JPH01244357A - 超音波画像形成方法 - Google Patents
超音波画像形成方法Info
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- JPH01244357A JPH01244357A JP63072600A JP7260088A JPH01244357A JP H01244357 A JPH01244357 A JP H01244357A JP 63072600 A JP63072600 A JP 63072600A JP 7260088 A JP7260088 A JP 7260088A JP H01244357 A JPH01244357 A JP H01244357A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0654—Imaging
- G01N29/0681—Imaging by acoustic microscopy, e.g. scanning acoustic microscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/10—Amplitude; Power
- G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
- G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/02491—Materials with nonlinear acoustic properties
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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〕
この発明は超音波像形成方法に関する。
従来、試料を超音波により走査して超音波画像を形成す
るにあたっては、例えば超音波顕微鏡や超音波探傷器に
おいて知られているように、試料に投射された超音波の
反射波または透過波を受波器により検出し、その検出信
号に基づいて超音波画像を形成するようにしている。こ
のような超音波画像形成方法は、専ら不透明物体の内部
の音響的性質を知るために用いられ、その検出信号は２
次元画像として表示されることが多い。
るにあたっては、例えば超音波顕微鏡や超音波探傷器に
おいて知られているように、試料に投射された超音波の
反射波または透過波を受波器により検出し、その検出信
号に基づいて超音波画像を形成するようにしている。こ
のような超音波画像形成方法は、専ら不透明物体の内部
の音響的性質を知るために用いられ、その検出信号は２
次元画像として表示されることが多い。
しかしながら、超音波により画像を形成する場合にあっ
ては、反射型、透過型のいずれの場合においても、検出
すべき試料内部からの音波は、その通過領域の音響的不
均一性により位相歪みを受ける。このため、上述した従
来の超音波画像形成方法におけるように、単に試料の反
射波または透過渡を受波器により検出して試料内部の超
音波画像を形成すると、その位相歪みが受渡器に入る受
信波の位置にずれを生ぜし狛、波面形状の不一致をもた
らすため、得られる内部像にその影響が重畳されること
になる。このような位相歪みの影響は、特に試料の表面
が平坦でない場合に、得られる超音波画像中に試料表面
での超音波の屈折の方向が変わるために生じる明暗と、
試料内部からの信号自体による明暗とが混在して現れる
ことになり、これがため試料内部状態の正確な把握が困
難になると共に、試料表面の状態と内部状態とを比較す
る場合においては正確な比較が困難になるという問題が
ある。
ては、反射型、透過型のいずれの場合においても、検出
すべき試料内部からの音波は、その通過領域の音響的不
均一性により位相歪みを受ける。このため、上述した従
来の超音波画像形成方法におけるように、単に試料の反
射波または透過渡を受波器により検出して試料内部の超
音波画像を形成すると、その位相歪みが受渡器に入る受
信波の位置にずれを生ぜし狛、波面形状の不一致をもた
らすため、得られる内部像にその影響が重畳されること
になる。このような位相歪みの影響は、特に試料の表面
が平坦でない場合に、得られる超音波画像中に試料表面
での超音波の屈折の方向が変わるために生じる明暗と、
試料内部からの信号自体による明暗とが混在して現れる
ことになり、これがため試料内部状態の正確な把握が困
難になると共に、試料表面の状態と内部状態とを比較す
る場合においては正確な比較が困難になるという問題が
ある。
この発明の第１の目的は、位相歪みを補償し、その影響
を除外または軽減した正確な超音波画像を形成できる超
音波画像形成方法を提供するにある。
を除外または軽減した正確な超音波画像を形成できる超
音波画像形成方法を提供するにある。
更に、この発明の第２の目的は、試料表面と内部との超
音波画像を容易かつ正確に比較できる超音波画像形成方
法を提供するにある。
音波画像を容易かつ正確に比較できる超音波画像形成方
法を提供するにある。
〔課題を解決するための手段および作用〕上記第１の目
的を達成するため、この発明では試料を超音波により走
査して超音波画像を形成するにあたり、前記試料を透過
または反射した超音波を位相共役波発生手段に入射させ
、この位相共役波発生手段から発生する位相共役波を検
出して超音波画像を形成する。
的を達成するため、この発明では試料を超音波により走
査して超音波画像を形成するにあたり、前記試料を透過
または反射した超音波を位相共役波発生手段に入射させ
、この位相共役波発生手段から発生する位相共役波を検
出して超音波画像を形成する。
更に、上記第２の目的を達成するため、この発明では試
料を超音波により走査して超音波画像を形成するにあた
り、前記試料を透過または反射した超音波を検出し、そ
の検出信号から少なくとも試料表面の情報を含む信号を
分離して取り出して超音波画像を形成すると共に、前記
試料を透過または反射した超音波を位相共役波発生手段
に入射させ、この位相共役波発生手段から発生する位相
共役波を検出して超音波画像を形成する。
料を超音波により走査して超音波画像を形成するにあた
り、前記試料を透過または反射した超音波を検出し、そ
の検出信号から少なくとも試料表面の情報を含む信号を
分離して取り出して超音波画像を形成すると共に、前記
試料を透過または反射した超音波を位相共役波発生手段
に入射させ、この位相共役波発生手段から発生する位相
共役波を検出して超音波画像を形成する。
第１図はこの発明を実施する超音波画像形成装置の一例
の構成を示すものである。この例では、発振器１からの
周波数ｆの高周波信号をサーキュレータ２を介して圧電
トランスジューサを具える音響レンズ３に供給し、ここ
で超音波に変換して試料４に投射してその透過波を位相
共役波発生手段５に入射させる。位相共役波発生手段５
は、入射波動の波面を保存したまま進行方向を反転した
波動（位相共役波）を出射するもので、音響的非線形性
を有する例えばＬｉＮｂ０＋結晶より成る非線形圧電体
６と、この圧電体６に電極７ａ、 ７ｂを介して所要の
高周波電圧を印加する発振器８とをもって構成する。こ
の例では、発振器８における高周波電圧の周波数を発振
器１における周波数ｆの２倍（２ｒ）とする。
の構成を示すものである。この例では、発振器１からの
周波数ｆの高周波信号をサーキュレータ２を介して圧電
トランスジューサを具える音響レンズ３に供給し、ここ
で超音波に変換して試料４に投射してその透過波を位相
共役波発生手段５に入射させる。位相共役波発生手段５
は、入射波動の波面を保存したまま進行方向を反転した
波動（位相共役波）を出射するもので、音響的非線形性
を有する例えばＬｉＮｂ０＋結晶より成る非線形圧電体
６と、この圧電体６に電極７ａ、 ７ｂを介して所要の
高周波電圧を印加する発振器８とをもって構成する。こ
の例では、発振器８における高周波電圧の周波数を発振
器１における周波数ｆの２倍（２ｒ）とする。
非線形圧電体６から出射する入射音波の位相共役波は、
試料４を再び透過させて音響レンズ３で受波し、ここで
電気信号に変換してサーキュレータ２を介して受信回路
９に供給する。受信回路９においては、受信信号から位
相共役波に対応する信号のみをゲート回路により取り出
し、これを輝度信号としてＣＲＴＩＯに供給する。
試料４を再び透過させて音響レンズ３で受波し、ここで
電気信号に変換してサーキュレータ２を介して受信回路
９に供給する。受信回路９においては、受信信号から位
相共役波に対応する信号のみをゲート回路により取り出
し、これを輝度信号としてＣＲＴＩＯに供給する。
以上の動作を、走査制御装置１１により試料４を走査し
ながら多数回行ってＣＲＴＩＯ上に超音波画像を表示す
る。なお、音響レンズ３と非線形圧電体６との間を伝播
する超音波の減衰を防止するため、試料４は水槽１２内
の超音波伝達媒体（例えば水）１３中に浸漬して配置す
ると共に、音響レンズ３の送受波部（レンズ部）および
非線形圧電体６の入出射端部も超音波伝達媒体１３に浸
漬して対向配置する。
ながら多数回行ってＣＲＴＩＯ上に超音波画像を表示す
る。なお、音響レンズ３と非線形圧電体６との間を伝播
する超音波の減衰を防止するため、試料４は水槽１２内
の超音波伝達媒体（例えば水）１３中に浸漬して配置す
ると共に、音響レンズ３の送受波部（レンズ部）および
非線形圧電体６の入出射端部も超音波伝達媒体１３に浸
漬して対向配置する。
次に作用を説明する。
一般に波動を表わす複素関数は、
ｆぐｉ’、 ｔ）＝ Ｒｅ （Ｕ（了）ｅ′″＋
１ ３で表わされ、これに対し位相共役波は、ｆｃ（’
ｉ’−，ｔ）＝ Ｒｅ （ｕ” （？）ｅ ’−’）で
表わされる。この位相共役波は、 Ｒｅ （ｕ”（７）ｅ ’″ｔ） ＝ Ｒｅ （ｕ（？
）６−ＪＷｔ）であることから、ｆ（ｉ’、 ｔ）＝
ｆｃ（７，−ｔ） となり、これは元の波の時間反
転波に等しい。すなわち、位相共役波は波面の形状を保
持したまま進行方向の逆転した波である。したがって、
試料４による位相歪みを受けた波を位相共役波発生手段
５により位相共役波として再現し、これを再び試料４を
透過させれば、その透過波は逆に位相歪みが取り除かれ
たものとなる。
１ ３で表わされ、これに対し位相共役波は、ｆｃ（’
ｉ’−，ｔ）＝ Ｒｅ （ｕ” （？）ｅ ’−’）で
表わされる。この位相共役波は、 Ｒｅ （ｕ”（７）ｅ ’″ｔ） ＝ Ｒｅ （ｕ（？
）６−ＪＷｔ）であることから、ｆ（ｉ’、 ｔ）＝
ｆｃ（７，−ｔ） となり、これは元の波の時間反
転波に等しい。すなわち、位相共役波は波面の形状を保
持したまま進行方向の逆転した波である。したがって、
試料４による位相歪みを受けた波を位相共役波発生手段
５により位相共役波として再現し、これを再び試料４を
透過させれば、その透過波は逆に位相歪みが取り除かれ
たものとなる。
以上のようにして位相歪みが補償された透過波を音響レ
ンズ３で受波し、その受信信号から受信回路９において
位相共役波に対応する信号のみを取り出してＣＲＴＩＯ
に画像を表示すれば、位相共役波の位相歪み補償能力に
より、試料４０表面形状による明暗が除外または軽減さ
れ、試料内部の吸収量の差に基づいて明暗の付いた超音
波画像を形成することができる。したがって、特に試料
内部にクラックや気泡等の空気層がある場合には、その
部分での透過率が零となるため、試料内部の状態を高コ
ントラストで画像化することができる。
ンズ３で受波し、その受信信号から受信回路９において
位相共役波に対応する信号のみを取り出してＣＲＴＩＯ
に画像を表示すれば、位相共役波の位相歪み補償能力に
より、試料４０表面形状による明暗が除外または軽減さ
れ、試料内部の吸収量の差に基づいて明暗の付いた超音
波画像を形成することができる。したがって、特に試料
内部にクラックや気泡等の空気層がある場合には、その
部分での透過率が零となるため、試料内部の状態を高コ
ントラストで画像化することができる。
第２図はこの発明を実施する超音波画像形成装置の他の
例の要部の構成を示すものである。この例は、第１図に
示した超音波画像形成装置において位相共役波発生手段
５を構成する非線形圧電体１５をその試料透過波の入射
面にレンズ面１６を形成して構成したもので、その他の
構成は第１図と同様である。このように、非線形圧電体
１５の人出射面をレンズ面１６とすれば、非線形圧電体
１５内を進行する超音波のビームを細く絞ることができ
るので、電極７ａ、 ７ｂ間の距離ｄを第１図における
それよりも小さいでき、その結果位相共役波発生手段５
にふける強度反射率を大きくできる。したがって、より
大きな位相共役波を音響レンズ３に戻すことができるの
で、Ｃ／Ｎの良好な超音波画像を形成することができる
。
例の要部の構成を示すものである。この例は、第１図に
示した超音波画像形成装置において位相共役波発生手段
５を構成する非線形圧電体１５をその試料透過波の入射
面にレンズ面１６を形成して構成したもので、その他の
構成は第１図と同様である。このように、非線形圧電体
１５の人出射面をレンズ面１６とすれば、非線形圧電体
１５内を進行する超音波のビームを細く絞ることができ
るので、電極７ａ、 ７ｂ間の距離ｄを第１図における
それよりも小さいでき、その結果位相共役波発生手段５
にふける強度反射率を大きくできる。したがって、より
大きな位相共役波を音響レンズ３に戻すことができるの
で、Ｃ／Ｎの良好な超音波画像を形成することができる
。
すなわち、非線形圧電効果を利用して位相共役波発生手
段５を構成した場合の強度反射率Ｒは、ｖ″ で表わされる。ここで、ｆは超音波の周波数、Ｖは非線
形圧電体１５中の音速、Ｅは印加電場の振幅、Ｌは相互
作用長、αは非線形圧電体１５の種類によって決まる定
数である。通常、 αｆＢＬ ■３ であるから、 Ｖ′ となり、反射率ＲはＥ２に比例することになる。
段５を構成した場合の強度反射率Ｒは、ｖ″ で表わされる。ここで、ｆは超音波の周波数、Ｖは非線
形圧電体１５中の音速、Ｅは印加電場の振幅、Ｌは相互
作用長、αは非線形圧電体１５の種類によって決まる定
数である。通常、 αｆＢＬ ■３ であるから、 Ｖ′ となり、反射率ＲはＥ２に比例することになる。
したがって、発振器８による印加電圧をＶ１電極７ａ、
７ｂ間の距離をｄとすれば、Ｅ＝Ｖ／ｄで表わされる
ので、ｄが小さくなれば強度反射率Ｒは大きくなる。
７ｂ間の距離をｄとすれば、Ｅ＝Ｖ／ｄで表わされる
ので、ｄが小さくなれば強度反射率Ｒは大きくなる。
第３図はこの発明を実施する超音波画像形成装置の更に
他の例の構成を示すものである。この例では、発振器１
から周波数ｆ１の高周波信号を、位相共役波発生手段５
を構成する発振器８からは周波数ｆｐＯ高周波信号をそ
れぞれ発生させると共に、音響レンズ３で受波した受信
信号を周波数［Ｉおよび位相共役波の周波数ｆｃにそれ
ぞれ中心をもつバンドパスフィルタ２１および２２を通
して受信回路２３および２４に供給し、これら受信回路
２３および２４においてそれぞれ試料４の表面反射波お
よび内部透過波の信号を取り出してＣＲＴ２５および２
６に表示させるようにしたもので、その他の構成は第１
図と同様である。なお、周波数ｆ、 、 ｆ。
他の例の構成を示すものである。この例では、発振器１
から周波数ｆ１の高周波信号を、位相共役波発生手段５
を構成する発振器８からは周波数ｆｐＯ高周波信号をそ
れぞれ発生させると共に、音響レンズ３で受波した受信
信号を周波数［Ｉおよび位相共役波の周波数ｆｃにそれ
ぞれ中心をもつバンドパスフィルタ２１および２２を通
して受信回路２３および２４に供給し、これら受信回路
２３および２４においてそれぞれ試料４の表面反射波お
よび内部透過波の信号を取り出してＣＲＴ２５および２
６に表示させるようにしたもので、その他の構成は第１
図と同様である。なお、周波数ｆ、 、 ｆ。
は、
ｆｒ ＝ ｆｐ／２ ＋Δｆ、 ｌ Δ
ｆｌ＜＜ｆ。
ｆｌ＜＜ｆ。
を満足するように設定する。すなわち、ｆ、はｆ。
の半分に近いが僅かにΔｆだけずれた値とする。
かかる構成によれば、非線形圧電体６中では非線形圧電
効果による３波混合によって試料透過波（入射波）の位
相共役波が発生する。この位相共役波の周波数ｆｃは、 ｆｃ＝ ｆ、−ｆ、 ＝ ｆ、／２−Δｆとなり、ｆ、
に対し２Δｆだけずれた値となる。
効果による３波混合によって試料透過波（入射波）の位
相共役波が発生する。この位相共役波の周波数ｆｃは、 ｆｃ＝ ｆ、−ｆ、 ＝ ｆ、／２−Δｆとなり、ｆ、
に対し２Δｆだけずれた値となる。
すなわち、第４図において横軸に超音波の周波数ｆを、
縦軸に得られる位相共役波のゲインｐをとって示すよう
に、ｆｐを設定すると位相共役波はｆ、をｆｐ／２（７
）近傍（ｆｔ＝ｆｐ／２＋ Δｆ） ｌ：設定シタト
きのみ発生し、そのゲインはｆＰ／２で最大値をとる。
縦軸に得られる位相共役波のゲインｐをとって示すよう
に、ｆｐを設定すると位相共役波はｆ、をｆｐ／２（７
）近傍（ｆｔ＝ｆｐ／２＋ Δｆ） ｌ：設定シタト
きのみ発生し、そのゲインはｆＰ／２で最大値をとる。
ここで、周波数変換を行うためにｆ、／２からΔｆだけ
ずらす操作を加えると、これにより位相共役波はｆ、／
２を中心に対称な位置に周波数変換され、ｒｃ”ｆｐ／
２−Δｆの周波数となる。
ずらす操作を加えると、これにより位相共役波はｆ、／
２を中心に対称な位置に周波数変換され、ｒｃ”ｆｐ／
２−Δｆの周波数となる。
したがって、音響レンズ３で受波した受信信号を周波数
ｆ、、ｆｃに中心を持つバンドパスフィルタ２１．２２
に通して周波数により弁別して受信回路２３．２４に供
給し、受信回路２３においては増幅およびゲートをかけ
ることにより試料４の表面反射波の信号を取り出し、受
信回路２４においては増幅して内部反射波の信号を取り
出してそれぞれＣＲＴ２５゜２６に表示させれば、ＣＲ
Ｔ２５に試料４の表面状態を表わす超音波画像を、また
ＣＲＴ２６に試料４の内部状態を表わす超音波画像をぞ
れぞれ形成することができる。しかも、ＣＲＴ２６に表
示される試料４の内部状態を表わす超音波画像は、位相
共役波の位相歪み補償能力により試料４の表面形状によ
る明暗が除外または軽減されているので、ＣＲＴ２５．
２６の画像を比較することにより試料４の表面と内部と
の音響的性質を容易かつ正確に把握することができる。
ｆ、、ｆｃに中心を持つバンドパスフィルタ２１．２２
に通して周波数により弁別して受信回路２３．２４に供
給し、受信回路２３においては増幅およびゲートをかけ
ることにより試料４の表面反射波の信号を取り出し、受
信回路２４においては増幅して内部反射波の信号を取り
出してそれぞれＣＲＴ２５゜２６に表示させれば、ＣＲ
Ｔ２５に試料４の表面状態を表わす超音波画像を、また
ＣＲＴ２６に試料４の内部状態を表わす超音波画像をぞ
れぞれ形成することができる。しかも、ＣＲＴ２６に表
示される試料４の内部状態を表わす超音波画像は、位相
共役波の位相歪み補償能力により試料４の表面形状によ
る明暗が除外または軽減されているので、ＣＲＴ２５．
２６の画像を比較することにより試料４の表面と内部と
の音響的性質を容易かつ正確に把握することができる。
以上のように、位相共役波を用いることにより、試料４
の内部状態を示す信号を周波数により弁別して取り出す
ことができる。
の内部状態を示す信号を周波数により弁別して取り出す
ことができる。
第５図はこの発明を実施する超音波画像形成装置の更に
他の例の構成を示すものである。この例では、第１図に
示した超音波画像形成装置において、音響レンズ３で受
波した受信信号を受信回路３０に供給し、ここで位相共
役波よりは速い時間に到来する試料４からの表面反射波
信号をゲート回路により取り出してＣＲＴ３１に表示さ
せると共に、表面反射波信号に較べ遅れて到来する位相
共役波に対応する信号についても、これを遅れて発生す
るゲート信号により取り出してＣＲＴ３２に表示させる
ようにしたもので、その他の構成は第１図と同様である
。
他の例の構成を示すものである。この例では、第１図に
示した超音波画像形成装置において、音響レンズ３で受
波した受信信号を受信回路３０に供給し、ここで位相共
役波よりは速い時間に到来する試料４からの表面反射波
信号をゲート回路により取り出してＣＲＴ３１に表示さ
せると共に、表面反射波信号に較べ遅れて到来する位相
共役波に対応する信号についても、これを遅れて発生す
るゲート信号により取り出してＣＲＴ３２に表示させる
ようにしたもので、その他の構成は第１図と同様である
。
したがって、この例においても第１図〜第３図における
と同様に、ＣＲＴ３２に表示される画像は、試料４の表
面形状による明暗が除外または軽減され、試料内部の吸
収差に基づいて明暗の付いた試料内部の状態を表わすも
のとなるので、第３図におけると同様に、ＣＲＴ３１．
３２の画像を比較することにより試料４の表面と内部と
の音響的性質を容易かつ正確に把握することができる。
と同様に、ＣＲＴ３２に表示される画像は、試料４の表
面形状による明暗が除外または軽減され、試料内部の吸
収差に基づいて明暗の付いた試料内部の状態を表わすも
のとなるので、第３図におけると同様に、ＣＲＴ３１．
３２の画像を比較することにより試料４の表面と内部と
の音響的性質を容易かつ正確に把握することができる。
なお、この発明は上述した例にのみ限定されるものでは
なく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第
２図に示すように非線形圧電体の人出射面をレンズ面と
する構成は、第３図および第５図のものにも有効に適用
することができる。
なく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第
２図に示すように非線形圧電体の人出射面をレンズ面と
する構成は、第３図および第５図のものにも有効に適用
することができる。
また、上述した例ではいずれも透過型としたが、非線形
圧電体を試料と音響レンズとの間に配置することによっ
て反射型とすることもできる。また、このように反射型
とする場合には、第６図に示すように音響レンズ３と非
線形圧電体３５とを一体に形成することもできる。更に
、位相共役波発生手段は、上述した非線形圧電体以外の
ものを用いて構成することもできる。例えば第３図の場
合には、位相共役波発生手段５を第７図に示すように、
３次の非線形性を有する媒体４０に、入射音波Ｕ＋（周
波数ｆ、） と、−組の対向する超音波発生源４１、
４２により音波ＵＰ、、 Ｕ、２（周波数は共にｆｐ）
とを入射させて位相共役波Ｕｃを発生させるようにする
こともできる。この場合の位相共役波ｕｃの周波数ｆｃ
は、ｆｃ＝ｆｐ−ｆ、となり、ｆｔ ” ｆ。
圧電体を試料と音響レンズとの間に配置することによっ
て反射型とすることもできる。また、このように反射型
とする場合には、第６図に示すように音響レンズ３と非
線形圧電体３５とを一体に形成することもできる。更に
、位相共役波発生手段は、上述した非線形圧電体以外の
ものを用いて構成することもできる。例えば第３図の場
合には、位相共役波発生手段５を第７図に示すように、
３次の非線形性を有する媒体４０に、入射音波Ｕ＋（周
波数ｆ、） と、−組の対向する超音波発生源４１、
４２により音波ＵＰ、、 Ｕ、２（周波数は共にｆｐ）
とを入射させて位相共役波Ｕｃを発生させるようにする
こともできる。この場合の位相共役波ｕｃの周波数ｆｃ
は、ｆｃ＝ｆｐ−ｆ、となり、ｆｔ ” ｆ。
＋Δｆであればｆｃ＝ ｆ、−Δｆとなり周波数変換が
なされる。また、超音波による試料の走査は、試料を移
動させる他、音響レンズおよび位相共役波発生手段を移
動させて行ってもよいし、試料と、音響レンズおよび位
相共役波発生手段との双方を移動させて行ってもよい。
なされる。また、超音波による試料の走査は、試料を移
動させる他、音響レンズおよび位相共役波発生手段を移
動させて行ってもよいし、試料と、音響レンズおよび位
相共役波発生手段との双方を移動させて行ってもよい。
更にまた、形成すべき超音波画像は試料の水平面におけ
る画像に限らず、試料と音響レンズとの間の距離を変化
させるいわゆるｖ（２）曲線を形成する場合にも有効に
適用することができる。
る画像に限らず、試料と音響レンズとの間の距離を変化
させるいわゆるｖ（２）曲線を形成する場合にも有効に
適用することができる。
以上述べたように、この発明によれば位相共役波を発生
させ、これを検出するようにしたので、試料の形状に由
来する音波の位相歪みを除外または軽減した正確な超音
波画像を形成することができる。また、このようにして
形成される超音波画像と試料表面の情報を含む通常の超
音波画像とを形成するようにしたので、両画像の比較に
より試材表面と内部との音響的性質を容易かつ正確に把
握することができる。したがって、この発明によれば従
来の超音波顕微鏡や探傷器等の超音波機器では検査、測
定が困難であった、例えばセラミックスエンジン、セラ
ミックターボチャージャ、ＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）による航空機体、原子力関連装置等の複雑な表面形
状を有する試料でも、正確な超音波画像を形成すること
ができ、簡便にかつ正確に観察することができる。
させ、これを検出するようにしたので、試料の形状に由
来する音波の位相歪みを除外または軽減した正確な超音
波画像を形成することができる。また、このようにして
形成される超音波画像と試料表面の情報を含む通常の超
音波画像とを形成するようにしたので、両画像の比較に
より試材表面と内部との音響的性質を容易かつ正確に把
握することができる。したがって、この発明によれば従
来の超音波顕微鏡や探傷器等の超音波機器では検査、測
定が困難であった、例えばセラミックスエンジン、セラ
ミックターボチャージャ、ＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）による航空機体、原子力関連装置等の複雑な表面形
状を有する試料でも、正確な超音波画像を形成すること
ができ、簡便にかつ正確に観察することができる。
第１図はこの発明を実施する超音波画像形成装置の一例
の構成を示す図、 第２図は同じく他の例の要部の構成を示す図、第３図は
同じく更に他の例の構成を示す図、第４図はその動作を
説明するための図、第５図はこの発明を実施する超音波
画像形成装置の更に池の例の構成を示す図、 第６図および第７図は同じく変形例を示す図である。 １・・・発振器 ２・・・サーキュレータ３
・・・音響レンズ ４・・・試料５・・・位相共
役波発生手段 ６・・・非線形圧電体 ７ａ、 ７ｂ・・・電極８
・・・発振器 ９・・・受信回路１０・・・
ＣＲＴ １１・・・走査制御装置１２・
・・水槽 １３・・・超音波伝達媒体１５
・・・非線形圧電体 １６・・・レンズ面２１、２
２・・・バンドパスフィルタ ２３、２４・・・ＣＲＴ ２５．２６・・・
ＣＲＴ３０・・・受信回路 ３１．３２・・・
ＣＲＴ特許出願人 オリンパス光学工業株式会社
−第３図 す 第４図 第５図 第６図 第７図
の構成を示す図、 第２図は同じく他の例の要部の構成を示す図、第３図は
同じく更に他の例の構成を示す図、第４図はその動作を
説明するための図、第５図はこの発明を実施する超音波
画像形成装置の更に池の例の構成を示す図、 第６図および第７図は同じく変形例を示す図である。 １・・・発振器 ２・・・サーキュレータ３
・・・音響レンズ ４・・・試料５・・・位相共
役波発生手段 ６・・・非線形圧電体 ７ａ、 ７ｂ・・・電極８
・・・発振器 ９・・・受信回路１０・・・
ＣＲＴ １１・・・走査制御装置１２・
・・水槽 １３・・・超音波伝達媒体１５
・・・非線形圧電体 １６・・・レンズ面２１、２
２・・・バンドパスフィルタ ２３、２４・・・ＣＲＴ ２５．２６・・・
ＣＲＴ３０・・・受信回路 ３１．３２・・・
ＣＲＴ特許出願人 オリンパス光学工業株式会社
−第３図 す 第４図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料を超音波により走査して超音波画像を形成する
にあたり、前記試料を透過または反射した超音波を位相
共役波発生手段に入射させ、この位相共役波発生手段か
ら発生する位相共役波を検出して超音波画像を形成する
ことを特徴とする超音波画像形成方法。 ２、試料を超音波により走査して超音波画像を形成する
にあたり、前記試料を透過または反射した超音波を検出
し、その検出信号から少なくとも試料表面の情報を含む
信号を分離して取り出して超音波画像を形成すると共に
、前記試料を透過または反射した超音波を位相共役波発
生手段に入射させ、この位相共役波発生手段から発生す
る位相共役波を検出して超音波画像を形成することを特
徴とする超音波画像形成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072600A JPH01244357A (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 超音波画像形成方法 |
| DE3909763A DE3909763A1 (de) | 1988-03-26 | 1989-03-23 | Ultraschall-abbildungsvorrichtung |
| US07/617,386 US5085081A (en) | 1988-03-26 | 1990-11-15 | Ultrasonic imaging apparatus without phase distortion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072600A JPH01244357A (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 超音波画像形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244357A true JPH01244357A (ja) | 1989-09-28 |
Family
ID=13494054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63072600A Pending JPH01244357A (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 超音波画像形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5085081A (ja) |
| JP (1) | JPH01244357A (ja) |
| DE (1) | DE3909763A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006052033A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | National Institute For Materials Science | 圧電材料と非線形圧電素子 |
| JP2006292697A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-10-26 | Hitachi Eng Co Ltd | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
| JP2007093283A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toshiaki Kikuchi | 位相共役波による距離変動計測方法及び距離変動計測システム |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0470562A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-05 | Olympus Optical Co Ltd | 透過型超音波顕微鏡 |
| US5307680A (en) * | 1992-10-21 | 1994-05-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Method and apparatus for visualization of internal stresses in solid non-transparent materials by elastoacoustic technique |
| DE4330148A1 (de) * | 1993-09-07 | 1995-03-09 | Merk Electronic Gmbh | Verfahren zur dreidimensionalen Ultraschall-Druchleuchtung |
| WO2002061452A1 (de) | 2001-01-29 | 2002-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und einrichtung zur aufnahme eines c-bildes mittels einer b-bild-einheit |
| WO2009099469A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | California Institute Of Technology | Method and apparatus for nondestructive evaluation and monitoring of materials and structures |
| US8191401B2 (en) * | 2008-02-07 | 2012-06-05 | California Institute Of Technology | Method and system for formation of highly nonlinear pulses |
| JP6439298B2 (ja) * | 2013-07-10 | 2018-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | 整相加算器、及び、超音波探触子 |
| US10761066B2 (en) * | 2016-06-24 | 2020-09-01 | Kbr Wyle Services, Llc | Micro-resolution ultrasonic nondestructive imaging method |
Citations (2)
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| JPS6415639A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Apparatus for measuring amount of light using phase conjugate element |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4077253A (en) * | 1973-06-01 | 1978-03-07 | Grisell Ronald D | Apparatus and method for the imaging of the internal structure of a three-dimensional solid and/or liquid object |
| DE2520204A1 (de) * | 1975-05-06 | 1976-11-18 | Grisell Ronald D | Geraet und verfahren zur abbildung der inneren struktur eines dreidimensionalen festen, fluessigen oder gemischt fest/fluessigen gegenstandes durch ultraschall |
| US4804249A (en) * | 1986-12-24 | 1989-02-14 | Honeywell Inc. | Optical filter for incoherent imaging systems |
| US4835689A (en) * | 1987-09-21 | 1989-05-30 | General Electric Company | Adaptive coherent energy beam formation using phase conjugation |
-
1988
- 1988-03-26 JP JP63072600A patent/JPH01244357A/ja active Pending
-
1989
- 1989-03-23 DE DE3909763A patent/DE3909763A1/de active Granted
-
1990
- 1990-11-15 US US07/617,386 patent/US5085081A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| JPS6378284A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-08 | Photo Composing Mach Mfg Co Ltd | パタ−ン認識方法および装置 |
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| WO2006052033A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | National Institute For Materials Science | 圧電材料と非線形圧電素子 |
| JP2006292697A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-10-26 | Hitachi Eng Co Ltd | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
| JP2007093283A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toshiaki Kikuchi | 位相共役波による距離変動計測方法及び距離変動計測システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3909763A1 (de) | 1989-10-05 |
| US5085081A (en) | 1992-02-04 |
| DE3909763C2 (ja) | 1992-09-03 |
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