JPS60157060A - Transducer - Google Patents

Transducer

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Publication number
JPS60157060A
JPS60157060A JP59257272A JP25727284A JPS60157060A JP S60157060 A JPS60157060 A JP S60157060A JP 59257272 A JP59257272 A JP 59257272A JP 25727284 A JP25727284 A JP 25727284A JP S60157060 A JPS60157060 A JP S60157060A
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JP
Japan
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electrode
sheet
transducer
elements
electrode elements
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Pending
Application number
JP59257272A
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Japanese (ja)
Inventor
レズリー・ケイ
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Individual
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/08Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with magnetostriction
    • B06B1/085Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with magnetostriction using multiple elements, e.g. arrays

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ス1へレスウェーブと電気エネルギとの間
の変換を行なうトランスデユーサと、その製造法に関J
°るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a transducer that converts between a wave and electrical energy, and a method for manufacturing the same.
°

この発明に係るトランスデユーサは、ストレスウェーブ
と電気エネルギとの間の変換を行なうもので、ある特定
の装置、すなわち、対象物の存在または位置、さらには
、対象物の特性などに関するデータを含む対象物に関す
るデータを提供するための装′e1(以下、「特定装置
」という)に必要なトランスデユーサである。
The transducer according to the present invention converts between stress waves and electrical energy, and includes data regarding the presence or position of a specific device, that is, the object, as well as the characteristics of the object. This is a transducer necessary for the equipment e1 (hereinafter referred to as "specific device") for providing data regarding the object.

このような特定装置の一つの例における構成は、つぎの
組合せからなる。
The configuration of one example of such a specific device consists of the following combination.

(a)ストレスウェーブ・エネルギを視界領域に伝達し
く伝達された該エネルギを以下「伝達信号」という)、
該エネルギにより対象物を照明する伝達手段、 (b)伝達信号により対象物を照明してイメージが視界
領域に形成されたとき、前記対象物から反射されたエネ
ルギの少なくとも一部を受信する手段(前記エネルギを
以下「受信信号」という)、(C)関連パラメータの少
なくとも一つにつき、イメージを形成づる信号の少なく
とも一部に所定の特性を与え、要求される対象物のデー
タを包含するようにな1手段、 (d)前記ストレスウェーブ・エネルギから得たイメー
ジを分析ツる手段。
(a) Stress wave energy transmitted to the visual field (hereinafter referred to as "transmission signal"),
(b) means for receiving at least a portion of the energy reflected from the object when the object is illuminated by the signal and an image is formed in the viewing area; (C) at least one of the relevant parameters imparts predetermined characteristics to at least a portion of the signal forming the image so as to contain data of the desired object; (d) means for analyzing the image obtained from the stress wave energy;

ここで、前記「イメージ」とは、対象物の存在、位置、
態様またはその寸法、または、あらゆる方向から見た対
象物の形状または範囲を時系列的に表示するか、並列表
示するか、分離表示するか、または、集合的に表示する
かの状態で表示される多数の信号(人の視覚または機械
により読み取れるもの)を含む。
Here, the above-mentioned "image" refers to the existence, position,
The aspect or its dimensions, or the shape or extent of the object viewed from any direction, displayed chronologically, side by side, separately, or collectively. contains a large number of signals (readable by human vision or machine).

特定装置の一つの例におけるイメージ形成の信号に所定
の特性を与える手段は、受信信号を主1フリーすべき対
象物に関するデータにより種々変化する。 したがって
、イメージを表示すべき特性の一つが所定点、たとえば
、伝達手段が位置づる点゛(ステーション)に対する対
象物または、その一部の距離またはレンジであるとする
と、所定の特性を与える前記手段は、前記信号の初期放
射時点と反射を受ける時点との間における時間の経過に
よる、伝達信号と受信信号との周波数の相違が前記距離
またはレンジを示すように、ストレスウェーブ伝達信号
をモジュレートする周波数手段である。 このにうな場
合、所定の特性を与える手段は、伝達信号に波形がリニ
アまたはノンリニア、好ましくは、鋸歯形の周波数を与
える。
The means for imparting predetermined characteristics to the image-forming signal in one example of a specific device vary depending on the data regarding the object to which the received signal is primarily intended. Thus, if one of the characteristics for which an image is to be displayed is the distance or range of an object or a part thereof with respect to a predetermined point, e.g. modulates the stress wave transmission signal such that the difference in frequency between the transmitted signal and the received signal due to the passage of time between the time of initial emission of said signal and the time of receiving reflection is indicative of said distance or range. Frequency means. In this case, the means for imparting the predetermined characteristic imparts to the transmitted signal a waveform of linear or non-linear, preferably sawtooth frequency.

要求される対象物データが、所定位置、例えば、伝達手
段が位置するポインl〜における対象物の側面位置また
は角度位置、対象物の角度幅に関覆る情報であるとぎに
は、所定の特性を与える手段は、伝達信号および/また
は受信信号がビームにJ:り放射および/または受信さ
れる手段を含ものであり、前記ビームは、所定のポイン
トにセンタをおく半径ベクトルをもち、これの中央領域
が最大値で、基準面に対し対向する二つの辺において最
小値である極図式として便宜的に示される。
When the required object data is information regarding the lateral position or angular position of the object at a predetermined position, for example, the angular width of the object at a point l~ where the transmission means is located, the predetermined characteristics are The means for providing includes means for transmitting and/or receiving signals to be radiated and/or received in a beam, said beam having a radius vector centered at a predetermined point; It is conveniently shown as a polar diagram in which the region is the maximum value and the two opposite sides with respect to the reference plane are the minimum values.

また、ある場合においては、ビームが伝達および/また
は受信手段に対し、視界領域に向番プて伸びている軸に
そい離れている領域に焦点を結ぶようにした伝達および
/または受信手段を提供することが好ましい。
Also, in some cases, the transmitting and/or receiving means is provided such that the beam is focused on a region remote from an axis extending opposite the viewing area. It is preferable to do so.

伝達および/または受信ストレスウェーブ信号に所定の
特性を与える手段は、視界領域の境界の間におりる視界
領域(例えば、方位角面、正面または側面、または雨音
の面)を介して角度的にビームをスキレンニングする手
段を含むことができる。
The means for imparting predetermined characteristics to the transmitted and/or received stress wave signal may include an angular transmission via the viewing area (e.g. azimuth plane, front or side plane, or rain sound plane) that falls between the boundaries of the viewing area. The method may include means for skillening the beam.

ストレスウェーブ・エネルギと電気エネルギとの間の変
換を行なう1〜ランスデユーサは、伝達手段と受信手段
とに組み込まれることが要求される。
A transducer converting between stress wave energy and electrical energy is required to be incorporated into the transmitting means and the receiving means.

また、両手段に共通なトランスデユーサも使用される。A transducer common to both means is also used.

このような操作モードを行なうに要求される速度または
周波数は、トランスデユーサが異なった角度位置となる
ように、その位置を変えるような装着手段が排斥される
場合が多い。
The speeds or frequencies required to perform such modes of operation often preclude attachment means that would change the transducer's position to provide different angular positions.

配列されたトランスデユーサエレメントをパワーアンプ
または伝達手段の出力エレメントまたは受信手段の入力
エレメントに、トランスデユーサに送られ、または1〜
ランスデユーザから発信された信号の位相差または時間
差を与える手段を含む、それぞれのチャンネルを介して
接続した1〜ランスデユーサを使用づ′ることにより、
前記ビームを角度的に動かし、またはスキャンニングさ
せることができ、ビームの角度偏向を電子的に行なうこ
とは、すでに知られている。
The arrayed transducer elements are sent to the output element of the power amplifier or the transmission means or the input element of the receiving means, or to the transducer.
By using a transducer connected through each channel, the transducer includes means for providing a phase or time difference in the signals emitted by the transducer,
It is already known that the beam can be moved or scanned angularly and that the angular deflection of the beam can be performed electronically.

しかし、多数のトランスデユーサエレメント個々を配列
させることは、トランスデユーサのパフォーマンスの逆
効果を与え、したがって、この発明は、このJ:うな欠
点を除去し、しかも!!造しやすく、製造コストの安い
トランスデユーサを提供することを目的とづる。
However, arranging a large number of individual transducer elements has an adverse effect on the performance of the transducer; therefore, the present invention eliminates this disadvantage and, moreover! ! The objective is to provide a transducer that is easy to manufacture and has low manufacturing costs.

ビームが伝達および/または受信手段に対し、視界領域
に向()で伸びている軸にそい離れている領域に焦点を
結ぶようにさせるには、トランスデユーサエレメント個
々の構成が複雑となり、製造コストが高くなり、トラン
スデユーサのサイズの小形化がむずかし欠点がある。
In order to cause the beam to focus the transmitting and/or receiving means on a region that is spaced apart from an axis extending in the direction of the field of view, the configuration of the individual transducer elements becomes complex and the manufacturing The drawbacks are that the cost is high and it is difficult to reduce the size of the transducer.

この発明によれば、多数のトランスデユーサ・エレメン
トを集合させて配列し、これらトランスデユーサ・ニレ
メン1〜の各々は、対向した電極手段と誘電体エレメン
トとを備え、該誘電体エレメントは、前記トランスデユ
ーサ・エレメントに対し共通な薄膜(第1薄膜)からな
ることを特徴とするストレスウェーブ・エネルギと電気
エネルギとの変換を行なうトランスデュ〜すが提供され
る。
According to the present invention, a large number of transducer elements are assembled and arranged, each of these transducer elements 1 to 1 is provided with opposing electrode means and a dielectric element, and the dielectric element comprises: A transducer for converting stress wave energy and electrical energy is provided, characterized in that it comprises a thin film (first thin film) common to the transducer elements.

前記した対向電極の一方は、トランスデューザエレメン
j・に対し共通な他のR膜(第2薄膜)を含む。
One of the aforementioned counter electrodes includes another R film (second thin film) common to transducer element j.

空中ストレスウェーブ・エネルギに実施される、この発
明の一実施例におけるトランスデユーサおいては、各面
が同平面となって配列された多数の電極エレメントど;
導電性のフィルムまたは導電性のコーティングが前記電
極ニレメン1−がら離れた面に設けられていて、前記多
数の電極エレメントの上に重ねられる誘電性素材からな
るシートと;前記シートを緊張状態で前記側々の電極エ
レメントの同平面の面に上から固定Iずに重ねて支持す
る手段ど;前記シートの厚さに比較して」−分に広い幅
寸法を有し、前記電極エレメントの各々を離隔するギ1
rツブであって、隣り合う前記電極エレメントに重なる
シー]・部分それぞれに伝わる剪断応力を除去または減
少させるようにしたギ1シップとを備えていることを特
徴とする空中ストレスウェーブ・エネルギと電気エネル
ギどの変換を(jなうトランスデユーサである。
In one embodiment of the transducer of the present invention, which is implemented using airborne stress wave energy, a number of electrode elements are arranged with each surface being coplanar;
a sheet of dielectric material overlaid on the plurality of electrode elements, with an electrically conductive film or electrically conductive coating provided on a surface remote from the electrode element 1-; Means for superimposing and supporting the same plane surfaces of the side electrode elements without being fixed from above; having a width dimension "-" wide compared to the thickness of said sheet, each of said electrode elements Separating gear 1
Aerial stress wave energy and electricity, characterized in that it is equipped with a seam that overlaps the adjacent electrode elements and a gear that eliminates or reduces the shear stress transmitted to each part. The energy conversion (j is now a transducer.

この発明の1−ランスデューサは、■S間遅延手段を含
むことができ、該手段は、1〜ランスデユーナにお1)
る電極ニレメン1〜のそれぞれに接続する、すべてのチ
ャンネルまたは一部のチャンネルまたはコンダクタに接
続されるもので、時間R延により焦点を結ぶビームを形
成づる。
The 1-transducer of the present invention can include an S-interval delay means, and the means is arranged between the 1-transducer and the 1-transducer.
All channels or some channels or conductors are connected to each of the electrodes 1 to 1 to form a beam that is focused by the time R.

さらに、この発明のトランスデユーサは、時間遅延手段
と、時間遅延値を変えてビームのスキャンニングを行な
う手段とをを含むことができ、該時間遅延手段は、1〜
ランスデユーサにおける電極エレメントのそれぞれに接
続する、ずべてのチャンネルまたは一部のチャンネルま
たはコンダクタに接続される。
Further, the transducer of the present invention can include a time delay means and a means for scanning the beam by changing the time delay value, and the time delay means includes 1 to 1.
It is connected to all or some of the channels or conductors that connect to each of the electrode elements in the lance diffuser.

第1薄膜は、誘電性(電気絶縁性)素材のシートであり
、第2薄膜は、電気通電性のフィルムまたはコーティン
グからなる。
The first membrane is a sheet of dielectric (electrically insulating) material and the second membrane is an electrically conductive film or coating.

また、この発明によれば、互いにm隔されて平面的に配
置された多数の導電性電極手段の同平面の上に、誘電性
素材のシートを重ね、前記の配置された電極エレメント
の周囲で前記シートを固定し、前記シートの前記電極エ
レメントと反対の面に導電性電極手段を設けてなること
を特徴とする空中ストレスウェーブ・エネルギと電気エ
ネルギどの変換を行なうマルヂヂ11ンネル・トランス
デユーサの製造方法を提供するものである。
Further, according to the present invention, a sheet of dielectric material is stacked on the same plane of a plurality of conductive electrode means arranged two-dimensionally at m intervals from each other, and a sheet of a dielectric material is stacked on the same plane of the plurality of conductive electrode means arranged in a plane with a distance of m from each other. A multi-channel transducer for converting airborne stress wave energy and electrical energy, characterized in that the sheet is fixed and a conductive electrode means is provided on a surface of the sheet opposite to the electrode element. A manufacturing method is provided.

導電性電極は、電気通電性のフィルムまたはコーティン
グとして形成される薄膜(i2薄膜)を含む。
Conductive electrodes include thin films (i2 thin films) formed as electrically conductive films or coatings.

前記特定装置に含まれる盲人補助のための空気中におい
て作用する音響探知シス1ムは、一般に超音波の発信と
受信のためにソリッドの誘電トランスデユーサを使用す
る。 このような方法の一つは、本発明者が記述した1
974年11月に発行の「ラジオ・アンド・エレクトロ
ニック・エンジニアリング」44巻11号605〜62
7頁に図示されていて、トランスデユーサについては、
610頁に説明がある。 このトランスデユーサの発信
と受信フィールドは、アクチブフェースから離れて固定
され、トランスデユーサを物理的に移動させばければ、
該フィールドは、動かないようになっている。
Acoustic detection systems operating in the air for blind assistance included in said specific devices generally use solid dielectric transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves. One such method is the one described by the inventor.
"Radio and Electronic Engineering" Vol. 44, No. 11, published in November 19974, 605-62
As illustrated on page 7, for the transducer:
There is an explanation on page 610. The transmit and receive fields of this transducer are fixed away from the active face, and the transducer can be physically moved.
The field is immovable.

前記したトランスデユーサの配置構成は、電気回路網に
よって適当に接続づることにより、放射電磁界を形成す
るために使用される。 1−ランスデJ−サのターミナ
ルにa3りる、すべての信号の位相が一致すると、トラ
ンスデユーサの電極ニレメン1〜の面に垂直の、より狭
いビームが形成される。 各電極エレメント間の位相遅
れを利用すると、この位相遅れによるmによって垂直方
向からビームを偏向、反射させることができる。 また
、各電極エレメント間の時間遅れを利用すると、垂直方
向からビームを偏向、反射させることができる。 この
ようなビームの偏向(デフレクション)またはビーム・
スキャンニングの方法は、固体または体組織におけるレ
ーダ、ソナーまたは超音波テストに用いられている原理
である。
The transducer arrangement described above is used to generate a radiated electromagnetic field by suitably connecting it by means of an electrical network. When all the signals a3 at the terminals of the transducer are in phase, a narrower beam is formed perpendicular to the plane of the transducer electrode element 1. By utilizing the phase delay between each electrode element, the beam can be deflected and reflected from the vertical direction by m due to this phase delay. Furthermore, by utilizing the time delay between each electrode element, the beam can be deflected and reflected from the vertical direction. Such beam deflection or beam deflection
The method of scanning is the principle used in radar, sonar or ultrasound testing of solid objects or body tissues.

この発明の実施例においては、電極エレメントを配列し
たものがシングルの;bのとして記載されているが、各
エレメントには、チャンネルアクセスとなっている。 
配列された1〜ランスデユーサエレメントを前記特定装
置または、その他の装置に組み込むことは、きわめて効
果的であり、製造もきわめて簡単に経済的に行なえ、さ
らに、配列されたトランスデユーサニレメン1〜を移動
させることなく、ビームデフレクションやビームスキャ
ンニングに関するパフォーマンスを改善することができ
る。
In the embodiment of the present invention, the array of electrode elements is described as a single; however, each element has channel access.
It is very effective to incorporate the arranged transducer elements 1 to 1 to the above-mentioned specific device or other devices, and manufacturing is very simple and economical. Performance regarding beam deflection and beam scanning can be improved without moving ~.

(実施例) 図示の実施例においては、多数の導電電極エレメント1
0が設けられている。 これらの電極は、導電性金属、
導電性プラスチックスまたは、導電性金属でコーディン
グされたプラスチックス(絶縁体)からなるものであり
、製造の面から通常はキュービック形をしているが、図
示の例に示すように、第1図に示ず高さ寸法と、第2図
に示す幅寸法とは、必ずしも等しくされなくてもよい。
Embodiment In the illustrated embodiment, a number of conductive electrode elements 1
0 is set. These electrodes are made of conductive metal,
It is made of conductive plastics or plastics (insulators) coated with conductive metal, and from the viewpoint of manufacturing, it usually has a cubic shape, as shown in the example shown in Figure 1. The height dimension shown in FIG. 2 and the width dimension shown in FIG. 2 do not necessarily have to be equal.

174エレメント10は、それぞれの上面11が第2図
に示すように基盤目状に整然ど配列されており、面一(
同平面)になっていて、下面は、絶縁材からなる介在体
13を介して基板12により支持されている。
As shown in FIG. 2, the 174 elements 10 are arranged in an orderly manner on the top surface 11 of the 174 elements 10 in a grid pattern as shown in FIG.
The lower surface is supported by the substrate 12 via an intervening body 13 made of an insulating material.

基板12は、外枠14ど一体に形成されていてもよく、
外枠14の上面は、電極エレメント10の上面11ど面
一になっている。 外枠14と基板12は、所望の素材
、例えば、金属まl〔はプラスチックス(絶縁性)から
なる。
The substrate 12 may be formed integrally with the outer frame 14,
The upper surface of the outer frame 14 is flush with the upper surface 11 of the electrode element 10. The outer frame 14 and the substrate 12 are made of a desired material, such as metal or plastic (insulating).

基板には、それぞれの電極ニレメンl−10に対応する
孔が穿孔されており、これらにコンダクタ15が通され
て、それぞれの電極エレメント10に接続する構成にな
っている。 電極エレメント10は、導電性の金属また
は導電性のプラスチックス、または場合により、少なく
とも上面が導電性コーティングされている絶縁性素材が
らなり、電極エレメント1oが絶縁性素材からなるとき
は、導電性コーティングされた上面にコンダクタ15が
接続する。
Holes corresponding to the respective electrode elements 1-10 are bored in the substrate, and conductors 15 are passed through these holes to be connected to the respective electrode elements 10. The electrode element 10 is made of a conductive metal or conductive plastic, or optionally an insulating material whose upper surface is coated with a conductive coating, and when the electrode element 1o is made of an insulating material, the conductive coating is applied. A conductor 15 is connected to the top surface.

N極エレメント1oの上面11には、その上にrMyl
arJ (商標)などの誘電性素材からなるシート(以
下、「第1薄膜」という)が敷設され、前記電極ニレメ
ン1〜10から離れた第1薄膜の上面には、例えば、ア
ルミニュームまたは金などの導電性フィルム(以下、「
第2薄膜」という)が被着されている。
On the upper surface 11 of the N-pole element 1o, rMyyl
A sheet made of a dielectric material such as arJ (trademark) (hereinafter referred to as "first thin film") is laid down, and a layer of, for example, aluminum or gold is placed on the upper surface of the first thin film away from the electrode elements 1 to 10. conductive film (hereinafter referred to as “
A second thin film) is deposited thereon.

図面においては、便宜上、これらの第1、第2薄膜は、
分離せずに一体として示されており、シート16で示す
In the drawings, for convenience, these first and second thin films are
It is shown as one piece, not separated, and is designated by sheet 16.

第1、第2薄膜からなるシー1〜16は、外枠14の上
面に接着、固定されている。 このため、外枠14の上
面は、粗面状態になっている。 また、各電極エレメン
ト1oの上面も粗面仕上げ21されてもよい(図面では
、二つの面だけ粗面ななっている)。 このJ:うな粗
面仕上げの面にJこって、シート16と電極エレメント
10の上面との間には、空気層が存在し、例えば、70
にllzから300 )t If zの高い周波数領域
に亘りトランスデュサの周波数リスポンス特性を決定す
る。 前記のようす電極エレメントの上面と外枠上面の
粗面仕上げは、必須のことではないが、同時に行なえる
利点がある。 l・ランスデ1すに要求される周波数リ
スポンス特性により、粗面仕上げには、60〜280の
サイズの砥粒が用いられる。 電極エレメントの上面は
、また、機械研磨にJ:り細溝面20に仕上げられる。
Sheets 1 to 16 made up of first and second thin films are adhered and fixed to the upper surface of the outer frame 14. Therefore, the upper surface of the outer frame 14 has a rough surface. Further, the upper surface of each electrode element 1o may also be roughened 21 (in the drawing, only two surfaces are roughened). An air layer exists between the sheet 16 and the upper surface of the electrode element 10 on this rough surface.
Determine the frequency response characteristics of the transducer over the high frequency range from 11z to 300)tIfz. Although the roughening of the upper surface of the electrode element and the upper surface of the outer frame as described above is not essential, there is an advantage that they can be performed at the same time. Due to the frequency response characteristics required for lance 1, abrasive grains with a size of 60 to 280 are used for rough surface finishing. The upper surface of the electrode element is also mechanically polished into a grooved surface 20.

 このような細溝面により、例えば、30にIlzから
100にIlzなどの低周波数領域における周波数リス
ポンス特性をコントロールする。 このような細溝面仕
上げは、好ましくは、粗面仕上げに追加されてなされる
ものであるが、図示の例では、便宜上、粗面仕上げと、
細溝面仕上げとをそれぞれ別の電極エレメントの上面に
施しである。
Such a narrow groove surface controls the frequency response characteristic in a low frequency range, such as from 30 to 100 Ilz, for example. Such fine groove surface finishing is preferably done in addition to rough surface finishing, but in the illustrated example, for convenience, rough surface finishing and
A fine groove surface finish is applied to the upper surface of each separate electrode element.

同様に、外枠の上面も粗面仕上げとは別に、または同時
に細溝面仕上げがなされる。
Similarly, the upper surface of the outer frame is also finished with a fine groove surface, either separately from the rough surface finish or at the same time.

電極エレメントに対する粗面仕上げと、細溝面仕上げと
は、達成すべき周波数リスポンス特性に応じて、すべて
の電極エレメントまたは選択された電極エレメントの上
面に施される。
The rough and grooved surface finishes on the electrode elements are applied to the top surface of all or selected electrode elements, depending on the frequency response characteristics to be achieved.

シー1〜16(第1薄膜と第2薄膜)の厚さは、代表的
な例においては、5.0ミクロンであり、導電性素材の
フィルムまたはコーティングの厚さは、代表的な例にお
いては、0.05ミクロンである。
The thickness of Sheets 1-16 (first and second membranes) is 5.0 microns in a typical example, and the thickness of the film or coating of conductive material is 5.0 microns in a typical example. , 0.05 micron.

外枠14の上面に接着剤を塗布し、その上にシート16
を敷設するに当り、要求される周波数リスポンス特性に
応じたテンションにより、該シートは引張される。 あ
る場合においては、前記シー。
Apply adhesive to the upper surface of the outer frame 14 and place the sheet 16 on top of it.
When laying the sheet, the sheet is pulled under tension depending on the required frequency response characteristics. In some cases, said sea.

1〜に作用する引張力は、該シートに皺が寄らない程痕
のもので十分な場合がある。 保護クランプ19がシー
ト16と外枠14の周縁に設けられ、S電薄膜−第2g
膜と電気的に接続される。
In some cases, the tensile force acting on 1 to 1 may be sufficient to cause no wrinkles in the sheet. A protective clamp 19 is provided on the periphery of the sheet 16 and the outer frame 14, and the S electric thin film-second g
electrically connected to the membrane.

電極エレメント10の各々は、それぞれの間に縦横に設
けられたギャップ17.18により電気的に絶縁されて
いるもので、これらのギャップは、空間状態になってい
るか、ま1cは、絶縁材が充填されたものでもよい。
Each of the electrode elements 10 is electrically insulated by gaps 17, 18 provided vertically and horizontally between them, and these gaps are either empty or filled with insulating material. It may be filled.

シート16は、電極エレメント10の上面には固定され
ておらず、また、空間状態になっているか、または、絶
縁材が充填された前記ギャップ17.18の上の領域に
も止着されていない。 ずなわら、シー1−16は、各
電極エレメントの上面と該シートの間に空気層が存在す
るにつな状態を保ちながら電極エレメントの面一の上面
に対し自由状態で対面し、その結果、電極エレメント1
0の粗面および細溝面と前記シートの下面ににって前記
空気層の境界が限定される。
The sheet 16 is not fixed to the upper surface of the electrode element 10, nor is it attached to the area above said gap 17, 18 which is in a free state or filled with insulation material. . However, the sheets 1-16 freely face the flush top surfaces of the electrode elements while maintaining an air layer between the top surface of each electrode element and the sheet. , electrode element 1
The boundary of the air layer is defined by the rough surface and the groove surface of 0 and the lower surface of the sheet.

ギ11ツブ17.18は、それぞれ白文する状態で配設
され、幅、深さ寸法が等しいしので、シート16の厚さ
よりも人であることが好ましい。
Since the tabs 17 and 18 are arranged in a blank manner and have the same width and depth, it is preferable that the tabs 17 and 18 be thicker than the thickness of the sheet 16.

シート16の厚さは、前記のように5ミクロンが代表的
な値であり、ギャップ17.18のそれぞれは、500
ミクロンが代表的な値である。 このような数値ににす
、30旧1zから30引<111の範囲、必要により1
00KHzから200KIIzの範囲の周波数領域にお
いてトランスデコーザの満足すべき作用が得られる。
The thickness of the sheet 16 is typically 5 microns, as mentioned above, and each of the gaps 17.18 is 500 microns thick.
A typical value is microns. In order to set such a value, the range from 30 old 1z to 30 subtraction < 111, if necessary, 1
Satisfactory operation of the transdecoder is obtained in the frequency range from 00 KHz to 200 KIIz.

各電極エレメント10は、個々独立に、またははぽ独立
した状態で信号を放射し、または、受信するものであり
、さらに、放射作用は、電極エレメント10の上面に対
し、または上面から誘71股が移動ま1cは変形する態
様の−っであるから、各前記エレメントの間のギトツプ
17.18に誘電シーI・がクランプされることは、自
然であると考えられる。 しかし、誘電シー!・は前記
ギャップにクランプされないことが、この発明の−っの
特徴であり、この特徴によって、製造上の困難性を減少
さ゛v1コストダウンが可能どなる。
Each electrode element 10 emits or receives signals individually or independently, and the radiation action is directed to or from the upper surface of the electrode element 10. Since the elements 1c and 1c move in a deformable manner, it is considered natural that the dielectric sheath I is clamped to the grips 17 and 18 between each said element. However, dielectric sea! It is a feature of the present invention that the ? is not clamped in the gap, and this feature reduces the difficulty in manufacturing and makes it possible to reduce the v1 cost.

ギャップ17.18の幅を誘電シートの厚みより大とす
ることにより、誘電シートを介してギャップ17.18
に作用するせんだん力は、無視できるほど弱まり、各電
極エレメント10.前記エレメントの上の、ffff1
シートおよび前記シートの上面のフィルムまたはコーテ
ィング(第2Jt9Mりの間のストレスカップリングを
除去、減少させる。
By making the width of the gap 17.18 larger than the thickness of the dielectric sheet, the gap 17.18 can be formed through the dielectric sheet.
The shearing force acting on each electrode element 10. weakens to a negligible extent. ffff1 above the element
Eliminates and reduces stress coupling between the sheet and a film or coating on the top surface of said sheet (second Jt9M).

図示の実施例では、m極ニレメン1−は、単一の平面に
配置されているが、シート16のようなシー1−を前記
電極エレメントの上に空気層(粗面と細溝面とによる)
を介してストレッチ状態で敷設できるような配置で6よ
い。 し/jがって、電極エレメント10の上面は、集
合して凸面ドーム形状のようにすることもでき、前記し
た面一または同一面の態様は、このような態様をも含む
ものである。
In the illustrated embodiment, the m-pole element 1- is arranged in a single plane, but a sheet 1- such as a sheet 16 is placed above the electrode element by an air layer (rough surface and narrow groove surface). )
6. The arrangement is such that it can be laid in a stretched state through the cable. Therefore, the upper surfaces of the electrode elements 10 may be collectively formed into a convex dome shape, and the above-described embodiment of flush or coplanar surfaces also includes such an embodiment.

この発明は、収束またはフォーカスされたビームを発生
するトランスデユーサにも応用でき、このトランスデユ
ーサは、コンダクタ15のそれぞれと、またはその内の
幾つかとシリーズに接続した時間遅延手段を備え、電極
ニレメンh 10によるウェーブエネルギの放射または
受信における時間遅延の利得を電極エレメント全体に与
える。
The invention can also be applied to a transducer for producing a convergent or focused beam, which transducer comprises time delay means connected in series with each or several of the conductors 15, the electrodes The gain of the time delay in the emission or reception of wave energy by the Nilemene h 10 is given to the entire electrode element.

また、スキャンニングのために、各コンダクタ15また
番よ、その内の幾つかに可変時間遅延手段を設けること
ができる。 このような可変時間遅延手段は、好ましく
は、電子的に作動され、ビームの素早いスキャンニング
サイクルが得られ、スキャンニング視界が確立される。
Also, for scanning purposes, each conductor 15 or some of them may be provided with variable time delay means. Such variable time delay means are preferably electronically actuated to provide a quick scanning cycle of the beam and to establish a scanning field of view.

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

第1図は、この発明の実施例におけるl・ランスデュー
ザの第2図A−A線矢視方向断面図、第2図は、第1図
B−B線矢視方向断面図である。 10・・・・・・電極エレメント 11・・・・・・電極ニレメン1〜の上面12・・・・
・・基板 14・・・・・・外枠 15・・・・・・コンダクタ 16・・・・・・第1薄膜と第2a膜からなるシート1
7.18・・・用ギャップ 20・・・・・・細溝面 21・・・・・・粗面仕上げ
1 is a cross-sectional view taken along the line A--A in FIG. 2, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line B--B in FIG. 1, in an embodiment of the present invention. 10... Electrode element 11... Upper surface 12 of electrode element 1~
... Substrate 14 ... Outer frame 15 ... Conductor 16 ... Sheet 1 consisting of the first thin film and the second a film
7. Gap 20 for 18... Narrow groove surface 21... Rough surface finish

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多数のトランスデユーサ・エレメントを集合させ
て配列し、これらトランスデユーサ・エレメントの各々
は、対向した電極手段と誘電体エレメントとを備え、該
誘電体ニレメン]・は、前記トランスデユーサ・ニレメ
ン1−に対し共通な前設(第1B膜)からなることを特
徴とするストレスウェーブ・エネルギと電気エネルギと
の変換を行なう1〜ランスデユーサ。
(1) A large number of transducer elements are assembled and arranged, each of the transducer elements is provided with opposing electrode means and a dielectric element, and the dielectric element A lance ducer for converting stress wave energy and electrical energy, characterized in that it comprises a common pre-installation (first B film) to the Usa Niremen 1-.
(2)各面が同平面となって配列された多数の電極エレ
メントと:導電性のフィルムまたは導電性のコーディン
グが前記電極ニレメン1−から離れた面に設けられてい
て、前記多数の電極エレメントの上に川ねられる誘電性
素材からなるシートと;前記シートを緊張状態で前記側
々の電極エレメントの同平面の面に上から固定せずに重
ねて支持すや手段と;前記シートの厚さに比較して十分
に広い幅寸法を有し、前記電極エレメントの各々を離隔
するギャップであって、隣り合う前記電極エレメントに
重なるシート部分それぞれに伝わる剪断応力を除去また
は減少させるようにしたギャップとを備えていることを
特徴とする空中ストレスウェーブ・エネルギと電気エネ
ルギとの変換を行なうトランスデユーサ。
(2) A large number of electrode elements arranged with each surface being the same plane: a conductive film or a conductive coating is provided on a surface remote from the electrode element 1-, and the large number of electrode elements a sheet made of a dielectric material to be flown over; a means for supporting the sheet by stacking it under tension on the same plane surfaces of the side electrode elements without being fixed from above; and a thickness of the sheet; a gap separating each of the electrode elements, the gap having a width dimension sufficiently wide compared to the width of the electrode element, the gap separating each of the electrode elements so as to eliminate or reduce shear stress transmitted to each of the sheet portions overlapping the adjacent electrode elements; A transducer for converting airborne stress wave energy and electrical energy, characterized by comprising:
(3)互いに離隔されて平面的に配置された多数の導電
性電極手段の同平面の上に、誘電性素材のシー1−を重
ね、前記の配置された電極エレメントの周囲で前記シー
トを固定し、前記シートの前記電極エレメントから離れ
た面に導電性電極手段を設けてなることを特徴とする空
中ストレスウェーブ・エネルギと電気エネルギとの変換
を行なうマルチチ11ンネル・]・ランスデューサの製
造方法。
(3) A sheet 1 of a dielectric material is stacked on the same plane of a large number of conductive electrode means spaced apart from each other and arranged in a plane, and the sheet is fixed around the arranged electrode elements. A method for manufacturing a multi-channel transducer for converting air stress wave energy and electrical energy, characterized in that conductive electrode means is provided on a surface of the sheet remote from the electrode element. .
JP59257272A 1983-12-05 1984-12-05 Transducer Pending JPS60157060A (en)

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NZ206475 1983-12-05
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GB2151025A (en) 1985-07-10
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GB2151025B (en) 1987-10-07

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