JPH0323697Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0323697Y2 JPH0323697Y2 JP1984035652U JP3565284U JPH0323697Y2 JP H0323697 Y2 JPH0323697 Y2 JP H0323697Y2 JP 1984035652 U JP1984035652 U JP 1984035652U JP 3565284 U JP3565284 U JP 3565284U JP H0323697 Y2 JPH0323697 Y2 JP H0323697Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric plate
- acoustic
- ultrasonic
- waves
- piezoelectric
- 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.)
- Expired
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、圧電体の表面と垂直方向にバルク波
を発生させる超音波トランスジユーサに関する。
を発生させる超音波トランスジユーサに関する。
（従来技術）
圧電体板上に交差指電極、あるいは、すだれ状
電極と呼ばれる励振変換器と受信変換器などを形
成した弾性表面波素子が、フイルタ、遅延線、発
振器などに使用されている。この種の弾性表面波
素子はIDTと呼ばれ、既に分極済みの圧電体か、
水晶のような自然圧電体からなる板の上に前記交
差指電極、あるいは、すだれ状電極と呼ばれる励
振変換器と受信変換器を形成して構成される。
電極と呼ばれる励振変換器と受信変換器などを形
成した弾性表面波素子が、フイルタ、遅延線、発
振器などに使用されている。この種の弾性表面波
素子はIDTと呼ばれ、既に分極済みの圧電体か、
水晶のような自然圧電体からなる板の上に前記交
差指電極、あるいは、すだれ状電極と呼ばれる励
振変換器と受信変換器を形成して構成される。
この弾性表面波素子は励振変換器により電気信
号を弾性表面波信号に変換し、また受信変換器に
よりこの弾性表面波信号を受信して電気信号に変
換するもので、圧電板の表面と垂直方向に対する
バルク波は発生し難い。
号を弾性表面波信号に変換し、また受信変換器に
よりこの弾性表面波信号を受信して電気信号に変
換するもので、圧電板の表面と垂直方向に対する
バルク波は発生し難い。
前記弾性表面波素子とは別に、分極処理を施し
ていない強誘電体、例えば圧電セラミツクス、ニ
オブ酸リチユームやタンタル酸リチユームなどの
誘電体の板状体の表面に交差指電極を設け、これ
ら交差指電極間で分極処理を施した後、その電極
間を直流あるいは交流電源で励振すると、前記の
弾性表面波素子とは異り、その表面と垂直方向に
縦波あるいは横波のバルク波を発生させることが
できる。このようなトランスジユーサのことを表
面励振型超音波トランスジユーサと呼ぶことにす
る。この表面励振型超音波トランスジユーサにつ
いて説明すると、第１図ａは圧電体板１の表面に
交差指電極２，３を設けた状態を示す表面図であ
り、第１図ｂは同断面図、第１図ｃは圧電体板１
中の分極の様子を示す同断面図である。この表面
励振型超音波トランスジユーサにおいては、第１
図ｃのように圧電板の表面と垂直方向に対するバ
ルク波は発生するが、不要な表面波や横波が生じ
やすくなつている。第２図ａは表面励振型超音波
トランスジユーサの他の例の断面図であり、第２
図ｂはその電極配置を示す正面図である。この表
面励振型超音波トランスジユーサにおいては、圧
電体板表面からの切込溝４が設けられているの
で、分極の分布がこの切込溝をまたぐようにな
り、分極分布が圧電体板１の表面に対して鋭利な
角度となる。従つて表面波が発生し難くなり、こ
の切込み溝によつて表面波が圧電体板１の表面を
伝播することを防ぎ、バルク波を第２図ａの矢印
方向に効率よく発生させることができる。
ていない強誘電体、例えば圧電セラミツクス、ニ
オブ酸リチユームやタンタル酸リチユームなどの
誘電体の板状体の表面に交差指電極を設け、これ
ら交差指電極間で分極処理を施した後、その電極
間を直流あるいは交流電源で励振すると、前記の
弾性表面波素子とは異り、その表面と垂直方向に
縦波あるいは横波のバルク波を発生させることが
できる。このようなトランスジユーサのことを表
面励振型超音波トランスジユーサと呼ぶことにす
る。この表面励振型超音波トランスジユーサにつ
いて説明すると、第１図ａは圧電体板１の表面に
交差指電極２，３を設けた状態を示す表面図であ
り、第１図ｂは同断面図、第１図ｃは圧電体板１
中の分極の様子を示す同断面図である。この表面
励振型超音波トランスジユーサにおいては、第１
図ｃのように圧電板の表面と垂直方向に対するバ
ルク波は発生するが、不要な表面波や横波が生じ
やすくなつている。第２図ａは表面励振型超音波
トランスジユーサの他の例の断面図であり、第２
図ｂはその電極配置を示す正面図である。この表
面励振型超音波トランスジユーサにおいては、圧
電体板表面からの切込溝４が設けられているの
で、分極の分布がこの切込溝をまたぐようにな
り、分極分布が圧電体板１の表面に対して鋭利な
角度となる。従つて表面波が発生し難くなり、こ
の切込み溝によつて表面波が圧電体板１の表面を
伝播することを防ぎ、バルク波を第２図ａの矢印
方向に効率よく発生させることができる。
（従来技術の問題点）
上記の矢印方向のバルク波を他の媒質に放射さ
せて超音波を利用の場合、圧電体板の音響インピ
ーダンスZ0と超音波を放射しようとする媒質の音
響インピーダンスZMとが大きく異るときは、そ
の境界面にて大きなエネルギーの反射が起り、超
音波を媒質に放射する効率が悪くなる。また、同
時にエネルギーが圧電体中に長時間存続するた
め、パルス波を用いる場合にはパルス巾が広くな
り、エコーレンジングなどに支障をきたす欠点を
生じている。
せて超音波を利用の場合、圧電体板の音響インピ
ーダンスZ0と超音波を放射しようとする媒質の音
響インピーダンスZMとが大きく異るときは、そ
の境界面にて大きなエネルギーの反射が起り、超
音波を媒質に放射する効率が悪くなる。また、同
時にエネルギーが圧電体中に長時間存続するた
め、パルス波を用いる場合にはパルス巾が広くな
り、エコーレンジングなどに支障をきたす欠点を
生じている。
（考案の目的）
本考案は前記の如き従来の欠点を解消し、表面
励振型超音波トランスジユーサの発生する圧電体
の表面に対して垂直方向の超音波を、効率よく媒
質に放射させることを目的とする。
励振型超音波トランスジユーサの発生する圧電体
の表面に対して垂直方向の超音波を、効率よく媒
質に放射させることを目的とする。
（考案の概要）
上記の目的を達成するため、圧電体板の表面に
組の交差指電極を設け、該圧電体板の表面に垂直
方向のバルク波を発生させて超音波を放射する超
音波トランスジユーサにおいて、該圧電体板の超
音波放射面に音響マツチング層を設け、その音響
的厚さｔを、超音波の波長λに対してｔ＝ｎ・
λ／４（ただし、ｎは整数）としたことを特徴と
する超音波トランスジユーサを提供することにあ
る。
組の交差指電極を設け、該圧電体板の表面に垂直
方向のバルク波を発生させて超音波を放射する超
音波トランスジユーサにおいて、該圧電体板の超
音波放射面に音響マツチング層を設け、その音響
的厚さｔを、超音波の波長λに対してｔ＝ｎ・
λ／４（ただし、ｎは整数）としたことを特徴と
する超音波トランスジユーサを提供することにあ
る。
（実施例）
第３図ａは表面励振型超音波トランスジユーサ
よりのバルク波の超音波を、媒質に放射する本考
案の一実施例を示す断面図で、第２図ａと同様の
ものは同一の符号で示してある。５は圧電体板１
よりの超音波の放射を受ける媒質であり、その音
響インピーダンスをZMとする。６は本考案に係
る音響マツチング層であり、その音響インピーダ
ンスをZ1とし、Z1は伝送理論から超音波を発生す
る圧電体の音響インピーダンスZ0と、超音波の放
射を受ける媒質の音響インピーダンスZMとの幾
何平均の音響インピーダンス√0・Mの値を有
し、その音響的厚さｔは使用する超音波の波長λ
に対して、ｔ＝ｎ・λ／４（ただし、ｎは整数）
の厚さの物質を使用する。第３図ｂは上記表面励
振型超音波トランスジユーサの電極配置を示す正
面図である。
よりのバルク波の超音波を、媒質に放射する本考
案の一実施例を示す断面図で、第２図ａと同様の
ものは同一の符号で示してある。５は圧電体板１
よりの超音波の放射を受ける媒質であり、その音
響インピーダンスをZMとする。６は本考案に係
る音響マツチング層であり、その音響インピーダ
ンスをZ1とし、Z1は伝送理論から超音波を発生す
る圧電体の音響インピーダンスZ0と、超音波の放
射を受ける媒質の音響インピーダンスZMとの幾
何平均の音響インピーダンス√0・Mの値を有
し、その音響的厚さｔは使用する超音波の波長λ
に対して、ｔ＝ｎ・λ／４（ただし、ｎは整数）
の厚さの物質を使用する。第３図ｂは上記表面励
振型超音波トランスジユーサの電極配置を示す正
面図である。
つぎに上記実施例の動作を第３図ａについて説
明すると、この表面励振型超音波トランスジユー
サにおいて、圧電体板１の表面に設けた交差指電
極２，３を電源にて励振すると、図示の如く圧電
体内部にて分極を生ずる。この分極分布が表面に
対して鋭利な角度となり、従つて矢印方向、即ち
圧電体表面と垂直方向に、バルク波が効率よく発
生する。第３図ａにて下方の矢印方向のバルク波
は音響インピーダンスZ0の圧電体より音響マツチ
ング層６を介して、音響インピーダンスZMの媒
質５に放射される。ここにおいて、前述の如く、
音響マツチング層６は音響インピーダンスZ1（＝
√0・M）を有し、たとえば、オーム社発行
〓電子・通信公式ポケツトブツク〓第143頁(ロ)項に
示されているように、超音波トランスジユーサと
音響マツチング層６との間及び音響インピーダン
ス層６と超音波の放射を受ける媒質５との間の音
響インピーダンスの差を少なくしている。また、
その厚さｔは使用する超音波の波長λに対し、ｔ
＝ｎ・λ／４（ただし、ｎは整数）の音響的厚さ
をもつ物質のため音響的に十分整合されており、
境界面にての反射を生ずることはない。従つて圧
電体板１にて発生した超音波は効率よく媒質５に
放射されることとなる。
明すると、この表面励振型超音波トランスジユー
サにおいて、圧電体板１の表面に設けた交差指電
極２，３を電源にて励振すると、図示の如く圧電
体内部にて分極を生ずる。この分極分布が表面に
対して鋭利な角度となり、従つて矢印方向、即ち
圧電体表面と垂直方向に、バルク波が効率よく発
生する。第３図ａにて下方の矢印方向のバルク波
は音響インピーダンスZ0の圧電体より音響マツチ
ング層６を介して、音響インピーダンスZMの媒
質５に放射される。ここにおいて、前述の如く、
音響マツチング層６は音響インピーダンスZ1（＝
√0・M）を有し、たとえば、オーム社発行
〓電子・通信公式ポケツトブツク〓第143頁(ロ)項に
示されているように、超音波トランスジユーサと
音響マツチング層６との間及び音響インピーダン
ス層６と超音波の放射を受ける媒質５との間の音
響インピーダンスの差を少なくしている。また、
その厚さｔは使用する超音波の波長λに対し、ｔ
＝ｎ・λ／４（ただし、ｎは整数）の音響的厚さ
をもつ物質のため音響的に十分整合されており、
境界面にての反射を生ずることはない。従つて圧
電体板１にて発生した超音波は効率よく媒質５に
放射されることとなる。
（考案の効果）
以上のように本考案によれば、表面励振型超音
波トランスジユーサにおいて、超音波発生の圧電
体と超音波の放射を受ける媒質との間に音響マツ
チング層を有するため、境界面における反射が防
止でき、理想的な音響的整合が可能となり、超音
波伝送の効率化が達成できる。
波トランスジユーサにおいて、超音波発生の圧電
体と超音波の放射を受ける媒質との間に音響マツ
チング層を有するため、境界面における反射が防
止でき、理想的な音響的整合が可能となり、超音
波伝送の効率化が達成できる。
第１図ａは圧電体板１の表面に交差指電極２，
３を設けた状態を示す表面図、第１図ｂは同断面
図、第１図ｃは圧電体板１中の分極の様子を示す
同断面図、第２図ａは他の例の表面励振型超音波
トランスジユーサの断面図、第２図ｂはその電極
配置を示す正面図、第３図ａは本考案に係る表面
励振型超音波トランスジユーサの実施例を示す断
面図、第３図ｂはその電極配置を示す同正面図で
ある。 １……圧電体板、２，３……交差指電極、４…
…切込み溝、５……媒質、６……音響マツチング
層。
３を設けた状態を示す表面図、第１図ｂは同断面
図、第１図ｃは圧電体板１中の分極の様子を示す
同断面図、第２図ａは他の例の表面励振型超音波
トランスジユーサの断面図、第２図ｂはその電極
配置を示す正面図、第３図ａは本考案に係る表面
励振型超音波トランスジユーサの実施例を示す断
面図、第３図ｂはその電極配置を示す同正面図で
ある。 １……圧電体板、２，３……交差指電極、４…
…切込み溝、５……媒質、６……音響マツチング
層。
Claims (1)
- 圧電体板の一方の表面に組の交差指電極を設
け、該交差指電極間の圧電体板表面に該交差指電
極と平行に溝を設けるとともに、該圧電体板の他
方の面には、音響的厚みｔを該圧電体板内に発生
する超音波の波長λに対してｔ＝ｎ・λ／４（た
だし、ｎは整数）とした音響マツチング層を設
け、かつ該音響マツチング層の音響インピーダン
スをＺ１、該圧電体板の音響インピーダンスをＺ
０、超音波の放射を受ける媒質の音響インピーダ
ンスをZMとしたとき、Ｚ１＝√０〓とし
たことを特徴とする超音波トランスジユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3565284U JPS60149243U (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 超音波トランスジユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3565284U JPS60149243U (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 超音波トランスジユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149243U JPS60149243U (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0323697Y2 true JPH0323697Y2 (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=30540128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3565284U Granted JPS60149243U (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 超音波トランスジユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60149243U (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51161046U (ja) * | 1975-06-14 | 1976-12-22 | ||
| JPS51161045U (ja) * | 1975-06-14 | 1976-12-22 |
-
1984
- 1984-03-13 JP JP3565284U patent/JPS60149243U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60149243U (ja) | 1985-10-03 |
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