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초음파 트랜스 듀서에 있어서, 초음파를 가진 시키는 초음파 가진기; 상기 초음파 가진기와 특정 간격 이격 배치되어, 상기 초음파 가진기로부터 초음파를 입사받고, 입사되는 초음파를 초점부근에서 집속시키며, 중심점을 기준으로 동심원 형상으로 배치되는 복수의 동심원 영역을 갖고, 상기 동심원 영역은 중심점부터 반경방향으로, 입사되는 음파를 차음시키는 차음영역과, 음파를 투과시키는 투과영역이 교차되며 형성되는 섀도 마스크; 및상기 초음파 가진기와 상기 섀도 마스크를 상기 특정 간격 이격되도록 고정하는 지그;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서
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제 1항에 있어서, 상기 섀도 마스크를 상기 지그에 탈부착시키는 탈부착수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서
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제 2항에 있어서, 상기 섀도 마스크는 양면이 평평한 면으로 구성되며 두께가 일정한 판형태이고, 상기 동심원 영역 내 복수의 차음영역과 투과영역 각각의 반경은, 설정된 섀도 마스크의 초점거리와, 설정된 음파의 주파수로부터 결정되는 전달매질에서의 파장을 기반으로 연산되는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서
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제 1항에 있어서, 상기 초음파 가진기는 압전소자와, 상기 압전소자를 진동시키기 위해 전압을 인가받는 전극층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서
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제 3항에 있어서, 상기 동심원 영역 내 복수의 차음영역과 투과영역 각각의 반경은 이하의 수학식 1에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서:[수학식 1][수학식 2]수학식 1에서, m은 중심점부터 반경방향으로 순차적인 상기 동심원 영역의 인덱스이고, λ는 전달매질에서의 음파 파장이고, F는 섀도 마스크의 초점거리이고, Ra는 섀도 마스크의 최외곽 반경이고, λ는 전달매질에서의 음파 파장이고, m은 섀도 마스크 내의 동심원 영역의 개수이다
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제 2항에 있어서, 상기 지그는, 상기 탈부착수단에 의해 상기 섀도 마스크가 탈부착되어지는 받침대;상기 초음파 가진기를 고정시키는 고정홀더;상기 고정홀더와 상기 받침대 사이에 구비되는 프레임; 및상기 고정홀더와 상기 프레임 사이에 구비되어 상기 고정홀더를 이동시켜 상기 특정간격을 조절하는 조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서
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제 6항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서를 이동시키는 이동유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서
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제 1항에 따른 집속 초음파 트랜스듀서에 구비되는 섀도 마스크를 설계하는 방법에 있어서, 원하는 초음파 주파수와, 원하는 초점거리를 결정하는 단계; 전달매질 내에서의 초음파 파장을 연산하는 단계; 상기 초음파 파장과, 상기 초점거리를 기반으로, 동심원 영역 내 복수의 차음영역과 투과영역 각각의 반경을 연산하는 단계; 제작될 상기 섀도 마스크의 동심원 영역 최외곽 반경을 초음파 가진기의 반경 내에서 결정하고, 상기 동심원 영역의 개수가 결정되는 단계; 및상기 동심원 영역의 개수와, 상기 최외곽 반경과, 동심원 영역 내 복수의 차음영역과 투과영역 각각의 반경에 부합되도록 섀도 마스크를 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집속 초음파 트랜스듀서의 섀도 마스크 설계방법
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제 8항에 있어서, 상기 전달매질은 물인 것을 특징으로 하는 집속 초음파 트랜스듀서의 섀도 마스크 설계방법
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제 8항에 있어서, 상기 반경을 연산하는 단계는, 상기 동심원 영역 내 복수의 차음영역과 투과영역 각각의 반경은 이하의 수학식 1에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 집속 초음파 트랜스듀서의 섀도 마스크 설계방법:[수학식 1][수학식 2]수학식 1에서, m은 중심점부터 반경방향으로 순차적인 상기 동심원 영역의 인덱스이고, λ는 전달매질에서의 음파 파장이고, F는 섀도 마스크의 초점거리이고, 수학식 2에서, Ra는 섀도 마스크 동심원 영역의 최외과 반경이고, λ는 전달매질에서의 음파 파장이고, m은 섀도 마스크 내의 동심원 영역의 개수이다
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제 6항에 따른 집속 초음파 트랜스듀서의 작동방법에 있어서, 제 10항에 따른 설계방법에 의해 섀도 마스크를 제작하는 단계; 지그의 일구성인 홀더에 초음파 가진기를 결합하고, 탈부착 수단을 통해 상기 섀도 마스크를 받침대에 부착하는 단계; 및전압인가부가 상기 초음파 가진기에 전압을 인가하여 초음파 신호가 출력되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서의 작동방법
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제 11항에 있어서, 상기 고정홀더와 프레임 사이에 구비된 조절유닛을 통해 상기 고정홀더를 이동시켜 상기 초음파 가진기와 상기 섀도 마스크 사이의 특정간격을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서의 작동방법
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제 12항에 있어서, 제 10항에 따른 설계방법에 의해 제작된 다른 형상, 치수를 갖는 섀도 마스크로 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도 마스크를 이용한 집속 초음파 트랜스 듀서의 작동방법
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