JPH0580622B2 - - Google Patents
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- JPH0580622B2 JPH0580622B2 JP60102039A JP10203985A JPH0580622B2 JP H0580622 B2 JPH0580622 B2 JP H0580622B2 JP 60102039 A JP60102039 A JP 60102039A JP 10203985 A JP10203985 A JP 10203985A JP H0580622 B2 JPH0580622 B2 JP H0580622B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- gate
- sample
- timing
- acoustic lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超音波顕微鏡において音響レンズを交
換した場合に、使用する音響レンズに応じて最適
なゲートタイミングに容易に切り換えることがで
きるようにした超音波顕微鏡のゲートタイミング
切換装置に関する。
換した場合に、使用する音響レンズに応じて最適
なゲートタイミングに容易に切り換えることがで
きるようにした超音波顕微鏡のゲートタイミング
切換装置に関する。
超音波顕微鏡は、光の代わりに超音波を用いて
物体の微視的な構造を観察する装置である。その
原理は、細く集束させた超音波ビームのスポツト
によつて試料面を走査し、試料表面或は試料内部
の音響的性質の差に応じて反射超音波を受信して
電気信号に変換し、これをテレビジヨン信号の輝
度信号となるように処理してテレビジヨン画像モ
ニタ上に画像表示して観察するようにしたもので
ある。
物体の微視的な構造を観察する装置である。その
原理は、細く集束させた超音波ビームのスポツト
によつて試料面を走査し、試料表面或は試料内部
の音響的性質の差に応じて反射超音波を受信して
電気信号に変換し、これをテレビジヨン信号の輝
度信号となるように処理してテレビジヨン画像モ
ニタ上に画像表示して観察するようにしたもので
ある。
第７図は、上記の原理による超音波顕微鏡の一
般的な基本構成のブロツク図である。制御部１か
らの制御信号に同期した周期で超高周波のバース
ト波信号を発生する高周波パルス発生部２からの
高周波バースト信号は、サーキユレータ３を経
て、電気信号と超音波信号を可逆変換する圧電ト
ランスジユーサ４に加わり、超音波に変換され
る。この超音波は、音響レンズ５によつて集束さ
れ、超音波伝達媒体６、例えば水を介して試料７
の面上に微小スポツトとして照射される。なお、
上記圧電トランス４は音響レンズ５と共に超音波
ヘツドを構成している。照射された超音波は、試
料７の音響的特性に応じて反射し、音響レンズ５
によつて集音され圧電トランスジユーサ４により
受信されて電気信号に変換され、再びサーキユレ
ータ３を介して受信部８に導びかれる。この受信
部８はゲート部と増幅・検波部とから構成され、
受信部８に導かれた前記電気信号は、ここで制御
部１からのゲート信号によりゲートされて不必要
な信号が除去された後、増幅及び検波されて試料
７からの反射強度に応じた検波出力信号となる。
このようにして得た検波出力信号は、Ｘ方向走査
部９及びＹ方向走査部１０からの試料７の走査位
置に関するＸ方向及びＹ方向情報信号とともにス
キヤンコンバータ１１に導かれ、ここで輝度信号
として記録された後、これをテレビジヨン信号に
変換して読み出し、表示部１２例えばテレビジヨ
ン画像モニタにより試料７の超音波顕微鏡像とし
て画像表示する。なお、前記Ｘ方向走査部９及び
Ｙ方向走査部１０は、それぞれ制御部１からの制
御信号によつて駆動されて、そのＸ方向走査部９
により音響レンズ５がＸ方向に高速加振され、そ
のＹ方向走査部１０により試料台１３がＹ方向に
低速移動する構成となつている。
般的な基本構成のブロツク図である。制御部１か
らの制御信号に同期した周期で超高周波のバース
ト波信号を発生する高周波パルス発生部２からの
高周波バースト信号は、サーキユレータ３を経
て、電気信号と超音波信号を可逆変換する圧電ト
ランスジユーサ４に加わり、超音波に変換され
る。この超音波は、音響レンズ５によつて集束さ
れ、超音波伝達媒体６、例えば水を介して試料７
の面上に微小スポツトとして照射される。なお、
上記圧電トランス４は音響レンズ５と共に超音波
ヘツドを構成している。照射された超音波は、試
料７の音響的特性に応じて反射し、音響レンズ５
によつて集音され圧電トランスジユーサ４により
受信されて電気信号に変換され、再びサーキユレ
ータ３を介して受信部８に導びかれる。この受信
部８はゲート部と増幅・検波部とから構成され、
受信部８に導かれた前記電気信号は、ここで制御
部１からのゲート信号によりゲートされて不必要
な信号が除去された後、増幅及び検波されて試料
７からの反射強度に応じた検波出力信号となる。
このようにして得た検波出力信号は、Ｘ方向走査
部９及びＹ方向走査部１０からの試料７の走査位
置に関するＸ方向及びＹ方向情報信号とともにス
キヤンコンバータ１１に導かれ、ここで輝度信号
として記録された後、これをテレビジヨン信号に
変換して読み出し、表示部１２例えばテレビジヨ
ン画像モニタにより試料７の超音波顕微鏡像とし
て画像表示する。なお、前記Ｘ方向走査部９及び
Ｙ方向走査部１０は、それぞれ制御部１からの制
御信号によつて駆動されて、そのＸ方向走査部９
により音響レンズ５がＸ方向に高速加振され、そ
のＹ方向走査部１０により試料台１３がＹ方向に
低速移動する構成となつている。
上記のように構成された超音波顕微鏡において
は、圧電トランジジユーサ４と音響レンズ５から
成る超音波ヘツドは、試料や測定条件等により設
計の異なる音響レンズを有したヘツドと交換して
使用される。このように、異なつた音響レンズを
使用する際には、圧電トランスジユーサ４にて受
信される試料７からの反射波は音響レンズ内から
の多重反射波を避けた時間に受信されるよう、音
響レンズの長さＬ、及び曲率による焦点距離ｆが
設定されている。また、高周波パルス発生部２よ
り高周波バースト信号が超音波ヘツドへ入射され
た時から再びヘツドで試料７からの反射波が受信
されるまでのタイミングは、使用される音響レン
ズによつて異なつているので、受信部８のゲート
部には制御部１よりその音響レンズに対応したタ
イミングのゲート信号を入力して試料７からの反
射波のみを取り出し増幅・検波部に導くようにし
ている。つまり、受信部８のゲート部に与えられ
るゲート信号のタイミングは一つの音響レンズに
対して一義的に定められている。
は、圧電トランジジユーサ４と音響レンズ５から
成る超音波ヘツドは、試料や測定条件等により設
計の異なる音響レンズを有したヘツドと交換して
使用される。このように、異なつた音響レンズを
使用する際には、圧電トランスジユーサ４にて受
信される試料７からの反射波は音響レンズ内から
の多重反射波を避けた時間に受信されるよう、音
響レンズの長さＬ、及び曲率による焦点距離ｆが
設定されている。また、高周波パルス発生部２よ
り高周波バースト信号が超音波ヘツドへ入射され
た時から再びヘツドで試料７からの反射波が受信
されるまでのタイミングは、使用される音響レン
ズによつて異なつているので、受信部８のゲート
部には制御部１よりその音響レンズに対応したタ
イミングのゲート信号を入力して試料７からの反
射波のみを取り出し増幅・検波部に導くようにし
ている。つまり、受信部８のゲート部に与えられ
るゲート信号のタイミングは一つの音響レンズに
対して一義的に定められている。
ところで、従来は試料等の変更により設計の異
なつた音響レンズを使用する際には、制御部１を
構成する回路内のトリマコンデンサの容量をその
都度調整することにより、受信部８に入力される
ゲート信号のタイミング調整を行つていた。この
ため、音響レンズの交換に伴い、ゲートタイミン
グをトリマ調整によつてその都度最適な状態に調
整しなければならないという煩雑さがあつた。本
発明は上記のような問題点に着目してなされたも
ので、音響レンズの交換に伴う煩雑なタイミング
調整を不要とし、超音波ヘツドの交換調整が簡単
に行えるようにすることを目的とする。
なつた音響レンズを使用する際には、制御部１を
構成する回路内のトリマコンデンサの容量をその
都度調整することにより、受信部８に入力される
ゲート信号のタイミング調整を行つていた。この
ため、音響レンズの交換に伴い、ゲートタイミン
グをトリマ調整によつてその都度最適な状態に調
整しなければならないという煩雑さがあつた。本
発明は上記のような問題点に着目してなされたも
ので、音響レンズの交換に伴う煩雑なタイミング
調整を不要とし、超音波ヘツドの交換調整が簡単
に行えるようにすることを目的とする。
この装置では、例えば音響レンズを交換するよ
うな場合、使用する音響レンズ５に対応した最適
タイミングのゲート信号を選択的に出力可能とす
るタイミング制御手段１Ａを設け、顕微鏡操作盤
上に配置したゲートタイミング切換用スイツチの
選択操作のみで音響レンズ５交換時のゲートタイ
ミング調整を行えるようにしたものである。
うな場合、使用する音響レンズ５に対応した最適
タイミングのゲート信号を選択的に出力可能とす
るタイミング制御手段１Ａを設け、顕微鏡操作盤
上に配置したゲートタイミング切換用スイツチの
選択操作のみで音響レンズ５交換時のゲートタイ
ミング調整を行えるようにしたものである。
第１図は本発明の実施例を示す超音波顕微鏡の
ゲートタイミング切換装置の要部ブロツク図で、
第２図乃至第４図は三種類の音響レンズを交換し
て使用した場合の第１図各部における信号のタイ
ミングを示す波形図である。
ゲートタイミング切換装置の要部ブロツク図で、
第２図乃至第４図は三種類の音響レンズを交換し
て使用した場合の第１図各部における信号のタイ
ミングを示す波形図である。
第１図において、タイミング制御部１Ａは、高
周波パルス発生部２へ制御信号ａを出力すると共
に設計の異なつた複数の音響レンズ５の各々に対
応した最適タイミングのゲート信号ｄを切換スイ
ツチ１Ｂの選択操作によつて選択して受信部８の
ゲート部８Ａへ出力するための回路であり、タイ
ミング制御部１Ａは第７図に示した制御部１内に
構成される。制御信号ａによつて高周波パルス発
生部２より高周波バースト信号ｂが出力され、こ
の信号ｂはサーキユレータ３を経て、電気信号と
超音波信号を可逆変換する圧電トランスジユーサ
４に加わり、超音波に変換される。この超音波
は、音響レンズ５によつて集束され、超音波伝達
媒体６例えば水を介して試料７の面上に微小スポ
ツトとして照射される。圧電トランスジユーサ４
と音響レンズ５は一体化されて超音波ヘツドを構
成し、交換可能となつている。照射された超音波
は、試料７の音響的特性に応じて反射し、音響レ
ンズ５によつて集音され圧電トランスジユーサ４
により受信されて電気信号ｃに変換され、再びサ
ーキユレータ３を介して受信部８に導かれる。こ
の受信部８に導かれた前記電気信号ｃは、受信部
８のゲート部８Ａでタイミング制御部１Ａからも
最適タイミングのゲート信号ｄによりゲートされ
て不必要な信号（音響レンズ５内からの反射波）
が除去され、必要な信号（試料７からの反射波）
のみが受信部８の増幅・検波波８Ｂで増幅及び検
波されて試料７からの反射強度に応じた検波出力
信号となる。この検波出力信号は図示しないスキ
ヤンコンバータ（第７図のスキヤンコンバータ１
１に対応する）へと導かれる。なお、試料７はＸ
方向及びＹ方向に走査制御される試料台の上に置
かれている。
周波パルス発生部２へ制御信号ａを出力すると共
に設計の異なつた複数の音響レンズ５の各々に対
応した最適タイミングのゲート信号ｄを切換スイ
ツチ１Ｂの選択操作によつて選択して受信部８の
ゲート部８Ａへ出力するための回路であり、タイ
ミング制御部１Ａは第７図に示した制御部１内に
構成される。制御信号ａによつて高周波パルス発
生部２より高周波バースト信号ｂが出力され、こ
の信号ｂはサーキユレータ３を経て、電気信号と
超音波信号を可逆変換する圧電トランスジユーサ
４に加わり、超音波に変換される。この超音波
は、音響レンズ５によつて集束され、超音波伝達
媒体６例えば水を介して試料７の面上に微小スポ
ツトとして照射される。圧電トランスジユーサ４
と音響レンズ５は一体化されて超音波ヘツドを構
成し、交換可能となつている。照射された超音波
は、試料７の音響的特性に応じて反射し、音響レ
ンズ５によつて集音され圧電トランスジユーサ４
により受信されて電気信号ｃに変換され、再びサ
ーキユレータ３を介して受信部８に導かれる。こ
の受信部８に導かれた前記電気信号ｃは、受信部
８のゲート部８Ａでタイミング制御部１Ａからも
最適タイミングのゲート信号ｄによりゲートされ
て不必要な信号（音響レンズ５内からの反射波）
が除去され、必要な信号（試料７からの反射波）
のみが受信部８の増幅・検波波８Ｂで増幅及び検
波されて試料７からの反射強度に応じた検波出力
信号となる。この検波出力信号は図示しないスキ
ヤンコンバータ（第７図のスキヤンコンバータ１
１に対応する）へと導かれる。なお、試料７はＸ
方向及びＹ方向に走査制御される試料台の上に置
かれている。
以上のように構成された顕微鏡装置において、
音響レンズ５として長さがＬ、曲率による焦点距
離がｆの音響レンズを使用し、試料７表面に焦点
を合わせた場合の各部における信号ａ，ｂ，ｃ，
ｄのタイミングは第２図に示すようになる。第２
図において、ａはタイミング制御部１Ａより高周
波パルス発生部２へ出力される制御信号で、この
制御信号ａに基づいてタイミング制御部１Ａでは
信号ａより時間tgだけ遅延し、かつ反転した所定
時間幅Ｔのゲート信号ｄを作成して出力する。こ
のゲートタイミングtgは音響レンズ５に対応して
予め設定された最適なタイミングとなつている。
反射波信号ｃは音響レンズ５内の多重反射によつ
て生じる第１、第２の反射波を避けた時間に試料
７からの反射波を生じている。レンズ内の第１、
第２の反射波を生じるタイミングtlは、レンズ長
をＬ、レンズ内の音速をC1とすると、t1＝2L／
C1で与えられる。また、試料からの反射波を生
じるタイミングtsは、レンズ焦点距離をｆ、超音
波伝達媒体６に水を用いた場合の水中の音速を
C2とすると、ts＝2L／C1＋2f／C2で与えられる。
従つて、ゲート信号ｄのタイミングtgはゲート信
号ｄのゲート時間幅Ｔによつて試料反射波の幅が
カバーし得るように設定されている。つまり、切
換スイツチ１Ｂを使用される音響レンズ５に対応
して切り換えるだけで、所望のタイミングtgを有
した必要ゲート時間幅Ｔのゲート信号ｄがゲート
部８Ａに供給されることになる。このことからし
て、第３図及び第４図に示すように、レンズ内の
第１、第２の反射波を生じるタイミングがtl1，tl2
である二種類の音響レンズを交換して使用できる
ように、各レンズ使用における試料からの反射波
に対応してゲート信号ｄのタイミングtg1，tg2を
タイミング制御部１Ａにおいて予め設定してお
き、切換スイツチ１Ｂの切換えでゲートタイミン
グを選択可能とすることができる。勿論、二種類
の音響レンズに限らず複数の音響レンズに対して
複数のゲートタイミングを選択可能とすることが
できる。
音響レンズ５として長さがＬ、曲率による焦点距
離がｆの音響レンズを使用し、試料７表面に焦点
を合わせた場合の各部における信号ａ，ｂ，ｃ，
ｄのタイミングは第２図に示すようになる。第２
図において、ａはタイミング制御部１Ａより高周
波パルス発生部２へ出力される制御信号で、この
制御信号ａに基づいてタイミング制御部１Ａでは
信号ａより時間tgだけ遅延し、かつ反転した所定
時間幅Ｔのゲート信号ｄを作成して出力する。こ
のゲートタイミングtgは音響レンズ５に対応して
予め設定された最適なタイミングとなつている。
反射波信号ｃは音響レンズ５内の多重反射によつ
て生じる第１、第２の反射波を避けた時間に試料
７からの反射波を生じている。レンズ内の第１、
第２の反射波を生じるタイミングtlは、レンズ長
をＬ、レンズ内の音速をC1とすると、t1＝2L／
C1で与えられる。また、試料からの反射波を生
じるタイミングtsは、レンズ焦点距離をｆ、超音
波伝達媒体６に水を用いた場合の水中の音速を
C2とすると、ts＝2L／C1＋2f／C2で与えられる。
従つて、ゲート信号ｄのタイミングtgはゲート信
号ｄのゲート時間幅Ｔによつて試料反射波の幅が
カバーし得るように設定されている。つまり、切
換スイツチ１Ｂを使用される音響レンズ５に対応
して切り換えるだけで、所望のタイミングtgを有
した必要ゲート時間幅Ｔのゲート信号ｄがゲート
部８Ａに供給されることになる。このことからし
て、第３図及び第４図に示すように、レンズ内の
第１、第２の反射波を生じるタイミングがtl1，tl2
である二種類の音響レンズを交換して使用できる
ように、各レンズ使用における試料からの反射波
に対応してゲート信号ｄのタイミングtg1，tg2を
タイミング制御部１Ａにおいて予め設定してお
き、切換スイツチ１Ｂの切換えでゲートタイミン
グを選択可能とすることができる。勿論、二種類
の音響レンズに限らず複数の音響レンズに対して
複数のゲートタイミングを選択可能とすることが
できる。
尚、以上述べた実施例では複数の音響レンズに
対応してゲートタイミングを選択可能とするもの
であつたが、本発明は選択された一つの音響レン
ズに対してゲート時間幅Ｔを変更可能とすること
により試料表面からの反射波信号を除き試料内部
からの信号のみを取り出して観察し得るように応
用することもできる。例えば、音響レンズ５の焦
点を試料７の表面に合わせた時には第５図に示す
ようにゲート信号ｄの時間幅ＴがT1となるよう
に設定して試料表面からの情報を取得可能として
おき、次に音響レンズ５の焦点を試料７の内部に
合わせた時には第６図に示すようにゲート信号ｄ
の時間幅ＴがT2となるように設定して試料内部
からの情報を取得可能とするようにできる。
対応してゲートタイミングを選択可能とするもの
であつたが、本発明は選択された一つの音響レン
ズに対してゲート時間幅Ｔを変更可能とすること
により試料表面からの反射波信号を除き試料内部
からの信号のみを取り出して観察し得るように応
用することもできる。例えば、音響レンズ５の焦
点を試料７の表面に合わせた時には第５図に示す
ようにゲート信号ｄの時間幅ＴがT1となるよう
に設定して試料表面からの情報を取得可能として
おき、次に音響レンズ５の焦点を試料７の内部に
合わせた時には第６図に示すようにゲート信号ｄ
の時間幅ＴがT2となるように設定して試料内部
からの情報を取得可能とするようにできる。
以上述べたように本発明によれば、音響レンズ
即ち超音波ヘツドの交換に伴う煩雑な調整が不要
となり、ヘツドの交換調整を迅速に行つて最良の
観察状態とすることができる。或は、試料内部の
情報を鮮明に観察できるようにすることができ
る。
即ち超音波ヘツドの交換に伴う煩雑な調整が不要
となり、ヘツドの交換調整を迅速に行つて最良の
観察状態とすることができる。或は、試料内部の
情報を鮮明に観察できるようにすることができ
る。
第１図は本発明の実施例を示す超音波顕微鏡の
ゲートタイミング切換装置の要部ブロツク図、第
２図乃至第４図は三種類の音響レンズを交換して
使用した場合の第１図各部における信号のタイミ
ングを示す波形図、第５図及び第６図は本発明の
他の実施例を説明するための波形図、第７図は従
来の超音波顕微鏡の基本構成を示す全体ブロツク
図である。 １Ａ……タイミング制御部、１Ｂ……切換スイ
ツチ、２……高周波パルス発生部、３……サーキ
ユレータ、４……圧電トランスジユーサ、５……
音響レンズ、６……超音波伝達媒体、７……試
料、８Ａ……ゲート部。
ゲートタイミング切換装置の要部ブロツク図、第
２図乃至第４図は三種類の音響レンズを交換して
使用した場合の第１図各部における信号のタイミ
ングを示す波形図、第５図及び第６図は本発明の
他の実施例を説明するための波形図、第７図は従
来の超音波顕微鏡の基本構成を示す全体ブロツク
図である。 １Ａ……タイミング制御部、１Ｂ……切換スイ
ツチ、２……高周波パルス発生部、３……サーキ
ユレータ、４……圧電トランスジユーサ、５……
音響レンズ、６……超音波伝達媒体、７……試
料、８Ａ……ゲート部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 制御部からの制御信号に基づいて発生された
高周波バースト信号を、圧電トランスジユーサに
て超音波に変換し、音響レンズで集束して試料に
照射し、試料からの反射波を音響レンズを経て再
び圧電トランスジユーサにて受信し、受信された
反射波信号の内、試料からの反射波信号のみを前
記制御部より出力されるゲート信号にて動作する
ゲート手段を通してゲートし、その信号に基づい
て試料の超音波像を画面表示するようにした超音
波顕微鏡において、 前記制御部内に、前記音響レンズの種類や使用
状態に応じて設定された複数タイミングのゲート
信号を発生可能とし、選択的な切換えによつて最
適なタイミングのゲート信号を前記ゲート手段に
供給可能とするタイミング制御部を設け、前記選
択的な切換によつて選択された音響レンズに対し
てゲート時間幅を可変できるようにしたことを特
徴とする超音波顕微鏡のゲートタイミング切換装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60102039A JPS61259168A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 超音波顕微鏡のゲ−トタイミング切換装置 |
| US06/861,910 US4751686A (en) | 1985-05-14 | 1986-05-12 | Ultrasonic microscope |
| GB08611732A GB2175395B (en) | 1985-05-14 | 1986-05-14 | Ultrasonic microscopes |
| DE19863616127 DE3616127A1 (de) | 1985-05-14 | 1986-05-14 | Ultraschallmikroskop |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60102039A JPS61259168A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 超音波顕微鏡のゲ−トタイミング切換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61259168A JPS61259168A (ja) | 1986-11-17 |
| JPH0580622B2 true JPH0580622B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14316627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60102039A Granted JPS61259168A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 超音波顕微鏡のゲ−トタイミング切換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61259168A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4521585B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-08-11 | 直裕 穂積 | 超音波顕微鏡を使用した音速測定方法、その音速測定装置、音速像取得方法および画像診断装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60174910A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-09 | Hitachi Ltd | 超音波顕微鏡の観察試料反射エコ−検出装置 |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP60102039A patent/JPS61259168A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61259168A (ja) | 1986-11-17 |
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