JPS63314486A - 分布定数型圧力波トランスジュ−サ組立体 - 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］ 本発明は電気音響変換装置に関する。より詳細には、本
発明は分布定数型圧力波トランスジューサに関し、超音
波撮像装置等に好ましく使用可能である。

［発明の概要］ 本発明は、圧力波媒質を満たし分布的なエネルギー漏洩
通路を持った伝送路空間と、該伝送路空間の少なくとも
２つの隔たった位置に配置された圧電エネルギー変換ト
ランスジューサとで構成され、上記伝送路空間の形状に
よって決定される定在波を上記少なくとも２個のトラン
スジューサを用いて発生せしめ、これらのトランスジュ
ーサに加える入力信号を制御して上記定在波を空間的に
移動させるようにしたことを特徴とする分布定数型圧力
波トランスジューサ組立体に関する。

［従来の技術］ ソナー、超音波透視器等、圧力波の反射を利用して空間
的な反射率分布を計測する機器、とりわけ波動の干渉性
を計測の原理として用いる形態の装置においては、従来
からトランスジューサアレイを用いたり１機械的にトラ
ンスジューサを移動しながら計測を行なう場合が多い。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、これら従来技術においては、機器の複雑化は不
可避的で′あり、機器の小形化やコスト低減の上で障害
となってきた。

本発明は、このような従来のトランスジューサを簡素化
しかつ安価にし、加えてより高度な空間変調を実現せし
めることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明は圧力波媒質を満た
し分布的な漏洩通路を持つ伝送波空間と、この伝送波空
間の少なくとも２つの隔たった位置に配置した圧電エネ
ルギー変換トランスジューサとを含んで構成される分布
定数型圧力波トランスジューサ組立体を提供する。

［作用］ 伝送波空間に定在波が励起するように上記トランスジュ
ーサが付勢せしめられ、これらトランスジューサの付勢
信号間の周波数差を用いることにより、上記漏洩通路を
介して音響信号を放出し、反射物により決定される特定
の変調を受けて戻ってくると、予めその変調形態を想定
したローカル信号を想定して、上記受信信号との相関を
計測することによって特定の位置又は方向からの反射波
を選択的に計測することができる。

［実施例］ 第１図は分布定数型圧力波トランスジューサ組立体の一
実施例を用いる送信装置の概略図であり、１０．１２は
伝送空間を成す金属管１４の両端にそれぞれ設置された
超音波トランスジューサのような圧電エネルギー変換ト
ランスジューサを示す。

これらトランスジューサ１０，１２には付勢交流信号が
周知の態様で加えられる。

金属管１４の断面は第２図に示されており、これは遮蔽
管１６とスリット状のエネルギー漏洩通路１８とを具備
している。第２Ｃ図は金属管１４の内部がスリット１８
を介して周囲の媒質により自由に充填される構成、第２
Ａ図はスリット１８に設けた適当なシール手段により管
１４の内部に媒質２２が充填され収容される構成、第２
Ｂ図はスリット１８の位置に設けた弾性支持部材２４に
より媒質２６が遮蔽管１６から隔離されて管１４内で支
持され、空隙部２８を真空状態に又は適当な気体を充填
してなる構成としたものである。

実施例で、２つのトランスジューサ１０．１２に同一の
交流付勢信号を加えると、金属管１４内の媒質には音響
圧力波信号である定在波が形成される。この定在波は一
方のトランスジューサの周波数を他方のトランスジュー
サの周波数に関してわずかに相違させると、その周波数
偏差に応じた移動を起こす。従って、トランスジューサ
間の周波数差に変調を加えれば、周囲の音場に対して時
間的、空間的に変調を与えた音響信号を上記スリット１
８を介して放出させることができる。従って、スリット
１８は金属管１４の側面に音響圧力波を分布的に漏洩さ
せる手段を与える。また、金属管１４の両端のトランス
ジューサはその金属管内の媒質を介して互いの方向に励
起超音波を放射して上述した圧力波の形の音響信号を生
じさせる手段を与える。

このようにして放射された１時間的、空間的に変調され
た圧力波は、もし外部空間で反射されると、反射物の空
間的配置に従って定まる特定の変調を再度受けて戻って
来るため、予めその変調形態を想定したローカル信号を
生成しておき、受信信号との相関を計測することによっ
て特定の位置又は方向からの反射波を選択的に測定する
ことが可能となる。

第３図は、第１図の伝送路空間を管状に構成する代わり
に、環状の伝送路空間を用いた実施例である。この実施
例において、リング音源構成として、リング３０の仮想
中心線３２の平面とほぼ同一平面に超音波トランスジュ
ーサの対３４（Ｔｌ）。

３６　（Ｔ２）と３８　（Ｔ３）、４０　（Ｔ４）とが
設けられる。付勢周波数信号源ｆ１．　ｆ２が第１の対
のトランスジューサ３４．３６には＋９０’の位相シフ
ト４２．４４を介して与えられ、第２の対のトランスジ
ューサには直接与えられ、これにより９０’位相の異な
ったビート状の超音波が生じて、リングを（ｆｌ−ｆ）
２／Ｎの回転数で回転する定在波を発生する（ここで、
Ｎはリング内の定在波モード次数である）。

即ち、環状の空間に生じる共振現象には、１種の縮退現
象が存在し、共振に伴って発生する定在波には空間の接
線方向に自由度が残されているので、任意の位置に定在
波を発生させることができ、その電気的な位置制御も比
較的容易である。この例では音源の配置が平面状となる
ため、第１図の例が示す空間に関する変調の軸対称性を
排除することができ、基準平面の片側の半無限空間に対
し対称性のない変調を与えることができる。

なお、これらの管路を更に、立体的に配置することによ
って、空間全体にわたって対称性のない変調を加えるこ
とができるのは当然のことである。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の構成をもってすれば、従来
装置で必要としているトランスジューサアレイの使用を
回避でき、更にトランスジューサの移動の必要性を回避
できる状態で、圧力波の反射による空間的反射率分布の
測定を可能とし、これにより従来装置の構成を簡略化す
るばかりか、高度の空間変調能力を達成せしめるように
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の概略説明図、第２Ａ、
Ｂ及び０図は第１図の２−２線の位置の種々の構成例を
示す断面図、第３図は本発明の第２の実施例の概略説明
図である。 図で、１０，１２，３４，３６，３８，４０は超音波ト
ランスジューサ、１４は金属管、３０はリングを示す。 第１図 第２Ａ図　　　　第２Ｂ図 １口 第２Ｃ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力波媒質を満たし分布的なエネルギー漏洩通路
   を持った伝送路空間と、該伝送路空間の少なくとも２つ
   の隔たった位置に配置された圧電エネルギー変換トラン
   スジューサとで構成され、上記伝送路空間の形状によっ
   て決定される定在波を上記少なくとも２個のトランスジ
   ューサを用いて発生せしめ、これらのトランスジューサ
   に加える入力信号を制御して上記定在波を空間的に移動
   させるようにしたことを特徴とする分布定数型圧力波ト
   ランスジューサ組立体。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の分布定数型圧力波ト
   ランスジューサ組立体において、上記伝送路空間を環状
   に構成し、その両端部にそれぞれ上記トランスジューサ
   を配置したことを特徴とする分布定数型圧力波トランス
   ジューサ組立体。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の分布定数型圧力波ト
   ランスジューサ組立体において、上記伝送路空間を環状
   に構成し、上記トランスジューサによって環状の定在波
   を発生するようにしたことを特徴とする分布定数型圧力
   波トランスジューサ組立体。