JP2802425B2

JP2802425B2 - 集束超音波発生装置

Info

Publication number: JP2802425B2
Application number: JP17065496A
Authority: JP
Inventors: 洋一伊藤; 三郎青沼
Original assignee: Sataco Co Ltd
Current assignee: Sataco Co Ltd
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2016-06-10
Also published as: JPH09327656A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は集束超音波発生装置
に係り、物体表面のクリーニングや乾燥の促進、更には
金属粉末の清浄化や微細加工の分野に適用され、縞モー
ド振動板から発生する超音波を、小型で簡易な構造によ
って線集束音場として形成させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、物体表面のクリーニングや各種材
料に対する微細加工の分野において、集束超音波の強力
音場を利用する方法が検討・開発されている。そして、
本願発明者等は、それに関連した論文として「強力音場
による物質表面の液滴除去」(伊藤,川村,日本音響学会講
演論文集:P597〜598,1983年3月)及び「強力空中超音波に
よる板面上の水滴除去」(伊藤,川村,日本音響学会講演論
文集:P755〜756,1987年3月)を発表し、「縞モード振動板
からの全放射超音波をその振動板の両側に配置された集
束方向変換器によって反射させ、直線状に集束形成され
た強力音場を利用して面積が比較的広いガラス板面に付
着した水を霧化・除去させる方法」に関する実験報告を行
っている。また、先に前記の方法を利用した「超音波に
よるクリーニング方法」を提案している(特願平5-80080
号)。

【０００３】前記した後者の論文及び「超音波によるク
リーニング方法」の提案に採用されている超音波集束装
置は図１６に示されるような原理的概略構成を有してい
る。その装置では、方形の縞モード振動板51をボルト締
めランジュバン型振動子52とエキスポネンシャルホーン
53と１波長共振棒54とからなる音源振動系55を用いて振
動せしめ、その振動によって発生せしめられた全放射超
音波を集束方向変換器56a,56bで直線57上に集束させ
る。また、縞モード振動板51の表裏からの放射音波はそ
れぞれ直線57上で同位相となるように縞モード振動板51
と集束方向変換器56a,56bの位置関係が設定されてい
る。

【０００４】従って、前記の直線57上には図１７に示す
ような強力な線集束音場が形成され、同直線57の位置に
湿潤させた物体の表面を置くとその水分が瞬間的に霧化
され、その過程で物体の表面に付着した汚れも除去され
る。また、霧化された水分をバキューム方式で除去する
と乾燥も同時に行わせることができ、更に前記の強力音
場を利用して微細加工の分野にまで用途を拡げることも
可能になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１６に示
した集束超音波発生装置では、その構造上、洗浄面等に
対して縞モード振動板51が垂直になり、その両側に集束
方向変換器56a,56bを配置させるために装置全体が大型
化し、また音源振動系55が側方から縞モード振動板51に
連結されるために平面的な占有サイズも大きくなる。更
に、縞モード振動板51から形成集束音場までの超音波の
伝播距離が長くなり、音波の歪や拡散が生じやすく、結
果的に集束音場において音圧の低下を招くという問題も
ある。

【０００６】そこで、本発明は、前記の問題点に鑑み
て、装置全体の小型化が図れ、超音波の伝播距離を短く
して効率良く集束させることでより強力な集束音場が得
られる集束超音波発生装置を提供することを目的として
創作された。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、集束超音波発
生装置において、中心に振動駆動源が取付けられた帯状
の縞モード振動板と、前記縞モード振動板の長手方向に
沿って同板の両側部から上側の空間を覆うと共に前記縞
モード振動板の長手方向中心線との対向領域に一定幅の
開口部を構成し、且つその内面を、前記縞モード振動板
の板面から垂直方向に進行する超音波が反射し、その反
射波が前記縞モード振動板で反射して前記開口部の外側
で集束する条件を満たす焦点距離の放物面で形成した反
射板と、前記縞モード振動板と前記反射板で構成される
内部空間を前記縞モード振動板の屈曲振動時の各節線に
沿って区分する各隔離板とからなることを特徴とした集
束超音波発生装置に係る。

【０００８】帯状の縞モード振動板の中心を振動駆動源
で正弦的に駆動させると、縞モード振動板が屈曲振動し
てその長手方向に一定の屈曲定在波が生じる。そして、
その屈曲振動時の各節線間の振動によってその領域から
超音波が放射されるが、隔離板は各節線間の空間を隔離
し、個々に生じている屈曲振動部分から発生する超音波
の散乱と干渉を無くして振動部分の板面に垂直な方向に
のみ超音波を進行・伝播させる。一方、各隔離板の間を
伝播した超音波はその区間に対応した反射板の内面で反
射するが、反射板の内面には、その反射波が縞モード振
動板で再反射した際に反射板の開口部の外側で集束せし
められるように焦点距離を設定された放物面が形成され
ており、縞モード振動板の各屈曲振動部分から発生した
超音波は反射板の開口部の外側において強力な線集束音
場を形成する。

【０００９】ところで、縞モード振動板の各屈曲振動部
分から発生する超音波には、反射板の内面で反射するこ
となく直接開口部を通過してしまうものもある。その場
合、直接開口部を通過した超音波が前記の線集束音場に
集束された超音波と逆位相になっていると、線集束音場
での音圧を低下させる原因となる。その問題に対して
は、反射板の放物面が与える焦点距離を、前記反射板の
開口部に対向する縞モード振動板の領域から直接的に前
記開口部を通過する超音波と反射を経て前記開口部の外
側で集束せしめられる超音波とがその集束線上で同位相
となるように設定することで解消させることが可能であ
る。

【００１０】次に、前記の装置では、縞モード振動板が
屈曲定在波状態で振動しているため、各隔離板の間から
出て線集束せしめられた超音波は、各隔離板の区間に対
応する隣合う部分同志で逆位相の関係になっている。こ
のことは、集束超音波が区間の継なぎ目部分で相互に干
渉し合い、平均的音圧を低下させる要因となる。換言す
れば、集束超音波は各区間で同位相になっている方がよ
り強い平均的音圧が得られることになる。

【００１１】この問題については、前記の集束超音波発
生装置において、(λa／４)×奇数［但し、λaは縞モー
ド振動板が発生させる超音波の波長]だけ異なる焦点距
離を有する放物面で構成された２種の区分反射板を、そ
れらの焦点位置が同一線上になるように、各隔離板間の
区間に交互に配設させて反射板全体を構成することによ
り解消できる。即ち、縞モード振動板が発生させた超音
波の伝播距離を隣合う区間同志で(λa／２)×整数倍だ
けズラせることにより、線上の集束超音波を全て同位相
にすることが可能になる。

【００１２】ところで、この同位相型の集束超音波発生
装置においても、前記のように直接開口部を通過してし
まう超音波による音圧低下の問題があるが、双方の種類
の区分反射板で集束線上での同位相性を確保させること
は不可能であるため、いずれかの種類の区分反射板に関
してのみその条件を確保させておけばよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の「集束超音波発生
装置」の実施形態を、図１から図１５を用いて詳細に説
明する。尚、ここでは、集束線上の超音波が隣合う区間
同志で逆位相になる場合(実施形態１)と同位相になる場
合(実施形態２)に分けて説明する。《実施形態１；(逆位相型)》この実施形態に係る集束超
音波発生装置の構造は図２(側面図)と図３(図２のＱ-Ｑ
矢視断面)に示される。各図において、1は縞モード振動
板、2a,2bは反射板、3は隔離板、55は従来技術で用いた
ものと同様のボルト締めランジュバン型振動子52と振幅
用のエキスポネンシャルホーン53と１波長共振棒54から
なる音源振動系である。

【００１４】ここに、縞モード振動板1はチタン合金製
の帯状平板であって、その板面の中心に１波長共振棒54
が垂直に取付けられており、ボルト締めランジュバン型
振動子52が駆動せしめられることによって、図２に示す
ように屈曲振動して長手方向に屈曲定在波を生じさせ
る。

【００１５】一方、反射板2a,2bはアクリル製の板材か
らなり、縞モード振動板1の長手方向に沿って同板1の両
側部から上側の空間を覆うと共に、縞モード振動板1の
長手方向中心線との対向領域に一定幅の開口部4を構成
している。また、隔離板3は反射板2a,2bと同様にアクリ
ル製の板材からなり、縞モード振動板1と反射板2a,2bと
の間に構成される空間を区分する態様で反射板2a,2bの
内面側に取付けられているが、その区分間隔は縞モード
振動板1が屈曲振動した状態における各節線5の間隔に設
定されており、各隔離板3の下端面が縞モード振動板1の
各節線5に近接して対向せしめられている。

【００１６】次に、この実施形態に係る集束超音波発生
装置の動作と反射板2a,2bの詳細な構成を解説する。先
ず、ランジュバン型振動子52によって縞モード振動板1
の中心が正弦的に駆動されると、図４に示すように、縞
モード振動板1は屈曲定在波状態になって各節線5で区切
られた表面区間から超音波を発生させる。その場合、超
音波は特定の角度α(cosα＝λa／λp：但し、λaは音
波の波長、λpは屈曲波の波長)の２方向に放射される
が、図２のように各隔離板3が各節線5に対応させて設け
られているため、各区間の振動面から放射される超音波
はそれぞれ干渉することなく独立にｚ軸方向へのみ伝播
する。但し、隣合う区間の振動面が放射する超音波は、
縞モード振動板1が屈曲定在波状態で振動しているため
に相互に逆位相の関係になる。

【００１７】そして、各区間における超音波はｚ軸方向
へ伝播して反射板2a,2bの内面で反射されることになる
が、図１は反射板2a,2bの形状と縞モード振動板1に対す
る相対的位置関係及び超音波の伝播経路を模式的に示
す。尚、図１は、図４における中央部分の区間をｚ軸及
びｙ軸を含む断面をとってｘ軸方向から見た場合の縞モ
ード振動板1と反射板2a,2bの断面図であり、ｘ軸方向に
関しては全ての区間で同一の断面になることから図３に
対応するものでもある。図１に示すように、反射板2a,2
b(この実施形態では太い実線ａ1-ａ2,ａ3-ａ4で示す)の
内面は縞モード振動板1の両側部から上側の空間を覆う
放物面として構成されており、区間の振動面からｚ軸方
向へ伝播する超音波(この実施形態では細い実線で示す)
を焦点Ｆへ集束せしめるように反射させる。しかし、焦
点Ｆへ向かう超音波は、縞モード振動板1が存在するた
めにその表面に入射角(π/２−θ)で入射した後に同一
角度の反射角で反射され、その反射波がｙ軸に関する鏡
像焦点に相当する点Ｆmに集束せしめられる。

【００１８】一方、反射板2a,2bには開口部4(図１では
ａ2とａ3の間に相当)が形成されており、縞モード振動
板1で反射された超音波はその開口部4を通過して点Ｆm
において強力な集束音場を形成する。従って、反射板2
a,2bの放物面の焦点距離(ＰＦ間＝ｆd)はそのｙ軸に関
する鏡像焦点Ｆmが開口部4の外側になるように設定され
ており、また開口部4は区間の振動面で発生して反射板2
a,2bと縞モード振動板1の表面で反射した超音波の殆ど
を通過させるだけの幅を有している。

【００１９】ところで、図１において、振動面のｙ軸方
向に係るｙ1-ｙ2,ｙ3-ｙ4で示される部分から発生する
超音波は前記のように点Ｆmに集束せしめられるが、ｙ2
-ｙ3の部分から発生した超音波は開口部4をそのまま通
過して点Ｆmに到達する。その場合、点Ｆmにおいて前者
の集束超音波と後者の超音波が逆位相の関係になると集
束音場の音圧が低下してしまう。従って、図１における
ＯＦm間の距離と細い実線で示される反射波が点Ｆmへ到
達するまでの伝播距離の差が音波の波長λaの整数倍と
なる条件で反射板2a,2bの放物面の焦点距離ｆdを設定
し、集束超音波と開口部4を通過した超音波が点Ｆmにお
いて同位相となるようにしておく。

【００２０】そして、以上に縞モード振動板1の隔離板3
で区分された１区間において集束超音波を得る動作原理
を説明したが、この実施形態に係る集束超音波発生装置
は図２に示したように各区間が縞モード振動板1の長手
方向に整列せしめられているために各区間で同様の原理
で集束超音波が形成され、図１の点Ｆmにおける紙面に
垂直な方向の軸(ｘ'軸)に沿った一直線上に集束超音波
が得られる。但し、本実施形態では隣合う区間の振動面
が放射する超音波が相互に逆位相の関係になっているた
め、前記の一直線上に構成される集束超音波も隣合う区
間で逆位相になっている。

【００２１】《実施形態２；(同位相型)》この実施形態
は、上記の実施形態１による集束超音波が隣合う区間で
逆位相になっているのに対し、同位相の集束超音波を得
ようとするものである。この実施形態に係る集束超音波
発生装置の構造は図５(側面図)と図６(図５のＲ-Ｒ矢視
断面)に示される。そして、この実施形態の装置は、隔
離板3'で区分される隣合う区間でλa／４だけ焦点距離
が異なる放物面を構成する２種類の反射板(2a',2b'),(6
a',6b')が適用され、且つ各反射板(2a',2b'),(6a',6b')
の放物面が同一位置に焦点を結ぶように隔離板3'を介し
て交互に組合わされている点に特徴がある。

【００２２】その具体的構成を図１を用いて説明する
と、反射板2a',2b'の放物面は実施形態１の反射板2a,2b
(太い実線で示す)と同様に焦点距離ｆdを有するが、反
射板6a',6b'(太い点線で示す)の放物面はその焦点距離
ｆdよりλa／４だけ長い焦点距離になるように構成され
ており、反射板6a',6b'の開口部7(b2とb3の間に相当)内
に想定される放物面の頂点Ｐ'を反射板2a',2b'側の放物
面の頂点Ｐより上側へλa／４だけズラせて配置させて
いることにより、各反射板(2a',2b'),(6a',6b')の放物
面が同一位置Ｆに焦点を結ぶようになっている。

【００２３】このように、反射板(2a',2b'),(6a',6b')
を区間毎に交互に設けた場合、それらの区間で集束超音
波を得る基本的動作原理は実施形態１と同様であり、そ
れぞれ図１の点Ｆmに強力な集束音場を形成することに
なるが、前記のように焦点距離がλa／４だけ相違して
いるために双方の区間で得られる集束超音波の点Ｆmに
おける位相は同一になる。即ち、縞モード振動板1は屈
曲定在波の状態で振動しているために隣合う区間の振動
面が放射する超音波は相互に逆位相の関係になっている
が、反射板6a',6b'の適用区間における音波の伝播距離
は反射板2a',2b'の適用区間におけるそれよりもλa／２
だけ長くなり、その結果、両区間において点Ｆmに集束
せしめられた超音波の位相が同一になる。従って、この
実施形態の集束超音波発生装置によれば、図１の点Ｆm
における紙面に垂直な方向の軸(ｘ'軸)に沿った一直線
上に、同一位相の集束超音波を連続的に構成させること
ができる。

【００２４】尚、図１に示すように、反射板6a',6b'の
焦点距離ｆdが長いため、その開口部7の幅(b2とb3の間)
は反射板2a',2b'の開口部4の幅(a2とa3の間)より狭くな
っているが、実施形態１の場合と同様に縞モード振動板
1のｙ2'-ｙ3'の部分から発生した超音波は開口部7をそ
のまま通過して点Ｆmに到達して集束超音波の音圧の低
下を生じさせることになる。しかし、反射板2a',2b'側
で開口部4を直接通過する超音波と集束超音波の位相の
同一性を確保させていると、反射板6a',6b'側でそれを
確保させることは不可能である。従って、この実施形態
の場合には、何れか一方の区間でのみ直接通過する超音
波と集束超音波の位相の同一性を確保させることとし、
他方は無視せざるを得ない。

【００２５】

【実施例】

実施形態１(逆位相型)について；音源振動系55として２
０kＨz用のボルト締めランジュバン型振動子52(日本特
殊陶業製:D25540)と振幅拡大比約６のジュラルミン製エ
キスポネンシャルホーン53と１波長共振棒54を用い、縞
モード振動板1を[周波数:１９.７２kＨz，幅:１８.１４
cm，長さ:３１.００cm，厚さ:０３.５cm，λa(音波の波
長):１.７４cm，λp(振動板の屈曲波の波長):４.００c
m]の条件として振動させ、実施形態１の装置で集束超音
波を得ると共に集束音場付近の音場を測定した。

【００２６】その結果、図７から図９に示すような音圧
に係る実験データが得られた。先ず、図７は設計上の超
音波集束点に相当する点Ｆmを通るｘ'軸上の音圧分布を
示し、横軸にはｚ軸からの距離をとってある。同図か
ら、音圧の分布は隔離板3で区分された隣合う区間から
放射される超音波がｘ'軸上で逆位相の関係で隣接して
線集束するため、干渉によって縞モード振動板1の節線5
の間隔にほぼ対応した極大／極小が明瞭に現れる分布状
態になっていることが理解できる。尚、集束音場は縞モ
ード振動板1の長さとほぼ同じ範囲に形成されている。

【００２７】図８は、図７中の点Ｓ1を通るｙ方向の音
圧分布を示し、横軸にはｘ'軸からの距離をとってあ
る。同図から、ｘ'軸との交点で音圧がほぼ最大となる
分布状態になっており、縞モード振動板1の振動面から
の放射音波が集束していることが理解できる。図９は、
図７中の点Ｓ1を通るｚ方向の音圧分布を示し、横軸に
は設計上の音波の集束点Ｆmからのｚ軸方向の距離をと
ってある。同図から、音圧の最大値がほぼ設計上の集束
点で得られていることが理解でき、実際の装置では開口
部4から外側へ約１cm程度出た位置に最大音圧の線集束
音場が形成された。

【００２８】実施形態２(同位相型)について；音源振動
系55及び縞モード振動板1を実施形態１の場合と同一条
件として、実施形態２の装置で集束超音波を得ると共
に、集束音場付近の音場を測定した。

【００２９】その結果、図１０から図１４に示すような
音圧に係る実験データが得られた。図１０は、設計上の
超音波集束点に相当する点Ｆmを通るｘ'軸上の音圧分布
を示し、実施形態１に係る図７に対応するものである。
同図から、縞モード振動板1の振動面からの直接放射音
波と反射板6a,6bによる反射音波が点Ｆmに逆位相の関係
で入射する場合の音圧(例えば、図中の点Ｓ3)は、両音
波が点Ｆmに同位相の関係で入射する場合(例えば、図中
の点Ｓ2)と比較して約０.６倍の大きさになっている。
これは、前記の直接放射音波と反射音波が点Ｆmで干渉
して弱めあっていること、及び反射板6a,6bの開口部7が
反射板2a,2bの開口部4に比較してやや狭くなっており、
超音波の一部が内部にこもってしまうことに起因するも
のと考えられる。尚、実施形態１の場合の図７と比較す
ると、隣合う区間から放射される超音波をｘ'軸上で同
位相の関係にしているため、音圧の極大／極小の変化が
比較的小さく、滑らかな分布状態が得られている。

【００３０】図１１及び図１２は、それぞれ図１０にお
ける点Ｓ2及び点Ｓ3を通るｙ軸方向の音圧分布を示し、
実施形態１に係る図８に対応するものである。何れの結
果もｘ'軸との交点付近で音圧がほぼ最大になる分布に
なっており、実施形態１の場合と同様に縞モード振動板
1の振動面からの放射音波が集束していることが理解で
きる。図１３及び図１４は、それぞれ図１０における点
Ｓ2及び点Ｓ3を通るｚ軸方向の音圧分布を示し、実施形
態１に係る図９に対応するものである。何れの結果も音
圧の最大値がほぼ設計上の集束点で得られていることが
理解でき、実施形態１の場合と同様に開口部4から外側
へ約１cm程度出た位置に最大音圧の線集束音場が形成さ
れた。

【００３１】集束音場の音圧と供給電力について；上記
の各実施形態の場合に関し、線集束音場の音圧とランジ
ュバン型振動子52への供給電力の関係を測定した結果を
図１５に示す。同図における○印のプロットは実施形態
１の場合、□印のプロットは実施形態２の場合であり、
何れの場合も音圧は供給電力の約１／２乗に比例してい
ることが理解できる。従来技術に示した集束超音波発生
装置では、供給電力が約１００[Ｗ]以上になると音圧が
飽和してしまう傾向を生じたが、実施形態１と２の装置
では供給電力が２００[Ｗ]になっても比例関係が保たれ
ている。その理由は、実施形態の装置では縞モード振動
板1から超音波集束点までの音波の伝播距離が短いた
め、音波の伝播に伴う歪や拡散が少なくなっているから
であると考えられる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の「集束超音波発生装置」は、以上
の構成を有していることにより、次のような効果を奏す
る。請求項１及び３の発明は、装置全体の小型化を図
り、超音波の伝播距離を短くして効率良く集束させるこ
とでより強力な線集束音場を得ることを可能にする。特
に、請求項３の発明は、請求項１の発明ではその構造か
ら隣合う区間での線集束した音波同志が逆位相の関係に
なって相互干渉によって音圧の極大／極小が大きくなる
が、隣合う区間での線集束した超音波を同位相にするこ
とで、滑らかな分布状態で平均的に強力な音場を実現す
る。請求項２の発明は、縞モード振動板から開口部を直
接通過した超音波と集束せしめられた超音波とが同位相
になるようにして音圧の低下を防止する。請求項４の発
明は、請求項３の発明に請求項２の発明を適用するに際
し、何れか一方の区間でのみ請求項２の発明が適用され
れば足りることを明らかにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の「集束超音波発生装置」の各実施形態に
係る反射板の形状と縞モード振動板に対する相対的位置
関係及び超音波の伝播経路を模式的に示す図である。

【図２】実施形態１の集束超音波発生装置の側面図であ
る。

【図３】図２におけるＱ-Ｑ矢視断面図である。

【図４】縞モード振動板が屈曲振動した状態で節線間の
振動面が発生させる超音波の放射態様を示す図である。

【図５】実施形態２の集束超音波発生装置の側面図であ
る。

【図６】図５におけるＲ-Ｒ矢視断面図である。

【図７】実施形態１に関し、図１で設計上の超音波集束
点に相当する点Ｆmを通るｘ'軸上の音圧分布をｚ軸から
の距離との関係で示したグラフである。

【図８】図７中の点Ｓ1を通るｙ方向の音圧分布をｘ'軸
からの距離との関係で示したグラフである。

【図９】図７中の点Ｓ1を通るｚ方向の音圧分布を設計
上の超音波集束点に相当する点Ｆmを基準にしたｚ軸方
向の距離との関係で示したグラフである。

【図１０】実施形態２に関し、図１で設計上の超音波集
束点に相当する点Ｆmを通るｘ'軸上の音圧分布をｚ軸か
らの距離との関係で示したグラフである。

【図１１】図１０における点Ｓ2を通るｙ軸方向の音圧
分布をｘ'軸からの距離との関係で示したグラフであ
る。

【図１２】図１０における点Ｓ3を通るｙ軸方向の音圧
分布をｘ'軸からの距離との関係で示したグラフであ
る。

【図１３】図１０における点Ｓ2を通るｚ方向の音圧分
布を設計上の超音波集束点に相当する点Ｆmを基準にし
たｚ軸方向の距離との関係で示したグラフである。

【図１４】図１０における点Ｓ3を通るｚ方向の音圧分
布を設計上の超音波集束点に相当する点Ｆmを基準にし
たｚ軸方向の距離との関係で示したグラフである。

【図１５】線集束音場の音圧とランジュバン型振動子へ
の供給電力の関係を示すグラフである。

【図１６】従来技術における超音波集束装置の原理的概
略構成図である。

【図１７】線集束音場の一例を示す図である。

【符号の説明】

1,51…縞モード振動板、2a,2b,2a',2b',6a,6b…反射
板、3,3'…隔離板、4,7…開口部、5…節線、52…ボルト
締めランジュバン型振動子、53…エキスポネンシャルホ
ーン、54…１波長共振棒、55…音源振動系、56a,56b…
集束方向変換器、57…直線(集束音場)。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】集束超音波発生装置において、中心に振
動駆動源が取付けられた帯状の縞モード振動板と、前記
縞モード振動板の長手方向に沿って同板の両側部から上
側の空間を覆うと共に前記縞モード振動板の長手方向中
心線との対向領域に一定幅の開口部を構成し、且つその
内面を、前記縞モード振動板の板面から垂直方向に進行
する超音波が反射し、その反射波が前記縞モード振動板
で反射して前記開口部の外側で集束する条件を満たす焦
点距離の放物面で形成した反射板と、前記縞モード振動
板と前記反射板で構成される内部空間を前記縞モード振
動板の屈曲振動時の各節線に沿って区分する各隔離板と
からなることを特徴とした集束超音波発生装置。
【請求項２】反射板の放物面が与える焦点距離を、前
記反射板の開口部に対向する縞モード振動板の領域から
直接的に前記開口部を通過する超音波と反射を経て前記
開口部の外側で集束せしめられる超音波とがその集束線
上で同位相となるように設定した請求項１の集束超音波
発生装置。
【請求項３】請求項１の集束超音波発生装置におい
て、(λa／４)×奇数［但し、λaは縞モード振動板が発
生させる超音波の波長]だけ異なる焦点距離を有する放
物面で構成された２種の区分反射板を、それらの焦点位
置が同一線上になるように、各隔離板間の区間に交互に
配設させて反射板全体を構成した集束超音波発生装置。
【請求項４】何れか一方の種類の区分反射板が設けら
れる各区間において、前記区分反射板の開口部に対向す
る縞モード振動板の領域から直接的に前記開口部を通過
する超音波と反射を経て前記開口部の外側で集束せしめ
られる超音波とがその集束線上で同位相となるように設
定した請求項３の集束超音波発生装置。