JPH0257971A - Method and apparatus for computing reflecting function of object to be measured in ultrasonic microscope - Google Patents
Method and apparatus for computing reflecting function of object to be measured in ultrasonic microscopeInfo
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、音響レンズを用いて超音波の集束球面波を発
生させ、測定対象である物質の表面および内部からの反
射波を再び音響レンズでとらえて音響−電気変換を行な
い、その反射信号を時間分離して記録する如く構成され
た超音波顕微鏡に適用され、測定対象である物質の反射
関数、特に物質内部の反射関数を算定する方法およびそ
の装置に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention uses an acoustic lens to generate a focused spherical wave of ultrasonic waves, and the reflected waves from the surface and inside of a substance to be measured are reflected back into the acoustic lens. This method is applied to an ultrasonic microscope configured to perform acoustic-to-electrical conversion on the captured signal and record the reflected signal in a time-separated manner, and is used to calculate the reflection function of the substance being measured, especially the reflection function inside the substance. and regarding its equipment.
音響レンズを用いて超音波の集束球面波を発生させ、測
定対象物である固体試料の表面からの反射波を音響レン
ズで再びとらえて音響−電気変換を行なう装置は公知で
ある。かかる装置に於いて、音響レンズと固体試料の表
面との距離Zを、合焦状態から短縮する方向に変化させ
ると、その電気出力Vが固体試料を構成する物質によっ
て独特な変化をすることが知られている。この出力の変
化はV (Z)曲線と称され、物質の音響的性質を調べ
る上で有力な情報として注目されている・。2. Description of the Related Art Devices are known in which an acoustic lens is used to generate a focused spherical wave of ultrasonic waves, and a reflected wave from the surface of a solid sample, which is an object to be measured, is captured again by the acoustic lens to perform acousto-electrical conversion. In such a device, when the distance Z between the acoustic lens and the surface of the solid sample is changed from the in-focus state to the direction in which it is shortened, the electrical output V changes uniquely depending on the material that makes up the solid sample. Are known. This change in output is called the V (Z) curve, and is attracting attention as powerful information when investigating the acoustic properties of materials.
更に近年、上記V (Z)曲線が、音響レンズの瞳関数
P(kr)の2乗と試料表面の反射関数R(k「)の積
のフーリエ変換で表わされることに着目し、V (Z)
をフーリエ逆変換することにより、反射関数R(kr)
を求めようという試みがなされている。上記試みに関す
る技術は、例えば文献rMaterlal Chara
cterization by theInversi
on of’ V(Z) J (G、S、KINOet
al、1EEETRANS、5ONIC8& ULTR
ASONIC8,Vol、5U−32NO,2P213
MARCI+ 1985)に記載されている。Furthermore, in recent years, attention has been paid to the fact that the above V (Z) curve is expressed by the Fourier transform of the product of the square of the pupil function P (kr) of the acoustic lens and the reflection function R (k') of the sample surface. )
By performing inverse Fourier transform on the reflection function R(kr)
Attempts are being made to find out. The technique related to the above-mentioned attempt is described, for example, in the document rMaterral Chara.
cterization by theInversi
on of' V(Z) J (G, S, KINOet
al, 1EEETRANS, 5ONIC8&ULTR
ASONIC8, Vol, 5U-32NO, 2P213
MARCI+ 1985).
すなわちP(kr)が既知であれば
R(kr ) −F−’ fV (Z) 1/P2
(kr ) ・・・(1)なる式によって求めら
れるというものである。ここでp−1はフーリエ逆変換
を表わし、krは音響レンズによって形成される集束球
面波を構成する各平面波の伝搬定数におけるレンズ半径
方向成分である。なお上記レンズ半径方向成分は、音波
の入射角θに相当し、次のような関係を有している。In other words, if P(kr) is known, R(kr) −F−' fV (Z) 1/P2
(kr)...It is determined by the formula (1). Here, p-1 represents the inverse Fourier transform, and kr is the lens radial direction component in the propagation constant of each plane wave constituting the focused spherical wave formed by the acoustic lens. Note that the lens radial direction component corresponds to the incident angle θ of the sound wave, and has the following relationship.
θ−s in−’ (kr /kO)(但しkO:
2πν/Cw 、Cv :水中の音速。θ-s in-' (kr/kO) (kO:
2πν/Cw, Cv: Speed of sound in water.
シ:音波の周波数)
瞳関数Pは理想的には1であるが、収差等を含んでいる
場合は、別途測定する必要がある。その方法についても
前記文献に開示されている。C: Frequency of sound wave) The pupil function P is ideally 1, but if it includes aberrations etc., it is necessary to measure it separately. The method is also disclosed in the above document.
以上述べた方法で測定される反射関数R(kr)は、音
波の入射角度の関数であり、物質の音響的性質を様々に
反映している。例えば、縦波、横波の臨界角θL、θT
から、それぞれの音速はCL−Cw/sinθL
−(2)CT=Cv/sinθT −
(3)(但しCW 二水中の音速)
なる式で求まる。また垂直入射波の反射率R(0)は横
波の発生がないため、
R(o) = (pi C−po Cw )/(ρIc
L+ρ0CW) ・・・(4)(但しρ0:水の密
度、ρl :固体の密度)であるから、これより固体の
密度plが求まる。The reflection function R(kr) measured by the method described above is a function of the incident angle of the sound wave, and variously reflects the acoustic properties of the material. For example, the critical angles θL and θT of longitudinal waves and transverse waves
Therefore, each sound speed is CL-Cw/sinθL
−(2) CT=Cv/sinθT −
(3) (However, CW speed of sound in two water) It can be found by the following formula. In addition, the reflectance R(0) of a vertically incident wave is calculated as R(o) = (pi C-po Cw )/(ρIc
L+ρ0CW) (4) (where ρ0: density of water, ρl: density of solid), the density pl of the solid can be found from this.
このように、極めて豊富な情報を読み取ることができる
。In this way, an extremely rich amount of information can be read.
以上述べた従来の反射関数を求める方法は、専ら固体試
料の表面(固液界面)での反射関数を求める方法であっ
た。周知の如く超音波が有している大きな特徴の一つは
、固体の内部へも容易に到達し得ることである。そこで
、この特徴を有効に利用するためには、固体内部に存在
する反射物体の音響的性質を定量的にとらえ得る手段を
有することが重要な要素となる。しかるに従来の超音波
顕微鏡では、測定対象物の内部からの反射波の存在を知
ることは可能であるが、例えばその反射波が、より密度
の高い物質の存在によるものか、クラックや剥離による
低密度な物質との界面からの反射によるものかを知るこ
とすら容易ではなく、ましてやそれ等を定量的にとらえ
ることは不可能であった。The conventional method of determining the reflection function described above is a method of determining the reflection function exclusively at the surface of a solid sample (solid-liquid interface). As is well known, one of the major characteristics of ultrasonic waves is that they can easily reach the inside of solids. Therefore, in order to effectively utilize this feature, it is important to have a means that can quantitatively capture the acoustic properties of reflective objects that exist inside a solid. However, with conventional ultrasonic microscopes, it is possible to know the presence of reflected waves from inside the object to be measured, but for example, it is possible to determine whether the reflected waves are due to the presence of a denser substance or due to low density due to cracks or peeling. It was not easy to even know whether the reflection was due to an interface with a dense substance, much less to quantify it.
したがって本発明の目的は、物質内部に存在する音響的
不均一面に於ける音波の反射関数を容易かつ適確に求め
ることができ、測定対象物を構成する物質の音響的内部
構造を定量的に把握することが可能な超音波顕微鏡にお
ける測定対象物の反射関数算定方法およびその装置を提
供することにある。Therefore, an object of the present invention is to be able to easily and accurately determine the reflection function of a sound wave on an acoustically non-uniform surface existing inside a substance, and to quantitatively determine the acoustic internal structure of a substance that constitutes an object to be measured. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for calculating the reflection function of a measurement object in an ultrasonic microscope, which allows the calculation of the reflection function of an object to be measured using an ultrasonic microscope.
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は上記
課題を解決し目的を達成るために次のような手段を講じ
た。[Means and effects for solving the problems] In order to solve the above problems and achieve the objects, the present invention takes the following measures.
(1)本発明の「超音波顕微鏡における測定対象物の反
射関数算定方法」に於いては、一方において音響レンズ
と測定対象である物質との距離を変化させて得られる時
間分離された物質内部からの反射信号を複素V (Z)
信号として取込み、これをフーリエ変換すると共に、他
方において既知である前記音響レンズの瞳関数の2乗と
、前記物質の表面から物質内部へ向かって超音波が透過
するときの角度を変数とする第1の透過率関数と、前記
物質の内部から物質外部へ向かって超音波が透過すると
きの角度を変数とする第2の透過率関数と、前記物質本
体の音速から求まる超音波の入射角度を変数とする位相
遅れ関数との積を求める。(1) In the "method for calculating the reflection function of a measurement object in an ultrasonic microscope" of the present invention, on the one hand, the time-separated interior of the material obtained by changing the distance between the acoustic lens and the measurement object The reflected signal from the complex V (Z)
It is captured as a signal and Fourier transformed, and on the other hand, the square of the pupil function of the acoustic lens, which is known, and the angle at which the ultrasonic wave passes from the surface of the substance toward the inside of the substance are used as variables. 1 transmittance function, a second transmittance function whose variable is the angle at which the ultrasonic wave is transmitted from the inside of the substance to the outside of the substance, and the incident angle of the ultrasonic wave determined from the sound speed of the substance body. Find the product with the phase delay function as a variable.
そしてこの積によって、前記フーリエ変換した結果を除
算することにより、物質内部の反射関数を算定するよう
にした。Then, by dividing the Fourier transformed result by this product, the reflection function inside the material is calculated.
(2)また本発明の「超音波顕微鏡における測定対象物
の反射関数算定方法」に於いては、(1)に記載の反射
関数算定方法に於いて、時間分離された物質表面からの
反射信号と物質内部からの反射信号の複素V (Z)信
号とを同時に測定し、物質表面の複素V (Z)信号か
らこの物質表面の反射関数を求め、この物質表面の反射
関数から物質本体の音速と密度とを算出することにより
求めた前記第1および第2の透過率関数と、前記位相遅
れ関数と、前記既知の瞳関数の2乗との積を求め、この
積によって、時間分離された物質内部からの反射信号の
複素V (Z)信号をフーリエ変換した結果を除算する
ことにより、物質内部の反射関数を算定するようにした
。(2) Furthermore, in the "method for calculating the reflection function of a measurement object in an ultrasonic microscope" of the present invention, in the method for calculating the reflection function described in (1), the reflection signals from the surface of the material separated in time are The complex V (Z) signal of the reflection signal from inside the material is measured simultaneously, the reflection function of the material surface is determined from the complex V (Z) signal of the material surface, and the sound velocity of the material itself is determined from the reflection function of the material surface. The product of the first and second transmittance functions obtained by calculating The reflection function inside the material is calculated by dividing the result of Fourier transform of the complex V (Z) signal of the reflected signal from inside the material.
すなわち、上記(1)(2)に記載した本発明の反射関
数算定方法は、従来の技術として述べたV (Z)のフ
ーリエ変換から反射関数を求める方法を、物質内部に存
在する反射面で反射関数を求めるための方法に拡張した
ことを特徴としている。That is, the reflection function calculation method of the present invention described in (1) and (2) above is a method of calculating a reflection function from the Fourier transform of V (Z) described as the conventional technique by using a reflection surface existing inside a material. It is characterized by an extension to the method for determining reflection functions.
(3)本発明の「超音波顕微鏡における測定対象物の反
射関数算定装置」に於いては、高い周波数の基本クロッ
クを発生するクロック発生回路と、このクロック発生回
路にて発生したクロックを超音波パルスの発生に同期さ
せて通過可能とするゲートと、このゲートを通過した前
記クロックを:を数可能に設けられたカウンタと、外部
設定操作を行なうことにより第1の整数値を設定する設
定手段と、前記音響レンズと測定対象物との距離の変化
量に基づいて
OUT=2fΔz / Cv
なる演算を行なって第2の整数値を算出する算出手段と
、前記設定手段により設定された第1の整数値に対し前
記算出手段により算出された第2の整数値を加減算しこ
の加減算出力を前記超音波パルスの発生に同期させて前
記カウンタにプリセット値として与える手段と、前記カ
ウンタが上記プリセット値に相当する前記クロックの計
数を終了したとき前記ゲートを遮断すると共にタイムゲ
ート信号を発生させる手段と、この手段により発生した
タイムゲート信号を用い少なくとも測定対象物を構成す
る物質の内部からの反射信号を時間分離して抽出する手
段と、この手段により抽出された反射信号を直交検波し
て複素V (Z)信号となす手段と、この手段で得た出
力を記憶するメモリと、このメモリに記憶された情報に
基づいて前記物質内部の反射関数の演算を行なう演算手
段と、を備えるようにした。(3) The "device for calculating the reflection function of a measurement object in an ultrasound microscope" of the present invention includes a clock generation circuit that generates a high-frequency basic clock, and a clock generated by this clock generation circuit that is used to generate ultrasonic waves. A gate that allows the pulse to pass in synchronization with the generation of the pulse, a counter that is provided to allow the clock to pass through the gate, and a setting means that sets a first integer value by performing an external setting operation. and a calculation means for calculating a second integer value by calculating OUT=2fΔz/Cv based on the amount of change in the distance between the acoustic lens and the object to be measured, and a first integer value set by the setting means. means for adding or subtracting a second integer value calculated by the calculation means to the integer value and providing the addition/subtraction output to the counter as a preset value in synchronization with the generation of the ultrasonic pulse; means for cutting off the gate and generating a time gate signal when counting of the corresponding clock is completed; and using the time gate signal generated by this means, at least a signal reflected from inside a substance constituting the object to be measured is detected. means for time-separating and extracting, means for orthogonally detecting the reflected signal extracted by this means to produce a complex V (Z) signal, a memory for storing the output obtained by this means, and a memory for storing the output obtained by this means; and calculation means for calculating a reflection function inside the substance based on the information obtained.
すなわち、上記(3)に記載した本発明の超音波顕微鏡
における測定対象物の反射関数算定装置は、物質内部の
反射面に於けるV (Z)を求める手段として、従来の
パルス式超音波顕微鏡に、■音響レンズの上下方向(Z
方向)の移動に対して、試料内部のある定まった深さか
らの反射信号に追従するタイムゲート信号を発生する手
段、■受信信号を直交検波して複素信号を得、これを記
憶しておき、その記憶情報に基づいて物質内部の反射関
数の演算を行なう手段、等を備えたことを特徴としてい
る。That is, the device for calculating the reflection function of the object to be measured in the ultrasonic microscope of the present invention described in (3) above uses the conventional pulse-type ultrasonic microscope as a means for determining V (Z) on the reflective surface inside the substance. ■ Vertical direction of the acoustic lens (Z
A means for generating a time gate signal that follows the reflected signal from a certain depth inside the sample with respect to movement in the sample direction); , means for calculating a reflection function inside the substance based on the stored information, and the like.
まず物質内部の反射面に於ける反射関数を求める方法に
ついて説明する。First, a method for determining the reflection function at a reflective surface inside a substance will be explained.
第1図は、本発明の測定対象物を構成する物質の反射関
数を算定する方法の手順を示すブロック図である。第1
図の手順1に示すように、まず音響レンズと測定対象物
を構成する物質との距離を変化させて得られる前記時間
分離された物質内部からの反射信号を複素V (Z)信
号として取込む。FIG. 1 is a block diagram showing the steps of a method for calculating a reflection function of a substance constituting a measurement object according to the present invention. 1st
As shown in step 1 in the figure, first, the time-separated reflected signals from inside the material obtained by changing the distance between the acoustic lens and the material constituting the measurement target are captured as a complex V (Z) signal. .
次に手順2に示すように、複素V (Z)信号をフーリ
エ変換する。他方、手順3,4,5.6に示すように、
既知である前記音響レンズの瞳関数の2乗と、前記物質
の表面から物質内部へ向かって超音波が透過するときの
角度を変数とする第1の透過率関数と、前記物質の内部
から物質外部へ向かって超音波が透過するときの角度を
変数とする第2の透過率関数と、前記物質本体の音速か
ら求まる超音波の入射角度を変数とする位相遅れ関数と
を求める。そして手順7に示すように、前記手順3.4
,5.6で求めた各位を乗算してその積を求める。次に
手順8に示すように、上記のようにして求めた積により
、前記フーリエ変換した結果を除算することにより、物
質内部の反射関数R’ (kr)を算定する。Next, as shown in step 2, the complex V (Z) signal is Fourier transformed. On the other hand, as shown in steps 3, 4, and 5.6,
the square of the known pupil function of the acoustic lens; a first transmittance function whose variable is the angle at which ultrasonic waves are transmitted from the surface of the substance to the inside of the substance; A second transmittance function whose variable is the angle at which the ultrasonic wave is transmitted toward the outside, and a phase lag function whose variable is the incident angle of the ultrasonic wave determined from the sound speed of the substance body. And as shown in step 7, step 3.4
, 5. Multiply each digit obtained in 6 to find the product. Next, as shown in step 8, the reflection function R' (kr) inside the material is calculated by dividing the Fourier transformed result by the product obtained as described above.
次に上記した方法により、物質内部の反射関数R’
(kr)を算定することができる理由を説明する。物質
表面のV (Z)は、前述の参考文献から
V (Z) −Cf P2(kr ) R(k
r 3(kr/kz)
−expc−j2kzZ)dkr ・ (5)(但
しC:規格因子、(kr/kz)
:内周と外周のエネルギーの違いを表す因子)である。Next, by the method described above, the reflection function R' inside the material is
The reason why (kr) can be calculated will be explained. V (Z) on the surface of the material can be calculated from the above-mentioned reference as V (Z) - Cf P2 (kr) R (k
r 3 (kr/kz) -expc-j2kzZ)dkr (5) (where C: standard factor, (kr/kz): factor representing the difference in energy between the inner circumference and the outer circumference).
上式について適当な変数変換を行なうと、V (u)−
ClF3 (t)R(t)−eχp(−j2πut)d
t −(6)と表わせるoV’(u)は、P2 (t
)R(t)のフーリエ変換であることがわかる。そこで
(5)式を物質内部に拡張することを考える。説明を簡
単化するために物質内部の縦波だけを考える。By performing appropriate variable conversion on the above equation, V (u)−
ClF3 (t)R(t)-eχp(-j2πut)d
oV'(u), which can be expressed as t - (6), is P2 (t
)R(t). Therefore, let us consider extending equation (5) inside the material. To simplify the explanation, only longitudinal waves inside the material will be considered.
第2図に示すように、物質内部の反射面9からの反射波
は、物質表面10からの反射波に対して試料中を22だ
け長く進むことがわかる。この点を考慮すると(5)式
は、
V (Z)−CJ’P2 (kr)R’ (kr)(
kr /kz )exp C−j2kz Z)−ezp
[j21cz’ z〕dkr −(7)のように拡
張できる。ここでR’ (kr)は物質内部の反射関
数、1(z′ は物質内部の伝搬定数のZ成分であり、
kZ’ = (kQ’−kr”)
(但しko’−2πν/CL、 シ:音波の周波数、
CI、:縦波の音速)
である。CLは既知ないしは前述した従来の方法で、1
ll11定可能であり、Zは後述する反射波の時間計測
を行なうことにより、
z4τCL ・・・(8)な
る式により求まる。2は、Zの変化に対して不変である
。したがってeχI)(j2kz’ z)は、k「の
みを変数とする位相項なので、P(kr)と同様に扱え
ばよいことがわかる。次に、音波が物質表面の固液界面
を往復することによる影響を考える。As shown in FIG. 2, it can be seen that the reflected wave from the reflective surface 9 inside the material travels through the sample 22 times longer than the reflected wave from the material surface 10. Considering this point, equation (5) becomes V (Z)-CJ'P2 (kr)R' (kr)(
kr /kz )exp C-j2kz Z)-ezp
It can be extended as [j21cz' z]dkr - (7). Here, R' (kr) is the reflection function inside the material, 1(z' is the Z component of the propagation constant inside the material, and kZ' = (kQ'-kr") (however, ko'-2πν/CL, Si : frequency of sound wave,
CI: velocity of sound in longitudinal waves). CL is performed by a known method or the conventional method described above.
Z4τCL (8) can be determined by measuring the time of the reflected wave, which will be described later. 2 is invariant to changes in Z. Therefore, eχI)(j2kz' z) is a phase term with only k as a variable, so it can be seen that it can be treated in the same way as P(kr).Next, we can see that the sound wave travels back and forth across the solid-liquid interface on the material surface. Consider the impact of
固液界面の反射率および透過率の角度依存性は既に詳細
に解析されており、以下のように定式化されている。The angular dependence of reflectance and transmittance at the solid-liquid interface has already been analyzed in detail and formulated as follows.
CW、ρ:水の音速と密度
CL、Cs:固体中の縦波と横波の音速ρl :固体の
密度
とすると、水中の伝搬定数は
kQ −2πν/CW
である。固体中の伝搬定数は縦波、横波に対してkO’
−2πν/CL
ko’−2πν/C3
であり、入射角θ、縦波の屈折角θl、横波の屈折角γ
はそれぞれ
θ−s i n’ (kr / ko )θl −s
i n’ (kr /kO’ )7−s in−’
(kr /RO’ )で表わされる。そこで
Z−ρC/cosθ
Zノmρlc/cosθI
Zt ””11)l Cs/cos7
とすると、水から固体への縦波の透過率T(kr)は
T (kr)= (2ρ/ρl )ZJcos2
γ(Z) COS22 γ
+zt s i n227+Z)−t ・−
(9)となる。逆に固体から水中への透過率T’ (
kr)は、φを
φ= (Z+Zt s i n227
−Zfcos227)
/ (Z+Zt s i n227
+ Z 、f? c o s 227 ) −(1
0)と定義すると、
T’ −(Cv cosθl/CLcosθ・cos
2γ)(1−φ) ・・・・・・(11)となる。なお
、以上の算定に関する参考文献としては、「曾^VES
IN LAYERED MEDIAJ (Secon
dEdition by L、M BREKIIOVS
KIKH,Acadea+Ic press。CW, ρ: sound speed and density of water CL, Cs: sound speed of longitudinal and transverse waves in a solid ρl: solid density, the propagation constant in water is kQ −2πν/CW. The propagation constant in a solid is kO' for longitudinal waves and transverse waves.
-2πν/CL ko'-2πν/C3, where the incident angle θ, longitudinal wave refraction angle θl, and transverse wave refraction angle γ
are respectively θ−s i n' (kr / ko )θl −s
in'(kr/kO')7-sin-'
It is expressed as (kr/RO'). Therefore, if Z-ρC/cosθ Znomρlc/cosθI Zt ””11)l Cs/cos7, the transmittance of longitudinal waves from water to solid T(kr) is T(kr)=(2ρ/ρl)ZJcos2
γ(Z) COS22 γ +zt sin227+Z)-t ・-
(9) becomes. Conversely, the permeability from solid to water T' (
kr) is φ= (Z+Zt s i n227 − Zfcos 227) / (Z+Zt s i n227 + Z , f? cos 227 ) −(1
0), then T' - (Cv cosθl/CLcosθ・cos
2γ)(1-φ) (11). In addition, as a reference for the above calculation, please refer to “So^VES
IN LAYERED MEDIAJ (Second
dEdition by L, M BREKIIOVS
KIKH, Acadea+Ic press.
1980)がある。1980).
上記の(11)式から明らかなように、T。As is clear from the above equation (11), T.
T′はρ1.CL、、Csが知れていれば、いづれもk
rのみの関数として計算できる。したがって(7)式は
、
V (Z)−ClF3 (kr)T (kr)・T’
(kr)Q(kr)R’ (kr)(kr/kz)
・eZp(−j2kz Z〕dkr・ (12)(但し
Q (Rr )=exp (j2kz′ z〕)と拡
張される。従ってV (Z)がAJj定されれば、物質
内部の反射面9に於ける反射関数R’ (Rr)は
R’ (kr ) −F−’ fV (Z)
1/P2 (kr )T (kr )−T’
(kr ) Q (kr ) −(
13)なる式で求めることができる。T' is ρ1. If CL, , Cs are known, then k
It can be calculated as a function of r only. Therefore, equation (7) is: V (Z)-ClF3 (kr)T (kr)・T'
(kr)Q(kr)R' (kr)(kr/kz) ・eZp(-j2kz Z]dkr・ (12) (However, it is extended as Q (Rr)=exp (j2kz' z). Therefore, V If (Z) is determined as AJj, the reflection function R' (Rr) at the reflective surface 9 inside the substance is R' (kr) -F-' fV (Z)
1/P2 (kr)T (kr)-T'
(kr) Q (kr) −(
13) can be obtained using the following formula.
なお、第1図に示した反射関数算定方法に於いて、時間
分離された物質表面からの反射信号と物質内部からの反
射信号の複素V (Z)信号とを同時に測定し、物質表
面のV (Z)信号からこの物質表面の反射関数を求め
、この物質表面の反射関数から物質本体の音速と密度と
を算出することにより求めた前記第1および第2の透過
率関数と、位相遅れ関数と、既知の瞳関数の2乗との積
を求め、この積により前記時間分離された物質内部から
の反射信号の複素V (Z)信号をフーリエ変換した結
果を除算することにより、物質内部の反射関数を算定す
るようにしてもよい。In addition, in the reflection function calculation method shown in Fig. 1, the time-separated reflection signal from the material surface and the complex V (Z) signal of the reflection signal from inside the material are measured simultaneously, and the V of the material surface is calculated. (Z) The first and second transmittance functions and the phase lag function obtained by determining the reflection function of the material surface from the signal and calculating the sound velocity and density of the material body from the reflection function of the material surface. By calculating the product of A reflection function may also be calculated.
上述した本実施例の方法によれば、集束球面波を用いた
超音波測定に於いて、物質内部に存在する音響的反射面
の反射関数を容易かつ適確に求め得、物質内部に存在す
る音響的諸性質の分布を定量的にとらえることができる
。その結果、物質の内部を非破塘で検定可能な超音波の
持つ特徴を最大限に活用することができ、新素材や生物
分野。According to the method of the present embodiment described above, in ultrasonic measurement using a focused spherical wave, the reflection function of an acoustic reflecting surface existing inside a substance can be easily and accurately determined, and the reflection function of an acoustic reflecting surface existing inside a substance can be easily and accurately determined. It is possible to quantitatively understand the distribution of various acoustic properties. As a result, it is possible to make full use of the characteristics of ultrasonic waves, which enable inspection of the inside of materials without rupturing them, which is useful in the fields of new materials and biology.
半導体分野等幅広い分野に於いて極めて有用で、かつ実
用上の効果の大きな反射関数算定方法を得ることができ
る。It is possible to obtain a reflection function calculation method that is extremely useful in a wide range of fields such as the semiconductor field and has great practical effects.
次に前述した内部反射関数の算定方法を実施するための
装置について説明する。Next, an apparatus for carrying out the method for calculating the internal reflection function described above will be described.
第3図はその装置の構成を示すブロック図である。第3
図において11は中央演算装置(以下CPUと略称する
)であり、各部の動作制御および反射関数の演算を行な
うものとなっている。このCPUI 1からの制御信号
によって・制御される送信回路12からは、例えば周波
数が30MHz〜100M程度の送信パルスが出力され
る。この送信パルスは、サーキュレータ13を通って圧
電トランスジューサ14に印加される。圧電トランスジ
ューサ14にて電気−音響変換されて発生した超音波パ
ルスは、音響レンズ15によって集束球面波となり、カ
ブラ液体(水)16を伝搬して測定対象物17に照射さ
れる。照射された超音波パルスの一部は測定対象物17
の物質表面で反射されるが、他の一部は物質内部に達す
る。物質表面および物質内部の音響的不均一面から反射
した反射波は、再び音響レンズ15を通って圧電トラン
スジューサ14に戻り、音響−電気変換される。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the device. Third
In the figure, 11 is a central processing unit (hereinafter abbreviated as CPU), which controls the operation of each part and calculates a reflection function. The transmitting circuit 12 controlled by the control signal from the CPU 1 outputs a transmitting pulse having a frequency of, for example, about 30 MHz to 100 MHz. This transmitted pulse is applied to the piezoelectric transducer 14 through the circulator 13. The ultrasonic pulse generated by electro-acoustic conversion in the piezoelectric transducer 14 becomes a focused spherical wave by the acoustic lens 15, propagates through the Kabra liquid (water) 16, and is irradiated onto the measurement object 17. A part of the irradiated ultrasonic pulse is applied to the measurement target 17
is reflected from the surface of the material, but the other part reaches the interior of the material. The reflected waves reflected from the material surface and the acoustically non-uniform surfaces inside the material pass through the acoustic lens 15 again and return to the piezoelectric transducer 14, where they are subjected to acoustic-to-electrical conversion.
このようにして得られた反射波に対応する電気信号すな
わち反射信号は、サーキュレータ13を通って受信回路
18に入力して増幅される。増幅された反射信号は、一
方においてオシロスコープ19に供給され、他方におい
て時間分離用ゲート回路20へ入力信号として供給され
る。The electrical signal corresponding to the reflected wave thus obtained, that is, the reflected signal, passes through the circulator 13 and is input to the receiving circuit 18 where it is amplified. The amplified reflected signal is supplied on the one hand to an oscilloscope 19 and on the other hand to a time separation gate circuit 20 as an input signal.
一方、CPU11からの制御信号により、タイムゲート
信号発生回路30が前記送信回路12と同時に動作を開
始する。このタイムゲート発生回路30には、基本クロ
ック発生回路としての高速パルスジェネレータ21から
のパルスと、音響レンズ15と測定対象物17との距離
の変化量を検出する手段としての音響レンズ上下位置検
出回路22からのデジタル信号が供給されるものとなっ
ている。そしてこのタイムゲート信号発生回路30の出
力信号は、一方においてオシロスコープ19に供給され
、他方において時間分離用ゲート回路20のゲート制御
信号として供給される。On the other hand, in response to a control signal from the CPU 11, the time gate signal generating circuit 30 starts operating at the same time as the transmitting circuit 12. This time gate generation circuit 30 includes a pulse from a high-speed pulse generator 21 as a basic clock generation circuit, and an acoustic lens vertical position detection circuit as a means for detecting the amount of change in the distance between the acoustic lens 15 and the measurement object 17. A digital signal from 22 is supplied. The output signal of this time gate signal generation circuit 30 is supplied to the oscilloscope 19 on one side and as a gate control signal for the time separation gate circuit 20 on the other side.
第4図はタイムゲート信号発生回路30の詳細な構成を
示すブロック図である。第4図に示すように、このタイ
ムゲート信号発生回路30は、ゲート31と、カウンタ
32と、加減算回路33と、第1の整数値を設定する手
段としての設定回路34と、第2の整数値の算出手段と
しての演算回路34とで構成されている。FIG. 4 is a block diagram showing the detailed configuration of the time gate signal generation circuit 30. As shown in FIG. 4, this time gate signal generation circuit 30 includes a gate 31, a counter 32, an addition/subtraction circuit 33, a setting circuit 34 as means for setting a first integer value, and a second integer value. It is composed of an arithmetic circuit 34 as a numerical value calculation means.
加減・算回路33は、設定回路34からの第1の整数値
に対し、演算回路35からの第2の整数値の加減算を行
ない、その結果を前記超音波パルスの発生に同期させて
前記カウンタ32にプリセット値として与えるものであ
る。設定回路34は観察者が外部から設定操作を行なう
ことにより、任意のデジタル値からなる第1の整数値を
設定するためのものである。演算回路35は、端子36
に与えられる前記上下位置検出回路22からのデジタル
信号Δ2に基づいて
OUT=2fΔz / Cv
(但しf:高速パルスジェネレータの周波数)なる演算
を行ない、第2の整数値を算出するためのものである。The addition/subtraction/arithmetic circuit 33 adds or subtracts the second integer value from the arithmetic circuit 35 to the first integer value from the setting circuit 34, and outputs the result to the counter in synchronization with the generation of the ultrasonic pulse. 32 as a preset value. The setting circuit 34 is for setting a first integer value consisting of an arbitrary digital value by an observer performing a setting operation from the outside. The arithmetic circuit 35 has a terminal 36
Based on the digital signal Δ2 from the vertical position detection circuit 22 given to .
したがってCPUI 1からの信号が端子37に与えら
れると、ゲート31が開かれて端子38に与えられる高
速パルスジェネレータ21からのパルスが通過可能とな
る。同時にカウンタ32には加減算回路33からプリセ
ット値がロードされる。Therefore, when a signal from CPUI 1 is applied to terminal 37, gate 31 is opened to allow the pulse from high speed pulse generator 21 applied to terminal 38 to pass through. At the same time, the counter 32 is loaded with a preset value from the addition/subtraction circuit 33.
カウンタ33が前記プリセット値を計数し終わると、そ
の計数終了信号によってゲート31が遮断されると共に
、そのカウンタ出力信号がタイムゲート信号となって出
力端子39から出力される。When the counter 33 finishes counting the preset value, the gate 31 is shut off by the counting end signal, and the counter output signal is output from the output terminal 39 as a time gate signal.
このタイムゲート信号は、前述したように反射波に対応
する受信信号と共にオシロスコープ19に供給されて画
面表示される。As described above, this time gate signal is supplied to the oscilloscope 19 together with the received signal corresponding to the reflected wave and displayed on the screen.
第5図はオシロスコープ19に表示される受信信号SA
と、タイムゲート信号SBとを模擬的に示す波形図であ
る。SAIは表面反射信号を示し、SA2は内部反射信
号を示している。Figure 5 shows the received signal SA displayed on the oscilloscope 19.
and a time gate signal SB. FIG. SAI indicates the surface reflection signal, and SA2 indicates the internal reflection signal.
第3図に説明を戻す。観察者は、まずオシロスコープ1
9に表示された第5図示の受信信号SAの波形から表面
反射信号SAIを識別し、その振幅が最大となる位置(
表面に焦点が合った位置)に音響レンズ15を移動した
のち、上下位置検出回路22をリセット(△Z−0)す
る。その位置から音響レンズ15を測定対・象物17に
近づける方向に移動して、測定対象物17を構成してい
る物質内部からの反射信号が充分認識できるようにする
。ここで設定回路34を操作して第5図に示すようにタ
イムゲート信号SBが物質内部からの反射信号SA2を
通過させ得る状態に設定する。The explanation returns to FIG. 3. The observer first uses an oscilloscope 1.
The surface reflection signal SAI is identified from the waveform of the received signal SA shown in FIG.
After moving the acoustic lens 15 to a position where the surface is in focus, the vertical position detection circuit 22 is reset (ΔZ-0). From this position, the acoustic lens 15 is moved in a direction closer to the measurement target/object 17, so that the reflected signal from inside the substance constituting the measurement target 17 can be sufficiently recognized. Here, the setting circuit 34 is operated to set the time gate signal SB to a state that allows the reflected signal SA2 from inside the substance to pass, as shown in FIG.
このような状態に設定されると、上記状態から音響レン
ズ15を上下いずれの方向に移動しても、上下位置検出
回路22で検出された上下移動情報が、タイムゲート信
号発生回路30へ与えられるので、第5図示のタイムゲ
ート信号SBは常に当初の物質内部からの反射による反
射信号SA2に追随して移動することになる。When set to such a state, no matter which direction the acoustic lens 15 is moved up or down from the above state, the up/down movement information detected by the up/down position detection circuit 22 is given to the time gate signal generation circuit 30. Therefore, the time gate signal SB shown in FIG. 5 always moves following the reflected signal SA2 caused by reflection from inside the original substance.
そこで観察者は、音響レンズ15をV (Z)の測定開
始点に移動させた後、V(Z)ApJ定用のプログラム
を始動する。V (Z)の1lfll定ルーチンに於い
て、C’P U 11は、前述の送信制御を1回行なう
たびにXYZ駆動機構23に対し、音響レンズ15また
は測定対象物17を載置しているXYZステージ24を
、所定のピッチでZ方向(上下方向)に移動させるべき
信号を送出する。Therefore, the observer moves the acoustic lens 15 to the measurement start point of V (Z), and then starts a program for determining V (Z) ApJ. In the 1lfll constant routine of V (Z), the C'P U 11 places the acoustic lens 15 or the measurement object 17 on the XYZ drive mechanism 23 every time the transmission control described above is performed once. A signal is sent to move the XYZ stage 24 in the Z direction (vertical direction) at a predetermined pitch.
かくして音響レンズ15と測定対象物17との距離が変
化し、それに伴って得られる物質内部の反射による複数
の反射信号SA2が、時間分離用ゲート回路20におい
てタイムゲート信号SBにより時間的に分離して抽出さ
れる。In this way, the distance between the acoustic lens 15 and the measurement object 17 changes, and the plurality of reflected signals SA2 resulting from reflection inside the substance are temporally separated by the time gate signal SB in the time separation gate circuit 20. is extracted.
時間分離用ゲート回路20を通過した反射信号は1、直
交検波回路25によってsin検波。The reflected signal that has passed through the time separation gate circuit 20 is sine-detected by the quadrature detection circuit 25.
cos検波されて複素信号となり、それぞれピークホー
ルド回路(必要に応じて積分回路も含むものを用いるも
のとする) 25a、26bによりピークホールドされ
、さらにA/D変換回路27a。The complex signals are cos-detected and peak-held by peak-hold circuits 25a and 26b (including an integrating circuit if necessary), and then an A/D conversion circuit 27a.
27bにより、それぞれデジタル信号に変換されてメモ
リ28に格納される。こうしてZ方向に一連の走査を行
なうことにより、走査終了時点においてメモリ28内に
は、測定対象物17の物質内部における反射面からのV
(Z)のデータが複素データの形でとり込まれること
になる。このメモリ28に格納された記憶情報は、CP
U11内において前述した(13)式による演算が行な
われ、物質内部の反射面における反射関数R’ (R
r)が求められる。表面反射と内部反射の時間遅れτ。27b, each signal is converted into a digital signal and stored in the memory 28. By performing a series of scans in the Z direction in this manner, at the end of the scan, the V from the reflective surface inside the substance of the measurement object 17 is stored in the memory 28.
The data of (Z) will be imported in the form of complex data. The storage information stored in this memory 28 is
In U11, the calculation according to the above-mentioned equation (13) is performed, and the reflection function R' (R
r) is required. Time delay τ between surface reflection and internal reflection.
測定対象物17の音速CI4.CS、密度pl等の必要
なパラメータは既に入力されているものとする。なおC
PUI 1の動作内容等は、デイスプレィ装置29によ
って表示される。Sound velocity of measurement object 17 CI4. It is assumed that necessary parameters such as CS and density pl have already been input. Furthermore, C
The operation details of the PUI 1 are displayed on the display device 29.
本実施例に示した上記装置によれば、直交検波回路25
での直交検波により複素信号を簡単に得ることができ、
また音響レンズ15の上下移動に追従してタイムゲート
信号SBが常に注目する反射信号SA2をとらえ得るの
で、V (Z)の測定を高速に行うことができる。According to the above device shown in this embodiment, the quadrature detection circuit 25
Complex signals can be easily obtained by orthogonal detection at
Furthermore, since the time gate signal SB can always capture the reflected signal SA2 of interest by following the vertical movement of the acoustic lens 15, it is possible to measure V (Z) at high speed.
なお、タイムゲート信号発生回路30としては、第6図
の如く構成したものであってもよい。すなわち第6図に
示すように、ゲート31.カウンタ32、加減算回路3
3.設定回路34からなる部分をユニット化し、このユ
ニット化された複数のブロック40a〜4Onを並列に
接続し、各ブロック40a〜40nのそれぞれの出力を
オアゲト41を介して取出し、そのオア出力信号をタイ
ムゲート信号とするものである。このように構成すれば
、第7図に示すように表面反射による反射信号SAIを
含む複数の深さに存在する物質内部の反射面からの反射
信号SA2.SA3・・・についてのV (Z)を同時
的にとらえて算定することが可能となる。特にこの場合
、物質表面のV (Z)を同時にとらえ得ることから、
CL、C8,ρ1を計算で求めることができる。したが
って、物質本体の音速や密度が未知の場合でも、表面反
射のV (Z)を同時に測定することにより、目的の物
質内部の反射面における反射関数を短時間で求めること
ができるという利点があり、未知の測定対象物に対して
極めて有利な測定手段となる。Note that the time gate signal generation circuit 30 may be configured as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, the gate 31. Counter 32, addition/subtraction circuit 3
3. The part consisting of the setting circuit 34 is made into a unit, a plurality of blocks 40a to 4On that are made into units are connected in parallel, each output of each block 40a to 40n is taken out via an OR gate 41, and the OR output signal is timed. This is used as a gate signal. With this configuration, as shown in FIG. 7, the reflected signals SA2 . It becomes possible to simultaneously capture and calculate V (Z) for SA3.... Especially in this case, since V (Z) on the surface of the material can be captured at the same time,
CL, C8, and ρ1 can be calculated. Therefore, even if the sound speed and density of the material itself are unknown, by simultaneously measuring the surface reflection V (Z), there is an advantage that the reflection function at the reflective surface inside the target material can be determined in a short time. , it becomes an extremely advantageous measurement method for unknown measurement objects.
なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である
のは勿論である。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明の方法によれば、従来のV (Z)のフーリエ変
換から反射関数を求める方法が、物質内部に存在する反
射面での反射関数を求める方法にまで拡張されたので、
物質内部に存在する音響不均一面における音波の反射関
数を容易かつ適確に求めることができ、測定対象物を構
成する物質の音響的内部構造を定量的に把握することが
可能な、超音波顕微鏡における測定対象物の反射関数算
定方法を提供できる。According to the method of the present invention, the conventional method of determining a reflection function from the Fourier transform of V (Z) is extended to a method of determining a reflection function at a reflective surface existing inside a material.
Ultrasound makes it possible to easily and accurately determine the reflection function of sound waves on acoustically inhomogeneous surfaces that exist inside a material, and quantitatively understand the internal acoustic structure of the material that makes up the object to be measured. A method for calculating the reflection function of an object to be measured in a microscope can be provided.
また本発明の装置によれば、直交検波により複素信号を
簡単に得ることができる上、音響レンズと測定対象物と
の距離の変化量に追従するタイムゲートにより内部反射
信号を適確に抽出できるので、前記方法を実施する上で
極めて有用な、超音波顕微鏡における測定対象物の反射
関数算定装置を提供できる。Furthermore, according to the device of the present invention, a complex signal can be easily obtained by orthogonal detection, and an internal reflection signal can be extracted accurately by a time gate that follows the amount of change in the distance between the acoustic lens and the object to be measured. Therefore, it is possible to provide an apparatus for calculating a reflection function of an object to be measured in an ultrasonic microscope, which is extremely useful in carrying out the method described above.
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明方法の一実施例を示す図で
、第1図は物質内部の反射関数算定方法の手順を示すブ
ロック図、第2図は超音波の物質表面および物質内部で
の反射の模様を示す図である。第3図〜第5図は本発明
装置の一実施例を示す図で、第3図は全体の構成を示す
ブロック図、第4図はタイムゲート信号発生回路の構成
を示すブロック図、第5図は反射信号およびタイムゲー
ト信号を模擬的に示す波形図である。第6図は上記実施
例におけるタイムゲート信号発生回路の変形例を示すブ
ロック図、第7図は同変形例における反射信号およびタ
イムゲート信号を模擬的に示す波形図である。
11・・・CPU、14・・・圧電トランスジューサ、
15・・・音響レンズ、17・・・測定対象物、2o・
・・時間分離用ゲート回路、25・・・直交検波回路、
30・・・タイムゲート信号発生回路。
第1!!!I[Brief Description of the Drawings] Figures 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of the method of the present invention. Figure 1 is a block diagram showing the procedure for calculating the reflection function inside a material, and Figure 2 is a block diagram showing the procedure for calculating a reflection function inside a material. FIG. 3 is a diagram showing patterns of reflection of sound waves on the surface of a material and inside the material. 3 to 5 are diagrams showing one embodiment of the device of the present invention, in which FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a time gate signal generation circuit, and FIG. The figure is a waveform diagram schematically showing a reflected signal and a time gate signal. FIG. 6 is a block diagram showing a modification of the time gate signal generation circuit in the above embodiment, and FIG. 7 is a waveform diagram schematically showing a reflected signal and a time gate signal in the modification. 11...CPU, 14...Piezoelectric transducer,
15...Acoustic lens, 17...Measurement object, 2o.
・・Gate circuit for time separation, 25 ・・Quadrature detection circuit,
30...Time gate signal generation circuit. 1st! ! ! I
Claims (3)
せ、測定対象である物質の表面および内部からの反射波
を再び音響レンズでとらえて音響−電気変換を行ない、
その反射信号を時間分離して記録する如く構成された超
音波顕微鏡に適用され、測定対象である物質の反射関数
を算定する方法に於いて、 前記音響レンズと前記物質との距離を変化させて得られ
る前記時間分離された物質内部からの反射信号を複素V
(Z)信号として取込み、これをフーリエ変換すると共
に、既知である前記音響レンズの瞳関数の2乗と、前記
物質の表面から物質内部へ向かって超音波が透過すると
きの角度を変数とする第1の透過率関数と、前記物質の
内部から物質外部へ向かって超音波が透過するときの角
度を変数とする第2の透過率関数と、前記物質本体の音
速から求まる超音波の入射角度を変数とする位相遅れ関
数との積を求め、この積により前記フーリエ変換した結
果を除算することにより物質内部の反射関数を算定する
ようにしたことを特徴とする超音波顕微鏡における測定
対象物の反射関数算定方法。(1) A focused spherical wave of ultrasound is generated using an acoustic lens, and the reflected waves from the surface and inside of the substance to be measured are captured again by the acoustic lens to perform acousto-electrical conversion.
A method for calculating the reflection function of a substance to be measured, which is applied to an ultrasonic microscope configured to time-separately record the reflected signals, includes changing the distance between the acoustic lens and the substance. The obtained reflected signals from inside the time-separated substance are expressed as complex V
(Z) Capture as a signal and Fourier transform it, and use the known square of the pupil function of the acoustic lens and the angle at which the ultrasonic wave passes from the surface of the substance toward the inside of the substance as variables. a first transmittance function, a second transmittance function whose variable is the angle at which the ultrasound passes from the inside of the substance to the outside of the substance, and an incident angle of the ultrasound determined from the sound speed of the substance itself. An object to be measured in an ultrasonic microscope, characterized in that the reflection function inside the substance is calculated by calculating the product with a phase lag function with a variable, and dividing the Fourier transformed result by this product. Reflection function calculation method.
間分離された物質表面からの反射信号と物質内部からの
反射信号の複素V(Z)信号とを同時に測定し、物質表
面の複素V(Z)信号からこの物質表面の反射関数を求
め、この物質表面の反射関数から物質本体の音速と密度
とを算出することにより求めた前記第1および第2の透
過率関数と、前記位相遅れ関数と、前記既知の瞳関数の
2乗との積を求め、この積により前記時間分離された物
質内部からの反射信号の複素V(Z)信号をフーリエ変
換した結果を除算することにより、物質内部の反射関数
を算定するようにしたことを特徴とする超音波顕微鏡に
おける測定対象物の反射関数算定方法。(2) In the method for calculating a reflection function according to claim 1, the time-separated reflection signal from the material surface and the complex V(Z) signal of the reflection signal from inside the material are simultaneously measured, and the reflection function of the material surface is measured simultaneously. The first and second transmittance functions obtained by determining the reflection function of the material surface from the complex V(Z) signal and calculating the sound velocity and density of the material body from the reflection function of the material surface; By calculating the product of the phase lag function and the square of the known pupil function, and dividing the result of Fourier transform of the complex V(Z) signal of the time-separated reflection signal from inside the substance by this product. A method for calculating a reflection function of an object to be measured in an ultrasonic microscope, characterized in that the reflection function inside the substance is calculated.
せ、測定対象である物質の表面および内部からの反射波
を再び音響レンズでとらえて音響−電気変換を行ない、
その反射信号を時間分離して記録する如く構成された超
音波顕微鏡に適用され、測定対象である物質の反射関数
を算定する装置に於いて、 高い周波数の基本クロックを発生するクロック発生回路
と、このクロック発生回路にて発生したクロックを超音
波パルスの発生に同期させて通過可能とするゲートと、
このゲートを通過した前記クロックを計数可能に設けら
れたカウンタと、外部設定操作を行なうことにより第1
の整数値を設定する設定手段と、前記音響レンズと測定
対象物との距離の変化量に基づいて OUT=2fΔz/Cw なる演算を行なって第2の整数値を算出する算出手段と
、前記設定手段により設定された第1の整数値に対し前
記算出手段により算出された第2の整数値を加減算しこ
の加減算出力を前記超音波パルスの発生に同期させて前
記カウンタにプリセット値として与える手段と、前記カ
ウンタが上記プリセット値に相当する前記クロックの計
数を終了したとき前記ゲートを遮断すると共にタイムゲ
ート信号を発生させる手段と、この手段により発生した
タイムゲート信号を用い少なくとも測定対象物を構成す
る物質の内部からの反射信号を時間分離して抽出する手
段と、この手段により抽出された反射信号を直交検波し
て複素V(Z)信号となす手段と、この手段で得た出力
を記憶するメモリと、このメモリに記憶された情報に基
づいて前記物質内部の反射関数の演算を行なう演算手段
とを備えたことを特徴とする超音波顕微鏡における測定
対象物の反射関数算定装置。(3) Using an acoustic lens, a focused spherical wave of ultrasound is generated, and the reflected waves from the surface and inside of the substance to be measured are captured again by the acoustic lens to perform acousto-electrical conversion.
A clock generation circuit that generates a high frequency basic clock in a device that is applied to an ultrasonic microscope configured to time-separate and record the reflected signals and calculates the reflection function of a substance to be measured; a gate that allows the clock generated by the clock generation circuit to pass through in synchronization with the generation of ultrasonic pulses;
A counter provided to be able to count the clocks that have passed through this gate, and a first
a setting means for setting an integer value of , a calculation means for calculating a second integer value by performing the calculation OUT=2fΔz/Cw based on the amount of change in the distance between the acoustic lens and the object to be measured; means for adding or subtracting a second integer value calculated by the calculation means to a first integer value set by the means, and providing the output of the addition/subtraction calculation to the counter as a preset value in synchronization with the generation of the ultrasonic pulse; , means for cutting off the gate and generating a time gate signal when the counter finishes counting the clocks corresponding to the preset value, and forming at least a measurement object using the time gate signal generated by the means. means for time-separating and extracting reflected signals from inside a substance; means for orthogonally detecting the reflected signals extracted by this means to produce a complex V(Z) signal; and storing the output obtained by this means. 1. An apparatus for calculating a reflection function of an object to be measured in an ultrasonic microscope, comprising: a memory; and calculation means for calculating a reflection function inside the substance based on information stored in the memory.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208612A JPH0257971A (en) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | Method and apparatus for computing reflecting function of object to be measured in ultrasonic microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208612A JPH0257971A (en) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | Method and apparatus for computing reflecting function of object to be measured in ultrasonic microscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0257971A true JPH0257971A (en) | 1990-02-27 |
Family
ID=16559100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63208612A Pending JPH0257971A (en) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | Method and apparatus for computing reflecting function of object to be measured in ultrasonic microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0257971A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4957145A (en) * | 1988-06-29 | 1990-09-18 | Picanol N.V. | Pneumatic weft thread holder for a selvage device |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP63208612A patent/JPH0257971A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4957145A (en) * | 1988-06-29 | 1990-09-18 | Picanol N.V. | Pneumatic weft thread holder for a selvage device |
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