JPH064069B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPH064069B2 JPH064069B2 JP58080695A JP8069583A JPH064069B2 JP H064069 B2 JPH064069 B2 JP H064069B2 JP 58080695 A JP58080695 A JP 58080695A JP 8069583 A JP8069583 A JP 8069583A JP H064069 B2 JPH064069 B2 JP H064069B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- electrodes
- piezoelectric body
- polarization
- probe
- 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 - Lifetime
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Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、超音波診断装置・超音波治療装置などに用い
る電子走査型超音波探触子に関する。
る電子走査型超音波探触子に関する。
従来、この種の超音波探触子には、一様に厚み方向に分
極処理をした板状圧電体を短冊状の細い素片に切断して
表面と裏面に電極を取付け、各素片の厚み振動により超
音波−電気信号間の変換を行なっている。しかし、最近
では超音波診断および計測において要求される空間分解
能がより高いものへと進んでおり、これに必要な短冊加
工技術は限界に近付いている。すなわち、高分解能化の
ためには超音波周波数を高周波化するかまたは超音波の
送受信に用いる口径を大口径化しなくてはならないが、
いずれの場合においても上記素片の幅を狭くしなければ
ならず、この点が短冊の切断加工上大きな問題点とな
る。
極処理をした板状圧電体を短冊状の細い素片に切断して
表面と裏面に電極を取付け、各素片の厚み振動により超
音波−電気信号間の変換を行なっている。しかし、最近
では超音波診断および計測において要求される空間分解
能がより高いものへと進んでおり、これに必要な短冊加
工技術は限界に近付いている。すなわち、高分解能化の
ためには超音波周波数を高周波化するかまたは超音波の
送受信に用いる口径を大口径化しなくてはならないが、
いずれの場合においても上記素片の幅を狭くしなければ
ならず、この点が短冊の切断加工上大きな問題点とな
る。
切断加工程なしに電子走査型探触子を提供しようとする
試みの例として、特開昭５８−４２９６８号に示される
ように表面弾性波素子のくし形電極と類似する対をなす
電極を圧電体板の一面に並べ、その対の電極への信号印
加により送波を行なうか、もしくはその対の電極から受
信信号を得る構成が知られている。しかし、このように
一面に並べられた電極対による圧電体の動作は厚み縦振
動でないため十分な効率の変換動作を得にくい。これに
対して圧電体の厚み縦振動を用いるものとしては、圧電
体の表面、離面の電極間に印加する信号で駆動を行な
い、かつ素子ごとに独立駆動が可能なように一方の電極
は短冊状の複数の電極素片の配列とするものの、圧電体
は一枚の板状圧電体としたものがある。しかしながら、
ひとつの電極素片に印加した電圧による電界はその電極
素片の設けられた領域の周囲にも及ぶためチャンネル間
のクロストークが増大し、電子走査型探触子、つまり多
素子探触子としての十分な性能が望めない。
試みの例として、特開昭５８−４２９６８号に示される
ように表面弾性波素子のくし形電極と類似する対をなす
電極を圧電体板の一面に並べ、その対の電極への信号印
加により送波を行なうか、もしくはその対の電極から受
信信号を得る構成が知られている。しかし、このように
一面に並べられた電極対による圧電体の動作は厚み縦振
動でないため十分な効率の変換動作を得にくい。これに
対して圧電体の厚み縦振動を用いるものとしては、圧電
体の表面、離面の電極間に印加する信号で駆動を行な
い、かつ素子ごとに独立駆動が可能なように一方の電極
は短冊状の複数の電極素片の配列とするものの、圧電体
は一枚の板状圧電体としたものがある。しかしながら、
ひとつの電極素片に印加した電圧による電界はその電極
素片の設けられた領域の周囲にも及ぶためチャンネル間
のクロストークが増大し、電子走査型探触子、つまり多
素子探触子としての十分な性能が望めない。
［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、上記のように問題となる切断加工工程な
しに良好な性能を有する電子走査型探触子を提供するこ
とである。
するところは、上記のように問題となる切断加工工程な
しに良好な性能を有する電子走査型探触子を提供するこ
とである。
［発明の概要］ 本発明のひとつの特徴は、板状圧電体の一方の面に一様
な第１の電極を設け、他方の面には複数の独立駆動可能
な分割された第２の電極と、これら第２の電極の間隙に
設けられ、それらを隔離する第３の電極を設け、第１、
第３の電極を共通接続して前記第２の電極の各々に対し
て逆極性の電極とす点にある。また本発明の別の特徴
は、上記第３の電極と第２の電極にはさまれた部分の電
体の分極強度および方向を第１の電極と第２の電極には
さまれた部分の圧電極と異なったものとすることにあ
る。
な第１の電極を設け、他方の面には複数の独立駆動可能
な分割された第２の電極と、これら第２の電極の間隙に
設けられ、それらを隔離する第３の電極を設け、第１、
第３の電極を共通接続して前記第２の電極の各々に対し
て逆極性の電極とす点にある。また本発明の別の特徴
は、上記第３の電極と第２の電極にはさまれた部分の電
体の分極強度および方向を第１の電極と第２の電極には
さまれた部分の圧電極と異なったものとすることにあ
る。
［発明の実施例］ 第１図に本発明の基本的な実施例を示す。この探触子
は、厚み方向に一様にに分極処理をした板状圧電体Ｄを
用い、一方の面に一様の極性の電極Ａを取付け、他方の
面には複数の独立駆動可能な短冊状電極Ｂとそれらを互
いに隔離する形状をもち電極Ａと同一極性をもつ電極Ｃ
を取付けた構造の探触子である。
は、厚み方向に一様にに分極処理をした板状圧電体Ｄを
用い、一方の面に一様の極性の電極Ａを取付け、他方の
面には複数の独立駆動可能な短冊状電極Ｂとそれらを互
いに隔離する形状をもち電極Ａと同一極性をもつ電極Ｃ
を取付けた構造の探触子である。
第１図に上記構造を持つ探触子断面の一部分を示した。
Ｂ１およびＢ２は独立駆動可能な短冊状電極であり、圧
電体中の分極の方向を矢印で示した。いま、Ｂ１とＢ２
に同位相の電気信号を印加した場合を考えてみる。その
ときの圧電体中の電気力線の分布は第２図の矢印で示し
たようになる。
Ｂ１およびＢ２は独立駆動可能な短冊状電極であり、圧
電体中の分極の方向を矢印で示した。いま、Ｂ１とＢ２
に同位相の電気信号を印加した場合を考えてみる。その
ときの圧電体中の電気力線の分布は第２図の矢印で示し
たようになる。
このようにひとつの独立電極（例えばＢ１）に印加し信
号による電界は電極Ｃにより隔離され、そこを越えた領
域には及ばないので、素子チャンネル間のクロストーク
の少ない電子走査型探触子履が得られる。しかしなが
ら、上述のようにＢ１，Ｂ２に同位相の電気信号の印加
の結果圧電体に生ずる応力の方向を模式的に示すと、第
３図の矢印のようになる。ここで注目すべき点は、Ｃの
部分の応力がＢ１およびＢ２の部分の応力と逆方向にな
つていることである。このような応力分布となる性質
は、Ｃの部分の応力がＢ１・Ｂ２と同符号となる場合に
比べ、形成される超音波ビームのグレイテイング・ロー
ブの強度を大きくするので、実用上著しく不利である。
号による電界は電極Ｃにより隔離され、そこを越えた領
域には及ばないので、素子チャンネル間のクロストーク
の少ない電子走査型探触子履が得られる。しかしなが
ら、上述のようにＢ１，Ｂ２に同位相の電気信号の印加
の結果圧電体に生ずる応力の方向を模式的に示すと、第
３図の矢印のようになる。ここで注目すべき点は、Ｃの
部分の応力がＢ１およびＢ２の部分の応力と逆方向にな
つていることである。このような応力分布となる性質
は、Ｃの部分の応力がＢ１・Ｂ２と同符号となる場合に
比べ、形成される超音波ビームのグレイテイング・ロー
ブの強度を大きくするので、実用上著しく不利である。
第４図は、本発明による超音波探触子の基本的構成にお
ける上述の問題点をさらに解消した別の実施例における
圧電体部分の構成である。第１図の実施例と同様に板状
圧電体Ｄの裏面には一様の極性の電極Ａを持ち、表面に
は多数の独立駆動可能な分割された電極Ｂ１，Ｂ２，…
…とそれらを互いに隔離する形状であり電極Ａと同一極
性である電極Ｃとを持つ構造となっている。
ける上述の問題点をさらに解消した別の実施例における
圧電体部分の構成である。第１図の実施例と同様に板状
圧電体Ｄの裏面には一様の極性の電極Ａを持ち、表面に
は多数の独立駆動可能な分割された電極Ｂ１，Ｂ２，…
…とそれらを互いに隔離する形状であり電極Ａと同一極
性である電極Ｃとを持つ構造となっている。
本実施例においては、上記板状圧電体を分極処理により
得るときの方法としては、上記電極ＡおよびＣに同一の
極性、電極Ｂにそれに対し異なる極性を与えて分極処理
を行なうことを提案するものである。第５図は、この方
法で得られた探触子の断面における分極ベクトルの方向
の分布を示したものである。この探触子を駆動するため
に電極Ｂ１とＢ２に同位相の電気信号を印加した場合を
考えてみる。通常の圧電材料において分極軸に関する誘
電率の異方性は大きくないから、そのときの圧電体中の
電気力線の分布は、分極方向が第１図の場合とほぼ一致
し、第２図のようになる。すなわち、第５図と第２図と
を照合すればわかるように、分極ベクトルの方向の分布
と電気力線の分布がほぼ一致する。この結果、第６図に
模式的に示した向きの応力（図の矢印の方向）が圧電体
中に生ずる。ここで注目すべき点は、Ｃの部分の応力が
Ｂ１およびＢ２の部分の応力と同方向になつていること
である。これは、第１図のような分極分布の場合、Ｃの
部分の圧電体中の分極と電界の向きが互いに逆方向とな
るのに対し、第５図のような分極分布の場合には、両者
が同方向となり、Ｂの部分の圧電体中における関係と一
致するからである。ここにのべた、Ｂ１およびＢ２の部
分とＣの部分との応力の向きが同方向となるか逆方向と
なるかの関係は、分極処理または駆動のための電界印加
時における、電極符号の正負が、第１図、第２図、第５
図の場合と反対の場合についても成立つ。さらにまた、
この関係と同様の関係が、超音波受信時の応力と受信電
気信号との間にも成立つ。
得るときの方法としては、上記電極ＡおよびＣに同一の
極性、電極Ｂにそれに対し異なる極性を与えて分極処理
を行なうことを提案するものである。第５図は、この方
法で得られた探触子の断面における分極ベクトルの方向
の分布を示したものである。この探触子を駆動するため
に電極Ｂ１とＢ２に同位相の電気信号を印加した場合を
考えてみる。通常の圧電材料において分極軸に関する誘
電率の異方性は大きくないから、そのときの圧電体中の
電気力線の分布は、分極方向が第１図の場合とほぼ一致
し、第２図のようになる。すなわち、第５図と第２図と
を照合すればわかるように、分極ベクトルの方向の分布
と電気力線の分布がほぼ一致する。この結果、第６図に
模式的に示した向きの応力（図の矢印の方向）が圧電体
中に生ずる。ここで注目すべき点は、Ｃの部分の応力が
Ｂ１およびＢ２の部分の応力と同方向になつていること
である。これは、第１図のような分極分布の場合、Ｃの
部分の圧電体中の分極と電界の向きが互いに逆方向とな
るのに対し、第５図のような分極分布の場合には、両者
が同方向となり、Ｂの部分の圧電体中における関係と一
致するからである。ここにのべた、Ｂ１およびＢ２の部
分とＣの部分との応力の向きが同方向となるか逆方向と
なるかの関係は、分極処理または駆動のための電界印加
時における、電極符号の正負が、第１図、第２図、第５
図の場合と反対の場合についても成立つ。さらにまた、
この関係と同様の関係が、超音波受信時の応力と受信電
気信号との間にも成立つ。
以上にのべた本発明による板状圧電体の性質は、次のよ
うな超音波探触子としての大きな特徴を持つ。一つは、
超音波ビームのグレイテイング・ローブの強度が、第１
図のような分極分布の場合に比べ大幅に減少する点であ
る。他の一つは、第５図の分極状態において、第２図に
おけるＣ電極とＢ電極との間の電気力線による圧電効果
を有効に利用できるため、送受信感度が増加する点であ
る。
うな超音波探触子としての大きな特徴を持つ。一つは、
超音波ビームのグレイテイング・ローブの強度が、第１
図のような分極分布の場合に比べ大幅に減少する点であ
る。他の一つは、第５図の分極状態において、第２図に
おけるＣ電極とＢ電極との間の電気力線による圧電効果
を有効に利用できるため、送受信感度が増加する点であ
る。
本発明においては、超音波探触子用板状圧電体を分極処
理により得る方法として、また、電極Ａ，Ｂに異なる極
性を与えて分極処理を施した後、電極Ｃを取付ける方法
を提案する。この方法により得られる板状圧電体中の分
極分布は第７図に示されたようになり、Ｃの部分の圧電
体が圧電不活性となる。この探触子を駆動するために、
やはり、電極Ｂ１とＢ２に同位相の電気信号を印加した
場合、板状圧電体に生ずる応力を考えてみると、第８図
のようになる。ここで注目すべきは、Ｃの部分に応力を
生じない点である。
理により得る方法として、また、電極Ａ，Ｂに異なる極
性を与えて分極処理を施した後、電極Ｃを取付ける方法
を提案する。この方法により得られる板状圧電体中の分
極分布は第７図に示されたようになり、Ｃの部分の圧電
体が圧電不活性となる。この探触子を駆動するために、
やはり、電極Ｂ１とＢ２に同位相の電気信号を印加した
場合、板状圧電体に生ずる応力を考えてみると、第８図
のようになる。ここで注目すべきは、Ｃの部分に応力を
生じない点である。
チタン酸鉛(PbTiO3)系セラミックスに代表されるよう
な、分極方向に垂直方向の電気−機械結合係数k31が小
さい圧電材料を板状圧電体に用いる場合、第７図の分極
分布を持つ探触子は、第１図の分極分布および第５図の
分極分布を持つそれぞれの探触子の中間の特性を示す。
しかし、ジルコン・チタン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミツク
スに代表されるような、分極方向に垂直方向の電気−機
械結合係数k31が大きく、かつ、その方向の圧電定数の
符号が負である圧電材料を板状圧電体に用いるときに
は、第７図の分極分布を持つ探触子は、第５図の分極分
布を持つ探触子とは明ららに異なる特性を示す。第７図
の分極分布をもつ探触子は第８図に示すようにＣの部分
に応力を生じないのに対し、後者の圧電材料に第５図の
分極分布を与え、Ｂ１とＢ２を同位相で駆動した場合を
考えると、Ｂ電極とＣ電極の間の圧電体内に存在する分
極ベクトルおよび電気力線の電極に平行な成分が、k31
を介して厚み方向の応力を誘起する結果、第９図に模式
的に示すような厚み方向の応力分布を生じる。即ち、圧
電体の厚みの方向の応力分布は、電極Ｃの部分の応力が
電極Ｂ１および電極Ｂ２の部分の応力と同方向であるの
に対し、ＣとＢ１の間の部分、ＣとＢ２の間部分では逆
方向の応力が誘起されている。第９図に示される圧電体
の厚み方向の応力分布を有する探触子では、ＣとＢ１の
間の部分、ＣとＢ２の間部分で逆方向に誘起された応力
が存在するため、着目する一つの電極Ｂ１に電気信号を
印加して駆動したとき、隣接する電極Ｂ２の部分が電極
Ｂ１の部分における厚み方向変位に引きずられて変位す
るのが防止されることになる。この結果、圧電体板を切
断することなく、従来の切断して形成した探触子と同様
に、各電極Ｂ１、Ｂ２…の部分が独立して変位すること
になる。
な、分極方向に垂直方向の電気−機械結合係数k31が小
さい圧電材料を板状圧電体に用いる場合、第７図の分極
分布を持つ探触子は、第１図の分極分布および第５図の
分極分布を持つそれぞれの探触子の中間の特性を示す。
しかし、ジルコン・チタン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミツク
スに代表されるような、分極方向に垂直方向の電気−機
械結合係数k31が大きく、かつ、その方向の圧電定数の
符号が負である圧電材料を板状圧電体に用いるときに
は、第７図の分極分布を持つ探触子は、第５図の分極分
布を持つ探触子とは明ららに異なる特性を示す。第７図
の分極分布をもつ探触子は第８図に示すようにＣの部分
に応力を生じないのに対し、後者の圧電材料に第５図の
分極分布を与え、Ｂ１とＢ２を同位相で駆動した場合を
考えると、Ｂ電極とＣ電極の間の圧電体内に存在する分
極ベクトルおよび電気力線の電極に平行な成分が、k31
を介して厚み方向の応力を誘起する結果、第９図に模式
的に示すような厚み方向の応力分布を生じる。即ち、圧
電体の厚みの方向の応力分布は、電極Ｃの部分の応力が
電極Ｂ１および電極Ｂ２の部分の応力と同方向であるの
に対し、ＣとＢ１の間の部分、ＣとＢ２の間部分では逆
方向の応力が誘起されている。第９図に示される圧電体
の厚み方向の応力分布を有する探触子では、ＣとＢ１の
間の部分、ＣとＢ２の間部分で逆方向に誘起された応力
が存在するため、着目する一つの電極Ｂ１に電気信号を
印加して駆動したとき、隣接する電極Ｂ２の部分が電極
Ｂ１の部分における厚み方向変位に引きずられて変位す
るのが防止されることになる。この結果、圧電体板を切
断することなく、従来の切断して形成した探触子と同様
に、各電極Ｂ１、Ｂ２…の部分が独立して変位すること
になる。
ここにのべた、材料の圧電特性に関する考察から、第５
図のように分極分布を持つ探触子に代表される本発明の
実施例において、分極方向に垂直方向の電気−機械結合
係数k31の小さい圧電材料を用いるとき、本発明の効果
が最も発揮されることがわかる。従つて、また、本発明
においては、第５図または第７図のような分極分布を持
つ探触子に代表される本発明の探触子を構成する圧電体
として、分極方向に垂直な方向の電気−機械結合係数k
31が小さい圧電材料を用いることを提案するものであ
る。
図のように分極分布を持つ探触子に代表される本発明の
実施例において、分極方向に垂直方向の電気−機械結合
係数k31の小さい圧電材料を用いるとき、本発明の効果
が最も発揮されることがわかる。従つて、また、本発明
においては、第５図または第７図のような分極分布を持
つ探触子に代表される本発明の探触子を構成する圧電体
として、分極方向に垂直な方向の電気−機械結合係数k
31が小さい圧電材料を用いることを提案するものであ
る。
本発明の探触子を構成する圧電体の誘電率について考察
する。高分解能超音波探触子の実現しようとする場合、
本発明の探触子における電極ＢおよびＣの電極幅および
電極間距離、すなわち、第４図におけるW1，W2，W3を小
さくしなければならない。従つて、特に、W2が小さくな
ることになるＣ電極のインピーダンス上昇およびW1が小
さくなることによるＢ電極Ｃ電極間の容量増大が問題と
なる。また、微細な構造を持つ電極を実現するために
は、従来のような銀焼付けの方法が困難となり、厚い電
極を付けることが難しい金属蒸着法を用いざるを得な
い。この点からもＣ電極のインピーダンスは増大し、考
慮すべき問題となる。
する。高分解能超音波探触子の実現しようとする場合、
本発明の探触子における電極ＢおよびＣの電極幅および
電極間距離、すなわち、第４図におけるW1，W2，W3を小
さくしなければならない。従つて、特に、W2が小さくな
ることになるＣ電極のインピーダンス上昇およびW1が小
さくなることによるＢ電極Ｃ電極間の容量増大が問題と
なる。また、微細な構造を持つ電極を実現するために
は、従来のような銀焼付けの方法が困難となり、厚い電
極を付けることが難しい金属蒸着法を用いざるを得な
い。この点からもＣ電極のインピーダンスは増大し、考
慮すべき問題となる。
第１０図は、この点の考察するために、Ａ，ＢおよびＣ
電極の等価回路を書いたものである。図中のｎを無限大
とした極限が現実の回路に対応する。Ｃ電極のインダク
タンスをLc、抵抗をRcとおき、Ｂ電極との間の容量をC
BCとおき、Ｂ−Ａ電極間の電位差をVBA、Ｃ電極の端と
Ａ電極との電位差をVendとおいた。もし、LC＝０かつRC
＝０であれば、常にVend＝０が成立し、問題は生じない
が、そうでない場合には考慮を要する。
電極の等価回路を書いたものである。図中のｎを無限大
とした極限が現実の回路に対応する。Ｃ電極のインダク
タンスをLc、抵抗をRcとおき、Ｂ電極との間の容量をC
BCとおき、Ｂ−Ａ電極間の電位差をVBA、Ｃ電極の端と
Ａ電極との電位差をVendとおいた。もし、LC＝０かつRC
＝０であれば、常にVend＝０が成立し、問題は生じない
が、そうでない場合には考慮を要する。
そこで、VBAに角周波数ωの正弦波が入力された場合のV
end／VBAを解析すると、次式になる。
end／VBAを解析すると、次式になる。
ここで、ｉは虚数単位である。右辺のcosの引数が小さ
いとき、(1)式の絶対値は次のように近似される。
いとき、(1)式の絶対値は次のように近似される。
次に、(2)式に具体的数値を入れて標価してみよう。第
４図の様な電極構造をＷ２＝Ｗ３＝５０μｍ、ｌ＝１０
mmの寸法で厚さ0.2μｍのアルミニウム（Ａｌ）蒸着膜
により形成した場合、RC，LCの値は以下のようになる。
４図の様な電極構造をＷ２＝Ｗ３＝５０μｍ、ｌ＝１０
mmの寸法で厚さ0.2μｍのアルミニウム（Ａｌ）蒸着膜
により形成した場合、RC，LCの値は以下のようになる。
板状圧電体を構成する材料としてジルコン・チタン酸鉛
（ＰＺＴ）系セラミックスに代表されるような高誘電率
圧電材料を用いる場合のCBCを計算してみる。比誘電率2
000のＰＺＴを例にとると、CBC≒２７０ｐＦとなり、周
波数を１０ＭHzとすると、｜Vend／VBA｜は約−１３ｄ
Ｂとなる。これは、必ずしも充分に低いレベルとはいえ
ない。これに対し、板状圧電体を構成する材料としてチ
タン酸鉛(PbTiO3)系セラミツクスやポリ２フツ化ビニリ
デン(PVDF)系高分子材料などに代表される低誘電率圧電
材料を用いる場合の｜Vend／VBA｜を計算してみると、
次のようになる。比誘電率２００のチタン酸鉛を用いる
場合を例にとると、CBC≒２７０ｐＦとなり、周波数を
同じく１０ＭHzとすると、｜Vend／VBA｜は約−３３ｄ
Ｂとなつて、ＰＺＴの場合に比べ著しく改善される。
（ＰＺＴ）系セラミックスに代表されるような高誘電率
圧電材料を用いる場合のCBCを計算してみる。比誘電率2
000のＰＺＴを例にとると、CBC≒２７０ｐＦとなり、周
波数を１０ＭHzとすると、｜Vend／VBA｜は約−１３ｄ
Ｂとなる。これは、必ずしも充分に低いレベルとはいえ
ない。これに対し、板状圧電体を構成する材料としてチ
タン酸鉛(PbTiO3)系セラミツクスやポリ２フツ化ビニリ
デン(PVDF)系高分子材料などに代表される低誘電率圧電
材料を用いる場合の｜Vend／VBA｜を計算してみると、
次のようになる。比誘電率２００のチタン酸鉛を用いる
場合を例にとると、CBC≒２７０ｐＦとなり、周波数を
同じく１０ＭHzとすると、｜Vend／VBA｜は約−３３ｄ
Ｂとなつて、ＰＺＴの場合に比べ著しく改善される。
以上の結果、本発明においては、また、本発明における
超音波探触子を構成する圧電材料として、上に例を挙げ
たような低誘電率圧電材料を用いることを提案する。
超音波探触子を構成する圧電材料として、上に例を挙げ
たような低誘電率圧電材料を用いることを提案する。
以上説明したように、本発明によれば、良好な特性を有
する電子走査型超音波探触子を切断加工工程なしに得る
ことができ、特に、高分解探触子の生産を目的とする場
合、本発明の意義大であるといわざるを得ない。
する電子走査型超音波探触子を切断加工工程なしに得る
ことができ、特に、高分解探触子の生産を目的とする場
合、本発明の意義大であるといわざるを得ない。
なお、上記実施例の説明においては、一次元アレイ型探
触子の例を中心に述べたが、本発明の適用範囲はそれに
限られず、環状アレイ型探触子や二次元アレイ型探触子
などにも適用される。
触子の例を中心に述べたが、本発明の適用範囲はそれに
限られず、環状アレイ型探触子や二次元アレイ型探触子
などにも適用される。
第１図は本発明の基本的実施例の非切断型圧電体による
電子走査型探触子を構成する圧電体の断面における分極
分布を示した図、第２図は非切断型探触子駆動時の圧電
体断面における電気力線を示した図、第３図は第１図の
探触子駆動時に圧電的に生ずる応力を示した図、第４図
は本発明の別の実施例の構成を示す図、第５図および第
７図はその実施例の探触子を構成する圧電体の断面にお
ける分極分布を示した図、第６図および第８図は、それ
ぞれ、第５図および第７図の探触子駆動時に圧電的に生
ずる応力を示した図、第９図は、探触子駆動時に圧電的
に生ずる応力を示した図、第１０図は電極の等価回路を
示す図である。 ｎ…等価回路の要素数、CBC…電極Ｂ−Ｃ間の容量、LC
およびRC…それぞれ、電極Ｃのインダクタンスおよび抵
抗、VBA…電極Ｂ−Ａ間の電位差、Vend…電極Ｃの端に
おける電極Ａに対する電位。
電子走査型探触子を構成する圧電体の断面における分極
分布を示した図、第２図は非切断型探触子駆動時の圧電
体断面における電気力線を示した図、第３図は第１図の
探触子駆動時に圧電的に生ずる応力を示した図、第４図
は本発明の別の実施例の構成を示す図、第５図および第
７図はその実施例の探触子を構成する圧電体の断面にお
ける分極分布を示した図、第６図および第８図は、それ
ぞれ、第５図および第７図の探触子駆動時に圧電的に生
ずる応力を示した図、第９図は、探触子駆動時に圧電的
に生ずる応力を示した図、第１０図は電極の等価回路を
示す図である。 ｎ…等価回路の要素数、CBC…電極Ｂ−Ｃ間の容量、LC
およびRC…それぞれ、電極Ｃのインダクタンスおよび抵
抗、VBA…電極Ｂ−Ａ間の電位差、Vend…電極Ｃの端に
おける電極Ａに対する電位。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片倉 景義 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 篠村 隆一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−98005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−113700（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】分極方向に垂直方向の電気機械結合係数が
大きく前記垂直方向の圧電定数の符号が負である板状圧
電体の第１の面には一様な第１の電極を具備し、前記第
１の面と対向する第２の面には複数の独立駆動可能な分
割された第２の電極と、この第２の電極の間隙に設けら
れそれらを互いに隔離する形状を有し前記第１の電極と
電気的に接続された第３の電極を具備し、前記第１、第
３の電極を前記第２の電極の各々に対して逆極性の電極
として前記板状圧電体を分極処理し、前記の各第２の電
極と前記第１の電極の間の分極ベクトルの方向を同一方
向とし、前記第３の電極と第２の電極の間の部分の圧電
体の分極ベクトルの方向を前記第１の電極と第２の電極
の間の分極ベクトルの方向と異なったものとし、前記第
２の電極に電気信号を印加して駆動したときの電気力線
の分布が前記板状圧電体中の分極ベクトルの方向の分布
がとほぼ一致することを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080695A JPH064069B2 (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080695A JPH064069B2 (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59207137A JPS59207137A (ja) | 1984-11-24 |
| JPH064069B2 true JPH064069B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=13725459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58080695A Expired - Lifetime JPH064069B2 (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064069B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698005A (en) * | 1979-12-31 | 1981-08-07 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Driving method of piezoelectric oscillator |
| JPS57113700A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-15 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Array type ultrasonic wave probe and its manufacture |
| JPS58156295A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-17 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 圧電変換器 |
-
1983
- 1983-05-11 JP JP58080695A patent/JPH064069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59207137A (ja) | 1984-11-24 |
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