JPH01261012A - 多数回反射型超音波遅延線 - Google Patents

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］ 本発明は入出力トランスデューサ上にバッキング材を接
合した多数回反射型超音波遅延線に関する。

［従来の技′＃Ｉ］ 近年映像機器の伝送帯域中は画質の向上に伴ない広帯域
化の方向に有り、発明者らは先に特許６２−２３５７５
０＠公報にて、このような分野に適した比較的簡単な構
成で広帯域特性を得ることが出来る多数回反射型超音波
遅延線を提案している。第１０図及び第１１図にこのに
うに構成された多数回反射型超音波遅延線を示す。

第１０図及び第１１図において、１０ａないし１０ｄは
各々信号反射面を示し、１０ｅはトランスデユーサ結合
面を示す。このトランスデユーサ結合面１０ｅ上には、
下面電極１３Ａ、１４Ａが設けられ、その上面に各々入
力トランスデューサ１３、出力トランスデューサ１４が
接合され、その上面に、更に各トランスデユーサ１３．
１４からの超音波信号をモード変換して反射する反射面
（モード変換面＞１１Ａ、１１Ｂを有し、前記各トラン
スデユーサ１３．１４との結合面側に各々スズを真空蒸
肴した上面電極１３Ｂ、１４Ｂを設けてなるバッキング
材１１が接合されている。

前記バッキング材１１のモード変換面１１Ａ。

１１Ｂは第１４図に示すように入力トランスデューサ１
３．１４から出力される横波成分からなる超音波信号８
゜を全て縦波成分からなる超音波信＠Ｂ２に変換する機
能をもっており、これによってバッキング材１１側に送
られた超音波信号Ｂ。

が再び入力トランスデューサ１３．１４によって電気信
号に変換されることを防止している。具体的には第１４
図に示すようにバッキング材１１側に出力された横波成
分の超音波信号Ｂ。はモード変換面１１Ａ、１１Ｂにて
縦波成分に略全で変換され、スプリアス信号の一部は第
１４図に示すように再び入力トランスデューサ１３．１
４に入射されるが、入力トランスデューサ１３．１４は
横波信号用トランスデユーサなので、これを電気信号に
変換することはない。この結果スプリアス信号、例えば
、帯域特性に悪影響を及ぼす奇数回反射のスプリアス３
Ｔｄ、５Ｔｄ等による影響を略完全に除去している。

ここで、この反射面１１Ａ、すなわちモード変換面につ
いて詳述する。

第７図（ｂ）に示すように個数媒体■と流体媒体■との
境界面５５に横波Ｂｎがαの角度で入射すると、反射波
は横波Ｂ１の他に縦波Ｂ２も現われる。横波の反射角α
は入射角αに等しいが、縦波の反射角βはこれと異なる
。これらの反射における反射角相互の関係は、 ３ｉｎα／Ｓｉｎ　　β−Ｃ１）Ｉ／Ｃｓｌとなる。な
お、Ｃｐｌは媒体■中のｖｔ波の伝播速度、Ｃｓｌは媒
体Ｉ中の縦波の伝播速度である。

入射横波βと反射横波β１の強度８　＋　／　Ｂ　ｏは
媒体■のポアソン比σ（第６図（ｂ））をパラメータと
して入射角αに依存し、反射横波Ｂ１の強度がＯ（零）
になる入射角においては、入射横波Ｂｏは完全に縦波Ｂ
２への変換が起きる。例えば、媒体１がポアソン比的０
．２２の鉛ガラス、流体媒体■が空気の場合、入射角α
が約２８゛　（これを、モード変換角という）で入射横
波Ｂ＋の強度が０になり、入射横波Ｂ。は完全に縦波Ｂ
２への変換が起きる。

また、入射波が縦波のときは、入射縦波ＡＯＮ反射反射
波縦波、横波Ａ２の関係は第５図（ａ）に示すようにな
り、その強Ａ　＋　／　Ａ　ａは媒体１のポアソン比σ
（第６図（ａ））をパラメータとして入射角αに依存し
、反射縦波Ａ１の強度が０（零）になる入射角がある。

媒体■がポアソン比的０゜２２の鉛ガラス、流体媒体■
が空気の場合、入射角αが約５５°で反射縦波Ａ１の強
度がＯになり、入射縦波Ａ。は完全に横波Ａ２への変換
が起きる。

なあ、横波のときは、臨界角（第６図（ｂ）参照（ポア
ソン比０．２２の例では約３７°））があり、臨界角以
上になると縦波へのモード変換が行われないので入射角
αは臨界角以下でなければならない。

このように、このモード変換面１１Ａ、１１Ｂは、第１
４図に示すようにＩＰｉ音波信号Ｂｏを入射角α、すな
わちモード変換角αで入射するような傾斜面となってい
る。

そしてこのバッキング材１１上には第１２図。

第１３図に示すように入・出力トランスデューサ接合面
を除く各面を覆うように超音波吸音材１６が塗布されて
いる。

このように構成された頂音波遅延線は入力１〜ランスデ
ユーサ１３に電気信号を入力すると、これを横波成分か
らなる超音波信号に変換する。そして、この超音波信号
は超音波遅延媒体１０内を伝播し、所定時間（Ｔｄ　）
経過後、出力トランスデユーサ１４の作用により再び電
気信号に変換されて、外部菰＠（図示せず）に送出する
。この場合、特に帯域特性に悪影響を及ぼす奇数回反射
スプリアス（３Ｔｄ＞、（５Ｔｄ）等がバッキング材１
１のモード変換面１１Ａ、１１Ｂの作用により、縦波成
分の超音波信号に略全で変換されるので、（３Ｔｄ）、
（５Ｔｄ＞等のスプリアスの影響を排除している。

第１５図は第１２図、第１３図に示す超音波遅延線の帯
域特性グラフを示し、中心周波数ｆ、を１４［ＭＨ２］
とした場合の実験結果である。この図において、−３［
ｄＢ］減衰した点、すなわち図中Ｘ＋点は７．８５　［
ＭＨ７］、Ｘ２点は２０．７　［ＭＨ２］ｒ−あり、コ
レニヨッテ、Ｗ＋−−６，１５［ＭＨ２］　、Ｗ２　＝
−６，７［ＭＨ２］となる。従って、比帯域（Ｗ／ｆｏ
）は、Ｗ＝ＩＷ＋　ｌ　＋　ｌ　Ｗ２　ｌ　＝１２．８
５　［ＭＨ２］であるから（Ｗ／ｆｌ］）＝約９２［％
］となり、容易に広帯域特性を得ることが出来るように
なっている。

なお、バッキング材１１の各トランスデユーサ１３．１
４の結合面及びこのバッキング材１１の厚さ方向で、前
記各トランスデユーサ１３．１４に直交する面、すなわ
ち電極１３Ｂ、１４Ｂが蒸着される面は、鏡面加工され
ている。

（発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、上記従来例による超音波遅延線は、比帯
域（Ｗ／ｆｎ）が高く（約９２［％］）広帯域を実現で
きるが、第１５図に示づように周波数の高い領域（Ｐ区
間）において、スプリアス信号の影響で特性が乱れる。

このため特に映像信号帯域３０［１’ｖｌＨ２］以上と
いうような高品位テレビシステムの輪郭保証回路等に当
該超音波遅延線を使用すると、前記スプリアス信号の影
響で両会が乱れ（画面にしま模様が入る等）、画像が劣
化してしまい、実用上高品位テレビシステムには使用出
来ないという不都合があった。

［発明の目的］ 本発明は上記従来上の有する不都合を改善し、比帯域を
広帯域化し、しかもスプリアス信号による周波数特性の
乱れを皆無とすることが出来る、高品位テレビシステム
等への使用に適した多数回反射型超音波遅延線を提供す
ることを、目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そこで本発明では入力トランスデューサと出力トランス
デューサと前記各トランスデユーサの超音波遅延媒体と
の結合面の反対面に接合され、前記各トランスデユーサ
から該各バッキング材に入射される横波成分の超音波信
号を縦波成分の超音波信号へ、又は縦波成分の超音波信
号を横波成分の超音波信号へ変換するモード変換面を有
するバッキング材とを具備するという構成を採用し、こ
れによって前記目的を達成しようとするものである。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。ここで、上記従来技術と同様の構成部材に
は同一の信号を付すものとする。

第１図及び第２図において、１０ａないし１０ｄは各々
信号反射面を示し、１０ｅはトランスデユーサ結合面を
示す。このトランスデユーサ結合面１０ｅ上には、上面
電極１３Ａ、１４Ａが設けられ、その上面に各々入力ト
ランスデューサ１３゜出力トランスデューサ１４が接合
され、その上面に、更に各トランスデユーサ１３．１４
からの超音波信号をモード変換して反射する反射面（モ
ード変換面＞１１Ａ、１１Ｂを有し、前記各トランスデ
ユーサ１３．１４との結合面側に各々スズを真空蒸着し
た上面電極１３Ｂ、１４Ｂを設けてなるバッキング材１
２が接合されている。そして、このバッキング材１２に
は第１図、第２図に示すようにモード変換面１１Ａに入
力トランスデューサ１３に対して垂直方向に深さｄ（ｉ
ｎ）の溝部（スリット＞２Ａが、またモード変換面１１
Ｂに出力トランスデューサ１４に対して垂直方向に深さ
ｄ（ａｍ）の溝部（スリット）２Ｂが設けられている。

この各溝部２Ａ、２Ｂには超音波吸音剤１６が充填され
、バッキング材１２上には上述した従来例同様第３図、
第４図に示す如く、入・出カドランスジューサ結合面を
除く各面を覆うように超音波吸音剤１６が塗布されてい
る。その他の構成は、前述した上記従来例と同様に構成
されているので説明を省略する。

次に、前記バッキング材１２における、超音波信号の伝
搬作用を第５図に基づいて説明する。

第５図において、入力トランスデューサ１３゜出力トラ
ンスデューサ１４からの横波成分からなる超音波Ｂ、を
上述した従来例同様モード変換面１１Ａ、１１Ｂにて縦
波成分からなる超音波信号Ｂ１に変換する。この超音波
信号Ｂ＋、Ｂ＋は図示のように溝部２Ａ、２Ｂにぶつか
る。この溝部２Ａ、２Ｂには前述したように超音波吸音
剤１６が充填されているので、超音波信号Ｂ＋、Ｂ＋は
ここで吸音され、その一部は、更に所定の角度で反射し
、減衰する。すなわち、従来例に比べ、溝部２Ａ、２Ｂ
に充填された吸音剤１６の働きでスプリアス信号はここ
で大きく減衰すると考えられる。

第８図は本実施例による超音波遅延線の周波数特性を示
す線図で、上記従来例同様中心周波数ｆＱ＝１４［ＭＨ
２］とした場合の実験結果である。

この図において、−３［ｄＢ］は減衰した点、図中７１
点は７．８５　［ＭＨ２］、Ｙ２は２０．７［ＭＨ２］
であり、比帯域＜Ｗ／ｆｏ）は約９２［％１で従来例と
同様広帯域特性を得ることが出来た。更に、本実施例に
おいては、周波数の高い領域における特性の乱れがない
実験結果を得ることができた。

本実施例は以上のように構成されているので、映像信号
帯域幅が３０　［ＭＨ２］以上というような高品位テレ
ビシステムの輪郭補正回路等に使用しても画像を劣化さ
せることのない超音波遅延線を提供できる。

なお、本実施例ではモード変換面１１Ａ、１１Ｂに各々
１つの溝部２Ａ、２Ｂを設けたが、これは各面１１Ａ、
１１Ｂに複数の溝部を設けてもよく、また、モード変換
面１１Ａ、１１Ｂとが交わる頂点部に溝部を設けてもよ
い（第９図参照）。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されているので、比帯域を広
帯域化するとともにスプリアス信号による周波数特性の
乱れを皆無とした、高品位テレビシステム等への使用に
適した多数回反射型超音波遅延線を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図に示す多数回反射型遅延線の正面図、第３図及び第４
図は第１図に示す多数回反射型遅延線のバッキング材に
吸音剤を塗布した状態を示す説明図、第５図は第１図に
示す遅延線のバッキング材の機能説明図、第６図（ａ）
、（ｂ＞及び第７図（ａ）、（ｂ）は第１図及び第１０
図に示す遅延線のバッキング材によるモード変換原理を
示す説明図、第８図は第１図に示す遅延線の帯域特性を
示す線図、第９図は本発明の他の実施例に係る遅延線の
バッキング材の他の構成を示す構成図、第１０図及び第
１１図は従来技術に係る遅延線の構成図、第１２図及び
第１３図は第１０図及び第１１図に示す遅延線に吸音剤
を塗布した状態を示す説明図、第１４図は従来例の遅延
線のバッキング材の動作説明図、第１５図は従来例の遅
延線の帯域線の帯域特性を示す線図である。 １０・・・・・・・・・超音波遅延媒体１２・・・・・
・・・・バッキング材 １３・・・・・・・・・入力トランスデューサ１４・・
・・・・・・・出力トランスデューサ１６・・・・・・
・・・吸音剤 ２Ａ、２８．４Ａ、４Ｂ、５Ａ ・・・・・・・・・溝部 １１Ａ、ＩＩＢ・・・・・・・・・モード変換面４３Ａ
、１４Ａ・・・・・・・・・下面電極１３Ｂ、１４Ｂ・
・・・・・・・・上面電極Ｂｏ・・・・・・・・・入射
超音波信号Ｂ１・・・・・・・・・反射超音波信号？！
４７　図 第　３　図 １θ 第４図 ＯＣ 第　６ （α） 、＊ｓｂ入ｐｒ４！Ｊｉ 第　７ （０Ｌ） （ｂ） 図 （ｂ） ４１７６図 第７２図 １θ ＠　／３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力トランスデューサと出力トランスデューサと前記各
   トランスデューサの超音波遅延媒体との結合面の反対面
   に接合され、前記各トランスデューサから該各バッキン
   グ材に入射される横波成分の超音波信号を縦波成分の超
   音波信号へ、又は縦波成分の超音波信号を横波成分の超
   音波信号へ変換するモード変換面を有するバッキング材
   とを具備した多数回反射型超音波遅延線において、前記
   モード変換面に前記各トランスデューサに対して垂直と
   なる方向に溝部を設け、該モード変換面及びバッキング
   材の各側面に吸音剤を塗布するとともに、溝部に吸音剤
   を充填したことを特徴とする多数回反射型超音波遅延線
   。