JPH0576527A - 超音波探触子及び該探触子に使用する複合圧電振動子の製造方法 - Google Patents
超音波探触子及び該探触子に使用する複合圧電振動子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0576527A JPH0576527A JP3242973A JP24297391A JPH0576527A JP H0576527 A JPH0576527 A JP H0576527A JP 3242973 A JP3242973 A JP 3242973A JP 24297391 A JP24297391 A JP 24297391A JP H0576527 A JPH0576527 A JP H0576527A
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は超音波探触子及び該探触子に使用する
複合圧電振動子の製造方法に関し、短軸方向のサイドロ
ーブレベルの抑圧を図え、しかも製造を容易にすること
を目的とする。 【構成】複合圧電振動子板1を配列状に分割し、配列方
向Aに超音波ビームを走査する超音波探触子であって、
前記複合圧電振動子板1は、配列方向Aと直交する厚み
方向Bに複数の圧電振動子板2を接合して形成され、か
つ、前記圧電振動子板2は、その放射音圧あるいは電気
機械変換効率が、中央で高く、端部に行くにしたがって
低くなるように配列されるように構成する。
複合圧電振動子の製造方法に関し、短軸方向のサイドロ
ーブレベルの抑圧を図え、しかも製造を容易にすること
を目的とする。 【構成】複合圧電振動子板1を配列状に分割し、配列方
向Aに超音波ビームを走査する超音波探触子であって、
前記複合圧電振動子板1は、配列方向Aと直交する厚み
方向Bに複数の圧電振動子板2を接合して形成され、か
つ、前記圧電振動子板2は、その放射音圧あるいは電気
機械変換効率が、中央で高く、端部に行くにしたがって
低くなるように配列されるように構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超音波探触子及び該探触
子に使用する複合圧電振動子の製造方法に関するもので
ある。
子に使用する複合圧電振動子の製造方法に関するもので
ある。
【0002】超音波探触子を使用した診断装置において
鮮明な画像を得るためには、細く絞られた超音波ビーム
を使用する必要がある。一方、一般に、圧電振動子から
図15に示すような均一放射音圧で超音波を送波した場
合には、図16(c)に示すように、超音波ビームを細
く絞ることができないために、圧電振動子の中央部で大
きく端に行くにしたがって小さく超音波を送波する手法
(振幅重み付け)が用いられる。
鮮明な画像を得るためには、細く絞られた超音波ビーム
を使用する必要がある。一方、一般に、圧電振動子から
図15に示すような均一放射音圧で超音波を送波した場
合には、図16(c)に示すように、超音波ビームを細
く絞ることができないために、圧電振動子の中央部で大
きく端に行くにしたがって小さく超音波を送波する手法
(振幅重み付け)が用いられる。
【0003】そして、短軸方向に振幅重み付けを行な
い、超音波ビームの改善を行う手法として、従来、分極
強度を例えば二乗余弦、ハミング関数、ガウス分布等の
連続関数に従って変化させたり、あるいは、階段状関数
に従って変化させるものがあるが、分極強度を連続関数
に従って変化させた圧電振動子板2を得るには、一般に
複雑な工程を要する上に、所望の分布状態を得るために
管理因子が多くなるという欠点を有するために、製造の
比較的簡単な後者の手法が優れている
い、超音波ビームの改善を行う手法として、従来、分極
強度を例えば二乗余弦、ハミング関数、ガウス分布等の
連続関数に従って変化させたり、あるいは、階段状関数
に従って変化させるものがあるが、分極強度を連続関数
に従って変化させた圧電振動子板2を得るには、一般に
複雑な工程を要する上に、所望の分布状態を得るために
管理因子が多くなるという欠点を有するために、製造の
比較的簡単な後者の手法が優れている
【0004】
【従来の技術】分極強度を階段状関数に従って変化させ
るようにした公知例として図17あるいは図18に示す
ものが提案されている。図17に示すものは、圧電振動
子板2に配列方向Aと平行にストライプ状の電極14、
14・・を取り付け、各電極14に印加する電圧vを中
央で高く、端部に行くほど低くして分極することにより
電気機械結合係数を同図(b)に示すように、階段状に
分布させて、振幅重み付けをする方法であり、この階段
状関数は、段数が3段程度で、ガウス関数やraised cos
in関数等の連続関数を用いた場合と略同等のビーム改善
効果があることが知られている。
るようにした公知例として図17あるいは図18に示す
ものが提案されている。図17に示すものは、圧電振動
子板2に配列方向Aと平行にストライプ状の電極14、
14・・を取り付け、各電極14に印加する電圧vを中
央で高く、端部に行くほど低くして分極することにより
電気機械結合係数を同図(b)に示すように、階段状に
分布させて、振幅重み付けをする方法であり、この階段
状関数は、段数が3段程度で、ガウス関数やraised cos
in関数等の連続関数を用いた場合と略同等のビーム改善
効果があることが知られている。
【0005】一方、図18に示すものは、上記従来例の
ストライプ状電極14の間にスリット15を入れて構成
されている。
ストライプ状電極14の間にスリット15を入れて構成
されている。
【0006】
【従来の技術】しかし、図17に示す従来例において
は、分極時に設けるストライプ状電極14の間の部分、
すなわち、電極14のない部分、または隣接する2つの
電極14、14で、印加電圧vが低い方の一部において
不要振動が発生し、振幅重み付けによる超音波ビームの
改善の効果を減少させているという欠点を有するもので
あった。
は、分極時に設けるストライプ状電極14の間の部分、
すなわち、電極14のない部分、または隣接する2つの
電極14、14で、印加電圧vが低い方の一部において
不要振動が発生し、振幅重み付けによる超音波ビームの
改善の効果を減少させているという欠点を有するもので
あった。
【0007】また、図18に示す従来に例においては、
上述した図17に示す従来例における問題は、一応解決
されるものの、次に述べる欠点を有していた。すなわ
ち、第1に、スリット15の切り込み深さは、素子の割
れを考慮すると圧電振動子板2の厚さの約1/2までし
か入れることができないために、隣接する電極14に印
加される電圧の影響を完全に除去できない。
上述した図17に示す従来例における問題は、一応解決
されるものの、次に述べる欠点を有していた。すなわ
ち、第1に、スリット15の切り込み深さは、素子の割
れを考慮すると圧電振動子板2の厚さの約1/2までし
か入れることができないために、隣接する電極14に印
加される電圧の影響を完全に除去できない。
【0008】第2に、スリット15の切り込み深さを、
圧電振動子板2の厚さの1/2まで入れても、制作途中
で割れる可能性があり、製造歩止まりを向上させること
ができない。
圧電振動子板2の厚さの1/2まで入れても、制作途中
で割れる可能性があり、製造歩止まりを向上させること
ができない。
【0009】第3に、切り込みを入れた部分が振動した
場合、その部分の厚さが、圧電振動子の厚さの1/2な
ので、2倍の周波数の超音波が放射され、超音波ビーム
を乱す原因となる。
場合、その部分の厚さが、圧電振動子の厚さの1/2な
ので、2倍の周波数の超音波が放射され、超音波ビーム
を乱す原因となる。
【0010】第4に、切り込みを入れた面に共通電極を
付けるために、切り込み部分に樹脂等を入れて、電極形
成面を平らにするが、この樹脂の硬化収縮により、振動
子全体に反りが発生する。
付けるために、切り込み部分に樹脂等を入れて、電極形
成面を平らにするが、この樹脂の硬化収縮により、振動
子全体に反りが発生する。
【0011】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
たものであって、短軸方向のサイドローブレベルの抑圧
を図ることができ、しかも製造の容易な超音波探触子、
およびそれに使用する複合圧電振動子の製造方法を提供
することを目的とする。
たものであって、短軸方向のサイドローブレベルの抑圧
を図ることができ、しかも製造の容易な超音波探触子、
およびそれに使用する複合圧電振動子の製造方法を提供
することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、実施例に対応する図1に示すように、複合圧電振動
子板1を配列状に分割し、配列方向Aに超音波ビームを
走査する超音波探触子であって、前記複合圧電振動子板
1は、配列方向Aと直交する厚み方向Bに複数の圧電振
動子板2を接合して形成され、かつ、前記圧電振動子板
2は、その放射音圧あるいは電気機械変換効率が、中央
で高く、端部に行くにしたがって低くなるように配列さ
れることを特徴とする超音波探触子を提供することによ
り達成される。
は、実施例に対応する図1に示すように、複合圧電振動
子板1を配列状に分割し、配列方向Aに超音波ビームを
走査する超音波探触子であって、前記複合圧電振動子板
1は、配列方向Aと直交する厚み方向Bに複数の圧電振
動子板2を接合して形成され、かつ、前記圧電振動子板
2は、その放射音圧あるいは電気機械変換効率が、中央
で高く、端部に行くにしたがって低くなるように配列さ
れることを特徴とする超音波探触子を提供することによ
り達成される。
【0013】また、上記超音波探触子に使用する複合圧
電振動子3は、圧電材に与える分極強度を個別に変え
て、異なる放射音圧あるいは電気機械変換効率を持つ圧
電板8を製造する第1の工程と、前記圧電板8を、放射
音圧あるいは電気機械変換効率の分布が厚み方向Bにお
いて、中央で高く、端部に行くに従って低くなるように
配置して貼り合わせ、複合圧電板9を得る第2の工程
と、前記複合圧電板9の主面に電極6を形成した後、配
列状に分割する第3の工程とを有する複合圧電振動子3
の製造方法により得られる。
電振動子3は、圧電材に与える分極強度を個別に変え
て、異なる放射音圧あるいは電気機械変換効率を持つ圧
電板8を製造する第1の工程と、前記圧電板8を、放射
音圧あるいは電気機械変換効率の分布が厚み方向Bにお
いて、中央で高く、端部に行くに従って低くなるように
配置して貼り合わせ、複合圧電板9を得る第2の工程
と、前記複合圧電板9の主面に電極6を形成した後、配
列状に分割する第3の工程とを有する複合圧電振動子3
の製造方法により得られる。
【0014】
【作用】上記構成に基づき、複合圧電振動子板1は、圧
電振動子板2を、配列方向Aと直交する厚み方向Bに配
列して構成され、かつ、前記各圧電振動子板2は、該圧
電振動子板2の放射音圧あるいは電気機械変換効率が、
配列方向Aと直交する厚み方向Bにおいて、中央で高
く、端部に行くにしたがって低くなるように配列され
る。
電振動子板2を、配列方向Aと直交する厚み方向Bに配
列して構成され、かつ、前記各圧電振動子板2は、該圧
電振動子板2の放射音圧あるいは電気機械変換効率が、
配列方向Aと直交する厚み方向Bにおいて、中央で高
く、端部に行くにしたがって低くなるように配列され
る。
【0015】この結果、配列方向Aと直交する方向の電
気機械変換効率kは階段状に変化させられることから重
み付けがなされ、サイドローブレベルの低下が図られ
る。また、上記電気機械変換効率kの変化部位は、別個
の圧電振動子板2により形成されているために、分極時
の隣接電極6間に印加される電圧の影響がなくなり、斜
め方向の不要な振動が減じられて超音波ビームの改善効
果が高められる。
気機械変換効率kは階段状に変化させられることから重
み付けがなされ、サイドローブレベルの低下が図られ
る。また、上記電気機械変換効率kの変化部位は、別個
の圧電振動子板2により形成されているために、分極時
の隣接電極6間に印加される電圧の影響がなくなり、斜
め方向の不要な振動が減じられて超音波ビームの改善効
果が高められる。
【0016】さらに、複合圧電振動子板1は、複数の圧
電振動子板2を貼り合わせて形成されるために、従来の
ように、切り込みの形成時における割れ等が生じること
はない。
電振動子板2を貼り合わせて形成されるために、従来の
ように、切り込みの形成時における割れ等が生じること
はない。
【0017】
【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の実施例を図1、図2
に示す。この実施例において、複合圧電振動子板1は、
5枚の圧電振動子板2、2・・を配列方向Aと直交する
厚み方向Bに接着剤で貼り合わせて形成され、各圧電振
動子板2の放射音圧、あるいは電気機械変換効率は、貼
り合わせた状態で、中央で高く、端部に行くに従って低
くなる3段の階段状関数となるように各々異なった値を
有している。
基づいて詳細に説明する。本発明の実施例を図1、図2
に示す。この実施例において、複合圧電振動子板1は、
5枚の圧電振動子板2、2・・を配列方向Aと直交する
厚み方向Bに接着剤で貼り合わせて形成され、各圧電振
動子板2の放射音圧、あるいは電気機械変換効率は、貼
り合わせた状態で、中央で高く、端部に行くに従って低
くなる3段の階段状関数となるように各々異なった値を
有している。
【0018】また、各圧電振動子板2の幅は、ガウス関
数やraised cosin関数等の連続関数を用いた場合と略同
等のビーム改善効果が得られるような階段状関数の階段
幅に合致させて、中央に配置されるものは幅広に、端部
に配置されるものは幅狭に形成されている。
数やraised cosin関数等の連続関数を用いた場合と略同
等のビーム改善効果が得られるような階段状関数の階段
幅に合致させて、中央に配置されるものは幅広に、端部
に配置されるものは幅狭に形成されている。
【0019】以上のようにして形成される複合圧電振動
子板1は、配列方向A、すなわちビームの走査方向に分
割されて複合圧電振動子3が形成される。この複合圧電
振動子3は、上記各圧電振動子板2に対応するセグメン
ト5の複合体であり、両主面全面に渡って形成した電極
6間に駆動電圧を順次印加することにより、配列方向A
に超音波ビームが走査される。また、この時、配列方向
Aに直行する厚み方向Bにおいては、各セグメント5、
5・・が異なった放射音圧、あるいは電気機械変換効率
を有し、かつ、それが階段関数状に分布しているため
に、階段関数状の振幅重み付けがなされ、超音波ビーム
の改善が実現される。
子板1は、配列方向A、すなわちビームの走査方向に分
割されて複合圧電振動子3が形成される。この複合圧電
振動子3は、上記各圧電振動子板2に対応するセグメン
ト5の複合体であり、両主面全面に渡って形成した電極
6間に駆動電圧を順次印加することにより、配列方向A
に超音波ビームが走査される。また、この時、配列方向
Aに直行する厚み方向Bにおいては、各セグメント5、
5・・が異なった放射音圧、あるいは電気機械変換効率
を有し、かつ、それが階段関数状に分布しているため
に、階段関数状の振幅重み付けがなされ、超音波ビーム
の改善が実現される。
【0020】この場合、複合圧電振動子3は、探触子の
厚み方向Bに分割された状態であるために、厚み方向に
グレーティングローブが発生する可能性があるが、波長
λ=440μmの超音波に対する素子間隔dとビーム面
積との関係を示す図3に明らかなように、各圧電振動子
板2を接合する接着剤層の厚さ、すなわち、圧電振動子
板2、2間の間隔dを波長の1/4以下にすることによ
り、防止することが可能である。
厚み方向Bに分割された状態であるために、厚み方向に
グレーティングローブが発生する可能性があるが、波長
λ=440μmの超音波に対する素子間隔dとビーム面
積との関係を示す図3に明らかなように、各圧電振動子
板2を接合する接着剤層の厚さ、すなわち、圧電振動子
板2、2間の間隔dを波長の1/4以下にすることによ
り、防止することが可能である。
【0021】本発明の第2の実施例を図4に示す。この
実施例において、各複合圧電振動子3の一方の主面には
全面に渡って共通電極4が形成され、これに対向する他
方の主面には、セグメント5毎に複数の電極6が形成さ
れる。また、上記セグメント5に対応した電極6から
は、信号線7が引き出され、中央のセグメント5、それ
に隣接するセグメント5間、および両端部のセグメント
5間が結線される。これらの信号線7は、切り換えスイ
ッチSを介して互いに接続可能であり、これら切り換え
スイッチSを操作することにより、開口制御が行われ
る。
実施例において、各複合圧電振動子3の一方の主面には
全面に渡って共通電極4が形成され、これに対向する他
方の主面には、セグメント5毎に複数の電極6が形成さ
れる。また、上記セグメント5に対応した電極6から
は、信号線7が引き出され、中央のセグメント5、それ
に隣接するセグメント5間、および両端部のセグメント
5間が結線される。これらの信号線7は、切り換えスイ
ッチSを介して互いに接続可能であり、これら切り換え
スイッチSを操作することにより、開口制御が行われ
る。
【0022】すなわち、図4において、すべての切り換
えスイッチSをOFFにして、中央のセグメント5のみ
を駆動した場合が小開口17状態となり、切り換えスイ
ッチS1をONにした場合は中開口18、切り換えスイ
ッチS1、S2をONにした状態が大開口19状態に対
応する。
えスイッチSをOFFにして、中央のセグメント5のみ
を駆動した場合が小開口17状態となり、切り換えスイ
ッチS1をONにした場合は中開口18、切り換えスイ
ッチS1、S2をONにした状態が大開口19状態に対
応する。
【0023】図5は本発明の第3の実施例を示すもので
ある。この実施例において、各複合圧電振動子3の一方
の主面には、上述した実施例と同様に全面に渡って共通
電極4が形成されるが、他の主面には、中央のセグメン
ト5とそれに隣接する3つのセグメント5、5、5に共
通する電極6が設けられる。
ある。この実施例において、各複合圧電振動子3の一方
の主面には、上述した実施例と同様に全面に渡って共通
電極4が形成されるが、他の主面には、中央のセグメン
ト5とそれに隣接する3つのセグメント5、5、5に共
通する電極6が設けられる。
【0024】したがってこの実施例においては、中央部
の3つのセグメント5を同時に駆動する小開口17状態
と、全セグメント5を同時に駆動する大開口19状態の
2種類を制御することが可能となり、配線数、および、
切り換えスイッチ数を少なくし、かつ、制御系の簡略化
も図ることができる。
の3つのセグメント5を同時に駆動する小開口17状態
と、全セグメント5を同時に駆動する大開口19状態の
2種類を制御することが可能となり、配線数、および、
切り換えスイッチ数を少なくし、かつ、制御系の簡略化
も図ることができる。
【0025】次に、上記複合圧電振動子3の製造方法を
図6以下を使用して説明する。複合圧電振動子3の製造
に当たり、先ず、複数の圧電板8が形成される。これら
圧電板8は、分極時の形状が、走査方向で探触子完成時
の長さより十分長く、かつ、幅方向、すなわち、探触子
の厚み方向B寸法が重み付け階段状関数の階段幅に合わ
せられている。また、これら圧電板8は、分極強度を重
み付け階段状関数の階段高さに合わせて個別に分極さ
れ、異なる放射音圧、あるいは、電気機械変換効率を有
している。これが第1の工程である。
図6以下を使用して説明する。複合圧電振動子3の製造
に当たり、先ず、複数の圧電板8が形成される。これら
圧電板8は、分極時の形状が、走査方向で探触子完成時
の長さより十分長く、かつ、幅方向、すなわち、探触子
の厚み方向B寸法が重み付け階段状関数の階段幅に合わ
せられている。また、これら圧電板8は、分極強度を重
み付け階段状関数の階段高さに合わせて個別に分極さ
れ、異なる放射音圧、あるいは、電気機械変換効率を有
している。これが第1の工程である。
【0026】次いで、これら圧電板8を放射音圧、ある
いは電気機械変換係数の分布が、探触子の厚み方向Bに
おいて、中央で高く、端部に行くに従って低くなるよう
に並べ、貼り合わせて複合圧電板9を形成する。これが
第2の工程で、圧電板8の接合のためには、エポキシ
系、シリコン系、ウレタン系の樹脂接着剤16が使用さ
れる。
いは電気機械変換係数の分布が、探触子の厚み方向Bに
おいて、中央で高く、端部に行くに従って低くなるよう
に並べ、貼り合わせて複合圧電板9を形成する。これが
第2の工程で、圧電板8の接合のためには、エポキシ
系、シリコン系、ウレタン系の樹脂接着剤16が使用さ
れる。
【0027】この後、上記複合圧電板9の分極方向と垂
直な2面すなわち主面に共通な電極6を形成し、さら
に、これら配列状に分割して複合圧電振動子3が形成さ
れる。これが第3の工程で、電極6の形成には、蒸着、
イオンプレーティング、導電性接着剤16(導電ペース
ト)等を使用することができる。
直な2面すなわち主面に共通な電極6を形成し、さら
に、これら配列状に分割して複合圧電振動子3が形成さ
れる。これが第3の工程で、電極6の形成には、蒸着、
イオンプレーティング、導電性接着剤16(導電ペース
ト)等を使用することができる。
【0028】なお、上述した実施例においては、各圧電
板8は、重み付け階段状関数の階段幅に合わせた圧電材
に個別に分極を施す場合を示したが、この他に、図8に
示すように、先ず、分極時の形状が探触子の厚み方向B
において、上述した実施例における分極時の素子形状よ
り長い、平板状の圧電材を複数枚用意し、これらを各々
異なる分極強度vで分極した後、切断、あるいは研磨に
より所定形状に仕上げるようにしても良い。このような
方法で圧電板8を製造することにより、1回の分極で複
数枚の同じ放射音圧、電気機械変換効率の圧電板8を作
ることが可能となり、同じ板から切り取った圧電板8を
対称な左右に使用することにより、探触子の厚み方向B
の重み付けの左右のバラ付きをなくすることが可能とな
る。なお図8において20は圧電材を分極する際に取付
けられる電極である。
板8は、重み付け階段状関数の階段幅に合わせた圧電材
に個別に分極を施す場合を示したが、この他に、図8に
示すように、先ず、分極時の形状が探触子の厚み方向B
において、上述した実施例における分極時の素子形状よ
り長い、平板状の圧電材を複数枚用意し、これらを各々
異なる分極強度vで分極した後、切断、あるいは研磨に
より所定形状に仕上げるようにしても良い。このような
方法で圧電板8を製造することにより、1回の分極で複
数枚の同じ放射音圧、電気機械変換効率の圧電板8を作
ることが可能となり、同じ板から切り取った圧電板8を
対称な左右に使用することにより、探触子の厚み方向B
の重み付けの左右のバラ付きをなくすることが可能とな
る。なお図8において20は圧電材を分極する際に取付
けられる電極である。
【0029】図9ないし図11に上記複合圧電振動子3
の製造方法の他の実施例を示す。この実施例において、
先ず、複数の圧電板ブロック10が形成される。これら
圧電板ブロック10は、探触子完成時の素子の厚さtよ
り厚い厚さTを有してブロック状とされており、分極時
の形状が、走査方向で探触子完成時の長さより十分長
く、かつ、幅方向、すなわち、探触子の厚み方向B寸法
が重み付け階段状関数の階段幅に合わせられている。ま
た、これら圧電板ブロック10は、分極強度を重み付け
階段状関数の階段高さに合わせて個別に分極され、異な
る放射音圧、あるいは、電気機械変換効率を有してい
る。
の製造方法の他の実施例を示す。この実施例において、
先ず、複数の圧電板ブロック10が形成される。これら
圧電板ブロック10は、探触子完成時の素子の厚さtよ
り厚い厚さTを有してブロック状とされており、分極時
の形状が、走査方向で探触子完成時の長さより十分長
く、かつ、幅方向、すなわち、探触子の厚み方向B寸法
が重み付け階段状関数の階段幅に合わせられている。ま
た、これら圧電板ブロック10は、分極強度を重み付け
階段状関数の階段高さに合わせて個別に分極され、異な
る放射音圧、あるいは、電気機械変換効率を有してい
る。
【0030】これら圧電板ブロック10は、放射音圧、
あるいは電気機械変換効率の分布が、探触子の厚み方向
Bにおいて中央で高く、端部に行くに従って低くなるよ
うに並べて貼り合わせられ、複合圧電板ブロック11が
形成される(図10参照)。なお、図9および図10に
おいて、分極強度は、矢印で示されている。
あるいは電気機械変換効率の分布が、探触子の厚み方向
Bにおいて中央で高く、端部に行くに従って低くなるよ
うに並べて貼り合わせられ、複合圧電板ブロック11が
形成される(図10参照)。なお、図9および図10に
おいて、分極強度は、矢印で示されている。
【0031】次いで、この複合圧電板ブロック11は、
素子の厚さ方向Cに垂直にスライス、あるいは研磨され
て分離され、複合圧電板9が形成される。なお、以下の
工程は、上述した実施例と同様であるので説明を省略す
る。
素子の厚さ方向Cに垂直にスライス、あるいは研磨され
て分離され、複合圧電板9が形成される。なお、以下の
工程は、上述した実施例と同様であるので説明を省略す
る。
【0032】なお、この場合、上記各圧電板ブロック1
0は、図12に示すように、同一条件の下で分極して形
成したものをスライス、研磨により分離して使用するこ
とも可能である。
0は、図12に示すように、同一条件の下で分極して形
成したものをスライス、研磨により分離して使用するこ
とも可能である。
【0033】図13、14に複合圧電振動子3の製造方
法の更に他の実施例を示す。この実施例において、先
ず、長手方向寸法が、探触子完成時の振動子全体の長さ
より十分長く、幅方向寸法が階段状重み付け関数の階段
幅に合わせた複数枚の未分極の圧電材21が用意され
る。これら圧電材は、探触子の厚み方向Bに並べられて
貼り合わせられ、複合圧電材12が形成される。次に、
図14に示すように、この複合圧電材12の各部を放射
音圧、あるいは電気機械変換効率の分布が、探触子の厚
み方向Bにおいて中央で高く、端部に行くに従って低く
なるように分極し、更に、その両主面に電極6を形成し
て複合圧電振動子板1が形成される。なお、以下の工程
は、上述した実施例と同様であるので説明を省略する。
法の更に他の実施例を示す。この実施例において、先
ず、長手方向寸法が、探触子完成時の振動子全体の長さ
より十分長く、幅方向寸法が階段状重み付け関数の階段
幅に合わせた複数枚の未分極の圧電材21が用意され
る。これら圧電材は、探触子の厚み方向Bに並べられて
貼り合わせられ、複合圧電材12が形成される。次に、
図14に示すように、この複合圧電材12の各部を放射
音圧、あるいは電気機械変換効率の分布が、探触子の厚
み方向Bにおいて中央で高く、端部に行くに従って低く
なるように分極し、更に、その両主面に電極6を形成し
て複合圧電振動子板1が形成される。なお、以下の工程
は、上述した実施例と同様であるので説明を省略する。
【0034】なお、この実施例を実施する際にも、図1
5に示すように、ブロック状のものからスライス等によ
り分離して各エレメントを製造する手法を適用すること
ができる。
5に示すように、ブロック状のものからスライス等によ
り分離して各エレメントを製造する手法を適用すること
ができる。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、圧電振動子板全体にわたって分極の方向が主
面にたいして垂直になるので、不要振動成分を生じさせ
ることなく、理想的な振幅重み付けを行うことができ
る。
によれば、圧電振動子板全体にわたって分極の方向が主
面にたいして垂直になるので、不要振動成分を生じさせ
ることなく、理想的な振幅重み付けを行うことができ
る。
【図1】本発明の実施例を示す図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】素子間隔とビーム面積の関係を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す図である。
【図6】本発明の第1、第2の工程を示す図である。
【図7】本発明の第3の工程を示す図である。
【図8】本発明の変形例を示す図である。
【図9】本発明の他の実施例を示す図である。
【図10】複合圧電板ブロックの製造工程を示す図であ
る。
る。
【図11】複合圧電板の製造工程を示す図である。
【図12】圧電板ブロックの製造工程を示す図である。
【図13】複合圧電振動子の他の製造方法を示す図であ
る。
る。
【図14】複合圧電材の分極工程を示す図である。
【図15】複合圧電材の他の製法を示す図である。
【図16】圧電素子からの超音波放射を示す図である。
【図17】従来例を示す図である。
【図18】他の従来例を示す図である。
1 複合圧電振動子板 2 圧電振動子板 3 複合圧電振動子 4 共通電極 5 セグメント 6 電極 7 信号線 8 圧電板 9 複合圧電板 10 圧電板ブロック 11 複合圧電板ブロック 12 複合圧電材 13 複合圧電材ブロック A 配列方向 B 厚み方向 S 切り換えスイッチ d 間隔
Claims (10)
- 【請求項1】複合圧電振動子板(1)を配列状に分割し、
配列方向(A)に超音波ビームを走査する超音波探触子で
あって、 前記複合圧電振動子板2(1)は、配列方向(A)と直交す
る厚み方向(B)に複数の圧電振動子板(2、2・・)を接
合して形成され、 かつ、前記圧電振動子板(2)は、その放射音圧あるいは
電気機械変換効率が、中央で高く、端部に行くにしたが
って低くなるように配列されることを特徴とする超音波
探触子。 - 【請求項2】前記複合圧電振動子板(1)は、厚み方向
(B)において、2種類以上の異なる幅の圧電振動子板
(2)から構成されることを特徴とする請求項1記載の超
音波探触子。 - 【請求項3】前記複合圧電振動子板(1)を配列状に分割
して形成される複合圧電振動子(3)の一方の主面には、
該主面の全体にわたって共通する共通電極(4)を設ける
とともに、対向する他の主面には前記各圧電振動子板
(2)に対応するセグメント(5)毎に複数の電極(6、6
・・)を設け、 かつ、前記複数の電極(6)から引き出した信号線(7)を
切り換えスイッチ(S)を介して接続し、 前記切り換えスイッチ(S)の操作により開口制御を行う
請求項1又は2記載の超音波探触子。 - 【請求項4】前記複合圧電振動子板(1)を配列状に分割
して形成される複合圧電振動子(3)の一方の主面には、
該主面の全体にわたって共通する共通電極(4)を設ける
とともに、対向する他の主面には前記各圧電振動子板
(2)に対応するセグメント(5)のうち複数に共通する電
極6を設け、 かつ、前記各電極(6)から引き出した信号線(7)を切り
換えスイッチ(S)を介して接続し、 前記切り換えスイッチ(S)の操作により開口制御を行う
請求項1又は2記載の超音波探触子。 - 【請求項5】前記圧電振動子板(2)間の間隔(d)が、振
動子の波長の1/4以下であることを特徴とする請求項
1、2、3、又は4記載の超音波探触子。 - 【請求項6】圧電材に与える分極強度を個別に変えて、
異なる放射音圧あるいは電気機械変換効率を持つ圧電板
(8)を製造する第1の工程と、 前記圧電板(8)を、放射音圧あるいは電気機械変換効率
の分布が厚み方向(B)において、中央で高く、端部に行
くに従って低くなるように配置して貼り合わせ、複合圧
電板(9)を得る第2の工程と、 前記複合圧電板(9)の主面に電極(6)を形成した後、配
列状に分割する第3の工程とを有する複合圧電振動子の
製造方法。 - 【請求項7】圧電材に与える分極強度を個別に変えて、
異なる放射音圧あるいは電気機械変換効率を持つ圧電板
ブロック(10)を製造する第1の工程と、 前記圧電板ブロック(10)を、放射音圧あるいは電気機
械変換効率の分布が厚み方向(B)において、中央で高
く、端部に行くに従って低くなるように配置して貼り合
わせて複合圧電板ブロック(11)を形成した後、素子の
厚さ方向に垂直にスライスあるいは研磨して複合圧電板
(9)を得る第2の工程と、 前記複合圧電板(9)の主面に電極6を形成した後、配列
状に分割する第3の工程とを有する複合圧電振動子の製
造方法。 - 【請求項8】未分極の圧電材を探触子の厚み方向Bに並
べて貼り合わせ、複合圧電材(12)を得る第1の工程
と、 前記各圧電材に与える分極強度を変えて、放射音圧、あ
るいは電気機械変換効率の分布が、探触子の厚み方向
(B)において、中央で高く、端部に行くに従って低くな
るように分極して複合圧電板(9)を得る第2の工程と、 前記複合圧電板(9)の主面に電極(6)を形成した後、配
列状に分割する第3の工程とを有する複合圧電振動子の
製造方法。 - 【請求項9】所定厚さを有する未分極の圧電材を探触子
の厚み方向(B)に並べて貼り合わせた後、素子の厚さ方
向に垂直にスライス、あるいは研磨して複合圧電材(1
2)を得る第1の工程と、 前記各圧電材に与える分極強度を変えて、放射音圧、あ
るいは電気機械変換効率の分布が、探触子の厚み方向
(B)において、中央で高く、端部に行くに従って低くな
るように分極して複合圧電板(9)を得る第2の工程と、 前記複合圧電板(9)の主面に電極(6)を形成した後、配
列状に分割する第3の工程とを有する複合圧電振動子の
製造方法。 - 【請求項10】所定厚さの未分極の圧電材を探触子の厚
み方向Bに並べて貼り合わせて複合圧電材ブロック(1
3)を得る第1の工程と、 前記複合圧電材ブロック(13)の各圧電材に与える分極
強度を変えて、放射音圧、あるいは電気機械変換効率の
分布が、探触子の厚み方向Bにおいて、中央で高く、端
部に行くに従って低くなるように分極した後、素子の厚
さ方向に垂直にスライス、あるいは研磨して複合圧電板
(9)を得る第2の工程と、 前記複合圧電板(9)の主面に電極(6)を形成した後、配
列状に分割する第3の工程とを有する複合圧電振動子の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3242973A JPH0576527A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 超音波探触子及び該探触子に使用する複合圧電振動子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3242973A JPH0576527A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 超音波探触子及び該探触子に使用する複合圧電振動子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0576527A true JPH0576527A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=17096993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3242973A Withdrawn JPH0576527A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 超音波探触子及び該探触子に使用する複合圧電振動子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0576527A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09234199A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Toshiba Medical Eng Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2003009288A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-01-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 圧電装置、超音波プローブおよび超音波撮像装置 |
JP2005278918A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Aloka Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2009089738A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-30 | Toshiba Corp | 超音波探触子及び超音波診断装置 |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP3242973A patent/JPH0576527A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09234199A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Toshiba Medical Eng Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2003009288A (ja) * | 2001-06-11 | 2003-01-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 圧電装置、超音波プローブおよび超音波撮像装置 |
JP2005278918A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Aloka Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP4516340B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-08-04 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
JP2009089738A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-30 | Toshiba Corp | 超音波探触子及び超音波診断装置 |
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---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |