JPS6027478B2 - 音響トランスデユ−サ− - Google Patents
音響トランスデユ−サ−Info
- Publication number
- JPS6027478B2 JPS6027478B2 JP52055699A JP5569977A JPS6027478B2 JP S6027478 B2 JPS6027478 B2 JP S6027478B2 JP 52055699 A JP52055699 A JP 52055699A JP 5569977 A JP5569977 A JP 5569977A JP S6027478 B2 JPS6027478 B2 JP S6027478B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic
- acoustic transducer
- transducer
- present
- axis
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/32—Sound-focusing or directing, e.g. scanning characterised by the shape of the source
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音響トランスデューサー、特に狭い指向特性を
有する音響トランスデューサーに関するものである。
有する音響トランスデューサーに関するものである。
従来これら音響トランスデューサーに一般に用いられて
いる振動子は平面または凹面振動子である。
いる振動子は平面または凹面振動子である。
平面振動子の場合その閉口の回折効果によってその振動
子によって送信および、または選択的に受信される音波
のビーム中は振動子からの距離が大きくなるにつれて拡
がる。凹面振動子を用いると送信および、または選択受
信される音波のビーム中は面の曲率半径によって定めら
れる距離に生ずる，焦点では最４・となり、ビーム中を
細くすることが可能であるが、その前後では音波のビー
ムは発散する。このため振動子から所定の距離範囲で細
いビームを得ることは一般に困難であった。この問題を
解決するために円形平面振動子にその面の中心に対して
対称な構成をもち、厚さが中心より周辺にゆくに従い増
加するような音響レンズを接合したレンズつき振動子も
あり、音波のビーム中を細くすることに有効であること
が報告されている。しかしながら振動子にレンズ等を薮
合する場合には音波の送受信にあたって振動子一接合物
体、接合物体一被検体または音波伝播媒体の境界面での
繰返し反射が生じこのため雑音を発生することになる。
例えば被検体の情報をそれからの反射波を受信して表示
する音波映像法の場合には直接距離分解館の低下を、ま
た映像の信号対雑音比の低下をもたらすことが考えられ
る。本発明はこれらの困難さ、欠点を鑑みなされたもの
である。
子によって送信および、または選択的に受信される音波
のビーム中は振動子からの距離が大きくなるにつれて拡
がる。凹面振動子を用いると送信および、または選択受
信される音波のビーム中は面の曲率半径によって定めら
れる距離に生ずる，焦点では最４・となり、ビーム中を
細くすることが可能であるが、その前後では音波のビー
ムは発散する。このため振動子から所定の距離範囲で細
いビームを得ることは一般に困難であった。この問題を
解決するために円形平面振動子にその面の中心に対して
対称な構成をもち、厚さが中心より周辺にゆくに従い増
加するような音響レンズを接合したレンズつき振動子も
あり、音波のビーム中を細くすることに有効であること
が報告されている。しかしながら振動子にレンズ等を薮
合する場合には音波の送受信にあたって振動子一接合物
体、接合物体一被検体または音波伝播媒体の境界面での
繰返し反射が生じこのため雑音を発生することになる。
例えば被検体の情報をそれからの反射波を受信して表示
する音波映像法の場合には直接距離分解館の低下を、ま
た映像の信号対雑音比の低下をもたらすことが考えられ
る。本発明はこれらの困難さ、欠点を鑑みなされたもの
である。
即ち本発明の目的は音波の送信および、または受信にし
て音響トランスヂューサ−からの所定の距離範囲で音波
の細い指向特性を有する音響トランスデューサーを提供
することである。この目的を達成するために本発明の音
響トランスデューサーは複数個の振動子を各々の振動子
の発信若しくは受信面が互に有限の角度を持つ様に配置
し、個々の振動子からの音波がある樹上で重なり合う様
に発信若しくは個々の振動子がある轍上で重なり合った
音波を受信する構成にしている。以下本発明を添付した
図面を使用して説明する。
て音響トランスヂューサ−からの所定の距離範囲で音波
の細い指向特性を有する音響トランスデューサーを提供
することである。この目的を達成するために本発明の音
響トランスデューサーは複数個の振動子を各々の振動子
の発信若しくは受信面が互に有限の角度を持つ様に配置
し、個々の振動子からの音波がある樹上で重なり合う様
に発信若しくは個々の振動子がある轍上で重なり合った
音波を受信する構成にしている。以下本発明を添付した
図面を使用して説明する。
第１図は本発明音響トランスデューサーの原理を説明す
る図である。図中、１，２，３，４はそれぞれ波面を示
し、これらの波面は測定方向であるＺ軸に対して対称で
ある。これらの波面１，２，３，４はそれの中心に垂直
な方向に沿って移動するとする。この移動に共なって、
これらの波面はＺ軸上のある範囲内で順次重なり合う。
すなわち、この４つの波面の重なり点がＺ軸上のある範
囲を移動する如くなる。この重なり点は他の点に比べて
音響エネルギーが極端に高くなっている。従って、この
軸に沿って指向性の良い細い音響ビームを発信したと同
様の効果が得られる。又、受信に際しては、これらの波
面１，２，３，４を受信することによってＺ軸以外の他
の点の音響情報より高いウェイトをおいて検出したこと
になる。尚、本源理説明では４つの波面を代表させて説
明を行なったが、２つ以上の波面によって本発明は行い
得る。第１図の４つの波面が得られる音響トランスデュ
ーサーが第２図に示されている。この音響トランスデュ
ーサーは４つの振動子５，６，７，８が第１図のＺ軸に
対して対称に懐いて配置されている。従って、これらの
振動子５，６，７，８は夫々の発信又は受信面が互いに
有限の角度をなす如く配置されている。図中９，１０，
１１，１２は表面電極、１３，１４，１５，１６は裏面
電極でこの電極の間に亀歪物質層１７，１８，１９，２
０が配置されている。表面電極９，１０，１１，１２は
ワイヤ‐２１によって、裏面電極１３，１４，１５，１
６はワイヤ‐２２によって電気的に結合されている。２
３は不図示の制御器に電極を接続して複数面の振動子を
電気的に同一条件で結合するためのワイヤ一である。
る図である。図中、１，２，３，４はそれぞれ波面を示
し、これらの波面は測定方向であるＺ軸に対して対称で
ある。これらの波面１，２，３，４はそれの中心に垂直
な方向に沿って移動するとする。この移動に共なって、
これらの波面はＺ軸上のある範囲内で順次重なり合う。
すなわち、この４つの波面の重なり点がＺ軸上のある範
囲を移動する如くなる。この重なり点は他の点に比べて
音響エネルギーが極端に高くなっている。従って、この
軸に沿って指向性の良い細い音響ビームを発信したと同
様の効果が得られる。又、受信に際しては、これらの波
面１，２，３，４を受信することによってＺ軸以外の他
の点の音響情報より高いウェイトをおいて検出したこと
になる。尚、本源理説明では４つの波面を代表させて説
明を行なったが、２つ以上の波面によって本発明は行い
得る。第１図の４つの波面が得られる音響トランスデュ
ーサーが第２図に示されている。この音響トランスデュ
ーサーは４つの振動子５，６，７，８が第１図のＺ軸に
対して対称に懐いて配置されている。従って、これらの
振動子５，６，７，８は夫々の発信又は受信面が互いに
有限の角度をなす如く配置されている。図中９，１０，
１１，１２は表面電極、１３，１４，１５，１６は裏面
電極でこの電極の間に亀歪物質層１７，１８，１９，２
０が配置されている。表面電極９，１０，１１，１２は
ワイヤ‐２１によって、裏面電極１３，１４，１５，１
６はワイヤ‐２２によって電気的に結合されている。２
３は不図示の制御器に電極を接続して複数面の振動子を
電気的に同一条件で結合するためのワイヤ一である。
従って、このワイヤ一２３によって、発信の際はパルス
状の高周波信号が電極に供給され、各振動子５，６，７
，８は音波を発する。又、このワイヤ‐２３は受信の際
は電歪物質層１７，１８，１９，２０１こ発生した高周
波信号を制御器に供給する。第２図の第１実施例は各振
動子５，６，７，８が独立したものであったが、第３図
の実施例では単一の振動子材を折り曲げた様に形成する
ことによって一体としている。
状の高周波信号が電極に供給され、各振動子５，６，７
，８は音波を発する。又、このワイヤ‐２３は受信の際
は電歪物質層１７，１８，１９，２０１こ発生した高周
波信号を制御器に供給する。第２図の第１実施例は各振
動子５，６，７，８が独立したものであったが、第３図
の実施例では単一の振動子材を折り曲げた様に形成する
ことによって一体としている。
従って、第１実施例に示したワイヤ‐２１，２２が不必
要になる。次に第４図、第５図には利得分布を有する本
発明の音響トランスデューサーが示されている。
要になる。次に第４図、第５図には利得分布を有する本
発明の音響トランスデューサーが示されている。
すなわち、第４図の第３実施例はＺ軸に遠ざかる程、亀
歪物質層１７，１８，１９，２０の厚みを増して利得分
布を生じさせた例が示され、又第５図にはＺ軸に遠ざか
る程厚みが増すゴム等３０，３１，３２，３３の材質に
よって形成されたパッキング層が裏面電極に固着された
例が示されている。第６図には第３図々示の音響トラン
スデューサーに音波反射面３４が組合わされた音響トラ
ンスデューサーが示されている。
歪物質層１７，１８，１９，２０の厚みを増して利得分
布を生じさせた例が示され、又第５図にはＺ軸に遠ざか
る程厚みが増すゴム等３０，３１，３２，３３の材質に
よって形成されたパッキング層が裏面電極に固着された
例が示されている。第６図には第３図々示の音響トラン
スデューサーに音波反射面３４が組合わされた音響トラ
ンスデューサーが示されている。
この様に音波反射面３４を組合すことによって所定距離
範囲内の送信および、または選択受信される音波の指向
特性をより向上させることが可能であると同時に、音波
送受信装置等に音波映像法用の装置の探触子部分の小型
化、被検距離範囲の調節が可能となり、装置設計上の自
由度の増大および性能の良い探触子の製作の容易化がも
たらされる。以上の説明では振動子の発信、受信面を平
面と考え、従って、振動子からの波を平面波と考え説明
したがＺ軸上の重り点をＺ軸方向に大きく取るためには
発信、受信面を曲面状にすることが望ましい。
範囲内の送信および、または選択受信される音波の指向
特性をより向上させることが可能であると同時に、音波
送受信装置等に音波映像法用の装置の探触子部分の小型
化、被検距離範囲の調節が可能となり、装置設計上の自
由度の増大および性能の良い探触子の製作の容易化がも
たらされる。以上の説明では振動子の発信、受信面を平
面と考え、従って、振動子からの波を平面波と考え説明
したがＺ軸上の重り点をＺ軸方向に大きく取るためには
発信、受信面を曲面状にすることが望ましい。
又、同様に、音響反射面３４を曲面状にしても良いｏ第
７図には本発明の音響トランスデューサーを適用した超
音波影像装置のブロック図が示されている。
７図には本発明の音響トランスデューサーを適用した超
音波影像装置のブロック図が示されている。
図中４０は発振器であり、この出力信号は４１のパルス
発生回路により、振動子４２に印加するパルス波電気信
号を発生する。被検体よりの反射音波は４ ２で受信さ
れＳＴＣ（ＳｅｎｓｉｔＭｔｙＴｉｍｅＣｏｎｔｍｌ）
回路４３を通して検波器４４により検波され増中器４５
の入力信号が作成される。増中これた信号はスキャン・
コンバータ一４６へ送られる。スキャン・コバーター４
６は同時に振動子の位置、角度等を検出する変換器群４
９よりの信号を受ける。スキャン・コンバータ−４６か
らの映像信号は表示部４７およびレコーダー４８に送ら
れそれぞれ音波映像が表示、記録される。以上、本発明
によれば簡単な構成にて測定方向であるＺ軸に沿って指
向性の良い細い音響ビームとなりＺ軸に直角面内のいわ
ゆる方位分解能が向上すると共に、Ｚ軸方向でのみかけ
上の焦点深度が深くなる。
発生回路により、振動子４２に印加するパルス波電気信
号を発生する。被検体よりの反射音波は４ ２で受信さ
れＳＴＣ（ＳｅｎｓｉｔＭｔｙＴｉｍｅＣｏｎｔｍｌ）
回路４３を通して検波器４４により検波され増中器４５
の入力信号が作成される。増中これた信号はスキャン・
コンバータ一４６へ送られる。スキャン・コバーター４
６は同時に振動子の位置、角度等を検出する変換器群４
９よりの信号を受ける。スキャン・コンバータ−４６か
らの映像信号は表示部４７およびレコーダー４８に送ら
れそれぞれ音波映像が表示、記録される。以上、本発明
によれば簡単な構成にて測定方向であるＺ軸に沿って指
向性の良い細い音響ビームとなりＺ軸に直角面内のいわ
ゆる方位分解能が向上すると共に、Ｚ軸方向でのみかけ
上の焦点深度が深くなる。
第１図は本発明音響トランスデューサーの原理について
簡略な説明を行なうための図、第２図および第３図は本
発明の夫々第１、第２実施例を示す図、第４図、第５図
は夫々利得分布を有する本発明の音響トランスデューサ
ーの第３、第４実施例を説明する図、第６図は音響反射
板を有する本発明の音響トランスデューサーの第６実施
例を説明する図、第７図は本発明の音響トランスデュー
サーが適用された超音波映像装置のブロック図である。 図中、５，６，７，８は振動子、９，１０，Ｉ１，１２
は表面電極、１３，１４，１６，１６は裏面電極、１７
，１８，１９，２川ま電歪物質層、２１，２２，２３は
リード線である。弟イ図 弟Ｚ図 第３図 第４図 弟６図 第５図 弟ワ図
簡略な説明を行なうための図、第２図および第３図は本
発明の夫々第１、第２実施例を示す図、第４図、第５図
は夫々利得分布を有する本発明の音響トランスデューサ
ーの第３、第４実施例を説明する図、第６図は音響反射
板を有する本発明の音響トランスデューサーの第６実施
例を説明する図、第７図は本発明の音響トランスデュー
サーが適用された超音波映像装置のブロック図である。 図中、５，６，７，８は振動子、９，１０，Ｉ１，１２
は表面電極、１３，１４，１６，１６は裏面電極、１７
，１８，１９，２川ま電歪物質層、２１，２２，２３は
リード線である。弟イ図 弟Ｚ図 第３図 第４図 弟６図 第５図 弟ワ図
Claims (1)
- １ 測定方向であるＺ軸方向に対して角錐状に対称に配
置され且つ電気的に同一条件で結合された複数面の振動
子を有することを特徴とする音響トランスデユーサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52055699A JPS6027478B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | 音響トランスデユ−サ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52055699A JPS6027478B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | 音響トランスデユ−サ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53141057A JPS53141057A (en) | 1978-12-08 |
| JPS6027478B2 true JPS6027478B2 (ja) | 1985-06-28 |
Family
ID=13006133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52055699A Expired JPS6027478B2 (ja) | 1977-05-13 | 1977-05-13 | 音響トランスデユ−サ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027478B2 (ja) |
-
1977
- 1977-05-13 JP JP52055699A patent/JPS6027478B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53141057A (en) | 1978-12-08 |
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