JPS6041399A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JPS6041399A JPS6041399A JP14882783A JP14882783A JPS6041399A JP S6041399 A JPS6041399 A JP S6041399A JP 14882783 A JP14882783 A JP 14882783A JP 14882783 A JP14882783 A JP 14882783A JP S6041399 A JPS6041399 A JP S6041399A
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- Japan
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- ceramic plate
- piezoelectric ceramic
- ultrasonic probe
- plate
- piezoelectric
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- Granted
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Classifications
-
- 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
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は超音波診断装置、超音波探傷装置等に用いられ
る超音波探触子に関する。
る超音波探触子に関する。
超音波探触子は、圧電素子により超音波を発生し、その
反射波により対象物内部の状態を検査するものであり、
人体内部の診断、金属溶接内部の探傷等各種の用途に用
いられている。
反射波により対象物内部の状態を検査するものであり、
人体内部の診断、金属溶接内部の探傷等各種の用途に用
いられている。
超音波探触子の駆動電圧を発生するパルプ・−の出力イ
ンピーダンスはＳ／Ｎ比の向上等のため低い方が好まし
い。そのためこのパルサーとの電気的インピーダンス整
合をとるため、超音波探触子の電気的入力インピーダン
ス（Ｚ）も低くする必要がある。この入力インピーダン
ス（Ｚ）はＺ ＝ １／２πｆ−Ｃ（ただしｆは駆動周
波数；Ｃは超音波探触子に用いる圧電体の静電容量）な
る関係がある。従って駆動周波数を一定とすると静電容
量は大きい方が望ましい。
ンピーダンスはＳ／Ｎ比の向上等のため低い方が好まし
い。そのためこのパルサーとの電気的インピーダンス整
合をとるため、超音波探触子の電気的入力インピーダン
ス（Ｚ）も低くする必要がある。この入力インピーダン
ス（Ｚ）はＺ ＝ １／２πｆ−Ｃ（ただしｆは駆動周
波数；Ｃは超音波探触子に用いる圧電体の静電容量）な
る関係がある。従って駆動周波数を一定とすると静電容
量は大きい方が望ましい。
一方静電容１ｃは、Ｃ−ε・Ｓ／ｄ （ε：圧電体の誘
電率、Ｓ：圧電体に形成された電極面積、ｄ：圧電体の
厚み）なる関係がある。従って、静電容量Ｃを大きくす
るためには、ε及びＳを大きくするかｄを小さくする必
要がある。
電率、Ｓ：圧電体に形成された電極面積、ｄ：圧電体の
厚み）なる関係がある。従って、静電容量Ｃを大きくす
るためには、ε及びＳを大きくするかｄを小さくする必
要がある。
通常超音波探触子は、不要振動除去、超音波送受波面の
裏面から発生する超音波を吸収するため、圧電素子の超
音波送受波面の裏面に例えばゴム体等のバンキング材を
接合して使用する。一般に超音波探触子に用いられる圧
電性セラミックス板の音響インピーダンス２人（ＺＡ−
ρ・υ、ρは密度；υは音速）は３０〜４０Ｘ１０’に
グ／ｄＳである。
裏面から発生する超音波を吸収するため、圧電素子の超
音波送受波面の裏面に例えばゴム体等のバンキング材を
接合して使用する。一般に超音波探触子に用いられる圧
電性セラミックス板の音響インピーダンス２人（ＺＡ−
ρ・υ、ρは密度；υは音速）は３０〜４０Ｘ１０’に
グ／ｄＳである。
このバンキング材の音響インピーダンスが圧電性セラミ
ックス板に比べ１０倍以上だと、振動の節がこの接合面
に表われるが、一般Ｃ二このような材料は存在しないの
で、圧電素子にフェライトゴム等のバッキング材を接合
した構造では基準周波数では圧電板の両面Ｃ″−−振動
が存在し、圧電板の厚みとの関係はｔ−λ／２（λは基
準周波数の波長）となる。一般に基準周波数を用いる時
の感度がもつとも良い。従って使用する周波数を一定と
すると厚みｔを一定にする必要がある。
ックス板に比べ１０倍以上だと、振動の節がこの接合面
に表われるが、一般Ｃ二このような材料は存在しないの
で、圧電素子にフェライトゴム等のバッキング材を接合
した構造では基準周波数では圧電板の両面Ｃ″−−振動
が存在し、圧電板の厚みとの関係はｔ−λ／２（λは基
準周波数の波長）となる。一般に基準周波数を用いる時
の感度がもつとも良い。従って使用する周波数を一定と
すると厚みｔを一定にする必要がある。
また電極面積Ｓは圧電素子の形状により限界がある。例
えばりニアアレイ型超音波探触子は矩形状の圧電体を複
数個直線状に並べた構造をとるため、電極面積は小さく
なってしまう等、Ｓを大きくすることには限界がある。
えばりニアアレイ型超音波探触子は矩形状の圧電体を複
数個直線状に並べた構造をとるため、電極面積は小さく
なってしまう等、Ｓを大きくすることには限界がある。
また誘電率ｅは圧電体相別により決定される値であり、
εにも限界がある。特に超音波探触子では厚み振動を利
用して縦波を用いているＹ−メ′、不備えた＋Ｊ料を得
ることは困難であった。
εにも限界がある。特に超音波探触子では厚み振動を利
用して縦波を用いているＹ−メ′、不備えた＋Ｊ料を得
ることは困難であった。
このように所望の周波数を得ようとした場合、厚みｄが
固定され、かつ電極面積Ｓも限定されたものとなるため
、超音波探触子の入力インピーダンスはほぼその桐粕の
誘電率εにより決定されてしまう。従っておのずと入力
インピーダンスな低減することには限界があった。
固定され、かつ電極面積Ｓも限定されたものとなるため
、超音波探触子の入力インピーダンスはほぼその桐粕の
誘電率εにより決定されてしまう。従っておのずと入力
インピーダンスな低減することには限界があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、低い電気
的入力インピーダンスを有する超音波探触子を提供する
ことを目的とする。
的入力インピーダンスを有する超音波探触子を提供する
ことを目的とする。
本発明は、圧電性セラミックス板の両面に電極が形成さ
れた厚み振動を用いる圧電素子と、前記圧電素子の超音
波送受波面の裏面に前記電極を介して接合され、音響イ
ンピーダンスが前記圧電性セラミックス板の音響インピ
ーダンスと実質的に同一である板材とを具備したことを
特徴とする超音波探触子である。
れた厚み振動を用いる圧電素子と、前記圧電素子の超音
波送受波面の裏面に前記電極を介して接合され、音響イ
ンピーダンスが前記圧電性セラミックス板の音響インピ
ーダンスと実質的に同一である板材とを具備したことを
特徴とする超音波探触子である。
本発明においては圧電性セラミックス板の音響インピー
ダンス（、ＺＡＯ）と板材の音響インピーダンス（ＺＡ
Ｉ）とが実質的に同一のものを接合して用いる。従って
圧電性セラミックス板と板材とがみかけ上一体の振動子
として動作する。このため従来圧電性セラミックス板（
厚みｔ）のみを振動板として用いた場合、その基準振動
時の波長なλとすると前述のととくλ＝２ｔなる関係と
なるが、本′発明においてはλ＝２ （ｔｏ−１−ｔ、
）となる（ １ｏ；圧電性セラミックス板の厚み、１
１；板材の厚み）。コノ場合電極分の厚みがあるが、−
腹に数十μｍ以下と薄いため、無視できる。従って、同
じ周波数で駆動する場合、すなわち同じ波長λを得る場
合、ｔ。
ダンス（、ＺＡＯ）と板材の音響インピーダンス（ＺＡ
Ｉ）とが実質的に同一のものを接合して用いる。従って
圧電性セラミックス板と板材とがみかけ上一体の振動子
として動作する。このため従来圧電性セラミックス板（
厚みｔ）のみを振動板として用いた場合、その基準振動
時の波長なλとすると前述のととくλ＝２ｔなる関係と
なるが、本′発明においてはλ＝２ （ｔｏ−１−ｔ、
）となる（ １ｏ；圧電性セラミックス板の厚み、１
１；板材の厚み）。コノ場合電極分の厚みがあるが、−
腹に数十μｍ以下と薄いため、無視できる。従って、同
じ周波数で駆動する場合、すなわち同じ波長λを得る場
合、ｔ。
−１−１，＝１なる関係を満たせば良いので、本発明に
おける圧電性セラミックス板の厚みｔ。はｔ。−１−１
，となる。このように同じ周波数を得る場合、電圧が印
加される圧電性セラミックス板の厚みが従来Ｃ二比べｔ
−ｔ、／ｌ（＜１）倍ですむ。前述のごとく静電容量は
電圧が印加される圧電性セラミックス板の厚みに反比例
するため、従来（二比べ静電容量がｔ／ｌ ｔＩ（＞
１ ）倍となり、同様に電気的入力インピーダンスは約
ｔｔ＋ ／ ｔ （＜１． ）倍と小さくなる。
おける圧電性セラミックス板の厚みｔ。はｔ。−１−１
，となる。このように同じ周波数を得る場合、電圧が印
加される圧電性セラミックス板の厚みが従来Ｃ二比べｔ
−ｔ、／ｌ（＜１）倍ですむ。前述のごとく静電容量は
電圧が印加される圧電性セラミックス板の厚みに反比例
するため、従来（二比べ静電容量がｔ／ｌ ｔＩ（＞
１ ）倍となり、同様に電気的入力インピーダンスは約
ｔｔ＋ ／ ｔ （＜１． ）倍と小さくなる。
このように本発明においては材料の特性とは関の大きい
材料であれば従来と同程度の電気的入力インピーダンス
とすることも可能である。また材料変換だけでは達する
ことができなかった領域にまで電気的人力インピーダン
スを低減することができるため、パルサーの出力インピ
ーダンスを低減することができＳ／Ｎ比の向上、消費電
力の低減、インピーダンス整合の容易性、超音波探触子
の発熱量の低下等、数多くの効果を得ることができる。
材料であれば従来と同程度の電気的入力インピーダンス
とすることも可能である。また材料変換だけでは達する
ことができなかった領域にまで電気的人力インピーダン
スを低減することができるため、パルサーの出力インピ
ーダンスを低減することができＳ／Ｎ比の向上、消費電
力の低減、インピーダンス整合の容易性、超音波探触子
の発熱量の低下等、数多くの効果を得ることができる。
本発明においては擬似的に２板の板を１つの振動子とし
て動作させるため、ＺＡＯ（圧電性セラミックス板の音
響インピーダンス）”ＺＡ□（接合する板材の音響イン
ピーダンス）の時がもつとも好ましい。ＺＡＯに対しｚ
Ａｌが小さくなると前述の１０＋１．の内に１波長分が
存在する周波数、すなわち所望の周波数の２倍の周波数
における感度が大きた場合、ＺＡＩが０７ＺＡｏ程度以
下になると前述ごとく所望の周波数の２倍の周波数にお
ける感度の上昇が現われ始め、また密度を一定として音
速を変化させた場合、ＺＡＩから０．８ＺＡ。程度以下
（二なると前述と同様のことが現われ始める。従って、
ｚＡｌ ”７０．７ ＺＡＯ、特にＺＡＩ≧０．８ＺＡ
ｏであることが好ましい。
て動作させるため、ＺＡＯ（圧電性セラミックス板の音
響インピーダンス）”ＺＡ□（接合する板材の音響イン
ピーダンス）の時がもつとも好ましい。ＺＡＯに対しｚ
Ａｌが小さくなると前述の１０＋１．の内に１波長分が
存在する周波数、すなわち所望の周波数の２倍の周波数
における感度が大きた場合、ＺＡＩが０７ＺＡｏ程度以
下になると前述ごとく所望の周波数の２倍の周波数にお
ける感度の上昇が現われ始め、また密度を一定として音
速を変化させた場合、ＺＡＩから０．８ＺＡ。程度以下
（二なると前述と同様のことが現われ始める。従って、
ｚＡｌ ”７０．７ ＺＡＯ、特にＺＡＩ≧０．８ＺＡ
ｏであることが好ましい。
またＺＡ□が大きくなるとリンギングが生じやすくなり
、いわゆる尾引きが長くなる。例えば板材厚一定の各件
で音速を一定にして密度を変化させてＺＡＩを変化させ
た場合ＺＡ工が２・ＺＡＯを越えると→振幅が１／１０
となるまでｆこ要する時間が３０％程度長くなり、また
密′度を一定にして音速を変化させた場合、ＺＡ工が２
．２ Ｚ ＡＯを越えると同様に３０％程度長くなる。
、いわゆる尾引きが長くなる。例えば板材厚一定の各件
で音速を一定にして密度を変化させてＺＡＩを変化させ
た場合ＺＡ工が２・ＺＡＯを越えると→振幅が１／１０
となるまでｆこ要する時間が３０％程度長くなり、また
密′度を一定にして音速を変化させた場合、ＺＡ工が２
．２ Ｚ ＡＯを越えると同様に３０％程度長くなる。
従ってＺＡ＋≦２．２ＺＡＯ，程度の範囲が好ましい。
このようにＺＡＩ ” ＺＡＯの場合がもつとも好まし
いが、０．７ ＺＡＯ，ｌ：’；ＺＡ、≦２．２ ＺＡ
Ｏ）範囲であれは実質的にＺＡＩ”ＺＡＯと同様の挙動
を示す。特（二〇、７ＺＡ。
いが、０．７ ＺＡＯ，ｌ：’；ＺＡ、≦２．２ ＺＡ
Ｏ）範囲であれは実質的にＺＡＩ”ＺＡＯと同様の挙動
を示す。特（二〇、７ＺＡ。
≦ＺＡ、≦１．４ＺＡｏの範囲であれば、ＺＡｔ＝ＺＡ
ｏと同様ｆニ一体面な振動を生じ、有効である。
ｏと同様ｆニ一体面な振動を生じ、有効である。
また板材の厚さくｔ、）であるが、擬似的に１つの振動
子として動作させているとはいえ、実際に超音波の送受
波を行なうのは、電極を有する圧電性セラミックス板で
あるので、基準周波数共振時にこの圧電性セラミックス
板の厚み方間のひずみが最大となるようにｔ１＝ ｔｏ
であることが好ましい。
子として動作させているとはいえ、実際に超音波の送受
波を行なうのは、電極を有する圧電性セラミックス板で
あるので、基準周波数共振時にこの圧電性セラミックス
板の厚み方間のひずみが最大となるようにｔ１＝ ｔｏ
であることが好ましい。
この様子を第１図乃至第３図に示す。各図（ａ）は超音
波探触子の概略断面図であり、各図（ｂ）は基準振動に
おける振幅図である。
波探触子の概略断面図であり、各図（ｂ）は基準振動に
おける振幅図である。
第１図は、・、従来の超音波探触子の場合であり、圧電
性セラミックス板（１）の厚み（１）か医（基準周波数
の波長；λ）に相当している。これに対し第２図に示ず
ものは本願発明に係るもので圧電性セラミックス板（厚
みｔｏ ） （１）と板材（厚みｔＩ） （２）とが接
合されており、ｔｏ＝ｔ、＝ｔ／２なる関係を満たしい
る。また第３図に示すものも本願発明に係るもので第２
図の場合と同様に圧電性セラミックス板（１）と板材（
２）とが接合されておりｔ。＝ ｔ／３ 、 ｔ、 ＝
２ｔ／３なる関係を満たしている。第１図、第２図。
性セラミックス板（１）の厚み（１）か医（基準周波数
の波長；λ）に相当している。これに対し第２図に示ず
ものは本願発明に係るもので圧電性セラミックス板（厚
みｔｏ ） （１）と板材（厚みｔＩ） （２）とが接
合されており、ｔｏ＝ｔ、＝ｔ／２なる関係を満たしい
る。また第３図に示すものも本願発明に係るもので第２
図の場合と同様に圧電性セラミックス板（１）と板材（
２）とが接合されておりｔ。＝ ｔ／３ 、 ｔ、 ＝
２ｔ／３なる関係を満たしている。第１図、第２図。
第３図に示したものはともに同じ波長λを有するが静電
容量に関する圧電性セラミックス板の厚みはそれぞれ第
２図、第３図に示したものが第１図の場合に比べ１，２
−と小さいため、静電容量が大３ きく、入力インピーダンスが低減されている。しかしな
がら圧電性セラミックス板（１）のひずみ量を考えた場
合、１． ＝ ｉｏの時は振幅の最大限の儀が得られる
のに対しく第２図中α）、ｔ、＝ｔＯの場合、部分的に
しか得られない（第２図中ρ）。従って所望の周波数域
以外の領域の方が感度が大きい事が起こり得る。よって
同じ周波数域での使用を考えた場合、ｉ、＝ｉ、（＝７
）の時がもつとも効率的である。
容量に関する圧電性セラミックス板の厚みはそれぞれ第
２図、第３図に示したものが第１図の場合に比べ１，２
−と小さいため、静電容量が大３ きく、入力インピーダンスが低減されている。しかしな
がら圧電性セラミックス板（１）のひずみ量を考えた場
合、１． ＝ ｉｏの時は振幅の最大限の儀が得られる
のに対しく第２図中α）、ｔ、＝ｔＯの場合、部分的に
しか得られない（第２図中ρ）。従って所望の周波数域
以外の領域の方が感度が大きい事が起こり得る。よって
同じ周波数域での使用を考えた場合、ｉ、＝ｉ、（＝７
）の時がもつとも効率的である。
また１、＝１ｏの状態での基本周波数（波長λ）をｆｏ
とした場合、ｔ、＋ｔｏすなわち２ｔｏがλ／２に相当
するが、測定機器のネ＾度等の関係からｆ。とじては±
１０％程度の誤差は許容範囲である。従って板材厚１．
はｆ。の±１０％程度の誤差をみこんで０．７５・ｔｏ
≦１１≦１．２５・ｔｏの範囲であることが好ましい一
般（二同−の音響インピーダンスを有する材料として圧
電性セラミックス板と回祠ネ４からなるものを用いるこ
とができる。従って例えば未分極の圧電性セラミックス
板を板材として用いれば、新たに板材な製造する工程が
増えることもない。また前述のごと＜ＺＡ１＝ＺＡｏ、
ｔにｔ。なる関係を満たすことも容易である。圧電性セ
ラミックス板と板材との接合は例えばエポキシ系等の接
着剤を用いても良いし、セラミックス板を用いる場合は
、未焼成段階で電極を介して積層した後焼成し、一体化
して形成することもできる。このように一体焼成する際
（二、分極処理を施すこともできる。接着層は一般′に
薄いため、はとんどその影響を考える必要はないが、一
体焼成する後は接着層がないためさらに効果的である。
とした場合、ｔ、＋ｔｏすなわち２ｔｏがλ／２に相当
するが、測定機器のネ＾度等の関係からｆ。とじては±
１０％程度の誤差は許容範囲である。従って板材厚１．
はｆ。の±１０％程度の誤差をみこんで０．７５・ｔｏ
≦１１≦１．２５・ｔｏの範囲であることが好ましい一
般（二同−の音響インピーダンスを有する材料として圧
電性セラミックス板と回祠ネ４からなるものを用いるこ
とができる。従って例えば未分極の圧電性セラミックス
板を板材として用いれば、新たに板材な製造する工程が
増えることもない。また前述のごと＜ＺＡ１＝ＺＡｏ、
ｔにｔ。なる関係を満たすことも容易である。圧電性セ
ラミックス板と板材との接合は例えばエポキシ系等の接
着剤を用いても良いし、セラミックス板を用いる場合は
、未焼成段階で電極を介して積層した後焼成し、一体化
して形成することもできる。このように一体焼成する際
（二、分極処理を施すこともできる。接着層は一般′に
薄いため、はとんどその影響を考える必要はないが、一
体焼成する後は接着層がないためさらに効果的である。
本発明においても従来と同様にバンキング材を良い。ま
た一般に行なわれているよう（二液検体との音響イ・ビ
ータ・ン整合をとるため、圧′電素子の音響インピーダ
ンスと被検体との中間の音響インピーダンスを有する音
響整合層を圧電素子の超音波送受波面側に形成しても良
いことはもちろんである。
た一般に行なわれているよう（二液検体との音響イ・ビ
ータ・ン整合をとるため、圧′電素子の音響インピーダ
ンスと被検体との中間の音響インピーダンスを有する音
響整合層を圧電素子の超音波送受波面側に形成しても良
いことはもちろんである。
以上説明ｔ７たように本発明（：よれば、従来と同じ材
料を用いて低い電気的インピーダンスを有する超音波探
触子を得ることができる。
料を用いて低い電気的インピーダンスを有する超音波探
触子を得ることができる。
以下に本発明の詳細な説明する。
第４図は本発明の実施例である超音波探触子の概略断面
（２）である。
（２）である。
本実施例においては、比誘電率（弓、／ε０）が２０９
であるＰｂＴｉＯ３系の圧電セラミックス祠訓からなる
直径１３ｍｍの圧電性セラミックス板（１）を用い、こ
の圧電性セラミックス板（１）の両社Ｊ１にはＡｇを焼
き付けることにより電ｔ、Ｉ （２） 、 （２’）を
形成した。
であるＰｂＴｉＯ３系の圧電セラミックス祠訓からなる
直径１３ｍｍの圧電性セラミックス板（１）を用い、こ
の圧電性セラミックス板（１）の両社Ｊ１にはＡｇを焼
き付けることにより電ｔ、Ｉ （２） 、 （２’）を
形成した。
なお圧電性セラミックス板（１）の厚みｔは共振周波数
２．３０ ＭＨｚとなるように設定した。この圧電性セ
ラミックス板（１）と同材料かっ同厚である板材（３）
を圧電性セラミックス板（１）の一方の面に接着層（４
）（エボテック３０１．室町化学工業（殊）製）を介し
て接合した。またこの板材（３）には前述と同縁の接着
層（４′）を介し°Ｃフェライトゴムからなるバンキン
グ材（５）を接合した。また超音波（矢印ａ）送受波面
には、共振周波数の波長λの７厚のエボキシネみ・１脂
（スタイキャスト２６５１．エマージンアンドカミング
社製）からなる音響整合層（６）を形成した。
２．３０ ＭＨｚとなるように設定した。この圧電性セ
ラミックス板（１）と同材料かっ同厚である板材（３）
を圧電性セラミックス板（１）の一方の面に接着層（４
）（エボテック３０１．室町化学工業（殊）製）を介し
て接合した。またこの板材（３）には前述と同縁の接着
層（４′）を介し°Ｃフェライトゴムからなるバンキン
グ材（５）を接合した。また超音波（矢印ａ）送受波面
には、共振周波数の波長λの７厚のエボキシネみ・１脂
（スタイキャスト２６５１．エマージンアンドカミング
社製）からなる音響整合層（６）を形成した。
このようにして形成された超音波探触子の電極（２）（
２′）間にパルサー（１））により駆動電圧を印加して
、水負荷の状態での入力インピーダンスを測定した。
２′）間にパルサー（１））により駆動電圧を印加して
、水負荷の状態での入力インピーダンスを測定した。
その結果を第５図に示す（同図中曲線ａ）。なお比較例
として本実施例における板材（３）を用いずに共振周波
数２．３０ ＭＨｚとなるように厚み（はぼ２ｔ）を設
定した超音波探触子を用いて、同様の測定を行なった（
第５図中曲線ｂ）。
として本実施例における板材（３）を用いずに共振周波
数２．３０ ＭＨｚとなるように厚み（はぼ２ｔ）を設
定した超音波探触子を用いて、同様の測定を行なった（
第５図中曲線ｂ）。
第５図から明らかなように、本実施例の方が比較例に比
べ同一周波数では低インピーダンス化が実現されており
、２．３０ ＭＨｚでは本実施例が９４Ω、比較例が１
７７Ωとほぼ１／２となった。多少１／２より大となる
のは、接着層（４）が影響しているためと考えられる。
べ同一周波数では低インピーダンス化が実現されており
、２．３０ ＭＨｚでは本実施例が９４Ω、比較例が１
７７Ωとほぼ１／２となった。多少１／２より大となる
のは、接着層（４）が影響しているためと考えられる。
このように間−周波数では従来達し得なかった低インピ
ーダンス化を図ることができたため、パル・ナー側の出
力インピーダンスを低減することができる。従ってＳＩ
Ｎ比の向上、インピーダンス整合の容易性、超音波探触
子の発熱量の低減等の効果を得ることができる。
ーダンス化を図ることができたため、パル・ナー側の出
力インピーダンスを低減することができる。従ってＳＩ
Ｎ比の向上、インピーダンス整合の容易性、超音波探触
子の発熱量の低減等の効果を得ることができる。
前述の実施例では接着層を介して圧電性セラミックス材
と板材との接合を行なつ姶が、板材としてもセラミック
ス拐を用い、電極を介しての一体焼結を行なうこともで
きる。この構成を第６図に示す。第４図に示したものと
は構造上、接着層（４）がないだけの相違であり、他の
部イぢは第４図と同一の番号・を用い、その説明は省略
する。
と板材との接合を行なつ姶が、板材としてもセラミック
ス拐を用い、電極を介しての一体焼結を行なうこともで
きる。この構成を第６図に示す。第４図に示したものと
は構造上、接着層（４）がないだけの相違であり、他の
部イぢは第４図と同一の番号・を用い、その説明は省略
する。
第６図に示したものは、圧７Ｌ併セラミックス板（１）
、板材（２）ともに未焼結のセラミックス基板を用い、
セラミックス基板の焼結温度に耐え役、る、例えばＡｇ
−Ｐｄ系７等の電極（３′）を介して積層し、た後、一
体貌結して製造した。この他（二例えばＭｏ。
、板材（２）ともに未焼結のセラミックス基板を用い、
セラミックス基板の焼結温度に耐え役、る、例えばＡｇ
−Ｐｄ系７等の電極（３′）を介して積層し、た後、一
体貌結して製造した。この他（二例えばＭｏ。
Ｗ、Ｃｒ 、Ａ１１．Ｐｔ 、ＰＬｈ、 Ｉｒ 、Ａｇ
、Ｐｄ等を電極月利として用いることができる。例えば
同じセラミックス月利を用いた場合は、圧電性セラミッ
クス板ｆｌ）のみ（二分極処理を施し、板材の方は未分
極のままで良い３このような構成をとる超音波探触子で
は、第４図の場合の接着層（４）がないため、よりｉ層
、圧電汗セラミックス板（］、）と板材（２）との一体
向な振動が良好となり、超音波送受波の際の特性が良好
となる。
、Ｐｄ等を電極月利として用いることができる。例えば
同じセラミックス月利を用いた場合は、圧電性セラミッ
クス板ｆｌ）のみ（二分極処理を施し、板材の方は未分
極のままで良い３このような構成をとる超音波探触子で
は、第４図の場合の接着層（４）がないため、よりｉ層
、圧電汗セラミックス板（］、）と板材（２）との一体
向な振動が良好となり、超音波送受波の際の特性が良好
となる。
′第１図（ａ）、第２図（ａ）、第３図（ａ）は超音波
探触子を示す概略断面図。 第１図（ｂ）、第２図ｆｂ）、第３１図（ｂ）は振幅図
２第４図は本発明の超音波探触子を示す断面図。 第５図は入カイ、ンピーダンスー周波数特性曲腺１Ｆも 第６図は本発明の超音波探触子を示す断面図。 １・・・圧電性セラミックス板 ２・・・板材 ３．３′・・・磁極 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（はが１名）第 ４
図 第 ５ 図 円液牧（ＭＨｚ、１ 第 ６ 図
探触子を示す概略断面図。 第１図（ｂ）、第２図ｆｂ）、第３１図（ｂ）は振幅図
２第４図は本発明の超音波探触子を示す断面図。 第５図は入カイ、ンピーダンスー周波数特性曲腺１Ｆも 第６図は本発明の超音波探触子を示す断面図。 １・・・圧電性セラミックス板 ２・・・板材 ３．３′・・・磁極 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（はが１名）第 ４
図 第 ５ 図 円液牧（ＭＨｚ、１ 第 ６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）圧電性セラミックス板の両面に電極が形成された
厚み振動を利用する圧電素子と、前記圧電素子の超音波
送受波面の裏面に前記電極を介して接合され、音響イン
ピーダンスが前記圧電性セラミックス板の音響インピー
ダンスと実質的に同一である板材とを具備したことを特
徴とする超音波探触子。 （２）前記板材の音響インピーダンス（ＺＡＩ ）が０
．７・ＺＡＱ≦ＺＡ＋≦２２・ＺＡＯ（ただしＺＡＯは
前記圧電性セラミックス板の音響インピーダンス）なる
関係を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の超音波探触子。 （３）前記板材の音響インピーダンス（ＺＡＩ ）が０
．７ＺＡＯ≦ＺＡＩ≦１．４ ＺＡＯ，（ただしＺＡＯ
は前記圧電性セラミックス板の音響インピーダンス）な
る関係を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超音波探触子。 （４）前記板材の音響インピーダンス（ＺＡ□）がＺＡ
Ｏ” Ｚ Ａｌ （ただしハ。は前記圧電性セラミック
ス板の音響インピーダンス）なる関係を満たすことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子。 （５）前記板材の厚み（１，）が ０．７５・１ｏ≦１．≦１．２５ｔｏ（ただしｔｏは前
記圧電性セラミックス板の厚み）なる関係を満たすこと
を特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の超音波探触
子。 （６）前記板材が ｔ、 ＝＝ ｔｏｌ ｚ、 ”ＺＯ なる関係を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の超音波探触子。 （７）前記板材として前記圧電性セラミックス板と同一
の材料からなるセラミックス板を用いることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14882783A JPS6041399A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14882783A JPS6041399A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6041399A true JPS6041399A (ja) | 1985-03-05 |
| JPH0453160B2 JPH0453160B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=15461612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14882783A Granted JPS6041399A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041399A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410205A (en) * | 1993-02-11 | 1995-04-25 | Hewlett-Packard Company | Ultrasonic transducer having two or more resonance frequencies |
| US5806246A (en) * | 1995-02-28 | 1998-09-15 | Nippon Cable System Inc. | Powered sliding-door system and actuating devices for the same |
| WO2016093228A1 (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社村田製作所 | 振動体および振動体アレイ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562478U (ja) * | 1979-06-20 | 1981-01-10 | ||
| JPS5773592A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-08 | Toshiba Corp | Ultrasonic wave probe and its production |
-
1983
- 1983-08-16 JP JP14882783A patent/JPS6041399A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS562478U (ja) * | 1979-06-20 | 1981-01-10 | ||
| JPS5773592A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-08 | Toshiba Corp | Ultrasonic wave probe and its production |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410205A (en) * | 1993-02-11 | 1995-04-25 | Hewlett-Packard Company | Ultrasonic transducer having two or more resonance frequencies |
| US5806246A (en) * | 1995-02-28 | 1998-09-15 | Nippon Cable System Inc. | Powered sliding-door system and actuating devices for the same |
| US5813282A (en) * | 1995-02-28 | 1998-09-29 | Nippon Cable System Inc. | Powered sliding-door system and actuating devices for the same |
| WO2016093228A1 (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社村田製作所 | 振動体および振動体アレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0453160B2 (ja) | 1992-08-25 |
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