JPS6035256A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS6035256A JPS6035256A JP14461583A JP14461583A JPS6035256A JP S6035256 A JPS6035256 A JP S6035256A JP 14461583 A JP14461583 A JP 14461583A JP 14461583 A JP14461583 A JP 14461583A JP S6035256 A JPS6035256 A JP S6035256A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- thin film
- sound
- absorbing material
- backing
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
稍１紛犀
本発明は、超音波探触子に関するものである。
立盈滋皿
超音波探触子は、第１図に示すように、伝播媒体へ効率
よく超音波を放射するために圧電素子１の前面に音響整
合層２が設けられている。さらに、この音響整合層２の
前面に超音波を集束させるために音響レンズ３が設けら
、ｈている。一方、圧電索子ｌの背面に振動抑制のため
のダンピング効果と放射された超音波を吸収するための
吸音効果をもつバッキング材４が接着剤５を介して設け
られている。
よく超音波を放射するために圧電素子１の前面に音響整
合層２が設けられている。さらに、この音響整合層２の
前面に超音波を集束させるために音響レンズ３が設けら
、ｈている。一方、圧電索子ｌの背面に振動抑制のため
のダンピング効果と放射された超音波を吸収するための
吸音効果をもつバッキング材４が接着剤５を介して設け
られている。
前記バッキング材４は、接着剤５を介して圧電素子１に
接着されるために、有限の厚さをもつ接着層を形成し、
その接着層の厚さが厚くなるに従ってバッキング材４の
効果が低減する。圧電素子１が大きくなってバッキング
材４と接着する面積が広くなると、前記接着層の厚さを
薄く、かつ、一定にすることは困難になり、高周波に用
いるものはなおさら困難になる。その結果、超音波の放
射効率にバラツキが生じるため超音波画像のＭ像度が劣
化するという欠点があった。
接着されるために、有限の厚さをもつ接着層を形成し、
その接着層の厚さが厚くなるに従ってバッキング材４の
効果が低減する。圧電素子１が大きくなってバッキング
材４と接着する面積が広くなると、前記接着層の厚さを
薄く、かつ、一定にすることは困難になり、高周波に用
いるものはなおさら困難になる。その結果、超音波の放
射効率にバラツキが生じるため超音波画像のＭ像度が劣
化するという欠点があった。
１厄
本発明の一つの目的は、超音波探触子において、圧電素
子とバッキング材間の接着層の厚さイ七一定にし、もし
くは等価的に接着層のない状態にすることにより、圧電
素子全面でバッキング効果を一定にし、超音波の放射効
率のバラツキを低減することにある。
子とバッキング材間の接着層の厚さイ七一定にし、もし
くは等価的に接着層のない状態にすることにより、圧電
素子全面でバッキング効果を一定にし、超音波の放射効
率のバラツキを低減することにある。
本発明の他の目的は、超音波探触子において、音響イン
ピーダンスの小さい４ｍ脂系の４料を用いて実効音響イ
ンピーダンスを大きくするバッキング４Ａを構成するこ
とにある。
ピーダンスの小さい４ｍ脂系の４料を用いて実効音響イ
ンピーダンスを大きくするバッキング４Ａを構成するこ
とにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な牛、ｒ徴は
、本明細書の記述及び添イ］図面により明らかになるで
あろう。
、本明細書の記述及び添イ］図面により明らかになるで
あろう。
澄」ｐグ■
本発明の主なものの概要は次のどおりである。
すなわち、バッキング材の効果を一様にするために圧電
素子の背面に接着層より厚く、がっ、一定の厚さの薄膜
を形成し、その背面に吸音材を充填した超音波探ｆＪ！
ｌ＋子であり、前記薄膜の厚さは発生超音波の１／４波
長（例えば、５０〜２００μＩ１１ ）でその音響イン
ピーダンスを吸音材のそれより大きくすることにより圧
電素子に対する実効音響インピーダンスを人さくするよ
うにしたものである。
素子の背面に接着層より厚く、がっ、一定の厚さの薄膜
を形成し、その背面に吸音材を充填した超音波探ｆＪ！
ｌ＋子であり、前記薄膜の厚さは発生超音波の１／４波
長（例えば、５０〜２００μＩ１１ ）でその音響イン
ピーダンスを吸音材のそれより大きくすることにより圧
電素子に対する実効音響インピーダンスを人さくするよ
うにしたものである。
ズ」Ｉ舛
本発明の構成について、実施例とともに説明す第２図は
、本発明の超音波探触子の一実施例の構成を示す図であ
る。
、本発明の超音波探触子の一実施例の構成を示す図であ
る。
第２図において、１０は圧電素子であり、超音波探触子
の振動子となるものである。１１は圧電素子１０の背面
に印刷された発生超音波の１／４波長の厚さの薄膜であ
る。この薄膜１１は、音響インピーダンスが３Ｘ１０＠
−５Ｘ］０’ ｋ［Ｘ／ ｍ２・Ｓｅｃ、音速が２００
０ ｍ ／ ｓｅｃのエポキシ樹脂からなっており、そ
の厚さは超音波周波数が３．５旧ＩＺの場合１４３ＩＬ
Ｉｎに設定される。１２は吸音材であり、タングステ
ン粉末を所定の割合、例えば、５０重量％の割合でシリ
コン樹脂に混入したものである。この吸音材１２の音響
インピーダンスは、］、５Ｘ］、０’−２Ｘ１０’ ｋ
ｇ／ ＴＭ１１・ｓｅｃであり、吸収凰は２４０ｄＢ／
印である。
の振動子となるものである。１１は圧電素子１０の背面
に印刷された発生超音波の１／４波長の厚さの薄膜であ
る。この薄膜１１は、音響インピーダンスが３Ｘ１０＠
−５Ｘ］０’ ｋ［Ｘ／ ｍ２・Ｓｅｃ、音速が２００
０ ｍ ／ ｓｅｃのエポキシ樹脂からなっており、そ
の厚さは超音波周波数が３．５旧ＩＺの場合１４３ＩＬ
Ｉｎに設定される。１２は吸音材であり、タングステ
ン粉末を所定の割合、例えば、５０重量％の割合でシリ
コン樹脂に混入したものである。この吸音材１２の音響
インピーダンスは、］、５Ｘ］、０’−２Ｘ１０’ ｋ
ｇ／ ＴＭ１１・ｓｅｃであり、吸収凰は２４０ｄＢ／
印である。
前記薄膜１１の４料は吸音月よりも音響インピーダンス
の大きい材料であれば、前記エポキシ樹脂に限定される
ものではない。
の大きい材料であれば、前記エポキシ樹脂に限定される
ものではない。
また、前記吸音材１２は粘度の小さい樹脂の混合材であ
り、前記薄膜１１の上に注型して製作する。１３は伝播
媒体と圧電素子ｌＯとの音響整合層であり、１４は音響
レンズである。
り、前記薄膜１１の上に注型して製作する。１３は伝播
媒体と圧電素子ｌＯとの音響整合層であり、１４は音響
レンズである。
次に、本実施例の超音波探触子の動作について説明する
。
。
第３図は、本実施例の超音波探触子の動作を説明するた
めの原理図であり、Ｚｏは圧電素子１０の音響インピー
ダンス、Ｚ□は薄膜１１の音響インピーダンス、Ｚ２は
吸音材１２の音響インピーダンス、Ｌは薄膜１１の厚さ
である。
めの原理図であり、Ｚｏは圧電素子１０の音響インピー
ダンス、Ｚ□は薄膜１１の音響インピーダンス、Ｚ２は
吸音材１２の音響インピーダンス、Ｌは薄膜１１の厚さ
である。
第２図及び第３図において、圧電素子１０の背面の音響
インピーダンスＺｅは次式（１）で表わされる。
インピーダンスＺｅは次式（１）で表わされる。
式（１）において、λは薄膜１１の波長定数である。
重連のように、本実施例では薄膜の厚さＬを発生超音波
のλ／４に設定しているから式（１）は、Ｚｅ＝Ｚ＋
２／Ｚ２・・＝・（２） となる。この式（２）において、例えば、Ｚ、＝４Ｘ］
Ｏ’ ｋｇ／ｍ２・ｓｅｃ、 Ｚ２ ＝２Ｘ １０″
ｋ（Ｈ／ｍ２・ｓｅｃとすると、圧電素子１（）の背面
の音響インピーダンスＺｅは、 Ｚｅ＝４” ＸＩＯ’ ２／２Ｘ１０Ｇ＝ ８ Ｘ １
０ ’ ｋｇ／ ｍ ２ ’５（ＩＣとなり、十分、
バッキング効果が得られるものである。
のλ／４に設定しているから式（１）は、Ｚｅ＝Ｚ＋
２／Ｚ２・・＝・（２） となる。この式（２）において、例えば、Ｚ、＝４Ｘ］
Ｏ’ ｋｇ／ｍ２・ｓｅｃ、 Ｚ２ ＝２Ｘ １０″
ｋ（Ｈ／ｍ２・ｓｅｃとすると、圧電素子１（）の背面
の音響インピーダンスＺｅは、 Ｚｅ＝４” ＸＩＯ’ ２／２Ｘ１０Ｇ＝ ８ Ｘ １
０ ’ ｋｇ／ ｍ ２ ’５（ＩＣとなり、十分、
バッキング効果が得られるものである。
至り片
以上説明したように、圧電素子の背面を、発’Ｌ超音波
の１／４波長の厚さの薄膜と吸音材で構成し、かつ、前
記薄膜の音響インピーダンスが吸音材のそれより大きく
なるようにしたので、圧電、！４子に対するバッキング
の効果が一様になり、音響変換効率のバラツキを所定値
（例えば、ｌ、ｄｉ（）以内にすることができる。また
、音響インピーダンスが３Ｘ］０’ −５Ｘ１０’ ｋ
ｇ／ ｓｎ’ ・ｓｅｃの薄１１；’ｊと１．５ＸＩ０
６−２Ｘ］０’ ｋｇ／ｍ２・ｓｅｃの吸音材でバッキ
ング材が構成できるため材料の選択を拡大させることが
できる。
の１／４波長の厚さの薄膜と吸音材で構成し、かつ、前
記薄膜の音響インピーダンスが吸音材のそれより大きく
なるようにしたので、圧電、！４子に対するバッキング
の効果が一様になり、音響変換効率のバラツキを所定値
（例えば、ｌ、ｄｉ（）以内にすることができる。また
、音響インピーダンスが３Ｘ］０’ −５Ｘ１０’ ｋ
ｇ／ ｓｎ’ ・ｓｅｃの薄１１；’ｊと１．５ＸＩ０
６−２Ｘ］０’ ｋｇ／ｍ２・ｓｅｃの吸音材でバッキ
ング材が構成できるため材料の選択を拡大させることが
できる。
なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、そ
の要旨を変更しない範囲において種々変更し得ることは
勿論である。
の要旨を変更しない範囲において種々変更し得ることは
勿論である。
第１１２１は、従来の超音波探６ｍ子の構成を説明する
ための図、 第２図は、本発明の超音波探触子の構成を説明するため
の図、 第３図は、本実施例の動作を説明するための原理図であ
る。 １０・・・圧電素子、 １１・・１／４波長の厚さの薄膜、 １２・・・吸音材、 １３・・・音響整合層、 １４・・・音響レンズ。 代理人 弁理士 秋田収喜
ための図、 第２図は、本発明の超音波探触子の構成を説明するため
の図、 第３図は、本実施例の動作を説明するための原理図であ
る。 １０・・・圧電素子、 １１・・１／４波長の厚さの薄膜、 １２・・・吸音材、 １３・・・音響整合層、 １４・・・音響レンズ。 代理人 弁理士 秋田収喜
Claims (1)
- 圧電素子の一方の面に音響整合層及び音響レンズを設け
、他方の面にバッキング材を設けた超音波探触子におい
て、前記バッキング材が発生超音波の１／４波長の厚さ
の薄膜と吸音材で構成され、かつ、前記薄膜の音響イン
ピーダンスが吸音材のそオしより大きいことを特徴とす
る超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14461583A JPS6035256A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14461583A JPS6035256A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035256A true JPS6035256A (ja) | 1985-02-23 |
Family
ID=15366146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14461583A Pending JPS6035256A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035256A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0388069U (ja) * | 1989-12-25 | 1991-09-09 | ||
| JPH0475642A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子の音響素子ユニット |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211926A (en) * | 1975-07-18 | 1977-01-29 | Koden Electronics Co Ltd | Array type supersonic wave vibrator |
| JPS5325390A (en) * | 1976-08-22 | 1978-03-09 | Noritaka Nakahachi | Ultrasonic transducer |
| JPS5873859A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-04 | Toshiba Corp | 超音波探触子 |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14461583A patent/JPS6035256A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211926A (en) * | 1975-07-18 | 1977-01-29 | Koden Electronics Co Ltd | Array type supersonic wave vibrator |
| JPS5325390A (en) * | 1976-08-22 | 1978-03-09 | Noritaka Nakahachi | Ultrasonic transducer |
| JPS5873859A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-04 | Toshiba Corp | 超音波探触子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0388069U (ja) * | 1989-12-25 | 1991-09-09 | ||
| JPH0475642A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子の音響素子ユニット |
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