JPH0379199A - 送受波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、送受波装置、特に周波数の調節可能な送受波
装置に関するものである。

［従来技術］ 交流電気信号が印加されることにより所定周波数の超音
波を発振したり、所定周波数の超音波を受信して電気信
号に変換する送受波装置は、探傷装置や医療用診断装置
等広範囲に利用されている。

このような送受波装置では被検体の被検部位に応じて、
適した周波数の超音波を使用する必要がある。そこで、
複数の周波数帯域を持つ種々の送受波装置が提案されて
おり、例えば特開昭５８−１０６４５７号公報等に記載
のものがある。その従来例の一例を第３図に示す。この
送受波装置は、超音波振動子の一部に音響整合層を備え
、該振動子のインピーダンスをＺｏ、音響媒質のインピ
ーダンスをＺＭ、音響整合層の音響インピーダンスを２
１としたときに、ｚ１≧、７丁−１；とすることによっ
て複数の分離された周波数帯域を送受波装置に持たせる
事ができるようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述の送受波装置は、前記音響整合層に
よって決定される複数の分離された周波数帯域しか用い
る事ができず、広範囲にしかも連続的に超音波振動を送
受波する事ができなかった。

また該送受波装置は、超音波振動子の振動モード及び次
数を変更する事ができず、その結果周波数の大きく異な
る超音波振動を送受波することができなかった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、送受波装置の超音波振動子を任意の振動モー
ド或いは次数で用いても、広範囲にかつ連続的に送受波
が行なえる送受波装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明の送受波装置は、超音
波振動子と、該超音波振動子の一部に着設された電気機
械変換素子と、該電気機械変換素子と電気的に接続され
少なくともインダクタンス分を有するインピーダンス素
子と、該インピーダンス素子に接続され、該インピーダ
ンスを調節する制御回路とを具備した構造をとっている
。

［作用］ 上記の構成を有する本発明の送受波装置は、前記超音波
振動子の一部に着設された電気機械変換素子に電気的に
接続したインピーダンス素子のインピーダンスを調節す
る２とによって、該電気機械変換素子の弾性率を変化さ
せ、その結果前記超音波振動子の共振周波数を広範囲に
かつ連続的に変化可能となっている。このとき、前記イ
ンピーダンス素子に接続された制御回路により、前記送
受波装置が送受波する周波数に応じて前記インピーダン
スを調節するので、常に該送受波装置を高効率動作する
ことが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図は、本実施例の送受波装置である。同図において
、円板状の圧電体２１の両面に電極２２・及び２３が着
設されている。該電極２３には、周波数制御用の圧電体
２４（以下、制御用圧電体ど呼ぶ）が着設されており、
該制御用圧電体２４の他の一面には、電極２５が着設さ
れている。

前記電極２２には、周波数可変の交流電源２６と電流計
２７とが接続されており、一方電極２３は接地されてい
る。

また、前記電極２５にはインピーダンス素子として可変
インダクタンスコイル２８（以下、コイルと呼ぶ）が接
続されている。該コイル２８の他の一端は接地されてい
る。

更に前記電流計２７には制御回路２９が接続され、該制
御回路２９は前記コイル２８に接続され、該コイル２８
のインダクタンスを制御可能となついる。

以上のように構成された送受波装置１０の作用を、以下
に説明する。

前記圧電体２１がその厚さ方向に共振振動する周波数ｆ
において、前記交流電源２６から交流電気信号を印加す
ると、該圧電体２１は共振振動し、超音波振動を送信し
、前記電流計２７に流れる電流は最大値を示す。

そして、前記交流電気信号の周波数をΔｆだけわずかに
ずらすと、前記圧電体は共振状態からはずれ、前記電流
計２７の位は小さくなる。

このとき、前記制御回路２９により制御用圧電体２４に
接続したフィル２８のインダクタンス値を替えると、該
制御用圧電体２４の電気容量とインダクタンスとが並列
反共振するにつれ、該制御用圧電体２４の弾性が変化す
る。一般に、共振周波数は共振器の弾性率により決定さ
れるので、該コイル２８のインダクタンスを調節する事
により、前記圧電体２１の共振周波数をｆ＋Δｆに変化
する事は容易である。すなわち、前記電流計２７の電流
を最大とするよう、前記制御回路２９により該コイル２
８のインダクタンスを調節するので、前記圧電体２１は
交流電源２６の周゛波数変化に応じて常に共振状態を保
つことができる。

この状態で送波を行なったとき送波された波がターゲッ
トにより反射して戻ると、圧電体２１はその反射波に応
じた電圧を両電極間に出力する。

このとき、ターゲットが相対的に停止しているか、もし
くは移動速度が充分小さければ、この反射の周波数は送
波時と同一である。そのため圧電体２１は反射波に対し
ても共振状態となり、高効率で信号を取出せれる。この
信号は受信器３０に入力される。

この周波数可変範囲は、前記コイルの直流抵抗分による
内部損により決定されるので、インピーダンス素子は直
流抵抗分を含まない事が望ましい。

さらに、上記圧電体２１は、一般に複数の共振モードを
有するので、各共振モードを中心として一定幅の周波数
制御が可能である。

なお、上記実施例では制御用圧電体２４が振動子である
ところの圧電体２１のほぼ中央部に配置されているが、
この実施例の構成に限らずとも制御用圧電体２４の圧電
効果や共振周波数の制御範囲、制御精度等を考慮して制
御用圧電体２４の着設位置を変更したり、あるいは複数
並設する等適宜改変してもよい。更には、その振動子及
び電気機械変換素子に使用する素子も圧電体に限らず、
電歪あるいは磁歪素子を用いる等、本発明の主旨を逸脱
しない種々の態様で実現してもよい。

さらに、前記インピーダンス素子としては、第２図（ａ
）、　　（ｂ）に示されるようにコイルとコンデンサを
組み合わせる事により、可変キャパシタを用いる事も可
能である。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、送受波装置の超音波振動子を任意の振動モード及び次
数で用いても、広範囲にかつ連続的な周波数帯域で送受
波できる送受波装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第２図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図は、本実施例に係る送受波装置の構成
を示す図、第２図は本発明に用いるインピーダンス素子
の種々の例図である。また、第３図は、従来の送受波装
置の一実施例の図である。 図中、２１は圧電体、２４は制御用圧電体、２８はコイ
ル、２９は制御回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波振動子（２１）と、 該超音波振動子の一部に着設された電気機械変換素子（
   ２４）と、 該電器機械変換素子（２４）と電気的に接続され少なく
   ともインダクタンス分を有するインピーダンス素子（２
   ８）と、 該インピーダンス素子に接続され、該インピーダンスを
   調節する制御回路（２９）とを具備することを特徴とす
   る送受派装置。 ２、請求項１記載の送受波装置において、 前記インピーダンス素子が、直流抵抗素子を含まないこ
   とを特徴とする送受波装置。