JPH0158458B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0158458B2 JPH0158458B2 JP56130101A JP13010181A JPH0158458B2 JP H0158458 B2 JPH0158458 B2 JP H0158458B2 JP 56130101 A JP56130101 A JP 56130101A JP 13010181 A JP13010181 A JP 13010181A JP H0158458 B2 JPH0158458 B2 JP H0158458B2
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- Japan
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- sample
- signal
- impedance
- reflected
- relative impedance
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- Expired
Links
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
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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
- G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
- G01N29/0618—Display arrangements, e.g. colour displays synchronised with scanning, e.g. in real-time
- G01N29/0627—Cathode-ray tube displays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波エネルギーを用いた撮像装
置、特に超音波顕微鏡に関する。
置、特に超音波顕微鏡に関する。
近年1GHzに及ぶ高い周波数の音波の発生、検
出が可能となつたので、水中で約1μｍの音波長
が実現出来る事となり、その結果、高い分解能の
音波撮像装置が得られるようになつた。即ち、凹
面レンズを用いて焦束音波ビームを作り、1μｍ
に及ぶ高い分解能を実現するのである。
出が可能となつたので、水中で約1μｍの音波長
が実現出来る事となり、その結果、高い分解能の
音波撮像装置が得られるようになつた。即ち、凹
面レンズを用いて焦束音波ビームを作り、1μｍ
に及ぶ高い分解能を実現するのである。
そして、上記ビーム中に試料を挿入し、試料に
よる反射音波を検出して試料の弾性的性質を反映
した情報を得、あるいは試料を機械的に走査して
像を作成するのである。
よる反射音波を検出して試料の弾性的性質を反映
した情報を得、あるいは試料を機械的に走査して
像を作成するのである。
このような音波像を得る従来例を第１、第２図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第１図は、試料から反射信号を得るための探触
子系の概略構成を示す図である。図において、音
波伝搬媒体（例えばサフアイア、石英ガラス等の
円柱状の結晶）２０は一端面は光学研摩された平
面であり、他端面は凹面状の球面穴３０が形成さ
れている。圧電薄膜１０に印加されたRFパルス
電気信号により結晶２０内に平面波のRFパルス
音波が放射する。この平面音波は上記球面穴３０
と媒質（一般に水）４０の界面で形成された正の
レンズ（したがつて、球面穴がレンズの口径とな
る）により所定焦点におかれた試料５０上に集束
される。試料５０により反射された音波は同じレ
ンズにより集音され平面波に変換されて結晶内２
０を伝播し、最終的に圧電薄膜１０により電気信
号に変換される。この様子をビデオ領域でみる
と、第２図の如くなる。ここで横軸は時間軸を縦
軸は信号強度を表わす。Ａは打ち出しエコーを、
Ｂはレンズ界面３０からのエコーを、又、Ｃは試
料からの反射エコーである。反射エコーＣは試料
の音響性質や試料の走査によつて変化するからこ
の反射エコーＣを標本化して、試料を機械走査さ
せつつこれと同期して表示すれば音波像が得られ
ることになる。
子系の概略構成を示す図である。図において、音
波伝搬媒体（例えばサフアイア、石英ガラス等の
円柱状の結晶）２０は一端面は光学研摩された平
面であり、他端面は凹面状の球面穴３０が形成さ
れている。圧電薄膜１０に印加されたRFパルス
電気信号により結晶２０内に平面波のRFパルス
音波が放射する。この平面音波は上記球面穴３０
と媒質（一般に水）４０の界面で形成された正の
レンズ（したがつて、球面穴がレンズの口径とな
る）により所定焦点におかれた試料５０上に集束
される。試料５０により反射された音波は同じレ
ンズにより集音され平面波に変換されて結晶内２
０を伝播し、最終的に圧電薄膜１０により電気信
号に変換される。この様子をビデオ領域でみる
と、第２図の如くなる。ここで横軸は時間軸を縦
軸は信号強度を表わす。Ａは打ち出しエコーを、
Ｂはレンズ界面３０からのエコーを、又、Ｃは試
料からの反射エコーである。反射エコーＣは試料
の音響性質や試料の走査によつて変化するからこ
の反射エコーＣを標本化して、試料を機械走査さ
せつつこれと同期して表示すれば音波像が得られ
ることになる。
ところで、反射超音波の大きさは媒質と試料の
音響インピーダンスで定まり、次の反射率Ｒ Ｒ＝Zs−Zw／Zs＋Zw≡ｘ−１／ｘ＋１ ………(1) ここで、Zs；試料の音響インピーダンス Zw；媒質の音響インピーダンス ｘ≡Zs／Zw；媒質の音響インピーダンスで規格
化した試料の音響インピーダンス（以下相対イ
ンピーダンスと呼ぶ） に比例する。従来はこの反射率Ｒに比例した電気
信号（反射超音波そのもの）をCRT上に輝度表
示していたのであるが、この表示方法では試料の
音響インピーダンスが大きな場合、音響インピー
ダンスの微妙な差を明確に表示しきれない。即
ち、超音波顕微鏡の対象試料の音響インピーダン
スは、小は生物細胞（Zs1.6×106Kg／m2／ｓ）
からはタングステン（Zs98×106Kg／m2／ｓ）
に到るまで巾広い分布をしているのであるが、相
対インピーダンスの値と反射率との関連は著るし
く歪められている。
音響インピーダンスで定まり、次の反射率Ｒ Ｒ＝Zs−Zw／Zs＋Zw≡ｘ−１／ｘ＋１ ………(1) ここで、Zs；試料の音響インピーダンス Zw；媒質の音響インピーダンス ｘ≡Zs／Zw；媒質の音響インピーダンスで規格
化した試料の音響インピーダンス（以下相対イ
ンピーダンスと呼ぶ） に比例する。従来はこの反射率Ｒに比例した電気
信号（反射超音波そのもの）をCRT上に輝度表
示していたのであるが、この表示方法では試料の
音響インピーダンスが大きな場合、音響インピー
ダンスの微妙な差を明確に表示しきれない。即
ち、超音波顕微鏡の対象試料の音響インピーダン
スは、小は生物細胞（Zs1.6×106Kg／m2／ｓ）
からはタングステン（Zs98×106Kg／m2／ｓ）
に到るまで巾広い分布をしているのであるが、相
対インピーダンスの値と反射率との関連は著るし
く歪められている。
第３図は、この事情を示したもので、横軸に相
対インピーダンスを、縦軸に表示信号として反射
率Ｒをとり両者の関係を実線で示すと共に代表的
な物質の相対インピーダンスを矢印で示してい
る。この図からわかるように、反射率の大きさは
相対インピーダンスの値と比例関係になく、相対
インピーダンスの大きなところでは材質の違いに
よつて相対インピーダンスが変化してもCRT上
の輝度は殆んど変化しない事になり、ICやLSI等
のように相対インピーダンスの大きな材料（Al、
Si、Cu、Au等）で構成された試料では明確なコ
ントラストを生じない。
対インピーダンスを、縦軸に表示信号として反射
率Ｒをとり両者の関係を実線で示すと共に代表的
な物質の相対インピーダンスを矢印で示してい
る。この図からわかるように、反射率の大きさは
相対インピーダンスの値と比例関係になく、相対
インピーダンスの大きなところでは材質の違いに
よつて相対インピーダンスが変化してもCRT上
の輝度は殆んど変化しない事になり、ICやLSI等
のように相対インピーダンスの大きな材料（Al、
Si、Cu、Au等）で構成された試料では明確なコ
ントラストを生じない。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、従
来の様に反射率そのものと表示するのではなく、
媒質の音響インピーダンスで規格化した相対イン
ピーダンスという材料固有の値で表示する事によ
り試料の相対インピーダンスの変化をより明確な
コントラストで表示する事を目的としている。即
ち、(1)式から、 ｘ＝１＋Ｒ／１−Ｒ ………(2) であるから、反射率Ｒすなわち超音波反射波の強
度から(2)式の演算により処理した信号を表示する
のである。かくすれば、反射率に比例した反射超
音波を相対インピーダンスに変換して表示する事
が出来る。
来の様に反射率そのものと表示するのではなく、
媒質の音響インピーダンスで規格化した相対イン
ピーダンスという材料固有の値で表示する事によ
り試料の相対インピーダンスの変化をより明確な
コントラストで表示する事を目的としている。即
ち、(1)式から、 ｘ＝１＋Ｒ／１−Ｒ ………(2) であるから、反射率Ｒすなわち超音波反射波の強
度から(2)式の演算により処理した信号を表示する
のである。かくすれば、反射率に比例した反射超
音波を相対インピーダンスに変換して表示する事
が出来る。
より詳しく言えば第４図はこの演算処理の様を
示したものであるが、横軸は入力信号即ち反射超
音波信号の強度を、縦軸はCRT上に表示すべき
出力信号を示している。このような演算処理を行
つた表示信号と相対インピーダンスとの関係を第
３図の波線で示してあるが、表示信号と相対イン
ピーダンスとが完全に比例するのである。
示したものであるが、横軸は入力信号即ち反射超
音波信号の強度を、縦軸はCRT上に表示すべき
出力信号を示している。このような演算処理を行
つた表示信号と相対インピーダンスとの関係を第
３図の波線で示してあるが、表示信号と相対イン
ピーダンスとが完全に比例するのである。
第５図は本発明の一実施例を示したもので、ビ
デオ変換されたRF信号をバツフア５１０で受け
所望のエコーをピーク検出器５２０で標本化後、
これをAD変換器５３０でデイジタル化する。圧
電薄膜に印加するRFパルスは、電圧周波数、印
加時間等がパルス毎に異なることがないように一
様にしておくので、エコー強度に比例する上記デ
イジタル値は、特別な手段を用いなくても試料の
反射率に比例した信号になつている。これをロム
５４０のアドレスとして用いロム５４０の出力と
して第４図又は第(2)式により変換データとなる様
に書き込んでおけばROM５４０のデイジタル出
力は相対インピーダンスに比例した出力信号とす
る事が出来る。この出力信号はCRTのガンマ特
性を補正する為に設けたロム５５０によりガンマ
補正された後DA変換器５６０によりアナログ信
号としてCRTの輝度信号とする。
デオ変換されたRF信号をバツフア５１０で受け
所望のエコーをピーク検出器５２０で標本化後、
これをAD変換器５３０でデイジタル化する。圧
電薄膜に印加するRFパルスは、電圧周波数、印
加時間等がパルス毎に異なることがないように一
様にしておくので、エコー強度に比例する上記デ
イジタル値は、特別な手段を用いなくても試料の
反射率に比例した信号になつている。これをロム
５４０のアドレスとして用いロム５４０の出力と
して第４図又は第(2)式により変換データとなる様
に書き込んでおけばROM５４０のデイジタル出
力は相対インピーダンスに比例した出力信号とす
る事が出来る。この出力信号はCRTのガンマ特
性を補正する為に設けたロム５５０によりガンマ
補正された後DA変換器５６０によりアナログ信
号としてCRTの輝度信号とする。
本構成では、本発明の要旨である「反射率−相
対インピーダンス変換」をロムで行なつたが、本
発明の骨子を離れない範囲で、ランダムロジツク
で組んでもよいし、CPUによる演算におきかえ
てもよい。
対インピーダンス変換」をロムで行なつたが、本
発明の骨子を離れない範囲で、ランダムロジツク
で組んでもよいし、CPUによる演算におきかえ
てもよい。
最後に、相対インピーダンスの絶対値の校正に
は、音響インピーダンスの値のわかつた材料を用
いて装置の校正を行なえばよい。
は、音響インピーダンスの値のわかつた材料を用
いて装置の校正を行なえばよい。
以上述べたように、本発明によれば、直接相対
インピーダンスという試料固有の量を表示する事
が出きるばかりでなく、音響インピーダンスの変
化を素直なスケールに変換してコントラストよく
表示する事を可能にするものである。
インピーダンスという試料固有の量を表示する事
が出きるばかりでなく、音響インピーダンスの変
化を素直なスケールに変換してコントラストよく
表示する事を可能にするものである。
第１図は、超音波像を得るための従来の撮像装
置の概略を示す図、第２図は、その動作を説明す
るための図、第３図は、表示信号と相対インピー
ダンスとの関係を示す図、第４図は、本発明で用
いる入出力特性を示す図、第５図は、本発明の一
実施例の構成を示す図である。
置の概略を示す図、第２図は、その動作を説明す
るための図、第３図は、表示信号と相対インピー
ダンスとの関係を示す図、第４図は、本発明で用
いる入出力特性を示す図、第５図は、本発明の一
実施例の構成を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 集束する超音波ビームの焦点領域で所定被撮
像物を機械的に２次元走査して得られる反射超音
波より上記被撮像物の超音波像を得る超音波撮像
装置において、反射超音波の強度Ｒを入力信号と
し、 ｘ＝１＋Ｒ／１−Ｒ なる関数変換値ｘを出力信号とする変換器を具備
し、その出力信号を表示信号とすることを特徴と
する超音波撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56130101A JPS5832163A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 超音波撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56130101A JPS5832163A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 超音波撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832163A JPS5832163A (ja) | 1983-02-25 |
| JPH0158458B2 true JPH0158458B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=15025964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56130101A Granted JPS5832163A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 超音波撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832163A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0819234B2 (ja) * | 1987-06-29 | 1996-02-28 | チッソ株式会社 | 低熱膨脹性かつ高接着性のシリコン含有ポリイミド前駆体の製造法 |
| JPH04351667A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-07 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 硬化性樹脂組成物及び電子部品用保護膜 |
| JP4654335B2 (ja) * | 2004-09-10 | 2011-03-16 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 超音波画像検査方法、超音波画像検査装置 |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP56130101A patent/JPS5832163A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5832163A (ja) | 1983-02-25 |
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