JPS6347652A - 超音波顕微鏡用音波センサ - 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、超音波顕微鏡用音波センサに係り、特にレン
ズ部分を有したものに好適な超音波顕微鏡用音波センサ
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、超音波顕微鏡においては、音波センサの圧電素子
から発信した超音波がその対向位置にあるレンズ部で反
射され、かつ、該音波センサ側面でさらに反射された多
重反射音波が、観察試料からの反射超音波が重なって圧
電素子に受信されるため、該多重反射音波がノイズとな
って鮮明な観察画像が得られないという問題があった。

そこで、これらのノイズ対策として、音波センサの外周
囲に吸音物質な被着あるいは該外周部分を粗くして吸音
し易い構成とすることが知られている。（特開昭５８−
９６２４８号公報、実公昭５８−３１２００号公報） 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、前述のような多重反射音波を低減する構成に
おいては、いずれも直接的に前記多重反射音波を吸音す
るものではなく、該多重反射音波が圧電素子に受信され
、特に観察試料からの反射音波が低レベルの場合には該
ノイズに影響され、良好な画像が得られなかった。

本発明の目的とするところは、前記多重反射音波が圧電
素子に入射しない構成とした超音波顕微鏡用音波センサ
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、音波センサの多重反射音波の伝播経路が構
成されないように、該音波センサの観察に必要な超音波
伝播経路のみを残して他の部分を音波が伝播しないよう
にその伝播経路に切欠き部を設は音波伝播物質を除去す
ることにより達成される。

〔作　　用〕

超音波センサにおいて、圧電素子から発信された超音波
は、該超音波センサの本体すなわち音波伝播物質内を伝
播し、レンズ部に到達する。そして、該レンズ部で集束
されて観察試料へ照射され、該観察試料からの反射超音
波を前記レンズ部で平面波として前記圧電素子で受信す
るものである。

ところが、前記圧電素子から発信した超音波のうちレン
ズ部に反射され、さらに該音波伝播物質内で多重反射し
て圧電素子に入射するものがある。

そこで、前述のように音波伝播物質における必要な超音
波の伝播経路以外の部分について、該音波伝播物質を除
去する、すなわち、切欠部を設けることにより、前記レ
ンズ部で反射し、かつ、音波伝播物質内で多重に反射し
て圧電素子に入射する多重反射音波を遮断する。すなわ
ち、前記切欠部を設けることによって、多重反射音波の
伝播経路が遮断されるため、圧電素子に入射する多重反
射音波は大幅に減少され、該多重反射音波すなわちノイ
ズによる影響を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図によって
説明する。１は音波伝播物質から成るセンサ本体、２は
該センサ本体１の一端の平面に形成された部に設置され
た圧電素子である。３は前記センサ本体ｌの他端で円錐
状に形成された部の頂点位置に形成されたレンズである
。なお、前記圧電素子２とレンズ３の設置位置は対応す
るように構成されている。４，５，６．７は前記センサ
本体ｌの中間部にそれぞれ長手方向の設置位置をずらし
、かつ、円周方向の設置角をずらして設けた切欠部であ
る。なお、該切欠部４〜７の深さは、前記圧電素子２か
らレンズ３へ超音波が伝播する経路に達しないものとし
ている。また、該切欠部４〜７の円周方向の設置角度は
本実施例１こおいてはすべで９０°ずつずらしたものと
なりている。

このような構成において、第２図に示すように圧電素子
２から発信された超音波は、センサ本体ＩＰ′３を図中
点線で示すように伝播して直進し、レンズ３に到達する
。このようにして伝播した超音波は、該レンズ３で集束
され観察試料に向けて発信される。一方、前記レンズ３
に到達した超音波のうち、一部は該レンズ３の各部によ
って反射され、反射音波として図中点線矢印で示すよう
に、レンズ本体１の各部へ伝播する。この反射音波のう
ち、直接圧電素子２に到達するものは、その伝播速度と
該センサ本体ｌの長さｌによって到達時間が予め予測で
きるため、信号処理系でゲートをかけることにより除去
でき、有害ノイズとはならない。一方、前記反射音波の
うち、センサ本体ｌの周囲の面で多重反射したいわゆる
多重反射音波は、観察のために必要な観察試料からの反
射音波と同時に圧電素子２に入射するため、有害ノイズ
となる。ちころが、該多重反射音波は図中実線矢印で示
すように、切欠部４，７によってその伝播経路が遮断さ
れ、その部分で反射されることになる。そして、センサ
本体！内で反射な繰返えすことになり、最終的に伝播距
離が長くなつて消滅する。ところで、第２図に示す多重
反射音波の伝播経路は、説明の便宜上−例を示したもの
で、第２図を幾何学的に見ると圧電素子２に到達する経
路は容易に見出せる。前記の経路について第３図により
、さらに説明する。

第３図において、前記切欠部４〜７はハツチングで示す
ように形成されており、前記多重反射波はセンサ本体１
の周囲面で生じるため、対向位置関係にある切欠部４〜
７のすき間すなわちｈｔｈ２＋　ｈ３＋　ｈ４の幅を有
する部分を伝播すると考えられる。なお、前記ｈ１〜ｈ
４の寸法は、レンズ３の直径によって定まるが、−船釣
（こはセンサ本体ｌの直径りの約１程度である。したが
って、ｈｌ＋　ｈ２＋　ｂ３＋　ｈ　４　＝　Ｄ１５　
であり、該センサ本体ｌの全周がπＤであるから両者の
比をとると、１４π中１／Ｘ５となる。すなわち、前記
切欠部４〜７を設けた場合、圧電素子２に到達する多重
反射音波は全体の杓／１５となる。

このような構成によれば、センサ本体１内で反射して圧
電素子２に到達する多重反射音波を従来の’／１５程度
に減少できる。この程度に減少できれば実用上支障のな
いノイズ量である。したがりて、観察試料からの反射音
波と同時に圧電素子２に入射し受信されるノイズ量を大
幅に低減でき、鮮明な観察画像が得られるものである。

ところで、観察試料からの反射音波が極めて微弱である
場合には、前述の構成でも、不十分であることが予測さ
れる。しかし、前記実施例は説明の便宜上切欠部４〜７
を設けたものであり、この設置数を増せば前記ノイズ量
はさらに低減できるものであることは言うまでもない。

したがって、本発明は、前記−実施例に限定されるもの
ではない。

また、前記実施例において、センサ本体に前述のように
切欠部を設けることにより、該センサ本体の強度が低下
し、簡単に損傷することが考えられるが、該切欠部に吸
音性を有した充填材を充填することにより、この点は解
決できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、センサ本体に切欠
部を設けることにより、多重反射音波すなわちノイズの
圧電素子への入射を大幅に低減でき、良好な観察が行な
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音波センサの一実施例を示す斜視
図、第２図は第３図中のａ−ａ部位置に相当する断面図
、第３図は第１図の音波センサの平面図、第４図は第３
図のｂ−ｂ部位置に相当する断面図である。 １・・・・・・センサ本体、２・・・・・・圧電素子、
３・・・・・・しに− オｌ囚 ９３図 才２図 才４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、音波伝播物質より成り、一端に圧電素子を設置し、
   他端にレンズを設けた超音波顕微鏡用音波センサにおい
   て、前記レンズで反射する超音波の圧電素子への伝播経
   路に相等する位置に切欠部を形成したことを特徴とする
   超音波顕微鏡用音波センサ。