JPH0283481A - マルチ変調周波数による光音響撮像方法 - Google Patents

マルチ変調周波数による光音響撮像方法

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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】 〔産業上の利用分野」 本発明は、物体の表面から任意の深さで切った面の映像
を非破壊的に観察するためのマルチ変調周波数による光
４響撮像方法に関するものである。
〔従来の技術」 物体に変調光を投射すると、断続的にその物体に吸収さ
れた光か熱に変換され、それに伴う熱歪により行か発生
する。この旨を信号として抽出することにより得られる
光音Ｗ信号は、物体の光の吸収率、物体内における熱の
伝導速度、あるいはその他の各種物性によって変るため
、この光音響効果を利用することにより、物体の内部を
非破壊的に観察することかり能になる。
このような光音響効果を利用した顕微鏡は、光音響顕微
鏡として従来から知られており、ｒＩＴ視光では見えな
い製品内部の非破壊検査等に有効に利用されている。
この光音響顕微鏡における分解能は、変調光か投射され
る２次元面の方向では投射光のスポット径に依存し、投
射面の深さ方向には、変調光の一周期の間に熱か物体内
を伝わる距離、即ち熱拡散長に依存する。従って、変調
周波数を高くすると、熱拡散長か短くなり、第２図Ａに
示すように、変調光ｌを投射した物体２の表面に近い部
分３ａから光音響信号か発生して、その部分を観察する
ことがてきるか、信号発生部分から外れた位置にある欠
陥部力４を観察することはてさない。
方、ｆ間開波数を低くすると、熱拡散長か長くなり、第
２図Ｂに示すように、物体２の深くまで達する広い部分
３ｂにおいて光ｇ青信号か発生するため、欠陥部分４を
含む広い範囲を観察することができるか、ｉ察の必要か
ない部分（物体の表面側の浅い部分）からの光音響信号
か雑音となって。
その影響を大きく受け、鮮明な映像を得ることかてきな
い。
しかしながら、対象物体に応じた適当な変調周波数を選
定して使用しているのか実情である。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、光音＃ＪＩｗ４微鏡における変
調光の同波数を変えることにより、光音響信号の発生部
分か変化することに着目し、ｉ巾な手段により、物体表
面から任意の深さで切った部分の映像を非破壊的に１察
できるようにした光音響撮像方法を得ることにある。
［課題を解決するための手段］ ］−記＋ｆｆｉ題を解決するため１本発明の光音響撮像
方法は、対象物体に変調光を照射し、物体の熟ｉｐによ
り発生する音を音響センサで検出、４！１幅して、ｌ］
１１像化するに際し、変調光に２種以上の変調周波数を
用い、音響センサで検出した光音響信号の強度比または
位相差に基づいて、物体表面から任意の深さで切った部
分の映像を得ることを特徴とするものである。
し作　用」 光音響効果を利用した物体内部の映像化に際し、変調光
に２種以上の変調周波数を用いて、音響センサで光音響
信号を検出し、これらの光ｆ　ｌ信号における強度信号
の強度比または位相信号の位相差に基ついて物体内部の
映像化を行うと、不偽部分の光音響信号の影響を排除し
て、それらの変調周波数によっ“Ｃ決まる深さで切った
部分の鮮ｌＩな映像を得ることができる。
［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の方法及びそれを実施する
装置について詳述する。
第１図は、本発明を実施する装置の一例を示している。
この光「響映像装置においては、ます、ｔｌｃ−Ｎｅレ
ーザーからのレーサービームか変調器に入力され、この
変調器から変調光として出力される。光源としては、Ｅ
記し−ザーはかりでなく、仕上の光源を用いることがで
きる。また、１記変調器は、変調周波数を任意に設定可
能にすると共に、その変調周波数を適宜変更可能にした
ものである。
ヒ記変調光は、シ・ンズ等の光学系によって小径の−Ｆ
打尤に絞り４次いで、観察対象物体りに石ける所要面積
に対して照射するため、２軸ど−ムスキャナで振らせな
がら、それを測定対象物体に投射する。
このようにし゛Ｃ変調光を対象物体に投射すると、光音
響効果により得られる音、即ち、ｌｌｉ続的にその物体
に吸収された光か熱に変換され、それに伴う熱歪によっ
て発生する音か、対象物体の背後に配置した音響センサ
で検出される。
この音響センサにより得られた光音響信号を用い、物体
の内部を非破壊的に観察可能にするため、その光音１１
信号は、プリアンプでＩ！ｓ幅した後、ロックインアン
プにおいて、変調器から送られてくる変調させた信号と
同期させ、それにより強度信号と位相信号を出力させる
。さらに、これらの信号は映像表示用のコンピュータに
取り込み、必要な計算処理を行って映像化される。
この映像化に際し、変調光には２種以上の変調周波数を
使用する。この変調周波数は、それを高くすると、熱拡
散長か短くなり、第２図Ａによって前述したように、対
象物体の表面に近い部分から光音響信号か発生し、−万
、変ｄＲ周波数を低くすると、熱拡散長か長くなり、第
２図Ｂによって説明したように、ｎ体の深くまで達する
広い部分において尤ｑ　Ｉｌｌ信号か発生する。従って
、２種以上の変調周波数を適切に設定し、−ｅ−れらを
用いたときの光音響信号の差をとることにより、観察の
必りかない部分からの光音響信号の影響を排除し、鮮明
な映像を得ることがＱ（能になる。
ヒ記コンピュータにおける計算処理は、このような光ｇ
　ｌ信号の差をとるためのもので、コンピュータに取り
込まれる強度信号を利用する場合にはその強度比を求め
、また位相信号を利用する場合にはその位相差を求め、
それに基ついて物体内部の映像化か行われる。その結果
、不要部分の光音響信号の影響を排除し、Ｅ記変調周波
数によりて決まる深さて切った部分の鮮明な映像を得る
ことかできる。
本発明者らか、第１図の装置を用いて実験を行い、プレ
スにより圧看した２枚の銅板の界面を観察したところ、
従来の方法では非常に不鮮明な映像しか得られなかった
か、本発明の方法により極めて鮮明な映像か得られるこ
とを確認することかできた。
［発明の効果］ 以」二に詳述したところから明らかなように１本発明に
よれば、光音響効果を利用した物体内部の映像化に際し
、従来は単一の変調刷波俄でのみ映像を得ていたのに対
して、単に２種以Ｅの変調周波数を…いるという簡単な
手段により、Ｈ音の影響を低減でさ、また、物体表面か
ら深さ方向に観察面を移動させて、任意の深さの映像を
得ることかてきる。
【図面の簡単な説明】
第１ＩＡは本発明の方法の実施に用いる光音響映像装置
のフロック構成図、＄２図Ａ、Ｂは光音響効果に関する
説明［Ａである。 第１図 １″″″

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、対象物体に変調光を照射し、物体の熱歪により発生
    する音を音響センサで検出、増幅して、映像化するに際
    し、 変調光に２種以上の変調周波数を用い、音響センサで検
    出した光音響信号の強度比または位相差に基づいて、物
    体表面から任意の深さで切った部分の映像を得る、 ことを特徴とするマルチ変調周波数による光音響撮像方
    法。
JP63236899A 1988-09-21 1988-09-21 マルチ変調周波数による光音響撮像方法 Expired - Lifetime JPH0827264B2 (ja)

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