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JPS6313640B2 - - Google Patents
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JPS6313640B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6313640B2
JPS6313640B2 JP56046816A JP4681681A JPS6313640B2 JP S6313640 B2 JPS6313640 B2 JP S6313640B2 JP 56046816 A JP56046816 A JP 56046816A JP 4681681 A JP4681681 A JP 4681681A JP S6313640 B2 JPS6313640 B2 JP S6313640B2
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JP
Japan
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ultrasonic transducer
piezoelectric element
film
transducer according
pvdf
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JP56046816A
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Yasuto Takeuchi
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YOKOKAWA DENKI KK
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YOKOKAWA DENKI KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0611Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (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、ポリフツ化ビニリデン(以下PVDF
と略称する)等の圧電性有機物、又は粉末状の圧
電セラミツクを分散させたゴム状あるいはプラス
チツク状の材料(以下総称してポリマー系圧電材
料という)を用いて構成した、淡水、海水ないし
人体などに対峙して用いられる超音波トランスデ
ユーサに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF).
Freshwater, seawater, the human body, etc., constructed using piezoelectric organic materials such as The present invention relates to an ultrasonic transducer used in the face of

従来より、ポリマー系圧電材料は適宜に成形し
必要に応じて分極を施せば超音波送受波器として
利用できることが知られているが、圧電性が不十
分である等の種々の欠点に大きく支配され、それ
自身の可成形性及び音響学的インピーダンス整合
の良さなどの利点があるにもかかわらず充分に利
用されていない。例えばそれらの33方向の圧電定
数d33は、従来からこの用途において公知かつ汎
用の圧電セラミツク(例えばPZTなど)の1/5〜
1/10倍が実用的に得られる上限である。しかしな
がら多少の電気的な挿入損失を覚悟すれば非常に
インパルス応答の良い広帯域な超音波結合を得る
ことができることが知られている。
It has been known that polymer-based piezoelectric materials can be used as ultrasonic transducers by appropriately molding them and polarizing them as necessary, but this method is largely dominated by various drawbacks such as insufficient piezoelectricity. It has been widely used and is underutilized despite its advantages such as its malleability and good acoustic impedance matching. For example, the piezoelectric constant d 33 in those 33 directions is 1/5 to 1/5 of that of conventionally known and general-purpose piezoelectric ceramics (such as PZT) for this purpose.
1/10 times is the upper limit that can be practically obtained. However, it is known that broadband ultrasonic coupling with very good impulse response can be obtained by being prepared for some electrical insertion loss.

このようなポリマー系圧電材料は、材料自体や
その組成、成形技法、分極技法等の面からの性能
向上追求も試みられているが、本質的にPZTの
数分の1の圧電定数を越すことは難しいと考えら
れ、それ故単板又は単一膜の2端子素子として限
られた範囲でしか応用されていなかつた。
Efforts have been made to improve the performance of such polymer-based piezoelectric materials from the aspects of the material itself, its composition, molding techniques, polarization techniques, etc., but essentially the piezoelectric constant is a fraction of that of PZT. It was considered difficult, and therefore, it was only applied to a limited range as a single-plate or single-film two-terminal device.

第1図及び第2図は従来の単一膜構造の2端子
素子としての超音波トランスデユーサを示す。第
1図に示すトランスデユーサは、その厚みを大略
1/2λ(λは超音波の波長)とするPVDF1の両面
に金、アルミニウム等を蒸着することにより薄膜
電極2,3を形成したもので、これを水浸しその
厚み振動を水と結合し目的物に対し超音波を送波
及び受波するものである。また、第2図に示すト
ランスデユーサは膜厚を大略1/4λとするPVDF
1の対向面に同様な薄膜電極2及び真ちゆう板4
(厚さ約0.1〜5mm)の電極を接合し、薄膜電極2
の方より水を介して目的物に超音波を発射するも
のである。なお、真ちゆう板4の裏側は空気中に
放置されている。しかしながら、これらいずれの
トランスデユーサにおいてもPVDF1の膜厚を大
とすることが難しいため、医用用途に適した低い
共振周波数(o)(約1〜10MHz)のトランスデ
ユーサを得ることは構造上難しい。また、第2図
に示すトランスデユーサでは、PVDF膜自体を厚
み方向に片持梁構造により保持しつつ1/4λ共振
をさせ、あるいは真ちゆう板4を含めた厚さを1/
2λとして動作させることができるので、第1図
に示すトランスデユーサより強度上はるかに有利
であり、また更に低いoのものを得ることがで
きるが、その総合感度(ないしは双方向挿入損
失)はPZTにより構成された従来のトランスデ
ユーサに比べて相当悪く(例えば−10〜−
16dB)、このため至近距離すなわち体表面の、又
は乳腺などのような超音波エネルギーの減衰の少
い極く限られた目的物体にしか適用できないとい
う問題があつた。
1 and 2 show a conventional ultrasonic transducer as a two-terminal device with a single membrane structure. The transducer shown in Fig. 1 has thin film electrodes 2 and 3 formed by vapor-depositing gold, aluminum, etc. on both sides of PVDF 1 whose thickness is approximately 1/2λ (λ is the wavelength of the ultrasonic wave). , which is immersed in water and its thickness vibration is combined with the water to transmit and receive ultrasonic waves to and from the target object. In addition, the transducer shown in Figure 2 uses PVDF with a film thickness of approximately 1/4λ.
A similar thin film electrode 2 and a brass plate 4 are placed on the opposite surface of 1.
(approximately 0.1 to 5 mm thick) is bonded to the thin film electrode 2.
It emits ultrasonic waves to a target object through water. Note that the back side of the brass board 4 is left in the air. However, in any of these transducers, it is difficult to increase the film thickness of PVDF1, so it is difficult to obtain a transducer with a low resonant frequency (o) (approximately 1 to 10 MHz) suitable for medical use due to the structure. difficult. In addition, in the transducer shown in Fig. 2, the PVDF film itself is held in the thickness direction by a cantilever structure and 1/4λ resonance is caused, or the thickness including the brass plate 4 is reduced to 1/4.
Since it can be operated as 2λ, it is much more advantageous in terms of strength than the transducer shown in Figure 1, and even lower o can be obtained, but its overall sensitivity (or bidirectional insertion loss) is It is considerably worse than conventional transducers constructed with PZT (e.g. -10 to -
Therefore, there was a problem that it could only be applied at close range, that is, to extremely limited target objects where ultrasonic energy has low attenuation, such as the body surface or mammary glands.

本発明の目的は、このような点に鑑み、電極を
有するPVDF単一膜を複数枚積層することにより
従来のセラミツク圧電素子にも匹敵する総合感度
を有すると共にポリマー系圧電素子が本質的に有
する広帯域性並びにインパルス応答の良さを滅殺
することのない超音波トランスデユーサを提供す
ることにある。
In view of these points, it is an object of the present invention to achieve overall sensitivity comparable to conventional ceramic piezoelectric elements by laminating a plurality of PVDF single films having electrodes, and to achieve an overall sensitivity comparable to that of conventional ceramic piezoelectric elements. An object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer that does not lose its broadband characteristics and good impulse response.

以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。第
3図は本発明に係る超音波トランスデユーサの圧
電素子膜部分の一実施例を示す説明的要部構成図
である。第3図において、10(101〜10o
は両面に電極2,3を有するPVDF膜で、超音波
が伝播するのに好適な伝播媒体20例えば水、水
とほぼ等価な音響特性を有する媒質又はシリコン
ゴム等を用いることができる。第3図ではシリコ
ンゴム20をそれぞれの膜間に介在させてPVDF
単一膜を積層してある。これらのPVDF単一膜の
両端を保持枠31,32によつて保持することに
より平面性を良好に保ち、また各PVDF膜の電極
には後述する駆動回路が接続され得るようになつ
ている。この積層PVDF膜10の表面側開口端に
はそこから発射されもしくはそこに到来する超音
波ビームに関し所望の指向性を得る目的で音響レ
ンズ40を取付けてある。この音響レンズとして
は例えば凸レンズ状のシリコンゴム又は凹レンズ
状のアクリル樹脂板などを使用することができ
る。しかしながらこのような音響レンズを用いな
い場合にも開口端は十分に良好な音響学的結合を
成すことができる。その場合、この開口端は等大
の1枚の平面振動子に大略等価である。他方、積
層PVDF膜10の背面側には音響学的無反射終端
を実現するための吸音用のパツキング材50が取
付けられている。このパツキング材50としては
例えば中空ガラスバルーン等の軽量体と重金属粉
末、ないしアルミナ、珪砂などの比重の重い粉末
とを適宜量ずつ混入することにより音響学的損失
を強調され、またこの配列構造の平均音響インピ
ーダンスとよく合致するインピーダンスを有する
ように作製されたシリコンゴム等を使用すること
ができる。
The present invention will be explained in detail below using the drawings. FIG. 3 is an explanatory main part configuration diagram showing an embodiment of the piezoelectric element membrane portion of the ultrasonic transducer according to the present invention. In Figure 3, 10 (10 1 to 10 o )
is a PVDF membrane having electrodes 2 and 3 on both sides, and a propagation medium 20 suitable for the propagation of ultrasonic waves, such as water, a medium with acoustic properties almost equivalent to water, or silicone rubber, can be used. In Figure 3, silicone rubber 20 is interposed between each film and PVDF is used.
Single membranes are laminated. By holding both ends of these PVDF single films with holding frames 31 and 32, good flatness is maintained, and a drive circuit to be described later can be connected to the electrodes of each PVDF film. An acoustic lens 40 is attached to the open end of the laminated PVDF film 10 on the surface side in order to obtain a desired directivity of the ultrasonic beam emitted from or arriving there. As this acoustic lens, for example, a silicon rubber plate shaped like a convex lens or an acrylic resin plate shaped like a concave lens can be used. However, even when such an acoustic lens is not used, the aperture end can achieve sufficiently good acoustic coupling. In that case, this open end is roughly equivalent to one planar vibrator of equal size. On the other hand, a sound-absorbing packing material 50 is attached to the back side of the laminated PVDF film 10 to realize an acoustically non-reflective termination. This packing material 50 is made by mixing appropriate amounts of a lightweight body such as a hollow glass balloon and heavy metal powder or powder with a heavy specific gravity such as alumina or silica sand in appropriate amounts to emphasize the acoustic loss. Silicone rubber or the like made to have an impedance that closely matches the average acoustic impedance can be used.

第4図はこのような積層PVDF膜の一部を拡大
表示したもので、電極を含む各々のPVDF膜は平
面性よく保持され、その厚みがt、隣り合う膜と
は平行性良く保たれ、その間隔がdであることを
示す。このように間隔をおきつつ配列した各
PVDF膜は進行波結合を成すように膜間に適宜の
デイレーをもつて電気的結合(送受信)を行なう
必要がある。第5図はPVDF膜10を駆動し超音
波送受波を行ない得るデイレーラインの一実施例
を示す構成図であり、インダクタンスL及びキヤ
パシタンスCよりなるLCデイレーラインと、入
出力の成端抵抗Z1,Zpより構成されている。ここ
で、各PVDF膜とLCデイレーラインの各タツプ
とは配列順に予定された遅延時間関係をもつて結
合されている。すなわち、送波時には音波発射方
向の開口端に近いPVDF膜ほど遅く駆動され、ま
た受波時には、開口端に近いPVDF膜に受信され
た信号ほど長時間の遅延を受けたのち全体の電気
端子Tに現われる。これらの行程において、常
に、デイレーラインの中を進行している送波され
または受波されつつある電気信号を、各PVDF膜
と中間媒体の成す配列構造の中を伝播する超音波
エネルギーとの歩調は大略合致せられており、故
にこの構成により進行波結合の原理に従つた電
気・音響エネルギー変換(結合)が行なわれる。
Figure 4 is an enlarged view of a part of such a laminated PVDF film.Each PVDF film including the electrode maintains good flatness, its thickness is t, and adjacent films are well parallel to each other. Indicate that the interval is d. Each array arranged at intervals like this
The PVDF film needs to be electrically coupled (transmission/reception) with an appropriate delay between the films so as to form traveling wave coupling. FIG. 5 is a configuration diagram showing an embodiment of a delay line capable of transmitting and receiving ultrasonic waves by driving the PVDF film 10, and includes an LC delay line consisting of an inductance L and a capacitance C, and an input/output termination resistor. It is composed of Z 1 and Z p . Here, each PVDF film and each tap of the LC delay line are connected with a predetermined delay time relationship in the order of arrangement. That is, when transmitting waves, the closer the PVDF membrane is to the opening end in the sound wave emission direction, the slower the drive is, and when receiving waves, the signal received by the PVDF membrane closer to the opening end is delayed for a longer time before being driven to the entire electrical terminal T. appears in In these processes, the electric signal being transmitted or received traveling through the delay line is always combined with the ultrasonic energy propagating through the array structure formed by each PVDF film and the intermediate medium. The cadences are roughly matched, so this configuration provides electrical and acoustic energy conversion (coupling) according to the principle of traveling wave coupling.

ここで、一区間の遅延時間Δtoは、シリコンゴ
ム20における音速をCoとすれば大略Δto=d/
Coとなるように選定しておく必要がある。なお、
PVDFの膜厚がdより十分薄ければ、Coとして
水中の音速(1.5Km/s)を代用しても実用上差
し支えない。しかし一方、中間媒体として音響学
的にPVDF膜と等価な物質、ないしは分極などし
ていない所のPVDF膜そのものを用いるならば、
配列内部での超音波の多重反射を防止し得るとい
う利点が生ずる。しかるにその場合、開口端にお
いて目的領域との音響学的インピーダンスマツチ
ングが必要になり、返つて煩雑となる。そのよう
なインピーダンスマツチング層は公知のように目
的領域たる水のインピーダンスと、この配列構造
の平均インピーダンスとの相乗平均のインピーダ
ンスを有する1/4波長板などにより実現せられ、
第3図のレンズ40の位置におかれる。しかしな
がら、このようなマツチング層は波長単位で定義
されるので、何オクターブにも及び広帯域性を確
保することはできない。それ故に最も好ましい実
施形態として、配列構造の音線方向の平均音響学
的インピーダンスを水とほぼ等価とする(PVDF
膜が中間媒体の厚さ、ないし膜間間隔dより十分
薄ければほぼ等価となる)のがよい。
Here, the delay time Δto for one section is approximately Δto=d/if the sound velocity in the silicone rubber 20 is Co.
It is necessary to select Co. In addition,
As long as the PVDF film thickness is sufficiently thinner than d, there is no practical problem in substituting the sound velocity in water (1.5 km/s) for Co. On the other hand, if a material acoustically equivalent to a PVDF membrane or a PVDF membrane itself without polarization is used as the intermediate medium,
The advantage arises that multiple reflections of ultrasound waves within the array can be prevented. However, in that case, acoustic impedance matching with the target area is required at the open end, which becomes more complicated. As is well known, such an impedance matching layer is realized by a quarter-wave plate or the like having an impedance that is the geometric mean of the impedance of water, which is the target region, and the average impedance of this array structure.
It is placed in the position of lens 40 in FIG. However, since such a matching layer is defined in wavelength units, it is not possible to ensure broadband performance over many octaves. Therefore, as the most preferred embodiment, the average acoustic impedance of the array structure in the sound ray direction is approximately equivalent to that of water (PVDF
If the film is sufficiently thinner than the thickness of the intermediate medium or the inter-film spacing d, it is preferable that they are approximately equivalent.

また、各間隔dは必ずしも一定である必要はな
く、各膜間の電気的デイレーをしかるべく調整す
るならばまちまちであつてもよい。また、PVDF
膜の枚数nが、n・k〓1(kは膜1枚当りの電
気・機械結合係数)を満足する枚数であれば、周
波数帯域幅を犠性にすることなく大きな結合が得
られる。結合係数kは、圧電セラミツク(例えば
PZT)では容易に0.5〜0.7程度に成し得るが
PVDF膜では約0.1〜0.15と弱い。従つて、その分
を枚数nでかせぐことによりkの不足分を補つて
n・k〓1とするならばPZT単板に見合う結合
強度を得ることができる。
Further, each interval d does not necessarily have to be constant, and may be different as long as the electrical delay between each film is adjusted appropriately. Also, PVDF
If the number n of membranes satisfies n·k〓1 (k is the electrical/mechanical coupling coefficient per membrane), large coupling can be obtained without sacrificing the frequency bandwidth. The coupling coefficient k is determined by piezoelectric ceramics (e.g.
PZT) can easily achieve a value of about 0.5 to 0.7.
For PVDF membrane, it is weak at about 0.1 to 0.15. Therefore, if the deficiency in k is compensated for by the number of sheets n, and n·k=1, a bonding strength commensurate with that of a PZT veneer can be obtained.

複数個のPVDF単一膜が結合した場合における
周波数特性(又はインパルス応答)は、単位膜の
周波数特性で決る要素と配列で決る要素との積に
なる。それ故、波長λがt=1/2λとなるような 最高動作周波数に至るまで配列の周期性と各膜間
の電気的デイレーが一致していさえすれば、大略
平坦な広帯域の周波数特性が得られる。しかしな
がら、n・k≫1としても大略n・k〓1の場合
より大きな利得が得られるわけではない。それ故
にn・k1とするのが好ましい。PVDFの場
合、等価的なkは0.1〜0.15程度であるから、n
≒7〜10が最適である。
The frequency characteristic (or impulse response) when a plurality of PVDF single films are combined is the product of the element determined by the frequency characteristic of the unit membrane and the element determined by the arrangement. Therefore, as long as the periodicity of the array and the electrical delay between each film match up to the maximum operating frequency where the wavelength λ becomes t = 1/2λ, a roughly flat broadband frequency characteristic can be obtained. It will be done. However, even if n·k≫1, a larger gain cannot be obtained than in the case of approximately n·k〓1. Therefore, it is preferable to set it to n·k1. In the case of PVDF, the equivalent k is about 0.1 to 0.15, so n
≒7 to 10 is optimal.

第6図は本発明の超音波トランスデユーサの他
の実施例である。第6図において、60は送波用
デイレーライン、70(701〜70o)は送波パ
ルス増幅器、80(801〜80o)は受波用初段
増幅器、90は受波用デイレーラインをそれぞれ
示す。送波用デイレーライン60から抽出される
少しずつ遅延された遅延パルスはそれぞれ増幅器
701〜70oを介してPVDFトランスデユーサに
個別に導かれている。また、各PVDF膜における
受波信号は個別に受波用初段増幅器801〜80o
を介して受波用デイレーラインに導入され、ここ
で適宜の遅延をかけてこれらの信号を合成し受波
信号として送出する。この場合、受波用初段増幅
器801〜80oを低雑音、高入力インピーダンス
の増幅器とし、これらを膜状トランスデユーサ1
1〜10oの送波端子とは分離した受波端子に可
能な限り近接して配置し、これに各増幅器の入力
端を最短距離にて浮遊静電容量の増大を避けつつ
接続することが望ましく、そのようにすることに
よつて本発明の特徴である広帯域特性を損なうこ
となく従来のセラミツク圧電素子に勝るともおと
らぬ程の変換能力を実現することができる。
FIG. 6 shows another embodiment of the ultrasonic transducer of the present invention. In Fig. 6, 60 is a delay line for transmitting waves, 70 (70 1 to 70 o ) is a transmitting pulse amplifier, 80 (80 1 to 80 o ) is a first stage amplifier for receiving waves, and 90 is a delay line for receiving waves. Show each line. The delayed pulses extracted from the transmission delay line 60 and delayed little by little are individually guided to the PVDF transducers via amplifiers 70 1 to 70 o , respectively. In addition, the received signals in each PVDF film are individually transmitted to first-stage receiving amplifiers 80 1 to 80 o.
The signals are introduced into the wave receiving delay line via the wave receiving delay line, where the signals are combined with an appropriate delay and sent out as a wave receiving signal. In this case, the first stage amplifiers 80 1 to 80 o for wave reception are low noise, high input impedance amplifiers, and these are connected to the membrane transducer 1.
Place it as close as possible to the receiving terminal that is separate from the transmitting terminal of 0 1 to 10 o , and connect the input terminal of each amplifier to this terminal at the shortest possible distance while avoiding an increase in stray capacitance. is desirable, and by doing so, it is possible to realize a conversion ability that is even superior to that of conventional ceramic piezoelectric elements, without impairing the broadband characteristics that characterize the present invention.

なお、送波用多段遅延手段(デイレーライン6
0)の機能としてはアナログ回路によるデイレー
ラインによるのみならず、デイジタル方式により
プリセツトカウンタ又はシフトレジスタを用いて
実現することもできる。
In addition, multi-stage delay means for wave transmission (delay line 6
The function 0) can be realized not only by a delay line using an analog circuit, but also by a digital system using a preset counter or a shift register.

以上説明したように本発明によれば、ポリマー
系圧電素子を予定された値の間隔で積層配列し、
その各素子の間隔に見合つた遅延時間をもつて各
圧電素子を駆動すると共に圧電素子で受波した受
信信号も同様に素子の間隔に見合つた遅延時間を
介して合成することにより、ポリマー系圧電素子
が本来的に有する広帯域性並びにインパルス応答
の良さを低減することなく従来のセラミツク圧電
素子に実質上劣らない変換能力を有する超音波ト
ランスデユーサを実現することができる。
As explained above, according to the present invention, polymer piezoelectric elements are stacked and arranged at predetermined intervals,
The polymer-based piezoelectric It is possible to realize an ultrasonic transducer having a transducing ability substantially comparable to that of conventional ceramic piezoelectric elements without reducing the broadband properties and good impulse response inherent to the element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は従来のPVDF膜トランスデ
ユーサの構成図、第3図は本発明に係る超音波ト
ランスデユーサの圧電素子膜部分の一実施例を示
す説明的構成図、第4図はPVDF膜の配置構造を
説明する図、第5図はデイレーラインの一実施例
を示す図、第6図は本発明の他の実施例を示す構
成図である。 2,3…電極、10(101〜10o)…PVDF
膜、20…伝播媒体、31,32…保持枠、40
…音響レンズ、50…パツキング材、60…送波
用デイレーライン、70(701〜70o)…送波
パルス増幅器、80(801〜80o)…受波用初
段増幅器、90…受波用デイレーライン。
1 and 2 are block diagrams of a conventional PVDF membrane transducer, FIG. 3 is an explanatory block diagram showing an embodiment of a piezoelectric element membrane portion of an ultrasonic transducer according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the delay line, and FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention. 2, 3... Electrode, 10 (10 1 ~ 10 o )... PVDF
Membrane, 20... Propagation medium, 31, 32... Holding frame, 40
... Acoustic lens, 50 ... Packing material, 60 ... Delay line for wave transmission, 70 (70 1 - 70 o ) ... Transmission pulse amplifier, 80 (80 1 - 80 o ) ... First stage amplifier for wave reception, 90 ... Reception Daytime line for waves.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 伝播媒体を介して互いに平行に積層されて配
列されたポリマー系圧電材料で成る複数枚の圧電
素子膜と、 これらの圧電素子膜の電極に結合される各タツ
プを有するデイレーラインと により構成され、前記デイレーラインの遅延時間
関係と関連して各圧電素子膜がそれらと垂直方向
に伝播する超音波と進行波結合が行われるように
配列してなる超音波トランスデユーサ。 2 前記圧電素子膜を膜間間隔より薄くしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超音波
トランスデユーサ。 3 前記伝播媒体として、水又は水とほぼ等価な
音響特性を有する媒質を使用することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項又は第2項記載の超音波
トランスデユーサ。 4 前記伝播媒体として前記ポリマー系圧電材料
と音響学的インピーダンスがほぼ等しい物質を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の超音波トランスデユーサ。 5 前記配列構造の目的領域側の開口端部に音響
学的レンズを有することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の超音波トランスデユーサ。 6 前記配列構造の目的領域側の開口端部におい
て目的領域との間に音響学的インピーダンスマツ
チング層を有することを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の超音波トランスデユーサ。 7 前記配列構造の目的領域側とは反対側の端部
において音響学的無反射終端を成すためのバツキ
ング材が配置せられてなることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の超音波トランスデユー
サ。
[Claims] 1. A plurality of piezoelectric element films made of polymer-based piezoelectric materials stacked and arranged in parallel to each other via a propagation medium, and each tap coupled to an electrode of these piezoelectric element films. a delay line, and each piezoelectric element film is arranged in relation to the delay time relationship of the delay line so that a traveling wave is coupled with an ultrasonic wave propagating perpendicularly to the piezoelectric element film. Duusa. 2. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the piezoelectric element film is made thinner than the inter-film spacing. 3. The ultrasonic transducer according to claim 1 or 2, wherein water or a medium having acoustic characteristics substantially equivalent to water is used as the propagation medium. 4. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a material having approximately the same acoustic impedance as the polymer-based piezoelectric material is used as the propagation medium. 5. The ultrasonic transducer according to claim 1, further comprising an acoustic lens at an opening end on the target area side of the array structure. 6. The ultrasonic transducer according to claim 1, further comprising an acoustic impedance matching layer between the target area and the opening end of the array structure on the target area side. 7. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein a backing material for forming an acoustically non-reflective termination is disposed at the end of the arrangement structure opposite to the target area side. transducer.
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