JPS632071B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、不要な弾性振動を防止し、サイドロ
ーブやスプリアスを抑圧しうるよう改良された圧
電振動子に関する。

水晶、PZT等の電気機械変換作用を利用した
圧電振動子は発振器や超音波探触子に広く用いら
れている。

例えば、医用の電子走査式超音波診断装置など
に使用されるアレー形超音波探触子に用いられる
圧電振動子を第１図により説明する。

第１図ａは係る圧電振動子の上面図、第１図ｂ
はその断面図を示し、図中１は水晶、PZT等の
圧電板、２は供通電極、３は短冊形に分割された
電極を示す。

係る圧電振動子は、圧電板１の上面に、プラス
側の電極３を小さな短冊形に分割して形成するこ
とにより、小さな振動子エレメントによるアレー
とみなす様に構成されている。

これらのアレーを構成している振動子エレメン
トは通常数10エレメントから数100エレメントを
成し、その内数エレメントから10数エレメントを
同時駆動して所望の音場特性を得るようにしてお
り、更にその同時駆動エレメントを電子的に１エ
レメントづつ切換え、即ち走査しながら音場を移
動させていくものである。

このように、一枚の圧電板上に電極のみ分割し
てアレーを構成するため、圧電板の弾性的性質が
音場に影響を与える。

即ち、電圧を印加されたプラス側電極部分のみ
ならず、その周辺部がかなり広範囲にわたつて振
動してしまう。

この隣接部への振動の伝達は、駆動された電極
部分のみが振動しているとして計算される理論的
音場特性と大きく異なり、駆動された電極部分に
隣接する部分を含む広い部分が振動していると等
しい音場特性となる。

第１図ｃは、その音場特性実測図で、横軸は位
置、縦軸は音圧を示す。図によつて明らかなごと
く、隣接部分の振動の為、音場特性が鋭くなると
共に、サイドロープが生じていることがわかる。
更に音場を移動させる為振動子エレメントを位相
的に駆動する場合には特に影響が大である。

従つて本発明は、かかる圧電振動子の隣接振動
を抑圧し、サイドロープやスプリアスの生じない
圧電振動子を提供することを目的とするものであ
る。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例説明図であり、第２
図ａの構成図において、第１図ａ，ｂと同様の物
は同一の記号で示してある。

第２図ａにおいて、プラス側の電極３は、二つ
のグループに分けられておのおの互いに１つおき
に配置されている。そして一方のグループの電極
３ａは駆動電極として用いられ他方の電極３ｂ
は、振動防止電極としてはたらく。この為に電極
３ｂは、共通電極２と接続電極となる。

従つて、たとえば、駆動電極３ａの１つを駆動
した場合、両側の振動防止電極３ｂが共通電極２
と同電位（アース電位）となる為に振動が伝わり
にくくなる。

従来の構成では、駆動電極３ａの両側の電極
は、浮遊電位になつていた為、振動が伝わりやす
いが本発明では、共通電極と同電位である為、振
動が伝わりにくくなるものである。

第２図ｂは、本発明による音場特性実測図を示
すもので、第１図ｃと同様横軸に位置、縦軸に電
圧をとつたものである。同図から明らかなごと
く、本発明による駆動方法によれば、サイドロー
プは減少し、かつ不要な弾性振動による音場形成
が防止されることがわかる。尚第１図ｃ、第２図
ｂは、周波数を2.5MHz、駆動電極巾は1.9mmと
し、駆動点を中心として所定の半径の単位角にお
ける音圧を測定したものである。

この様な本発明による現象の原理は、充分解明
したものではないが、おそらく隣接電極との機械
的又は電気的な容量供給が従来に比し、減少する
為に隣接部の不要振動を防止しえるものと考えら
れる。

又、第２図において、電極３ｂを特別な振動防
止電極とせずに通常の駆動電極とし、１つの駆動
電極を駆動する場合に、両側の駆動電極を図示し
ない駆動回路によつて接地する様にしても同様の
効果が得られる。

第３図は、本発明の他の実施例を示し、図中第
２図と同様のものは同一の記号で示してある。

第２図ａと異なるのは、振動防止電極３ｂの巾
をせまくした点にある。

この様なせまい巾の振動防止電極３ｂを用いて
も第２図ａの実施例と同様な効果が得られる他
に、振動防止電極３ｂの占有面積が減少すること
により、駆動電極３ａを密に配置することが可能
になる。

第４図は、第３図実施例を円形振動子に摘用し
た場合の上面図を示したものである。

又第５図は、本発明の原理を円形の水晶振動子
に摘用した例の上面図を示すものであり、通常の
駆動電極３ａの周囲に接地電極３ｂを設けること
により、駆動電極の周囲の不要な弾性振動を抑圧
し、スプリアスの減少した極めて特性のすぐれた
振動子を得ることができる。

以上説明した様に、本発明によれば、駆動電極
に隣接する電極を接置することにより、不要な弾
性振動を防止することができ、サイドロープやス
プリアスを抑圧しうるもので、工業的に極めて有
用な圧電振動子を得ることが可能となる。

尚本発明は、その要旨に従つて種々の変形が可
能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のアレー型超音波探触子に用い
られる圧電振動子説明図であり、第１図ａはその
上面図、第１図ｂはその断面図、第１図ｃはその
音場特性図、第２図は本発明の一実施例説明図で
あり、第２図ａはその断面図、第２図ｂはその音
場特性図、第３図は本発明の他の実施例断面図、
第４図は第３図実施例を円形振動子に摘用した場
合の上面図、第５図は本発明の原理を円形の水晶
振動子に摘用した場合の上面図を示す。 図中、１…圧電板、２…共通電極、３…分割電
極、３ａ…駆動電極、３ｂ…振動防止電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平板状の圧電板の両面に励振電極を設けた圧
   電振動子において、 平板状の圧電板の一の面の全面を第１の電極で
   覆うとともに、該圧電板の他の面には互いに隣接
   した複数個の電極を設け、該複数個の電極のうち
   の選択されたものの１つと一の面に設けた第１の
   電極間に励振電圧を印加し、かつ励振された他の
   面に設けられて選択された電極の両側に位置する
   電極には、一の面の第１の電極と同極性の電圧を
   印加することを特徴とする圧電振動子。 ２ 前記他の面に設けられた複数個の電極は、永
   久的に一の面に設けられた第１の電極と電気的に
   接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の圧電振動子。 ３ 前記他の面に設けられた複数個の電極は掃引
   的に順次選択され、かつ選択された電極の両側の
   電極は第２の電極と同極性の電圧が印加されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電
   振動子。