(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、囲い、増幅器および変調器から成る超音波信号照射装置であって、前記第１入力用すだれ状電極、前記第２入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極は、前記圧電基板の一方の端面に設けられており、前記囲いは前記圧電基板のもう一方の端面の一部に設けられ、前記一部は、前記圧電基板の前記一方の端面の前記第１入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極を含む表面部に対応し、前記囲いによって前記一部は空気と接触し、前記第１入力用すだれ状電極は、入力電気信号を印加されることにより前記圧電基板に非漏洩弾性波を励振し、前記出力用すだれ状電極は、前記非漏洩弾性波を遅延電気信号として検出し、前記増幅器は、前記遅延電気信号を増幅し、その増幅信号の一部を再び前記第１入力用すだれ状電極に印加し、前記増幅信号の残部をキャリヤ信号として前記変調器に送り、前記変調器は、前記変調器に備えられている入力端子から受信する入力伝言信号に従って、前記キャリヤ信号の振幅を変調してＡＭ信号を発生させ、前記第２入力用すだれ状電極は、前記ＡＭ信号を印加されることにより前記圧電基板に漏洩弾性波を励振し、前記圧電基板の前記もう一方の端面の残部を介して前記漏洩弾性波を縦波として液体中に照射する超音波信号照射装置。
【請求項２】
前記キャリヤ信号の電圧を変化させる電圧制御器が備えられている請求項１に記載の超音波信号照射装置。
【請求項３】
前記ＡＭ信号の周波数を選択するフィルターが備えられた請求項１または２に記載の超音波信号照射装置。
【請求項４】
前記圧電基板が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または３に記載の超音波信号照射装置。
【請求項５】
前記圧電基板が圧電性高分子薄板で成る請求項１，２または３記載の超音波信号照射装置。
【請求項６】
前記圧電基板の前記もう一方の端面の前記残部に高分子膜が設けられている請求項１，２，３，４または５に記載の超音波信号照射装置。
【請求項７】
前記圧電基板の前記一方の端面にもう一つの出力用すだれ状電極が設けられるとともに、前記もう一つの出力用すだれ状電極に復調器が接続された超音波信号照射装置であって、前記もう一つの出力用すだれ状電極は、前記液体中にある物体によって反射された前記縦波を出力電気信号として検出し、前記復調器は、前記出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させ、前記復調器に備えられている出力端子から前記出力伝言信号が検出される請求項１，２，３，４，５または６に記載の超音波信号照射装置。
【請求項８】
もう一つの圧電基板と、前記もう一つの圧電基板の一方の端面に設けられたもう一つの出力用すだれ状電極と、前記もう一つの出力用すだれ状電極に接続された復調器を備えた超音波信号照射装置であって、前記もう一つの出力用すだれ状電極は、前記液体中にある物体によって反射された前記縦波を前記もう一つの圧電基板のもう一方の端面を介して出力電気信号として検出し、前記復調器は、前記出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させ、前記復調器に備えられている出力端子から前記出力伝言信号が検出される請求項１，２，３，４，５または６に記載の超音波信号照射装置。
【請求項９】
前記第１入力用すだれ状電極と前記第２入力用すだれ状電極の電極指の方向は互いに直交している請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載の超音波信号照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波で効率よく物体中に超音波信号を照射する超音波信号照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音響システムを構築する上では、弾性波を照射または検出するトランスデューサが重要な役割を果たす。一般には、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広く用いられている。このような従来型のトランスデューサは、動作周波数が単一で高周波駆動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、弾性表面波は漏洩波の形で伝搬する。この時、漏洩波は液体中への縦波にモード変換される。このことは、圧電基板に設けられている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ていることを意味しているが、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。液体中に超音波を照射するためのこれら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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、小型軽量でしかも簡便なデバイス構成で物体中に超音波信号を照射でき、その照射角度や照射強度を調整でき、複数の周波数帯での動作とともに、低消費電力駆動が可能で、耐環境性にも優れる超音波信号照射装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の超音波信号照射装置は、圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、囲い、増幅器および変調器から成る超音波信号照射装置であって、前記第１入力用すだれ状電極、前記第２入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極は、前記圧電基板の一方の端面に設けられており、前記囲いは前記圧電基板のもう一方の端面の一部に設けられ、前記一部は、前記圧電基板の前記一方の端面の前記第１入力用すだれ状電極および前記出力用すだれ状電極を含む表面部に対応し、前記囲いによって前記一部は空気と接触し、前記第１入力用すだれ状電極は、入力電気信号を印加されることにより前記圧電基板に非漏洩弾性波を励振し、前記出力用すだれ状電極は、前記非漏洩弾性波を遅延電気信号として検出し、前記増幅器は、前記遅延電気信号を増幅し、その増幅信号の一部を再び前記第１入力用すだれ状電極に印加し、前記増幅信号の残部をキャリヤ信号として前記変調器に送り、前記変調器は、前記変調器に備えられている入力端子から受信する入力伝言信号に従って、前記キャリヤ信号の振幅を変調して振幅変調（ＡＭ）信号を発生させ、前記第２入力用すだれ状電極は、前記ＡＭ信号を印加されることにより前記圧電基板に漏洩弾性波を励振し、前記圧電基板の前記もう一方の端面の残部を介して前記漏洩弾性波を縦波として液体中に照射する。
【０００５】
請求項２に記載の超音波信号照射装置には、前記キャリヤ信号の電圧を変化させる電圧制御器が備えられている。
【０００６】
請求項３に記載の超音波信号照射装置には、前記ＡＭ信号の周波数を選択するフィルターが備えられている。
【０００７】
請求項４に記載の超音波信号照射装置は、前記圧電基板が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。
【０００８】
請求項５に記載の超音波信号照射装置は、前記圧電基板が圧電性高分子薄板で成る。
【０００９】
請求項６に記載の超音波信号照射装置は、前記圧電基板の前記もう一方の端面の前記残部に高分子膜が設けられている。
【００１０】
請求項７に記載の超音波信号照射装置は、前記圧電基板の前記一方の端面にもう一つの出力用すだれ状電極が設けられるとともに、前記もう一つの出力用すだれ状電極に復調器が接続された超音波信号照射装置であって、前記もう一つの出力用すだれ状電極は、前記液体中にある物体によって反射された前記縦波を出力電気信号として検出し、前記復調器は、前記出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させ、前記復調器に備えられている出力端子から前記出力伝言信号が検出される。
【００１１】
請求項８に記載の超音波信号照射装置は、もう一つの圧電基板と、前記もう一つの圧電基板の一方の端面に設けられたもう一つの出力用すだれ状電極と、前記もう一つの出力用すだれ状電極に接続された復調器を備えた超音波信号照射装置であって、前記もう一つの出力用すだれ状電極は、前記液体中にある物体によって反射された前記縦波を前記もう一つの圧電基板のもう一方の端面を介して出力電気信号として検出し、前記復調器は、前記出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させ、前記復調器に備えられている出力端子から前記出力伝言信号が検出される。
【００１２】
請求項９に記載の超音波信号照射装置は、 前記第１入力用すだれ状電極と前記第２入力用すだれ状電極の電極指の方向は互いに直交している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の超音波信号照射装置は、圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、囲い、増幅器および変調器から成る簡単な構造を有する。圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ状電極および出力用すだれ状電極は、圧電基板の一方の端面に設けられている。囲いは圧電基板のもう一方の端面の一部に設けられている。囲いが設けられる部分は、圧電基板の一方の端面における第１入力用すだれ状電極と出力用すだれ状電極を含む表面部に対応し、外部からは遮断され、空気と接触している。もしも、第１入力用すだれ状電極に入力電気信号が印加されると、圧電基板に弾性波が励振される。このとき、囲いを採用することにより、圧電基板に励振されるのは外部に漏洩されにくい非漏洩弾性波であり、この非漏洩弾性波は遅延電気信号として出力用すだれ状電極で検出され、この遅延電気信号は増幅器によって増幅される。その増幅信号の一部は再び第１入力用すだれ状電極に印加される。このようにして、第１入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極および増幅器は遅延線発振器を構成する。従って、デバイスの小型軽量化が促進され、低消費電力駆動が可能となる。一方、増幅信号の残部は、キャリヤ信号として変調器に送られる。変調器には入力端子が備えられていて、その入力端子から受信される入力伝言信号に従って、キャリヤ信号の振幅が変調される。このようにして、ＡＭ信号が発生する。第２入力用すだれ状電極は、このＡＭ信号を印加されることにより圧電基板に漏洩弾性波を励振する。この漏洩弾性波は、圧電基板のもう一方の端面の残部を介して縦波として液体中に照射される。このようにして、入力伝言信号として、たとえば、音楽などを採用すれば、その音楽に応じたＡＭ信号を液体中に流すことが可能となる。
【００１４】
本発明の超音波信号照射装置では、キャリヤ信号の電圧を変化させる電圧制御器を備えた構造が可能である。キャリヤ信号の電圧は電圧制御器によって変化された後、第２入力用すだれ状電極に入力される。このとき、圧電基板には漏洩弾性波が励振される。この漏洩弾性波は、電圧制御器で変化された電圧に応じた強さの縦波として圧電基板のもう一方の端面の残部を介して液体中に照射される。このようにして、液体中への超音波の照射強度を調整することが可能となる。
【００１５】
本発明の超音波信号照射装置では、ＡＭ信号の周波数を選択するフィルターが備えられた構造が可能である。このような構造を採用することにより、第２入力用すだれ状電極に入力されるＡＭ信号の周波数が選択される。液体中への縦波の照射角度θは駆動周波数に依存することから、液体中への超音波の照射角度θを調整することが可能となる。
【００１６】
本発明の超音波信号照射装置では、圧電基板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構造、または圧電基板が圧電性高分子薄板で成る構造が可能である。このような構造を採用することにより、圧電基板に弾性波が効率よく励振される。また、装置の小型軽量化を促進することが可能となる。
【００１７】
本発明の超音波信号照射装置では、圧電基板のもう一方の端面の残部に高分子膜が設けられた構造が可能である。このような構造を採用することにより、機械的強度を高めることが可能となる。また、高分子膜として、液体層との音響結合のための整合性に優れた、たとえば、シリコンゴム薄膜などを用いれば、圧電基板に励振された漏洩弾性波は液体中に縦波として効率よく照射される。
【００１８】
本発明の超音波信号照射装置では、圧電基板の一方の端面にもう一つの出力用すだれ状電極が設けられるとともに、この出力用すだれ状電極に復調器が接続された構造が可能である。この出力用すだれ状電極は、液体中にある物体によって反射された縦波を出力電気信号として検出することを可能にする。また、復調器によれば、この出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させることができる。このようにして、復調器に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出される。たとえば、入力伝言信号としての音楽に応じたＡＭ信号が液体中に流れていた場合、このＡＭ信号を再び液体中から取り出し復調して伝言を再生することが可能となる。
【００１９】
本発明の超音波信号照射装置では、 もう一つの圧電基板と、その圧電基板の一方の端面に設けられたもう一つの出力用すだれ状電極と、その出力用すだれ状電極に接続された復調器を備えた構造が可能である。このような構造では、その出力用すだれ状電極は、液体中にある物体によって反射された縦波をその圧電基板のもう一方の端面を介して出力電気信号として検出することを可能にする。また、復調器によれば、この出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させることができる。このようにして、復調器に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出される。たとえば、入力伝言信号としての音楽に応じたＡＭ信号が液体中に流れていた場合、このＡＭ信号を再び液体中から取り出し復調して伝言を再生することが可能となる。
【００２０】
本発明の超音波信号照射装置では、第１入力用すだれ状電極と第２入力用すだれ状電極の電極指の方向が互いに直交した構造が可能である。このような構造を採用することにより、デバイス設計の自由度が増大する。
【００２１】
【実施例】
図１は本発明の超音波信号照射装置の第１の実施例を示す構成図である。本実施例は圧電基板１、第１入力用すだれ状電極２、第２入力用すだれ状電極３、出力用すだれ状電極４、囲い５、増幅器６および変調器７から成る。圧電基板１は厚さ218μｍの圧電セラミック薄板で成る。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、圧電性高分子薄板を用いることも可能である。第１入力用すだれ状電極２、第２入力用すだれ状電極３および出力用すだれ状電極４は、アルミニウム薄膜で成り、圧電基板１の一方の端面上に設けられている。囲い５は圧電基板１のもう一方の端面の一部に設けられている。囲い５が設けられる部分は、圧電基板１の一方の端面における第１入力用すだれ状電極２と出力用すだれ状電極４を含む表面部に対応し、外部からは遮断され、空気と接触している。図１の超音波信号照射装置を用いて液体中に超音波を照射する場合には、圧電基板１のもう一方の端面の少なくとも残部にその液体を接触させる必要がある。
【００２２】
図２は圧電基板１、第１入力用すだれ状電極２、第２入力用すだれ状電極３および出力用すだれ状電極４で成るデバイスを上方から見たときの平面図である。第１入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極４はともに５対の電極指を有し、電極周期長は340μｍである。第２入力用すだれ状電極３は60対の電極指を有し、電極周期長は340μｍである。
【００２３】
図１の超音波信号照射装置において、第１入力用すだれ状電極２の電極周期長に対応する中心周波数にほぼ等しい周波数の入力電気信号が第１入力用すだれ状電極２に印加されると、圧電基板１に非漏洩弾性波が励振される。非漏洩弾性波は第１入力用すだれ状電極２の電極周期長にほぼ対応する波長を有しており、この非漏洩弾性波は圧電基板１中を伝わって遅延電気信号として出力用すだれ状電極４で検出される。この遅延電気信号は増幅器６によって増幅される。その増幅信号の一部は入力電気信号として再び第１入力用すだれ状電極２に印加される。このようにして、第１入力用すだれ状電極２、出力用すだれ状電極４および増幅器６は帰還型の遅延線発振器を構成する。一方、増幅信号の残部は、キャリヤ信号として変調器７に送られる。変調器７には入力端子が備えられていて、その入力端子から受信される入力伝言信号に従って、キャリヤ信号の振幅が変調される。このようにしてＡＭ信号が発生する。第２入力用すだれ状電極３は、このＡＭ信号を印加されることにより圧電基板１に漏洩弾性波を励振する。この漏洩弾性波は、圧電基板１のもう一方の端面の残部を介して縦波として液体中に照射される。このようにして、入力伝言信号に応じたＡＭ信号を液体中に流すことが可能となる。
【００２４】
図３は圧電基板１に励振される各モードの弾性波の位相速度と、弾性波の周波数ｆおよび圧電基板１の厚さｄの積ｆｄとの関係を示す特性図である。圧電基板１中を伝搬する横波の速度は2,450 m/sであり、縦波の速度は4,390 m/sである。図３より、多モードでの駆動が可能であって、高次モードでの駆動ほど弾性波の速度も速いことが分かる。弾性波の速度が速ければ速いほど、液体中への超音波の照射角度θも小さくなることから、結果として、駆動周波数を高くすればするほど照射角度θを小さくすることができる。このようにして、液体中への照射角度を調整できる超音波信号照射装置が可能となる。
【００２５】
図４は本発明の超音波信号照射装置の第２の実施例を示す構成図である。本実施例は図１の第１の実施例に新たにフィルター８が加わったものである。本実施例では液体中を伝搬する縦波の伝搬路が矢印で示されている。図３で述べられているように、照射角度θは駆動周波数に依存する。このようにして、液体中への超音波の照射角度θを調整することができる。
【００２６】
図５は圧電基板１単体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性図である。但し、図５は周波数が6 ~ 8 MHzでの特性図である。図５における細線および太線は、圧電基板１のもう一方の端面に何も負荷されていない状態および水が負荷された状態をそれぞれ示す。両状態における挿入損失の差は6.8 MHz近傍で最大である。図５の他、4.3 MHz，9.5 MHz，14.4 MHzおよび19 MHzにおいてそれぞれ挿入損失の差が大きいことが確認されている。このことから、これらの周波数で駆動することにより液体中へ超音波を効率よく照射できることが分かる。
【００２７】
図６は本発明の超音波信号照射装置の第３の実施例を示す構成図である。本実施例は図１の第１の実施例に新たに電圧制御器９が加わったものである。増幅器６によって増幅された増幅信号の残部は、キャリヤ信号として変調器７に送られる前に電圧制御器９を経由する。このようにして、キャリヤ信号の電圧は電圧制御器９によって変化された後、第２入力用すだれ状電極３に入力される。このとき、圧電基板１に漏洩弾性波が励振される。この漏洩弾性波は、電圧制御器９で変化された電圧に応じた強さの縦波として圧電基板１のもう一方の端面の残部を介して液体中に照射される。このようにして、液体中への超音波の照射強度を調整することが可能となる。
【００２８】
図７は本発明の超音波信号照射装置の第４の実施例を示す構成図である。本実施例は図１の第１の実施例に新たに高分子膜１０が加わったものである。高分子膜１０は、厚さ１ｍｍで、シリコンゴム製で、圧電基板１のもう一方の端面の残部に設けられている。このようにして、高分子膜１０の外側の表面を介して超音波が効率よく液体中に照射される。
【００２９】
図８は圧電基板１と高分子膜１０との２層構造体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性図である。但し、図８は高分子膜１０の外側表面に水が負荷された状態での特性を示す。
【００３０】
図９は圧電基板１と高分子膜１０との２層構造体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性図である。但し、図９は高分子膜１０の外側表面に何も負荷されていない状態での特性を示す。
【００３１】
図８および図９より、両状態での挿入損失の差は4.3 MHz近傍で最大であることが分かる。すなわち、4.3 MHz近傍で駆動すれば液体中へ超音波を効率よく照射できることが分かる。
【００３２】
図１０は本発明の超音波信号照射装置の第５の実施例を示す構成図である。本実施例は、図１の第１の実施例の圧電基板１が圧電基板１３に置き換わるとともに、新たにもう一つの出力用すだれ状電極１１および復調器１２が加わったものである。圧電基板１３は厚さ218μｍの圧電セラミック薄板で成る。出力用すだれ状電極１１は、第１入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極４と同様な材質で成り、同様な形状を有し、圧電基板１３の一方の端面に設けられている。復調器１２は出力用すだれ状電極１１に接続されている。図１の第１の実施例と同様にして、液体中には第２入力用すだれ状電極３から縦波が照射される。
出力用すだれ状電極１１は、液体中にある物体によって反射された縦波を出力電気信号として検出する。復調器１２は、この出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させる。このようにして、復調器１２に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出されることが可能になる。たとえば、入力伝言信号として音楽を採用した場合、この音楽に応じたＡＭ信号が液体中に流れるが、出力用すだれ状電極１１によりこのＡＭ信号を再び液体中から取り出し、復調器１２により復調して音楽を聴くことが可能となる。
【００３３】
図１１は本発明の超音波信号照射装置の第６の実施例を示す構成図である。本実施例は、図１の第１の実施例に新たに圧電基板１４、出力用すだれ状電極１１および復調器１２が加わったものである。圧電基板１４は厚さ218μｍの圧電セラミック薄板で成る。出力用すだれ状電極１１は、圧電基板１４の一方の端面に設けられている。復調器１２は出力用すだれ状電極１１に接続されている。図１の第１の実施例と同様にして、液体中には第２入力用すだれ状電極３から縦波が照射される。出力用すだれ状電極１１は、液体中にある物体によって反射された縦波を圧電基板１４のもう一方の端面を介して出力電気信号として検出する。復調器１２は、この出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させる。このようにして、復調器１２に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出されることが可能になる。たとえば、入力伝言信号としての音楽に応じたＡＭ信号が液体中に流れていた場合、出力用すだれ状電極１１によりこのＡＭ信号を再び液体中から取り出し、復調器１２により復調して音楽を聴くことが可能となる。また、図１１では、第２入力用すだれ状電極３および出力用すだれ状電極１１の電極指の方向は、第１入力用すだれ状電極２および出力用すだれ状電極４の電極指に対し垂直に配置されている。このような構造でも図１０の第５の実施例と同様な機能を果たす。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の超音波信号照射装置は、圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極、囲い、増幅器および変調器から成る。圧電基板、第１入力用すだれ状電極、第２入力用すだれ状電極および出力用すだれ状電極は、圧電基板の一方の端面に設けられている。囲いは圧電基板のもう一方の端面の一部に設けられている。囲いが設けられる部分は、圧電基板の一方の端面における第１入力用すだれ状電極と出力用すだれ状電極を含む表面部に対応し、外部からは遮断され、空気と接触している。もしも、第１入力用すだれ状電極に入力電気信号が印加されると、囲いを採用していることから、圧電基板には外部に漏洩されにくい非漏洩弾性波が励振される。この非漏洩弾性波は遅延電気信号として出力用すだれ状電極で検出され、この遅延電気信号は増幅器によって増幅される。その増幅信号の一部は再び第１入力用すだれ状電極に印加される。このようにして、第１入力用すだれ状電極、出力用すだれ状電極および増幅器は遅延線発振器を構成する。一方、増幅信号の残部は、キャリヤ信号として変調器に送られる。変調器では、そこに備えられた入力端子から受信される入力伝言信号に従ってキャリヤ信号の振幅が変調され、ＡＭ信号が発生する。第２入力用すだれ状電極は、このＡＭ信号を印加されることにより圧電基板に漏洩弾性波を励振する。この漏洩弾性波は、圧電基板のもう一方の端面の残部を介して縦波として液体中に照射される。
【００３５】
本発明の超音波信号照射装置では、キャリヤ信号の電圧を変化させる電圧制御器を備えた構造が可能である。このような構造を採用することにより、圧電基板に励振される漏洩弾性波は、電圧制御器で変化された電圧に応じた強さの縦波として圧電基板のもう一方の端面の残部を介して液体中に照射される。このようにして、液体中への超音波の照射強度を調整することが可能となる。
【００３６】
本発明の超音波信号照射装置では、ＡＭ信号の周波数を選択するフィルターを備えた構造が可能である。このような構造を採用することにより、第２入力用すだれ状電極に入力されるＡＭ信号の周波数が選択される。液体中への縦波の照射角度θは駆動周波数に依存することから、液体中への超音波の照射角度θを調整することが可能となる。
【００３７】
本発明の超音波信号照射装置では、圧電基板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構造、または圧電基板が圧電性高分子薄板で成る構造が可能である。このような構造を採用することにより、圧電基板に弾性波が効率よく励振される。
【００３８】
本発明の超音波信号照射装置では、圧電基板のもう一方の端面の残部に高分子膜が設けられた構造が可能である。このような構造を採用することにより、機械的強度を高めることが可能となる。高分子膜として、液体層との音響結合のための整合性に優れた材質を用いれば、圧電基板に励振された漏洩弾性波は液体中に縦波として効率よく照射される。
【００３９】
本発明の超音波信号照射装置では、もう一つの出力用すだれ状電極と復調器を備えた構造が可能である。この出力用すだれ状電極は圧電基板の一方の端面に設けられ、液体中にある物体によって反射された縦波を出力電気信号として検出することを可能にするものである。また、復調器は、その出力用すだれ状電極に接続されることにより出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させるものである。このようにして、復調器に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出される。
【００４０】
本発明の超音波信号照射装置では、 もう一つの圧電基板と、もう一つの出力用すだれ状電極と、復調器を備えた構造が可能である。この出力用すだれ状電極はその圧電基板の一方の端面に設けられ、液体中にある物体によって反射された縦波を出力電気信号として検出することを可能にするものである。また、復調器は、その出力用すだれ状電極に接続されることにより出力電気信号の振幅を復調して出力伝言信号を発生させるものである。このようにして、復調器に備えられている出力端子から出力伝言信号が検出される。
【００４１】
本発明の超音波信号照射装置では、第１入力用すだれ状電極と第２入力用すだれ状電極の電極指の方向が互いに直交した構造が可能である。このような構造を採用することにより、デバイス設計の自由度が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波信号照射装置の第１の実施例を示す構成図。
【図２】圧電基板１、第１入力用すだれ状電極２、第２入力用すだれ状電極３および出力用すだれ状電極４で成るデバイスを上方から見たときの平面図。
【図３】圧電基板１に励振される各モードの弾性波の位相速度と、弾性波の周波数ｆおよび圧電基板１の厚さｄの積ｆｄとの関係を示す特性図。
【図４】本発明の超音波信号照射装置の第２の実施例を示す構成図。
【図５】圧電基板１単体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性図。
【図６】本発明の超音波信号照射装置の第３の実施例を示す構成図。
【図７】本発明の超音波信号照射装置の第４の実施例を示す構成図。
【図８】圧電基板１と高分子膜１０との２層構造体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性図。
【図９】圧電基板１と高分子膜１０との２層構造体に励振される弾性波の挿入損失と周波数との関係を示す特性図。
【図１０】本発明の超音波信号照射装置の第５の実施例を示す構成図。
【図１１】本発明の超音波信号照射装置の第６の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１    圧電基板
２    第１入力用すだれ状電極
３    第２入力用すだれ状電極
４    出力用すだれ状電極
５    囲い
６    増幅器
７    変調器
８    フィルター
９    電圧制御器
１０  高分子膜
１１    出力用すだれ状電極
１２    復調器
１３    圧電基板
１４    圧電基板
【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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