JPS6032397B2 - 超音波アレイトランスデユ−サ - Google Patents
超音波アレイトランスデユ−サInfo
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- JPS6032397B2 JPS6032397B2 JP56089903A JP8990381A JPS6032397B2 JP S6032397 B2 JPS6032397 B2 JP S6032397B2 JP 56089903 A JP56089903 A JP 56089903A JP 8990381 A JP8990381 A JP 8990381A JP S6032397 B2 JPS6032397 B2 JP S6032397B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- ultrasonic waves
- radiation aperture
- transducer
- piezoelectric polymer
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気絶縁液を充満した容器の中に圧電高分子膜
振動子を振動面に垂直な方向、あるいは平行な方向に所
定の距離で等間隔に平行に多数配置し、これら振動子を
適切な遅延時間をもち、かつ数十から数百キロヘルッの
比較的低い超音波周波数の信号電圧で駆動し、超音波が
放射開□面においてはすべて同位相となるように構成し
た超音波アレイトランスデューサに関するもので、指向
性の副極が小さく短いパルス幅の送信が可能で減衰の大
きい液体中又は遠距離水中伝搬等に好適であり水浸深傷
、医療診断および水中音響機器に利用される。
振動子を振動面に垂直な方向、あるいは平行な方向に所
定の距離で等間隔に平行に多数配置し、これら振動子を
適切な遅延時間をもち、かつ数十から数百キロヘルッの
比較的低い超音波周波数の信号電圧で駆動し、超音波が
放射開□面においてはすべて同位相となるように構成し
た超音波アレイトランスデューサに関するもので、指向
性の副極が小さく短いパルス幅の送信が可能で減衰の大
きい液体中又は遠距離水中伝搬等に好適であり水浸深傷
、医療診断および水中音響機器に利用される。
従来数十から数百キロヘルッの超音波トランスデューサ
は、圧電磁器又は磁歪の振動子が主体で、これら振動子
の固有音響抵抗は水に比較して１桁以上大きいので振動
のダンピングが効かず、短いパルス幅の超音波の放射が
困難であった。
は、圧電磁器又は磁歪の振動子が主体で、これら振動子
の固有音響抵抗は水に比較して１桁以上大きいので振動
のダンピングが効かず、短いパルス幅の超音波の放射が
困難であった。
また一般に円板や角板形状の音源の指向性は富。極が大
きく、妨害雑音を生じ易く計測上好ましくなかった。指
向性を鋭くするためには音源の放射開□面積を増大する
のが常道で取扱い及び装備上不便な場合が多かった。こ
の副極抑制の方法にはシヱージングをかける方法もある
が、副作用として指向性が鈍くなる欠点が伴った。本発
明は以上の欠点にかんがみ、圧電高分子膜振動子が殆ん
ど透過損失のないことを利用してこの振動子をアレイ素
子として縦横に多数配置したトランスデューサを形成す
ることによって、放射関口面積の割には剣極が小さく、
鋭い指向性をもち、電気音響変換効率がよく、薄膜の故
にダンピングが良く効くので放射パルス幅を短くするこ
とが可能な振動子をもつ、数十から数百キロヘルッの低
周波数の超音波トランスデューサを提供することを目的
とする。
きく、妨害雑音を生じ易く計測上好ましくなかった。指
向性を鋭くするためには音源の放射開□面積を増大する
のが常道で取扱い及び装備上不便な場合が多かった。こ
の副極抑制の方法にはシヱージングをかける方法もある
が、副作用として指向性が鈍くなる欠点が伴った。本発
明は以上の欠点にかんがみ、圧電高分子膜振動子が殆ん
ど透過損失のないことを利用してこの振動子をアレイ素
子として縦横に多数配置したトランスデューサを形成す
ることによって、放射関口面積の割には剣極が小さく、
鋭い指向性をもち、電気音響変換効率がよく、薄膜の故
にダンピングが良く効くので放射パルス幅を短くするこ
とが可能な振動子をもつ、数十から数百キロヘルッの低
周波数の超音波トランスデューサを提供することを目的
とする。
数十から数百キロヘルッの超音波は伝播媒質の減衰度が
大きい場合や遠距離伝播を要する場合に有効なものであ
るが従来はパルス幅の短い、指向性の鋭い超音波トラン
スデューサが無く計測上の難点であったが圧電高分子膜
振動子を利用した本発明によれば従来の困難を解消する
ことができるものである。
大きい場合や遠距離伝播を要する場合に有効なものであ
るが従来はパルス幅の短い、指向性の鋭い超音波トラン
スデューサが無く計測上の難点であったが圧電高分子膜
振動子を利用した本発明によれば従来の困難を解消する
ことができるものである。
次に本発明の重要な要素である圧電高分子膜振動子につ
いて説明する。圧電高分子膜（ＰＶＤＦ）は圧電性をも
つ高分子を材料とした厚さ１０山ｍ（マイクロメートル
）程度の薄膜であり、その電気音響的諸定数は侍公昭５
５一１５１１２によって示されている。すなわち縦波音
速ｖ＝２５６５ｍ／ｓ、密度ｐ二１．７９×１びｋｇ／
めでその固有音響抵抗Ｚ＝ｐ．ｖ＝４．５９×１びｋ９
／（〆ｓ）である。この膜の上下面はいずれも電極を蒸
着により作製するがこの黍着層は極めて薄く約１〜２Ａ
ｍ程度で数十から数百キロヘルッの超音波に関する諸計
算を行うにあたっては無視できるものである。なお電気
機械結合係数は０．１１である。また圧電磁器粉末を高
分子材料に混合した圧電性高分子複合物の薄膜もその音
響的特性は前記圧電高分子膜に類似しており、殆んど同
一のものとして取扱うことができる。これら材料の固有
音響抵抗は液体の固有音響抵抗のたかだか３〜４倍程度
であり、そのうえ非常に薄い膜とすることができるので
、数十から数百キロヘルッの比較的低い周波数の超音波
は殆んど減衰することがなく、その膜を透過することが
できる。この事実は次に示す計算により確かめられる。
すなわちいまＰＶＤＦの薄膜を液中に入れたときの透過
損失Ｌｔ服は次式で示される。ここにＺ＝ｐ．・Ｃ，，
Ｚ２＝ｐ２・Ｃ２でｐ，とｐ２ は液体と圧軍高分子材
の密度、Ｃ，とＣ２は液体と圧電高分子村中の音速．ひ
＝２汀ｄ／＾２ で、ｄは氏電高分子膜の厚さ、＾２
＝Ｃ２／ｆを示し、ｆは周波数である。
いて説明する。圧電高分子膜（ＰＶＤＦ）は圧電性をも
つ高分子を材料とした厚さ１０山ｍ（マイクロメートル
）程度の薄膜であり、その電気音響的諸定数は侍公昭５
５一１５１１２によって示されている。すなわち縦波音
速ｖ＝２５６５ｍ／ｓ、密度ｐ二１．７９×１びｋｇ／
めでその固有音響抵抗Ｚ＝ｐ．ｖ＝４．５９×１びｋ９
／（〆ｓ）である。この膜の上下面はいずれも電極を蒸
着により作製するがこの黍着層は極めて薄く約１〜２Ａ
ｍ程度で数十から数百キロヘルッの超音波に関する諸計
算を行うにあたっては無視できるものである。なお電気
機械結合係数は０．１１である。また圧電磁器粉末を高
分子材料に混合した圧電性高分子複合物の薄膜もその音
響的特性は前記圧電高分子膜に類似しており、殆んど同
一のものとして取扱うことができる。これら材料の固有
音響抵抗は液体の固有音響抵抗のたかだか３〜４倍程度
であり、そのうえ非常に薄い膜とすることができるので
、数十から数百キロヘルッの比較的低い周波数の超音波
は殆んど減衰することがなく、その膜を透過することが
できる。この事実は次に示す計算により確かめられる。
すなわちいまＰＶＤＦの薄膜を液中に入れたときの透過
損失Ｌｔ服は次式で示される。ここにＺ＝ｐ．・Ｃ，，
Ｚ２＝ｐ２・Ｃ２でｐ，とｐ２ は液体と圧軍高分子材
の密度、Ｃ，とＣ２は液体と圧電高分子村中の音速．ひ
＝２汀ｄ／＾２ で、ｄは氏電高分子膜の厚さ、＾２
＝Ｃ２／ｆを示し、ｆは周波数である。
今液体に一例としてひまし油をとり圧電高分子膜にＦＶ
ＤＦをとるとＺ，＝１．４４×１ぴｋ９／（れｓ）、Ｚ
＝４．５９×１びｋ９／（めｓ）となり、ｄ＝ｌｏＡｍ
、ｆ＝２０ｋ日２とすると入２ ＝７３帆で８＝８．６
×１０‐４ｒａｄｉａｎとなるから透過損失Ｌｔは計算
の結果Ｌｔ羊６×１０‐６船となり、透過損失はないと
みてよいことになる。なおｆ＝２００ｋＨＺ、入２ ＝
７．３肋としてもＬｔ≠６×１０‐４ｄＢで周波数が数
十から数百キロヘルツの範囲では数十板の膜があっても
その透過損失は殆んど考慮に入れる必要がないことがわ
かる。このように圧電高分子膜振動子はその固有音響抵
抗が従来の圧電磁器や磁歪の材料よりなる振動子より桁
違いに小さく、液体の固有音響抵抗に近いので、電気音
響変換効率がよく、またその膜厚が薄いので非常に振動
の減衰率が大きい、すなわちダンピングが良く効く、の
でパルス幅の短い送信が可能になるものである。次に本
発明になる超音波アレイトランスデューサの一具体例を
第１図により説明する。
ＤＦをとるとＺ，＝１．４４×１ぴｋ９／（れｓ）、Ｚ
＝４．５９×１びｋ９／（めｓ）となり、ｄ＝ｌｏＡｍ
、ｆ＝２０ｋ日２とすると入２ ＝７３帆で８＝８．６
×１０‐４ｒａｄｉａｎとなるから透過損失Ｌｔは計算
の結果Ｌｔ羊６×１０‐６船となり、透過損失はないと
みてよいことになる。なおｆ＝２００ｋＨＺ、入２ ＝
７．３肋としてもＬｔ≠６×１０‐４ｄＢで周波数が数
十から数百キロヘルツの範囲では数十板の膜があっても
その透過損失は殆んど考慮に入れる必要がないことがわ
かる。このように圧電高分子膜振動子はその固有音響抵
抗が従来の圧電磁器や磁歪の材料よりなる振動子より桁
違いに小さく、液体の固有音響抵抗に近いので、電気音
響変換効率がよく、またその膜厚が薄いので非常に振動
の減衰率が大きい、すなわちダンピングが良く効く、の
でパルス幅の短い送信が可能になるものである。次に本
発明になる超音波アレイトランスデューサの一具体例を
第１図により説明する。
１は圧電高分子膜（ＰＶＤＦ）で、膜の上、下面には極
めて薄い電極２ａ，２ｂが蒸着されている。
めて薄い電極２ａ，２ｂが蒸着されている。
その形状は第２図に示すように正方形とし、電極面から
はリード線３ａ，３ｂが引き出される。圧電高分子膜１
の四隅には止め具４をもち、これらで振動子５を形成す
る。この振動子５は電極２ａと２ｂとに所定周波数の電
圧を印加することにより厚み縦振動を行い、電気絶縁液
６中に前記所定周波数と同一周波数の超音波を放射し、
さらに放射閥口面１３を介して外部に放射する。さて第
１図に示すように振動子５の振動面に垂直な方向に、前
記超音波が放射開□面１３において同位相となるよう
夕な距離で等間隔に、平行に、多数の振動子５を配置す
る。振動子５の間隔は前記所定周波数の超音波の電気絶
縁液６中の伝播波長の１′２に相当する距離に選択する
。これら多数の振動子５はそれぞれ支持榛７で固定され
、それを固定材８に堅固にＺ取付けられる。支持棒７は
音響的絶縁が良好な構造をもつことが望ましく。例えば
固有音響抵抗の差が大きい複数の材料の綾を接合したも
のでもよい。また放射開□面１３の反対側に設けられる
吸音材層９は後方へ放射された超音波を吸収し、超Ｚ音
波アレイトランスデューサ内部の残蜜を除去するもので
あり、柔軟な高分子材繊維であってもよい。外節１川ま
上記各部分を収納し、その内部に電気絶縁液６を充満し
たもので、その材質は超音波を放射する対象となる液体
と音響特性が類似しており、超音波が透過し易いもので
あることが望ましい。これら振動子５の電極には各振動
子５から発射される超音波が放射閉口面１３において同
位相となるような位相関係の信号電圧が印加される。す
なわち振動子５の電極２ａからのりード線３ａは第１図
に示すように交互の振動子５毎にまとめられてそれぞれ
入力端子１１ａと１１ｂとに導かれる。また振動子５の
電極２ｂからのりード線３ｂは全て共通に接地端子１２
に導かれる。入力端子１ １ａと１ １ｂとには送信時
に１８０度の位相差をもつ交番電圧が印加され、受信時
にはその受信電圧は１８０度の位相差をもつ遅延回路を
経て受信増幅部に入力する。このようにすれば各振動子
５から発射される超音波は放射関口面１３において全て
同位相となる。このような超音波アレイトランスデュー
サの駆動方式は連続波的であるが、各振動子５毎に入出
力端子を独立に設け、それらの送信信号の遅延および受
信信号の遅延時間を調整して信号波の位相を合せ、極め
てパルス幅の短い信号波形を得ることも可能である。
はリード線３ａ，３ｂが引き出される。圧電高分子膜１
の四隅には止め具４をもち、これらで振動子５を形成す
る。この振動子５は電極２ａと２ｂとに所定周波数の電
圧を印加することにより厚み縦振動を行い、電気絶縁液
６中に前記所定周波数と同一周波数の超音波を放射し、
さらに放射閥口面１３を介して外部に放射する。さて第
１図に示すように振動子５の振動面に垂直な方向に、前
記超音波が放射開□面１３において同位相となるよう
夕な距離で等間隔に、平行に、多数の振動子５を配置す
る。振動子５の間隔は前記所定周波数の超音波の電気絶
縁液６中の伝播波長の１′２に相当する距離に選択する
。これら多数の振動子５はそれぞれ支持榛７で固定され
、それを固定材８に堅固にＺ取付けられる。支持棒７は
音響的絶縁が良好な構造をもつことが望ましく。例えば
固有音響抵抗の差が大きい複数の材料の綾を接合したも
のでもよい。また放射開□面１３の反対側に設けられる
吸音材層９は後方へ放射された超音波を吸収し、超Ｚ音
波アレイトランスデューサ内部の残蜜を除去するもので
あり、柔軟な高分子材繊維であってもよい。外節１川ま
上記各部分を収納し、その内部に電気絶縁液６を充満し
たもので、その材質は超音波を放射する対象となる液体
と音響特性が類似しており、超音波が透過し易いもので
あることが望ましい。これら振動子５の電極には各振動
子５から発射される超音波が放射閉口面１３において同
位相となるような位相関係の信号電圧が印加される。す
なわち振動子５の電極２ａからのりード線３ａは第１図
に示すように交互の振動子５毎にまとめられてそれぞれ
入力端子１１ａと１１ｂとに導かれる。また振動子５の
電極２ｂからのりード線３ｂは全て共通に接地端子１２
に導かれる。入力端子１ １ａと１ １ｂとには送信時
に１８０度の位相差をもつ交番電圧が印加され、受信時
にはその受信電圧は１８０度の位相差をもつ遅延回路を
経て受信増幅部に入力する。このようにすれば各振動子
５から発射される超音波は放射関口面１３において全て
同位相となる。このような超音波アレイトランスデュー
サの駆動方式は連続波的であるが、各振動子５毎に入出
力端子を独立に設け、それらの送信信号の遅延および受
信信号の遅延時間を調整して信号波の位相を合せ、極め
てパルス幅の短い信号波形を得ることも可能である。
次に本発明になる超音波アレイトランスデューサの指向
特性について説明する。
特性について説明する。
一般に同一形状の多素子音源の指向特性は単一素子の青
線が示す指向特性と各素子の位置に点音猿を置いた場合
の指向特性との積で示される。いま１例として振動子５
よりなるアレイ素子の大きさＬを波長入の２倍にした場
合につき振動子５の単一振動子の指向特性と本発明にな
る超音波アレイトランスデューサの指向特性とを比較す
る。第１図に示すように振動子５は正方形音源でその遠
距離音場の指向係数をＲ，（８）とすると次式川が成立
する。ここにＬに２入にとり、０【まアレイ素子の配列
方向に対する放射方向の角度を示す。次に振動子５をア
レイ素子としてこの位置に点音源を置き振動面に垂直な
一直線上にｎ（偶数）個の点音源を半波長ずつ隔てて配
置し、これらの点音源には交互に１８０度位相差のある
交番電圧を印加するとする。
線が示す指向特性と各素子の位置に点音猿を置いた場合
の指向特性との積で示される。いま１例として振動子５
よりなるアレイ素子の大きさＬを波長入の２倍にした場
合につき振動子５の単一振動子の指向特性と本発明にな
る超音波アレイトランスデューサの指向特性とを比較す
る。第１図に示すように振動子５は正方形音源でその遠
距離音場の指向係数をＲ，（８）とすると次式川が成立
する。ここにＬに２入にとり、０【まアレイ素子の配列
方向に対する放射方向の角度を示す。次に振動子５をア
レイ素子としてこの位置に点音源を置き振動面に垂直な
一直線上にｎ（偶数）個の点音源を半波長ずつ隔てて配
置し、これらの点音源には交互に１８０度位相差のある
交番電圧を印加するとする。
このときの指向係数Ｒ２は次式で示される。ここに入は
波長、ｄはアレイ素子間隔、８はアレイ素子の配列方向
に対する放射方向の角度、ｎはアレイ素子の数、を示し
今ｄ＝＾／２と選択する。
波長、ｄはアレイ素子間隔、８はアレイ素子の配列方向
に対する放射方向の角度、ｎはアレイ素子の数、を示し
今ｄ＝＾／２と選択する。
従って本発明になる超音波アレイトランスデューサの合
成指向係数Ｒは式ｍと■より次式で示される。第３図に
実線２１でｎ＝１０の場合の指向係数Ｒを、破線２２で
指向係数Ｒ１を示す。
成指向係数Ｒは式ｍと■より次式で示される。第３図に
実線２１でｎ＝１０の場合の指向係数Ｒを、破線２２で
指向係数Ｒ１を示す。
同図から明らかなように本発明になる超音波アレイトラ
ンスデューサは音源の軸万向の面積が単一の音源素子に
比べ同一の場合には副極が馨るしく小さく、かつ主極の
指向性も鋭くなることがわかる。ここでは一例としてｎ
＝１０の場合を示したがｎを増すに従ってこのような傾
向はますます強まる。
ンスデューサは音源の軸万向の面積が単一の音源素子に
比べ同一の場合には副極が馨るしく小さく、かつ主極の
指向性も鋭くなることがわかる。ここでは一例としてｎ
＝１０の場合を示したがｎを増すに従ってこのような傾
向はますます強まる。
また本発明になる超音波アレイトランスヂューサの他の
具体例を第４図に示す。第４図に示すように振動子５の
振動面に平行に第１図に示すアレイトランスデューサを
多数配置してそれぞれの振動子５を所定の位相関係の信
号電圧で駆動するならば放射開口面積の増加を伴って更
に鋭い指向特性を得ることができる。同図においては吸
音材層９のかわりに振動子５から電気絶縁液６中の超音
波波長の半分の距離にある固定反射板１４が設けられて
いる。なお、本発明になる超音波アレイトランスデュー
サは水中に超音波を放射するだけでなく、固体に外節１
０の底面を接触させることにより、固体中に超音波を放
射することも可能で、非破壊検査などに利用することも
できる。
具体例を第４図に示す。第４図に示すように振動子５の
振動面に平行に第１図に示すアレイトランスデューサを
多数配置してそれぞれの振動子５を所定の位相関係の信
号電圧で駆動するならば放射開口面積の増加を伴って更
に鋭い指向特性を得ることができる。同図においては吸
音材層９のかわりに振動子５から電気絶縁液６中の超音
波波長の半分の距離にある固定反射板１４が設けられて
いる。なお、本発明になる超音波アレイトランスデュー
サは水中に超音波を放射するだけでなく、固体に外節１
０の底面を接触させることにより、固体中に超音波を放
射することも可能で、非破壊検査などに利用することも
できる。
この際に外筒１０の形状は下方に拡がった角錐又は円錐
とすることが望ましく、その頂角を振動５の指向特性の
零放射角より大きくとると性能のよい超音波アレイトラ
ンスデューサが得られる。以上説明したように本発明は
圧電高分子膜振動子が殆んど透過損失のないことを利用
してこの振動子をアレイ素子として縦横に多数配置した
トランスデューサを形成することによって、放射閉口面
積の割には副極が小さく、鋭い指向性をもち、電気音響
変換効率がよく、ダンピングが良く効くので放射パルス
幅を短くすることが可能な振動子をもつ数十から数百キ
ロヘルッの低周波数の超音波トランスデューサを提供す
るものである。
とすることが望ましく、その頂角を振動５の指向特性の
零放射角より大きくとると性能のよい超音波アレイトラ
ンスデューサが得られる。以上説明したように本発明は
圧電高分子膜振動子が殆んど透過損失のないことを利用
してこの振動子をアレイ素子として縦横に多数配置した
トランスデューサを形成することによって、放射閉口面
積の割には副極が小さく、鋭い指向性をもち、電気音響
変換効率がよく、ダンピングが良く効くので放射パルス
幅を短くすることが可能な振動子をもつ数十から数百キ
ロヘルッの低周波数の超音波トランスデューサを提供す
るものである。
従って減衰度の大さし、媒質、又は減衰度は小さくても
大きな伝搬距離が必要でその減衰度が無視できない場合
等にその特色を発揮する。また副極が抑圧されている指
向特性を示すから各種計測にあたり妨害雑音が少なく精
度のよい測定ができる。また固体や生体と接触させれば
それら内部の情報を得ることができ、さらに振動子の縦
方向のみならず横方向にもアレイ数を拡げることにより
遠距離用の強力ソナーに利用して億力を発揮するなどそ
の応用範囲は極めて広いものである。
大きな伝搬距離が必要でその減衰度が無視できない場合
等にその特色を発揮する。また副極が抑圧されている指
向特性を示すから各種計測にあたり妨害雑音が少なく精
度のよい測定ができる。また固体や生体と接触させれば
それら内部の情報を得ることができ、さらに振動子の縦
方向のみならず横方向にもアレイ数を拡げることにより
遠距離用の強力ソナーに利用して億力を発揮するなどそ
の応用範囲は極めて広いものである。
第１図は本発明になる超音波アレイトランスデューサの
一具体例を示す説明図、第２図は振動子５の平面図、第
３図は単一振動子と本発明になる超音波アレイトランス
デューサとの指向特性の比較説明図、第４図は本発明に
なる超音波アレイトランスデューサの他の具体例を示す
説明図である。 １・・・…圧電高分子膜、２・・・・・・電極、３・・
・・・・リード線、４・・・・・・止め具、５・・・・
・・振動子、６・・・・・・電気絶縁液、７・・・・・
・支持棒、８・・・・・・固定材、９・・・・・・吸音
材層、１０・・・・・・外筒、１１・・・・・・入出力
端子、１２…・・・穣地端子、１３・・・・・・放射閉
口面、１４・・・・・・固定反射板、２１・・・・・・
実線、２２・・・・・・破線。 多２図多４図 多′図 多ｊ図
一具体例を示す説明図、第２図は振動子５の平面図、第
３図は単一振動子と本発明になる超音波アレイトランス
デューサとの指向特性の比較説明図、第４図は本発明に
なる超音波アレイトランスデューサの他の具体例を示す
説明図である。 １・・・…圧電高分子膜、２・・・・・・電極、３・・
・・・・リード線、４・・・・・・止め具、５・・・・
・・振動子、６・・・・・・電気絶縁液、７・・・・・
・支持棒、８・・・・・・固定材、９・・・・・・吸音
材層、１０・・・・・・外筒、１１・・・・・・入出力
端子、１２…・・・穣地端子、１３・・・・・・放射閉
口面、１４・・・・・・固定反射板、２１・・・・・・
実線、２２・・・・・・破線。 多２図多４図 多′図 多ｊ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 振動子群から発射される超音波を放射開口面を介し
て放射する超音波トランスデユーサにおいて、電気絶縁
液を充満した音波の透過し易い材料の容器中に圧電高分
子膜振動子を振動面に垂直な方向に、前記超音波が放射
開口面において同位相となるような距離で等間隔に、平
行に、多数配置し、前記圧電高分子膜振動子の電極に前
記超音波が放射開口面において同位相となるような位相
関係の信号電圧を印加するようにしたことを特徴とする
超音波アレイトランスデユーサ。 ２ 振動子群から発射される超音波を放射開口面を介し
て放射する超音波トランスデユーサにおいて、電気絶縁
液を充満した音波の透過し易い材料の容器中に圧電高分
子膜振動子を振動面に垂直な方向に、前記超音波が放射
開口面において同位相となるような距離で等間隔に、平
行に、多数配置し、更に前記振動面に平行な方向におい
ても前記距離で等間隔に、平行に、多数配置し、前記圧
電高分子膜振動子の電極に前記超音波が放射開口面にお
いて同位相となるような位相関係の信号電圧を印加する
ようにしたことを特徴とする超音波アレイトランスデユ
ーサ。 ３ 振動子群から発射される超音波を放射開口面を介し
て放射する超音波トランスデユーサにおいて、電気絶縁
液を充満した音波の透過し易い材料の容器中に正方形の
振動面をもち、その四隅にて支持棒に保持される圧電高
分子膜振動子を前記振動面に垂直な方向に、前記超音波
が放射開口面において同位相となるような距離で等間隔
に、平行に、多数配置し、前記放射開口面の反対側に吸
音材層をもつようにし、前記圧電高分子膜振動子の電極
に前記超音波が放射開口面において同位相となるような
位相関係の信号電圧を印加するようにしたことを特徴と
する超音波アレイトランスデユーサ。 ４ 電気絶縁液を充満した音波の透過し易い材料の容器
中に円形の振動面をもち、その周辺にて支持棒に保持さ
れる圧電高分子膜振動子を特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の超音波アレイトランスデユーサ。 ５ 前記放射開口面の反対側に前記電気絶縁液中の超音
波波長の半分の距離に固定反射板をもつようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の超音波アレイ
トランスデユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56089903A JPS6032397B2 (ja) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | 超音波アレイトランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56089903A JPS6032397B2 (ja) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | 超音波アレイトランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57204698A JPS57204698A (en) | 1982-12-15 |
| JPS6032397B2 true JPS6032397B2 (ja) | 1985-07-27 |
Family
ID=13983677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56089903A Expired JPS6032397B2 (ja) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | 超音波アレイトランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032397B2 (ja) |
-
1981
- 1981-06-11 JP JP56089903A patent/JPS6032397B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57204698A (en) | 1982-12-15 |
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