JPS60158797A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
- Publication number
- JPS60158797A JPS60158797A JP1348184A JP1348184A JPS60158797A JP S60158797 A JPS60158797 A JP S60158797A JP 1348184 A JP1348184 A JP 1348184A JP 1348184 A JP1348184 A JP 1348184A JP S60158797 A JPS60158797 A JP S60158797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic wave
- type transducer
- flexible type
- triangle
- elements
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- B06B1/08—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with magnetostriction
- B06B1/085—Methods 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transducers For 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、３個以上の屈曲型振動子を面配列し、かつ三
角形を面配列の基本となるようにして指向特性の改善を
図った超音波送受波器に関する。
角形を面配列の基本となるようにして指向特性の改善を
図った超音波送受波器に関する。
（従来技術とその問題点）
従来、小形の屈曲型振動子を用いた超音波送受波器とし
ては第１図に示す構造のものがあった。
ては第１図に示す構造のものがあった。
この図において、基板１上に支持リング２が形成され、
該支持リング２により圧電素子を２枚貼り合わせたバイ
モルフ構造の屈曲型振動子３が支持され、さらにその屈
曲型振動子３の超音波送受波面に整合器４が取り付けら
れている。前記屈曲型振動子３の上下面の電極は、端子
ピン５Ａ、５Ｂに夫々接続されている。
該支持リング２により圧電素子を２枚貼り合わせたバイ
モルフ構造の屈曲型振動子３が支持され、さらにその屈
曲型振動子３の超音波送受波面に整合器４が取り付けら
れている。前記屈曲型振動子３の上下面の電極は、端子
ピン５Ａ、５Ｂに夫々接続されている。
ところで、第１図のごとき小形の屈曲型振動子を用いた
平面型の構造では指向特性がブロードであり、サイドロ
ーブを少なくすることが困難であった。このため、指向
特性を改善するために大形の振動子を用いるが、あるい
はホーンを用いて超音波ビームを絞るかしていた。しか
し、大形の振動子を用いたり、小形の振動子とホーンと
の組み合わせ構造を採用した場合には全体の形状はどう
しても大形化してしまう欠点がある。
平面型の構造では指向特性がブロードであり、サイドロ
ーブを少なくすることが困難であった。このため、指向
特性を改善するために大形の振動子を用いるが、あるい
はホーンを用いて超音波ビームを絞るかしていた。しか
し、大形の振動子を用いたり、小形の振動子とホーンと
の組み合わせ構造を採用した場合には全体の形状はどう
しても大形化してしまう欠点がある。
（発明の目的）
本発明者は、種々実験の結果、３個の屈曲型振動子を三
角形状に面配列し、それらを電気的に並列接続して送受
波したとき、各屈曲型振動子の配列間隔を適当に設定す
ることにより指向特性が大幅に改善されることを見いだ
したものであり、本発明の目的は、３個以上の屈曲型振
動子を三角形状が基本となるように面配列し、かつ配列
間隔を超音波の波長の３倍未満に設定することにより、
指向特性の改善を図り合わせて形状の小形化、軽量化を
図った超音波送受波器を提供することにある。
角形状に面配列し、それらを電気的に並列接続して送受
波したとき、各屈曲型振動子の配列間隔を適当に設定す
ることにより指向特性が大幅に改善されることを見いだ
したものであり、本発明の目的は、３個以上の屈曲型振
動子を三角形状が基本となるように面配列し、かつ配列
間隔を超音波の波長の３倍未満に設定することにより、
指向特性の改善を図り合わせて形状の小形化、軽量化を
図った超音波送受波器を提供することにある。
（発明の実施例）
以下、本発明に係る超音波送受波器の実施例を比較例の
場合と較べながら図面に従って説明する。
場合と較べながら図面に従って説明する。
比較例１
第２図に示すごとく、屈曲型振動子を１個備えた第１図
の構造の超音波送受波素子１０を送受波する超音波の波
長λの６倍の配列間隔で３個三角形状に面配列した。各
素子１０はたとえば正三角形の頂点に各素子中心が位置
するごとく配列し、各屈曲型振動子の振動面は同一平面
上となるようにし、これらは高周波電源に電気的に並列
接続されて同一位相で励振される。駆動周波数４０．３
７ｋＨｚで励振した場合の指向特性の測定結果は第３図
のようになった。この図から分かるごとく、指向方向（
０°）付近に音圧の極大点が、２つ現われる双峰特性を
示し、しかも極大点近傍にサイドローブが現われてしま
い指向特性はあまり改善されないことが分かる。
の構造の超音波送受波素子１０を送受波する超音波の波
長λの６倍の配列間隔で３個三角形状に面配列した。各
素子１０はたとえば正三角形の頂点に各素子中心が位置
するごとく配列し、各屈曲型振動子の振動面は同一平面
上となるようにし、これらは高周波電源に電気的に並列
接続されて同一位相で励振される。駆動周波数４０．３
７ｋＨｚで励振した場合の指向特性の測定結果は第３図
のようになった。この図から分かるごとく、指向方向（
０°）付近に音圧の極大点が、２つ現われる双峰特性を
示し、しかも極大点近傍にサイドローブが現われてしま
い指向特性はあまり改善されないことが分かる。
共惹廻ス
第４図に示すごとく、第１図の構造の超音波送受波素子
１０を波長の４倍の配列間隔で３個面配列し、その他の
条件は比較例１と同じにしてその指向特性を測定した。
１０を波長の４倍の配列間隔で３個面配列し、その他の
条件は比較例１と同じにしてその指向特性を測定した。
測定結果は第５図のごとくなり、やはり指向方向（０°
）付近の極大点は、双峰特性となり、しかも極大点近傍
にサイドローブが現われ指向特性は改善されていない。
）付近の極大点は、双峰特性となり、しかも極大点近傍
にサイドローブが現われ指向特性は改善されていない。
Ｘ１仰
第６図に示すように、屈曲型振動子を１個備えた第１図
の超音波送受波素子１０を超音波の波長λの２倍の配列
間隔で３個三角形状に面配列した。
の超音波送受波素子１０を超音波の波長λの２倍の配列
間隔で３個三角形状に面配列した。
その他の条件は比較例１と同じにした。すなわち、各素
子１０はたとえば正三角形の頂点に各素子中心が位置す
るごとく配列し、各屈曲型振動子の振動面は同一平面上
となるようにし、これらは高周波電源（４０，３７ｋＨ
ｚ）に電気的に並列接続されて同一位相で励振される。
子１０はたとえば正三角形の頂点に各素子中心が位置す
るごとく配列し、各屈曲型振動子の振動面は同一平面上
となるようにし、これらは高周波電源（４０，３７ｋＨ
ｚ）に電気的に並列接続されて同一位相で励振される。
この場合の指向特性は第７図に示すようになり指向方向
（０°）の音圧極大点は単峰特性を示し、その両側のサ
イドローブは著しく抑圧され指向特性が大幅に改善され
る。
（０°）の音圧極大点は単峰特性を示し、その両側のサ
イドローブは著しく抑圧され指向特性が大幅に改善され
る。
（実施例の効果）
以上の説明から明らかなように、実施例の如く１個の屈
曲型振動子を備えた超音波送受波素子１０を三角形状に
３個面配列し、かつ２λの配列間隔に設定した場合は着
しい指向特性の改善効果が得られ、これにより小形（薄
型）で軽量でしかも指向特性の優れた超音波送受波器を
実現できる。また性能も大形の振動子やホーンを使用し
たものと同等以上のものの製作が容易となった。この結
果、ＶＴＲ等の連続オート７オーカス等に用いる距離計
や物体検知装置あるいはリモートコントロール装置等に
十分使用可能である。
曲型振動子を備えた超音波送受波素子１０を三角形状に
３個面配列し、かつ２λの配列間隔に設定した場合は着
しい指向特性の改善効果が得られ、これにより小形（薄
型）で軽量でしかも指向特性の優れた超音波送受波器を
実現できる。また性能も大形の振動子やホーンを使用し
たものと同等以上のものの製作が容易となった。この結
果、ＶＴＲ等の連続オート７オーカス等に用いる距離計
や物体検知装置あるいはリモートコントロール装置等に
十分使用可能である。
（実施例の補足説明）
なお、上記実施例では、屈曲型振動子を１個備えた第１
図の超音波送受波素子１０を３個用いた、場合を示した
が、第８図のように同一基板１Ａ上に屈曲型振動子３を
３個設けてもよい。
図の超音波送受波素子１０を３個用いた、場合を示した
が、第８図のように同一基板１Ａ上に屈曲型振動子３を
３個設けてもよい。
また、各素子がそれぞれ個別に各ケースの中に設けられ
てもよく、３個の素子力６個のケースに設けられていて
もよい。
てもよく、３個の素子力６個のケースに設けられていて
もよい。
配列間隔は、使用する超音波の波長λの３倍未満であれ
ば、指向特性の改善効果が得られることが本発明者によ
り確認されている。
ば、指向特性の改善効果が得られることが本発明者によ
り確認されている。
また、各超音波送受波素子１０の構成は必ずしも第１図
のものと同一である必要はなく適宜変更可能である。例
えば、屈曲型振動子として圧電素子と金属板とを貼合わ
せたユニモルフ構造のものを使用可能である。
のものと同一である必要はなく適宜変更可能である。例
えば、屈曲型振動子として圧電素子と金属板とを貼合わ
せたユニモルフ構造のものを使用可能である。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の超音波送受波器によれば
、圧電素子あるいは圧電素子と金属板とよりなる屈曲型
振動子を３個以上用い、三角形状に面配列した構成とし
、かつ配列間隔を３λ未満としたので、小形化及び軽量
化を図りしかも指向特性の大幅改善を図ることが可能で
ある。
、圧電素子あるいは圧電素子と金属板とよりなる屈曲型
振動子を３個以上用い、三角形状に面配列した構成とし
、かつ配列間隔を３λ未満としたので、小形化及び軽量
化を図りしかも指向特性の大幅改善を図ることが可能で
ある。
第１図は従来の超音波送受波器の１例を示す斜視図、第
２図は１個の屈曲型振動子を備えた超音波送受波素子を
三角形状に面配列した場合の配列間隔が６λである比較
例１の配列構成を示す説明図、第３図は比較例１の場合
の指向特性を示すグラフ、第４図は配列間隔が４λの比
較例２の場合の配列構成を示す説明図、第５図は比較例
２の場合の指向特性を示すグラフ、第６図は本発明に係
る超音波送受波器の実施例を示す説明図、第７図は実施
例の場合の指向特性を示すグラフ、第８図は基板を共通
に屈曲型振動子を３個設けたときの斜視図である。 １・・・基板、２・・・支持リング、３・・・屈曲型振
動子、４・・・整合器、１０・・・超音波送受波素子。 特許出願人 ティーディーケイ株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆 第３図 方間 第５図 ｆｔ 飼
２図は１個の屈曲型振動子を備えた超音波送受波素子を
三角形状に面配列した場合の配列間隔が６λである比較
例１の配列構成を示す説明図、第３図は比較例１の場合
の指向特性を示すグラフ、第４図は配列間隔が４λの比
較例２の場合の配列構成を示す説明図、第５図は比較例
２の場合の指向特性を示すグラフ、第６図は本発明に係
る超音波送受波器の実施例を示す説明図、第７図は実施
例の場合の指向特性を示すグラフ、第８図は基板を共通
に屈曲型振動子を３個設けたときの斜視図である。 １・・・基板、２・・・支持リング、３・・・屈曲型振
動子、４・・・整合器、１０・・・超音波送受波素子。 特許出願人 ティーディーケイ株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆 第３図 方間 第５図 ｆｔ 飼
Claims (1)
- （１）圧電磁器を用いた屈曲型振動子を３個以上面配列
してなる超音波送受波器において、三角形を前記面配列
の基本としかつ前記屈曲型振動子の配列間隔を超音波の
波長の３倍未満に設定したことを特徴とする超音波送受
波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1348184A JPS60158797A (ja) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1348184A JPS60158797A (ja) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158797A true JPS60158797A (ja) | 1985-08-20 |
Family
ID=11834309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1348184A Expired - Lifetime JPS60158797A (ja) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60158797A (ja) |
-
1984
- 1984-01-30 JP JP1348184A patent/JPS60158797A/ja not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |