(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板、入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、その他の少なくとも１つの照射用すだれ状電極および増幅器から成る超音波照射装置であって、前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極は、前記圧電基板の上端面の中央近傍に並んで設けられており、前記照射用すだれ状電極は、前記圧電基板の前記上端面のうち前記中央近傍の周辺部に設けられていて、前記入力用すだれ状電極に、周波数fi (i=1，2，…, n)を有する各入力電気信号Ei (i=1, 2,…, n)が同時に印加されることにより、前記入力電気信号Eiに対応する一連の弾性波が前記圧電基板に励振され、前記一連の弾性波の漏洩成分は、それぞれ縦波として物質中に照射された後、前記物質の下方境界面によって反射され、反射された一連の縦波のうちの１つが、前記出力用すだれ状電極において遅延電気信号として検出され、前記遅延電気信号は前記周波数fiのうちの１つを有し、前記周波数fiのうちの前記１つは、前記物質の前記下方境界面と前記物質の上方境界面の間の距離に相関し、前記遅延電気信号は、前記増幅器によって増幅され、その増幅信号の一部が再び前記入力用すだれ状電極に印加されることにより、前記周波数fiのうちの前記１つで駆動する帰還型の遅延線発振器が構成され、前記照射用すだれ状電極に前記増幅信号の残部が印加されることにより、前記圧電基板に弾性波が励振され、前記弾性波の漏洩成分が、縦波として物質中に照射され、前記物質の前記下方境界面によって反射された後、前記物質の前記上方境界面によって再反射されることにより連鎖的な反射が起こることを特徴とする超音波照射装置。
【請求項２】
前記圧電基板の下端面に高分子膜が設けられている請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項３】
前記圧電基板の前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極の間に穴が設けられているか又は遮蔽物質が固着されている請求項１または２に記載の超音波照射装置。
【請求項４】
前記圧電基板の前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極の間に導電性遮蔽物質が固着されている請求項１または２に記載の超音波照射装置。
【請求項５】
前記圧電基板が圧電性高分子薄膜で成るか又は圧電セラミック薄板で成り、前記圧電セラミック薄板の分極軸の方向がその厚さ方向と平行である請求項１，２，３または４に記載の超音波照射装置。
【請求項６】
前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極が、正規型の電極パターン又は円弧状の電極パターンを有する請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項７】
前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターン又は円弧状の電極パターンを有し、前記円弧状の電極パターンは、前記円弧状の電極パターンの開口が前記圧電基板の前記上端面の中心に向くように配置されている請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項８】
前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターン又は円弧状の電極パターンを有し、前記円弧状の電極パターンは、前記円弧状の電極パターンの開口が前記圧電基板の前記上端面の中心に背を向けるように配置されている請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項９】
前記入力用すだれ状電極、前記出力用すだれ状電極および前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターンを有し、前記照射用すだれ状電極の電極指の長さは、前記入力用および出力用すだれ状電極の電極指の長さよりも長い請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項１０】
前記入力用すだれ状電極、前記出力用すだれ状電極および前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターンを有し、前記照射用すだれ状電極の電極指の方向は、前記入力用および出力用すだれ状電極の電極指の方向に対して傾きを有する請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項１１】
前記入力用すだれ状電極、前記出力用すだれ状電極および前記照射用すだれ状電極は、電極周期長が徐々に変化する分散型の電極パターンを有する請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項１２】
前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極は、前記入力用および出力用すだれ状電極それぞれにおける最大電極周期長に関与する一方の端の電極指が互いに接近するように配置されている請求項１１に記載の超音波照射装置。
【請求項１３】
前記増幅器と前記照射用すだれ状電極の間に変調器が接続された超音波照射装置であって、前記変調器に伝言信号が入力されるとともに、前記増幅信号の前記残部がキャリヤ信号として入力されることにより、前記キャリヤ信号の振幅が前記伝言信号に従って変調されてＡＭ信号が発生し、前記照射用すだれ状電極には前記ＡＭ信号が印加される請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項１４】
前記照射用すだれ状電極が少なくとも２つ備えられた超音波照射装置であって、少なくとも２つの前記照射用すだれ状電極は、前記圧電基板の前記上端面の中心に対し、点対称になるように配置されている請求項１に記載の超音波照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波で効率よく物質中に超音波を連続的に照射する超音波照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波を照射するトランスデューサとしては、駆動周波数が圧電基板の厚さに依存するような厚み振動モードの圧電トランスデューサが汎用されている。このタイプのトランスデューサは、動作周波数が単一で、液中超音波の斜め入射が難しいという問題を有する。圧電基板の厚さが波長に比べて十分に厚い圧電基板が液体と接触する場合には、圧電基板に設けられたすだれ状トランスデューサが、液体と固体との界面において漏洩波トランスデューサとしての機能を果たし、液体中に超音波を照射することを可能にする。しかしながら、圧電基板を伝搬する漏洩弾性表面波は速度分散のない唯一のモードしか存在しない。従って、このトランスデューサは、単一周波数帯での動作に限定され、しかも、超音波の照射方向は圧電基板に垂直あるいはある一定の角度に限定されるという問題を有している。そこで、照射角度の調整を可能とし複数の周波数帯での動作を可能にするために、小型軽量なデバイス構成で物質中に超音波を掃引できる超音波デバイスが相次いで開示された（特許文献１および２参照）。しかしながら、これらのデバイスは、物質の深さを考慮に入れていないことから、物質の底部にまで効率よく到達する超音波を照射することが難しかった。さらに、これらのデバイスは、デバイス自身が、深さの変化する物質の表面を動くことを想定していなことから、物質の深さに最適な周波数での駆動を続けることが困難であった。
【特許文献１】特開２００１―３０９４９６号
【特許文献２】特開２００１―３０９４９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の超音波デバイスでは、物質中に超音波を照射する際、物質の底部にまで効率よく到達する超音波を照射することが難しく、また、デバイス自身が、深さの変化する物質の表面を動く場合、物質の深さに最適な周波数での駆動を続けることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、圧電基板、入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、その他の少なくとも１つの照射用すだれ状電極および増幅器から成る超音波照射装置であって、前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極は、前記圧電基板の上端面の中央近傍に並んで設けられており、前記照射用すだれ状電極は、前記圧電基板の前記上端面のうち前記中央近傍の周辺部に設けられていて、前記入力用すだれ状電極に、周波数fi (i=1, 2,…, n)を有する各入力電気信号Ei (i=1, 2,…, n)が同時に印加されることにより、前記入力電気信号Eiに対応する一連の弾性波が前記圧電基板に励振され、前記一連の弾性波の漏洩成分は、それぞれ縦波として物質中に照射された後、前記物質の下方境界面によって反射され、反射された一連の縦波のうちの１つが、前記出力用すだれ状電極において遅延電気信号として検出され、前記遅延電気信号は前記周波数fiのうちの１つを有し、前記周波数fiのうちの前記１つは、前記物質の前記下方境界面と前記物質の上方境界面の間の距離に相関し、前記遅延電気信号は、前記増幅器によって増幅され、その増幅信号の一部が再び前記入力用すだれ状電極に印加されることにより、前記周波数fiのうちの前記１つで駆動する帰還型の遅延線発振器が構成され、前記照射用すだれ状電極に前記増幅信号の残部が印加されることにより、前記圧電基板に弾性波が励振され、前記弾性波の漏洩成分が、縦波として物質中に照射され、前記物質の前記下方境界面によって反射された後、前記物質の前記上方境界面によって再反射されることにより連鎖的な反射が起こることを特徴とする超音波照射装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、前記圧電基板の下端面に高分子膜が設けられていることにより、上記課題を解決する。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、前記圧電基板の前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極の間に穴が設けられているか又は遮蔽物質が固着されていることにより、上記課題を解決する。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、前記圧電基板の前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極の間に導電性遮蔽物質が固着されていることにより、上記課題を解決する。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、前記圧電基板が圧電性高分子薄膜で成るか又は圧電セラミック薄板で成り、前記圧電セラミック薄板の分極軸の方向がその厚さ方向と平行であることにより、上記課題を解決する。
【０００９】
請求項６に記載の発明は、前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極が正規型の電極パターン又は円弧状の電極パターンを有することにより、上記課題を解決する。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターン又は円弧状の電極パターンを有し、前記円弧状の電極パターンは、前記円弧状の電極パターンの開口が前記圧電基板の前記上端面の中心に向くように配置されていることにより、上記課題を解決する。
【００１１】
請求項８に記載の発明は、前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターン又は円弧状の電極パターンを有し、前記円弧状の電極パターンは、前記円弧状の電極パターンの開口が前記圧電基板の前記上端面の中心に背を向けるように配置されていることにより、上記課題を解決する。
【００１２】
請求項９に記載の発明は、前記入力用すだれ状電極、前記出力用すだれ状電極および前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターンを有し、前記照射用すだれ状電極の電極指の長さは、前記入力用および出力用すだれ状電極の電極指の長さよりも長いことにより、上記課題を解決する。
【００１３】
請求項１０に記載の発明は、前記入力用すだれ状電極、前記出力用すだれ状電極および前記照射用すだれ状電極が正規型の電極パターンを有し、前記照射用すだれ状電極の電極指の方向は、前記入力用および出力用すだれ状電極の電極指の方向に対して傾きを有することにより、上記課題を解決する。
【００１４】
請求項１１に記載の発明は、前記入力用すだれ状電極、前記出力用すだれ状電極および前記照射用すだれ状電極が、電極周期長が徐々に変化する分散型の電極パターンを有することにより、上記課題を解決する。
【００１５】
請求項１２に記載の発明は、前記入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極が、前記入力用および出力用すだれ状電極それぞれにおける最大電極周期長に関与する一方の端の電極指が互いに接近するように配置されていることにより、上記課題を解決する。
【００１６】
請求項１３に記載の発明は、前記増幅器と前記照射用すだれ状電極の間に変調器が接続された超音波照射装置であって、前記変調器に伝言信号が入力されるとともに、前記増幅信号の前記残部がキャリヤ信号として入力されることにより、前記キャリヤ信号の振幅が前記伝言信号に従って変調されてＡＭ信号が発生し、前記照射用すだれ状電極には前記ＡＭ信号が印加される超音波照射装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１７】
請求項１４に記載の発明は、前記照射用すだれ状電極が少なくとも２つ備えられた超音波照射装置であって、少なくとも２つの前記照射用すだれ状電極は、前記圧電基板の前記上端面の中心に対し、点対称になるように配置されている超音波照射装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、小型軽量なデバイス構成で物質の底部にまで効率よく到達する超音波を照射することが可能で、デバイス自身が、深さの変化する物質の表面を動く場合には、照射する超音波の照射角度や周波数を、物質の深さによって変化させることが可能なことから、物質の深さに最適な周波数での駆動を続けることが可能となる。それにより、物質の内部において連鎖的に超音波を反射させることが可能となり、従って、物質の内部を、常時、超音波エネルギーで満たされた状態にすることが可能となる。
本発明では、帰還型の遅延線発振器が構成されることにより、回路構成が簡単になり、低消費電力駆動が可能となるばかりでなく、温度変化などの環境の変化にも対応しうるデバイスを提供することが可能となる。
本発明によれば、皮膚を通して細胞質中に超音波を照射することも可能で、例えば頭部、顔面、歯茎などの部位への使用によりその効果を発揮する。また、水耕栽培への応用も可能で、植物の育成や発芽の促進などにも効果的である。また本発明によれば、物質中に音楽などを流すことも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の超音波照射装置は、圧電基板、入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、その他の少なくとも１つの照射用すだれ状電極および増幅器から成る簡単な構造を有する。
【実施例】
【００２０】
図１は本発明の超音波照射装置の第１の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は圧電基板１、入力用すだれ状電極２、出力用すだれ状電極３、４つの照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）、増幅器４および高分子膜５から成る。高分子膜５は、図１には描かれていない。また、本実施例では４つの照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）が用いられているが、１つの照射用すだれ状電極（T１，T２，T３またはT４）のみの使用も可能である。入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３は、アルミニウム薄膜で成り、正規型の電極パターンを有し、圧電基板１の上端面の中央近傍に並んで設けられている。照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）は、アルミニウム薄膜で成り、正規型の電極パターンを有し、圧電基板１の上端面のうち中央近傍の周辺部に設けられている。照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）の電極指の長さは、入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３の電極指の長さよりも長い。照射用すだれ状電極（T１およびT３）の電極指の方向は、入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３の電極指の方向と直交しているが、照射用すだれ状電極（T２およびT４）の電極指の方向は、入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３の電極指の方向と平行である。このようにして、照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）は、圧電基板１の上端面の中心に対し、点対称になるように配置されている。なお、点対称にならないように配置することも、もちろん可能である。
【００２１】
図２は図１の超音波照射装置の断面図である。図２では照射用すだれ状電極（T１およびT３）と増幅器４は描かれていない。圧電基板１は、厚さ220μｍの圧電セラミック薄板で成り、中央には穴が設けられている。本実施例では圧電基板１として圧電セラミック薄板が用いられているが、圧電性高分子薄膜を用いることも可能である。圧電基板１の下端面は、シリコンゴム製の高分子膜で覆われている。入力用すだれ状電極２、出力用すだれ状電極３および照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）は340μｍの電極周期長を有する。このようにして、図１の超音波照射装置は小型軽量で簡単なデバイス構成を有する。
【００２２】
図１の超音波照射装置において、周波数fi (i=1, 2,…, n)を有する各入力電気信号Ei (i=1, 2,…, n)が入力用すだれ状電極２に同時に印加されることにより、入力電気信号Eiに対応する一連の弾性波が圧電基板１に励振される。このとき、圧電基板１が圧電セラミック薄板で成り、その分極軸の方向が厚さ方向と平行であることにより、圧電基板１に弾性波が効率よく励振される。各弾性波は、漏洩成分および非漏洩成分から成る。非漏洩成分は、入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３の間に穴が設けられていることにより、出力用すだれ状電極３に伝搬することはない。つまり、この穴が非漏洩成分の伝搬を遮断する役割を演ずる。従って、圧電基板１に穴を設ける代わりに、導電ペイントなどの導電性遮蔽物質を固着させることも有効である。また、導電ペイントの代わりにエポキシ樹脂などで代用することも可能である。
【００２３】
図３は図１の超音波照射装置の部分断面図である。圧電基板１に励振された一連の弾性波の漏洩成分は、それぞれ縦波として物質中に、例えば、高分子膜５と接触する細胞質中に照射される。このとき高分子膜５を使用することにより、高効率で縦波を細胞質中に照射することが可能になる。細胞質中に照射された一連の縦波は、細胞質の下方境界面、例えば細胞質と骨、歯、空気などとの境界面によって反射される。これら一連の縦波が、周波数fi (i=1, 2,…, n)に対応する照射角をそれぞれ有することから、下方境界面で反射される際にもそれらの照射角に応じた反射角を有することとなる。細胞質中の縦波の経路は、例えば図３における３つの矢印で示される。図３から、反射された縦波の１つが出力用すだれ状電極３において、周波数fiのうちの１つを有する遅延電気信号として検出されることが判る。
【００２４】
図１の超音波照射装置では、出力用すだれ状電極３で検出された遅延電気信号は、増幅器４を介して増幅される。その増幅信号の一部は再び入力用すだれ状電極２に入力される。このようにして、入力用すだれ状電極２、出力用すだれ状電極３および増幅器４によって、周波数fiのうちの１つで駆動する帰還型の遅延線発振器が構成される。このような遅延線発振器の構成は、デバイスの小型軽量化を促進するばかりでなく、低消費電力駆動を可能とし、温度変化などの環境の変化にも対応しうるデバイスを実現する。一方、増幅信号の残部は照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）に入力され、４つの弾性波が圧電基板１に励振される。各弾性波は、漏洩成分および非漏洩成分から成る。
【００２５】
図４は図１の超音波照射装置のもう１つの部分断面図である。照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）に対応する４つの弾性波の漏洩成分は、それぞれ縦波として物質中に照射され、物質の下方境界面で反射された後、物質の上方境界面によって再反射される。このようにして、連鎖的な反射が起こる。このような連鎖的な反射は、物質中を超音波エネルギーが満たされた状態にすることを可能にする。
【００２６】
図５は図１の超音波照射装置のさらにもう１つの部分断面図である。上記で述べたように、入力用すだれ状電極２からの一連の縦波は、図３に示すように、物質の下方境界面でそれぞれ反射され、反射された一連の縦波のうちの１つが出力用すだれ状電極３において遅延電気信号として検出される。このとき、出力用すだれ状電極３において遅延電気信号として検出された縦波は、物質の下方境界面と上方境界面の間の距離に相関する反射角を有する。下方境界面と上方境界面の間の距離が変化した場合の縦波の経路は、例えば図５における３つの矢印で示される。図５から、下方境界面と上方境界面の間の距離がたとえ変化しても、１つの反射された縦波が遅延電気信号として必ず出力用すだれ状電極３において検出されることが判る。つまり、物質の深さにかかわらず、周波数fiのうちの１つに対応する縦波が必ず出力用すだれ状電極３において検出される。このようにして、図１の超音波照射装置によれば、物質の深さに応じて駆動周波数や縦波の照射角を変化させることが可能となる。従って、超音波照射装置自身が物質の表面を動く場合で、動くにつれてその物質の深さが変化する場合でも、たとえば、動くにつれて細胞質の厚さが変化する皮膚の上を動く場合でも、常に最適な周波数で駆動することが可能となる。
【００２７】
このようにして図１の超音波照射装置によれば、細胞質の厚さにかかわらず、細胞質中に効率よく縦波を照射することが可能である。従って、図１の超音波照射装置は、身体のマッサージ、例えば頭部、顔面、歯茎などの部位のマッサージや血行促進にも効果的であり、また、水耕栽培への応用も可能で、植物の育成や発芽の促進などにも効果的である。
【００２８】
図６は本発明の超音波照射装置の第２の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は、照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）の配置を除き、図１と同様な構造を有する。照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）の電極指の方向は、入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３の電極指の方向に対して傾きを有する。このようにして、照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）は、圧電基板１の上端面の中心に対し、点対称になるように配置されている。なお、点対称にならないように配置することも、もちろん可能である。
【００２９】
図６の超音波照射装置では、照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）に対応する４つの縦波の照射方向は、どれもすべて、入力用すだれ状電極２から照射される一連の縦波の照射方向とは異なっている。一方、図１においては、照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）に対応する４つの縦波の照射方向は、入力用すだれ状電極２から照射される一連の縦波の照射方向と必ずしも異なっているわけではない。このようにして図６の超音波照射装置では、図１に比べ、ノイズの少ない遅延電気信号が出力用すだれ状電極３において検出される。
【００３０】
図７は本発明の超音波照射装置の第３の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は、変調器６が新たに設けられていること、入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３の代わりに入力用すだれ状電極７および出力用すだれ状電極８がそれぞれ設けられていること、照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）の代わりに照射用すだれ状電極（T５，T６，T７およびT８）がそれぞれ設けられていることを除き、図１と同様な構造を有する。入力用すだれ状電極７、出力用すだれ状電極８および照射用すだれ状電極（T５，T６，T７およびT８）は、正規型の電極パターンと、電極周期長が徐々に変化する分散型の電極パターンの両性質を併せ持つ複合型のパターンをそれぞれ有し、その電極周期長は285 〜 380μｍである。分散型の電極パターンでは、２つの電極指の間の距離が徐々に変化してゆき、一方の端の電極指とその隣の電極指の間の距離が最大になるので、この一方の端の電極指が、当然、最大電極周期長に関与することとなるが、入力用すだれ状電極７および出力用すだれ状電極８は、入力用すだれ状電極７および出力用すだれ状電極８それぞれにおける最大電極周期長に関与するこの一方の端の電極指が互いに接近するように配置されている。
【００３１】
図７の超音波照射装置では、分散型の電極パターンの採用により、広い周波数帯域の入力電気信号を入力用すだれ状電極７に供給することが可能となる。入力用すだれ状電極７に供給される入力電気信号の周波数帯域は、入力用すだれ状電極２に供給されるものに比べてかなり広く、従って、入力用すだれ状電極７から照射される縦波の照射角も、入力用すだれ状電極２から照射される縦波の照射角に比べかなり広範なものとなる。
【００３２】
図８は図７の超音波照射装置の部分断面図である。下方境界面と上方境界面の間の距離が変化した場合の縦波の経路は、例えば図８における４つの矢印で示される。図８においても、図５と同様にして、１つの反射された縦波が遅延電気信号として必ず出力用すだれ状電極８において検出されることが判る。しかしながら、縦波の照射角は図５に比べかなり広範囲に亘っている。すなわち、分散型の電極パターンを採用することにより、広範囲に亘る照射角を有する縦波を入力用すだれ状電極７から照射することが可能となることに加え、入力用すだれ状電極７および出力用すだれ状電極８を、それぞれにおける最大電極周期長に関与する一方の端の電極指が互いに接近するように配置することにより、出力用すだれ状電極８において検出しうる縦波を増やすことが可能となる。
【００３３】
図７の超音波照射装置では、出力用すだれ状電極８で検出された遅延電気信号は、増幅器４を介して増幅される。その増幅信号の一部は再び入力用すだれ状電極７に入力される。このようにして、入力用すだれ状電極７、出力用すだれ状電極８および増幅器４によって帰還型の遅延線発振器が構成される。一方、増幅信号の残部はキャリヤ信号として変調器６に入力される。このとき、人の耳に聞こえる伝言信号が変調器６に入力されると、キャリヤ信号の振幅がその伝言信号に従って変調されて、その結果、ＡＭ信号が発生する。このようにして、照射用すだれ状電極（T５，T６，T７およびT８）にそのＡＭ信号が印加されると、圧電基板１に４つの弾性波が効率よく励振される。各弾性波の漏洩成分は縦波として物質中に照射され、物質の下方境界面で反射された後、物質の上方境界面によって再反射される。このようにして、連鎖的な反射が起こる。従って、図７の超音波照射装置によれば、たとえば音楽などの伝言信号を効果的に物質中、たとえば植物を育成中の液中などに伝達することが可能となる。
【００３４】
図９は本発明の超音波照射装置の第４の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は、照射用すだれ状電極（T５，T６，T７およびT８）の配置を除き、図７と同様な構造を有する。図６と同様にして、照射用すだれ状電極（T５，T６，T７およびT８）の電極指の方向は、入力用すだれ状電極７および出力用すだれ状電極８の電極指の方向に対して傾きを有する。このようにして、照射用すだれ状電極（T５，T６，T７およびT８）は、圧電基板１の上端面の中心に対し、点対称になるように配置されている。なお、点対称にならないように配置することも、もちろん可能である。このようにして図９の超音波照射装置では、図７に比べ、ノイズの少ない遅延電気信号が出力用すだれ状電極３において検出される。
【００３５】
図１０は本発明の超音波照射装置の第５の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は、圧電基板１の代わりに圧電基板９が使用されていること、入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極３の代わりに入力用すだれ状電極１０および出力用すだれ状電極１１がそれぞれ設けられていること、照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）の代わりに照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）がそれぞれ設けられていることを除き、図１と同様な構造を有する。圧電基板９の上端面の中心には、導電ペイントで成る導電性遮蔽物質１２が固着されている。入力用すだれ状電極１０、出力用すだれ状電極１１および照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）は、アルミニウム薄膜で成り、円弧状の電極パターンを有する。この円弧状の電極パターンは、90°の開口角を有し、340μｍの電極周期長を有する。照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）は、円弧状の電極パターンの開口が圧電基板９の上端面の中心に向くように配置されている。このようにして、照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）は、圧電基板９の上端面の中心に対し、点対称になるように配置されている。なお、点対称にならないように配置することも、もちろん可能である。
【００３６】
図１０の超音波照射装置では、入力用すだれ状電極１０に周波数fiの入力電気信号Eiを供給することにより圧電基板９に一連の弾性波が励振されるが、導電性遮蔽物質１２は、これらの弾性波の非漏洩成分の伝搬を遮断する役割を演ずる。図１０の超音波照射装置は、入力用すだれ状電極１０および照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）から照射される縦波の照射方向が図１の入力用すだれ状電極２および照射用すだれ状電極（T１，T２，T３およびT４）から照射される縦波の照射方向とは異なることを除いて、図１と同様な機能を果たす。
【００３７】
図１１は本発明の超音波照射装置の第６の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は、照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）の配置を除き、図１０と同様な構造を有する。照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）は、円弧状の電極パターンの開口が圧電基板９の上端面の中心に背を向けるように配置されている。このようにして、照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）は、圧電基板９の上端面の中心に対し、点対称になるように配置されている。なお、点対称にならないように配置することも、もちろん可能である。図１１の超音波照射装置は、照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）から照射される縦波の照射方向が図１０とは異なることを除いて、図１０と同様な機能を果たす。
【００３８】
図１２は本発明の超音波照射装置の第７の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は、入力用すだれ状電極１０および出力用すだれ状電極１１の代わりに入力用すだれ状電極１３および出力用すだれ状電極１４がそれぞれ設けられていること、照射用すだれ状電極（T９，T１０，T１１およびT１２）の代わりに照射用すだれ状電極（T１３，T１４およびT１５）が設けられていることを除き、図１０と同様な構造を有する。入力用すだれ状電極１３、出力用すだれ状電極１４および照射用すだれ状電極（T１３，T１４およびT１５）は、120°の開口角をする円弧状の電極パターンと、285 〜 380μｍの電極周期長を有する分散型の電極パターンの両性質を併せ持つ複合型のパターンをそれぞれ有する。分散型の電極パターンでは、２つの電極指の間の距離が徐々に変化してゆき、一方の端の電極指とその隣の電極指の間の距離が最大になるので、この一方の端の電極指が、当然、最大電極周期長に関与することとなるが、入力用すだれ状電極１３および出力用すだれ状電極１４は、入力用すだれ状電極１３および出力用すだれ状電極１４それぞれにおける最大電極周期長に関与するこの一方の端の電極指が互いに接近するように配置されている。図１２の超音波照射装置は、入力用すだれ状電極１３および照射用すだれ状電極（T１３，T１４およびT１５）から照射される縦波の照射方向が図７の入力用すだれ状電極７および照射用すだれ状電極（T５，T６，T７およびT８）から照射される縦波の照射方向とは異なることを除いて、図７と同様な機能を果たす。
【００３９】
図１３は本発明の超音波照射装置の第８の実施例を上方から見たときの平面図である。本実施例は、入力用すだれ状電極１３および出力用すだれ状電極１４の代わりに入力用すだれ状電極７および出力用すだれ状電極８がそれぞれ設けられていることを除き、図１２と同様な構造を有する。図１３の超音波照射装置は、入力用すだれ状電極７から照射される縦波の照射方向が図７と同様であることを除いて、図１２と同様な機能を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の超音波照射装置の第１の実施例を上方から見たときの平面図
【図２】図１の超音波照射装置の断面図
【図３】図１の超音波照射装置の部分断面図
【図４】図１の超音波照射装置のもう１つの部分断面図
【図５】図１の超音波照射装置のさらにもう１つの部分断面図
【図６】本発明の超音波照射装置の第２の実施例を上方から見たときの平面図
【図７】本発明の超音波照射装置の第３の実施例を上方から見たときの平面図
【図８】図７の超音波照射装置の部分断面図
【図９】本発明の超音波照射装置の第４の実施例を上方から見たときの平面図
【図１０】本発明の超音波照射装置の第５の実施例を上方から見たときの平面図
【図１１】本発明の超音波照射装置の第６の実施例を上方から見たときの平面図
【図１２】本発明の超音波照射装置の第７の実施例を上方から見たときの平面図
【図１３】本発明の超音波照射装置の第８の実施例を上方から見たときの平面図
【符号の説明】
【００４１】
１    圧電基板
２    入力用すだれ状電極
３    出力用すだれ状電極
４    増幅器
５    高分子膜
６    変調器
７    入力用すだれ状電極
８    出力用すだれ状電極
９    圧電基板
１０    入力用すだれ状電極  
１１    出力用すだれ状電極
１２    導電性遮蔽物質
１３    入力用すだれ状電極
１４    出力用すだれ状電極
T１，T２，T３，T４      照射用すだれ状電極
T５，T６，T７，T８      照射用すだれ状電極
T９，T１０，T１１，T１２    照射用すだれ状電極
T１３，T１４，T１５        照射用すだれ状電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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