JPH071253B2 - 超音波検出装置 - Google Patents
超音波検出装置Info
- Publication number
- JPH071253B2 JPH071253B2 JP2180900A JP18090090A JPH071253B2 JP H071253 B2 JPH071253 B2 JP H071253B2 JP 2180900 A JP2180900 A JP 2180900A JP 18090090 A JP18090090 A JP 18090090A JP H071253 B2 JPH071253 B2 JP H071253B2
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Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
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- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
この発明は、物質表面の、超音波による変化を測定する
ことによって物質内部情報を得るための超音波検出装置
に関する。
ことによって物質内部情報を得るための超音波検出装置
に関する。
従来、非破壊で、材料内部の観察をするための装置とし
て、超音波顕微鏡がある。 この超音波顕微鏡１は、第２図に示されるように、トラ
ンスデューサ２に、数100MHz〜数GHzの電気信号を印加
させて発生した超音波を音響レンズ３によって集束さ
せ、被測定物４の表面に入射させるものである。 このとき、超音波は被測定物４の表面で反射・散乱さ
れ、トランデューサ１に戻ってくる超音波を電気信号に
変換することによって、被測定物４の表面情報を得るこ
とができる。 第３図は、従来の走査型超音波顕微鏡５を示すものであ
る。 この走査型超音波顕微鏡５は、被測定物４の裏側に液体
６を介してトランスデューサ２を密着させ、被測定物４
に超音波を印加し、一方、被測定物４の、トランスデュ
ーサ２と反対側の表面に、レーザビーム７を、ミラー8A
及びレンズ９を介して入射させ、被測定物４の表面から
の反射波を、レンズ９及びミラー8Bを介して取出すもの
である。 このとき、被測定物４内部の欠陥等により超音波が散乱
・回析を起こし、これにより被測定物４の表面状態が変
化し、この表面を前記ミラー8Aにより、レーザビーム７
を偏向走査することによって、被測定物４内部の状態を
知ることができる。
て、超音波顕微鏡がある。 この超音波顕微鏡１は、第２図に示されるように、トラ
ンスデューサ２に、数100MHz〜数GHzの電気信号を印加
させて発生した超音波を音響レンズ３によって集束さ
せ、被測定物４の表面に入射させるものである。 このとき、超音波は被測定物４の表面で反射・散乱さ
れ、トランデューサ１に戻ってくる超音波を電気信号に
変換することによって、被測定物４の表面情報を得るこ
とができる。 第３図は、従来の走査型超音波顕微鏡５を示すものであ
る。 この走査型超音波顕微鏡５は、被測定物４の裏側に液体
６を介してトランスデューサ２を密着させ、被測定物４
に超音波を印加し、一方、被測定物４の、トランスデュ
ーサ２と反対側の表面に、レーザビーム７を、ミラー8A
及びレンズ９を介して入射させ、被測定物４の表面から
の反射波を、レンズ９及びミラー8Bを介して取出すもの
である。 このとき、被測定物４内部の欠陥等により超音波が散乱
・回析を起こし、これにより被測定物４の表面状態が変
化し、この表面を前記ミラー8Aにより、レーザビーム７
を偏向走査することによって、被測定物４内部の状態を
知ることができる。
前記第２図の従来の超音波顕微鏡１は、被測定物４と音
響レンズ３を相対的に移動させて走査しなければなら
ず、又、第３図の走査型超音波顕微鏡５の場合も、ミラ
ー8Aでレーザビームを偏向走査するものであるため、共
にリアルタイムでの観測が不可能であるという問題点が
あった。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、被測定物の内部情報をリアルタイムで得ること
ができる超音波検出装置を提供することを目的とする。
響レンズ３を相対的に移動させて走査しなければなら
ず、又、第３図の走査型超音波顕微鏡５の場合も、ミラ
ー8Aでレーザビームを偏向走査するものであるため、共
にリアルタイムでの観測が不可能であるという問題点が
あった。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、被測定物の内部情報をリアルタイムで得ること
ができる超音波検出装置を提供することを目的とする。
この発明は、被測定物を超音波振動させる加振手段と、
前記被測定物の被測定表面に取付けられるミラーと、こ
のミラーを照射するための光源と、この光源からの光
の、前記ミラーによる反射光を結像させる結像系と、こ
の結像系による前記ミラーの結像位置で、反射光軸と直
交した面内に配置されたイメージセンサと、を含んで超
音波検出装置を構成することにより上記目的を達成する
ものである。 又、前記超音波検出装置において、前記結像系に、前記
ミラーからの反射光中の０次光成分をカットする０次光
カット手段を配置することにより上記目的を達成するも
のである。
前記被測定物の被測定表面に取付けられるミラーと、こ
のミラーを照射するための光源と、この光源からの光
の、前記ミラーによる反射光を結像させる結像系と、こ
の結像系による前記ミラーの結像位置で、反射光軸と直
交した面内に配置されたイメージセンサと、を含んで超
音波検出装置を構成することにより上記目的を達成する
ものである。 又、前記超音波検出装置において、前記結像系に、前記
ミラーからの反射光中の０次光成分をカットする０次光
カット手段を配置することにより上記目的を達成するも
のである。
この発明においては、超音波振動された被測定物表面か
らの反射光の結像位置にイメージセンサを設けているの
で、被測定物表面で反射された超音波の２次元分布をリ
アルタイムで知ることができ、且つ被測定物内部の非破
壊測定を行うことができる。
らの反射光の結像位置にイメージセンサを設けているの
で、被測定物表面で反射された超音波の２次元分布をリ
アルタイムで知ることができ、且つ被測定物内部の非破
壊測定を行うことができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 本発明の実施例に係る超音波検出装置10は、被測定物12
を超音波振動させるために、該被測定物12の裏面（図に
おいて下側面）に取付けられたトランスデューサ14と、
前記被測定物12の、図において上側の表面12Aに、液体1
6を介して、該表面12Aと平行に取付けられ、液体16側に
ミラー18が形成されたガラス板20と、このガラス板20の
表面側から、前記ミラー18に対して、ハーフミラー22を
介してレーザ光を照射するためのレーザ光源24と、この
レーザ光源24からのレーザ光が前記ミラー18によって反
射・散乱された散乱光を結像させる結像系26と、この結
像系26による前記ミラー18の結像位置で、反射光軸と直
交した面内に配置されたイメージセンサ28とを備えて構
成されている。 前記結像系26は、前記ハーフミラー22とイメージセンサ
28との間に、ハーフミラー22側からレンズ30及びナイフ
エッジ32が配置されている。 前記ナイフエッジ32は、レンズ30によって集光される、
ミラー18からの反射光の集光点34の位置に配置され、０
次光、即ち直進光をカットして、散乱光のみがイメージ
センサ28に到達するようにしている。 前記被測定物12とトランスデューサ14との間に介在する
液体16は、両者を音響的に結合し、超音波の反射を減ら
すためのものである。 次に、上記実施例装置の作用について説明する。 被測定物12がトランスデューサ14により超音波振動を与
えられると、超音波は液体16を伝播し、ガラス板20のミ
ラー18に伝わる。 被測定物12の内部に欠陥等があった場合は、伝播される
超音波はここで散乱・回析を起こし、この結果、被測定
物12の表面12Aの表面状態を変化させる。 前記ガラス板20は、液体16を介して被測定物12に音響的
に結合されているために、ガラス板20に入射する超音波
の２次元強度は、即ち、被測定物12の内部の欠陥等に対
応したものとなる。 従って、超音波により加振されることにより、ミラー18
の表面には、被測定物12の内部情報に対応する微細な凹
凸が発生する。 レーザ光源24から出射され、ハーフミラー22によって反
射され、ガラス板20を透過してミラー18に到達するレー
ザ光は、前記ミラー18に形成された微細な凹凸によって
散乱される。 ミラー18によって散乱・反射されたレーザ光は、ハーフ
ミラー22を通って、レンズ30により集光され、イメージ
センサ28上に結像する。 このとき、集光点34に配置されたナイフエッジ32によっ
て直進光が遮られ、散乱光のみがイメージセンサ28に到
達する。 このイメージセンサ28上に結像したミラー表面の像は、
ミラー18表面の微細な凹凸に対応したものとなる。換言
すれば、ミラー18表面における超音波強度の分布に応じ
た像ができることになる。従って、この像をイメージセ
ンサ28によって２次元的に読出すことにより、ガラス板
20に入射する超音波の２次元強度の測定ができる。 従って、この実施例では、レーザビームを走査させたり
することなく、被測定物12の内部情報を、イメージセン
サ28によって、２次元的にリアルタイムで観測すること
ができる。 なお、上記実施例において、０次光カットの手段として
ナイフエッジ32が用いられているが、これは、直進光を
カットして散乱光のみとすることにより、イメージセン
サ28上の像のコントラストを改善するものであり、他の
０次光カット手段を設けるようにしてもよい。例えば、
空間フィルタ等がある。 又、イメージセンサ28上の像のコントラストが０次光カ
ット手段を設けなくてもよい程度であれば、ナイフエッ
ジ等の０次光カット手段を設ける必要はない。 更に、前記実施例において、被測定物12はトランスデュ
ーサ14によって超音波振動を与えられるようになってい
るが、これは、要すれば被測定物12を超音波振動させる
ことができるものであればよく、従って、光パルスを被
測定物12に照射することによって、該被測定物12も超音
波振動させるような加振手段であってもよい。
を超音波振動させるために、該被測定物12の裏面（図に
おいて下側面）に取付けられたトランスデューサ14と、
前記被測定物12の、図において上側の表面12Aに、液体1
6を介して、該表面12Aと平行に取付けられ、液体16側に
ミラー18が形成されたガラス板20と、このガラス板20の
表面側から、前記ミラー18に対して、ハーフミラー22を
介してレーザ光を照射するためのレーザ光源24と、この
レーザ光源24からのレーザ光が前記ミラー18によって反
射・散乱された散乱光を結像させる結像系26と、この結
像系26による前記ミラー18の結像位置で、反射光軸と直
交した面内に配置されたイメージセンサ28とを備えて構
成されている。 前記結像系26は、前記ハーフミラー22とイメージセンサ
28との間に、ハーフミラー22側からレンズ30及びナイフ
エッジ32が配置されている。 前記ナイフエッジ32は、レンズ30によって集光される、
ミラー18からの反射光の集光点34の位置に配置され、０
次光、即ち直進光をカットして、散乱光のみがイメージ
センサ28に到達するようにしている。 前記被測定物12とトランスデューサ14との間に介在する
液体16は、両者を音響的に結合し、超音波の反射を減ら
すためのものである。 次に、上記実施例装置の作用について説明する。 被測定物12がトランスデューサ14により超音波振動を与
えられると、超音波は液体16を伝播し、ガラス板20のミ
ラー18に伝わる。 被測定物12の内部に欠陥等があった場合は、伝播される
超音波はここで散乱・回析を起こし、この結果、被測定
物12の表面12Aの表面状態を変化させる。 前記ガラス板20は、液体16を介して被測定物12に音響的
に結合されているために、ガラス板20に入射する超音波
の２次元強度は、即ち、被測定物12の内部の欠陥等に対
応したものとなる。 従って、超音波により加振されることにより、ミラー18
の表面には、被測定物12の内部情報に対応する微細な凹
凸が発生する。 レーザ光源24から出射され、ハーフミラー22によって反
射され、ガラス板20を透過してミラー18に到達するレー
ザ光は、前記ミラー18に形成された微細な凹凸によって
散乱される。 ミラー18によって散乱・反射されたレーザ光は、ハーフ
ミラー22を通って、レンズ30により集光され、イメージ
センサ28上に結像する。 このとき、集光点34に配置されたナイフエッジ32によっ
て直進光が遮られ、散乱光のみがイメージセンサ28に到
達する。 このイメージセンサ28上に結像したミラー表面の像は、
ミラー18表面の微細な凹凸に対応したものとなる。換言
すれば、ミラー18表面における超音波強度の分布に応じ
た像ができることになる。従って、この像をイメージセ
ンサ28によって２次元的に読出すことにより、ガラス板
20に入射する超音波の２次元強度の測定ができる。 従って、この実施例では、レーザビームを走査させたり
することなく、被測定物12の内部情報を、イメージセン
サ28によって、２次元的にリアルタイムで観測すること
ができる。 なお、上記実施例において、０次光カットの手段として
ナイフエッジ32が用いられているが、これは、直進光を
カットして散乱光のみとすることにより、イメージセン
サ28上の像のコントラストを改善するものであり、他の
０次光カット手段を設けるようにしてもよい。例えば、
空間フィルタ等がある。 又、イメージセンサ28上の像のコントラストが０次光カ
ット手段を設けなくてもよい程度であれば、ナイフエッ
ジ等の０次光カット手段を設ける必要はない。 更に、前記実施例において、被測定物12はトランスデュ
ーサ14によって超音波振動を与えられるようになってい
るが、これは、要すれば被測定物12を超音波振動させる
ことができるものであればよく、従って、光パルスを被
測定物12に照射することによって、該被測定物12も超音
波振動させるような加振手段であってもよい。
第１図は本発明に係る超音波検出装置の実施例を示す断
面図、第２図は従来の超音波顕微鏡の概要を示す斜視
図、第３図は更に他の従来の超音波顕微鏡の概要を示す
斜視図である。 10……超音波検出装置、12……被測定物、12A……表
面、14……トランスデューサ、18……ミラー、24……レ
ーザ光源、26……結像系、28……イメージセンサ、32…
…ナイフエッジ。
面図、第２図は従来の超音波顕微鏡の概要を示す斜視
図、第３図は更に他の従来の超音波顕微鏡の概要を示す
斜視図である。 10……超音波検出装置、12……被測定物、12A……表
面、14……トランスデューサ、18……ミラー、24……レ
ーザ光源、26……結像系、28……イメージセンサ、32…
…ナイフエッジ。
Claims (2)
- 【請求項１】被測定物を超音波振動させる加振手段と、
前記被測定物の被測定表面に取付けられるミラーと、こ
のミラーを照射するための光源と、この光源からの光
の、前記ミラーによる反射光を結像させる結像系と、こ
の結像系による前記ミラーの結像位置で、反射光軸と直
交した面内に配置されたイメージセンサと、を有してな
る超音波検出装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記結像系に、前記ミ
ラーからの反射光中の０次光成分をカットする０次光カ
ット手段を配置したことを特徴とする超音波検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2180900A JPH071253B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 超音波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2180900A JPH071253B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 超音波検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466864A JPH0466864A (ja) | 1992-03-03 |
| JPH071253B2 true JPH071253B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16091276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2180900A Expired - Lifetime JPH071253B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 超音波検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071253B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2180900A patent/JPH071253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| APPLIED PHYSICS LETTERS=1969 * |
| MATERIALS EVALUATION=1986 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0466864A (ja) | 1992-03-03 |
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