに、低周波信号
の電圧の符号に応じて高周波パルスの極性を制御するこ
とでピーク電圧の絶対値を小さくすることが可能であ
る。
変換器では、屈曲モード振動子と厚みモード振動子との
各々に低周波信号と高周波パルスとをそれぞれ加えるこ
とが可能であり、可聴周波数帯の音波と高周波の超音波
パルスとを重畳することができる。さらに、低周波信号
の電圧の符号に応じて高周波パルスの極性を制御するこ
とでピーク電圧の絶対値を小さくすることが可能であ
る。
【００４２】（第３の実施形態）第３の実施形態の生体
用音響変換器では、屈曲モード振動子を構成する金属板
を接地して、生体への低周波信号の漏洩を完全に防いで
いる。
用音響変換器では、屈曲モード振動子を構成する金属板
を接地して、生体への低周波信号の漏洩を完全に防いで
いる。
【００４３】この生体用音響変換器では、図４に示すよ
うに、低周波駆動部16で発生された低周波信号が、阻止
用コイル15を介して屈曲モード振動子４の電極13の側に
供給され、屈曲モード振動子４の電極11の側が、接地用
コイル14を介して接地されている。また、厚みモード振
動子１によって受信された受信信号を増幅する高周波増
幅部25を設けている。その他の構成は第２の実施形態と
変わりがない。
うに、低周波駆動部16で発生された低周波信号が、阻止
用コイル15を介して屈曲モード振動子４の電極13の側に
供給され、屈曲モード振動子４の電極11の側が、接地用
コイル14を介して接地されている。また、厚みモード振
動子１によって受信された受信信号を増幅する高周波増
幅部25を設けている。その他の構成は第２の実施形態と
変わりがない。
【００４４】次に その動作について説明する。
【００４５】まず、低周波駆動部16は低周波信号を発生
し、阻止用コイル15を介して電極13に供給する。この低
周波信号は屈曲モード振動子４を振動させ、電極11を経
由して、接地用コイル14を介して接地される。このため
金属板２には低周波信号は現れない。
し、阻止用コイル15を介して電極13に供給する。この低
周波信号は屈曲モード振動子４を振動させ、電極11を経
由して、接地用コイル14を介して接地される。このため
金属板２には低周波信号は現れない。
【００４６】高周波駆動部17は高周波パルスを発生し、
電極10に供給して、厚みモード振動子１を励振する。電
極10に供給された高周波パルスは金属板２を介して電極
11にも到達する。電極11に到達した高周波パルス19の
内、接地用コイル14を通過するものは僅かである。ま
た、電極11に到達した高周波パルスは、屈極モード振動
子４を経由して阻止用コイル15に向かうが、阻止用コイ
ル15を通過するものは僅かであり、低周波駆動部16で吸
収されるものは少ない。
電極10に供給して、厚みモード振動子１を励振する。電
極10に供給された高周波パルスは金属板２を介して電極
11にも到達する。電極11に到達した高周波パルス19の
内、接地用コイル14を通過するものは僅かである。ま
た、電極11に到達した高周波パルスは、屈極モード振動
子４を経由して阻止用コイル15に向かうが、阻止用コイ
ル15を通過するものは僅かであり、低周波駆動部16で吸
収されるものは少ない。
【００４７】このような構成により、低周波駆動部16が
発生する低周波信号で屈極モード振動子４を駆動し、高
周波駆動部17が発生する高周波パルスで厚みモード振動
子１を駆動することが可能である。特に金属板２におい
て、低周波信号を接地することができるため、音波放射
面側にある生体への低周波信号の漏洩を完全に防ぐこと
ができる。
発生する低周波信号で屈極モード振動子４を駆動し、高
周波駆動部17が発生する高周波パルスで厚みモード振動
子１を駆動することが可能である。特に金属板２におい
て、低周波信号を接地することができるため、音波放射
面側にある生体への低周波信号の漏洩を完全に防ぐこと
ができる。
【００４８】以上のように、この実施形態の生体用音響
変換器では、屈曲モード振動子と厚みモード振動子との
各々に低周波信号と高周波パルスとをそれぞれ加えるこ
とが可能であり、可聴周波数帯の音波と高周波の超音波
パルスとを重畳することができる。さらに、金属板２に
おいて低周波信号を接地することが可能であり、音波放
射面側にある生体に対して一層の安全を図ることができ
る。
変換器では、屈曲モード振動子と厚みモード振動子との
各々に低周波信号と高周波パルスとをそれぞれ加えるこ
とが可能であり、可聴周波数帯の音波と高周波の超音波
パルスとを重畳することができる。さらに、金属板２に
おいて低周波信号を接地することが可能であり、音波放
射面側にある生体に対して一層の安全を図ることができ
る。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の生体用音響変換器は、可聴周波数帯の音波と超音波パ
ルスとを重畳した状態で発生させることが可能である。
そのため、生体の浅部に、この重畳した音波を注入し
て、そこからの音響的情報を得ることができる。
の生体用音響変換器は、可聴周波数帯の音波と超音波パ
ルスとを重畳した状態で発生させることが可能である。
そのため、生体の浅部に、この重畳した音波を注入し
て、そこからの音響的情報を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態における生体用音響変
換器の構成を示す縦断側面図（ａ）と上面図（ｂ）、
換器の構成を示す縦断側面図（ａ）と上面図（ｂ）、
【図２】本発明の第２の実施形態における生体用音響変
換器の構成を示す断面図及びブロック図、
換器の構成を示す断面図及びブロック図、
【図３】第２の実施形態の生体用音響変換器で用いる低
周波信号及び高周波パルスの波形図、
周波信号及び高周波パルスの波形図、
【図４】本発明の第３の実施形態における生体用音響変
換器の構成を示す断面図及びブロック図、
換器の構成を示す断面図及びブロック図、
【図５】従来の生体用音響変換器の構成を示す断面図
（ａ）と上面図（ｂ）である。
（ａ）と上面図（ｂ）である。
１ 厚みモード振動子 ２ 金属板 ３ 圧電振動子 ４ 屈極モード振動子 ５ ケース ６ 接着部 ８、10、11、13 電極 ９、12 圧電材料 14 接地用コイル 15 阻止用コイル 16 低周波駆動部 17 高周波駆動部 18 制御部 25 高周波増幅部
Claims (7)
- 【請求項１】 低周波音波と高周波音波とを送受信する
生体用音響変換器であって、 屈曲モード振動子と、 前記屈曲モード振動子の音波放射面側に配置された厚み
モード振動子とを備えることを特徴とする生体用音響変
換器。 - 【請求項２】 前記屈曲モード振動子が、圧電体と金属
板とから成るモノモルフ振動子であり、前記厚みモード
振動子が、可撓性を有する圧電材料で形成され、かつ前
記金属板を背面体としていることを特徴とする請求項１
に記載の生体用音響変換器。 - 【請求項３】 前記モノモルフ振動子の圧電体として圧
電セラミックスを用い、前記可撓性を有する圧電材料と
して高分子圧電体を用いたことを特徴とする請求項２に
記載の生体用音響変換器。 - 【請求項４】 前記屈曲モード振動子に供給される低周
波信号を発生する低周波信号発生手段と、前記厚みモー
ド振動子に供給される高周波信号を発生する高周波信号
発生手段とを備え、前記高周波信号が、前記低周波信号
における周期中の正及び負の二箇所のピークに同期して
発生されることを特徴とする請求項１に記載の生体用音
響変換器。 - 【請求項５】 前記低周波信号の正のピーク時に、前記
高周波信号として負極性パルスが発生され、前記低周波
信号の負のピーク時に、前記高周波信号として正極性パ
ルスが発生されることを特徴とする請求項４に記載の生
体用音響変換器。 - 【請求項６】 前記厚みモード振動子の背面側に高周波
信号が信号入力され、前記屈曲モード振動子の音波放射
面側の電極で低周波信号が接地されることを特徴とする
請求項１に記載の生体用音響変換器。 - 【請求項７】 前記屈曲モード振動子への低周波信号の
供給線に、高周波信号を阻止するための阻止用コイルが
接続されていることを特徴とする請求項１に記載の生体
用音響変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15437597A JP3558494B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 生体用音響変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15437597A JP3558494B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 生体用音響変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328187A true JPH10328187A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3558494B2 JP3558494B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=15582789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15437597A Expired - Fee Related JP3558494B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 生体用音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3558494B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005152608A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 超音波送受信装置 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP15437597A patent/JP3558494B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005152608A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 超音波送受信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3558494B2 (ja) | 2004-08-25 |
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