JPS5826263A - 超音波探触子とその駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は超音波を送受して超音波による診断をする装
置において、超音波パルス幅を短かくして分解能を向上
させることのできる超音波探触子とその駆動装置に関す
るものである。

従来、超音波を用いて、人体などの物体内部の情報を検
出する手段として、ムモード、Ｂ％−ド０Ｍモード法で
代表されるパルス反射法や、ドツプラー法、透過法がそ
れぞれ、検査対象に応じて用いられてきている。例えば
、頭部正中ることによつ℃、立体的な断層像を観Ｉ１．
又物体内部の２点間距離の時間的変化を検出するＭモー
ド、血ｆｉ＃Ｊ定にはドツプラー法、その他ホログラフ
ィー０超音直カメ・うとして透過法が用いられる。これ
らの検出方法に用いられる超音波の送受検出手段として
の超音波探触子も、検出方法、診断部位に応じて様々な
構造のものが用いられるが、いずれの超音波探触子（以
下探触子という、）においても、共通に求められる主た
る性能は分解能と感度である。これらの性能は、探触子
が送受するパルス波形の振幅の大きさ及びそのパルス幅
によってほぼ決定される。

以下、その理由を第１図を参照して説明する。

尚第１図において横軸は時間、縦軸は振幅を示す。

第１図（ａｌは探触子に超音波励振のために印加される
駆動パルス波形１であり、この駆動パルス１の印加によ
り探触子には同図（ｂ）のような所定の周波数で数周期
のパルス幅を有する振動波形２が励振され、この振動波
形２は探触子と接する媒体を介して被検物体に超音波（
パルス）として送出（出射）され、この送出された超音
波は青畳インピーダンス（これは伝播する際その物体（
媒体）Ｋおける音速とその物体（媒体）の密度との積で
ある。）の不連続境界面で反射され、同図（ｅＪに示す
この反射超音波３が探触子によって受信され【電気的信
号に変換される。

図中において符号ｔは超音波を送出されてからその反射
超音波が受信されるまでの時間で、探触子から反射超音
波が反射される境界面までの距離なＬとすると、ｔ＝２
Ｌ／Ｖとなる。但しここで媒介での音速なＶとした。

第２、図は探触子の構造を簡略化して示す断面図であり
、探触子は以下のように構成されている。

圧電材料な略板状に形成してその両面に電極４ム、４Ｂ
を接着剤等にて付設した圧電徐動子５のアース側の電極
４ムが付設された一方の面には音響インピーダンス整合
層６を配設して超音波の送受面とされている。前記圧電
振動子５の他方の面には励振された超音波を速やかに減
衰させてパルス幅の短い超音波パルスを発生させるため
の厚いダンピング層７が尚接して形成され、これらはハ
ウジング８に収容され、前記両電極４Ａ、４Ｂには電気
信号を入比力するための（同軸）ケーブル９が接続され
℃探触子が構成されている。

かかる構造を有した探触子のケーブル９を経て駆動パル
ス１（第１図参照）を印加すると、その電圧値、パルス
幅、立上り、立下り時間に対応した圧電振動２が発生す
る。この圧電振動２は殆んど圧％振動子５の材質、形状
によって決まる中心周波数と、その奇数倍高調波及び、
スプリアス振動を含み、駆動パルス１の印加エネルギー
はこれらの振動のエネルギーに分散されるが、中心周波
数以外の周波数を持っり駆動が抑圧され、印加エネルギ
ーが中心周波数を持った振動に集中的に費やされること
が望ましいことは言うま・でもない。送出パルス２にお
いてパルス発生時から振幅が最大振幅ｖｐｐの１０％に
低下する迄の時間をパルス幅τ１とする。探触子として
良好なものは、圧電振動子５によつ℃　　　　゛振幅が
大きく、且つ大きな超音波エネルギーな被検物体に送出
できることと、パルス幅τ１か短いことと、更に超音波
の周波数ｆｌでざるだけ高くできるものである。

上記超音波の周波数ｆをできるだけ高くすることが望ま
しい理由を以下に′＃！ｉ、明する。

超音波の被検物体内での音速をＶ′とすると、超音波の
被検物体内での波長λはＶ’／ｆで表わされる。

従って２点間の距離りのものを超音波によつて識別する
為にはλ〈！の条件が必要で、従ってλ−ｖ７ｔ＜ｉと
なり、分解能を上げる為には（即ち識別できる最小の２
点間距離ｌを小さくするため（は）、Ｎ波数ｆを高くす
る必豊かある。しかしながら超音波の媒体中における減
衰は用いる超音波の周波数ｆに略比例（水あるいは血液
（対してはその減衰はより太きい。）するので、周波数
ｆを高くすると、媒体中での超音波の減衰が太き（なり
、大きな駆動パルスエネルギーが必要となるという欠点
を生じるだけでなく、圧電伽動子の高度な薄肉化技術か
必要となり、数１０だ以上での駆動用探触子は加工上非
常に難しく、実際上はこの周波数が上限となる。

又、得られる被検物体内の情報は超音波の走査線数に比
例しているので、これを多くすることが要求される。こ
の為には送受パルス幅Ｔ１を極力短かくし、超音波パル
スの送信間隔を短かくし、単位時間当りの送受パルス数
を増す必要がある。

上記送受パルス幅Ｔ１を短くする一般的な方法はダンピ
ング層）と１／４波長（以下１／４λと記す。）マツチ
ング層６の利用である。っ１す、励振された圧電振動を
急ＷＬＫ減衰させるダンピング層７として例えばシリコ
ーンゴム又はエポキシ樹脂中に超音波波長の１７２より
大きな寸法を持ったタゾグステン粉末を分散させ１こ構
造のものを超音波送受と反対側に配設することによって
、又１／４λマツチング層６として、その曽響インピー
ダンス２がＬ：五（但し、ｚｌ　＊　ｚ。

は各々圧電振動子、被検輪体のｆ＃インヒーダンス）Ｋ
等しくして反射損失を少くし″′Ｃ，，超廿波を送受で
きるようにし、しかもその厚４￥超廿　　　゛波波長の
１／４　Ｋ等しくして共振する様な構造のものを超音波
送受側に設けることによって得られる。

具体−的には、例えば被検物体が人体であるとソノ音響
インピー／　７　スＺ、は、＆＝１．５ｘｌ□ｓ（４層
ｍ”−８）となる。又、圧電振動子の音響インビーダｙ
ｘｚ、はＺ亀＝　３２　Ｘ　１０＠’（”ｌ／１ｕ’Ｓ
）程度テアルので、と九らに整合するマツチング層６の
音響４ｙビー（ｙ　ｘ　ｚは、ｚ−ｓｙｅｘｔｏ１ｔｌ
＃／？ａ）となる、マツチング層６としてエポキシ樹脂
を用いると、その音響インピーダンス２は、ｚ＝ｔ！Ｘ
ｉ＠”（？／ＭＰ＠１１）、ＳＭＨｘ　”ｅ　１／４λ
−０，１Ｓ　６　（１１１１）となる＠　＊　’：）　
”Ｃ（１１３Ｓ（−）　Ｉ）　厚ミＫ　ナル＠　Ｋ　１
／４２ｊＩ五表 尚、９１表においてＰｚＴとは一般Ｋ　ＰｂＺｒ０．−
ＰｂＴｉへ系の焼結物を表わし、　ＰＭＭ＆はポリメタ
クリル酸メチルの略称である。

上記の備の音響インピーダンスを有する物質を用いない
と、超音波は各層間で反射してしまうととになり、速や
かに減衰させることができないのでパルス幅τ１を短か
くするという効果を十分発揮することは出来ない。この
為、マツチング層６を２層として材料の撰択の自自度を
上げるとと（より、音響インピーダンスの精度の良い整
合が可能となるので、その厚みを１／４λとするととｋ
より、パルス幅τ１の短い超音波を得ることができる。

しかし、これら圧電振動子を形成する圧電セラ電りス、
第一マッチング層、第二マツチング層を層状に構成する
為にはエポキシ系等の接着剤で各層を接着させることが
必要となり、従って、上記３層と接着剤で計４つの境界
面が形成される為、これによって各々の層間の音響イン
ピーダンスのマツチング条件がくずれるだけでな（、接
着時の空気泡のまき込みあるいは接着層の厚みの不均一
という加工上の問題が発生し、再現性、信頼性０歩留り
勢の低下をきたす、この加工上の問題も詳述すると以下
の様になる。

前記第−及び第二マツチング層としてはｆｆｉ融石英及
び朧が適するが、圧電セラ電りス層。

ＩＩ融石英層、Ｐ通ａ層を強力に密着させて超音波の伝
搬−スを抑える機能と、耐湿性等の環境条件を加味する
と、エポキシ系接着剤が追歯となる０例えば圧電セッセ
クス層、溶融石英層。

ｐｉａｕ樹脂層を接着させる為には第３図に示した様に
、アース偶の折り返し電極１０を付した圧電振動子とし
ての圧電セランクス層１１　Ｋ印刷、又はスタンプ等で
エポキシ系接着剤１！ヲ塗布し、この上にエポキシ系接
着剤１３を印刷又はスタンプ方式で塗布した溶融石英板
（層）１４をのせ、更Ｋ　ＰｋＡＭＡ　（フィルム）層
１５を積み重ね、加圧治具１６を用いて加圧しながら８
０℃〜１０１℃で数時間硬化させる。この加圧は接着層
１１１ｍの中に混入した空気泡の追い出し、及び接着層
ＩＬＩＩの厚みを均一にすることに必要なものである。

今、この層状体を加圧及び加熱硬化終了直後、室温まで
降下させると、第２表に示す様な熱膨張係数の差によっ
て、各−境界及び各層はＪＩＩＲ性の歪を受けるととＫ
なる。

７１１２表 この屓自性歪は場合によっては、圧電セラ建タス層１１
にクツツクが発生する原因になったり、接着層ＩＬＩ！
ｌが剥離し【しまうことにもなる、又、この屈曲性歪は
多層構造にすると相乗的に大きく作用しあい、不要振動
を引き起こしやす（なるという欠点をもち、このことは
駆動パルスのエネルギーが分散してしまうことな意味し
、感度が低下することになつ【好ましくない、ｋＩＬ上
の橡な欠点はＶ４λマツチング層１４゜１１を多層化構
造にした為に起こるもので、これらを避けるには単層に
よる１／４λマツチング層が歳いことがわかる。しかし
ながら、これも籐１１１に示したように、音響インピー
ダンス４がｌｊ　Ｘ　１６’　（０／ｄ−Ｊｉ　）程度
の例えば人体の様な被検体を負萄とした場合、適蟲な値
の音響インビー１’／ス（つまり、ｕｘｏｒ（？／？ｊ
ｌ））を持った材料は殆んど皆無であり、単層で精度の
棗い音響インピーダンスのマツチングは不可能となる。

そこで、その様な材料を用いることなり、理想的な多層
の１／４λマツチング層によるパルス＠Ｔ１の短縮と同
等の効果を得ることが出来る超音波探触子が望まれて−
１だ。

この発明は上述した点Ｋかんがみてなされた−ので、両
面に電極を付設した２枚の圧電振動子を貼着し、音響イ
ンピーダンスマツチング層を単層とした構造を有する超
音波探触子を用い、この超音波探触子の駆動手段として
一方の圧電振動子が圧電振動した時その減衰波形の途中
で他方の圧電振動子を逆相で振動させるように構成した
駆動装置を用いることにより電気的にパ羨ス輪を短かク
シ、これ（よって超音波パルスのリンギングを抑圧し、
等価的に多層マツチング層構造を有するものと同じよう
な効果を持つようにした超音波探触子及びその駆動装置
を提供することを目的とする− 以下図面を参照してこの発明を説明する。

ｊｌｌ！４図はこの発１ｉＪ１に係る超音波探触子の動
作を説明する為の原理図である。

同図に示すように圧電性の材料（圧電体材料）な板状に
形成した略等し〜・形状の２枚の圧電振動子２１．２２
を圧電効果による電気分極が効率よく生じる方向（図中
矢印で示す。）と垂直方向の各両面に電極を付設し、両
圧電振動子２１．２！の各片面を上記の方向を向く様に
貼り合わせて中間に電極＜ＦＥＢ　（中間電極（面）と
いう。）２３及びその両１１１に電極（′Ｗ）２４．２
５が形成された事端子（面）の構造の複合圧電振動子を
形成する。

このように３端子構造の複合圧電振動子を形成する一方
の圧電振動子２１０両電極！３．２４に対し、例えば中
間電極２１１１　Ｋ正、外側の電極！４に負になる電圧
をリード線等を介して印加すると、圧電振動子２１はそ
の厚木が図示のようにΔｔだけ厚くなる。

この場合、接着面（又は中間電極面２３）か変位しない
か、又はこの面が他方の外側の電極面！４と同相で変位
すれば、前記Δｔの厚みの増加は（外側の）電極２４に
轟擬する媒体（図示鴎）を抑圧することになるのでその
媒体の密度を１１にする。

一方、上記と逆極性、即ち中間電極２３を負。

外側電極２４を正にするように電圧を印加すると、圧電
振動子２１はその厚みがΔｔだけ減少し、外側電極１４
　Ｋ尚接する媒体の密度を疎にする。

上記のような電圧の印加が交互にくり返され。

そのくり返りの周波数が数１０ＫＨｚ以上であれば超音
波と呼ばれるととくなる。

崗、印加電圧は、上記の様に正負に交互に変化すゐ°交
滝信奇でなく、単発のパルス電圧であっても、圧電振動
子２１の弾性によって、これはその厚み寸法に対応した
減衰振動をする。従来の単層の圧電振動子を使用した超
音波探触子がこれに和尚しく第１図及び第２図参照）、
この場合の減衰−動の減衰が急峻であれば、パルス幅τ
ｌが煙・かくなり好ましくなることは盲５までもない、
又超音波の受信時においても超音波パルスを受信すると
、七〇音圧によって、圧電振動子２１は弾性振動をして
、圧電効果によって、電圧信号に変換される。この電圧
波形は送信時と同様の減衰波形となる。

以上は中間電極面２３を静止状１１に保持しておくか、
又は外側の電極＝４と同相の変位をさせた場合である。

上述の場合におい文中間電極面２３を外側の電極面２４
と逆相でしかも外側の電極面２４の変位量Δｔと等しい
だけ振動させ、し７かもこの圧電振動子２１１’Ｃ貼着
した他方の圧電振動子２２の他方外側の電極面２５を静
止させると、上記外側の電極面２４の変位は零になる。

従つ【、この場合には圧電振動子２１が振動しているに
もかかわらず、超音波パルスを放出しない、又受信時に
おいても圧電振動子２１の振動振幅が等しく、且つ逆位
相の振動を他方の圧電振動子２１に故意に与えることに
よって圧電Ｉｌ動子２１に発生する電圧を零にすること
ができる。

この発−は、この＠に両複合圧電振動子２１゜１！！に
逆位相の振動を超音波パルスの減衰途中に開始させ、そ
の時刻以後の振動を零にし、実質的にパルス減衰を急峻
虻させるものである。

以下図面を参照しくこの発明を詳遮する。

第１１１１はこの発明の具体的な構造を示し、この超音
波探触子は以下のように構成されている。

符号！１．０は第４図において説明したよ５に両面に電
極を付設して貼着して中間に電極面２３゜両外儒に電極
面２４．２Ｉ　を形成した２秋の圧電−動子で、これら
の圧電振動子２１．２２は例えばＰｚｉ七う電タスを用
いて送受＃１Ｃｆｌ！用する超音波の周波゛象に対応し
た厚みに加工形成する。

圧電体材料は上記のＰｚテセラ建クりでなく、ＬｋＮｂ
への様な単結晶の圧電体、ＰＶＦ、の様な高分子圧電体
、又はＢｍｓｉｏ、、　ＳＩＮなどの圧電セラ（タスで
も勿論構わないが、圧電率’ａｍ　ｅ圧電出力係数−円
ムがと−に大きくしかもこれらの組成割合を変えるとと
によって自由に１１４整出来るＰｚＴ系圧電セツ？クス
が最適である。

向上記において、各添子は所定の結晶軸等の方向を示す
ものである。

上記圧電体材料で形成された圧電振動子２１゜！意の一
方の外側電極面２４に轟接して従°来例と同様に％音響
的マツチング層２＠がエポキシ樹脂、　ＰＭＭＡ等を用
いｃ１／４λの厚みに加工形成され、他方の電極面２６
に轟接して１／２λより厚（ダンピング層２１が形成さ
れている。このダンピング層２７は例えば比較的粒度の
大きい（通常は１・（μｍ）以上の）Ｉンダステン粉車
をエポキシ樹脂又はシリコーン中（分散させたものを用
いて形成されている。

前記３端子（１１′）構造の圧電ｆｉＩＩｋ子２１．２
２の両性側電極画２４．２６　Ｋｉｔ　！芯のシールド
線２８と電気信号伝達用［９−ド曽（導線）でそれぞれ
接続され、中間電極面２ｍはアース側の前記シールドＩ
Ｉ！・と接続され、これらは金属製のハウジング２１に
収容されている。

前記ダンピング層２７の奥でシールド線２８の周囲を覆
うように収容されているシール３゜は耐候性を向上させ
るためのもので、その材料としてはエポキシ樹脂、シリ
コーン樹脂等が適する。

以上述べたような構成は探触子を用いて超音波を送受す
る駆動装置を第６図及び第７図の各実施例、そして第Ｓ
図の動作説明用の波形図を参照して説明する。

第６図に示す駆動装置の一実施例は以下のよ５に構成さ
れている。

前記両圧電振動子２１．２２に供給する駆動パルスを発
生するパルスジェネレータ３１の出力端の一方はアース
され、他方は直列の対称性バリスタ３２及び電気的整合
器３３を介して前記一方の圧電振動子２１の外側電極面
２４に接続されている。

前記対称性バリスタ３２は高電圧信号が印加された場合
には導通（オン）シ、低電圧のものに対しては非導通（
オフ）するものであればこれに限定されるものではない
。

前記外側電極面２４は制御端に供給される信号によって
オンされるｉスイッチ回路３４　を介して他方の圧電振
動子２２の外側電極面２ＦｈＫ接続されるｉ共に、整合
器３５を介して信号処理回路３６の入力端に接続されて
いる。

前記パルスジェネレータ３１の他方の出力端して前記ス
イッチ回路３４０制御端に接続されている。

前記信号処理回路３６の入力端は直列の増幅器３Ｑ、増
幅された信号が設定値以上の時出力信号を出力する比較
ｌ１Ｆ４０、比較器４ｏの出力か供　　　　　　１，１
影出力を出す第２のタイマ回路４１及び順方向ダイオー
ド４２を介して前記スイッチ１ｌｊ１３４の制御端に接
続されている。

前記両圧電振動子２１．２２の中間の電極面２ｍはアー
スされている。

以上のように構成された駆動装置の第一実施例の動作を
以下虻説明する。

パルスジェネレータ３１ｉはそのパルス幅が例えばａｔ
（＃８）、電圧値が数ｔＧｏ（Ｖ）　ノ駆動パルスを時
刻−の時出力すると、この駆動パルスは対称性バリスタ
３２．整合器３３を経て一方の圧電振動子２１の両電極
面２１１．２４　Ｋ上記の駆動パルス電圧を供給する。

従って圧電振動子２１はｆｓＢ図（為）のように圧電撮
動をしてその前面のｉツ゛チング層２４′を経て（第５
図参照）超音波パルスも送り出す（出射する。）。

上記駆動パルスは第１のタイマ回路３７　Ｋも同時虻供
給されるので、上記駆動パルスが供給（発生）した時刻
から時間ｔ、後（つまり時刻−＋ｔ、）ｅｃタイマ回路
３丁は信号電圧°を出力し、この信号電圧は順方向のダ
イオード３８を経てスイッチ回路３４０制御端に供給さ
れ、同スイする。

従って、前記一方の圧電振動子２１０両面２３゜２４に
発生した圧電振動電圧が他方の圧電振動子２２の両面２
３．２５　Ｋ等しく供給され、この供給された振動電圧
によってこの圧電振動子２２は第８図（ｂ）　Ｋ示すよ
うに時刻１．＋１１以後は前記一方の圧電振動子２１と
逆位相（逆極性）の振動をし始め、振動し始めてからｌ
／２周期後は前記一方の圧電振動子２１と逆極性でしか
も殆んど等しい振動電圧を出力するととになるので、一
方の圧電振動子２１が振動し始めてから１．＋１／！　
ｊ［期の時間（以下！７２周期の期間を１７２７と記す
、）後には合成の振動電圧（両圧電畿動子２１．２２の
両性側の電極面２４．２５間（生じる振動電圧）は大き
く抑制され、上記両圧電振動子２１．２雪の材料の組合
わせを適当に選ぶことにより、阿Ｓ（・）に示すように
圧電（超音波）振動を零にする吟が可能となる。つまり
電気的に急峻るダンピングをさせることが可能になる。

閏に関係式 ％式％ の関係がある時である。

市販されている材料としてＰ−７（（（転）村山製作所
の圧電材料名）　、　ＰＣＭ−５２（（（転）机下電気
の圧電材料名）の圧電率等はｄａｍ　＝　４７０　Ｘ　
１０−”（！ｍ／ｖ）、ん−２７Ｘ　１０−”（Ｖ＠ｗ
ｓ／Ｎ）、　Ｙａａ＝　６Ｊ　Ｘ　１０　”（Ｎ／♂）
でｄ、・１．・Ｙお＝０．８６　　となり、同一の圧電
材料を使用する場合は上記圧電材料を用いれば喪い。

しかし材料によってはｄａｍ−ｆｌｕ−Ｙｅｓ　＜０．
５であると、上述のダンピング特性はあまり良（ない。

以上は短いパルス幅の超音波パルスを送信する場合であ
る。

次に受領する時においては第８図（ｅ）のような波形を
有する（送信の時に比べて）微弱な超音波パルスが圧電
振動子２１に入射されると、その超音波パルス波形に等
しい弾性振動を圧電体２１がおこし、この振動は圧電効
果によっ【（振動）自圧に変換され、この電圧パルスが
整合器３５を経て信号処理回路３６に伝送される。

この時、同時にこの電圧パルスを稙喝器３９で増幅し、
比較器４０の設定値に尋しい電圧になった時に、比較器
４０は出力し、この出力は第２のタイマ回ｊｌｉ％４１
に供給され、このタイマ回路４１は１１時間後に出力パ
ルスを出力する。

この出力パルスはダイオード４２を経てスイッチ回路３
４０制御端に供給されて、スイッチ回路３４七オンして
一方の圧電振動子２１の外側電極面２４と他方の圧電振
動子２２の外側電極面２５間を導通して両電極面２４．
２５を同電位にする。

従って一方の圧電振動子２１が振動し始めて（つまり超
音波パルスが入射されて）から１．＋１７２７時間以後
の圧電振動子２１の振動は抑圧され圧電振動子！１が振
動し始めてからｔｌ＋ｖ′２Ｔ時間以後は出力される電
圧波形は第Ｓ図（ｅｌＫ示すようにクリップされた様な
電圧波形が発生し、これは整合＠ＳＳを経て信号処理回
路３６に伝達される。

尚、上記圧電振動動子２１が振動し始めてからｔ８時間
乃至＊１＋１／２Ｔ１＋１層２Ｔ層ｍ　Ｊ１期の期間は
応答ビータは比較的小さいので、纂８図（・）のように
矢印のピークがわずかに小さくなっている。

以上述べたような動作によって送受超音波ノくルスは共
に急峻な減衰４Ｉ性を有する信号となり、１／４λｉツ
チング層を２層（多層）化したのと同等の効果を持た（
ることができる。

第１図は上記駆動゛唄皺の他の実施例を示し、出力によ
つ【一方の圧電振動子２１の振動技形と逆極性で同し波
形となる交流減衰信号を他方の圧電−動子２１に出力す
る発振器４３及びその減衰量を自動的に設定可能な減衰
器４４が設けられている。

この実施例においては比較１）４０は前述の実施例の機
能の他に、超音波パルスの最初のピーク値を検出し、そ
れに対応した信号を減衰器４４に送り込み、その減衰量
を自動的に適正なものに設定するという機能を有するも
のである。

以下にこの実施例の動作を説−すも。

パルスジェネレータ３１から送出された駆動パルスは対
称性バリスタ３２及び整合器′３３を経て、圧電振動子
２４に印加される。この時同時に第一実施例と同様に駆
動パルスによって第１のタイマ回路３１を始動させ、ｔ
、時間経過後にこのタイマ回＠ｓｒからの出力はダイオ
ード３８を経て発振器４８に入力される。この発＆器４
３はｔ、　＋　１層２丁時間経過以後の圧電振動子２１
の振動波形と同じ波形で逆位相の交流−真信号を減衰器
４４を経て他方の圧電振動子２２に供給し、ｊａ　＋　
１／２７　時間経過した以降の超音波パルスの送儒を停
止する、即ち送出超音波パルスは急峻にダンピングされ
たこと（なる。

一方、受信時におい【は受信超音波による圧電振動子２
五）弾性線動は圧電効果（よって電気信号に変換される
。これは増幅１６８９によって増−され、増幅された電
圧波形は比＃１）４０に供給され、ここで設定された値
と比較され、設定値以上の時出力される出力信号は第２
のタイマ１賂４１　Ｋ供給される。

タイｆｆ１ｉｌ１４１は供給された信号から１１時間後
に出力パルスをダイオード４２を経て発振器４３を駆動
させ、発振１６４３１の出力は減衰器４４を経て他方の
圧電振動子２２を前記一方の圧電振動子！ｌと逆位相で
、振動させ、この圧電振動子２五が振動し始め【から（
つまり反射超音波が入射し始めてから）　ｔｓ　＋　１
／２１時間以後の一振動出力を殆んど零になるように急
峻なダンピングを蓄えるととＫなる。

この場合上記減衰器４４はｔ、　＋　１／２７時間経過
後の圧電振動子２１の出力が殆んど零になるような減衰
量となるように比較器４０によって制御される。

以上実施例で示したように、超音波探触子は圧電振動子
２枚を圧電効果による分極軸が同方向になる様に６着し
て３端子構造とし、更に超音波送受する側の面と被検物
体との間にマツチング層、その反対側の面にダンピング
層を層状になる様に構成し形成してハウジング（収容し
て構成され、この超音波探触子の駆動装置は超音波送受
側の圧電振動子の振動の減衰波形の途中の時刻に他方の
圧電振動子を逆位相に振動させ、その後の振動を抑える
ように構成しであるので、その結果超音波パルス波形の
減衰を急峻にことができるのでこれによってパルス幅を
短縮し、分解能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波の送受を説明するための波形断面図、Ｉ
！３図は２層のマツチング廟な形成するのに用いる加圧
治具を示す断面−１第４図はこの発＠に係る複合圧電振
動子による振動状態を示す説明−１無す図はこの発明に
係る超音波探触子を示す断面図、第６図はこの発明に係
る駆動装置の第ｉ実施例の構成を示すブロック図、第１
図は駆動装置の第二実施例を示すブロック図、第＠図は
この発明の詳細な説明するための波形−である。 ２１．１！−圧電振動子、 ３１−パルスジェネレータ、 ３に一対称性パリスタ、 ３３．３６−整合器、 ｓ６−信号処１１回路、 ＄７．４１・−タイマ回路。 ３魯、４１゛・・　−ダイオード、 ３ｓ−増幅器、 ４Ｇ−・比較器、 ４３・・・発振器、 ４４−減衰器。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　駆動パルスにより超音波を送信し、受信パル
   スにより電気信号に変換して出力する超音波送受用の探
   音波探触子において、両画に電極を付設した圧電振動子
   ２秋を分極軸が揃う様に接着して３端子構造とし、この
   一方の外側の電極面には音響的インピーダンスのマツｆ
   ：／り１１４゜他方の外側の電極面にダンピング層を層
   状に構成してハウジング内に収容し、前記３端子の一端
   を接地し１両外側の電極から２芯シールド線をハウジン
   グ外部へ導出した構造を有することを特徴とした超音波
   探触子。 （ｚ）　　前記圧電振動子はその圧電率４１．圧電出力
   係数Ｉ７Ｉお及びヤング率工赫の積ａＳＳ・Ｉ錦・Ｙ、
   が０５以上であることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の超音波探触子。 伽）　厘１１ｋＡルス及び受信パルスによってマツチン
   グ層と！！＆接する一方の圧電振動子を圧電振動させる
   手段と、この一方の圧電振動子が圧電振動を開始してか
   ら可変設定可能とする所定時間ＩＩｋ忙、他方の圧電振
   動子を前記圧電振動と逆位相で振動させる手段とを具備
   するととＫより超音波パルスの急峻な減衰を可能とする
   ことな特徴とする駆゛動装置。 （４）前記他方の圧電振動子を逆位相で振動させる手段
   は１両圧電振動子の外側電極間を非導通から導通するス
   イッチ回踏により形成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の駆動装置。 （５）　　前記他方の圧電振動子を逆位相で振動させる
   手段は、イセ方の圧電振動子に交流減衰信号を供給する
   手段により形成されることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記−の駆動装置。