JPH08304358A - 超音波アレイプロ−ブと超音波斜角探査装置および探査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜探査にともなう感度阻害要因を除いて探
査感度を高める。それによって、高い感度で傾斜探査が
行える超音波アレイプロ−ブを提供する。 【構成】 超音波アレイプロ−ブ３０の主要構成要素は
プローブ本体１０と、プローブ本体１０の一方側から他
方側へ順に配列した複数の超音波振動子２０である。そ
れらの超音波振動子２０の振動面を、各超音波振動子２
０を順に結んだ配列方向線Ｌとの間の交差角θが鋭角状
を呈し、かつ各振動面が互いに平行になるように、一様
に傾斜させる。配列方向線Ｌというのは、各超音波振動
子２０の互いに対応する位置（たとえば振動面中心位
置）を順に結んだ仮想線であって、それは超音波アレイ
プロ−ブ３０の長手方向に沿う。 【効果】 各超音波振動子２０の振動面を一様に傾斜さ
せるので、そこから投射される各主極ビーム２１に基づ
いた斜めの波面２９を形成することができる。このた
め、高感度の斜角探査に好適な超音波アレイプロ−ブ３
０が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の超音波振動子を備
え、それらによって形成される超音波の波面を被検体に
対して斜めに投射する、いわゆる斜角探査に好適な超音
波アレイプロ−ブに関するものである。また、それを用
いた超音波斜角探査装置および超音波斜角探査方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７に従来の超音波アレイプロ−ブ３１
を示す。これはプローブ本体１１に複数の超音波振動子
２０を順に配列したものである。各超音波振動子２０の
振動面は互いに平行である。図８の超音波アレイプロ−
ブ３１もまったく同様のものである。このような超音波
アレイプロ−ブ３１を用いて斜角探査を行う場合は、被
検体４０との相対的な位置関係を図７あるいは図８のよ
うに定める。この両図における５０は超音波アレイプロ
−ブ３１と被検体４０との間に充填された媒質である。
媒質５０は超音波２１または２２を伝搬するたものもの
であって、固体の場合と液体の場合がある。

【０００３】図７においては超音波アレイプロ−ブ３１
を被検体４０に対して斜めに配置する。各超音波振動子
２０から放射する同一位相の超音波２１によって超音波
アレイプロ−ブ３１の前面に広がる直線状の波面２９が
形成される。波面２９は被検体４０に向かって進み、被
検体４０に斜めに入射する。したがって、斜角探査とな
る。

【０００４】図８においては超音波アレイプロ−ブ３１
と被検体４０を平行に配置する。この場合は各超音波振
動子２０から放射する超音波２２の位相を順に適宜に遅
らせることによって、超音波アレイプロ−ブ３１・被検
体４０に対して傾斜した波面２９を形成する。

【０００５】図９は超音波振動子２０単体の指向性を例
示したものである。これは同一音圧点を結んで示した鉛
直指向特性である。超音波振動子２０の振動面に対する
法線方向（傾斜角ゼロの方向）のいわゆる主極ビーム２
１が最強であり、傾斜角のあるいわば傾斜ビーム２２は
それより弱い。図９との関連で説明すると、図７の場合
は波面２９合成に最強の各主極ビーム２１が使われる。
図８の場合はそれより弱い各傾斜ビーム（傾斜角のとも
なうビーム）２２が使われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波アレイプ
ロ−ブ３１を用いた斜角探査は図７あるいは図８に示す
要領でなされる。そのいずれの場合にも、感度阻害要因
が作用する。図７の場合は同図左側寄りの超音波振動子
２０と被検体４０との間の距離が必然的に長くなる。こ
れでは、被検体４０へ達する前に超音波２１が過度に減
衰してしまい、探査感度が低下する。多数の超音波振動
子２０を並べた広範囲探査形の超音波アレイプロ−ブ３
１を使用するときに、この弊害は特に顕著となる。図８
の場合は波面２９形成に各超音波振動子２０から放射す
る強いビームを使わずに、弱い傾斜ビーム２２を利用す
る。このため、高感度な斜角探査は望めない。

【０００７】本発明の目的は以上のような感度阻害要因
を除いて探査感度を高めることであり、それによって、
高い感度で斜角探査が行える超音波アレイプロ−ブとそ
れを利用した斜角探査装置および斜角探査方法を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明は、プローブ本体と
該プローブ本体の一方側から他方側へ順に配列した複数
の超音波振動子とを含む超音波アレイプロ−ブを、各超
音波振動子をそれらの振動面が互いに平行になるように
一様に傾斜させ、一様に傾斜した各超音波振動子の振動
面と、各超音波振動子を順に結んだ配列方向線とのなす
角を鋭角とする。

【０００９】更に本発明は、プローブ本体における各超
音波振動子の装着面を、角および隅が鈍角となる階段状
に形成し、その各段に各１個の超音波振動子を配置す
る。

【００１０】更に本発明は、前記構成の超音波アレイプ
ロ−ブと、その各超音波振動子を励振するためのパルス
信号を形成するパルスジェネレータを備える。さらに各
超音波振動子をそれらの振動面に対面する方角から見た
ときに遠いものより近くのものほど位相の遅れた超音波
を放射するように、前記パルス信号を前記各超音波に供
給する位相調整手段を設ける。

【００１１】更に本発明は、前記構成の超音波アレイプ
ロ−ブと、その各超音波振動子を励振するためのパルス
ジェネレータと、パルスジェネレータから出力するパル
ス信号を遅延時間をとって各超音波振動子に入力する遅
延器とを備える。この遅延器は、各超音波振動子をそれ
らの振動面に対面する方角から見たときに遠いものより
近くのものに大きな遅延時間を設定する複数の遅延要素
を含む。

【００１２】請求項５に対応する発明は前記超音波斜角
探査装置を用いた斜角探査方法である。超音波アレイプ
ロ−ブと被検体をほぼ平行に配置する。超音波アレイプ
ロ−ブの各超音波振動子から放射される超音波の主極ビ
ームとほぼ直交する方向に延在する超音波の波面を形成
する。この波面を被検体に斜めに投射する。

【００１３】

【作用】本発明によれば、一様に傾斜した各超音波振動
子の振動面からその法線方向に超音波の主極ビームが放
射される。この主極ビームの向きに振動面の傾斜が反映
する。このため各主極ビームとほぼ直交する方向の超音
波の波面を形成すれば、超音波アレイプロ−ブとほぼ平
行に置かれた被検体に対する斜めの波面となり、それを
利用した斜角探査が行える。これは強い各主極ビーム成
分を利用した斜角探査である。

【００１４】更に本発明によれば、プローブ本体におけ
る各超音波振動子の装着面を角および隅が鈍角となる階
段状に形成するので、各超音波振動子の振動面の傾きを
段差を変えて加減し得る。また、プローブ本体における
各超音波振動子の装着面を、角および隅が鈍角となる階
段状に形成し、それによっていわば緩いスロープの階段
としたので、各段の上方が広く開放する。したがって、
各段に配置した超音波振動子で形成される超音波の必要
成分のすべてが被検体方向に有効に投射する。

【００１５】更に本発明によれば、各超音波振動子をそ
れらの振動面に対面する方角から見たときに、遠くに位
置する超音波振動子は位相の進んだ超音波を放射し、近
くに位置する超音波振動子は位相の遅れた超音波を放射
する。これにより超音波アレイプロ−ブに対して傾いた
波面が形成される。波面のこの傾斜は各超音波振動子の
振動面の傾斜に適合し、両者は共に右下がりの、あるい
は左下がりの傾斜となる。

【００１６】更に本発明によれば、傾斜した波面の形成
に遅延器が使われる。遅延器の各遅延要素は各超音波振
動子から放射する超音波の位相を適宜に遅らし、それに
よって各超音波振動子の振動面の傾斜に適合した波面を
形成する。

【００１７】更に本発明によれば、超音波アレイプロ−
ブと被検体をほぼ平行に配置し、また各超音波振動子か
ら放射される超音波の主極ビームとほぼ直交する方向に
延在する超音波の波面を利用して探査するので、高感度
の斜角探査が実現する。

【００１８】

【実施例】本発明の各実施例について説明する。この説
明においては前記図７〜９の部品符号を適宜に転用し、
また後の実施例説明の際にそれより前の実施例説明に用
いた部品符号を適宜に引用し、重複する説明の一部を割
愛する。

【００１９】図１の超音波アレイプロ−ブ３０の実施例
である。超音波アレイプロ−ブ３０の主要構成要素はプ
ローブ本体１０と、プローブ本体１０の一方側から他方
側へ順に配列した複数の超音波振動子２０である。本発
明においては、それらの超音波振動子２０の振動面を、
各超音波振動子２０を順に結んだ配列方向線Ｌとの間の
交差角θが鋭角状を呈し、かつ各振動面が互いに平行に
なるように、一様に傾斜させる。配列方向線Ｌというの
は、各超音波振動子２０の互いに対応する位置（たとえ
ば振動面中心位置）を順に結んだ仮想線であって、本実
施例においては超音波アレイプロ−ブ３０の長手方向に
沿う。

【００２０】各超音波振動子２０を励振させると、その
振動面から超音波が放射する。図示の２１は超音波の主
極ビーム成分を表したもので、その方向は振動面に対す
る法線方向である。各超音波振動子２０の振動面が互い
に平行であるため、各振動面から放射する各主極ビーム
２１も互いに平行である。また各主極ビーム２１の投射
方向に、前記定義の交差角θの影響が反映する。各主極
ビーム２１に基づく主極ビーム２１と直交する方向の波
面２９を想定すると、それは超音波アレイプロ−ブ３０
と平行に配置された被検体４０に対して傾斜した波面２
９となる。この場合の波面２９・被検体４０間の交わり
角φは前記定義の交差角θと一致する。ともあれ、各主
極ビーム２１ないしは波面２９は媒質５０の中を進み、
やがて被検体４０に対して交わり角がφとなるように入
射し、斜角探査が実現する。

【００２１】本発明に係る図１の超音波アレイプロ−ブ
３０を前記図７の姿勢の従来の超音波アレイプロ−ブ３
１と比較してみると、図１の各超音波振動子２０は左側
のものほど主極ビーム２１の方向に迫り出した格好とな
る。いわば順次迫り出し形構造である。このような順次
迫り出し形構造であるために、主極ビーム２１が被検体
４０に到達するまでに進まねばならない距離が短縮し、
その分だけ主極ビーム２１の減衰が緩和される。したが
って、探査感度は向上する。本実施例の超音波振動子２
０の数は図示上の便宜もあってやや少な目の８個とした
が、本発明適用上はもっと多い（例えば９６個以上）こ
とが望ましい（但し一度に超音波を出すのは１〜３２の
数程度）。それは、個数が多いほど、順次迫り出し形構
造の上記利点が顕著となるためである。

【００２２】本実施例に係る図１の超音波アレイプロ−
ブ３０を前記図８の姿勢の従来の超音波アレイプロ−ブ
３１と比較してみると、各超音波振動子２０の姿勢が、
図８よりも図１の方が交差角θに相当する分だけ右回り
に傾斜しているの分かる。この傾斜にともなって、波面
２９形成に有効な超音波の成分が、図８の場合の弱い傾
斜ビーム２２から図１の場合の強い主極ビーム２１に変
化する。このため、その強くなった分だけ、探査感度は
向上する。

【００２３】図１のプローブ本体１０における各超音波
振動子２０の装着面は角１８および隅１９が鈍角となる
階段状を呈する。例えば９０゜と同程度、又はそれ以下
がありうる。その各段に各１個の超音波振動子２０を配
置する。角１８というのは凸側であり、隅１９というの
は凹側であり、その両者の角度は相等しい。階段の奥行
ａは超音波振動子２０の振動面の広がり寸法に見合う。
階段の段差ｂは選択余地の広いパラメータである。この
段差ｂを変えることによって適宜の交差角θを選択す
る。図８との比較説明では交差角θの違いだけに注目し
たが、他にも異なる点がある。かりに、各超音波振動子
２０を単に交差角θに相当する分だけ傾斜させたので
は、隣合う左側の超音波振動子２０の背中で右側の超音
波振動子２０から発する超音波の投射を制限する心配が
ある。この制限を受けないようにあるいは緩和するよう
に、図１においてはプローブ本体１０の振動子装着面を
角１８および隅１９が鈍角となる階段状に形成し、各超
音波振動子２０相互の間隔を実質的に広げている。細か
くいえば、階段状であるために広がり、角１８・隅１９
が鈍角状であるためにさらに広がる。

【００２４】図１の各超音波振動子２０の姿勢は交差角
θで示される。被検体４０に対する波面２９の交わり角
φはこの交差角θに依存する。超音波アレイプロ−ブ３
０の使い方、被検体４０の置き方にもよるが、交差角が
θである場合の被検体４０・波面２９間の交わり角φの
標準値はθである。交わり角φを標準値θとする斜角探
査であるときに探査感度は最大となり、標準値θから外
れるにしたがって感度が落ちる。本実施例における交差
角θは２５゜であるので、交わり角φを２５゜付近に設
定したときに最大感度が得られる。

【００２５】ここで、実施例の意図する斜角探査ないし
はその意義について説明する。図１の超音波アレイプロ
−ブ３０を用いた斜角探査の主役は広がりのある波面２
９と考えられるが、それによって得られる情報はその波
面形成に役立つ個々の超音波成分（ビーム）による探査
結果に依存する。また、斜角探査の代表例は斜角探傷で
ある。そこで、波面形成の基礎となる単一ビームに着目
する観点に立ち、また斜角探傷を例にとり、図２および
図３を使って説明する。

【００２６】図２の４１は被検体４０の深層部に位置す
る欠陥である。この欠陥４１は被検体４０の裏面に達す
る縦割れ亀裂である。図３の場合の欠陥４２は被検体４
０の浅層部に位置する空洞ないしは異物である。これら
の欠陥４１・４２に超音波のビーム２３・２４を当て
る。図１で定義した前記交わり角φは、図２および図３
においては垂直線（ビーム２３の方向に同じ）とビーム
２３・２４のなす角度である。よって、後者のビーム２
４の場合は交わり角φが鋭角状の斜角探査となる。

【００２７】図２の被検体４０に垂直に入射したビーム
２３の一部は欠陥４１に当たって図２のｄのように反射
する。しかし、この反射ビーム（エコー）ｄは微弱であ
って、被検体４０裏面から反射する反射ビーム（ノイズ
エコー）ｅと識別することが困難である。それは反射ビ
ームｄ・ｅの発生部位が近接し、発生時間も近接するた
めである。この他に、ｄ、ｅが近接していなくて、時間
的に分離可能でも、ｄでは、反射面（投影面積）が少な
いため、極めて微弱なエコーしか返ってこない。この微
弱加減であるが、装置のノイズレベル以下となることが
多い。むしろ、こちらの方が問題になることの方が多
い。一方、図２の被検体４０に斜めに入射したビーム２
４は適宜に屈折・反射し、欠陥４１に当たる。そこから
図２のｆのように反射する。ビーム２４の発振源である
超音波振動子２０の方向に戻る反射ビームｆは欠陥４１
に関する情報を含む。ビーム２４のうちの欠陥４１に当
たらなかった成分は左方向に逸散し、超音波振動子２０
の方へはほとんど戻らない。このため、超音波振動子２
０を送受波器として用い、それで反射ビームｆを受信す
るようにすれば、欠陥４１を探知することができる。

【００２８】図３の被検体４０に垂直に入射したビーム
２３の一部は欠陥４２に当たって図３のｇのように反射
する。しかし、この反射ビームｇを被検体４０表面で反
射する反射ビームｈと識別することは困難である。一
方、図３の被検体４０に斜めに入射したビーム２４は適
宜に屈折し、欠陥４２に当たる。そこから図３のｉのよ
うに反射し、送受波器兼用の超音波振動子２０の方向へ
戻る。被検体４０表面から反射する反射ビームｊは戻ら
ない。このため、垂直なビーム２３を利用する探査より
も斜めのビーム２４による斜角探査の方が優る。一般
に、対象物を真正面から目視するよりも、斜視した方が
形状・凹凸状況の把握が容易であるが、斜角探査の意義
もこれに似ている。

【００２９】本実施例に係る図４の超音波斜角探査装置
について説明する。これは各超音波振動子を電子的に切
換える電子スキャン形の超音波斜角探査装置の実施例で
ある。超音波斜角探査装置は図１の超音波アレイプロ−
ブ３０とその各超音波振動子２０を励振するためのパル
ス信号Ｐを形成するパルスジェネレータ６０を備える。
さらに各超音波振動子２０をそれらの振動面に対面する
方角から見たときに、遠いものより近くのものほど位相
の遅れた超音波（主極ビーム２１を含む超音波）を放射
するように、パルス信号Ｐを各超音波振動子２０に供給
する位相調整手段７０を備える。位相調整手段７０の役
割は波面２９を各超音波振動子２０の振動面に適合する
ように傾斜させることである。図示の各超音波振動子２
０の振動面は右下がりに傾斜するので、同様に右下がり
に傾斜する波面２９でなければならない。それは図１に
おいて指摘した高感度の斜角探査を実現するためであ
る。

【００３０】図４の位相調整手段７０はパルスジェネレ
ータ６０と超音波アレイプロ−ブ３０との間のパルス信
号Ｐ伝達経路に介在する遅延器であって、各超音波振動
子２０に対応した数の遅延要素（遅延線）７１〜７８を
含む。パルスジェネレータ６０で同一位相の各パルス信
号Ｐが形成されるが、それらのパルス信号Ｐは遅延器７
０内のいずれかの遅延要素７１〜７８を介して各超音波
振動子２０に供給される。

【００３１】図４の各超音波振動子２０をそれらの振動
面に対面する方角から見ると、左側のものほど近くに見
える。したがって、遠近の区別が生まれるが、本実施例
においては近くのものはど相対的に長い遅延時間の遅延
要素（７１〜７８のいずれか）が割り当てられる。隣合
う一対の超音波振動子２０に割り振られる遅延時間の差
Ｔｂは、どの一対をとっても常に一定である。このよう
にすると、超音波振動子２０の振動面の傾斜に適合した
波面２９が得られる。波面２９は右下がりに傾斜し、か
つ直線状を呈する。ここにいう波面２９とは個々の超音
波振動子２０の振動面から円弧状に波及する個別波面の
ことではなく、各個別波面を合成した長く波及するたと
えば直線状の波面のことである。

【００３２】図４の実施例においては、隣合う一対の遅
延要素（たとえば７７と７８）相互間の遅延時間の差Ｔ
ｂを、各超音波振動子２０から出る各同一周波数の超音
波（主極ビーム２１を含む超音波）が媒質５０の中を図
示段差ｂに相当する距離だけ進むに必要な時間と一致す
るように定める。この場合は、隣合う右側の超音波振動
子２０から発する進み位相の主極ビーム２１と、左側の
超音波振動子２０から発する遅れ位相の主極ビーム２１
とが両者並進の段階で同一位相となる。これは歩調を揃
えて並んで歩く状態と類似する。この場合の波面２９は
超音波振動子２０の振動面に平行である。この波面２９
は図示の太い矢印の方向へ進み、図外の被検体に斜めに
入射する。

【００３３】図５は前記図４の超音波斜角探査装置の一
部を変更したものである。変更事項は遅延器７０内部の
各遅延要素７１〜７８の遅延時間である。図５において
は、隣合う一対の遅延要素（たとえば７７と７８）相互
間の遅延時間差を、図４の場合のＴｂよりも大きなＴｂ
ｂとする。この場合の波面２９は超音波振動子２０の振
動面に対して図示のｒの角度だけ傾く。この波面２９を
形成する成分は主極ビーム２１ではなく、それよりやや
弱い傾斜ビーム２２である。段差ｂをこの傾斜ビーム２
２に沿って図った距離（ｂ／ｃｏｓｒ）は遅延時間差Ｔ
ｂｂの間に超音波が進む距離に等しい。

【００３４】図５のように、交差角θが一定である超音
波アレイプロ−ブ３０を用いた場合であっても、それに
よって形成される波面２９の傾きを前記のごとく調整す
ることが可能となる。本実施例においては遅延時間差Ｔ
ｂｂを図４のＴｂより大きな値としたが、逆に小さな値
とすれば角度ｒは負の値をとる。７１〜７８を特にデジ
タル可変遅延形要素とする遅延器７０を用いる場合は以
上のような波面２９の傾き変更・調整は容易に行える。
波面２９の傾きを超音波振動子２０の振動面の傾きθと
異なるように設定する場合は、波面２９形成に強い主極
ビーム２１を使わずに、それより弱い傾斜ビーム２２を
利用することになる。この場合の交差角θの効用は次の
ようなものとなる。前記図９における傾斜角をθ＋ｒで
はなく、それよりもθだけ小さなｒとするだけでよいの
で、傾斜角の小さななお相当に強い傾斜ビーム２２を利
用することが可能となり、その分だけ探査感度は向上す
る。補足すると、感度向上の利益を享有するためには、
θ＋ｒの絶対値をｒの絶対値より大きくすることが必要
である。ちなみに、斜角探査の意図には適合しないが、
波面２９をほぼ水平に設定するのであれば、従来の図８
の超音波アレイプロ−ブ３１を用いた方がむしろ有利と
なる。

【００３５】図６の実施例について説明する。これは、
前記図４の超音波斜角探査装置の遅延器７０後段に別の
遅延器８０を付加したものである。遅延器７０の場合は
図示のように直線的に変化する特性の遅延時間を与え
る。これに対し、遅延器８０に属する各遅延要素８１〜
８８の遅延時間は図示のように円弧状に変化する。これ
は超音波アレイプロ−ブ３１に電子レンズ効果を与え
る。遅延器７０だけだと右下がりの直線状の波面２９と
なる。そこに遅延器８０が加わると、この波面２９が円
弧状に歪む。円弧状の波面２９は矢印のように集束し、
Ｓ点に焦点を結ぶ。そこで、超音波アレイプロ−ブ３０
の長手方向に沿って平行に配置した被検体４０の要所に
焦点Ｓを合わせるようにすれば、そこを集中的に探査す
ることが可能となる。これは焦点を形成するタイプの斜
角探査となる。

【００３６】図６における焦点Ｓ形成形途上の波面２９
は直線状ではなく、円弧状であるが、その平均的な傾き
は超音波振動子２０の振動面のそれとほぼ一致する。そ
れは遅延器７０の働きによるものである。本発明適用上
は、各超音波振動子２０を一様に傾斜させる構成とこれ
に対応する位相調整手段７０を、遅延器８０のともなう
焦点タイプの超音波斜角探査装置に適用させたものと理
解される。実際上は遅延器７０と８０を独立別個の構成
要素とする必要はなく、要は両者を足し合わせた遅延特
性であればよい。

【００３７】前記図４の実施例は、その位相調整手段７
０はパルスジェネレータ６０と超音波アレイプロ−ブ３
０の間の信号伝達経路に介在する遅延器である。この点
の構成は次のように変更することが可能である。すなわ
ち、順次遅れた位相のパルス信号を発生する複数のパル
スジェネレータを設け、個々のパルスジェネレータを個
々の超音波振動子２０に対応させる。この場合にも位相
調整手段は必要であるが、それは各パルスジェネレータ
の前段に置かれる。この場合の位相調整手段はトリガー
パルスの位相を適宜に遅延させて、順次位相の異なる複
数のトリガーパルスを形成し、このそれぞれのトリガー
パルスを個々のパルスジェネレータに供給する。そうす
ると各パルスジェネレータから互いに位相の異なるパル
ス信号が出力されるようになるので、これでも同効であ
る。送信だけでなく、受信についても同じことがいえる
（遅延回路を通して合成すれば、焦点効果をもたせるこ
とや、角度をふることができる）。

【００３８】超音波斜角探査方法の実施例について説明
する。この説明に図１および図４を併用して用いる。探
査方法の実施に図４の超音波斜角探査装置を利用する。
その超音波アレイプロ−ブ３０を図１の被検体４０との
関係が図１のようにほぼ平行となるように配置する。超
音波アレイプロ−ブ３０と被検体４０の間には液体性の
媒質５０を充填する。図４の探査装置を付勢して、超音
波アレイプロ−ブ３０の各超音波振動子２０から放射さ
れる超音波の主極ビーム２１とほぼ直交する方向に延在
する超音波の波面２９を形成する。この波面２９を被検
体４０に斜めに投射する。

【００３９】この方法の場合の波面２９と被検体４０の
交わり角φは交差角θにほぼ等しい２５゜となる。被検
体４０に入射した超音波は被検体４０を透過しあるいは
反射する。その透過超音波あるいは反射超音波を受波器
で計測することによって被検体４０の内部構造に関する
データを得る。本実施例においては超音波アレイプロ−
ブ３０を受波器としても用い、その方向に戻る反射超音
波を計測する。計測データの分析プロセスの図示・説明
は省略するが、被検体４０のとの距離が各超音波振動子
２０を通して一様であり、探査感度も同であるため、そ
の相互間の感度変化を補正する処理は不要であり、補正
処理にともなう誤差も生じない。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に対応する発明によれば、各超
音波振動子の振動面を一様に傾斜させるので、高感度の
斜角探査に好適な超音波アレイプロ−ブが得られる。

【００４１】請求項２に対応する発明によれば、プロー
ブ本体における各超音波振動子の装着面を角および隅が
鈍角となる階段状に形成階段状に形成するので、各段の
上方が広く開放し、各段に配置した超音波振動子で形成
された超音波の必要成分のすべてが被検体方向に有効に
投射する実用的な超音波アレイプロ−ブが得られる。

【００４２】請求項３あるいは４に対応する発明によれ
ば、各超音波振動子の振動面を一様に傾斜させた超音波
アレイプロ−ブを用い、かつ各超音波振動子の振動面に
対面する方角から見たたときに、遠くに位置する超音波
振動子は位相の進んだ超音波を放射し、近くに位置する
超音波振動子は位相の遅れた超音波を放射するので、高
感度の探査が行える超音波斜角探査装置が得られる。

【００４３】請求項５に対応する発明においては、超音
波アレイプロ−ブと被検体をほぼ平行に配置し、各超音
波振動子から放射される超音波の主極ビームを合成した
波面を被検体に対して斜めに投射するので、高感度な斜
角探査が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波アレイプロ−ブと被検体を
示す側面図である。

【図２】同超音波アレイプロ−ブを用いた斜角探査の意
義を説明する説明図である。

【図３】同様の意義を説明する図２とは異なる説明図で
ある。

【図４】本発明に係る超音波斜角探査装置の一実施例を
示すブロック図である。

【図５】超音波斜角探査装置の他の実施例を示す要部ブ
ロック図である。

【図６】超音波斜角探査装置の別の実施例を示す要部ブ
ロック図である。

【図７】従来の超音波アレイプロ−ブと被検体を示す側
面図である。

【図８】従来の超音波アレイプロ−ブの別の用法を示す
図７同様の側面図である。

【図９】超音波振動子の一般的な鉛直指向特性図であ
る。

【符号の説明】

１０ プローブ本体 １８ 角 １９ 隅 ２０ 超音波振動子 ２１ 主極ビーム ２２ 傾斜ビーム ２９ 波面 ３０ 超音波アレイプロ−ブ ４０ 被検体 ４１、４２ 欠陥 ５０ 媒質 ６０ パルスジェネレータ ７０ 位相調整手段 ７１〜７８ 遅延要素 Ｌ 配列方向線 θ 交差角 φ 交わり角 ａ 奥行 ｂ 段差 Ｐ パルス信号 Ｔｂ、Ｔｂｂ 遅延時間差

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブ本体と、該プローブ本体の一方
   側から他方側へ順に配列した複数の超音波振動子を含む
   超音波アレイプロ−ブにおいて、 前記各超音波振動子の振動面を、前記各超音波振動子を
   順に結んだ配列方向線とのなす角が鋭角状を呈し、かつ
   前記各振動面が互いに平行になるように、一様に傾斜さ
   せたことを特徴とする超音波アレイプロ−ブ。
2. 【請求項２】 プローブ本体における各超音波振動子の
   装着面を、角および隅が鈍角となる階段状に形成し、そ
   の階段の各段に各１個の超音波振動子を配置したことを
   特徴とする請求項１記載の超音波アレイプロ−ブ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の超音波アレイプ
   ロ−ブとその各超音波振動子を励振するためのパルス信
   号を形成するパルスジェネレータを備え、さらに前記各
   超音波振動子をそれらの振動面に対面する方角から見た
   ときに遠いものより近くのものほど位相の遅れた超音波
   を放射するように、前記パルス信号を前記各超音波振動
   子に供給する位相調整手段を設けたことを特徴とする超
   音波斜角探査装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の超音波アレイプ
   ロ−ブと、その各超音波振動子を励振するためのパルス
   ジェネレータと、該パルスジェネレータから出力するパ
   ルス信号を遅延時間をとって各超音波振動子に入力する
   遅延器とを備え、 前記遅延器に、前記各超音波振動子をそれらの振動面に
   対面する方角から見たときに遠いものより近くのものに
   大きな前記遅延時間を設定する複数の遅延要素を設けた
   ことを特徴とする超音波斜角探査装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の超音波斜角探査
   装置を用い、その超音波アレイプロ−ブと被検体をほぼ
   平行に配置し、前記超音波アレイプロ−ブの各超音波振
   動子から放射される超音波の主極ビームとほぼ直交する
   方向に延在する超音波の波面を形成し、該波面を前記被
   検体に斜めに投射することを特徴とした超音波斜角探査
   方法。