JP2003092796A - 湾曲面を有する超音波振動子 - Google Patents
湾曲面を有する超音波振動子Info
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- JP2003092796A JP2003092796A JP2001283107A JP2001283107A JP2003092796A JP 2003092796 A JP2003092796 A JP 2003092796A JP 2001283107 A JP2001283107 A JP 2001283107A JP 2001283107 A JP2001283107 A JP 2001283107A JP 2003092796 A JP2003092796 A JP 2003092796A
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 湾曲面を有する圧電材に付設された上側電極
から剥離しにくい超音波振動子を提供すること。 【解決手段】 音響整合層の下側表面に、幅方向に沿っ
て並列する二個以上の溝部が形成されていて、該上側電
極と該音響整合層とを貼り付けている接着剤が、該音響
整合層の溝部にも充填されていることを特徴とする湾曲
面を有する超音波振動子。
から剥離しにくい超音波振動子を提供すること。 【解決手段】 音響整合層の下側表面に、幅方向に沿っ
て並列する二個以上の溝部が形成されていて、該上側電
極と該音響整合層とを貼り付けている接着剤が、該音響
整合層の溝部にも充填されていることを特徴とする湾曲
面を有する超音波振動子。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、湾曲面を有する超
音波振動子に関する。
音波振動子に関する。
【0002】
【従来の技術】医療用超音波診断装置などの超音波を利
用する測定装置に用いられる超音波振動子は、一般に、
超音波発生源となる圧電材、圧電材の上下に付設された
電極、下側電極の表面に貼り付けられている吸音材、そ
して上側電極の表面に貼り付けられている音響整合層か
らなる。超音波振動子の圧電材には、従来より上下の表
面が平面である板状圧電材が用いられていたが、近年、
上側表面(超音波放射面)を凹型に湾曲させた湾曲面を
有する圧電材が開発され、実用化されている。この湾曲
面を有する圧電材を超音波発生源とする湾曲面を有する
超音波振動子は、超音波ビームの音圧分布に重み付け
(アポタイゼーション)が付与されている点で好まし
い。
用する測定装置に用いられる超音波振動子は、一般に、
超音波発生源となる圧電材、圧電材の上下に付設された
電極、下側電極の表面に貼り付けられている吸音材、そ
して上側電極の表面に貼り付けられている音響整合層か
らなる。超音波振動子の圧電材には、従来より上下の表
面が平面である板状圧電材が用いられていたが、近年、
上側表面(超音波放射面)を凹型に湾曲させた湾曲面を
有する圧電材が開発され、実用化されている。この湾曲
面を有する圧電材を超音波発生源とする湾曲面を有する
超音波振動子は、超音波ビームの音圧分布に重み付け
(アポタイゼーション)が付与されている点で好まし
い。
【0003】ここで、添付図面の図1、及び図2を参照
しながら、代表的な湾曲面を有する超音波振動子の構成
ついて説明する。図1、及び図2は、それぞれ代表的な
湾曲面を有する超音波振動子をアレイ状に並列配置した
アレイ型超音波振動子の部分斜視図である。
しながら、代表的な湾曲面を有する超音波振動子の構成
ついて説明する。図1、及び図2は、それぞれ代表的な
湾曲面を有する超音波振動子をアレイ状に並列配置した
アレイ型超音波振動子の部分斜視図である。
【0004】図1において、超音波振動子10は、圧電
材14、圧電材14の上下に付設された電極13a、1
3b、下側電極13aの表面に接着剤12aより貼り付
けられている吸音材11、そして上側電極13bの表面
に接着剤12bより貼り付けられている音響整合層15
から構成されている。圧電材14は、上側表面が凹型に
湾曲し、下側表面が平面である。なお、上側表面が凹型
に湾曲し、下側表面が平面である圧電材を超音波発生源
とする超音波振動子は、例えば、特開平7−10759
5号公報に記載されている。
材14、圧電材14の上下に付設された電極13a、1
3b、下側電極13aの表面に接着剤12aより貼り付
けられている吸音材11、そして上側電極13bの表面
に接着剤12bより貼り付けられている音響整合層15
から構成されている。圧電材14は、上側表面が凹型に
湾曲し、下側表面が平面である。なお、上側表面が凹型
に湾曲し、下側表面が平面である圧電材を超音波発生源
とする超音波振動子は、例えば、特開平7−10759
5号公報に記載されている。
【0005】図2において、超音波振動子20は、圧電
材24、圧電材24の上下に付設された電極23a、2
3b、上側電極23bから下方に向かって延びる切り込
み27、下側電極23aの表面に接着剤22aより貼り
付けられている吸音材21、切り込み27よって分離さ
れた上側電極23bを電気的に接続する導電層26、そ
して導電層26の表面に接着剤22bより貼り付けられ
ている音響整合層25からなる。圧電材24は、切り込
み27によって曲げ易くなった板状の圧電材を上側表面
が凹型に湾曲するように曲げて形成されている。なお、
板状の圧電材を上側表面が凹型に湾曲するように曲げた
圧電材を超音波発生源とした超音波振動子は、例えば、
特表平8−506227号公報に記載されている。特表
平8−506227号公報の図7及び図9においては、
圧電材に切り込みが形成され、上側電極に切り込みが形
成されていない超音波振動子が示されているが、明細書
本文の記載から上側電極にも切り込みが形成されている
と解される。
材24、圧電材24の上下に付設された電極23a、2
3b、上側電極23bから下方に向かって延びる切り込
み27、下側電極23aの表面に接着剤22aより貼り
付けられている吸音材21、切り込み27よって分離さ
れた上側電極23bを電気的に接続する導電層26、そ
して導電層26の表面に接着剤22bより貼り付けられ
ている音響整合層25からなる。圧電材24は、切り込
み27によって曲げ易くなった板状の圧電材を上側表面
が凹型に湾曲するように曲げて形成されている。なお、
板状の圧電材を上側表面が凹型に湾曲するように曲げた
圧電材を超音波発生源とした超音波振動子は、例えば、
特表平8−506227号公報に記載されている。特表
平8−506227号公報の図7及び図9においては、
圧電材に切り込みが形成され、上側電極に切り込みが形
成されていない超音波振動子が示されているが、明細書
本文の記載から上側電極にも切り込みが形成されている
と解される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】圧電材にて発生した超
音波を外部に効率よく放射するには、超音波振動子の上
側電極と音響整合層とを貼り合わせる接着剤の厚さを薄
くすることが好ましい。しかしながら、湾曲面を有する
超音波振動子では、音響整合層を上側電極の形状に沿う
ように凹型に湾曲させているため、接着剤の厚さを過度
に薄くすると音響整合層を湾曲させたときの残留応力に
よって、音響整合層が上側電極から剥離し易くなる傾向
にある。
音波を外部に効率よく放射するには、超音波振動子の上
側電極と音響整合層とを貼り合わせる接着剤の厚さを薄
くすることが好ましい。しかしながら、湾曲面を有する
超音波振動子では、音響整合層を上側電極の形状に沿う
ように凹型に湾曲させているため、接着剤の厚さを過度
に薄くすると音響整合層を湾曲させたときの残留応力に
よって、音響整合層が上側電極から剥離し易くなる傾向
にある。
【0007】従って、本発明の目的は、音響整合層が上
側電極から剥離しにくい湾曲を有する音波振動子を提供
することにある。
側電極から剥離しにくい湾曲を有する音波振動子を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、幅方向の長さ
に対して長さ方向の長さが20〜200倍の長さを有
し、上側の表面が長さ方向に沿って、凹型に湾曲した湾
曲面を有する圧電材、該圧電材の上下に、該圧電材の形
状に沿って付設された電極、下側電極の表面に接着剤よ
り貼り付けられている吸音材、そして上側電極の表面に
接着剤より貼り付けられている音響整合層からなる湾曲
面を有する超音波振動子であって、該音響整合層の下側
表面に、幅方向に沿って並列する二個以上の溝部が形成
されていて、該上側電極と該音響整合層とを貼り付けて
いる接着剤が、該音響整合層の溝部にも充填されている
ことを特徴とする湾曲面を有する超音波振動子にある。
に対して長さ方向の長さが20〜200倍の長さを有
し、上側の表面が長さ方向に沿って、凹型に湾曲した湾
曲面を有する圧電材、該圧電材の上下に、該圧電材の形
状に沿って付設された電極、下側電極の表面に接着剤よ
り貼り付けられている吸音材、そして上側電極の表面に
接着剤より貼り付けられている音響整合層からなる湾曲
面を有する超音波振動子であって、該音響整合層の下側
表面に、幅方向に沿って並列する二個以上の溝部が形成
されていて、該上側電極と該音響整合層とを貼り付けて
いる接着剤が、該音響整合層の溝部にも充填されている
ことを特徴とする湾曲面を有する超音波振動子にある。
【0009】本発明の湾曲面を有する超音波振動子の好
ましい態様は、次の通りである。 (1)圧電材の下側表面が平面である。 (2)圧電材の下側表面が長さ方向に沿って、凹型に湾
曲している。 (3)上側電極の表面から、圧電材の下方に向かって延
びる切り込みが設けられており、音響整合層の溝部が該
切り込みに対応した位置に形成されている。 (4)圧電材が、圧電セラミックスと樹脂とからなる複
合圧電材である。 (5)圧電材が、圧電セラミックスと樹脂とからなる複
合圧電材であり、音響整合層の溝部が、上記複合圧電材
の樹脂部に対応した位置に形成されている。 (6)音響整合層の溝部が、音響整合層の上側表面を突
き抜けるまで延長されている。
ましい態様は、次の通りである。 (1)圧電材の下側表面が平面である。 (2)圧電材の下側表面が長さ方向に沿って、凹型に湾
曲している。 (3)上側電極の表面から、圧電材の下方に向かって延
びる切り込みが設けられており、音響整合層の溝部が該
切り込みに対応した位置に形成されている。 (4)圧電材が、圧電セラミックスと樹脂とからなる複
合圧電材である。 (5)圧電材が、圧電セラミックスと樹脂とからなる複
合圧電材であり、音響整合層の溝部が、上記複合圧電材
の樹脂部に対応した位置に形成されている。 (6)音響整合層の溝部が、音響整合層の上側表面を突
き抜けるまで延長されている。
【0010】(7)音響整合層の上側表面に接着剤よ
り、第二音響整合層が貼り付けられており、該音響整合
層の上側表面に、幅方向に並列する二個以上の溝部が形
成されていて、該音響整合層と該第二音響整合層とを貼
り付けている接着剤が、該音響整合層の上側溝部にも充
填されている。 (8)音響整合層の上側表面に接着剤より、第二音響整
合層が貼り付けられており、該第二音響整合層の下側表
面に、幅方向に並列する二個以上の溝部が形成されてい
て、該音響整合層と該第二音響整合層とを貼り付けてい
る接着剤が、該第二音響整合層側の溝部にも充填されて
いる。
り、第二音響整合層が貼り付けられており、該音響整合
層の上側表面に、幅方向に並列する二個以上の溝部が形
成されていて、該音響整合層と該第二音響整合層とを貼
り付けている接着剤が、該音響整合層の上側溝部にも充
填されている。 (8)音響整合層の上側表面に接着剤より、第二音響整
合層が貼り付けられており、該第二音響整合層の下側表
面に、幅方向に並列する二個以上の溝部が形成されてい
て、該音響整合層と該第二音響整合層とを貼り付けてい
る接着剤が、該第二音響整合層側の溝部にも充填されて
いる。
【0011】本発明はまた、上記の湾曲面を有する超音
波振動子が、吸音材を連続層として、幅方向に沿って並列
配置されてなることを特徴とするアレイ型超音波振動子
にもある。
波振動子が、吸音材を連続層として、幅方向に沿って並列
配置されてなることを特徴とするアレイ型超音波振動子
にもある。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の湾曲面を有する超音波振動子、並びにアレイ型
超音波振動子の構成について説明する。
本発明の湾曲面を有する超音波振動子、並びにアレイ型
超音波振動子の構成について説明する。
【0013】図3は、本発明に従う湾曲面を有する超音
波振動子をアレイ状に並列配置したアレイ型超音波振動
子の一実施例を示す概略図である。図3において、超音
波振動子30は、圧電材34、圧電材34の上下に付設
された電極33a、33b、下側電極33aの表面に接
着剤32aより貼り付けられている吸音材31、そして
上側電極33bの表面に接着剤32bより貼り付けられ
ている、下側の表面に溝部38が形成された音響整合層
35から構成されている。溝部38には、上側電極33
bと音響整合層35とを貼り付けている接着剤32bが
充填されている。
波振動子をアレイ状に並列配置したアレイ型超音波振動
子の一実施例を示す概略図である。図3において、超音
波振動子30は、圧電材34、圧電材34の上下に付設
された電極33a、33b、下側電極33aの表面に接
着剤32aより貼り付けられている吸音材31、そして
上側電極33bの表面に接着剤32bより貼り付けられ
ている、下側の表面に溝部38が形成された音響整合層
35から構成されている。溝部38には、上側電極33
bと音響整合層35とを貼り付けている接着剤32bが
充填されている。
【0014】溝部38の幅は、通常は、圧電材34の長
さ方向の長さの1/100〜1/2000の長さにあ
る。例えば、圧電材34の長さ方向の長さが10mmで
あれば、溝部38の幅は0.005〜0.1mmの範囲
にある。溝部38の深さは、通常は、0.01〜0.0
5mmの範囲にあり、0.02〜0.03mmの範囲と
することが好ましい。但し、溝部38の深さには特に制
限はなく、音響整合層の上側表面を突き抜けるまで延長
されていてもよい。なお、溝部が音響整合層の上側表面
を突き抜けるまで延長されている超音波振動子の構成の
例については後述する。溝部の形成位置に特には制限は
ないが、圧電材の長さ方向に沿って対称に形成されてい
ることが好ましい。
さ方向の長さの1/100〜1/2000の長さにあ
る。例えば、圧電材34の長さ方向の長さが10mmで
あれば、溝部38の幅は0.005〜0.1mmの範囲
にある。溝部38の深さは、通常は、0.01〜0.0
5mmの範囲にあり、0.02〜0.03mmの範囲と
することが好ましい。但し、溝部38の深さには特に制
限はなく、音響整合層の上側表面を突き抜けるまで延長
されていてもよい。なお、溝部が音響整合層の上側表面
を突き抜けるまで延長されている超音波振動子の構成の
例については後述する。溝部の形成位置に特には制限は
ないが、圧電材の長さ方向に沿って対称に形成されてい
ることが好ましい。
【0015】圧電材34は、幅方向の長さに対して長さ
方向の長さが、通常は20〜200倍の長さ、好ましく
は20〜150倍の長さを有する。圧電材34の幅方向
の長さは、通常は、0.1〜0.3mmの範囲にあり、
好ましくは0.1〜0.2mmの範囲にある。圧電材3
4の長さ方向の長さは、通常は、5〜20mmの範囲に
あり、好ましくは5〜15mmの範囲にある。
方向の長さが、通常は20〜200倍の長さ、好ましく
は20〜150倍の長さを有する。圧電材34の幅方向
の長さは、通常は、0.1〜0.3mmの範囲にあり、
好ましくは0.1〜0.2mmの範囲にある。圧電材3
4の長さ方向の長さは、通常は、5〜20mmの範囲に
あり、好ましくは5〜15mmの範囲にある。
【0016】図3において、圧電材34は、下側表面が
平面であるが、上側表面が凹型に湾曲している限り、下
側表面は任意の形状を取ることができる。
平面であるが、上側表面が凹型に湾曲している限り、下
側表面は任意の形状を取ることができる。
【0017】本発明において用いる圧電材は、チタン酸
ジルコン酸鉛(PZT)などの公知の圧電セラミックス
から形成されたものであってもよいし、圧電セラミック
スと樹脂とからなる複合圧電材から形成されたものであ
ってもよい。なお、複合圧電材から形成された圧電材を
超音波発生源とする超音波振動子の構成については後述
する。
ジルコン酸鉛(PZT)などの公知の圧電セラミックス
から形成されたものであってもよいし、圧電セラミック
スと樹脂とからなる複合圧電材から形成されたものであ
ってもよい。なお、複合圧電材から形成された圧電材を
超音波発生源とする超音波振動子の構成については後述
する。
【0018】上側電極33bと音響整合層35とを貼り
付けている接着剤32bの厚さは、通常は、0.001
〜0.010mmの範囲にある(溝部38に充填されて
いる分の厚さを除く)。接着剤32bには、エポキシ樹
脂系接着剤などの公知の接着剤を用いることができる。
付けている接着剤32bの厚さは、通常は、0.001
〜0.010mmの範囲にある(溝部38に充填されて
いる分の厚さを除く)。接着剤32bには、エポキシ樹
脂系接着剤などの公知の接着剤を用いることができる。
【0019】下側電極33aと吸音材31とを貼り付け
ている接着剤32aの厚さは、通常は、0.001〜
0.050mmの範囲にある。接着剤32aには、エポ
キシ樹脂系接着剤などの公知の接着剤を用いることがで
きる。
ている接着剤32aの厚さは、通常は、0.001〜
0.050mmの範囲にある。接着剤32aには、エポ
キシ樹脂系接着剤などの公知の接着剤を用いることがで
きる。
【0020】図4は、本発明に従う超音波振動子をアレ
イ状に並列配置したアレイ型超音波振動子の別の実施例
を示す概略図である。図4において、超音波振動子40
は、圧電材44、圧電材44の上下に付設された電極4
3a、43b、上側電極43bから下方に向かって延び
る切り込み47、下側電極43aの表面に接着剤42a
より貼り付けられている吸音材41、切り込み47よっ
て分離された上側電極43bを電気的に接続する導電層
46、そして導電層46の表面に接着剤42bより貼り
付けられている、下側の表面に溝部48が形成された音
響整合層45からなる。圧電材44は、切り込み47に
よって曲げ易くなった板状の圧電材を上側表面が凹型に
湾曲するように曲げて形成されている。
イ状に並列配置したアレイ型超音波振動子の別の実施例
を示す概略図である。図4において、超音波振動子40
は、圧電材44、圧電材44の上下に付設された電極4
3a、43b、上側電極43bから下方に向かって延び
る切り込み47、下側電極43aの表面に接着剤42a
より貼り付けられている吸音材41、切り込み47よっ
て分離された上側電極43bを電気的に接続する導電層
46、そして導電層46の表面に接着剤42bより貼り
付けられている、下側の表面に溝部48が形成された音
響整合層45からなる。圧電材44は、切り込み47に
よって曲げ易くなった板状の圧電材を上側表面が凹型に
湾曲するように曲げて形成されている。
【0021】溝部48は、圧電材44の切り込み47に
対応した位置に設けられている。溝部48には、導電層
46と音響整合層45とを貼り付けている接着剤42b
が充填されている。導電層46には、銅箔などの金属箔
を用いて形成することができる。
対応した位置に設けられている。溝部48には、導電層
46と音響整合層45とを貼り付けている接着剤42b
が充填されている。導電層46には、銅箔などの金属箔
を用いて形成することができる。
【0022】図5は、本発明に従う超音波振動子をアレ
イ状に並列配置したアレイ型超音波振動子のさらに別の
実施例を示す概略図である。図5において、超音波振動
子50は、圧電材54、圧電材54の上下に付設された
電極53a、53b、下側電極53aの表面に接着剤5
2aより貼り付けられている吸音材51、上側電極53
bの表面に接着剤52bより貼り付けられている、下側
の表面に溝部58が形成された音響整合層55、そして
音響整合層55の表面に接着剤52cより貼り付けられ
ている第二音響整合層59から構成されている。
イ状に並列配置したアレイ型超音波振動子のさらに別の
実施例を示す概略図である。図5において、超音波振動
子50は、圧電材54、圧電材54の上下に付設された
電極53a、53b、下側電極53aの表面に接着剤5
2aより貼り付けられている吸音材51、上側電極53
bの表面に接着剤52bより貼り付けられている、下側
の表面に溝部58が形成された音響整合層55、そして
音響整合層55の表面に接着剤52cより貼り付けられ
ている第二音響整合層59から構成されている。
【0023】圧電材54は、圧電セラミックス56と樹
脂57とからなる複合圧電材から形成されている。複合
圧電材には、2−2形状複合圧電材、1−3形状複合圧
電材などの公知の複合圧電材を用いることができる。
脂57とからなる複合圧電材から形成されている。複合
圧電材には、2−2形状複合圧電材、1−3形状複合圧
電材などの公知の複合圧電材を用いることができる。
【0024】溝部58は、圧電材54の樹脂55に対応
した位置に設けられている。溝部58には、上側電極5
3bと音響整合層55とを貼り付けている接着剤52b
が充填されている。なお、溝部58の形成位置は図5に
示したように、圧電材54の樹脂57に対応した位置に
設けられていることが好ましいが、圧電材54の圧電セ
ラミックス56に対応した位置に設けられていてもよ
い。
した位置に設けられている。溝部58には、上側電極5
3bと音響整合層55とを貼り付けている接着剤52b
が充填されている。なお、溝部58の形成位置は図5に
示したように、圧電材54の樹脂57に対応した位置に
設けられていることが好ましいが、圧電材54の圧電セ
ラミックス56に対応した位置に設けられていてもよ
い。
【0025】本発明において、音響整合層55の表面に
第二音響整合層59を貼り付ける場合には、音響整合層
55の上側表面あるいは、第二音響整合層59の下側表
面に溝部を形成して、該溝部に音響整合層55と第二音
響整合層59とを貼り付けている接着剤52cを充填し
てもよい。なお、このような構成の超音波振動子につい
ては後述する。
第二音響整合層59を貼り付ける場合には、音響整合層
55の上側表面あるいは、第二音響整合層59の下側表
面に溝部を形成して、該溝部に音響整合層55と第二音
響整合層59とを貼り付けている接着剤52cを充填し
てもよい。なお、このような構成の超音波振動子につい
ては後述する。
【0026】音響整合層の溝部が、音響整合層の下側表
面から上側表面を突き抜けるまで延長されている超音波
振動子の構成の一例を図6に示す。図6は、本発明に従
う超音波振動子のさらに別の実施例を示す側面図であ
る。図6において、超音波振動子60は、圧電材64、
圧電材64の上下に付設された電極63a、63b、下
側電極63aの表面に接着剤62aより貼り付けられて
いる吸音材61、上側電極63bの表面に接着剤62b
より貼り付けられている、溝部68が形成された音響整
合層65、そして音響整合層65の表面に接着剤62c
より貼り付けられている第二音響整合層69から構成さ
れている。
面から上側表面を突き抜けるまで延長されている超音波
振動子の構成の一例を図6に示す。図6は、本発明に従
う超音波振動子のさらに別の実施例を示す側面図であ
る。図6において、超音波振動子60は、圧電材64、
圧電材64の上下に付設された電極63a、63b、下
側電極63aの表面に接着剤62aより貼り付けられて
いる吸音材61、上側電極63bの表面に接着剤62b
より貼り付けられている、溝部68が形成された音響整
合層65、そして音響整合層65の表面に接着剤62c
より貼り付けられている第二音響整合層69から構成さ
れている。
【0027】圧電材64は、圧電セラミックス66と樹
脂67とからなる複合圧電材から形成されている。溝部
68は、圧電材64の樹脂に対応した位置に設けられて
いる。溝部68には、上側電極63bと音響整合層65
とを貼り付けている接着剤62bが充填されている。
脂67とからなる複合圧電材から形成されている。溝部
68は、圧電材64の樹脂に対応した位置に設けられて
いる。溝部68には、上側電極63bと音響整合層65
とを貼り付けている接着剤62bが充填されている。
【0028】音響整合層の上側表面に溝部を形成し、該
溝部に音響整合層と第二音響整合層とを貼り付けている
接着剤を充填した超音波振動子の構成の一例を図7に示
す。図7は、本発明に従う超音波振動子のさらに別の実
施例を示す側面図である。図7において、超音波振動子
70は、圧電材74、圧電材74の上下に付設された電
極73a、73b、下側電極73aの表面に接着剤72
aより貼り付けられている吸音材71、上側電極73b
の表面に接着剤72bより貼り付けられている、上下表
面に溝部78、78aが形成された音響整合層75、そ
して音響整合層75の表面に接着剤72cより貼り付け
られている第二音響整合層から構成されている。
溝部に音響整合層と第二音響整合層とを貼り付けている
接着剤を充填した超音波振動子の構成の一例を図7に示
す。図7は、本発明に従う超音波振動子のさらに別の実
施例を示す側面図である。図7において、超音波振動子
70は、圧電材74、圧電材74の上下に付設された電
極73a、73b、下側電極73aの表面に接着剤72
aより貼り付けられている吸音材71、上側電極73b
の表面に接着剤72bより貼り付けられている、上下表
面に溝部78、78aが形成された音響整合層75、そ
して音響整合層75の表面に接着剤72cより貼り付け
られている第二音響整合層から構成されている。
【0029】圧電材74は、圧電セラミックス76と樹
脂77とからなる複合圧電材から形成されている。溝部
78は、圧電材74の樹脂77に対応した位置に設けら
れている。溝部78には、上側電極73bと音響整合層
75とを貼り付けている接着剤72bが充填されてい
る。一方、溝部78aは、圧電材74の圧電セラミック
ス76に対応した位置に設けられている。但し、溝部7
8aは、圧電材74の圧電セラミックス76に対応した
位置に設けられていてもよい。溝部78aには、音響整
合層75と第二音響整合層79とを貼り付けている接着
剤72cが充填されている。
脂77とからなる複合圧電材から形成されている。溝部
78は、圧電材74の樹脂77に対応した位置に設けら
れている。溝部78には、上側電極73bと音響整合層
75とを貼り付けている接着剤72bが充填されてい
る。一方、溝部78aは、圧電材74の圧電セラミック
ス76に対応した位置に設けられている。但し、溝部7
8aは、圧電材74の圧電セラミックス76に対応した
位置に設けられていてもよい。溝部78aには、音響整
合層75と第二音響整合層79とを貼り付けている接着
剤72cが充填されている。
【0030】音響整合層75と第二音響整合層79とを
貼り付けている接着剤72cの厚さは、通常は、0.0
01〜0.010mmの範囲にある(溝部78aに充填
されている分の厚さを除く)。接着剤72cには、エポ
キシ樹脂系接着剤などの公知の接着剤を用いることがで
きる。
貼り付けている接着剤72cの厚さは、通常は、0.0
01〜0.010mmの範囲にある(溝部78aに充填
されている分の厚さを除く)。接着剤72cには、エポ
キシ樹脂系接着剤などの公知の接着剤を用いることがで
きる。
【0031】第二音響整合層の下側表面に溝部を形成
し、該溝部に音響整合層と第二音響整合層とを貼り付け
ている接着剤を充填した超音波振動子の構成の一例を図
8に示す。図8は、本発明に従う超音波振動子のさらに
別の実施例を示す側面図である。図8において、超音波
振動子80は、圧電材84、圧電材84の上下に付設さ
れた電極83a、83b、下側電極83aの表面に接着
剤82aより貼り付けられている吸音材81、上側電極
83bの表面に接着剤82bより貼り付けられている、
下側の表面に溝部88が形成されている音響整合層8
5、そして音響整合層85の表面に接着剤82cより貼
り付けられている、下側の表面に溝部88aが形成され
ている第二音響整合層から構成されている。
し、該溝部に音響整合層と第二音響整合層とを貼り付け
ている接着剤を充填した超音波振動子の構成の一例を図
8に示す。図8は、本発明に従う超音波振動子のさらに
別の実施例を示す側面図である。図8において、超音波
振動子80は、圧電材84、圧電材84の上下に付設さ
れた電極83a、83b、下側電極83aの表面に接着
剤82aより貼り付けられている吸音材81、上側電極
83bの表面に接着剤82bより貼り付けられている、
下側の表面に溝部88が形成されている音響整合層8
5、そして音響整合層85の表面に接着剤82cより貼
り付けられている、下側の表面に溝部88aが形成され
ている第二音響整合層から構成されている。
【0032】圧電材84は、圧電セラミックス86と樹
脂87とからなる複合圧電材から形成されている。溝部
88は、圧電材84の樹脂87に対応した位置に設けら
れている。溝部88には、上側電極83bと音響整合層
85とを貼り付けている接着剤82bが充填されてい
る。溝部88aもまた、圧電材84の樹脂87に対応し
た位置に設けられている。但し、溝部88aは、圧電材
84の圧電セラミックス86に対応した位置に設けられ
ていてもよい。溝部88aには、音響整合層85と第二
音響整合層89とを貼り付けている接着剤82cが充填
されている。
脂87とからなる複合圧電材から形成されている。溝部
88は、圧電材84の樹脂87に対応した位置に設けら
れている。溝部88には、上側電極83bと音響整合層
85とを貼り付けている接着剤82bが充填されてい
る。溝部88aもまた、圧電材84の樹脂87に対応し
た位置に設けられている。但し、溝部88aは、圧電材
84の圧電セラミックス86に対応した位置に設けられ
ていてもよい。溝部88aには、音響整合層85と第二
音響整合層89とを貼り付けている接着剤82cが充填
されている。
【0033】図3〜図8においては、圧電材に付設され
た電極に接続する電気的配線に関連する部分は、省略さ
れている。ここで、電極に電気的配線が接続された超音
波振動子の構成の一例を図9に示す。図9は、本発明に
従う超音波振動子をアレイ状に並列配置したアレイ型超
音波振動子の部分拡大斜視図である。図9において、超
音波振動子90は、圧電材94、圧電材94の上下に付
設された電極93a、93b、下側電極93aの表面に
接着剤92aより貼り付けられている吸音材91、上側
電極93bの表面に接着剤92bより貼り付けられてい
る音響整合層95、そして音響整合層95の表面に接着
剤92cより貼り付けられている第二音響整合層99か
ら構成されている。
た電極に接続する電気的配線に関連する部分は、省略さ
れている。ここで、電極に電気的配線が接続された超音
波振動子の構成の一例を図9に示す。図9は、本発明に
従う超音波振動子をアレイ状に並列配置したアレイ型超
音波振動子の部分拡大斜視図である。図9において、超
音波振動子90は、圧電材94、圧電材94の上下に付
設された電極93a、93b、下側電極93aの表面に
接着剤92aより貼り付けられている吸音材91、上側
電極93bの表面に接着剤92bより貼り付けられてい
る音響整合層95、そして音響整合層95の表面に接着
剤92cより貼り付けられている第二音響整合層99か
ら構成されている。
【0034】各超音波振動子90の下側電極93aは、
それぞれがリード線100に接続している。一方、各超
音波振動子90の上側電極93bは、それぞれ1個のア
ースプレート101に接続している。下側電極93aと
リード線100との接続、及び上側電極93bとアース
プレート101との接続には、例えば、はんだ又は導電
性接着剤を用いることができる。なお、リード線及びア
ースプレートは、圧電材94の長さ方向における両端
に、それぞれ接続してもよいし、一方の端部にのみ接続
してもよい。
それぞれがリード線100に接続している。一方、各超
音波振動子90の上側電極93bは、それぞれ1個のア
ースプレート101に接続している。下側電極93aと
リード線100との接続、及び上側電極93bとアース
プレート101との接続には、例えば、はんだ又は導電
性接着剤を用いることができる。なお、リード線及びア
ースプレートは、圧電材94の長さ方向における両端
に、それぞれ接続してもよいし、一方の端部にのみ接続
してもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明の超音波振動子は、音響整合層に
溝部が設けられているので、音響整合層を湾曲させたと
きの残留応力が低減され、かつ、音響整合層に設けられ
ている溝部にも接着剤が充填されているので、音響整合
層と上側電極との接着強度も強くなる。従って、本発明
の超音波振動子は、音響整合層が上側電極から剥離しに
くく、長期間にわたって安定に使用することができる。
溝部が設けられているので、音響整合層を湾曲させたと
きの残留応力が低減され、かつ、音響整合層に設けられ
ている溝部にも接着剤が充填されているので、音響整合
層と上側電極との接着強度も強くなる。従って、本発明
の超音波振動子は、音響整合層が上側電極から剥離しに
くく、長期間にわたって安定に使用することができる。
【図1】代表的な湾曲面を有する超音波振動子をアレイ
状に並列配置したアレイ型超音波振動子の部分斜視図で
ある。
状に並列配置したアレイ型超音波振動子の部分斜視図で
ある。
【図2】代表的な湾曲面を有する超音波振動子をアレイ
状に並列配置したアレイ型超音波振動子の部分斜視図で
ある。
状に並列配置したアレイ型超音波振動子の部分斜視図で
ある。
【図3】本発明に従うアレイ型超音波振動子の一実施例
を示す部分斜視図である。
を示す部分斜視図である。
【図4】本発明に従うアレイ型超音波振動子の別の実施
例を示す部分斜視図である。
例を示す部分斜視図である。
【図5】本発明に従うアレイ型超音波振動子の別の実施
例を示す部分斜視図である。
例を示す部分斜視図である。
【図6】本発明に従う超音波振動子のさらに別の実施例
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図7】本発明に従う超音波振動子のさらに別の実施例
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図8】本発明に従う超音波振動子のさらに別の実施例
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図9】本発明に従うアレイ型超音波振動子の拡大斜視
図である。
図である。
10、20、30、40、50、60、70、80、9
0 超音波振動子 11、21、31、41、51、61、71、81、9
1 吸音材 12a、12b、22a、22b、32a、32b、4
2a、42b、52a、52b、52c、62a、62
b、62c、72a、72b、72c、82a、82
b、82c、92a、92b、92c 接着剤 13a、23a、33a、43a、53a、63a、7
3a、83a、93a下側電極 13b、23b、33b、43b、53b、63b、7
3b、83b、93b上側電極 14、24、34、44、54、64、74、84、9
4 圧電材 15、25、35、45、55、65、75、85、9
5 整合層 26、46 導電層 27、47 切り込み 38、48、58、68、78、78a、88、88a
溝部 56、66、76、86 圧電セラミックス 57、67、77、87 樹脂 59、69、79、89、99 第二音響整合層 100 リード線 101 アースプレート
0 超音波振動子 11、21、31、41、51、61、71、81、9
1 吸音材 12a、12b、22a、22b、32a、32b、4
2a、42b、52a、52b、52c、62a、62
b、62c、72a、72b、72c、82a、82
b、82c、92a、92b、92c 接着剤 13a、23a、33a、43a、53a、63a、7
3a、83a、93a下側電極 13b、23b、33b、43b、53b、63b、7
3b、83b、93b上側電極 14、24、34、44、54、64、74、84、9
4 圧電材 15、25、35、45、55、65、75、85、9
5 整合層 26、46 導電層 27、47 切り込み 38、48、58、68、78、78a、88、88a
溝部 56、66、76、86 圧電セラミックス 57、67、77、87 樹脂 59、69、79、89、99 第二音響整合層 100 リード線 101 アースプレート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 孝
長野県上田市踏入2丁目10番19号 上田日
本無線株式会社内
Fターム(参考) 2G047 CA01 EA11 GA02 GB02 GB15
GB16 GB21 GB23 GB29 GB30
GB32 GB35 GB36
4C301 EE12 GB04 GB17 GB18 GB19
GB22 GB24 GB34
4C601 EE10 GB01 GB02 GB03 GB04
GB14 GB17 GB19 GB24 GB25
GB26 GB28 GB42
5D019 AA18 AA22 BB02 BB18 FF04
GG01 GG12
Claims (10)
- 【請求項1】 幅方向の長さに対して長さ方向の長さが
20〜200倍の長さを有し、上側の表面が長さ方向に
沿って、凹型に湾曲した湾曲面を有する圧電材、該圧電
材の上下に、該圧電材の形状に沿って付設された電極、
下側電極の表面に接着剤より貼り付けられている吸音
材、そして上側電極の表面に接着剤より貼り付けられて
いる音響整合層からなる湾曲面を有する超音波振動子で
あって、該音響整合層の下側表面に、幅方向に沿って並
列する二個以上の溝部が形成されていて、該上側電極と
該音響整合層とを貼り付けている接着剤が、該音響整合
層の溝部にも充填されていることを特徴とする湾曲面を
有する超音波振動子。 - 【請求項2】 圧電材の下側表面が、平面であることを
特徴とする請求項1に記載の湾曲面を有する超音波振動
子。 - 【請求項3】 圧電材の下側表面が、長さ方向に沿っ
て、凹型に湾曲していることを特徴とする請求項1に記
載の湾曲面を有する超音波振動子。 - 【請求項4】 上側電極の表面から、圧電材の下方に向
かって延びる切り込みが設けられており、音響整合層の
溝部が該切り込みに対応した位置に形成されていること
を特徴とする請求項1に記載の湾曲面を有する超音波振
動子。 - 【請求項5】 圧電材が、圧電セラミックスと樹脂とか
らなる複合圧電材であることを特徴とする請求項1に記
載の湾曲面を有する超音波振動子。 - 【請求項6】 音響整合層の溝部が、複合圧電材の樹脂
部に対応した位置に形成されていることを特徴とする請
求項5に記載の湾曲面を有する超音波振動子。 - 【請求項7】 音響整合層の溝部が、音響整合層の上側
表面を突き抜けるまで延長されていることを特徴とする
請求項1に記載の湾曲面を有する超音波振動子。 - 【請求項8】 音響整合層の上側表面に接着剤より、第
二音響整合層が貼り付けられており、該音響整合層の上
側表面に、幅方向に並列する二個以上の溝部が形成され
ていて、該音響整合層と該第二音響整合層とを貼り付け
ている接着剤が、該音響整合層の上側溝部にも充填され
ていることを特徴とする請求項1に記載の湾曲面を有す
る超音波振動子。 - 【請求項9】 音響整合層の上側表面に接着剤より、第
二音響整合層が貼り付けられており、該第二音響整合層
の下側表面に、幅方向に並列する二個以上の溝部が形成
されていて、該音響整合層と該第二音響整合層とを貼り
付けている接着剤が、該第二音響整合層側の溝部にも充
填されていることを特徴とする請求項1に記載の湾曲面
を有する超音波振動子。 - 【請求項10】 請求項1乃至9のうちのいずれかの項
に記載の湾曲面を有する超音波振動子が、吸音材を連続
層として、幅方向に沿って並列配置されてなることを特
徴とするアレイ型超音波振動子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001283107A JP2003092796A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 湾曲面を有する超音波振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001283107A JP2003092796A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 湾曲面を有する超音波振動子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003092796A true JP2003092796A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19106653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001283107A Pending JP2003092796A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 湾曲面を有する超音波振動子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003092796A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012235925A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Olympus Medical Systems Corp | 超音波振動子、超音波振動子の製造方法、超音波内視鏡 |
KR101295215B1 (ko) | 2010-07-29 | 2013-08-08 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 진동편, 진동자, 발진기 및, 전자 기기 |
JP2013150681A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Toshiba Corp | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
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JP2001037760A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-13 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001283107A patent/JP2003092796A/ja active Pending
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