JPS6097266A - 超音波顕微鏡の保護装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、試料内の微小部分を超音波を用いて観察し得
るように構成した超音波顕微鏡において、焦点合せ等を
行う場合、試料と超音波集束レンズとの間隔を調整する
時、試料にレンズが接触してレンズ及び試料が破損する
のを防止するようにした超音波顕微鏡の保護装置に関す
る。

［発明の技術的背景とその問題点］ 光の代りに超音波を用いて物体の微視的な構造を観察す
る装置として、機械走査形超音波顕微鏡　゛がある。こ
の超音波顕微鏡は、原理的には細く絞った超音波ビーム
によって試料面を渫械的に走査し、その試料により散乱
された超音波を集音して電気信号に変換し、その信号を
陰極線管の表示面に二次元的に表示し、顕微鏡像を得る
ものである。

走査する超音波としては、１００ＭＨｚ〜ＩＧ＋−１２
位の超高周波ビームが用いられ、１０煩〜１ｆ程度の分
解能が得られる。さらに、上記１ス上の周波数ビームを
用いれば、さらに分解能を上げることも可能であり、ま
た超音波によって物体の内部像を観察し１ｑるという利
貞も有している。

構成としては、超音波の検出の仕方によって、すなわち
試料内で散乱あるいは減衰しながら透過してきた超音波
を検出する場合と、試料内の音響的性質の差によって反
射してきた超音波を検出する場合とによって、透過型と
反射型とに分けられる。

第１図は反射型の超音波類ｆｉ１ｍの構成図で、高周波
発振器１からの信号は方向性結合器２により送受兼用ト
ランスジューサ３へ供給される。この信号は超音波に変
換されてこれが貼着された送受波兼用のサファイア等の
超音波伝搬媒体材から成る超音波集束レンズ４の一面よ
り内部に放射される。該超音波集束レンズ４の他面は球
面状にえぐられて球面レンズ部４ａとされ、球面レンズ
部４ａと対向して試料保持台５が配される。超音波集束
レンズ４と前記保持台５との間には音場媒体である水６
が介在され、前記球面レンズ部４ａの焦点において試料
７が保持台５に取付けられる。保持台５は走査装＠８で
Ｘ及びＹ方向に移動される。

勿論、保持台５の代りに超音波東京レンズ４をＸ及びＹ
方向に移動することも可能である。走査装置８は走査回
路９により制御される。

上記構成においては、トランスジューサ３より超音波集
束レンズ４に入射された超音波は集束されて試料７へ到
達し、その反側波は再び超音波集束レンズ４で集音され
、トランスジューサ３で電気信号に変換されて、前記方
向性結合器２を通って表示装置１０へ供給されるように
なっている。

ところで、上述のような超音波顕微鏡の場合、焦点合せ
は、例えば保持台５を７方向に移動させ試料７からの反
射信号強度をシンクロスコープ等の表示手段で観祭しな
がら行うので、操作者が熟練していないと、試料７がレ
ンズ４に接触してレンズ４を破壊させたり試料７を損傷
したりするという問題がある。

［発明の目的〕 本発明は上述した点にかんがみ、焦点合せ等を行うため
に、試料と超音波集束レンズとの間隔を調整する場合、
試料がレンズ面に接触することによってレンズや試料が
破損するのを防止することができる超音波顕微鏡の保護
装置を提供することである。

（発明の概要］ 本発明の超音波顕微鏡の保護装置は、超音波集束レンズ
の先端部近傍に光センサを配置し、レンズと試料の間隔
調整詩一定光量の光照射に対してその受光面変化を検出
することによって試料がレンズ面に接近したことを検知
するように構成するものである。

［発明の実施例コ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明に係る超音波顕微鏡の保護＠置を示す構
成図である。

第２図において、符号４は超音波集束レンズ。

５は試料保持台、６は音場媒体としての水、７は試料で
あり、第１図と同様にレンズ４下方の先端部は球面状に
えぐられて球面レンズ部４ａとされ、球面レンズ部４ａ
と対向して試料保持台５が配されている。通常は、球面
レンズ部４ａの超音波焦点Ｆ＋が試料７の位置に来るよ
うに例えば試料保持台５を７方向へ移動させて焦点合せ
を行えるように構成されている。このような従来の構成
に加えて、本発明では上記超音波焦点Ｆ１と球面レンズ
部４ａ間で比較的球面レンズ部４ａに近い位置が光通過
路となるように、光学ファイバ１１とフォトディテクタ
１２を対向配置し、光学ファイバ１１から照射された一
定光量の平行光をレンズ１３を用いて集光し、対するレ
ンズ１４にて平行光とした後フォトディテクタ１２で受
光するように構成している。この場合、光学ファイバ１
１へは図示しない外部の光源装置より光が導かれていて
、ファイバ端面より一定光量の光を照射するようになっ
ていて、その照射光はレンズ１３にてその光焦点Ｆ２で
集光された後レンズ１４へ人制されるようになっている
。なお、）Ａトデイテクタ１２としてはフォトダイオー
ド、フィト（・ランジスタ等の光電変換素子が用いられ
る。

このような構成では、焦点合ぜを行う場合、試料保持台
５を７方向へ移動させることにより、試１４７が超音波
集束レンズ４先端部に接近する状態となったとき、光学
ファイバ１１より照射される光量は遮られ、フォトディ
テクタ１２にて検出される光量が減少することになる。

このように、光量の変化を検出すれば試料７がレンズ４
に近づいたことを検知し、変換される電気信号に基づい
てその旨警告するか、試料保持台５の移動を停止させる
ように構成することが可能となる。

なお、上記実施例では、光を入出力するためにレンズ１
．３．１４を配置した構成としているが、これらのレン
ズを用いることなく構成することも可能であり、また光
照射手段としては光学ファイバ１１に代えて発光ダイオ
ードを用いることも可能である。フォトディテクタ１２
としては少しの光量減少でも検知可能な高感度素子を用
いる方がよい。さらに、上記のように、超音波の音場媒
体として水６が用いられるために、その界面で光路妨害
が生ずることも懸念されるため、光検出手段を水６の中
に入れた構成としてもよい。さらに、上記実施例では、
試料保持台５を７方向へ移動させて間隔調整を行うよう
にしているが、この構成に代えて超音波集束レンズ４側
を移動させて間隔調整するように構成してもよい。この
ときは、光センサ（光照射手段及び光検出手段）も超音
波集束レンズ４と共に移動するように構成してあればよ
い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、超音波集束レンズの
先端部近傍に一定光量の光照射に対してその受光量変化
を検出することによって試料がレンズ面に接近したこと
を検知する光センサを設けた構成としたので、焦点合せ
等の間隔調整時において試料が超音波集束レンズに接触
して、レンズが破壊されたり試料が損傷をこうむるのを
防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波顕微鏡の一例を示す構成図、第２
図は本発明に係る超音波顕微鏡の保護装置を示す構成図
である。 ４・・・超音波集束レンズ ４ａ・・・球面レンズ部　５・・・試料保持台６・・・
音場媒体　７・・・試料 １１・・・光学ファイバ １２・・・フォトディテクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波集束レンズを用いて超音波を集束し、集束した超
   音波ビームを走査して試料に照射し、試料からの反射波
   又は透過波を受波し超音波画像として表示可能どする超
   音波顕微鏡において、前記超音波集束レンズと試料との
   間隔を調整する詩試料がレンズ面に接近したことを一定
   光口の光照射に対してその受光量変化を検出することに
   よって検知可能とする光センサを、前記超音波集束レン
   ズ先端部近傍に配設したことを特徴とする超音波顕微鏡
   の保護装置。