JPH0894596A

JPH0894596A - 被検体の超音波検査方法

Info

Publication number: JPH0894596A
Application number: JP6229871A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Takishita; 芳彦瀧下; Noboru Yamamoto; 登山本; Hirotoshi Kino; 裕敏木野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-12
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JP3025614B2

Abstract

(57)【要約】【目的】アレイ探触子、パルサ、増幅器等を変更する
ことなく、広い範囲の検査を行なうことができる被検体
の超音波検査方法を提供すること。【構成】アレイ探触子５にはＸ軸方向に一列に圧電素
子が配列され、それらにより発生する超音波ビームでＸ
軸方向の走査（電子走査）を行なう。位置Ａにあるアレ
イ探触子５（Ａ）をＹ軸方向に機械的に連続移動させ、
その移動の中途の所定のピッチｐ毎に電子走査を行な
い、位置Ｂに至ってアレイ探触子５をＸ軸方向に、その
走査範囲Ｌとピッチｐの和だけずらし、かつ、Ｙ軸方向
にΔＹだけずらし、位置Ｃから位置Ｄに向かって同様の
走査を行なう。Ｘ軸方向の走査範囲を拡大でき、電子走
査の端部の対応するサンプリング点（Ｐ₁₀とＰ₂₀）を一
致させてサンプリングできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の圧電素子を一列
に配列して構成されたアレイ探触子を用いて被検体を超
音波ビームで走査する被検体の超音波検査方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】超音波検査による非破壊検査は多くの分
野で使用されている。特に、圧電素子を振動子として用
い、これら圧電素子を多数一列に配列して構成されるア
レイ探触子による超音波検査は、当該アレイ探触子の配
列方向の超音波走査を電子的に行なうことができるの
で、迅速な検査が可能である。このようなアレイ探触子
を用いた超音波検査装置を図８〜図１１により説明す
る。

【０００３】図８は超音波検査装置のスキャナ部分の斜
視図である。この図で、Ｘ、Ｙは座標軸を示す。１はス
キャナ台、２はスキャナ台１上に載置された水槽、３は
水槽２に注入された水、４は水槽２の底部に載置された
被検体である。５は圧電素子を多数一列に配列して構成
されるアレイ探触子で、被検体４と対向配置される。６
はアレイ探触子５を支持するホルダ、７はホルダ６を支
持しそのＸ軸方向の移動を案内するアーム、８はアーム
７を支持しそのＹ軸方向の移動を案内するフレームであ
る。これらでスキャナ９が構成されている。なお、アレ
イ探触子５は超音波ビームの焦点を所望の位置に合わせ
るため、図示されていない適宜の機構でＺ軸（Ｘ、Ｙ軸
に直交する軸）方向に移動せしめられる。

【０００４】図９は図８に示すアレイ探触子５の側面図
である。この図で、５０は一列に配列された多数の圧電
素子を示す。Ｂ₁ 、Ｂ₂ 、…………Ｂ_N は超音波ビー
ム、ｐは各超音波ビームＢ₁ 、Ｂ₂ 、…………Ｂ_N 間の
ピッチ、ｘは超音波ビームによる走査方向（例えば、図
８でＸ軸方向）、Ｌは走査範囲を示す。

【０００５】このアレイ探触子５の動作の概要を説明す
る。最初に図９で左端から複数の（例えば１番目から７
番目までの７個の）圧電素子が選択され、両端の素子か
ら中央の素子の方へ順に所定の遅延時間でパルス電圧を
与えて各圧電素子を励振し、超音波を発生させる。これ
ら圧電素子からの超音波は一点Ｆ（焦点）に集束する超
音波ビームＢ₁ となる。次に、圧電素子の選択を１つず
らせて次の複数の（２番目から８番目までの７個の）圧
電素子が選択され、これらを同様な遅延時間で励振する
と、次の超音波ビームＢ₂ が発生する。このように、圧
電素子の選択を１つずつ順にずらしてゆくことにより、
ピッチｐで超音波ビームＢ₁ 、Ｂ₂ 、…………Ｂ_N の走
査が行なわれることになる。上記圧電素子の選択は電子
的スイッチング手段により行なわれるので、高速な走査
（電子走査）が可能である。なお、各圧電素子から被検
体４に放射された超音波ビームは、超音波エコーとなっ
て対応する圧電素子に戻り、これに比例した電気信号に
変換される。

【０００６】図１０は図８および図９に示すアレイ探触
子５を用いた超音波検査装置のブロック図である。この
図で、１０はスキャナ９を駆動する駆動装置である。駆
動装置１０は、図８に示すホルダ６をＸ軸方向に駆動す
るモータ１０ＭＸ、このモータ１０ＭＸの駆動を制御し
又は所定回転角毎にパルスを出力するエンコーダ１０Ｅ
Ｘ、図８に示すアーム７をＹ軸方向に駆動するモータ１
０ＭＹ、このモータ１０ＭＹの駆動を制御し又は所定回
転角毎にパルスを出力するエンコーダ１０ＥＹで構成さ
れている。

【０００７】１１はアレイ探触子５の各圧電素子５０に
パルスを与えてこれらを励振させるパルサであり、各圧
電素子５０と対応してこれらと同数備えられている。１
２は１つの超音波ビームを放射するのに選択された各圧
電素子で変換された各超音波エコーに比例する各電気信
号を受信し、これらを増幅する増幅器であり、上記パル
サ１１と同じく各圧電素子５０と対応してこれらと同数
備えられている。１３は上記各電気信号を加算する波形
加算回路である。１４は遅延時間制御回路であり、選択
されている各圧電素子５０に対応する各パルサに前述の
所定の遅延を与えるとともに、波形加算回路１３にも同
様の遅延を与えて、選択されている各圧電素子に対応す
る各増幅器の出力信号を適正なタイミングで加算される
ようにする。１５はピーク検出器であり、波形加算回路
１３で加算された信号のピーク値を検出する。

【０００８】１６は演算処理部であり、ピーク検出器１
５で検出されたピーク値をディジタル値に変換するＡ／
Ｄ変換器１６１、インターフェース１６２、ピーク検出
器１５で得られた値を画像データとして蓄積する画像メ
モリ１６３、画像メモリ１６３に蓄積されたデータを画
像として表示するモニタ装置１６４、指令等のデータを
入力するキーボード１６５、上記遅延時間制御回路１４
の動作の制御、各圧電素子の選択および切り換え、スキ
ャナ９の動作の制御、モニタ装置１６４への画像表示の
制御等を行なうマイクロプロセッサ１６６で構成されて
いる。

【０００９】次に、上記アレイ探触子５を備えた超音波
検査装置の走査方法を説明する。図１１は超音波検査装
置の走査方法を説明する図である。この図で、Ｘ、Ｙは
図８に示す座標軸と同じ座標軸である。５（Ａ）はＹ軸
方向のある位置Ａにおけるアレイ探触子を示し、又、５
（Ｂ）はＹ軸方向のある位置Ｂにおけるアレイ探触子を
示す。図中の各黒点は超音波ビームによるサンプリング
点を示し、各黒点を結ぶ実線はアレイ探触子５の走査軌
跡を示す。各サンプリング点に付された括弧内の２つの
数のうち左側の数は、１回の電子走査における何番目の
サンプリング点かを示し、右側の数は、何番目の電子走
査かを示す数である。例えば、（Ｎ−１，１）は第１回
目の電子走査における（Ｎ−１）番目のサンプリング点
を意味する。図では、電子走査におけるサンプリング点
はＮ個であり、電子走査の回数はＭ回である。ｐはピッ
チであり、図示の場合、Ｘ軸方向（電子走査）のピッチ
とＹ軸方向のピッチとは同一ピッチとされている。

【００１０】超音波による走査は次のように行なわれ
る。最初に、アレイ探触子５は被検体に対する所定の位
置Ａにセットされる。次に、モータ１０ＭＹが駆動さ
れ、アレイ探触子５はＹ軸方向に所定の速度で連続的に
走査（機械走査）せしめられる。この機械走査中、エン
コーダ１０ＥＹからはモータ１０ＭＹの所定回転角度毎
にパルスが出力され、演算処理部１６で所定数のパルス
（ピッチｐに相当するパルス数）がカウントされる毎に
トリガ信号が出力され、各トリガ信号毎に１回の電子走
査が行なわれる。即ち、アレイ探触子５が位置Ａから最
初のピッチｐだけ移動したとき電子走査が開始される。
その最初のサンプリング点が（１，１）で表されてい
る。なお、最初の電子走査の開始位置はピッチｐ以外の
任意の距離（パルス数）に設定することもできる。

【００１１】この電子走査中もＹ軸方向の移動は継続さ
れているので、電子走査の軌跡は図示のように右上がり
の直線となる。この場合、同一電子走査における隣り合
うサンプリング点どうしのずれは極めて僅かであり、実
質的にサンプリング位置の不連続は生じないが、最初の
サンプリング点と最後のサンプリング点とはＹ軸方向の
ずれが大きくなる。

【００１２】このずれの量は、一例を挙げると、超音波
ビームの数（Ｎ）を１００、電子走査の繰り返し周波数
を１０ＫＨｚ（１００μｓｅｃ／パルス）、ピッチｐを
０．５ｍｍ、Ｙ軸方向走査速度を２５ｍｍ／ｓｅｃ
（０．５ｍｍ／２０ｍｓｅｃ）とした場合、０．２５ｍ
ｍとなる。このように、上記ずれの量は、超音波ビーム
の数、電子走査の繰り返し周波数、ピッチｐ、およびＹ
軸方向走査速度が決定されると定まる量である。

【００１３】上述のような動作が繰り返され、最後にア
レイ探触子５は図示のように所定位置Ｂに到達してＹ軸
方向の移動を停止する。アレイ探触子５のＹ軸方向の移
動量は（Ｍ＋１）×ｐである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被検体とし
ては種々の物体があり、走査対象が小さな面積の場合に
は、上記の走査方法で何等の不都合もない。しかし、被
検体が大きく、走査対象領域も大きい場合、上記の走査
方法では検査は不可能になる。この場合でも、Ｙ軸方向
で隣接領域の走査はモータ１０ＭＹによる移動距離を大
きくすることにより、比較的対応が容易であるが、Ｘ軸
方向で隣接する領域まで走査範囲を拡大するのは容易で
はない。即ち、Ｘ軸方向の走査範囲を拡大するには、一
列に配列される圧電素子の数を増加しなければならず、
これに伴ってパルサおよび増幅器の数も増加することと
なり、アレイ探触子５、パルサ１１、増幅器１２のコス
トが飛躍的に増大し、かつ、それらの容積も増大し、特
に、アレイ探触子５の重量の増加によっては、使用モー
タの容量も考慮しなければならない場合も生じる。

【００１５】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、アレイ探触子、パルサ、増幅器等を変更す
ることなく、より広い領域の検査を行なうことができる
被検体の超音波検査方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明における請求項１記載の発明は、多数の圧電
素子を一列に配列して構成されたアレイ探触子を用い、
このアレイ探触子を被検体に対して前記圧電素子の配列
方向とは異なる他の方向に連続的に相対移動させる第１
の走査中に、その相対移動における所定ピッチ毎に前記
被検体の表面を前記圧電素子の配列方向に所定のピッチ
で超音波走査する第２の走査を行なう被検体の超音波検
査方法において、前記アレイ探触子により、前記第１の
走査と前記第２の走査により得られた第１の走査領域に
隣接する第２の走査領域を、前記第１の走査領域の前記
第２の走査の最終走査における前記第２の走査領域に隣
接するサンプリング点に対して、当該第２の走査領域の
前記第２の走査の最初の走査における前記第１の走査領
域に隣接するサンプリング点が、前記第１の走査の走査
方向においてほぼ等しい位置関係になるように走査する
ことを特徴とする。

【００１７】又、請求項２記載の発明は、請求項１記載
の被検体の超音波検査方法において、前記アレイ探触子
が前記第１の走査の相対移動の最終位置に到達した後、
当該アレイ探触子を、前記配列方向に前記第２の走査の
走査範囲と当該第２の走査におけるピッチとを加算した
距離だけ相対移動させるとともに、当該アレイ探触子を
前記第１の走査方向に前記第２の走査における最初のサ
ンプリング位置と最終のサンプリング位置との間の前記
第１の走査方向の距離だけ相対移動させてアレイ探触子
を位置決めし、この位置から当該アレイ探触子を前回の
第１の走査の走査方向とは逆方向に相対移動させる前記
第１の走査と前記第２の走査とを行なうことを特徴とす
る。

【００１８】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
記載の被検体の超音波検査方法において、前記第１の走
査の相対移動の最終位置に到達した後、前記アレイ探触
子を、前記配列方向に前記第２の走査の走査範囲と当該
第２の走査におけるピッチとを加算した距離だけ相対移
動させてアレイ探触子を位置決めし、この位置から当該
アレイ探触子を前回の第１の走査の走査方向とは逆方向
に相対移動させる前記第１の走査と前記第２の走査とを
行ない、この再度の前記第１の走査と前記第２の走査と
において、前記第２の走査の最初の走査は、所定のタイ
ミングで開始することを特徴とする。

【００１９】さらに又、請求項４記載の発明は、請求項
１記載の被検体の超音波検査方法において、前記第１の
走査の相対移動における第２の走査の最終の走査開始
後、当該アレイ探触子を前記第１の走査方向に、前記第
２の走査における最初のサンプリング位置と最終のサン
プリング位置との間の前記第１の走査方向の距離だけ相
対移動させて停止させ、この位置から当該アレイ探触子
を前記配列方向に前記第２の走査の走査範囲と当該第２
の走査におけるピッチとを加算した距離だけ相対移動さ
せて位置決めし、この位置から当該アレイ探触子を前回
の第１の走査の走査方向とは逆方向に相対移動させる前
記第１の走査と前記第２の走査とを行なうことを特徴と
する。

【００２０】又、請求項５記載の発明は、請求項１記載
の被検体の超音波検査方法において、前記第１の走査に
おける相対移動を、その相対移動のピッチ毎に停止させ
て前記第２の走査を行ない、前記第１の走査の相対移動
の最終位置に到達した後、前記アレイ探触子を、前記配
列方向に前記第２の走査の走査範囲と当該第２の走査に
おけるピッチとを加算した距離だけ相対移動させてアレ
イ探触子を位置決めし、この位置から当該アレイ探触子
を前回の第１の走査の走査方向とは逆方向に相対移動さ
せる前記第１の走査と前記第２の走査とを行なうことを
特徴とする。

【００２１】

【作用】請求項１記載の発明では、第１の走査方向に沿
って第１の走査領域の走査を行ない、次に、第１の走査
領域と隣接する第２の走査領域を第１の走査領域の第１
の走査方向とは逆方向に走査する。この逆方向の走査に
おいて、第１の走査領域の最終の第２の走査における最
初の又は最終サンプリング点と、第２の走査領域の最初
の第２の走査における最終又は最初のサンプリング点と
が、第１の走査方向において互いにほぼ同じ位置関係に
なるように走査される。これにより、最初の領域の走査
と、再度行なわれる次の新たな領域の走査との間で、サ
ンプリング位置のずれは生じないで、かつ、従来の装置
を用いて、広い範囲の超音波検査を行なうことができ
る。

【００２２】請求項１記載の発明は、請求項２記載の発
明のように、アレイ探触子が第１の走査（機械走査）の
相対移動の最終位置に到達した後、アレイ探触子を、圧
電素子の配列方向に、第２の走査（電子走査）の走査範
囲と当該電子走査におけるピッチとを加算した距離だけ
相対移動させ、かつ、機械走査方向に電子走査の始点と
終点の間の距離だけ相対移動させ、次いで、その位置か
ら、新たな隣接領域に対し前記機械走査と前記電子走査
とを再度繰り返すことにより達成される。

【００２３】又、請求項１記載の発明は、請求項３記載
の発明のように、アレイ探触子が機械走査の相対移動の
最終位置に到達した後、アレイ探触子を、圧電素子の配
列方向に、電子走査の走査範囲と当該電子走査における
ピッチとを加算した距離の相対移動のみを行ない、この
位置から新たな隣接領域に対して機械走査と電子走査と
を再度行ない、この再度の走査において、電子走査の最
初の走査は、定められたタイミングで開始することによ
り達成される。

【００２４】さらに、請求項１記載の発明は、請求項４
記載の発明のように、機械走査の相対移動における電子
走査の最終の走査開始後、アレイ探触子を機械走査方向
に、電子走査における最初のサンプリング位置と最終の
サンプリング位置との間の電子走査方向の距離だけ相対
移動させて停止させ、この位置からアレイ探触子を圧電
素子の配列方向に電子走査の走査範囲と当該電子走査に
おけるピッチとを加算した距離だけ相対移動させて位置
決めし、この位置から当該アレイ探触子を前回の機械走
査の走査方向とは逆方向に相対移動させる機械走査と電
子走査とを行なうことにより達成される。

【００２５】又、請求項１記載の発明は、請求項５記載
の発明のように、機械走査における相対移動中、その相
対移動のピッチ毎に当該相対移動を停止させ、この停止
状態で電子走査を行ない、機械走査の相対移動の最終位
置に到達した後、アレイ探触子を、圧電素子の配列方向
に電子走査の走査範囲と当該電子走査におけるピッチと
を加算した距離だけ相対移動させてアレイ探触子を位置
決めし、この位置から新たな隣接領域に対して機械走査
と電子走査とを再度行なうことにより達成される。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の第１の実施例に係る被検体の超音
波検査方法を説明する図である。この図で、５（Ａ）、
５（Ｂ）は図１１に示す５（Ａ）、５（Ｂ）と同じく、
位置Ａ、Ｂにおけるアレイ探触子５を示し、５（Ｃ）、
５（Ｄ）は位置Ｃおよび位置Ｄにおけるアレイ探触子５
を示す。位置Ａから位置Ｂまでの間のＸ軸方向走査（電
子走査）およびＹ軸方向走査（機械走査）は図１１に示
す走査と同様に行なわれる。本実施例は、電子走査方向
（Ｘ軸方向）で隣接する領域を走査する走査範囲拡大方
法を提供するものである。

【００２７】本実施例では、位置Ａから位置Ｂまでの間
の領域の走査が終了すると、アレイ探触子５を、モータ
１０ＭＸにより、その走査範囲Ｌとピッチｐとを加算し
た距離（Ｌ＋ｐ）だけ電子走査方向に移動し、かつ、モ
ータ１０ＭＹにより、Ｙ軸方向に距離ΔＹだけ移動す
る。この移動位置が破線で示されている位置Ｃである。
距離ΔＹの移動については後述する。次に、この位置Ｃ
から、位置Ａから位置Ｂまでの領域の走査とは逆向き
に、当該走査と同様の方法で、位置Ｃから位置Ｄ（位置
ＡからＬ＋ｐだけ電子走査方向に移動した位置）までの
領域の走査を行なう。この領域は図から明らかなよう
に、さきの領域とはＸ軸方向で隣接する新たな領域であ
る。ここで、上記位置Ｂから位置Ｃへ移動する際に、Ｙ
軸方向に距離ΔＹの移動を行なう理由を、図２および図
３を参照して説明する。

【００２８】図２はアレイ探触子をその電子走査方向に
のみ移動し、図１に示す距離ΔＹの移動を行なわない場
合の走査の説明図である。アレイ探触子５を位置Ｂか
ら、その電子走査方向に、走査範囲Ｌとピッチｐの和
（Ｌ＋ｐ）だけ移動する（位置Ｅ）。この位置Ｅから位
置Ｄまでアレイ探触子５をＹ軸方向に、さきのＹ軸方向
走査と逆向きに機械走査し、かつ、機械走査のピッチｐ
ごとにさきの電子走査と同一方向に電子走査を行なう
と、電子走査の軌跡は図示のように右下がりとなる。な
お、電子走査の方向を変えると、回路およびその制御が
複雑になるので定められた電子走査方向が維持されるの
が通常である。

【００２９】ここで、位置Ａから位置Ｂへの領域の走査
における１つの走査軌跡Ｏ₁₀（図では最終軌跡の１つ前
の走査軌跡）に注目する。この走査軌跡Ｏ₁₀上の各サン
プリング点のデータは、モニタ装置１６４の表示画面上
では、図に一点鎖線上の各点のデータとして表示され
る。これは、その他の各走査軌跡についても同様であ
る。したがって、軌跡Ｏ₁₀の最初のサンプリング点（電
子走査開始点）のデータのみが表示画面上の位置のデー
タと一致し、２番目のサンプリング点からは各サンプリ
ング点の位置が表示画面上の位置から順次少しずつ大き
くずれてゆき、最終のサンプリング点Ｐ₁₀において採取
されたデータは、当該サンプリング点Ｐ₁₀から距離ΔＹ
離れた一点鎖線上の点Ｐ_D10 のデータとして表示され
る。

【００３０】一方、位置Ｅから位置Ｄへの新たな領域の
走査において、上記走査軌跡Ｏ₁₀に対応する走査軌跡Ｏ
₂₀上の各サンプリング点については、最初のサンプリン
グ点Ｐ₂₀のみが表示画面上の位置のデータと一致し、２
番目のサンプリング点からは走査軌跡Ｏ₁₀の場合と同
様、順次少しずつ大きくずれてゆく。この場合のずれの
方向は最初の領域の走査におけるずれの方向と逆方向で
ある。そこで、最初の領域の走査の走査軌跡Ｏ₁₀の最終
サンプリング点Ｐ₁₀と、新たな領域の走査の走査軌跡Ｏ
₂₀上の最初のサンプリング点Ｐ₂₀とを比較すると、図示
のようにＹ軸方向に距離ΔＹだけずれることになる。こ
の距離ΔＹは、走査軌跡Ｏ₁₀の最初のサンプリング点と
最終サンプリング点Ｐ₁₀とのＹ軸方向の差に等しく、前
述の数値例では０．２５ｍｍとなり、既知の値である。

【００３１】このように、被検体上のＸ軸方向の位置が
同一軸上の隣接位置にあり、かつ、表示画面でも同一軸
上の隣接位置にあるにもかかわらず、実際のサンプリン
グ点はＹ軸方向に距離ΔＹだけずれているという不都合
が生じる。この距離ΔＹのずれは、各電子走査において
生じる。

【００３２】以上の説明は、実際のサンプリング点から
みたずれの説明であるが、これをより詳細に説明すると
図３のようになる。図３は図２に示す走査軌跡Ｏ₁₀、Ｏ
₂₀を取り出して示した図である。図３で、Ｄ₁₀、Ｄ₂₀は
表示画面におけるＸ軸上のラインを示す。図３に示すよ
うに、ラインＤ₁₀、Ｄ₂₀上には走査軌跡Ｏ₁₀、Ｏ₂₀の各
サンプリング点のデータが図示矢印のように表示され
る。上述のように、実際のサンプリング点のずれの、上
記の２つの領域の継ぎ合わせ面でのずれ量はΔＹであ
り、走査軌跡Ｏ₁₀、Ｏ₂₀における最大距離が２・ΔＹで
示されている。

【００３３】そこで、本実施例では、図１に示すよう
に、アレイ探触子５の位置をＸ軸方向（電子走査方向）
にずらして次の新たな領域の走査を行なうときに、距離
（Ｌ＋ｐ）だけＸ軸方向（電子走査方向）に移動し、併
せて、Ｙ軸方向（機械走査方向）に距離ΔＹだけ移動す
ることにより、上記の不都合を解消するものである。こ
こで、当該距離ΔＹは前述のとおり既知であり、この距
離ΔＹに相当するパルス数を演算処理部１６に設定して
おくことにより、距離ΔＹの移動を行なう。

【００３４】このように、距離ΔＹだけ移動した位置Ｃ
から位置Ｄへの新たな領域の走査において、図２に示す
場合と同じく２番目の走査軌跡Ｏ₂₀に着目すると、距離
ΔＹのずれにより、走査軌跡Ｏ₂₀における最初のサンプ
リング点Ｐ₂₀は距離ΔＹだけ上方へずれ、この結果、対
応する走査軌跡Ｏ₁₀の最終サンプリング点Ｐ₁₀と同一Ｘ
軸上で隣接することになり、不都合が解消される。この
場合、走査軌跡Ｏ₂₀の最終サンプリング点が表示画面上
の位置と一致することになる。

【００３５】なお、上記実施例の説明では、アレイ探触
子５を位置Ｂで停止して位置Ｃへ移動する例について説
明したが、アレイ探触子５を位置Ｂで停止せずに（位置
Ｂ＋ΔＹ）まで移動して停止し、そこから電子走査方向
へ距離（Ｌ＋ｐ）移動することもできる。さらに、距離
ΔＹ分の移動を全く行なわず、アレイ探触子５を、図２
に示す位置Ｅに移動した後、電子走査の開始点のタイミ
ングを位置Ａから位置Ｂへの領域の走査における各最終
サンプリング点と一致するように変更してもよい。

【００３６】このように、本実施例では、アレイ探触子
を、最初の領域の走査が終了した位置で、最初の領域の
走査における電子走査の最終サンプリング点の位置と当
該領域に隣接する次の領域の走査における電子走査の最
初のサンプリング点の位置とが各電子走査において対向
できるように、次の新たな領域へ移動させて当該領域の
走査を行なうようにしたので、アレイ探触子、パルサ、
増幅器等を変更することなく、広い範囲の検査を行なう
ことができ、又、両領域においてサンプリング点に大き
なずれが生じデータの表示画像にもずれが生じるような
不都合も発生しない。

【００３７】図４は本発明の第２の実施例に係る超音波
検査方法を説明する図である。この図で、図１に示す部
分と同一部分には同一符号が付してある。５（Ｆ）は位
置Ｆにおけるアレイ探触子５を示し、５（Ｇ）は位置Ｇ
におけるアレイ探触子５を示す。Ｏ₁₁は最初の走査領域
の最終電子走査の軌跡、Ｐ₁₁は軌跡Ｏ₁₁の最初のサンプ
リング点、Ｐ₁₁₀ は最後のサンプリング点である。又、
Ｏ₂₁は次の走査領域の最初の電子走査の軌跡、Ｐ₂₁₀ は
軌跡Ｏ₂₁の最初のサンプリング点を示す。

【００３８】本実施例では、位置Ａにあるアレイ探触子
５が機械走査を開始するとき、電子走査も同時に開始す
る。以後、さきの実施例と同様に機械走査と電子走査を
繰り返した後、最後の電子走査（軌跡Ｏ₁₁）を行なう時
点で、演算処理部１６はこれを判断し、当該時点以後の
機械走査方向の移動は最後の電子走査の開始位置（サン
プリング点Ｐ₁₁に相当する位置）から距離ΔＹだけとす
る。なお、機械走査開始前に位置Ａから位置Ｆまでの移
動距離を予め設定し与えておいてもよい。このように、
最後の電子操作を行なう時点から距離ΔＹだけ移動して
停止した位置が位置Ｆである。

【００３９】次に、アレイ探触子５はその走査範囲Ｌと
ピッチｐとを加算した距離（Ｌ＋ｐ）だけ電子走査方向
に移動せしめられる。この位置が位置Ｇである。この位
置Ｇから、最初の走査領域における機械走査方向とは逆
方向に機械走査が開始されるが、この機械走査の開始と
同時に電子走査も開始される。この最初の電子走査が軌
跡Ｏ₂₁で示される。このときの最初のサンプリング点Ｐ
₂₁₀ が最初の走査領域の最終サンプリング点Ｐ₁₁₀ と機
械走査方向の位置において一致するのは、位置Ｆと位置
Ｇが機械走査方向において同一位置にあることから明ら
かである。

【００４０】以後、機械走査と電子走査の繰り返しによ
り、最初の走査領域と隣接する次の走査領域が走査され
てゆく。そして、最後の電子走査開始時点で、最初の走
査領域における場合と同様、演算処理部１６はこれを判
断し、当該時点以後の機械走査方向の移動は最後の電子
走査の開始位置（サンプリング点Ｐ₂₁₀₀に相当する位
置）から距離ΔＹだけとする。このように、距離ΔＹだ
け移動して停止した位置が位置Ｄである。

【００４１】図５は図４に示す超音波検査方法による他
の具体例の検査方法を示す図である。図５で、図４に示
す部分と同一又は等価な部分には同一符号が付してあ
る。図５に示す場合、図４に示す場合と比較して、た
だ、最初の走査領域から次の走査領域への電子走査方向
の移動が図４に示す場合と逆方向となっているのみであ
り、検査方法自体は同じである。図から判るように、図
４に示す場合は、最初の走査領域における電子走査の最
終サンプリング点と、次の走査領域における電子走査の
最初のサンプリング点とが対向することになるが、図５
に示す場合は、最初の走査領域における電子走査の最初
サンプリング点と、次の走査領域における電子走査の最
終サンプリング点とが対向することになるこのように、本実施例では、最初の走査領域で、機械走
査と同時に電子走査を開始し、最終電子走査開始位置か
ら距離ΔＹだけ移動してアレイ探触子を停止させ、次の
走査領域でも同様の方法で走査を行なうようにしたの
で、さきの実施例と同じ効果を奏する。

【００４２】図６は本発明の第３の実施例に係る被検体
の超音波検査方法を説明する図である。本実施例も、電
子走査方向（Ｘ軸方向）で隣接する領域に走査範囲を拡
大する方法を提供するものである。図６で、５（Ａ）、
５（Ｂ）は図１に示す５（Ａ）、５（Ｂ）と同じく、位
置Ａ、Ｂにおけるアレイ探触子５を示し、５（Ｃ）、５
（Ｄ）は位置Ｃおよび位置Ｄにおけるアレイ探触子５を
示す。位置Ａから位置Ｂまでの領域の電子走査および機
械走査は次のように行なわれる。アレイ探触子５はＹ軸
方向にピッチｐだけ移動すると一旦停止し、この停止状
態で電子走査が行なわれる。電子走査終了後、アレイ探
触子５は再度Ｙ軸方向にピッチｐだけ移動して停止し、
電子走査が行なわれる。この移動の間に、さきに採取し
たデータを画像メモリ１６３に転送する。この動作が繰
り返され、最後にアレイ探触子５は位置Ｂに達する。こ
のような走査においては、電子走査の各走査軌跡はＸ軸
に平行となる。次いで、アレイ探触子５はモータ１０Ｍ
Ｘにより、その走査範囲Ｌとピッチｐとを加算した距離
（Ｌ＋ｐ）だけ電子走査方向に移動し（位置Ｃ）、今度
はＹ軸方向逆向きに、位置Ａから位置Ｂへの領域の走査
と同じ方法で位置Ｄまでの領域の走査を行なう。

【００４３】本実施例では、さきの実施例に比較して走
査時間が長くなるが、さきの実施例と同じ効果を奏しな
がら、しかも実際のサンプリング位置と表示画像上の位
置とを一致させることができる。

【００４４】図７は上記各実施例の検査方法を用いた走
査領域の拡大を説明する図である。この図で、５
（Ａ）、５（Ｈ）はそれぞれ位置Ａ、位置Ｈにあるアレ
イ探触子５を示す。太線ｉはアレイ探触子５の中心の機
械走査の軌跡、細線ｊは電子走査の１ライン分の軌跡を
示す。さきの各実施例では、２つの走査領域の走査方法
のみを説明したが、走査領域は２つに限ることはなく、
任意の数だけ拡大することができる。図では、４つの走
査領域Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ が示されている。

【００４５】なお、隣接する各走査領域の隣接部分にお
ける対向する各サンプリング点のずれは完全に０にする
必要はなく、例えば、電子走査における隣り合うサンプ
リング点間の機械走査方向のずれ程度は僅かであり、許
容でき、又、画像表示上では何等の問題も生じない。さ
らに、上記各実施例の説明では、Ｘ軸方向の走査を電子
走査で行ない、Ｙ軸方向の走査を機械走査で行なう例に
ついて説明したが、その逆も可能であり、かつ、Ｘ軸又
はＹ軸と、これら各軸と直交するＺ軸との走査にも適用
できるのは明らかである。

【００４６】又、円筒形状の被検体に対しては、円筒軸
方向を電子走査方向（Ｘ軸方向）とし、円筒をＸ軸を中
心に回転させ、円筒表面の回転接線方向を機械走査方向
（Ｙ軸方向）とすれば、本発明が適用できるのは明らか
である。さらに又、上記各実施例では、アレイ探触子５
を移動させる例について説明したが、被検体側を移動さ
せることもできる。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、アレイ
探触子を、最初の領域の走査が終了した位置で、最初の
領域の走査における電子走査の最終又は最初のサンプリ
ング点の位置と当該領域に隣接する次の新たな領域の走
査における電子走査の最初又は最終のサンプリング点の
位置とが各電子走査において対向できるように、次の新
たな領域へ移動させて当該領域の走査を行なうようにし
たので、アレイ探触子、パルサ、増幅器等を変更するこ
となく、広い範囲の検査を行なうことができ、又、両領
域においてサンプリング点に大きなずれが生じデータの
表示画像にもずれが生じるような不都合も発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る被検体の超音波検
査方法を説明する図である。

【図２】図１に示す方法を採用する理由を説明する図で
ある。

【図３】図１に示す方法を採用する理由を説明する図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施例に係る被検体の超音波検
査方法を説明する図である。

【図５】図４に示す超音波検査方法による他の具体例の
検査方法を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例に係る被検体の超音波検
査方法を説明する図である。

【図７】各実施例の検査方法を用いた走査領域の拡大を
説明する図である。

【図８】スキャナの斜視図である。

【図９】アレイ探触子の側面図である。

【図１０】超音波検査装置のブロック図である。

【図１１】従来の被検体の超音波検査方法を説明する図
である。

【符号の説明】

５（Ａ）、５（Ｂ）、５（Ｃ）、５（Ｄ）アレイ探触
子の位置Ｏ₁₀、Ｏ₂₀ 走査軌跡Ｐ₁₀、Ｐ₂₀ サンプリング点Ｌ走査範囲ｐピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の圧電素子を一列に配列して構成さ
れたアレイ探触子を用い、このアレイ探触子を被検体に
対して前記圧電素子の配列方向とは異なる他の方向に連
続的に相対移動させる第１の走査中に、その相対移動に
おける所定ピッチ毎に前記被検体の表面を前記圧電素子
の配列方向に所定のピッチで超音波走査する第２の走査
を行なう被検体の超音波検査方法において、前記アレイ
探触子により、前記第１の走査と前記第２の走査により
得られた第１の走査領域に隣接する第２の走査領域を、
前記第１の走査領域の前記第２の走査の最終走査におけ
る前記第２の走査領域に隣接するサンプリング点に対し
て、当該第２の走査領域の前記第２の走査の最初の走査
における前記第１の走査領域に隣接するサンプリング点
が、前記第１の走査の走査方向においてほぼ等しい位置
関係になるように走査することを特徴とする被検体の超
音波検査方法。
【請求項２】請求項１記載の被検体の超音波検査方法
において、前記アレイ探触子が前記第１の走査の相対移
動の最終位置に到達した後、当該アレイ探触子を、前記
配列方向に前記第２の走査の走査範囲と当該第２の走査
におけるピッチとを加算した距離だけ相対移動させると
ともに、当該アレイ探触子を前記第１の走査方向に前記
第２の走査における最初のサンプリング位置と最終のサ
ンプリング位置との間の前記第１の走査方向の距離だけ
相対移動させてアレイ探触子を位置決めし、この位置か
ら当該アレイ探触子を前回の第１の走査の走査方向とは
逆方向に相対移動させる前記第１の走査と前記第２の走
査とを行なうことを特徴とする被検体の超音波検査方
法。
【請求項３】請求項１記載の被検体の超音波検査方法
において、前記第１の走査の相対移動の最終位置に到達
した後、前記アレイ探触子を、前記配列方向に前記第２
の走査の走査範囲と当該第２の走査におけるピッチとを
加算した距離だけ相対移動させてアレイ探触子を位置決
めし、この位置から当該アレイ探触子を前回の第１の走
査の走査方向とは逆方向に相対移動させる前記第１の走
査と前記第２の走査とを行ない、この再度の前記第１の
走査と前記第２の走査とにおいて、前記第２の走査の最
初の走査は、所定のタイミングで開始することを特徴と
する被検体の超音波検査方法。
【請求項４】請求項１記載の被検体の超音波検査方法
において、前記第１の走査の相対移動における第２の走
査の最終の走査開始後、当該アレイ探触子を前記第１の
走査方向に、前記第２の走査における最初のサンプリン
グ位置と最終のサンプリング位置との間の前記第１の走
査方向の距離だけ相対移動させて停止させ、この位置か
ら当該アレイ探触子を前記配列方向に前記第２の走査の
走査範囲と当該第２の走査におけるピッチとを加算した
距離だけ相対移動させて位置決めし、この位置から当該
アレイ探触子を前回の第１の走査の走査方向とは逆方向
に相対移動させる前記第１の走査と前記第２の走査とを
行なうことを特徴とする被検体の超音波検査方法。
【請求項５】請求項１記載の被検体の超音波検査方法
において、前記第１の走査における相対移動を、その相
対移動のピッチ毎に停止させて前記第２の走査を行な
い、前記第１の走査の相対移動の最終位置に到達した
後、前記アレイ探触子を、前記配列方向に前記第２の走
査の走査範囲と当該第２の走査におけるピッチとを加算
した距離だけ相対移動させてアレイ探触子を位置決め
し、この位置から当該アレイ探触子を前回の第１の走査
の走査方向とは逆方向に相対移動させる前記第１の走査
と前記第２の走査とを行なうことを特徴とする被検体の
超音波検査方法。