JPS6097252A - 超音波顕微鏡の走査方法 - Google Patents
超音波顕微鏡の走査方法Info
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- JPS6097252A JPS6097252A JP58203608A JP20360883A JPS6097252A JP S6097252 A JPS6097252 A JP S6097252A JP 58203608 A JP58203608 A JP 58203608A JP 20360883 A JP20360883 A JP 20360883A JP S6097252 A JPS6097252 A JP S6097252A
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/10—Amplitude; Power
- G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
- G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は超音波顕微鏡において、試料を高分解能で走査
したり、低分解能で走査したりすることができる走査方
法に関するものである。
したり、低分解能で走査したりすることができる走査方
法に関するものである。
従来技術
従来、超音波を用いて試料の二次元超音波像を表示する
ことは既知であり、その走査方法も種々のものが提案さ
れている。最も一般的な方法は、試料を載置した試料台
をＹ方向に低速度で往復動させると共に超音波を放射す
る超音波ヘッドをＹ方向と直交するＸ方向に高速度で往
復動させて試料の所望の部分をラスク走査する方法であ
る。このようなラスク走査においては、超音波ヘッドと
試料との間の距離を調整し、超音波ビームが試料の所定
の部位に集束されるようにしている。例えば、試料表面
の超音波像を観察する場合には、超音波ビームを試料の
表面に集束させて微小な超音波スボツ）を試料に投射す
るように超音波ヘッドと試料との間隔を調整している。
ことは既知であり、その走査方法も種々のものが提案さ
れている。最も一般的な方法は、試料を載置した試料台
をＹ方向に低速度で往復動させると共に超音波を放射す
る超音波ヘッドをＹ方向と直交するＸ方向に高速度で往
復動させて試料の所望の部分をラスク走査する方法であ
る。このようなラスク走査においては、超音波ヘッドと
試料との間の距離を調整し、超音波ビームが試料の所定
の部位に集束されるようにしている。例えば、試料表面
の超音波像を観察する場合には、超音波ビームを試料の
表面に集束させて微小な超音波スボツ）を試料に投射す
るように超音波ヘッドと試料との間隔を調整している。
また、試料の微小部分を詳細に観察したい場合には、高
分解能が得られるように高い周波数の超音波を発射でき
る超音波ヘッドを用いている。−万、試料の比較的広い
部分を観察したい場合には周波数の低い超音波を発生す
る超音波ヘッドを用いている。したがって、従来は分解
能を変えるためには超音波ヘッドをその都度交換する必
要があり、操作が非常に面倒であった。また、このよう
に超音波ヘッドを交換することは操作が面倒となるばか
シではなく、超音波ヘッドの重量やケーブルなどが、超
音波ヘッドをＸ方向に駆動する加振機に及ぼす影響が変
化することになり、ラスク走査が良好に行なわれなくな
るという欠点もある。
分解能が得られるように高い周波数の超音波を発射でき
る超音波ヘッドを用いている。−万、試料の比較的広い
部分を観察したい場合には周波数の低い超音波を発生す
る超音波ヘッドを用いている。したがって、従来は分解
能を変えるためには超音波ヘッドをその都度交換する必
要があり、操作が非常に面倒であった。また、このよう
に超音波ヘッドを交換することは操作が面倒となるばか
シではなく、超音波ヘッドの重量やケーブルなどが、超
音波ヘッドをＸ方向に駆動する加振機に及ぼす影響が変
化することになり、ラスク走査が良好に行なわれなくな
るという欠点もある。
また、試料の同一視野範囲を高分解能の超音波ビームで
低速で走査するときおよび低分解能の超音波ビームで高
速でラフに走査するときにも超音波ヘッドを交換する必
要がちシ、上述した問題が起っていた。この場合、高分
解能の超音波ビームだけを用い、その画素情報を離散的
に抽出して低分解能の像を得るようにすることも考えら
れるが・この場合にはそれぞれが微細な画素情報を抜き
出して構成した超音波像は正常な絵とはならず、非常に
見すらいものとなってしまう。
低速で走査するときおよび低分解能の超音波ビームで高
速でラフに走査するときにも超音波ヘッドを交換する必
要がちシ、上述した問題が起っていた。この場合、高分
解能の超音波ビームだけを用い、その画素情報を離散的
に抽出して低分解能の像を得るようにすることも考えら
れるが・この場合にはそれぞれが微細な画素情報を抜き
出して構成した超音波像は正常な絵とはならず、非常に
見すらいものとなってしまう。
発明の目的
本発明の目的は上述した従来の欠点を除去し、１個の超
音波ヘッドを用いて高分解能および低分解能の正確な超
音波像を得ることができ、した力って操作が非常に簡単
になると共に加振機に悪影響を与えず精密な走査を行な
うことができる超音波顕微鏡の走査方法を提供しようと
するものである。
音波ヘッドを用いて高分解能および低分解能の正確な超
音波像を得ることができ、した力って操作が非常に簡単
になると共に加振機に悪影響を与えず精密な走査を行な
うことができる超音波顕微鏡の走査方法を提供しようと
するものである。
本発明の超音波顕微鏡の走査方法は、圧電トランスジュ
ーサを有する超音波ヘッドと試料を載置した試料台とを
二次元的に相対移動させて試料の超音波像を表示するに
当たり、高分解能の超音波像を得るときには超音波ヘッ
ドから放射される超音波ビームを試料表面上に集束させ
て小径のスポットを投射させ、低分解能の超音波像を得
るときには同一の超音波ヘッドから放射される超音波ビ
ームを試料の内部に集束させて試料表面上に大径のスポ
ットを投射させるように超音波ヘッドと試料との間の距
離を制御することを特徴とするものである。
ーサを有する超音波ヘッドと試料を載置した試料台とを
二次元的に相対移動させて試料の超音波像を表示するに
当たり、高分解能の超音波像を得るときには超音波ヘッ
ドから放射される超音波ビームを試料表面上に集束させ
て小径のスポットを投射させ、低分解能の超音波像を得
るときには同一の超音波ヘッドから放射される超音波ビ
ームを試料の内部に集束させて試料表面上に大径のスポ
ットを投射させるように超音波ヘッドと試料との間の距
離を制御することを特徴とするものである。
実施例
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の走査方法を実施する超音波顕微鏡の一
例の構成を示す線図である。制御部１により高周波パル
ス発生器２を制御して超゛高周波のバースト波電気信号
を発生させ、これをサーキュレータ３を介して超音波ヘ
ッド４の圧電トランスジューサ５に供給し、こ＼で電気
信号から超音波に変換して音響レンズ（超音波収束レン
ズ）６および液体媒質７を介して試料台８上に載置され
た試料９にスポット状に投射する。音響レンズ６お±び
試料台８は（、超音波スポットによシ試料９を（ 二次元的に走査するため、制御部１の制御の下に：。
例の構成を示す線図である。制御部１により高周波パル
ス発生器２を制御して超゛高周波のバースト波電気信号
を発生させ、これをサーキュレータ３を介して超音波ヘ
ッド４の圧電トランスジューサ５に供給し、こ＼で電気
信号から超音波に変換して音響レンズ（超音波収束レン
ズ）６および液体媒質７を介して試料台８上に載置され
た試料９にスポット状に投射する。音響レンズ６お±び
試料台８は（、超音波スポットによシ試料９を（ 二次元的に走査するため、制御部１の制御の下に：。
Ｘ方向走査部ｌＯおよびＹ方向走査部１１により、相対
的に二次元的に移動可能に構成されている。
的に二次元的に移動可能に構成されている。
−万、試料９からの反射波を、音響レンズ６で集音し、
圧電トランスジューサ５で電気信号に変換してサーキュ
レータ８を介してゲート部１２に供給し、こ＼で制御部
１の制御の下に試料９からの反射波に対応する信号のみ
を取出し、この信号を増幅・検波部１８で増幅、検波し
て輝度信号として制御部１の制御の下にＸおよびＹ方向
走査部１゜および１１からの位置に関する信号と共にス
キャンコンバータ１４に記録した後、表示部１５におい
て超音波像として表示する。さらに、本発明においては
、超音波ヘッド４と試料９との間の距離ｌを調整するた
めに試料台８を試料面に対して垂直な２方向に移動させ
る２方向駆動部１６を設け、これを制御部１によシ制御
するようにする。
圧電トランスジューサ５で電気信号に変換してサーキュ
レータ８を介してゲート部１２に供給し、こ＼で制御部
１の制御の下に試料９からの反射波に対応する信号のみ
を取出し、この信号を増幅・検波部１８で増幅、検波し
て輝度信号として制御部１の制御の下にＸおよびＹ方向
走査部１゜および１１からの位置に関する信号と共にス
キャンコンバータ１４に記録した後、表示部１５におい
て超音波像として表示する。さらに、本発明においては
、超音波ヘッド４と試料９との間の距離ｌを調整するた
めに試料台８を試料面に対して垂直な２方向に移動させ
る２方向駆動部１６を設け、これを制御部１によシ制御
するようにする。
今、試料９の所望の部位の高分解能超音波像を観察する
場合には、第２図Ａに示すように試料９の表面に超音波
ビームを集束して最小の径のスポットが試料表面上に投
射されるような距離Ｅ□が得られるように２方向駆動部
１６ｔ−制御する。このように設定した後、Ｘ方向走査
部１０およびＹ方向走査部１１を駆動して試料を二次元
走査すると、第８図Ａに示すように微小な画素情報が得
られ、これを表示部１５で表示することによシ高分解能
の超音波像が得られることになる。−万、低分解能の超
音波像を観察する場合には、第２図Ｂに示すように超音
波ビームのフォーカスポイントが試料赤面よりも下側に
位置するように、すなわち超音波ヘッド４と試料９との
間の距離らがｌ工よりも短かくなるように２方向駆動部
１６を駆動する。したがってこの場合には試料表面上に
はより大きな径の超音波ビームスポットが投射されるこ
とになる。このような状態に設定した後、Ｘ方向走査部
１０およびＹ方向走査部１１を駆動することにより第３
図Ｂに示すように大きな画素情報が得られることになシ
、シたがって表示部１５では低分解能の超音波像が表示
されることになる。このように、本発明では同一の超音
波ヘッド４を用いて高分解能の超音波像と低分解能の超
音波像との双方が得られることになる。低分解能の超音
波像を得る場合、順次の画素間の時間隔を、高分解能の
超音波像を得る場合のそれと同じとなるようＸおよびＹ
方向走査部ＩＯおよび１１を駆動すれば高速度で試料の
所望の部位の像が得られることになる。
場合には、第２図Ａに示すように試料９の表面に超音波
ビームを集束して最小の径のスポットが試料表面上に投
射されるような距離Ｅ□が得られるように２方向駆動部
１６ｔ−制御する。このように設定した後、Ｘ方向走査
部１０およびＹ方向走査部１１を駆動して試料を二次元
走査すると、第８図Ａに示すように微小な画素情報が得
られ、これを表示部１５で表示することによシ高分解能
の超音波像が得られることになる。−万、低分解能の超
音波像を観察する場合には、第２図Ｂに示すように超音
波ビームのフォーカスポイントが試料赤面よりも下側に
位置するように、すなわち超音波ヘッド４と試料９との
間の距離らがｌ工よりも短かくなるように２方向駆動部
１６を駆動する。したがってこの場合には試料表面上に
はより大きな径の超音波ビームスポットが投射されるこ
とになる。このような状態に設定した後、Ｘ方向走査部
１０およびＹ方向走査部１１を駆動することにより第３
図Ｂに示すように大きな画素情報が得られることになシ
、シたがって表示部１５では低分解能の超音波像が表示
されることになる。このように、本発明では同一の超音
波ヘッド４を用いて高分解能の超音波像と低分解能の超
音波像との双方が得られることになる。低分解能の超音
波像を得る場合、順次の画素間の時間隔を、高分解能の
超音波像を得る場合のそれと同じとなるようＸおよびＹ
方向走査部ＩＯおよび１１を駆動すれば高速度で試料の
所望の部位の像が得られることになる。
したがって、試料を観察する場合、初めは低分解能の超
音波像でラフな観察を高速で行ない、必要な部分だけ高
分解能の超音波像で観察するようにすれば、観察に要す
る全体の時間を著しく短縮することができる。また、同
一の超音波ヘッドを用いることができるので、従来のよ
うに一々超音波ヘッドを交換する煩わしさがなく、また
超音波ヘッドの交換に伴うＸ＼方向走査部１０に及ぼす
悪・影響もないので、正確な二次元走斤を行なうことが
できる。
音波像でラフな観察を高速で行ない、必要な部分だけ高
分解能の超音波像で観察するようにすれば、観察に要す
る全体の時間を著しく短縮することができる。また、同
一の超音波ヘッドを用いることができるので、従来のよ
うに一々超音波ヘッドを交換する煩わしさがなく、また
超音波ヘッドの交換に伴うＸ＼方向走査部１０に及ぼす
悪・影響もないので、正確な二次元走斤を行なうことが
できる。
上述した例では試料の同一の視野部分を高分解能および
低分解能で観察するようにしたが本発明によれば、低分
解能の超音波像を観察する場合には、ＸおよびＹ方向走
査部１０および１１の移動範囲を大きくすることもでき
、このようにすると同一の超音波ヘッド４を用いて試料
９の一層広い視野範囲をラフに走査することもでき、全
体の観察時間をさらに短縮することができる。
低分解能で観察するようにしたが本発明によれば、低分
解能の超音波像を観察する場合には、ＸおよびＹ方向走
査部１０および１１の移動範囲を大きくすることもでき
、このようにすると同一の超音波ヘッド４を用いて試料
９の一層広い視野範囲をラフに走査することもでき、全
体の観察時間をさらに短縮することができる。
次に、本発明の走査方法を実施する場合のゲート部１２
の動作について説明する。第４図Ａは超音波ヘッド４か
らゲート部１２へ供給される信号パルスを示すものであ
り、Ｐｏは高周波パルス発生器２からサーキュレータ３
を介して直接供給される送信パルスを示し、ＰＩ 、Ｐ
ａｌは音響レンズ６での内部多重反射による第１および
第２の反射パルスを示す。ＰＨは第２図Ａに示したよう
に超音波ビームを試料表面上に集束させたときの試料か
らの反射パルス）玉を示し、このパルスが画素情報とな
るものである。ゲート部１２ではこの反射パルスＰＨヲ
他のパルスＰ。、Ｐ□、Ｐ２と区別して抽出するために
第４図Ｂに示すようなゲートパルスＧが制御部１から供
給され、このゲートパルスＧの期間中だけゲート部１２
が開いて第４図０に示すように反射パルスＰＨだけが抜
き出され、次段の増幅、検彼部１３へ供給される。第４
図りは第２図Ｂに示すように、超音波ビームを試料９の
内部で集束させて低分解能の超音波像を得るときにゲー
ト部１２に供給される信号パルスを示すものである。こ
の場合には試料９の表面からの反射パルスＰＬと試料内
部のフォーカスポイントからの反射パルスＰＨ′とが第
１反射パルスＰ□と第２反射パルスＰ、との間で現われ
、第４図Ｅに示すようにこれらのパルスＰＬとＰＨとが
ゲートパルスＧによって抜き出されることになる。この
場合、試料内部のフォーカルポイントからの反射パルス
ＰＨは試料表面からの反射パルスＰＬよシも小さいと共
に元々低分解能の像を得るものであるから両者のパルス
がゲート部１２を通過しても余り・問題はない。
の動作について説明する。第４図Ａは超音波ヘッド４か
らゲート部１２へ供給される信号パルスを示すものであ
り、Ｐｏは高周波パルス発生器２からサーキュレータ３
を介して直接供給される送信パルスを示し、ＰＩ 、Ｐ
ａｌは音響レンズ６での内部多重反射による第１および
第２の反射パルスを示す。ＰＨは第２図Ａに示したよう
に超音波ビームを試料表面上に集束させたときの試料か
らの反射パルス）玉を示し、このパルスが画素情報とな
るものである。ゲート部１２ではこの反射パルスＰＨヲ
他のパルスＰ。、Ｐ□、Ｐ２と区別して抽出するために
第４図Ｂに示すようなゲートパルスＧが制御部１から供
給され、このゲートパルスＧの期間中だけゲート部１２
が開いて第４図０に示すように反射パルスＰＨだけが抜
き出され、次段の増幅、検彼部１３へ供給される。第４
図りは第２図Ｂに示すように、超音波ビームを試料９の
内部で集束させて低分解能の超音波像を得るときにゲー
ト部１２に供給される信号パルスを示すものである。こ
の場合には試料９の表面からの反射パルスＰＬと試料内
部のフォーカスポイントからの反射パルスＰＨ′とが第
１反射パルスＰ□と第２反射パルスＰ、との間で現われ
、第４図Ｅに示すようにこれらのパルスＰＬとＰＨとが
ゲートパルスＧによって抜き出されることになる。この
場合、試料内部のフォーカルポイントからの反射パルス
ＰＨは試料表面からの反射パルスＰＬよシも小さいと共
に元々低分解能の像を得るものであるから両者のパルス
がゲート部１２を通過しても余り・問題はない。
このようにしてゲート部１２を通過した反射パルスをさ
らに処理することにより表示部１５において低分解能の
超音波像を表示することができる。
らに処理することにより表示部１５において低分解能の
超音波像を表示することができる。
本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、幾
多の変形や変更を加えることができる。
多の変形や変更を加えることができる。
例えば上述した例では１つの超音波ヘッドによって高分
解能と低分解能との２つの超音波像を表示するようにし
たが、超音波ヘッドと試料との間の距離を適当に調整す
ることにより中間の分解能の超音波像を表示することも
でき、さらには分解能を連続的に変えるようにすること
もできる。また、！上述した例ではゲート部へのゲート
パルスを高分解能の場合でも低分解能の場合でも同じも
のとしたが、これらの場合でゲートパルスを相違させて
、低分解能の場合に第４図りに示す反射パルスＰＬ５だ
けを抜き出すこともできる。
解能と低分解能との２つの超音波像を表示するようにし
たが、超音波ヘッドと試料との間の距離を適当に調整す
ることにより中間の分解能の超音波像を表示することも
でき、さらには分解能を連続的に変えるようにすること
もできる。また、！上述した例ではゲート部へのゲート
パルスを高分解能の場合でも低分解能の場合でも同じも
のとしたが、これらの場合でゲートパルスを相違させて
、低分解能の場合に第４図りに示す反射パルスＰＬ５だ
けを抜き出すこともできる。
第１図は本発明の走査方法を実施する超音波顕微鏡の全
体の構成を示す線図、 第２図ＡおよびＢは高分解能と低分解能の場合１゜の超
音波ヘッドと試料との相対位置関係を示す断面図、 第３図ＡおよびＢは高分解能と低分解能との画素を示す
図、 第４図Ａ−Ｅは本発明走査方法を実施する場合１５の超
音波反射パルスの抽出方法の一例を説明するための信号
波形図である。 １・・・制御部 ２・・・高周波パルス発生器４・・・
超音波ヘッド ８・・・試料台９・・・試料 １０ 、 １１・・・ＸおよびＹ方向走査部１２・・・
ゲート部 １５・・表示部 １６・・・２方向駆動部 Ｐ。・・・送信パルスＰ□、
Ｐ２・・・第１．第２反射パルスＰＨ１ＰＬ・・試料表
面からの反射パルス。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 Ａ Ｂ
体の構成を示す線図、 第２図ＡおよびＢは高分解能と低分解能の場合１゜の超
音波ヘッドと試料との相対位置関係を示す断面図、 第３図ＡおよびＢは高分解能と低分解能との画素を示す
図、 第４図Ａ−Ｅは本発明走査方法を実施する場合１５の超
音波反射パルスの抽出方法の一例を説明するための信号
波形図である。 １・・・制御部 ２・・・高周波パルス発生器４・・・
超音波ヘッド ８・・・試料台９・・・試料 １０ 、 １１・・・ＸおよびＹ方向走査部１２・・・
ゲート部 １５・・表示部 １６・・・２方向駆動部 Ｐ。・・・送信パルスＰ□、
Ｐ２・・・第１．第２反射パルスＰＨ１ＰＬ・・試料表
面からの反射パルス。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 Ａ Ｂ
Claims (1)
- １ 圧電トランスジューサを有する超音波ヘッドと試料
を載置した試料台とを二次元的に相対移動させて試料の
超音波像を表示するに当たシ、高分解能の超音波像を得
るときＫは超音波ヘッドから放射される超音波ビームを
試料表面上に集束させて小径のスポットを投射させ、低
分解能の超音波像を得るときには同一の超音波ヘッドか
ら放射される超音波ビームを試料の内部に集束させて試
料表面上に大径のスポット全投射させるように超音波ヘ
ッドと試料との間の距離を制御することを特徴とする超
音波顕微鏡の走査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203608A JPS6097252A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 超音波顕微鏡の走査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203608A JPS6097252A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 超音波顕微鏡の走査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097252A true JPS6097252A (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=16476856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58203608A Pending JPS6097252A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 超音波顕微鏡の走査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6097252A (ja) |
-
1983
- 1983-11-01 JP JP58203608A patent/JPS6097252A/ja active Pending
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