JPH0560733A - 超音波顕微鏡 - Google Patents
超音波顕微鏡Info
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- JPH0560733A JPH0560733A JP3219763A JP21976391A JPH0560733A JP H0560733 A JPH0560733 A JP H0560733A JP 3219763 A JP3219763 A JP 3219763A JP 21976391 A JP21976391 A JP 21976391A JP H0560733 A JPH0560733 A JP H0560733A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液状試料についても何らの支障なく、その弾
性等の力学的性質を測定することが可能な超音波顕微鏡
を提供する。 【構成】 音響レンズ４を通じて超音波を送受波するト
ランスジューサ１と、音響レンズ４からの超音波が伝播
媒体Ｗを通じて集束する位置に試料Ｓを保持する試料台
２と、この試料台２とトランスジューサ１とを相対的に
変位させる走査手段３とを有する超音波顕微鏡におい
て、試料台２上の試料Ｓと伝播媒体Ｗとの間に介装され
る膜体９を備えており、この膜体９は伝播媒体Ｗに近い
音響インピーダンスを有する物質からなるものとした。
性等の力学的性質を測定することが可能な超音波顕微鏡
を提供する。 【構成】 音響レンズ４を通じて超音波を送受波するト
ランスジューサ１と、音響レンズ４からの超音波が伝播
媒体Ｗを通じて集束する位置に試料Ｓを保持する試料台
２と、この試料台２とトランスジューサ１とを相対的に
変位させる走査手段３とを有する超音波顕微鏡におい
て、試料台２上の試料Ｓと伝播媒体Ｗとの間に介装され
る膜体９を備えており、この膜体９は伝播媒体Ｗに近い
音響インピーダンスを有する物質からなるものとした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波によって試料の
弾性、密度、粘性等の力学的性質を測定する際に用いら
れる超音波顕微鏡に関する。
弾性、密度、粘性等の力学的性質を測定する際に用いら
れる超音波顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波は、それが反射もしくは透過する
物質の有する弾性等の力学的性質を反映し、光や電子線
では得られない物質内部の情報をもたらす。そして、超
音波顕微鏡は、この超音波の特性を利用することによっ
て試料の微細画像を得るようにしたものであり、図２は
その概略構成を示している。
物質の有する弾性等の力学的性質を反映し、光や電子線
では得られない物質内部の情報をもたらす。そして、超
音波顕微鏡は、この超音波の特性を利用することによっ
て試料の微細画像を得るようにしたものであり、図２は
その概略構成を示している。
【０００３】図２に示すように、超音波顕微鏡は、超音
波のトランスジューサ２１と試料台２２と走査手段２３
とを備えており、トランスジューサ２１は音響レンズ２
４と圧電薄膜２５とからなっている。
波のトランスジューサ２１と試料台２２と走査手段２３
とを備えており、トランスジューサ２１は音響レンズ２
４と圧電薄膜２５とからなっている。
【０００４】音響レンズ２４は、サファイアや石英ガラ
ス等の円柱状結晶からなっており、その一端面は光学研
磨された平面とされる一方、その他端には微小な半球状
の凹部が設けられている。圧電薄膜２５は、音響レンズ
２４の一端の平面上に設けられている。この圧電薄膜２
５は、パルス発振器２６からの高周波パルスで励振され
て超音波を発生し、また、音響レンズ２４を通じて伝わ
る超音波エコーを電気信号に変換して受信器２７に与え
る。この受信器２７は、電気信号を増幅、検波してビデ
オ信号に変換し、そのビデオ信号は表示器２８に入力す
る。
ス等の円柱状結晶からなっており、その一端面は光学研
磨された平面とされる一方、その他端には微小な半球状
の凹部が設けられている。圧電薄膜２５は、音響レンズ
２４の一端の平面上に設けられている。この圧電薄膜２
５は、パルス発振器２６からの高周波パルスで励振され
て超音波を発生し、また、音響レンズ２４を通じて伝わ
る超音波エコーを電気信号に変換して受信器２７に与え
る。この受信器２７は、電気信号を増幅、検波してビデ
オ信号に変換し、そのビデオ信号は表示器２８に入力す
る。
【０００５】試料台２２は、音響レンズ２４と対向する
位置に載置された試料Ｓを保持するものであり、試料台
２２上に載置された試料Ｓと音響レンズ２４との間に
は、純水のような超音波の伝播媒体Ｗが充填される。そ
して、この試料台２２は、走査手段２３によって３次元
方向に変位駆動されるようになっている。
位置に載置された試料Ｓを保持するものであり、試料台
２２上に載置された試料Ｓと音響レンズ２４との間に
は、純水のような超音波の伝播媒体Ｗが充填される。そ
して、この試料台２２は、走査手段２３によって３次元
方向に変位駆動されるようになっている。
【０００６】上記構成において、圧電薄膜２５で発生し
た超音波は、音響レンズ２４によって約１μｍ程度の細
いビームに絞られたうえ、伝播媒体Ｗを通じて試料Ｓに
照射される。また、この超音波ビームの照射とともに、
試料台２２が３次元的に変位するから、試料Ｓは、超音
波ビームにより走査されることになる。そこで、試料Ｓ
からの超音波エコーは、伝播媒体Ｗおよび音響レンズ２
４を通じて圧電薄膜２５に受波されたうえ、電気信号に
変換されることになる。そして、この電気信号が試料Ｓ
の走査と同期して処理されることにより、試料面の微細
な２次元画像が得られることになり、この画像が表示器
２８によって表示される。
た超音波は、音響レンズ２４によって約１μｍ程度の細
いビームに絞られたうえ、伝播媒体Ｗを通じて試料Ｓに
照射される。また、この超音波ビームの照射とともに、
試料台２２が３次元的に変位するから、試料Ｓは、超音
波ビームにより走査されることになる。そこで、試料Ｓ
からの超音波エコーは、伝播媒体Ｗおよび音響レンズ２
４を通じて圧電薄膜２５に受波されたうえ、電気信号に
変換されることになる。そして、この電気信号が試料Ｓ
の走査と同期して処理されることにより、試料面の微細
な２次元画像が得られることになり、この画像が表示器
２８によって表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の超音
波顕微鏡を用いて弾性等の性質が測定されるのは、固体
試料に限られている。これは、試料Ｓと音響レンズ２４
との間に、純水のような超音波の伝播媒体Ｗを充填する
必要があるためであり、仮に、試料が液状である場合
は、その液状試料が伝播媒体Ｗ中に溶解、拡散すること
になって超音波の反射面としての境界面が破壊されてし
まうため、試料の弾性等の性質が測定できなくなるので
ある。
波顕微鏡を用いて弾性等の性質が測定されるのは、固体
試料に限られている。これは、試料Ｓと音響レンズ２４
との間に、純水のような超音波の伝播媒体Ｗを充填する
必要があるためであり、仮に、試料が液状である場合
は、その液状試料が伝播媒体Ｗ中に溶解、拡散すること
になって超音波の反射面としての境界面が破壊されてし
まうため、試料の弾性等の性質が測定できなくなるので
ある。
【０００８】本発明は、かかる不都合に鑑みて創案され
たものであって、液状試料についても何らの支障なく、
その弾性等の力学的性質を測定しうる超音波顕微鏡の提
供を目的としている。
たものであって、液状試料についても何らの支障なく、
その弾性等の力学的性質を測定しうる超音波顕微鏡の提
供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、音響レンズを通じて超音波を送受
波するトランスジューサと、音響レンズからの超音波が
伝播媒体を通じて集束する位置に載置された試料を保持
する試料台と、この試料台とトランスジューサとを相対
的に変位させる走査手段とを有する超音波顕微鏡におい
て、試料台上に載置された試料と伝播媒体との間に介装
される膜体を備えており、この膜体は伝播媒体に近い音
響インピーダンスを有する物質からなっていることを特
徴とするものである。
的を達成するために、音響レンズを通じて超音波を送受
波するトランスジューサと、音響レンズからの超音波が
伝播媒体を通じて集束する位置に載置された試料を保持
する試料台と、この試料台とトランスジューサとを相対
的に変位させる走査手段とを有する超音波顕微鏡におい
て、試料台上に載置された試料と伝播媒体との間に介装
される膜体を備えており、この膜体は伝播媒体に近い音
響インピーダンスを有する物質からなっていることを特
徴とするものである。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、試料が液状であったとして
も、この試料と伝播媒体との間には膜体が介在している
のであるから、試料と伝播媒体とが混じり合うことは起
こらない。しかも、膜体は、伝播媒体の音響インピーダ
ンスに近似した音響インピーダンスを有しているのであ
るから、膜体と伝播媒体との境界面ではほとんど超音波
が反射されないことになり、試料が液状であったとして
も、この液状試料の任意位置に焦点を合わせることによ
って測定が行えることになる。
も、この試料と伝播媒体との間には膜体が介在している
のであるから、試料と伝播媒体とが混じり合うことは起
こらない。しかも、膜体は、伝播媒体の音響インピーダ
ンスに近似した音響インピーダンスを有しているのであ
るから、膜体と伝播媒体との境界面ではほとんど超音波
が反射されないことになり、試料が液状であったとして
も、この液状試料の任意位置に焦点を合わせることによ
って測定が行えることになる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１２】図１は、本実施例に係る超音波顕微鏡の概
略構成を示す構成図である。
略構成を示す構成図である。
【００１３】図１に示すように、この実施例の超音波顕
微鏡が、超音波を送受波するトランスジューサ１と、こ
のトランスジューサ１からの超音波が集束する位置に載
置された試料Ｓを保持する試料台２と、この試料台２を
トランスジューサ１に対して２次元的に変位させる走査
手段３とを有しており、トランスジューサ１がサファイ
アや石英ガラス等の円柱状結晶からなる音響レンズ４の
一端面上に圧電薄膜５を設けることによって構成された
ものである点は、従来の超音波顕微鏡と同じである。ま
た、この超音波顕微鏡が、トランスジューサ１の圧電薄
膜５を励振するパルス発振器６と、圧電薄膜５からの電
気信号を増幅及び検波してビデオ信号を生成する受信器
７と、受信器７からのビデオ信号を試料Ｓの走査と同期
して画像として表示する表示器８とを有する点も、従来
例と同じである。
微鏡が、超音波を送受波するトランスジューサ１と、こ
のトランスジューサ１からの超音波が集束する位置に載
置された試料Ｓを保持する試料台２と、この試料台２を
トランスジューサ１に対して２次元的に変位させる走査
手段３とを有しており、トランスジューサ１がサファイ
アや石英ガラス等の円柱状結晶からなる音響レンズ４の
一端面上に圧電薄膜５を設けることによって構成された
ものである点は、従来の超音波顕微鏡と同じである。ま
た、この超音波顕微鏡が、トランスジューサ１の圧電薄
膜５を励振するパルス発振器６と、圧電薄膜５からの電
気信号を増幅及び検波してビデオ信号を生成する受信器
７と、受信器７からのビデオ信号を試料Ｓの走査と同期
して画像として表示する表示器８とを有する点も、従来
例と同じである。
【００１４】この実施例に係る超音波顕微鏡が従来例と
異なるのは、試料台２上に載置された試料Ｓと伝播媒体
Ｗとの間に膜体９が介装されており、この膜体９が伝播
媒体Ｗの音響インピーダンスに近似した音響インピーダ
ンスを有する物質からなっていることである。
異なるのは、試料台２上に載置された試料Ｓと伝播媒体
Ｗとの間に膜体９が介装されており、この膜体９が伝播
媒体Ｗの音響インピーダンスに近似した音響インピーダ
ンスを有する物質からなっていることである。
【００１５】具体的な膜体９の形成材料としては、ポリ
ジメチルシロキサンフィルムもしくは低密度ポリエチレ
ンフィルムが用いられている。ちなみに、これらの有す
る音響インピーダンス（Ｎ・ｓ／ｍ3）は、伝播媒体と
しての純水が１．４×１０6程度であるのに対して、ポ
リジメチルシロキサンでは１．１×１０6程度、低密度
ポリエチレンでは１．８×１０6程度となっている。
ジメチルシロキサンフィルムもしくは低密度ポリエチレ
ンフィルムが用いられている。ちなみに、これらの有す
る音響インピーダンス（Ｎ・ｓ／ｍ3）は、伝播媒体と
しての純水が１．４×１０6程度であるのに対して、ポ
リジメチルシロキサンでは１．１×１０6程度、低密度
ポリエチレンでは１．８×１０6程度となっている。
【００１６】上記の構成において、液状試料の弾性等の
性質を測定する場合は、まず、試料台２上に試料Ｓを薄
く（約０．５ｍｍ程度）展開し、かつ、この試料Ｓの上
に膜体９を密着させた後、この膜体９と音響レンズ４と
の間に伝播媒体Ｗを充填する。なお、このとき、試料Ｓ
と伝播媒体Ｗとの間には膜体９が介在しているのである
から、試料Ｓと伝播媒体Ｗとが混じり合うことは起こり
得ない。
性質を測定する場合は、まず、試料台２上に試料Ｓを薄
く（約０．５ｍｍ程度）展開し、かつ、この試料Ｓの上
に膜体９を密着させた後、この膜体９と音響レンズ４と
の間に伝播媒体Ｗを充填する。なお、このとき、試料Ｓ
と伝播媒体Ｗとの間には膜体９が介在しているのである
から、試料Ｓと伝播媒体Ｗとが混じり合うことは起こり
得ない。
【００１７】この後、パルス発振器６からの高周波パル
スを圧電薄膜５に印加することによって超音波を音響レ
ンズ４及び伝播媒体Ｗを通じて試料Ｓに集束照射し、こ
の超音波ビームによって試料を走査するとともに、試料
Ｓからの超音波エコーを受波する。このとき、膜体９が
伝播媒体Ｗの音響インピーダンスに近似した音響インピ
ーダンスを有しているため、音響レンズ４から発射され
る超音波ビームは、伝播媒体Ｗと膜体９との境界面では
ほとんど反射されずに透過することになるので、試料Ｓ
の任意位置に焦点を合わせることができ、この位置での
試料Ｓを測定することができる。したがって、膜体９の
両面のうちの試料Ｓと接触している面のみが、あたかも
試料Ｓが伝播媒体Ｗと直接的に接している境界面のよう
に作用することになる。これによって、液状試料の弾性
等の力学的性質を示す微細画像が得られる。
スを圧電薄膜５に印加することによって超音波を音響レ
ンズ４及び伝播媒体Ｗを通じて試料Ｓに集束照射し、こ
の超音波ビームによって試料を走査するとともに、試料
Ｓからの超音波エコーを受波する。このとき、膜体９が
伝播媒体Ｗの音響インピーダンスに近似した音響インピ
ーダンスを有しているため、音響レンズ４から発射され
る超音波ビームは、伝播媒体Ｗと膜体９との境界面では
ほとんど反射されずに透過することになるので、試料Ｓ
の任意位置に焦点を合わせることができ、この位置での
試料Ｓを測定することができる。したがって、膜体９の
両面のうちの試料Ｓと接触している面のみが、あたかも
試料Ｓが伝播媒体Ｗと直接的に接している境界面のよう
に作用することになる。これによって、液状試料の弾性
等の力学的性質を示す微細画像が得られる。
【００１８】ところで、本件発明者らが、膜体９として
厚さ４０μｍの低密度ポリエチレンフィルムを用い、か
つ、測定周波数２００ＭＨｚとして液状樹脂の弾性的性
質（充填剤とマトリックスとの分散状態や異方性充填剤
の配向等）を測定したところによれば、鮮明な画像が得
られることが確認されている。
厚さ４０μｍの低密度ポリエチレンフィルムを用い、か
つ、測定周波数２００ＭＨｚとして液状樹脂の弾性的性
質（充填剤とマトリックスとの分散状態や異方性充填剤
の配向等）を測定したところによれば、鮮明な画像が得
られることが確認されている。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液状試料と伝播媒体とが混じり合うことがなく、しか
も、伝播媒体と液状試料とが明確な境界面を成して直接
的に接しているような画像が得られることになり、液状
試料の弾性等の力学的性質を何らの支障なく測定するこ
とができるという効果が得られる。
液状試料と伝播媒体とが混じり合うことがなく、しか
も、伝播媒体と液状試料とが明確な境界面を成して直接
的に接しているような画像が得られることになり、液状
試料の弾性等の力学的性質を何らの支障なく測定するこ
とができるという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例に係る超音波顕微鏡の概略構
成を示す構成図である。
成を示す構成図である。
【図２】従来の超音波顕微鏡の概略構成を示す構成図で
ある。
ある。
１ トランスジューサ ２ 試料台 ３ 走査手段 ４ 音響レンズ ５ 圧電薄膜 ９ 膜体 Ｓ 試料 Ｗ 伝播媒体
Claims (1)
- 【請求項１】 音響レンズ（４）を通じて超音波を送受
波するトランスジューサ（１）と、音響レンズ（４）か
らの超音波が伝播媒体（Ｗ）を通じて集束する位置に載
置された試料（Ｓ）を保持する試料台（２）と、この試
料台（２）とトランスジューサ（１）とを相対的に変位
させる走査手段（３）とを有する超音波顕微鏡におい
て、 試料台（２）上に載置された試料（Ｓ）と伝播媒体
（Ｗ）との間に介装される膜体（９）を備えており、こ
の膜体（９）は伝播媒体（Ｗ）に近い音響インピーダン
スを有する物質からなっていることを特徴とする超音波
顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219763A JPH0560733A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 超音波顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219763A JPH0560733A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 超音波顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560733A true JPH0560733A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16740623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219763A Pending JPH0560733A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 超音波顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560733A (ja) |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3219763A patent/JPH0560733A/ja active Pending
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