JPS6258800A - 超音波探触子 - Google Patents

超音波探触子

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Publication number
JPS6258800A
JPS6258800A JP19713585A JP19713585A JPS6258800A JP S6258800 A JPS6258800 A JP S6258800A JP 19713585 A JP19713585 A JP 19713585A JP 19713585 A JP19713585 A JP 19713585A JP S6258800 A JPS6258800 A JP S6258800A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic
acoustic matching
piezoelectric ceramics
matching layer
ultrasonic wave
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.)
Pending
Application number
JP19713585A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Watanabe
一博 渡辺
Koji Hakamazuka
康治 袴塚
Hideo Adachi
日出夫 安達
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP19713585A priority Critical patent/JPS6258800A/ja
Publication of JPS6258800A publication Critical patent/JPS6258800A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は医療用あるいは水中探索用等として用いられる
超音波探触子に関し、特に振動子として圧電セラミック
スを使用した探触子の音響整合層の改良に関する。
〔従来の技術〕
振動子として圧電セラミックスを使用した超音波探触子
は既に実用化されている。この超音波探触子を医療用あ
るいは水中探索用として用いる場合には、振動子として
の圧電!セラミックスと外部との間の音響インピーダン
スの整合をはかることにより、超音波の損失を最小限に
抑制す秘要がある。圧電セラミックスの音響インピーダ
ンスをzpとし、人体あるいは水の音響インピーダンス
をZoとすると、音響整合層の音響インピーダンスZM
はz w = F石=1− と表わせる。通常Zpは33 X 10@Aym″″”
5ee−’。
Zoは1.5 X 10@@rn−8sec−’なので
、ZMは7 X 10’Aym−”seeとなる。しか
し上記ZMに近い音響インピーダンスを有する材料は存
在していない。そこで複数の音響整合層を組合わせるこ
とにより、所要の整合性を得るようにしたものが考えら
れている。例えばG Of 1 (IE”l’rons
3omics & vl rasomics 5U−2
6[11〕1977P385)には 第1層: ZM 1 =4W :15 X 10’ h
m−” 5ee−”第2層: Z M2 = 4u :
3.2 X 10 ” Ay m−25aニー ’とし
たものが示されている。ZMIは石英ガラスや一部の結
晶化ガラスの音響インピーダンスに近<、ZM!は工I
キン樹脂の音響インピーダンスと同じである。従来はこ
れらの材料を組合せた音響整合層を用いたものが多かっ
た。
〔発明が解決しようとする問題点〕
音響整合層として結晶化ガラスを用いると、その熱膨脹
係数が約9 X 10−’であるため圧電セラミックス
の熱膨脹係数4 X 1 (r’と大きく異なることに
なる。したがって上記材料を用いて形成した超音波探触
子においては、加工時や消毒時において加熱処理を施し
た際に熱的歪を発生させることになる。その結果、圧電
セラミックスと接合されている第1の音響整合層が圧電
セラミックスから剥離してしまうという問題があった。
特にアレイ状探触子においては、各エレメントの超音波
送受断面積が小さいため、接合面積も小さい。このため
圧電セラミックスとの間の接着強度が弱く前記剥離現象
が起こり易い。
そこで、本発明は、音響整合性および切削加工性を損な
わずに、振動子形成部材である圧電セラミックスと音響
整合層との間の熱的歪による剥離現象を防止できると共
に、製作が容易で安価に製作可能な超音波探触子を提供
することを目的とする。    ′ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じたことを特徴としている。すなわち
音響整合層として、圧電セラミックスと同等の熱膨脹係
数を有し、圧電セラミックスの音響インピーダンスをZ
P、人体の音響インピーダンスZoとしたとき 4n57巧τ にほぼ等しい音響インピーダンスを有し、かつ機械的加
工性にすぐれた結晶化ガラスを用いる。
〔作 用〕
このような手段を講じたことにより、振動子を構成する
圧電セラミックスと音響整合層を構成する結晶化ガラス
との熱膨脹係数1j4が近似したものとなることから、
外部から熱が加りても両者の接合部位に熱的歪が生じな
いものとなる。また音響整合層の音響インピーダンスは
、十分なインピーダンス整合が得られる値をもつものと
なる。さらに加工がし易くアレイ状探触子等を容易につ
くり得るものとなる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図である。1はダ
ンノ譬−であり、このダンパー1上に圧電セラミックス
からなる超音波振動子2.第1の音響整合層3a、第2
の音響整合、@ 3 b 。
音響レンズ4が順次積層されている。
第2図は第1図の一部を切断して示した断面図である。
第2図に示すように、圧電セラミックスからなる超音波
振動子2は、各々独立したエレメントを構成するように
多数個に分割されかつアレイ状に配列されている。第1
、第2の音響整合層3d、3bも同様に分割されかつア
レイ状に配列されている。
上記第1の音響整合層3aは、超音波振動子2を構成し
ている圧電セラミックス2と同等の熱膨脹係数および、
所要の音響インピーダンスを有し、かつ切削加工性にす
ぐれた結晶化ガラスにて形成されている。
上記結晶化ガラスは次のように作成される。
第1表に示すパッチ組成・に原料を混合し、1300〜
1400℃で溶融してガラスを得る。
第  1  表 次にそのガラス試料を600〜1000℃で熱処理する
ことにより、結晶化ガラスを得る。
上記熱処理によって結晶を析出するに当っては、組成と
結晶化スケジユールを選択制御することにより、良好な
切削加工性を示すマイカ(Na −MI 3 (S 1
aAJOto) Fs )と、低熱膨張物質として知ら
れるβ−ス、s−、y、ウメン(Li意0・AI!’ 
02・4SiOz)とを所定の割合で同時に析出させる
。こうすることにより、切削加工性にすこれ、圧電セラ
ミックスに近い熱膨脹係数を有し、所要の音響インピー
ダンスを有する結晶化がラスを作成できる。
第2表は上記のようにした得られた結晶化ガラスの諸物
性を、従来品と比較して示した表である。
第  2  表 第2表から明らかなように、本実施例品は所要の諸物性
を同時に備えたものとなる。
このように本実施例によれば組成および結晶化条件を適
当に選択して得た結晶ガラスが、音響整合層として要求
され・る条件に適合したものとなる。したがって上記結
晶化ガラスを音響整合層として用いたアレイ状探触子に
おいては、超音波探触子として所要の機能を発揮できる
のは勿論、熱膨脹係数が振動子2としての圧電セラミッ
クスに近いため、熱処理時あるいは消毒時等において熱
が加りても、熱的歪は生じないものとなる。その結果、
従来問題となっていたよう表剥離現象の発生を防止でき
ることになる。
また上記結晶化ガラスは生体にとって有害な毒性を全く
含んでいないので、人体等に使用される医療用超音波探
触子として好適なものとなる。
さらに安価な原料を用い、簡易な製法によって容易に作
製できるので、生産コストの低減をはかれる利点もある
〔発明の効果〕
本発明によれば、振動子形成部材である圧電セラミック
スとほぼ等しい熱膨脹係数を有する結晶化ガラスを、音
響整合層に用いるようにしたので、音響整合性および切
削加工性を損なわずに、圧電セラミックスと音響整合層
との間の熱的歪による剥離現象を防止できると共に、製
作が容易で安価に製作可能な超音波探触子を提供できる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の外観を示す斜視図、第2図
は第1図の主要部を切断して示した断面図である。 1・・・ダン/4’−12・・・超音波振動子(圧電セ
ラミックス)、3813b・・・第1、第2の音響整合
層、4・・・音響レンズ。 出願人代理人  弁理士 坪 井   淳fI!に1図 第2図 手続補正書 ++iun <Po”♀、23゜ 特許庁長官  宇賀道即   殿 1、事件の表示 特願昭60−197135号 2、発明の名称 超音波探触子 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称(037)オリンパス光学工業株式会社4、代理人 手続補正書 昭和  年61A2・−も 特許庁長官  黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 特願昭60−197135号 2、発明の名称 超音波探触子 3、補正をする者 事件との関係  特゛許出願人 (037)オリンパス光学工業株式会社4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 UBEビル7、
補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 (2)明細書第2ページ第9行〜第20行の「通常zp
は〜示されている。」を下記の通り訂正する。 記 「通常zpは33X 106kg1lll−2sec 
−’ 、  Zoは1.5 X 106kgm−2se
c−’なので、ZMは7 X 106kgm−2sec
となる。しかし上記ZMに近い音響インピーダンスを有
する好ましい音響材料は存在していない。そこで複数の
音響整合層を組合わせることにより、所要の整合性を得
るようにしたものが考えられている。例えばGolf 
(IEEETrans  5onics  &  Ul
trasonics  5U−26[11コ1977゜
P、385 )には 第1層: Z ML−r” L 5 ×106k g 
m−”S (3C″第2層: ZM 2−6 = 3,
2X 106kgm−2sec−’としたものが示され
ている。」 を「ゾH7乙」と訂正する。 (4)同書第5ページ第17行の「音響整合層3d、3
bJを「音響整合層3a、3bJと訂正する。 (5)  同書第7ページ第11行〜末行の「第2表」
を下記の通り訂正する。 第    2    表 (6)  同書第8ページ第4行の「結晶ガラス」を結
晶化ガラス」と訂正する。 2、特許請求の範囲 圧電セラミックスと同等の熱膨脹係数を存し、圧電セラ
ミックスの音響インピーダンスをZp。 人体の音響インピーダンスをZoとしたときシフココ−
777

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  圧電セラミックスと同等の熱膨脹係数を有し、圧電セ
    ラミックスの音響インピーダンスをZp、人体の音響イ
    ンピーダンスをZ_oとしたとき4√(Z_p^2・Z
    _o) にほぼ等しい音響インピーダンスを有し、機械的加工性
    にすぐれた結晶化ガラスを音響整合層として用いたこと
    を特徴とする超音波探触子。
JP19713585A 1985-09-06 1985-09-06 超音波探触子 Pending JPS6258800A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19713585A JPS6258800A (ja) 1985-09-06 1985-09-06 超音波探触子

Applications Claiming Priority (1)

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JP19713585A JPS6258800A (ja) 1985-09-06 1985-09-06 超音波探触子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6258800A true JPS6258800A (ja) 1987-03-14

Family

ID=16369332

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19713585A Pending JPS6258800A (ja) 1985-09-06 1985-09-06 超音波探触子

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JP (1) JPS6258800A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5623084B2 (ja) * 2007-11-29 2014-11-12 株式会社日立メディコ 超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5623084B2 (ja) * 2007-11-29 2014-11-12 株式会社日立メディコ 超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置

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