JPS6348100A - Ultrasonic wave generating method - Google Patents

Ultrasonic wave generating method

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Publication number
JPS6348100A
JPS6348100A JP61191854A JP19185486A JPS6348100A JP S6348100 A JPS6348100 A JP S6348100A JP 61191854 A JP61191854 A JP 61191854A JP 19185486 A JP19185486 A JP 19185486A JP S6348100 A JPS6348100 A JP S6348100A
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JP
Japan
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electron beam
substrate
ultrasonic
generated
generating means
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Application number
JP61191854A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Nakamura
憲司 中村
Fumitaka Kan
簡 文隆
Naoji Hayakawa
早川 直司
Masanori Takenouchi
竹之内 雅典
Isamu Shimoda
下田 勇
Masahiko Okunuki
昌彦 奥貫
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To generate a desired ultrasonic wave at the inside of a substrate or on its surface by generating intensity-modulated electron beams in the respective electron beam sources of an electron generating means by separately controlling them, and radiating the beams on the substrate. CONSTITUTION:The titled method is formed with an electron beam generating means EBH in which the plural electron beam source EBS separately controllable are arrayed two-dimensionally, and the substrate SUB, and the intensity- modulated electron beams are generated and controlled by the electron beam sources of the electron beam generating means. The substrate is radiated with thus thus generated electron beams, and generates a ultrasonic wave. To the electron beam sources EBSs, common electrodes X1, X2,... Y1, Y2,... in matrix form in vertical and horizontal directions are connected. The other ends of the electrodes X1, X2,... are connected to a control circuit CONT 1 and those of the electrodes Y1, Y2,... are connected to a control circuit CONT 2. For instance, if the control circuit CONT 1 selects the electrode X3 and the control circuit CONT 2 selects the electrode Y4, the electron beam source EBS 34 in a third column and in a fourth row is selected to be driven.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、超音波を発生する場合において、特に独立し
て駆動することが可能な複数の電子線発生源を用いた超
音波発生方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic generation method using a plurality of independently driveable electron beam generation sources in the case of generating ultrasonic waves. It is something.

[従来の技術] 光偏向、非破壊探傷などの分野では、従来から体積波(
バルク波)、弾性表面波など固体の内部或いは表面に発
生した超音波を用いる方法が研究され実用化されている
。第7図、第8図は従来から用いられている体積波及び
弾性表面波の発生方法の一例を示す概略構成図であり、
以下にこれらに基づいてその一般的機能を説明する。
[Conventional technology] Volume wave (
Methods using ultrasonic waves generated inside or on the surface of solids, such as bulk waves) and surface acoustic waves, have been researched and put into practical use. 7 and 8 are schematic configuration diagrams showing an example of a conventionally used method for generating volume waves and surface acoustic waves,
The general functions will be explained below based on these.

体積波発生方法としては、第7図に示すような装首及び
方法が通常用いられている。即ち、超音波を発生させる
べき基板S上に圧電体Pを挟むようにして電極間、 D
2が設置され、電極D1、D2間には高周波信号源SG
が接続されている。この高周波信号源SGで発生された
高周波信号は電極D1と02の間に印加され、圧電体P
においてその圧電性に従って電気信号が機械的な振動に
変換されて超音波が発生する。そして、この超音波は基
板Sに伝達され、体積波の平面波APWとなって基板S
中を基板Sの表面と垂直な方向DPへと伝搬する。
As a volume wave generation method, a neck attachment and method as shown in FIG. 7 are commonly used. That is, the piezoelectric material P is sandwiched between the electrodes on the substrate S on which ultrasonic waves are to be generated;
2 is installed, and a high frequency signal source SG is installed between the electrodes D1 and D2.
is connected. The high frequency signal generated by this high frequency signal source SG is applied between the electrodes D1 and 02, and the piezoelectric body P
According to its piezoelectricity, electrical signals are converted into mechanical vibrations to generate ultrasonic waves. Then, this ultrasonic wave is transmitted to the substrate S and becomes a plane wave APW of the volume wave to the substrate S.
The light propagates through the substrate S in a direction DP perpendicular to the surface thereof.

弾性表面波を発生させるには、第8図に示すように圧電
性基板PS上に櫛形電極IDTが設けられ、高周波信号
源SGを櫛形電極IDTに接続する装置が通常用いられ
ている。高周波信号源SGから櫛形電極IDTに印加さ
れた高周波信号は、基板PSの圧電性により弾性表面波
SAWに変換されて2つの方向DPI及びDP2へと伝
搬する。
To generate surface acoustic waves, a device is usually used in which a comb-shaped electrode IDT is provided on a piezoelectric substrate PS and a high-frequency signal source SG is connected to the comb-shaped electrode IDT, as shown in FIG. The high frequency signal applied from the high frequency signal source SG to the comb-shaped electrode IDT is converted into a surface acoustic wave SAW by the piezoelectricity of the substrate PS, and propagates in two directions DPI and DP2.

ところで、このような従来の体積波及び弾性表面波の発
生方法には次のような欠点がある。
However, such conventional methods for generating volume waves and surface acoustic waves have the following drawbacks.

■、圧電性を用いて電気信号を超音波に変換するため圧
電体が不可欠である。特に弾性表面波においては、エネ
ルギ損失なく他の基板に弾性表面波を伝搬させることが
困難なため、非圧電性基板上に効率良く弾性表面波を励
振することは殆ど不可能である。
(2) Piezoelectric materials are essential because piezoelectricity is used to convert electrical signals into ultrasonic waves. Particularly in surface acoustic waves, it is difficult to propagate surface acoustic waves to other substrates without energy loss, so it is almost impossible to efficiently excite surface acoustic waves on a non-piezoelectric substrate.

■、電気I3号を超音波に変換するトランスデユーサは
、その形状によって通過し得る信号の周波数帯域が定ま
ってしまうため、1個のトランスデユーサで励振し得る
超音波の帯域幅を広くとれない。
■The frequency band of the signal that can pass through a transducer that converts electrical I3 into ultrasonic waves is determined by its shape, so it is difficult to obtain a wide bandwidth of ultrasonic waves that can be excited by one transducer. do not have.

■、トランスデユーサの形状で超音波の伝搬方向が一義
的に定まるため、任意方向への励振が不可能である。
(2) Since the propagation direction of the ultrasonic wave is uniquely determined by the shape of the transducer, it is impossible to excite it in any direction.

■8体積波と弾性表面波のトランスデユーサは形状が全
く異なるため、1個のトランスデユーサで双方を励振で
きるような構造のものは実現不可能である。
(8) Volume wave and surface acoustic wave transducers have completely different shapes, so it is impossible to create a structure that can excite both with a single transducer.

従って、上述の欠点を除去した超音波発生方法の実現が
望まれている。
Therefore, it is desired to realize an ultrasonic generation method that eliminates the above-mentioned drawbacks.

[発明の目的] 本発明の目的は、電子線発生手段から強度変調された複
数個の電子線を個別に発生させて任意の固体基板に照射
することにより、基板の内部或いは表面に所望の超音波
を発生する超音波発生方法を提供することにある。
[Objective of the Invention] An object of the present invention is to individually generate a plurality of intensity-modulated electron beams from an electron beam generating means and irradiate them onto an arbitrary solid substrate, thereby producing a desired superposition inside or on the surface of the substrate. An object of the present invention is to provide an ultrasonic generation method for generating sound waves.

[発明の概要] 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、独立して
駆動できる複数の電子線源を二次元配列した電子線発生
手段と基板とで構成し、前記電子線発生手段のそれぞれ
の電子線源から強度変調した電子線を個別に制御して発
生し、前記基板に照射することにより超音波を発生させ
ることを特徴とする超音波発生方法である。
[Summary of the Invention] The gist of the present invention for achieving the above-mentioned object is to provide an electron beam generating means comprising a substrate and an electron beam generating means in which a plurality of independently driven electron beam sources are two-dimensionally arranged; This is an ultrasonic generation method characterized in that intensity-modulated electron beams are individually controlled and generated from each electron beam source, and ultrasonic waves are generated by irradiating the substrate with the electron beams.

[発明の実施例] 以下に、第1図〜第6図に図示の実施例に基づいて本発
明の詳細な説明する。
[Embodiments of the Invention] The present invention will be described in detail below based on the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 6.

第1図は本発明に係る方法を実現するための概略構成図
であり、固体電子線発生手段EBHの下面には、電子線
源EBSが二次元的に等間隔に配列されている。そして
、発生手段EBHの下方には基板SOBが配置され、基
板SOBに対向する電子線発生手段EBHの面には加速
電圧を印加するための電極MACが形成されている。一
方、基板SUBは任意の固体であり、電極MACとの間
に直論の加速電圧VACが印加されるようになっている
。なお、基板SUBがTrf、気前絶縁体であれば、表
面に金属電極を形成して加速電圧VACを印加すればよ
い。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for realizing the method according to the present invention, in which electron beam sources EBS are two-dimensionally arranged at equal intervals on the lower surface of solid-state electron beam generating means EBH. A substrate SOB is arranged below the generating means EBH, and an electrode MAC for applying an accelerating voltage is formed on the surface of the electron beam generating means EBH facing the substrate SOB. On the other hand, the substrate SUB is any solid body, and a direct acceleration voltage VAC is applied between it and the electrode MAC. Note that if the substrate SUB is Trf or a generous insulator, a metal electrode may be formed on the surface and the accelerating voltage VAC may be applied.

電子線源EBSとしては、例えば特公昭54−3027
4号、特開昭54−111272、特開昭56−155
29号、特開昭57−38528号公報等に開示されて
いるような構造のものを用いることができる。これは、
pn+m合に逆方向電圧を供給して電子なだれ増倍(ア
バランシェマルチプリケーション)を生じさせることに
より半導体基体内に電子を発生させ、半導体基体から電
子を放出させるようにしたものである。それによれば、
このような電子線発生手段EB)I上に二次元配列され
た電子線源EBSは、逆方向電圧の印加を電子線源EB
Sごとに適宜に制御することにより、独立に駆動するこ
とが可能である。
As an electron beam source EBS, for example, Japanese Patent Publication No. 54-3027
No. 4, JP 54-111272, JP 56-155
29, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-38528, and the like can be used. this is,
By supplying a reverse voltage to the pn+m junction to cause electron avalanche multiplication, electrons are generated within the semiconductor substrate, and the electrons are emitted from the semiconductor substrate. According to it,
The electron beam source EBS arranged two-dimensionally on the electron beam generating means EB)I is configured to apply a reverse voltage to the electron beam source EB.
By appropriately controlling each S, it is possible to drive each S independently.

第2図は第1図の実施例の動作を説明するための断面図
である。二次元配列された電子線源EBSは、それぞれ
個別に制御されて電子線を発生することが可能である。
FIG. 2 is a sectional view for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1. The two-dimensionally arranged electron beam sources EBS can be individually controlled to generate electron beams.

第2図の例では、全ての電子線源EBSから同時に断続
された数KHzから数100MH2の範囲の電子線CE
Bが発生されるようになっている。断続的に発生された
電子線CEBは、加速電圧VACにより加速されて基板
SUBの表面に衝突し、基板SOBに電子線CEBの断
続周波数と等しい周波数を持つ超音波を発生させる。
In the example shown in Fig. 2, electron beams CE in the range of several kHz to several 100 MH2 are simultaneously interrupted from all electron beam sources EBS.
B is generated. The intermittently generated electron beam CEB is accelerated by the accelerating voltage VAC and collides with the surface of the substrate SUB, generating ultrasonic waves having a frequency equal to the intermittent frequency of the electron beam CEB on the substrate SOB.

断続された単一の電子線の衝突による基板中への超音波
の発生は、例えば「生駒、森塚、″電子線超音波顕微鏡
”、応用物理第51¥!、第2号(1982) 、 2
05(95)頁」に詳述されている。それによれば、基
板表面に加速されて衝突した電子線の持つエネルギの大
部分は熱となり、基板中に熱波が発生される。この熱波
は熱弾性効果により、超音波となって基板中を伝搬する
が、このときの超音波の周波数は電子線の断続周波数に
等しい。
The generation of ultrasonic waves in a substrate by the collision of a single intermittent electron beam is described, for example, in ``Ikoma, Morizuka, ``Electron Beam Ultrasonic Microscope,'' Applied Physics No. 51, No. 2 (1982), 2.
05 (page 95)”. According to this, most of the energy of an electron beam that is accelerated and collides with the substrate surface becomes heat, and heat waves are generated within the substrate. This heat wave becomes an ultrasonic wave and propagates through the substrate due to the thermoelastic effect, and the frequency of the ultrasonic wave at this time is equal to the intermittent frequency of the electron beam.

このような電子線を用いた場合に超音波の発生源は1点
であり、そこから発生された超音波はほぼ球面波となる
When such an electron beam is used, the source of the ultrasonic wave is one point, and the ultrasonic wave generated from that point becomes a substantially spherical wave.

さて、第2図においては電子線CEBは二次元配列され
て基板SOBの表面に衝突するため、熱波TWも二次元
に並びそれぞれ超音波発生源となる。前述したように、
この実施例においては全ての電子!i源EBSは同時に
断続されるため、熱波TW及びそれにより発生する超音
波は全て位相が等しい、このように、二次元的に並んだ
超音波発生源から等しい位相で発生された超音波は、重
ね合わされて平面波APWとなり、基板SUBの表面に
垂直な方向DPに向って基板SO3中を伝搬することに
なる。
Now, in FIG. 2, since the electron beams CEB are two-dimensionally arranged and collide with the surface of the substrate SOB, the heat waves TW are also two-dimensionally arranged and serve as sources of ultrasonic waves. As previously mentioned,
In this example, all electrons! Since the i-source EBS is interrupted at the same time, the thermal waves TW and the ultrasonic waves generated by it all have the same phase.In this way, the ultrasonic waves generated with the same phase from the two-dimensionally arranged ultrasonic sources are , are superimposed to form a plane wave APW, which propagates through the substrate SO3 in the direction DP perpendicular to the surface of the substrate SUB.

第3図は第1図の実施例の他の動作例を説明する断面図
である。前述したように、電子線源EBSはそれぞれ独
立に駆動することが可能である。従って、このような特
長を利用して電子線源EBS I、EBS2、・・・か
ら順次に遅延を与えながら、同一の断続周波数の電子線
源CEBを照射する。これらの電子線CEBは上述のよ
うに基板SUBに衝突して超音波発生源となるが、各電
子線rXEBs1、EBS2、・・・から発生する電子
線CEBに遅延があるため、対応する超音波発生源から
発生する超音波の球面波には位相遅れが生ずる。従って
、波面合成の原理によりこれらの球面波は位相が重ね合
わされて、遅延時間によって決定される方向DSに伝搬
する平面波APWとなる。
FIG. 3 is a sectional view illustrating another example of the operation of the embodiment shown in FIG. As described above, the electron beam sources EBS can be driven independently. Therefore, by utilizing such features, the electron beam sources EBS I, EBS2, . These electron beams CEB collide with the substrate SUB as described above and become an ultrasonic generation source, but since there is a delay in the electron beam CEB generated from each electron beam rXEBs1, EBS2,..., the corresponding ultrasonic waves A phase delay occurs in the spherical waves of ultrasound generated from the source. Therefore, according to the principle of wave field synthesis, the phases of these spherical waves are superimposed to form a plane wave APW that propagates in the direction DS determined by the delay time.

この場合に、基板5tlB内に発生する超音波APWの
伝搬する方向OSは、上述のように電子線源EBSから
発生する断続された電子線CEBの遅延時間によって決
定される。第4図(a) 、 (b)はこのような遅延
時間と、伝搬方向O5の関係の説明図である。第4図(
a)において、CEB 1、CEB2は断続された電子
線、Pl、P2は基板SUBの表面に電子線CEB 1
、CEB2が照射される点である。点P1とP2との距
離をd、Mi音波伝搬方向I]Sと基板SO8表面にた
てた垂線との成す角をθ、超音波APWの速度をVa、
その波長を入で表している。第4図(b)は断続周波数
をfとする電子線CEB1. CEB2の点P1とP2
における断続を示し、点P2ではPIよりも時間でだけ
遅れて電子線CEBI、 CEB2が断続される場合を
示している。
In this case, the propagation direction OS of the ultrasonic wave APW generated within the substrate 5tlB is determined by the delay time of the intermittent electron beam CEB generated from the electron beam source EBS as described above. FIGS. 4(a) and 4(b) are explanatory diagrams of the relationship between such delay time and the propagation direction O5. Figure 4 (
In a), CEB 1 and CEB2 are intermittent electron beams, and Pl and P2 are electron beams CEB 1 on the surface of the substrate SUB.
, CEB2 is the irradiated point. The distance between points P1 and P2 is d, the angle between the Mi sound wave propagation direction I]S and the perpendicular to the surface of the substrate SO8 is θ, the speed of the ultrasonic wave APW is Va,
The wavelength is expressed as "in". FIG. 4(b) shows an electron beam CEB1. whose intermittent frequency is f. Points P1 and P2 of CEB2
This shows the case where the electron beams CEBI and CEB2 are interrupted at point P2 with a time delay behind PI.

また、電子線CEB2が点P2に到達した時点で1点P
Iで発生した超音波APWが到達した基板SUB内の位
置を21′ とし、点P1とP1′  との距離をhと
する0時間τ後には、超音波APWは距離で/(1/f
)・入だけ移動していることになり、このとき点P1及
びP2における電子線CEBI、CEB2の断続が、基
板SUPの中の超音波APWに対し同一の作用を持つ条
件は次式となる。
Also, when the electron beam CEB2 reaches point P2, one point P
After 0 time τ, where the position in the substrate SUB where the ultrasonic wave APW generated at I reaches is 21', and the distance between points P1 and P1' is h, the ultrasonic wave APW is
)・The condition that the interruption of the electron beams CEBI and CEB2 at points P1 and P2 has the same effect on the ultrasonic wave APW in the substrate SUP is as follows.

τ/ (1/f)・入=h 従って、τ/(1/f) = h/入 ;d/(入/sinθ) となるから、f・入=Vaを用いて、 sinθ= ? 拳Va/ d         ・・
・(1)により超音波APWの伝搬方向DSが与えられ
る。基板SUE内の所望の方向に向けて超音波APWを
発生するには、(1)式を変形して、 τ=dasinθ/va…(2) から求められる遅延時間τを用いて、電子線CEHの発
生を遅延させればよい。
τ/ (1/f)・Input=h Therefore, τ/(1/f) = h/In; d/(Input/sinθ), so using f・Input=Va, sinθ= ? Fist Va/d...
- (1) gives the propagation direction DS of the ultrasonic wave APW. To generate the ultrasonic wave APW in a desired direction within the substrate SUE, by modifying equation (1) and using the delay time τ obtained from τ=dasinθ/va...(2), the electron beam CEH It is sufficient to delay the occurrence of

第4図は超音波APWの伝搬方向OSから基板SUBの
表面へ下した垂線が構成する面による断面図であるが、
二次元配列した電子線源EBSの一方の軸がこの面内に
ある必要はない。第5図はこのような事情を説明するた
めの電子線発生手段EBHの平面図である。この第5図
において、白丸記号は二次元配列された電子線源EBS
を表している。超音波APWの伝搬方向O3の基板SO
Bへの斜影をX軸、それと直交する方向をymにとり、
このとき任意の電子線発生源EBS iの原点は任意に
1つ選び出した電子線源EBSOとする。電子線源EB
S iの位置を(xi、 yi)で表すと、電子線源E
BSOに対する電子線源EBSiの遅延時間で1を、 τi =xi*  sinθ/ Va        
・・・(3)とすることにより、基板SOB内に発生す
る超音波APWは、進行方向の基板SOBの表面への斜
影がX軸方向と一致し、表面にたてた垂線との成す角が
θとなる。従ってX軸を適宜に選び、各電子線源EBS
の相対的な遅延を(3)式を満足するように設定するこ
とにより、基板SOB内の任意の方向へ超音波APWを
発生させることができる。このような超音波APWの発
生は、基板SUBの圧電性を用いていないために、非圧
電体等の任意の基板に対して超音波APWを発生させる
ことが可能となる。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a plane defined by a perpendicular line drawn from the propagation direction OS of the ultrasonic wave APW to the surface of the substrate SUB.
It is not necessary that one axis of the two-dimensionally arranged electron beam source EBS lies within this plane. FIG. 5 is a plan view of the electron beam generating means EBH for explaining such a situation. In this Fig. 5, the white circle symbol is the two-dimensionally arranged electron beam source EBS.
represents. Substrate SO in propagation direction O3 of ultrasonic APW
The oblique shadow on B is taken as the X axis, and the direction orthogonal to it is taken as ym,
At this time, the origin of any electron beam source EBS i is assumed to be one arbitrarily selected electron beam source EBSO. Electron beam source EB
If the position of S i is expressed as (xi, yi), then the electron beam source E
The delay time of the electron beam source EBSi with respect to the BSO is 1, τi = xi* sinθ/Va
By setting (3), the ultrasonic wave APW generated in the substrate SOB has an oblique shadow on the surface of the substrate SOB in the traveling direction that coincides with the X-axis direction, and an angle formed with the perpendicular to the surface. becomes θ. Therefore, select the X axis appropriately, and
By setting the relative delay of so as to satisfy equation (3), it is possible to generate ultrasonic waves APW in any direction within the substrate SOB. Since such generation of ultrasonic APW does not use the piezoelectricity of the substrate SUB, it is possible to generate ultrasonic APW on any substrate such as a non-piezoelectric material.

上述の実施例では、発生する超音波APWは体積波とし
て説明したが、条件を好適に設定することにより弾性表
面波を発生することも可能である。
In the above-mentioned embodiment, the generated ultrasonic wave APW was explained as a volume wave, but it is also possible to generate a surface acoustic wave by appropriately setting conditions.

即ち、(2)式又は(3)式において、θ=90°とな
るように各電子線源EBSの遅延を設定することにより
、各超音波発生源から発生する球面波を重ね合わせて、
りγ性表面波発生の境界条件とすることができる。この
場合に、第5図の説明からも明らかなように、弾性表面
波は任意の方向へ向けて伝搬させることができ、従来に
ない弾性表面波発生手段が提供できる。
That is, in equation (2) or equation (3), by setting the delay of each electron beam source EBS so that θ=90°, the spherical waves generated from each ultrasonic source are superimposed,
This can be used as a boundary condition for the generation of γ surface waves. In this case, as is clear from the description of FIG. 5, the surface acoustic waves can be propagated in any direction, and an unprecedented surface acoustic wave generating means can be provided.

また実施例の説明においては、電子線CEBを断続して
超音波APWを発生する方法を例示したが、超音波AP
Wを発生するには電子線CEBに強度変調がなされてい
ればよく、例えば正弦波状の強度変調やデユーティ比が
1対1以外のパルス変調を用いることが可能である。
In addition, in the explanation of the embodiment, a method of generating ultrasonic waves APW by intermittent electron beam CEB was exemplified, but ultrasonic waves APW
To generate W, it is sufficient that the electron beam CEB is intensity modulated, and for example, sinusoidal intensity modulation or pulse modulation with a duty ratio other than 1:1 can be used.

二次元的に配置された電子線源EBSは独立に駆動する
ことが可能であり、実施例ではこのような条件の基に説
明を行った。しかし、駆動のための電極をマトリクス状
にして各電子線源EBSに共通に接続することにより、
二次元配列された電子線源EBSの任意の1つを独立に
駆動することにも可能であり、このような駆動方法は電
子線源EBSの数が多い場合に、配線や駆動の複雑さを
低減するために有効である。
The two-dimensionally arranged electron beam sources EBS can be driven independently, and the examples have been described based on such conditions. However, by forming driving electrodes in a matrix and connecting them in common to each electron beam source EBS,
It is also possible to independently drive any one of the two-dimensionally arranged electron beam sources EBS, and such a driving method reduces the complexity of wiring and driving when there are a large number of electron beam sources EBS. Effective for reducing

第6図はこのような駆動方法を説明する平面図である。FIG. 6 is a plan view illustrating such a driving method.

電子線源EBSには縦方向、横方向にそれぞれ共通電極
Xi、 X2、・・・、Yl、Y2、・・・がマトリク
ス状に接続されており、電極×1、×2、・・・は制御
回路C0NTlに、電極Y1. Y2、・・・は制御回
路C0NT2に接続されている0例えば、制御回路C0
NTlで電極×3を選択し、制御回路C0NT2で電極
Y4を選択することにより、第3列目第4行目の電子線
源EBS34を選択して駆動することができる。
Common electrodes Xi, X2,..., Yl, Y2,... are connected to the electron beam source EBS in a matrix in the vertical and horizontal directions, and the electrodes x1, x2,... The control circuit C0NTl has electrodes Y1. Y2,... are connected to the control circuit C0NT2, for example, the control circuit C0
By selecting electrode x3 with NTl and selecting electrode Y4 with control circuit C0NT2, the electron beam source EBS34 in the third column and fourth row can be selected and driven.

このような駆動方法とデユーティ比を、好適に選択した
電子線のパルス変調による超音波の発生と狙み合わせて
、本発明に適用することも可能である。即ち、実施例中
の電子線源EBS間の遅延時間τよりも、電子線源EB
Sを駆動するパルス幅を狭くすることにより、同一時刻
に駆動される電子線源EBSを1個のみとすることがで
きる。
It is also possible to apply such a driving method and duty ratio to the present invention by aiming at the generation of ultrasonic waves by appropriately selected pulse modulation of an electron beam. That is, the delay time τ between the electron beam sources EB and EB in the embodiment
By narrowing the pulse width for driving S, only one electron beam source EBS can be driven at the same time.

上述の実施例において、電子線発生装置としては前述の
特公昭54−30274号公報等に開示されているもの
を用いたが1本発明の超音波発生方法においては、電子
線発生手段は独立して駆動できさえすればよく、本質的
な事柄ではない。
In the above-mentioned embodiments, the electron beam generator disclosed in the aforementioned Japanese Patent Publication No. 54-30274 was used; however, in the ultrasonic generation method of the present invention, the electron beam generator is independent. It is not an essential matter as long as it can be driven.

従って、電子線源として他に知られているpn接合のネ
ガティブワークファンクション型やフィールドエミッシ
ョン型等の固体電子線源を用いても本発明は同様の効果
を有する。更に、実施例では二次元的に等間隔に配置し
た電子線源を例示したが1等間隔でなくても本発明に適
用し得ることも明らかである。
Therefore, the present invention has similar effects even when other known solid-state electron beam sources such as a pn junction negative work function type or a field emission type are used. Further, in the embodiment, the electron beam sources are arranged two-dimensionally at equal intervals, but it is clear that the present invention can be applied even if the electron beam sources are not evenly spaced.

[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る超音波発生方法は、二
次元に配置し個別に制御し得る電子線源から発生した電
子線を基板に照射することによって超音波の発生を行う
ので、非圧電性基板による超音波発生も可能であり、同
一の発生源から体積波或いは弾性表面波を発生すること
を可能としている。更に、このような発生源は形状によ
る周波数特性を持たないので、数KHzから数100M
)lzという極めて広い周波数範囲の超音波を同一の発
生源から発生でき、1個の超音波発生手段に多種多用の
機能を発揮させることもできる。
[Effects of the Invention] As explained above, the ultrasonic generation method according to the present invention generates ultrasonic waves by irradiating a substrate with an electron beam generated from an electron beam source that is arranged two-dimensionally and can be individually controlled. Therefore, it is possible to generate ultrasonic waves using a non-piezoelectric substrate, and it is possible to generate volume waves or surface acoustic waves from the same generation source. Furthermore, since such sources do not have frequency characteristics depending on their shape, the frequency range from several KHz to several 100 M
) lz can be generated from the same source in an extremely wide frequency range, and one ultrasonic generating means can perform a wide variety of functions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明に係る超音波発生方法の実施例を示すもの
であり、第1図はその概略構成図、第2図、第3図は動
作説明のための断面図、第4図、第5図は任意の方向へ
超音波を発生する場合の説明図、第6図は電子線源の駆
動回路図であり、第7図、第8図は従来の超音波発生方
法の概略構成図である。 符号EBHは固体電子線発生装置、EBSは電子線源、
S、SOBは基板、MACは加速電極、VAC+i加速
電圧、C0NTは制御回路、TWは熱波、AP譬は超音
波、CEBは電子線である。 第1図 第2図 第3図 第4図 <a) (b) 第5図 第6図 第7図 第8図
The drawings show an embodiment of the ultrasonic generation method according to the present invention, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram thereof, FIGS. 2 and 3 are sectional views for explaining the operation, and FIGS. 4 and 5. The figure is an explanatory diagram for generating ultrasonic waves in any direction, FIG. 6 is a drive circuit diagram of an electron beam source, and FIGS. 7 and 8 are schematic configuration diagrams of a conventional ultrasonic generation method. . The code EBH is a solid-state electron beam generator, EBS is an electron beam source,
S and SOB are substrates, MAC is an accelerating electrode, VAC+i accelerating voltage, C0NT is a control circuit, TW is a heat wave, AP is an ultrasonic wave, and CEB is an electron beam. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 <a) (b) Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、独立して駆動できる複数の電子線源を二次元配列し
た電子線発生手段と基板とで構成し、前記電子線発生手
段のそれぞれの電子線源から強度変調した電子線を個別
に制御して発生し、前記基板に照射することにより超音
波を発生させることを特徴とする超音波発生方法。 2、前記電子線発生手段には前記電子線源の二次元配列
と同一面上に少なくとも1つのxy直交座標系が存在し
、任意の電子線源の位置を前記座標系で(x、y)で表
したとき、前記電子線源が原点(0、0)に位置する電
子線源に対し、θを超音波の伝搬方向と基板表面の法線
との成す角、Vaを超音波の伝搬方向に対する速度とし
たときに、ほぼτ=x・sinθ/Vaなる時間だけ遅
延して駆動するようにした特許請求の範囲第1項に記載
の超音波発生方法。
[Scope of Claims] 1. Consisting of an electron beam generating means in which a plurality of independently driven electron beam sources are two-dimensionally arranged and a substrate, intensity-modulated electrons are generated from each electron beam source of the electron beam generating means. An ultrasonic generation method characterized in that ultrasonic waves are generated by individually controlling and generating lines and irradiating the substrate with the ultrasonic waves. 2. The electron beam generating means has at least one xy orthogonal coordinate system on the same plane as the two-dimensional array of the electron beam sources, and the position of any electron beam source is (x, y) in the coordinate system. When expressed by The ultrasonic wave generation method according to claim 1, wherein the ultrasonic wave generation method is driven with a delay of approximately τ=x·sin θ/Va when the speed is set to .
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