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公開番号2025036878
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-17
出願番号2023143498
出願日2023-09-05
発明の名称超音波トランスデューサ
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類H04R 17/00 20060101AFI20250310BHJP(電気通信技術)
要約【課題】超音波トランスデューサの超音波振動子と音響レンズとの間に液体の層を配置する場合に、液体の層に適切な音響インピーダンスの材料を選択する。
【解決手段】音響レンズ102の厚さを、音響レンズ102の中における音波の波長の(2n-1)/4倍(nは整数)とし、液体層103の音響インピーダンスは、音響レンズ102の音響インピーダンスの2乗を、超音波が伝搬する媒質の音響インピーダンスで除した値と同等とする。また、音響レンズ102の厚さを、音響レンズ102の中における音波の波長のn/2倍(nは整数)とし、液体層103の音響インピーダンスは、超音波が伝搬する媒質の音響インピーダンスと同等とすることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超音波振動子と、
前記超音波振動子の超音波放射面に設けられた音響レンズと、
前記超音波振動子と前記音響レンズとの間に配置されて前記超音波振動子に接する液体層と
を備え、
前記音響レンズの厚さは、前記音響レンズの中における音波の波長の（２ｎ－１）／４倍（ｎは整数）とされ、
前記液体層の音響インピーダンスは、前記音響レンズの音響インピーダンスの２乗を、超音波が伝搬する媒質の音響インピーダンスで除した値と同等とされている
超音波トランスデューサ。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
超音波振動子と、
前記超音波振動子の超音波放射面に設けられた音響レンズと、
前記超音波振動子と前記音響レンズとの間に配置されて前記超音波振動子に接する液体層と
を備え、
前記音響レンズの厚さは、前記音響レンズの中における音波の波長のｎ／２倍（ｎは整数）とされ、
前記液体層の音響インピーダンスは、超音波が伝搬する媒質の音響インピーダンスと同等とされている
超音波トランスデューサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の超音波トランスデューサにおいて、
前記超音波振動子は、
基板の上に配置されて変位可能とされた薄膜から構成され、
前記薄膜に接して前記液体層が設けられ、
前記液体層を覆って前記音響レンズが形成されている
超音波トランスデューサ。
【請求項４】
請求項３記載の超音波トランスデューサにおいて、
前記薄膜は、圧電体から構成されている超音波トランスデューサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波トランスデューサに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、振動する薄膜から構成された超音波トランスデューサに音響レンズを組み合わせる技術が開発されている（特許文献１）。この技術では、音波伝搬効率を向上させるために音響レンズを組み合わせている。また、超音波振動子と音響レンズとの間の音響波伝搬効率を改善するために、これらの間に液体の層を配置する技術も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１９－５０４５４７号公報
特表２０１６－５２９８３５号公報
【非特許文献】
【０００４】
Ke Zhu et al., "Non-Contact Ultrasonic Flow Measurement for Small Pipes Based on AlN Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer Arrays", Journal of Microelectromechanical Systems , vol. 30, Issue:3, pp. 480-487, 2021.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した液体の層には、音響レンズを構成する材料との組み合わせによって、適切な音響インピーダンスを持つ材料が選択される必要がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、超音波トランスデューサの超音波振動子と音響レンズとの間に液体の層を配置する場合に、液体の層に適切な音響インピーダンスの材料を選択することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る超音波トランスデューサは、超音波振動子と、超音波振動子の超音波放射面に設けられた音響レンズと、超音波振動子と音響レンズとの間に配置されて超音波振動子に接する液体層とを備え、音響レンズの厚さは、音響レンズの中における音波の波長の（２ｎ－１）／４倍（ｎは整数）とされ、液体層の音響インピーダンスは、音響レンズの音響インピーダンスの２乗を、超音波が伝搬する媒質の音響インピーダンスで除した値と同等とされている。
【０００８】
本発明に係る超音波トランスデューサは、超音波振動子と、超音波振動子の超音波放射面に設けられた音響レンズと、超音波振動子と音響レンズとの間に配置されて超音波振動子に接する液体層とを備え、音響レンズの厚さは、音響レンズの中における音波の波長のｎ／２倍（ｎは整数）とされ、液体層の音響インピーダンスは、超音波が伝搬する媒質の音響インピーダンスと同等とされている。
【０００９】
上記超音波トランスデューサの一構成例において、超音波振動子は、基板の上に配置されて変位可能とされた薄膜から構成され、薄膜に接して液体層が設けられ、液体層を覆って音響レンズが形成されている。
【００１０】
上記超音波トランスデューサの一構成例において、薄膜は、圧電体から構成されている。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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