JPS642959B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS642959B2 JPS642959B2 JP54079209A JP7920979A JPS642959B2 JP S642959 B2 JPS642959 B2 JP S642959B2 JP 54079209 A JP54079209 A JP 54079209A JP 7920979 A JP7920979 A JP 7920979A JP S642959 B2 JPS642959 B2 JP S642959B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- female mold
- organic matter
- bubbles
- heating
- 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
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (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、超音波集束用凹面レンズの製造法に
関するものである。
関するものである。
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
まず第１図に示すような所定の寸法（直経１mmφ
〜0.05mmφ程度）の半球を形成し、所定の寸法に
仕上げレンズ原型１を製作する。この半球は研ま
によつて製作するのもよいが、この場合には加工
精度に問題があり、半球の真円度や、球面の仕上
の平滑度に問題があるので、良好な半球を得るこ
とが困難である。そこで、本発明者らは熔融石英
ガラス板製造中に原料内に含まれている吸着ガス
等によつて石英ガラス板中に生ずる完全球状の気
泡が凹面レンズのレンズ面として極めて有用であ
ることを見出した。
まず第１図に示すような所定の寸法（直経１mmφ
〜0.05mmφ程度）の半球を形成し、所定の寸法に
仕上げレンズ原型１を製作する。この半球は研ま
によつて製作するのもよいが、この場合には加工
精度に問題があり、半球の真円度や、球面の仕上
の平滑度に問題があるので、良好な半球を得るこ
とが困難である。そこで、本発明者らは熔融石英
ガラス板製造中に原料内に含まれている吸着ガス
等によつて石英ガラス板中に生ずる完全球状の気
泡が凹面レンズのレンズ面として極めて有用であ
ることを見出した。
即ち、石英ガラス等のガラス類を作成する場
合、或いは天然の石英，水晶等を利用する場合に
その内部に残留ガス等による気泡が存在又は発生
する事は当業界では公知であり、この気泡の除去
方法がそれ等の材質の良非を決めている事は広く
知られている。ところで例えば、石英中の気泡を
注意深く観察してみると気泡は極めて真球度が良
くその界面は研磨法ではとても不可能な程の鏡面
である事がわかつた。実際、第１図ａに示すよう
に気泡を含む石英板５０から泡の部分５１をけず
り出して他面に圧電素子１０を附着させ1GHZの
音波の集束実験を行なつてみたところ極めて良い
集束性を示し、高周波音波の集束用球面レンズと
して秀れたものである事を確認した。石英板中に
散在する気泡は大は0.5mmから小は10μmに至るま
で色々な大きさの球形で存在するから、研磨法で
は不可能な微小口経と鏡面度，真球度を有する球
面レンズを得る事ができる。気泡自身の存在は従
来知られている事であるが、本発明者等がガラス
材質等の気泡が音響的球面レンズとして極めて有
用である事を見出したのである。
合、或いは天然の石英，水晶等を利用する場合に
その内部に残留ガス等による気泡が存在又は発生
する事は当業界では公知であり、この気泡の除去
方法がそれ等の材質の良非を決めている事は広く
知られている。ところで例えば、石英中の気泡を
注意深く観察してみると気泡は極めて真球度が良
くその界面は研磨法ではとても不可能な程の鏡面
である事がわかつた。実際、第１図ａに示すよう
に気泡を含む石英板５０から泡の部分５１をけず
り出して他面に圧電素子１０を附着させ1GHZの
音波の集束実験を行なつてみたところ極めて良い
集束性を示し、高周波音波の集束用球面レンズと
して秀れたものである事を確認した。石英板中に
散在する気泡は大は0.5mmから小は10μmに至るま
で色々な大きさの球形で存在するから、研磨法で
は不可能な微小口経と鏡面度，真球度を有する球
面レンズを得る事ができる。気泡自身の存在は従
来知られている事であるが、本発明者等がガラス
材質等の気泡が音響的球面レンズとして極めて有
用である事を見出したのである。
この気泡の中から適当な形状寸法をもつた気泡
をえらぶ。この気泡の含まれている石英ガラス板
を片面から研磨し、気泡の赤道面附近まで研削し
て所定の寸法に仕上げ、第１図ｂに示すようなレ
ンズ原型１を製作する。
をえらぶ。この気泡の含まれている石英ガラス板
を片面から研磨し、気泡の赤道面附近まで研削し
て所定の寸法に仕上げ、第１図ｂに示すようなレ
ンズ原型１を製作する。
このレンズ原型１を使用して凹面レンズの製造
する方法を以下に述べる。
する方法を以下に述べる。
その第１の方法としては、第２図ａに示すよう
にレンズ原型１の形状を正確に転写できるような
物質２，（たとえば石膏，プラスチツク等の物質）
の中にレンズ原型１をうめこんだのち型材物質２
を硬化させたのち、両者を剥離させると、第２図
ｂに示すような形状の雌型２を製作することがで
きる。
にレンズ原型１の形状を正確に転写できるような
物質２，（たとえば石膏，プラスチツク等の物質）
の中にレンズ原型１をうめこんだのち型材物質２
を硬化させたのち、両者を剥離させると、第２図
ｂに示すような形状の雌型２を製作することがで
きる。
あるいは第２の方法として、第３図ａに示すよ
うにレンズ原型１の表面に金属メツキを所定の厚
さに施したのち両者を剥離させると、第３図ｂに
示すような形状の雌型３を製作することができ
る。
うにレンズ原型１の表面に金属メツキを所定の厚
さに施したのち両者を剥離させると、第３図ｂに
示すような形状の雌型３を製作することができ
る。
上述のいづれかの方法により作成した雌型の中
に焼結処理を行うことによりガラス性炭素となる
物質を流しこむ。ガラス性炭素は有機物を加熱硬
化して炭素化したもので、その性状は通常の黒鉛
とは異なりむしろガラスに類似した炭素材料で全
く異方性を示さない特徴を有している。
に焼結処理を行うことによりガラス性炭素となる
物質を流しこむ。ガラス性炭素は有機物を加熱硬
化して炭素化したもので、その性状は通常の黒鉛
とは異なりむしろガラスに類似した炭素材料で全
く異方性を示さない特徴を有している。
有機物として、フルフラール（C5H6O2）とピ
ロール（C4H5N）とを用いることが有効である。
フルフラール４部とピロール６部に選ぶと適当な
粘度を有し、しかも後述の焼成炭素化工程におい
ても炭素収率の良いことがわかつた。重合用触媒
として４〜５倍希釈の塩酸（濃度3.6％）を上記
有機物に対して１〜３％添加し、50〜80℃に加熱
しながら撹拌すると、２〜８分で重合し粘性をも
つた液状となる。
ロール（C4H5N）とを用いることが有効である。
フルフラール４部とピロール６部に選ぶと適当な
粘度を有し、しかも後述の焼成炭素化工程におい
ても炭素収率の良いことがわかつた。重合用触媒
として４〜５倍希釈の塩酸（濃度3.6％）を上記
有機物に対して１〜３％添加し、50〜80℃に加熱
しながら撹拌すると、２〜８分で重合し粘性をも
つた液状となる。
これを空気中で室温から80℃まで0.5℃／分以
下の速度で昇温し予備加熱を完了する。この状態
で雌型からガラス性炭素がはく離されるので、そ
のガラス性炭素を取り出し、真空中において、
1300℃〜2500℃まで加熱すると第４図に示すよう
な完全にガラス性炭素化した凹面レンズ４を作る
ことができる。このようにして作成したガラス性
炭素４は、〜10-1Ω・cm電気伝導度を有し、その
機械的性質はガラスに類似してヤング率〜３×
1010N／m2，密度1.5×103Kg／m3，音速〜
4600m／ｓとパイレツクスガラス並の性能を有し
ていることを確認した。
下の速度で昇温し予備加熱を完了する。この状態
で雌型からガラス性炭素がはく離されるので、そ
のガラス性炭素を取り出し、真空中において、
1300℃〜2500℃まで加熱すると第４図に示すよう
な完全にガラス性炭素化した凹面レンズ４を作る
ことができる。このようにして作成したガラス性
炭素４は、〜10-1Ω・cm電気伝導度を有し、その
機械的性質はガラスに類似してヤング率〜３×
1010N／m2，密度1.5×103Kg／m3，音速〜
4600m／ｓとパイレツクスガラス並の性能を有し
ていることを確認した。
上述の如く、ガラス性炭素は、雌型からはく離
するので、この雌型を以後のレンズ製造に使用す
ることができ、特性の均一なレンズの製造が可能
となる。
するので、この雌型を以後のレンズ製造に使用す
ることができ、特性の均一なレンズの製造が可能
となる。
本実施例では、この様なガラス性炭素を用いた
が、他のガラス性炭素、例えば商品名「グラツシ
ーカーボン」あるいは商品名「セルロース・カー
ボン」を用いても同様の効果を得ることができ
る。
が、他のガラス性炭素、例えば商品名「グラツシ
ーカーボン」あるいは商品名「セルロース・カー
ボン」を用いても同様の効果を得ることができ
る。
上述の方法で製作した凹面レンズ４において、
一端面を光学研磨し、この端面上に第５図に示す
ように直接，酸化亜鉛等の圧電薄膜５をスパツタ
等の方法で付け、その上に上部電極６を蒸着で付
ける。
一端面を光学研磨し、この端面上に第５図に示す
ように直接，酸化亜鉛等の圧電薄膜５をスパツタ
等の方法で付け、その上に上部電極６を蒸着で付
ける。
凹面レンズ４は、ここでは下部電極として働く
と同時にケースをコンタクトさせることによりア
ース電位を保ち、静電シールドの役目も果してい
る。
と同時にケースをコンタクトさせることによりア
ース電位を保ち、静電シールドの役目も果してい
る。
以上のような方法により超音波顕微鏡用の集束
レンズを容易にしかも大量に製作することができ
る。
レンズを容易にしかも大量に製作することができ
る。
第１図ａ及びｂはレンズ原型を示す図、第２図
ａ，ｂ及び第３図ａ，ｂは雌型の製作工程を示す
図、第４図は凹面レンズを示す図、第５図は第４
図の凹面レンズを用いた超音波探触子の構成を示
す図である。
ａ，ｂ及び第３図ａ，ｂは雌型の製作工程を示す
図、第４図は凹面レンズを示す図、第５図は第４
図の凹面レンズを用いた超音波探触子の構成を示
す図である。
Claims (1)
- １ 石英ガラス等のガラス類の製造中に原料内に
含まれる吸着ガス等によつてガラス内に生ずる気
泡を切り出した凹面穴を有するレンズ原型から雌
型を形成する第１の工程と、上記雌型の中に有機
物を流し込む第２の工程と、上記雌型を所定温度
で加熱して上記の有機物を固化させる第３の工程
と、上記有機物を雌型からはく離し、ガラス性炭
素になるまで真空中で上記温度より高温で加熱す
る第４の工程を含む音波集束用凹面レンズの製造
方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7920979A JPS564191A (en) | 1979-06-25 | 1979-06-25 | Producing sounddwave concentrating convexx lens |
| US06/145,146 US4384231A (en) | 1979-05-11 | 1980-04-30 | Piezoelectric acoustic transducer with spherical lens |
| DE8080102502T DE3070095D1 (en) | 1979-05-11 | 1980-05-07 | Acoustic spherical lens and method of manufacturing the same |
| EP80102502A EP0019210B1 (en) | 1979-05-11 | 1980-05-07 | Acoustic spherical lens and method of manufacturing the same |
| US06/448,035 US4433461A (en) | 1979-05-11 | 1982-12-08 | Method of manufacturing an acoustic spherical lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7920979A JPS564191A (en) | 1979-06-25 | 1979-06-25 | Producing sounddwave concentrating convexx lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS564191A JPS564191A (en) | 1981-01-17 |
| JPS642959B2 true JPS642959B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=13683543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7920979A Granted JPS564191A (en) | 1979-05-11 | 1979-06-25 | Producing sounddwave concentrating convexx lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS564191A (ja) |
-
1979
- 1979-06-25 JP JP7920979A patent/JPS564191A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS564191A (en) | 1981-01-17 |
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