JPS6110765A - 超音波顕微鏡 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、超音波顕微鏡に係り、特に試料内を透過した
超音波によりて観察画像を得る透過型の超音波顕微鏡に
関するものである。

〔発明の背景〕

超音波顕微鏡については、従来から種々の構成のものが
提案されているが、これらは大別して試料からの反射超
看波により撮像を行なう反射型と試料を透過した超音波
によって撮像を行なう透過。

型とがある。透過型の例として実開５４−９２７９４あ
るいは特開５６−５１６５９がある。この透過型超音波
顕微鏡を第２図によって説明する。

同図において、１は超音波の発信を行なう平面音波レン
ズ、２は超音波を受信する球面音波レンズである。該音
波レンズ１および２は円柱状の熔融石英等を用いた物質
の一面を光学研磨し、その面に上下電極３によってはさ
んだ圧電薄膜（例えは６ＺｎＯ等によって構成される）
４を取付け、他端部については平面音波レンズ１の場合
、光学研磨した平面となっており、かつ、球面音波レン
ズ２の場合、口径０１　ｔｍ　−１，０ｗｘφ程度の凹
面体の半球穴となっている。６は前記平面音波レンズｌ
と球面音波レンズ２との間に配置された試料で、該試料
６と前記平面音波レンズｌあるいは球面音波レンズ２と
の間には音波伝播媒体である媒質（例えば水）５が満た
されている。７は高周波電流を発生させる発信器で、該
発信器７は前記平面型音波レンズｌの電極３に該高周波
電流な印加可能に接続されている。８は前記球面音波レ
ンズ２の電極３に接続され、試料６を透過してきた超音
波を該球面音波レンズ２によって受信し圧電薄膜４で電
気信号に変換し、その電気信号を受信するとともにダイ
オード検波する受信器である。９は該受信器８に接続さ
れ、前記電気信号なＡ／Ｄ変換するエコー処理部である
。１１は前記試料６のＸ−Ｙ方向の走査を制御するとと
もに前記平面音波レンズｌと球面音波レンズ２の試料６
への方向すなわち２方向の移動を制御する走査制御装置
である。１０は該走査制御装置１１からの走査情報およ
び前記エコー処理部９からの信号を同期させて画像デー
タとして記憶するデジタルイメージメモリである。

戎は該デジタルイメージメモリーＯに記憶された画像デ
ータを表示するブラウン管（以下単にＣＲＴという）で
ある。

このような構成において、超音波送信側を１■記のよう
に平面音波レンズｌとすると、高周波電流が圧電薄Ｍ４
の全面に印加され焦点を有していないため、超音波の送
信出力は球面音波レンズを用いた場合に比べて相対的に
小さくなる。ところが；送信される超音波については、
収束を行なわないため、分解能は゛波長λとなる。一方
、ある程度の厚さを有した試料を透過させるために球面
音波レンズを超音波の送信側に用いた場合には、前記平
面音波レンズとは反対番こ送信出力は太き（なるが、媒
質と試料との間の反射を小さくするために打出しのレン
ズ角度すなわち収束する超音波の収束角度を小さくする
必要がある。また、Ｆナンバー（Ｆ＝、ｆ：焦点距離、
Ｄ：レンズ開口径）が太き（なり、これに伴つて分解能
（△γ＝Ｆ・λ）は前記式に示すように波長λの数倍に
太き畷なる。

したがって、得られた画像テ゛−夕によって作られる画
像から実際の寸法測定ができないという欠点があった。

すなわち、前述のように画像データによってＣＲＴ　１
２に表示される画像から実際の寸法測定ができない場合
、試料における内部の空洞あるいは欠陥の大きさ、その
位置の把握が困難であり、同一箇所の倍率の異なる観察
を行なう際に位置合せが困難で作業が煩雑になる等の欠
点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、試料をはさんで対向配置
された平面音波レンズおよび球面音波レンズとを備えた
透過型の超音波顕微鏡において、試料内部の変化を正確
に把握できるととも１こ、該試料における寸法測定ある
いは位Ｒ測定が正確に行なえる超音波顕微鏡を提供する
ことにある。

〔発明のＳ要〕

本発明は、平面音波レンズおよび球面音波レンズを試料
をはさんで対向配置した超音波顕微鏡において、各音波
レンズの圧電薄膜に高周波電流を印加し得る発信器と、
各音波レンズにおいて受信し電気信号に変換された該電
気信号を受信可能な受信器と、該受信器の出方をＡ／Ｄ
変換するエコー処理部と、試料の各音波レンズとの相対
的な走査を行なう走査制御手段と、前記エコー処理部お
よび走査制御手段の各出方を同期させ画像データを記憶
するデジタルイメージメモリと、該デジタルイメージメ
モリに記憶された画像データを表示する表示手段と、前
記平面音波レンズおよび球面゛音波レンズと発信器およ
び受信器の接続を切替える切替手段とから構成したこと
を特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による超音波顕微鏡の一実施例を第１図に
よって説明する。同図において、前記従来例と同一符号
は同一部材を示すものである。本実施例において、前記
従来例と異なる点は、発信器７を平面音波レンズエある
いは球面音波レンズ２に必要に応じて接続可能な切替え
スイッチ２０　ａ　、。

２０ｃを設け、かつ、受信器８を前記平面音波レンズｌ
あるいは球面音波レンズ２からのいずれの受信超音波変
換電気信号でも必要に応じて受信できる切替スイッチ２
０ｂ、２０ｄを設、けた点である。

このような構成において、試料６の内部空洞あるいは欠
陥を捜し出す場合には、超音波の送、借出力の大きな球
面音波レンズ２を送信側とするように切替えヌイ・Ｉチ
２０ａ、２０ｃを切替えて該球面音波レンズ２と発信器
７を接続し、これに伴って平面音波レンズ１を受信側と
するように切替スイッチ２０ｂ、２０．ｄを切替えて該
平面音波レンズ１と受信器８を接続する。このように接
続することによって、試料６内部の空洞あるいは欠陥を
確実に捜し出す。そして、前記撮像動作によって見つけ
た試料６内部の空洞あるいは欠陥の大きさあるいは位ぼ
関係を知る場合には、前記接続状態と逆に、平面音波レ
ンズ１を送信側とするように切替スイッチ２０ａ、　２
０ｃを切替えて該平面音波レンズｌと発信器７を接続し
、球面音波レンズ２を受信側とするように切替スイッチ
２０ｂ、２０ｄを切替えて該球面音波レンズ２と受信器
８を接続する。このように接続することにより、超音波
の送信出力は小このような構成によれば、試料６内部に
おける空洞あるいは欠陥等の判別が容易に行なえるとと
もに、さらに、前記空洞あるいは欠陥等の大きさあるい
は位置関係を正確に測定できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、試料内部の変化を
正確に把握できるとともに、該試料における寸法測定あ
るいは位置測定が正確に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波顕微鏡の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は従来の超音波顕微鏡を示すブロック
図である。 ｌ・・・・・・平面音波レンズ、２・・・・・・球面音
波レンズ、３・・・・・・上下電極、４・・−・・圧電
薄膜、５・・・・・・媒質、６・・・・・・試料、７・
・・・・・発信器、８・・・・・・受信器、９・・・代
理人　弁理士　　高　横　明　夫 才２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、平面音波レンズおよび球面音波レンズを試料の両側
   に対向配置した超音波顕微鏡において、前記各音波レン
   ズの圧電薄膜を高周波電流を印加し得る発信器と、前記
   各音波レンズにおいて受信され電気信号に変換された該
   電気信号を受信可能な受信器と、該受信器の出力をＡ／
   Ｄ変換するエコー処理部と、試料と前記各音波レンズと
   の相対的な走査を行なう走査制御手段と、前記エコー処
   理部および走査制御手段の各出力を同期させ画像データ
   を記憶するデジタルイメージメモリと、該デジタルイメ
   ージメモリに記憶された画像データを表示する表示手段
   と、前記平面音波レンズおよび球面音波レンズと発信器
   および受信器の接続を切替える切替手段とから構成した
   ことを特徴とする超音波顕微鏡。