JPS6023559B2 - 電気音響変換装置 - Google Patents
電気音響変換装置Info
- Publication number
- JPS6023559B2 JPS6023559B2 JP56205043A JP20504381A JPS6023559B2 JP S6023559 B2 JPS6023559 B2 JP S6023559B2 JP 56205043 A JP56205043 A JP 56205043A JP 20504381 A JP20504381 A JP 20504381A JP S6023559 B2 JPS6023559 B2 JP S6023559B2
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- JP
- Japan
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- electroacoustic transducer
- piezoelectric
- piezoelectric crystal
- crystal
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- 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
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 42
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波断層診断装置等で使用される電気音響
変換装置に関する。
変換装置に関する。
詳述すれば、吸音部材等の支持部材上に平行に配置した
庄電性結晶アレーで構成された電気音響変換装置に関す
る。従来の電気音響変換装置を第１図および第２図に示
す。第１図は電気音響変換装置の部分斜視図、第２図は
第１図に示す電気音響変換装置の断面図である。
庄電性結晶アレーで構成された電気音響変換装置に関す
る。従来の電気音響変換装置を第１図および第２図に示
す。第１図は電気音響変換装置の部分斜視図、第２図は
第１図に示す電気音響変換装置の断面図である。
第１図においてはシールド板１６は除いてある。第２図
において、圧電性結晶Ｔ，，Ｌ・・・・・・Ｔ６の一端
は各々電極Ｅ，，・・・・・・，Ｅ６および絶縁層１，
，・・…・，−を介して吸首部材１４上に固着されてお
り又、他端は共通の接地されたシールド板１６に固着さ
れている。各圧電性結晶Ｔ，，・・・・・・，Ｔ６は等
間隔Ｌで平行に配陣され、糟篭，，２ ，・・・，Ｓ５
，８が設けられている。第１図において、圧函性結晶Ｔ
４は、図示しない手段によって電極Ｅ４に印加される信
号と同一周波数で、吸音部材１４と垂直な面内で共振す
る。
において、圧電性結晶Ｔ，，Ｌ・・・・・・Ｔ６の一端
は各々電極Ｅ，，・・・・・・，Ｅ６および絶縁層１，
，・・…・，−を介して吸首部材１４上に固着されてお
り又、他端は共通の接地されたシールド板１６に固着さ
れている。各圧電性結晶Ｔ，，・・・・・・，Ｔ６は等
間隔Ｌで平行に配陣され、糟篭，，２ ，・・・，Ｓ５
，８が設けられている。第１図において、圧函性結晶Ｔ
４は、図示しない手段によって電極Ｅ４に印加される信
号と同一周波数で、吸音部材１４と垂直な面内で共振す
る。
即ち厚みモードの振動波を生じ、超音波を発生するが、
同時に吸音部材１４の表面に矢印１０，１２で示す方向
の表面モードの振動波を生じる。この表面モードの振動
波は、厚みモードの振動波よりも低周波である。（１．
Ａ．Ｖｉｋｔｏｒｏｗ著“Ｒａｙｌｅｉｇｈ ａｎｄ
Ｌａｍｂ Ｗａｖｅｓ”，Ｐｉｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓｌ
９６７参照）。圧電性結晶Ｔ４の厚みモードの振動波に
よって生じた表面モードの振動波は矢印１０′，１２′
で示す如く両隣りの圧電性結晶Ｔ３，Ｔ５で反射され、
圧電性結晶Ｔ３．Ｔ５のインピーダンスで決まる位相分
だけ変化した後、圧電性結晶Ｌに到達する。各圧電性結
晶Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は距離Ｌで等間隔に配置されている
ので、圧軍性結晶公およびＴ５で反射される両表面モー
ドの振動波は圧電性結晶Ｌの位置で同一位相となる。そ
れ故に、庄電性結晶Ｔ４は両表面モードの振動波によっ
て再び厚みモードの振動波を生じ音波を発生する。この
振動波は最初の厚みモードの振動波よりも、表面モード
の振動波が圧電性結晶Ｔ３，Ｔ５で反射された後戻って
くるまでに必要な時間だけ遅延しているので、圧電性結
晶Ｔ４の厚みモードの振動波の減衰時間が長くなり、装
置の分解館が劣化するという欠点を有していた。第２図
を用いてさらに詳述する。
同時に吸音部材１４の表面に矢印１０，１２で示す方向
の表面モードの振動波を生じる。この表面モードの振動
波は、厚みモードの振動波よりも低周波である。（１．
Ａ．Ｖｉｋｔｏｒｏｗ著“Ｒａｙｌｅｉｇｈ ａｎｄ
Ｌａｍｂ Ｗａｖｅｓ”，Ｐｉｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓｌ
９６７参照）。圧電性結晶Ｔ４の厚みモードの振動波に
よって生じた表面モードの振動波は矢印１０′，１２′
で示す如く両隣りの圧電性結晶Ｔ３，Ｔ５で反射され、
圧電性結晶Ｔ３．Ｔ５のインピーダンスで決まる位相分
だけ変化した後、圧電性結晶Ｌに到達する。各圧電性結
晶Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は距離Ｌで等間隔に配置されている
ので、圧軍性結晶公およびＴ５で反射される両表面モー
ドの振動波は圧電性結晶Ｌの位置で同一位相となる。そ
れ故に、庄電性結晶Ｔ４は両表面モードの振動波によっ
て再び厚みモードの振動波を生じ音波を発生する。この
振動波は最初の厚みモードの振動波よりも、表面モード
の振動波が圧電性結晶Ｔ３，Ｔ５で反射された後戻って
くるまでに必要な時間だけ遅延しているので、圧電性結
晶Ｔ４の厚みモードの振動波の減衰時間が長くなり、装
置の分解館が劣化するという欠点を有していた。第２図
を用いてさらに詳述する。
第２図において電極Ｅ，，・…・・，Ｅ６に周波数ｆの
信号が適当な時間に印加されると各圧電性結晶Ｔ，，・
・・・・・，Ｔ６は厚みモードで振動する。ハンマー効
果によつ音波を発生すると同時に表面モードの振動波が
生じ、前述の如く減衰時間は長くなる。今、庄電・性結
晶ＴＣに着目する。各圧電性結晶Ｔ，，・・・・・・，
Ｔ６間の距離を等しくＬ、表面モードの振動波の伝搬速
度をＶとすれば、矢印１８，２０で示すような圧電性結
晶ｈ，Ｔ４で反射されて圧電性結晶Ｔ３に到達する表面
モードの振動波の移相は等しく２のｆ・山／Ｖラジァン
となる。そして各圧電性結晶は共振回路の如く動作し、
反射波に付加的な移相を生じせしめる。これらの表面モ
ードの振動波により庄電性結晶Ｔ３の振動の減衰時間は
長くなる。本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、各
表面モードの振動波の走行路長を異ならしめることによ
り、表面モードの振動波による影響をなくし、減衰時間
の短かし、電気音響変換装置を提供することを目的とす
る。
信号が適当な時間に印加されると各圧電性結晶Ｔ，，・
・・・・・，Ｔ６は厚みモードで振動する。ハンマー効
果によつ音波を発生すると同時に表面モードの振動波が
生じ、前述の如く減衰時間は長くなる。今、庄電・性結
晶ＴＣに着目する。各圧電性結晶Ｔ，，・・・・・・，
Ｔ６間の距離を等しくＬ、表面モードの振動波の伝搬速
度をＶとすれば、矢印１８，２０で示すような圧電性結
晶ｈ，Ｔ４で反射されて圧電性結晶Ｔ３に到達する表面
モードの振動波の移相は等しく２のｆ・山／Ｖラジァン
となる。そして各圧電性結晶は共振回路の如く動作し、
反射波に付加的な移相を生じせしめる。これらの表面モ
ードの振動波により庄電性結晶Ｔ３の振動の減衰時間は
長くなる。本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、各
表面モードの振動波の走行路長を異ならしめることによ
り、表面モードの振動波による影響をなくし、減衰時間
の短かし、電気音響変換装置を提供することを目的とす
る。
以下本発明の実施例を用いて説明する。
第３図は本発明に係る電気音響変換装置の断面図である
。
。
第２図と同一部分は同一番号を付している。
第３図において、圧電性結晶Ｔ２，Ｔ３間の綾Ｓ２，３
および圧電性結晶Ｔ３，Ｌ間の溝Ｓ４，５ は吸音部
材１４まで達している。今、電気信号により庄電性結晶
Ｌが厚みモードで振動すると、それによって表面モード
の振動波が生じる。この表面モードの振動波は破線の矢
印Ｐ，，Ｐ２で示す経略を通り、各々圧電性結晶Ｔ２，
Ｌで反射された後、圧電性結晶Ｔ３に戻る。溝Ｓ２，３
と溝Ｓ３，４の深さが異なるので経路Ｐ，，Ｐ２を通っ
て圧電性結晶Ｔ３に戻る表面モードの振動波の位相は異
なっている。故に両表面モードの振動波は互いに打消し
合うため、圧電性結晶Ｌの厚みモードの振動波に与える
影響は極めて小さくなり、減衰時間を短かくすることが
できる。実験によると、上記の現象は端部の圧電性結晶
Ｔ，，Ｔ６を除いて全ての圧電性結晶にみられた。
および圧電性結晶Ｔ３，Ｌ間の溝Ｓ４，５ は吸音部
材１４まで達している。今、電気信号により庄電性結晶
Ｌが厚みモードで振動すると、それによって表面モード
の振動波が生じる。この表面モードの振動波は破線の矢
印Ｐ，，Ｐ２で示す経略を通り、各々圧電性結晶Ｔ２，
Ｌで反射された後、圧電性結晶Ｔ３に戻る。溝Ｓ２，３
と溝Ｓ３，４の深さが異なるので経路Ｐ，，Ｐ２を通っ
て圧電性結晶Ｔ３に戻る表面モードの振動波の位相は異
なっている。故に両表面モードの振動波は互いに打消し
合うため、圧電性結晶Ｌの厚みモードの振動波に与える
影響は極めて小さくなり、減衰時間を短かくすることが
できる。実験によると、上記の現象は端部の圧電性結晶
Ｔ，，Ｔ６を除いて全ての圧電性結晶にみられた。
本実施例では６個の圧電性結晶で説明したが、実際は多
数の氏電性結晶が使用される。第４図に本発明に係わる
他の実施例の断面図を示す。
数の氏電性結晶が使用される。第４図に本発明に係わる
他の実施例の断面図を示す。
第２図と同一部分は同一記号を付す。全ての溝は吸音部
材１４まで達しており、各圧電性結晶の両側の溝の深さ
を異ならしめることによって表面モードの振動波の走行
路長を異ならしめている。さらに第５図に本発明に係わ
る他の実施例の断面図を示す。
材１４まで達しており、各圧電性結晶の両側の溝の深さ
を異ならしめることによって表面モードの振動波の走行
路長を異ならしめている。さらに第５図に本発明に係わ
る他の実施例の断面図を示す。
第２図と同一部分は同一番号を付す。
第５図において、圧電性結晶の組（Ｔ，，Ｔ２），（Ｔ
３，ｔ），（Ｔ５，Ｔ６）の距離は各組は構成する一対
の圧電性結晶の距離よりも長くなっている。すなわち圧
電性結晶Ｔ３，丸の距離はＬであり、圧電性結晶Ｔ４，
Ｔ５の距離はＬ＋△Ｌである。庄電性結晶ｔで生じた表
面モードの振動波は経路Ｐ，を通り圧電性結晶Ｔ３で反
射された後、位相４ｍｆＬ／Ｖで圧電性結晶Ｌに戻る。
一方、経路Ｐ２を通り圧電性結晶Ｌで反射される表面モ
ードの振動波の位相は４ｍｆ（Ｌ＋△Ｌ）ノＶである。
３，ｔ），（Ｔ５，Ｔ６）の距離は各組は構成する一対
の圧電性結晶の距離よりも長くなっている。すなわち圧
電性結晶Ｔ３，丸の距離はＬであり、圧電性結晶Ｔ４，
Ｔ５の距離はＬ＋△Ｌである。庄電性結晶ｔで生じた表
面モードの振動波は経路Ｐ，を通り圧電性結晶Ｔ３で反
射された後、位相４ｍｆＬ／Ｖで圧電性結晶Ｌに戻る。
一方、経路Ｐ２を通り圧電性結晶Ｌで反射される表面モ
ードの振動波の位相は４ｍｆ（Ｌ＋△Ｌ）ノＶである。
もし△ＬがＶ／４ｆの偶数倍に等しければ、厚みモード
の振動波に与える影響は無視できる。第６図は従来およ
び本発明に係わる電気音響変換装置の周波数対インピー
ダンス特性図である。
の振動波に与える影響は無視できる。第６図は従来およ
び本発明に係わる電気音響変換装置の周波数対インピー
ダンス特性図である。
曲線Ａは従釆の電気音響変換装置、曲線Ｂは本発明の電
気音響変換装置の特性を示す。従来の電気音響変換装置
では、表面モードの振動数の影響によって生じる高Ｑの
ピークＷが存在するが、本発明の電気音響変換装置にお
いては、表面モードの振動波による影響はＷ′で示す様
に極めて小さくなつている。以上述べた如く本発明によ
れば、表面モードの振動波の走行路長を異ならしめてい
るので、各圧電性結晶の厚みモードの振動波は極めて短
かし、時間で減衰することができ、装置の分解能を向上
させることが可能である。
気音響変換装置の特性を示す。従来の電気音響変換装置
では、表面モードの振動数の影響によって生じる高Ｑの
ピークＷが存在するが、本発明の電気音響変換装置にお
いては、表面モードの振動波による影響はＷ′で示す様
に極めて小さくなつている。以上述べた如く本発明によ
れば、表面モードの振動波の走行路長を異ならしめてい
るので、各圧電性結晶の厚みモードの振動波は極めて短
かし、時間で減衰することができ、装置の分解能を向上
させることが可能である。
図面の簡単な試験
第１図は従来の電気音響変換装置の部分斜視図。
第２図は従来の電気音響変換装置の断面図。第３図、第
４図、第５図は本発明に係わる電気音響変換装置の断面
図、第６図は従来および本発明に係わる電気音響変換装
置の周波数対インピーダンス特性図である。Ｔ．・・…
・，Ｔ６：圧電性結晶、Ｅ，，・・・・・・，Ｅ６：電
極、１，，・・・・・・，１６：絶縁層、Ｓ，，２・・
・・・・蚤，６ ．溝、１４：吸音部材、１６：シール
ド板。
４図、第５図は本発明に係わる電気音響変換装置の断面
図、第６図は従来および本発明に係わる電気音響変換装
置の周波数対インピーダンス特性図である。Ｔ．・・…
・，Ｔ６：圧電性結晶、Ｅ，，・・・・・・，Ｅ６：電
極、１，，・・・・・・，１６：絶縁層、Ｓ，，２・・
・・・・蚤，６ ．溝、１４：吸音部材、１６：シール
ド板。
‘ンＧ・／
‘ンＧ２
万）Ｇ３
〃０４
番‐
■
葦
Claims (1)
- １ 支持部材と、前記支持部材上に平行に設けられ電気
信号の印加により前記支持部材と垂直な平面内で振動す
る複数個の電気音響変換素子と、前記支持部材に沿つて
任意の電気音響変換素子の両方向に生じる第１、第２の
表面モードの振動波が両隣りの電気音響変換素子で反射
した後、前記の選択された任意の電気音響変換素子に戻
るまでの第１、第２の走行路長を異ならしめる手段とか
ら成る電気音響変換装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US217633 | 1980-12-18 | ||
| US06/217,633 US4384228A (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | Acousto-electric transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57198000A JPS57198000A (en) | 1982-12-04 |
| JPS6023559B2 true JPS6023559B2 (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=22811867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56205043A Expired JPS6023559B2 (ja) | 1980-12-18 | 1981-12-18 | 電気音響変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4384228A (ja) |
| JP (1) | JPS6023559B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4758836A (en) * | 1983-06-20 | 1988-07-19 | Rockwell International Corporation | Inductive coupling system for the bi-directional transmission of digital data |
| GB8327551D0 (en) * | 1983-10-14 | 1983-11-16 | Secr Defence | Acoustic transducer |
| US5264751A (en) * | 1989-10-20 | 1993-11-23 | Thomson-Csf | Unilateral surface wave transducer |
| US5267221A (en) * | 1992-02-13 | 1993-11-30 | Hewlett-Packard Company | Backing for acoustic transducer array |
| US5792058A (en) * | 1993-09-07 | 1998-08-11 | Acuson Corporation | Broadband phased array transducer with wide bandwidth, high sensitivity and reduced cross-talk and method for manufacture thereof |
| JP2891654B2 (ja) * | 1995-08-28 | 1999-05-17 | 東洋アルミニウム株式会社 | コイル状物の端末構造 |
| FR2779575B1 (fr) * | 1998-06-05 | 2003-05-30 | Thomson Csf | Sonde acoustique multielements comprenant un film composite conducteur et procede de fabrication |
| US9623265B2 (en) * | 2005-04-07 | 2017-04-18 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Device for controlled tissue treatment |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3596211A (en) * | 1967-11-06 | 1971-07-27 | Zenith Radio Corp | Surface-wave filter reflection cancellation |
| US3662293A (en) * | 1971-03-17 | 1972-05-09 | Zenith Radio Corp | Acoustic-wave transmitting device |
| US3859608A (en) * | 1973-12-28 | 1975-01-07 | Texas Instruments Inc | Reflectionless surface wave transducer |
| US4277712A (en) * | 1979-10-11 | 1981-07-07 | Hewlett-Packard Company | Acoustic electric transducer with slotted base |
-
1980
- 1980-12-18 US US06/217,633 patent/US4384228A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-12-18 JP JP56205043A patent/JPS6023559B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4384228A (en) | 1983-05-17 |
| JPS57198000A (en) | 1982-12-04 |
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