KR20240056568A - 초음파 발생 장치 및 초음파 발생 시스템 - Google Patents

초음파 발생 장치 및 초음파 발생 시스템 Download PDF

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KR20240056568A
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사토시 스즈키
고타 요코야마
료 스즈키
신스케 이토
다카시 가사시마
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니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
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Abstract

접착제에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제 가능한 초음파 발생 장치 및 초음파 발생 시스템을 제공한다. 도파로 (13) 는, 초음파 집속부 (12) 와 별도의 부재로서, 초음파 집속부 (12) 는, 초음파 발생원 (11) 과 접착제 (20) 로 접착되어 있고, 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 를, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생하는 초음파의 진행 방향을 따라 제 1 반사면 (16) 에 투영한 선을 제 1 가상선 (L1) 으로 하고, 제 1 가상선 (L1) 상의 점과 제 1 반사면 (16) 의 초점 (Fs) 을 통과하는 직선을 제 2 가상선 (L2) 으로 하고, 모든 제 2 가상선 (L2) 과 제 2 반사면 (17) 의 교점에 의해 형성되는 선을 제 3 가상선 (L3) 으로 했을 때, 접착제 (20) 는, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에 있어서, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되어 있다.

Description

초음파 발생 장치 및 초음파 발생 시스템
본 발명은, 초음파 발생 장치 및 초음파 발생 시스템에 관한 것이다.
종래, 진단이나 치료 등의 여러 용도로 사용되는 초음파 발생 장치가 알려져 있다. 예를 들어 하기 특허문헌 1 에는, 초음파를 발생하는 초음파 발생원과, 초음파 발생원에서 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부와, 초음파 집속부에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로를 구비한 초음파 발생 장치가 기재되어 있다. 초음파 발생원에서 발생한 초음파는, 도파로의 선단까지 전송된다.
국제 공개 제2006/028249호
일반적으로, 상기와 같은 초음파 발생 장치의 초음파 발생원은, 초음파 집속부에 접착제 등으로 접합된다. 이 경우, 초음파 발생원과 초음파 집속부의 접착면에 골고루 접착제를 퍼지게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 접착제가 접착면으로부터 비어져 나온 경우, 비어져 나온 접착제에 의해, 초음파의 강도가 저하되어 버릴 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 사정에 기초하여 완성된 것으로서, 접착제에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제 가능한 초음파 발생 장치 및 초음파 발생 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명 1 의 초음파 발생 장치는, 초음파를 발생하는 초음파 발생원과, 상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부와, 상기 초음파 집속부에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로를 구비하고, 상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 대향하여 배치된 제 1 반사면과, 상기 제 1 반사면과 대향하여 배치된 제 2 반사면을 갖고, 상기 제 1 반사면은, 상기 초음파 발생원과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 상기 제 2 반사면으로 향해 반사시키고, 상기 제 2 반사면은, 상기 제 1 반사면과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 제 1 반사면에서 반사된 초음파를 상기 도파로로 향해 반사하여 상기 도파로의 내부에 도입하고, 상기 초음파 발생원은, 상기 초음파 발생원과 상기 제 1 반사면의 대향 방향에 직교하는 직경 방향에 있어서의 상기 제 2 반사면의 주위를 둘러싸는 초음파 발생 장치로서, 상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 접착제로 접착되어 있고, 상기 초음파 발생원의 외주 가장자리를, 상기 초음파 발생원으로부터 발생하는 초음파의 진행 방향을 따라 상기 제 1 반사면에 투영한 선을 제 1 가상선으로 하고, 상기 제 1 가상선 상의 점과 상기 제 1 반사면의 초점을 통과하는 직선을 제 2 가상선으로 하고, 모든 상기 제 2 가상선과 상기 제 2 반사면의 교점에 의해 형성되는 선을 제 3 가상선으로 했을 때, 상기 접착제는, 상기 초음파 발생원보다 내주측에 있어서, 상기 제 3 가상선보다 외주측의 영역에 형성되어 있는 것이다.
본 발명 2 의 초음파 발생 장치는, 초음파를 발생하는 초음파 발생원과, 상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부와, 상기 초음파 집속부에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로를 구비하고, 상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 대향하여 배치된 제 1 반사면과, 상기 제 1 반사면과 대향하여 배치된 제 2 반사면을 갖고, 상기 제 1 반사면은, 상기 초음파 발생원과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 상기 제 2 반사면으로 향해 반사하고, 상기 제 2 반사면은, 상기 제 1 반사면과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 제 1 반사면에서 반사된 초음파를 상기 도파로로 향해 반사하여 상기 도파로의 내부에 도입하고, 상기 초음파 발생원은, 상기 초음파 발생원과 상기 제 1 반사면의 대향 방향에 직교하는 직경 방향에 있어서의 상기 제 2 반사면의 주위를 둘러싸는 초음파 발생 장치로서, 상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 접착제로 접착되어 있고, 상기 초음파 발생원의 외주 가장자리를, 상기 초음파 발생원으로부터 발생하는 초음파의 진행 방향을 따라 상기 제 1 반사면에 투영한 선을 제 1 가상선으로 했을 때, 상기 초음파 집속부와 상기 초음파 발생원을 접착하는 접착제는, 상기 초음파 발생원보다 외주측에도 형성되고, 또한 상기 제 1 반사면에 있어서 상기 제 1 가상선보다 내주측에 형성되어 있지 않은 것이다.
본 발명 1 에 의하면, 접착제는, 제 2 반사면 중 제 3 가상선보다 내주측의 영역 (제 2 반사면 중 특히 강한 초음파가 닿는 영역) 에 형성되지 않는다. 따라서, 접착제에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명 2 에 의하면, 접착제는, 제 1 반사면 중 제 1 가상면보다 내주측의 영역 (제 1 반사면 중 특히 강한 초음파가 닿는 영역) 에 형성되지 않는다. 따라서, 접착제에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
도 1 은 초음파 발생 장치의 기본 구성을 설명하는 도면으로서, 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파가 제 1 반사면으로 향해 직진하는 이미지를 나타내는 도면
도 2 는 초음파 발생 장치의 기본 구성을 설명하는 도면으로서, 제 1 반사면에서 반사된 초음파가 초점으로 향해 집속하는 이미지를 나타내는 도면
도 3 은 실시예 1 에 있어서의 초음파 발생 장치를 나타내는 개략 단면도
도 4 는 하측으로부터 본 초음파 발생 장치를 나타내는 저면도
도 5 는 실시예 2 에 있어서의 초음파 발생 장치를 나타내는 개략 단면도
도 6 은 실시예 3 에 있어서의 초음파 발생 장치를 나타내는 개략 단면도
도 7 은 실시예 4 에 있어서의 초음파 발생 장치를 나타내는 개략 단면도
도 8 은 실시예 5 에 있어서의 초음파 발생 시스템의 구성을 나타내는 도면
도 9 는 다른 실시예 (3) 에 있어서의 초음파 발생 장치를 나타내는 개략 단면도
본 발명의 바람직한 형태를 이하에 나타낸다.
본 발명 1 의 초음파 발생 장치에 있어서, 상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 상기 접착제의 저류 스페이스가 형성되고, 상기 저류 스페이스는, 상기 접착면을 따라 퍼지고, 상기 접착제를 저류 가능한 크기를 갖고 있는 것으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 초음파 발생원의 내주측으로 비어져 나온 접착제는 저류 스페이스에 저류되기 때문에, 저류 스페이스가 형성되어 있지 않은 경우보다 제 2 반사면에 접착제를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
또, 본 발명 1 의 초음파 발생 장치에 있어서, 상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 상기 접착면과 교차하는 방향으로 연장된 단차면이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 초음파 발생원의 내주측으로 비어져 나온 접착제는 단차면에 부착되기 때문에, 단차면이 형성되어 있지 않은 경우보다 제 2 반사면에 접착제를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
또, 본 발명 1 의 초음파 발생 장치에 있어서, 상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 상기 접착면과 교차하는 방향으로 돌출된 벽이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 초음파 발생원의 내주 가장자리로부터 비어져 나온 접착제는 벽에 의해 초음파 발생원측에 머물기 때문에, 벽이 형성되어 있지 않은 경우보다 제 2 반사면에 접착제를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
또, 본 발명 1 의 초음파 발생 장치에 있어서, 상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 상기 접착면과 교차하는 방향으로 오목한 홈이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 초음파 발생원의 내주 가장자리로부터 비어져 나온 접착제는 홈에 의해 초음파 발생원측에 머물기 때문에, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다 제 2 반사면에 접착제를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
또, 본 발명 1 의 초음파 발생 장치에 있어서, 상기 홈은, 모든 상기 제 2 가상선에 의해, 상기 제 1 가상선과 상기 초점의 사이에 형성되는 가상면보다 상기 초음파 발생원측에 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 홈은, 제 1 반사면으로부터 초점에 집속하는 초음파의 전파 영역과 겹치지 않는다. 따라서, 홈은, 제 1 반사면으로부터 초점에 집속하는 초음파의 전파를 방해하지 않는다.
본 발명 2 의 초음파 발생 장치에 있어서, 상기 초음파 발생원의 외주 가장자리보다 외주측에, 상기 접착면과 교차하는 방향으로 돌출된 벽이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 초음파 발생원의 외주 가장자리로부터 비어져 나온 접착제는 벽에 의해 초음파 발생원측에 머물기 때문에, 벽이 형성되어 있지 않은 경우보다 제 1 반사면에 접착제를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
본 발명 2 의 초음파 발생 장치에 있어서, 상기 초음파 발생원의 외주 가장자리보다 외주측에, 상기 접착면과 교차하는 방향으로 오목한 홈이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 초음파 발생원의 외주 가장자리로부터 비어져 나온 접착제는 홈에 의해 초음파 발생원측에 머물기 때문에, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다 제 1 반사면에 접착제를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
＜실시예 1＞
이하, 본 발명을 구체화한 하나의 실시예에 대해, 도 1 ∼ 도 4 를 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 실시예에 있어서의 초음파 발생 장치 (10) 는, 초음파 진단 장치, 초음파 치료 장치, 캐비테이션 발생 장치 등에 사용된다.
먼저, 초음파 발생 장치 (10) 의 기본 구성에 대해 설명한다. 초음파 발생 장치 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 초음파 발생원 (11) 과, 초음파 집속부 (12) 와, 도파로 (13) 를 구비하고 있다. 초음파 발생원 (11) 은, 초음파를 발생한다. 초음파 집속부 (12) 는, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파를 집속한다. 도파로 (13) 는, 초음파 집속부 (12) 에 의해 집속된 초음파를 전송한다. 도파로 (13) 에 의해 전송된 초음파는, 대상물에 조사된다. 대상물은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 생체 내여도 된다. 대상물에 조사된 초음파는, 대상물에서 반사되고, 대상물의 화상 정보를 실은 초음파로서 도파로 (13) 내로 되돌아간다. 대상물의 화상 정보를 실은 초음파는, 도파로 (13) 및 초음파 집속부 (12) 를 개재하여 초음파 발생원 (11) 으로 되돌아간다. 화상 정보를 실은 초음파에 따른 전기 신호는, 신호 송수신 회로에 의해 수신되고, 수신된 신호에 포함되는 화상 정보는, 신호 표시 장치에 표시된다. 또한, 화상 정보를 포함하는 초음파에 기초하여 화상 표시를 실시하는 기술은, 초음파 진단 장치 등에 사용되는 공지 기술을 채용할 수 있다.
초음파 발생원 (11) 은, 예를 들어, 압전 소자이다. 초음파 발생원 (11) 은, 소정의 두께 치수를 갖는 판상으로 형성되어 있다. 초음파 발생원 (11) 은, 제 1 주면 (14) 과, 제 1 주면 (14) 과는 반대측의 제 2 주면 (15) 을 갖고 있다. 제 1 주면 (14) 및 제 2 주면 (15) 에는, 도시되지 않은 전극이 배치되어 있다.
초음파 발생원 (11) 은, 전원 장치 (50) 로부터 전기 신호가 주어지면 초음파를 발생한다 (도 8 참조). 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 화살표 (A2) 방향으로 직진하는 평면파이다. 화살표 (A2) 는, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파의 진행 방향을 나타낸다. 화살표 (A2) 는, 축 (A1) 과 평행하다. 초음파 발생원 (11) 은, 예를 들어, 30 kHz 이상의 주파수로 초음파를 발생시킨다. 이하, 각 구성 부재에 있어서, 도 1 의 화살표 (A2) 가 지시하는 방향을 상방, 그 반대 방향을 하방으로 한다.
초음파 집속부 (12) 는, 중실의 금속 (예를 들어 두랄루민) 에 의해 형성되어 있다. 초음파 집속부 (12) 는, 제 1 반사면 (16) 및 제 2 반사면 (17) 을 구비하고 있다. 제 1 반사면 (16) 은, 초음파 발생원 (11) 과 대향하여 배치되어 있다. 제 1 반사면 (16) 과 초음파 발생원 (11) 의 대향 방향은, 축 (A1) 의 연장 방향과 평행하다. 제 1 반사면 (16) 은, 초음파 집속부 (12) 의 외부에서 보면, 상측 (초음파 발생원 (11) 과는 반대측) 으로 볼록한 포물면이다. 제 1 반사면 (16) 은, 초음파 집속부 (12) 의 내부에서 보면 오목형이다. 제 1 반사면 (16) 의 중심부는, 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 보다 상방에 위치하고 있다. 제 1 반사면 (16) 은, 축 (A1) 을 회전축으로 하여 구성되는 회전 포물면이다.
제 2 반사면 (17) 은, 제 1 반사면 (16) 과 대향하여 배치되어 있다. 제 2 반사면 (17) 은, 초음파 집속부 (12) 의 외부에서 보면, 하측 (제 1 반사면 (16) 과는 반대측) 으로 볼록한 포물면이다. 제 2 반사면 (17) 은, 초음파 집속부 (12) 의 내부에서 보면 오목형이다. 제 2 반사면 (17) 의 중심부는, 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 보다 하방에 위치하고 있다. 제 2 반사면 (17) 은, 축 (A1) 을 회전축으로 하여 구성되는 회전 포물면이다.
도파로 (13) 는, 중실의 기둥 형상이다. 도파로 (13) 는, 제 1 반사면 (16) 의 중심부로부터 축 (A1) 을 따라 상방으로 연장되어 있다. 도파로 (13) 의 축 (A1) 에 직교하는 단면은, 축 (A1) 을 중심으로 하는 원 형상이다. 도파로 (13) 의 축 (A1) 에 직교하는 직경 치수 (B1) 는, 제 2 반사면 (17) 의 축 (A1) 에 직교하는 직경 치수 (B2) 보다 작다.
초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 반사면 (16) 에서 반사되고, 제 1 반사면 (16) 의 초점 (Fs) 을 향해 집속한다. 초점 (Fs) 을 통과한 초음파는, 제 2 반사면 (17) 에서 반사되고, 제 2 반사면 (17) 의 초점 (Fs) 을 향해 집속한다. 제 2 반사면 (17) 의 초점 (Fs) 은, 제 1 반사면 (16) 의 초점 (Fs) 과 일치하고 있다. 제 2 반사면 (17) 의 단위 면적당 초음파 강도는, 제 1 반사면 (16) 의 단위 면적당 초음파 강도보다 높다. 제 2 반사면 (17) 에서 반사되고, 초점 (Fs) 을 통과한 초음파는, 평면파로서 도파로 (13) 의 내부에 도입된다. 초점 (Fs) 은, 축 (A1) 상에 위치하고 있다.
다음으로, 초음파 발생 장치 (10) 의 상세를 설명한다. 초음파 발생원 (11) 은, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 2 반사면 (17) 의 주위를 둘러싸고 있다. 초음파 발생원 (11) 은, 축 (A1) 을 중심으로 하는 원환 형상이다. 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 는, 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 로부터, 축 (A1) 과 직교하는 직경 방향의 외측으로 이간되어 있다. 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 는, 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 보다 축 (A1) 과 직교하는 직경 방향의 내측으로 이간되어 있다. 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 및 외주 가장자리 (11B) 는, 제 1 주면 (14) 의 외주 가장자리 및 내주 가장자리이다. 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 및 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 는, 축 (A1) 을 중심으로 하는 동심의 원 형상이다. 제 2 반사면 (17) 의 면적은, 제 1 반사면 (16) 의 면적보다 작다.
초음파 집속부 (12) 는, 초음파 발생원 (11) 과의 접착면 (18) 을 갖고 있다. 접착면 (18) 은, 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 로부터 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 까지 축 (A1) 에 직교하는 직경 방향 외측으로 퍼져 있다. 접착면 (18) 은, 축 (A1) 에 직교하는 평탄면이다. 접착면 (18) 은, 축 (A1) 을 중심으로 하여 제 2 반사면 (17) 의 주위를 둘러싸는 원환 형상이다.
초음파 집속부 (12) 는, 초음파 발생원 (11) 과 접착제 (20) 로 접착되어 있다. 접착제 (20) 는, 초음파를 전파하는 성질을 갖고 있다. 접착제 (20) 는, 초음파 발생원 (11) 의 제 1 주면 (14) 과 초음파 집속부 (12) 의 접착면 (18) 의 사이에 배치된 접착층 (도시 생략) 과, 제 1 주면 (14) 으로부터 외측으로 비어져 나온 잉여부 (21) 를 구비하고 있다. 접착층은 얇고, 제 1 주면 (14) 의 전체에 퍼져 있다. 이로써, 초음파 집속부 (12) 와 초음파 발생원 (11) 을 강고하게 접착할 수 있다. 접착층 내에는, 가능한 한 기포를 형성하지 않는 것이 바람직하지만, 다소의 기포가 포함되어도 된다. 잉여부 (21) 는, 접착층의 외연부에 있어서의 응력 집중을 방지한다. 이로써, 접착층의 외연부로부터 초음파 발생원 (11) 의 박리가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
초음파 집속부 (12) 는, 접착제 (20) 의 저류 스페이스로서 내측 저류 스페이스 (23) 및 외측 저류 스페이스 (24) 를 구비하고 있다. 내측 저류 스페이스 (23) 및 외측 저류 스페이스 (24) 는, 접착면 (18) 을 따라 퍼져 있다. 바꾸어 말하면, 내측 저류 스페이스 (23) 및 외측 저류 스페이스 (24) 는, 접착면 (18) 의 일부이다.
내측 저류 스페이스 (23) 는, 초음파 발생원 (11) 의 내주측에 형성되어 있다. 내측 저류 스페이스 (23) 는, 접착면 (18) 중 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 와 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 의 사이이다. 내측 저류 스페이스 (23) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 축 (A1) 을 중심으로 한 원환 형상이다. 내측 저류 스페이스 (23) 는, 제 2 반사면 (17) 의 외주측을 둘러싸고 있다. 내측 저류 스페이스 (23) 의 폭 치수 (축 (A1) 에 직교하는 방향의 직경 치수) (B3) 는, 전체 둘레에 걸쳐 일정하다. 내측 저류 스페이스 (23) 는, 접착제 (20) 의 잉여부 (21) 를 저류 가능한 크기를 갖고 있다.
외측 저류 스페이스 (24) 는, 초음파 발생원 (11) 의 외주측에 형성되어 있다. 외측 저류 스페이스 (24) 는, 접착면 (18) 중 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 와 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 의 사이이다. 외측 저류 스페이스 (24) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 축 (A1) 을 중심으로 한 원환 형상이다. 외측 저류 스페이스 (24) 는, 초음파 발생원 (11) 의 외주측을 둘러싸고 있다. 외측 저류 스페이스 (24) 의 폭 치수 (축 (A1) 에 직교하는 방향의 직경 치수) (B4) 는, 전체 둘레에 걸쳐 일정하다. 외측 저류 스페이스 (24) 는, 접착제 (20) 의 잉여부 (21) 를 저류 가능한 크기를 갖고 있다.
접착제 (20) 의 잉여부 (21) 는, 내측 저류 스페이스 (23) 에 머물러 있다. 이로써, 접착제 (20) 의 잉여부 (21) 는, 제 2 반사면 (17) 의 특정 영역 (26) 에 형성되어 있지 않다. 제 2 반사면 (17) 의 특정 영역 (26) 은, 제 2 반사면 (17) 중 특히 강한 초음파가 닿는 영역이다.
접착제 (20) 의 잉여부 (21) 는, 외측 저류 스페이스 (24) 에 머물러 있다. 이로써, 접착제 (20) 의 잉여부 (21) 는, 제 1 반사면 (16) 의 특정 영역 (27) 에 형성되어 있지 않다. 제 1 반사면 (16) 의 특정 영역 (27) 은, 제 1 반사면 (16) 중 특히 강한 초음파가 닿는 영역이다.
제 2 반사면 (17) 의 특정 영역 (26) 및 제 1 반사면 (16) 의 특정 영역 (27) 에 대해, 제 1 가상선 (L1), 제 2 가상선 (L2) 및 제 3 가상선 (L3) 을 정의하여 설명한다. 제 1 가상선 (L1) 은, 제 1 반사면 (16) 상의 가상선이다.
제 1 가상선 (L1) 은, 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 를, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생하는 초음파의 진행 방향을 따라 제 1 반사면 (16) 에 투영한 선이다. 제 1 가상선 (L1) 은, 초음파 발생 장치 (10) 를 하측에서 보면, 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 와 겹친다. 제 1 가상선 (L1) 은, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 축 (A1) 을 중심으로 한 원 형상을 이루고 있다. 제 1 반사면 (16) 의 특정 영역 (27) 은, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측의 영역이다.
제 2 가상선 (L2) 은, 제 1 가상선 (L1) 상의 점과 제 1 반사면 (16) 의 초점 (Fs) 을 통과하는 직선이다. 제 2 가상선 (L2) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 가상선 (L1) 으로부터 초점 (Fs) 으로 향해 비스듬히 하향으로 연장되어 있다.
제 3 가상선 (L3) 은, 제 2 반사면 (17) 상의 가상선이다. 제 3 가상선 (L3) 은, 모든 제 2 가상선 (L2) 과 제 2 반사면 (17) 의 교점에 의해 형성된다. 제 3 가상선 (L3) 은, 제 2 반사면 (17) 에 있어서 축 (A1) 을 중심으로 한 원 형상을 이루고 있다. 제 3 가상선 (L3) 은, 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 보다 내주측에 위치하고 있다. 제 2 반사면 (17) 의 특정 영역 (26) 은, 제 2 반사면 (17) 중 제 3 가상선 (L3) 의 내측의 영역이다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 실시예의 작용 및 효과에 대해 설명한다. 실시예 1 의 초음파 발생 장치 (10) 는, 초음파 발생원 (11) 과 초음파 집속부 (12) 와 도파로 (13) 를 구비하고 있다. 초음파 발생원 (11) 은, 초음파를 발생한다. 초음파 집속부 (12) 는, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파를 집속한다. 도파로 (13) 는, 초음파 집속부 (12) 에 의해 집속된 초음파를 전송한다. 초음파 집속부 (12) 는, 포물면 형상의 제 1 반사면 (16) 과, 포물면 형상의 제 2 반사면 (17) 을 갖고 있다. 제 1 반사면 (16) 은, 초음파 발생원 (11) 과 대향하여 배치되어 있다. 제 2 반사면 (17) 은, 제 1 반사면 (16) 과 대향하여 배치되어 있다. 제 1 반사면 (16) 은, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파를 제 2 반사면 (17) 으로 향해 반사한다. 제 2 반사면 (17) 은, 제 1 반사면 (16) 에서 반사된 초음파를 도파로 (13) 로 향해 반사하여 도파로 (13) 의 내부에 도입한다. 초음파 발생원 (11) 은, 초음파 발생원 (11) 과 제 1 반사면 (16) 의 대향 방향에 직교하는 직경 방향에 있어서의 제 2 반사면 (17) 의 주위를 둘러싼다. 초음파 집속부 (12) 는, 초음파 발생원 (11) 과 접착제 (20) 로 접착되어 있다. 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 를, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생하는 초음파의 진행 방향을 따라 제 1 반사면 (16) 에 투영한 선을 제 1 가상선 (L1) 으로 하고, 제 1 가상선 (L1) 상의 점과 제 1 반사면 (16) 의 초점 (Fs) 을 통과하는 직선을 제 2 가상선 (L2) 으로 하고, 모든 제 2 가상선 (L2) 과 제 2 반사면 (17) 의 교점에 의해 형성되는 선을 제 3 가상선 (L3) 으로 했을 때, 접착제 (20) 는, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에 있어서, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, 접착제 (20) 는, 제 2 반사면 (17) 중 제 3 가상선 (L3) 보다 내주측의 영역 (제 2 반사면 (17) 중 특히 강한 초음파가 닿는 영역) 에 형성되지 않는다. 따라서, 접착제 (20) 에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또, 초음파 집속부 (12) 와 초음파 발생원 (11) 을 접착하는 접착제 (20) 는, 초음파 발생원 (11) 보다 외주측에도 형성되어 있다. 접착제 (20) 는, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어 있지 않다. 이 구성에 의하면, 접착제 (20) 는, 제 1 반사면 (16) 중 특히 강한 초음파가 닿는 영역에 형성되지 않기 때문에, 접착제 (20) 에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또, 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 와 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 의 사이에는, 접착제 (20) 의 내측 저류 스페이스 (23) 가 형성되어 있다. 내측 저류 스페이스 (23) 는, 접착면 (18) 을 따라 퍼지고, 접착제 (20) 를 저류 가능한 크기를 갖고 있다. 이 구성에 의하면, 초음파 발생원 (11) 의 내주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 내측 저류 스페이스 (23) 에 저류되기 때문에, 제 2 반사면 (17) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
또, 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 와 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 의 사이에는, 접착제 (20) 의 외측 저류 스페이스 (24) 가 형성되어 있다. 외측 저류 스페이스 (24) 는, 접착면 (18) 을 따라 퍼지고, 접착제 (20) 를 저류 가능한 크기를 갖고 있다. 이 구성에 의하면, 초음파 발생원 (11) 의 외주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 외측 저류 스페이스 (24) 에 저류되기 때문에, 제 1 반사면 (16) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
＜실시예 2＞
다음으로, 본 발명을 구체화한 실시예 2 에 관련된 초음파 발생 장치 (10) 를 도 5 에 의해 설명한다. 본 실시예의 초음파 발생 장치 (10) 는, 초음파 발생원 (11) 의 내주측 및 외주측에 내측 단차면 (31) 및 외측 단차면 (32) 을 형성한 점에서, 실시예 1 과는 상이하다. 또한, 실시예 1 과 동일한 구성에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시예에 관련된 초음파 발생 장치는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파를 발생하는 초음파 발생원 (11) 과, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부 (12) 와, 초음파 집속부 (12) 에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로 (13) 를 구비하고 있다. 또, 접착제 (20) 의 잉여부 (도시 생략) 는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에 있어서, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되고, 초음파 발생원 (11) 보다 외주측에서는, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어 있지 않다.
내측 단차면 (31) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주측에 형성되어 있다. 내측 단차면 (31) 은, 접착면 (18) 의 중앙부에 형성되어 있다. 내측 단차면 (31) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 와 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 의 사이에 형성되어 있다. 내측 단차면 (31) 은, 접착면 (18) 으로부터 접착면 (18) 과 직교 방향의 상측으로 연장되어 있다. 내측 단차면 (31) 은, 축 (A1) 을 중심으로 한 원통 형상을 이루고 있다. 내측 단차면 (31) 의 상측 가장자리는, 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 이다. 내측 단차면 (31) 의 하측 가장자리는, 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 이다.
외측 단차면 (32) 은, 초음파 발생원 (11) 의 외주측에 형성되어 있다. 외측 단차면 (32) 은, 접착면 (18) 의 외연부에 형성되어 있다. 외측 단차면 (32) 은, 접착면 (18) 으로부터 접착면 (18) 과 직교 방향의 상측으로 연장되어 있다. 외측 단차면 (32) 은, 축 (A1) 을 중심으로 한 원통 형상을 이루고 있다. 외측 단차면 (32) 의 상측 가장자리는, 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 보다 내측에 위치하고 있다. 외측 단차면 (32) 의 상측 가장자리와 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 의 사이에는, 스페이스 (33) 가 형성되어 있다. 스페이스 (33) 는, 축 (A1) 에 직교하는 평탄면을 포함하고 있다. 외측 단차면 (32) 의 하측 가장자리는, 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 이다.
이상과 같이 본 실시예에 있어서는, 초음파 발생원 (11) 의 내주측 및 외주측에는, 접착면 (18) 과 교차하는 방향으로 연장된 내측 단차면 (31) 및 외측 단차면 (32) 이 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 초음파 발생원 (11) 의 내주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 내측 단차면 (31) 에 부착되기 때문에, 제 2 반사면 (17) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다. 한편, 초음파 발생원 (11) 의 외주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 외측 단차면 (32) 에 부착되기 때문에, 제 1 반사면 (16) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
이로써, 접착제 (20) 는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에서는, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되고, 초음파 발생원 (11) 보다 외주측에서는, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어 있지 않다. 따라서, 접착제 (20) 에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
＜실시예 3＞
다음으로, 본 발명을 구체화한 실시예 3 에 관련된 초음파 발생 장치 (10) 를 도 6 에 의해 설명한다. 본 실시예의 초음파 발생 장치 (10) 는, 초음파 발생원 (11) 의 내주측 및 외주측에 내측벽 (41) 및 외측벽 (42) 를 형성한 점에서, 실시예 1 과는 상이하다. 또한, 실시예 1 과 동일한 구성에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시예에 관련된 초음파 발생 장치는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파를 발생하는 초음파 발생원 (11) 과, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부 (12) 와, 초음파 집속부 (12) 에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로 (13) 를 구비하고 있다. 또, 접착제 (20) 의 잉여부 (도시 생략) 는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에 있어서, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되고, 초음파 발생원 (11) 보다 외주측에서는, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어 있지 않다.
내측벽 (41) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주측에 형성되어 있다. 내측벽 (41) 은, 접착면 (18) 의 중앙부에 형성되어 있다. 내측벽 (41) 은, 접착면 (18) 으로부터 접착면 (18) 과 직교 방향의 하측으로 돌출되어 있다. 내측벽 (41) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 와 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 의 사이에 형성되어 있다. 내측벽 (41) 은, 축 (A1) 을 중심으로 한 원통 형상을 이루고 있다. 내측벽 (41) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 로부터 내측으로 이간되어 있다. 내측벽 (41) 은, 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 로부터 외측으로 이간되어 있다.
외측벽 (42) 은, 초음파 발생원 (11) 의 외주측에 형성되어 있다. 외측벽 (42) 은, 접착면 (18) 의 외연부에 형성되어 있다. 외측벽 (42) 은, 접착면 (18) 으로부터 접착면 (18) 과 직교 방향의 하측으로 돌출되어 있다. 외측벽 (42) 은, 축 (A1) 을 중심으로 한 원통 형상을 이루고 있다. 외측벽 (42) 은, 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 로부터 외측으로 이간되어 있다. 외측벽 (42) 은, 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 로부터 내측으로 이간되어 있다.
이상과 같이 본 실시예에 있어서는, 초음파 발생원 (11) 의 내주측 및 외주측에는, 접착면 (18) 과 교차하는 방향으로 돌출된 내측벽 (41) 및 외측벽 (42) 이 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 초음파 발생원 (11) 의 내주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 내측벽 (41) 에 의해 초음파 발생원 (11) 측에 머물기 때문에, 제 2 반사면 (17) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다. 한편, 초음파 발생원 (11) 의 외주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 외측벽 (42) 에 의해 초음파 발생원 (11) 측에 머물기 때문에, 제 1 반사면 (16) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
이로써, 접착제 (20) 는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에서는, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되고, 초음파 발생원 (11) 보다 외주측에서는, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어 있지 않다. 따라서, 접착제 (20) 에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
＜실시예 4＞
다음으로, 본 발명을 구체화한 실시예 4 에 관련된 초음파 발생 장치 (10) 를 도 7 에 의해 설명한다. 본 실시예의 초음파 발생 장치 (10) 는, 초음파 발생원 (11) 의 내주측 및 외주측에 내측홈 (51) 및 외측홈 (52) 을 형성한 점에서, 실시예 1 과는 상이하다. 또한, 실시예 1 과 동일한 구성에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시예에 관련된 초음파 발생 장치 (10) 는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파를 발생하는 초음파 발생원 (11) 과, 초음파 발생원 (11) 으로부터 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부 (12) 와, 초음파 집속부 (12) 에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로 (13) 를 구비하고 있다. 또, 접착제 (20) 의 잉여부 (21) (도시 생략) 는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에 있어서, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되고, 초음파 발생원 (11) 보다 외주측에서는, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어 있지 않다.
내측홈 (51) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주측에 형성되어 있다. 내측홈 (51) 은, 접착면 (18) 의 중앙부에 형성되어 있다. 내측홈 (51) 은, 접착면 (18) 으로부터 접착면 (18) 과 직교 방향의 상측으로 오목하게 되어 있다. 내측홈 (51) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 와 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 의 사이에 형성되어 있다. 내측홈 (51) 은, 축 (A1) 을 중심으로 한 원환 형상을 이루고 있다. 내측홈 (51) 은, 초음파 발생원 (11) 의 내주 가장자리 (11A) 로부터 내측으로 이간되어 있다. 내측홈 (51) 은, 제 2 반사면 (17) 의 외주 가장자리 (17B) 로부터 외측으로 이간되어 있다.
내측홈 (51) 은, 모든 제 2 가상선 (L2) 에 의해, 제 1 가상선 (L1) 과 초점 (Fs) 의 사이에 형성되는 가상면 (53) 보다 하측 (초음파 발생원 (11) 측) 에 형성되어 있다. 가상면 (53) 은, 축 (A1) 을 중심으로 한 직원추의 측면 형상을 이루고 있다. 접착면 (18) 으로부터 가상면 (53) 까지의 축 (A1) 에 평행한 상하 방향의 치수 (H1) 는, 접착면 (18) 의 중심측으로부터 외주측으로 향해 점차 커지고 있다. 내측홈 (51) 의 축 (A1) 에 평행한 상하 방향의 치수 (깊이 치수) (H2) 는, 내측홈 (51) 의 위치에 있어서의 가상면 (53) 의 상하 방향의 치수 (H1) 보다 작다.
외측홈 (52) 은, 초음파 발생원 (11) 의 외주측에 형성되어 있다. 외측홈 (52) 은, 접착면 (18) 의 외연부에 형성되어 있다. 외측홈 (52) 은, 접착면 (18) 으로부터 접착면 (18) 과 직교 방향의 상측으로 오목하게 되어 있다. 외측홈 (52) 은, 축 (A1) 을 중심으로 한 원환 형상을 이루고 있다. 외측홈 (52) 은, 초음파 발생원 (11) 의 외주 가장자리 (11B) 로부터 외측으로 이간되어 있다. 외측홈 (52) 은, 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 로부터 내측으로 이간되어 있다.
이상과 같이 본 실시예에 있어서는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파 발생원 (11) 의 내주측 및 외주측에는, 접착면 (18) 과 교차하는 방향으로 오목한 내측홈 (51) 및 외측홈 (52) 이 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 초음파 발생원 (11) 의 내주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 내측홈 (51) 에 의해 초음파 발생원 (11) 측에 머물기 때문에, 제 2 반사면 (17) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다. 한편, 초음파 발생원 (11) 의 외주측으로 비어져 나온 접착제 (20) 는, 외측홈 (52) 에 의해 초음파 발생원 (11) 측에 머물기 때문에, 제 1 반사면 (16) 에 접착제 (20) 를 부착하기 어렵게 할 수 있다.
이로써, 접착제 (20) 는, 실시예 1 과 마찬가지로, 초음파 발생원 (11) 보다 내주측에서는, 제 3 가상선 (L3) 보다 외주측의 영역에 형성되고, 초음파 발생원 (11) 보다 외주측에서는, 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어 있지 않다. 따라서, 접착제 (20) 에 의해 초음파의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
내측홈 (51) 은, 모든 제 2 가상선 (L2) 에 의해, 제 1 가상선 (L1) 과 초점 (Fs) 의 사이에 형성되는 가상면 (53) 보다 초음파 발생원 (11) 측에 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 내측홈 (51) 은, 제 1 반사면 (16) 으로부터 초점 (Fs) 에 집속하는 초음파의 전파 영역과 겹치지 않는다. 따라서, 내측홈 (51) 은, 제 1 반사면 (16) 으로부터 초점 (Fs) 에 집속하는 초음파의 전파를 방해하지 않는다.
＜실시예 5＞
다음으로, 본 발명을 구체화한 실시예 5 에 관련된 초음파 발생 시스템을 도 8 에 의해 설명한다. 상기 실시예와 동일한 구성에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시예의 초음파 발생 시스템은, 초음파 발생 장치 (10) 와 전원 장치 (100) 를 구비하고 있다. 전원 장치 (100) 는, 초음파 발생 장치 (10) 의 전극에 전기 신호를 출력하여, 초음파 발생 장치 (10) 를 구동시킨다.
전원 장치 (100) 는, 신호 발생기 (101) 와, 전력 증폭기 (102) 와, 계측기 (103) 를 구비하고 있다. 신호 발생기 (101) 는, 임의의 진동 신호를 생성한다. 신호 발생기 (101) 는, 예를 들어 주파수 특성 분석기 (Frequency Response Analyzer) 를 사용해도 된다. 전력 증폭기 (102) 는, 신호 발생기 (101) 로부터 출력된 신호를 증폭하여, 초음파 발생 장치 (10) 에 인가한다. 전력 증폭기 (102) 는, 예를 들어 공지된 Power Amplifier 를 사용해도 된다. 계측기 (103) 는, 전력 증폭기 (102) 에 의해 증폭된 신호를 모니터링한다. 계측기 (103) 는, 예를 들어 오실로스코프를 사용해도 된다. 전원 장치 (100) 는, 증폭된 신호를 초음파 발생 장치 (10) 에 공급함과 함께 인가 전압을 모니터링한다.
또한, 본 실시예에서는 초음파 집속부 (12) 가 금속제이며 도전성을 갖기 때문에, 전원 장치 (100) 는 초음파 집속부 (12) 와 접속되어 있고, 초음파 집속부 (12) 를 경유하여 초음파 발생원 (11) 과 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 만약 초음파 집속부 (12) 가 절연체인 경우에는, 전원 장치 (100) 와 초음파 발생원 (11) 을 직접 혹은 다른 도전성 부재를 개재하여 접속하는 것이 바람직하다.
＜다른 실시예＞
본 발명은 상기 기술한 것 및 도면에 의해 설명한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 다음과 같은 실시예도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(1) 상기 실시예 1 에 있어서, 초음파 발생 장치 (10) 는, 내측 저류 스페이스 (23) 및 외측 저류 스페이스 (24) 를 구비하고 있다. 이것으로 한정되지 않고, 초음파 발생 장치는, 내측 저류 스페이스 및 외측 저류 스페이스의 어느 일방만을 구비해도 된다.
(2) 상기 실시예 2 에 있어서, 내측 단차면 (31) 및 외측 단차면 (32) 은 접착면 (18) 에 직교하고 있다. 이것으로 한정되지 않고, 단차면은 접착면에 대해 경사져 있어도 된다.
(3) 상기 실시예 2 의 초음파 발생 장치 (10) 는, 내측 단차면 (31) 및 외측 단차면 (32) 을 구비하고 있다. 이것에 더해, 초음파 발생 장치 (10) 는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 내측 단차면 (31) 의 내주측에 스페이스 (60) 를 형성해도 된다. 스페이스 (60) 는, 축 (A1) 에 직교하는 평탄면에 의해 형성해도 된다.
(4) 상기 실시예에 있어서, 접착제 (20) 의 잉여부 (21) 는, 제 1 반사면 (16) 의 외주 가장자리 (16B) 보다 상측에 형성되어도 되고, 소량이면 제 1 반사면 (16) 에 있어서 제 1 가상선 (L1) 보다 내주측에 형성되어도 된다.
(5) 상기 실시예에 있어서 제 1 반사면 (16) 및 제 2 반사면 (17) 은 포물면이다. 이것으로 한정되지 않고, 제 1 반사면 및 제 2 반사면의 양방 혹은 일방은, 엄밀한 포물면이 아니어도 되고, 근사적으로 포물면으로 간주할 수 있는 형상이면 된다. 바꾸어 말하면, 제 1 반사면 및 제 2 반사면의 양방 혹은 일방은, 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파가 제 1 반사면 및 제 2 반사면을 경유하여 도파로로 도달하도록 만곡된 면이면 된다. 제 1 반사면 및 제 2 반사면은, 다수의 미소한 평면으로 구성되어 있어도 된다.
(6) 상기 실시예에 있어서 초음파 발생원 (11) 은 압전 세라믹스로 이루어지는 압전 소자이다. 이것으로 한정되지 않고, 초음파 발생원은, 다른 압전 재료를 사용할 수 있다. 초음파 발생원은, 예를 들어 압전 세라믹스로 이루어지는 압전 적층체 등이어도 된다.
(7) 상기 실시예에서는, 초음파 발생원 (11) 의 내주측 및 외주측에, 내측 저류 스페이스 (23) 및 외측 저류 스페이스 (24), 내측 단차면 (31) 및 외측 단차면 (32), 내측벽 (41) 및 외측벽 (42), 내측홈 (51) 및 외측홈 (52) 을 각각 형성하고 있다. 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어, 초음파 발생원의 내주측에 벽, 외주측에 홈을 형성하는 등, 초음파 발생원의 내주측 및 외주측에서 상이한 형태의 것을 형성해도 된다.
(8) 상기 실시예에서는, 도파로 (13) 및 초음파 집속부 (12) 는 각각 중실이이지만, 도파로 및 초음파 집속부는 중실로 한정되지 않고, 예를 들어, 내부에 관통공이나 폐쇄 공간이 형성되어 있어도 된다.
Fs : 초점
L1 : 제 1 가상선
L2 : 제 2 가상선
L3 : 제 3 가상선
10 : 초음파 발생 장치
11 : 초음파 발생원
11A : 초음파 발생원의 내주 가장자리
11B : 초음파 발생원의 외주 가장자리
12 : 초음파 집속부
13 : 도파로
16 : 제 1 반사면
17 : 제 2 반사면
17B : 제 2 반사면의 외주 가장자리
18 : 접착면
20 : 접착제
23 : 내측 저류 스페이스 (저류 스페이스)
31 : 내측 단차면 (단차면)
41 : 내측벽 (벽)
42 : 외측벽 (벽)
51 : 내측홈 (홈)
52 : 외측홈 (홈)
53 : 가상면
100 : 전원 장치

Claims (10)

  1. 초음파를 발생하는 초음파 발생원과,
    상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부와,
    상기 초음파 집속부에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로를 구비하고,
    상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 대향하여 배치된 제 1 반사면과, 상기 제 1 반사면과 대향하여 배치된 제 2 반사면을 갖고,
    상기 제 1 반사면은, 상기 초음파 발생원과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 상기 제 2 반사면으로 향해 반사시키고, 상기 제 2 반사면은, 상기 제 1 반사면과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 제 1 반사면에서 반사된 초음파를 상기 도파로로 향해 반사하여 상기 도파로의 내부에 도입하고,
    상기 초음파 발생원은, 상기 초음파 발생원과 상기 제 1 반사면의 대향 방향에 직교하는 직경 방향에 있어서의 상기 제 2 반사면의 주위를 둘러싸는 초음파 발생 장치로서,
    상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 접착제로 접착되어 있고,
    상기 초음파 발생원의 외주 가장자리를, 상기 초음파 발생원으로부터 발생하는 초음파의 진행 방향을 따라 상기 제 1 반사면에 투영한 선을 제 1 가상선으로 하고, 상기 제 1 가상선 상의 점과 상기 제 1 반사면의 초점을 통과하는 직선을 제 2 가상선으로 하고, 모든 상기 제 2 가상선과 상기 제 2 반사면의 교점에 의해 형성되는 선을 제 3 가상선으로 했을 때,
    상기 접착제는, 상기 초음파 발생원보다 내주측에 있어서, 상기 제 3 가상선보다 외주측의 영역에 형성되어 있는, 초음파 발생 장치.
  2. 초음파를 발생하는 초음파 발생원과,
    상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 집속하는 초음파 집속부와,
    상기 초음파 집속부에 의해 집속된 초음파를 전송하는 도파로를 구비하고,
    상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 대향하여 배치된 제 1 반사면과, 상기 제 1 반사면과 대향하여 배치된 제 2 반사면을 갖고,
    상기 제 1 반사면은, 상기 초음파 발생원과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 초음파 발생원으로부터 발생한 초음파를 상기 제 2 반사면으로 향해 반사하고, 상기 제 2 반사면은, 상기 제 1 반사면과는 반대측으로 볼록한 만곡면이며, 상기 제 1 반사면에서 반사된 초음파를 상기 도파로로 향해 반사하여 상기 도파로의 내부에 도입하고,
    상기 초음파 발생원은, 상기 초음파 발생원과 상기 제 1 반사면의 대향 방향에 직교하는 직경 방향에 있어서의 상기 제 2 반사면의 주위를 둘러싸는 초음파 발생 장치로서,
    상기 초음파 집속부는, 상기 초음파 발생원과 접착제로 접착되어 있고,
    상기 초음파 발생원의 외주 가장자리를, 상기 초음파 발생원으로부터 발생하는 초음파의 진행 방향을 따라 상기 제 1 반사면에 투영한 선을 제 1 가상선으로 했을 때,
    상기 초음파 집속부와 상기 초음파 발생원을 접착하는 접착제는, 상기 초음파 발생원보다 외주측에도 형성되고, 또한 상기 제 1 반사면에 있어서 상기 제 1 가상선보다 내주측에 형성되어 있지 않은, 초음파 발생 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 상기 접착제의 저류 스페이스가 형성되고,
    상기 저류 스페이스는, 접착면을 따라 퍼지고, 상기 접착제를 저류 가능한 크기를 갖고 있는, 초음파 발생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 접착면과 교차하는 방향으로 연장된 단차면이 형성되어 있는, 초음파 발생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 접착면과 교차하는 방향으로 돌출된 벽이 형성되어 있는, 초음파 발생 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 발생원의 내주 가장자리와 상기 제 2 반사면의 외주 가장자리의 사이에는, 접착면과 교차하는 방향으로 오목한 홈이 형성되어 있는, 초음파 발생 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈은, 모든 상기 제 2 가상선에 의해, 상기 제 1 가상선과 상기 초점의 사이에 형성되는 가상면보다 상기 초음파 발생원측에 형성되어 있는, 초음파 발생 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 초음파 발생원의 외주 가장자리보다 외주측에, 접착면과 교차하는 방향으로 돌출된 벽이 형성되어 있는, 초음파 발생 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 초음파 발생원의 외주 가장자리보다 외주측에, 접착면과 교차하는 방향으로 오목한 홈이 형성되어 있는, 초음파 발생 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 초음파 발생 장치와,
    상기 초음파 발생 장치에 전기 신호를 출력하는 전원 장치를 구비하고 있는 초음파 발생 시스템.
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