CN110268258B - 位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统 - Google Patents

位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110268258B
CN110268258B CN201880008632.9A CN201880008632A CN110268258B CN 110268258 B CN110268258 B CN 110268258B CN 201880008632 A CN201880008632 A CN 201880008632A CN 110268258 B CN110268258 B CN 110268258B
Authority
CN
China
Prior art keywords
row line
ultrasonic probe
deviation
time
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880008632.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110268258A (zh
Inventor
村井正胜
大和谷直史
大贯和彦
黑泽一吉
乡俊匡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Power Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Power Solutions Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Power Solutions Co Ltd filed Critical Hitachi Power Solutions Co Ltd
Publication of CN110268258A publication Critical patent/CN110268258A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110268258B publication Critical patent/CN110268258B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • 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
    • G01N29/0654—Imaging
    • G01N29/0672—Imaging by acoustic tomography
    • 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
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • 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
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/225—Supports, positioning or alignment in moving situation
    • 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
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • 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
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/28—Details, e.g. general constructional or apparatus details providing acoustic coupling, e.g. water
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A61B8/4254—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient using sensors mounted on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • 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
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/263—Surfaces
    • G01N2291/2638—Complex surfaces

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

具备：存储部(37)，在使超声波探触部移动到第n行线之前，存储超声波探触部(1)扫描试样表面的第n‑1行线时的、从发送超声波至接收到反射波的时间和基准时间的第n‑1行线的偏差；以及处理部(35)，根据该第n‑1行线的偏差，决定所述超声波探触部(1)扫描试样表面的第n行线时的所述超声波探触部(1)的位置，并且，在所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线时，计算从发送超声波至接收到反射波的时间和基准时间的第n行线的偏差。所述处理部(35)以使所述偏差成为零的方式，决定相对所述试样表面垂直的方向上的所述超声波探触部(1)的位置。

Description

位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统
技术领域
本发明涉及位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统。
背景技术
已知通过超声波探触部，扫描试样表面，根据反射波的变位，使试样表面影像化的超声波影像装置(SAT：Scanning Acoustic Tomograph，扫描声波层析成象法)。在使用SAT，观察表面弯曲的试样时，为了将超声波探触部和试样表面的距离保持为大致恒定(焦距)，需要超声波探触部的位置调整。
例如，在专利文献1中，公开了如下工件吸附固定装置：利用具有基部以及边缘部的多个吸盘，吸附具有可挠性的工件，在使工件浸渍到水槽的水的状态下稳定地吸附固定，从而提高缺陷的检查精度。
另外，例如，在专利文献2中，公开了如下超声波影像装置：将超声波探触部的焦深设定得较宽，在通过预扫描取得试样的观察位置的深度图之后，将超声波探触部的焦深设定得较窄，通过如包括该观察位置那样的正式扫描，高分辨率地观察试样。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-170902号公报
专利文献2：日本特开2016-121951号公报
发明内容
然而，专利文献1记载的工件吸附固定装置难以吸附固定易于破裂的工件。另外，在使用专利文献2记载的超声波影像装置时，能够高分辨率地观察具有深深地弯曲的表面、倾斜的缺陷构造的试样，但为了将超声波探触部调整到适合的位置，必须将试样整体扫描2次(预扫描和正式扫描)，测定时间和作业成本增大。
即，在想要使用超声波影像装置高分辨率地观察表面弯曲的试样时，存在测定时间和作业成本增大这样的问题。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其课题在于提供一种使测定时间和作业成本减少的位置控制装置。
为了解决所述课题，本发明的特征在于，具备：存储部，在使超声波探触部移动到第n行线之前，存储超声波探触部扫描试样表面的第n-1行线时的、从发送超声波至接收到反射波的时间和基准时间的第n-1行线的偏差；以及处理部，根据该第n-1行线的偏差，决定所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线时的、所述超声波探触部的位置，并且，在所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线时，计算从发送超声波至接收到反射波的时间和基准时间的第n行线的偏差。
根据本发明，能够提供使测定时间和作业成本减少的位置控制装置。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式所涉及的超声波影像系统的结构例的图。
图2是示出本发明的实施方式所涉及的超声波探触部所使用的扫描方法的一个例子的图。
图3是在各测定点进行本发明的实施方式所涉及的用于计算偏差的测定的情况的概念图。
图4是示出本发明的实施方式所涉及的时间和反射波的变位的关系的图形。
图5是示出本发明的实施方式所涉及的选通电路的动作的图。
图6是示出本发明的实施方式所涉及的超声波探触部所实施的扫描的概念图。
图7是示出本发明的实施方式所涉及的位置控制装置所实施的控制方法的一个例子的流程图。
(符号说明)
100：超声波影像系统；1：超声波探触部；2：控制装置；3：位置控制装置；35：处理部；37：存储部。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
《超声波影像系统的结构》
首先，参照图1，说明本发明的实施方式所涉及的超声波影像系统100的结构。
如图1所示，超声波影像系统100具备超声波探触部1、控制装置2、位置控制装置3、X轴驱动部21、Y轴驱动部22、以及Z轴驱动部23。
在超声波影像系统100中，超声波探触部1扫描试样4的表面整体，位置控制装置3以使超声波探触部1的焦点F对到试样4的表面的方式，决定超声波探触部1的位置，控制装置2控制超声波探触部1的位置。试样4例如是表面弯曲的圆盘形状的硅晶片。此外，在本实施方式中，作为试样4，以使用表面弯曲的圆盘形状的硅晶片的情况为一个例子进行说明，但使用超声波影像系统100观察的试样不限定于此。
超声波探触部1具备编码器11和压电元件12。超声波探触部1的下部被浸渍到在水槽5中存积的水6。
压电元件12以与试样4的表面相向的方式设置，包括压电膜以及形成于压电膜的两面的电极。通过对两个电极之间施加电压，压电膜振动，预定频率的超声波从压电元件12被照射到试样4的表面。在试样4的表面反射的反射波传输到压电元件12，在两个电极之间查产生电压。编码器11探测超声波探触部1的位置(±X方向的位置、±Y方向的位置、±Z方向的位置)，将表示超声波探触部1的位置的信号输出到控制装置2。
控制装置2的输出侧与X轴驱动部21、Y轴驱动部22、Z轴驱动部23连接，控制装置2的输入侧与位置控制装置3、编码器11连接。
控制装置2根据从编码器11输入的信号，探测超声波探触部1的位置(±X方向的位置、±Y方向的位置、±Z方向的位置)，将表示超声波探触部1的位置的信号输出到位置控制装置3。
控制装置2将超声波探触部1的位置控制为位置控制装置3决定的位置。即，控制装置2根据从位置控制装置3输入的位置信号，将用于使超声波探触部1在±X方向上驱动的控制信号输出到X轴驱动部21。另外，控制装置2根据从位置控制装置3输入的位置信号，将用于使超声波探触部1在±Y方向上驱动的控制信号输出到Y轴驱动部22。另外，控制装置2根据从位置控制装置3输入的位置信号，将用于使超声波探触部1在±Z方向上驱动的控制信号输出到Y轴驱动部22。
例如，如图2所示，通过X轴驱动部21在箭头方向上驱动，超声波探触部1在±X方向上移动，通过Y轴驱动部22在箭头方向上驱动，超声波探触部1在±Y方向上移动，通过Z轴驱动部23在箭头方向上驱动，超声波探触部1在±Z方向上移动。
位置控制装置3具备扫描控制部31、定时控制部32、振荡器33、输入部34、处理部35、图像生成部36、以及存储部37。
扫描控制部31将用于控制装置2控制±X方向上的超声波探触部1的位置的位置信号输出到控制装置2。另外，扫描控制部31将用于控制装置2控制±Y方向上的超声波探触部1的位置的位置信号输出到控制装置2。另外，扫描控制部31将用于控制装置2控制±Z方向上的超声波探触部1的位置的位置信号输出到控制装置2。
扫描控制部31根据从控制装置2输入的信号，探测超声波探触部1的位置(±X方向的位置、±Y方向的位置、±Z方向的位置)，将表示超声波探触部1的位置的信号输出到定时控制部32。
定时控制部32根据从扫描控制部31输入的信号，生成控制超声波探触部1向试样4的表面发送超声波的定时的定时信号，输出到振荡器33。另外，定时控制部32生成控制位置控制装置3接收从试样4的表面反射的反射波的反射信号的定时的定时信号，输出到输入部34。另外，定时控制部32生成控制处理部35对反射信号进行选通处理的定时的定时信号，输出到处理部35。
振荡器33根据从定时控制部32输入的定时信号，将脉冲信号发送到超声波探触部1。由此，对形成于压电膜的两个电极之间施加电压，超声波从压电元件12被照射到试样4的表面。
输入部34具备放大器以及A/D变换器，根据从定时控制部32输入的定时信号，接收从试样4的表面反射的反射波的反射信号，将接收信号输出到处理部35。放大器对反射信号进行放大，A/D变换器将反射信号从模拟信号变换为数字信号。
处理部35根据从定时控制部32输入的定时信号，对反射信号进行选通处理，检测反射波的变位(例如反射波的振幅信息、反射波的时间信息等)，将检测信号输出到图像生成部36。另外，处理部35为了取出预定期间中的反射波的变位，生成追踪选通。
处理部35计算超声波探触部1扫描试样4的表面的预定行线(例如第3行线)时的偏差(参照后述说明)，存储到存储部37。另外，处理部35以使该偏差成为零的方式，决定超声波探触部1扫描试样4的表面的接下来的行线(例如第4行线)时的、相对试样4的表面垂直的方向(±Z方向)上的超声波探触部1的位置，将位置信号输出到扫描控制部31。此外，在本说明书中，零不限定于严格上为零，而意味着实质上为零，还包括从零起测定误差的范围。
偏差是指，从向试样表面发送超声波至接收到反射波的时间(实际时间)、和基准时间的时间差，详细的说明后述。另外，基准时间是指，在超声波探触部1和试样4的表面的距离与超声波探触部1的焦距一致的情况下，从向试样表面发送超声波至接收到反射波的时间，是相对实际时间成为基准的时间。
如果试样4的表面以接近超声波探触部1的方式弯曲(如果超声波探触部1和试样4的表面的距离比超声波探触部1的焦距短)，则实际时间变短，偏差成为正的值。另外，如果试样4的表面以远离超声波探触部1的方式弯曲(如果超声波探触部1和试样4的表面的距离比超声波探触部1的焦距长)，则实际时间变长，偏差成为负的值。即，超声波探触部1和试样表面的距离依赖于偏差(时间差)。
因此，通过处理部35与试样4的表面的弯曲相匹配地决定±Z方向上的超声波探触部1的位置，在超声波影像系统100中，能够生成高分辨率的图像。
另外，认为预定行线中的试样4的表面的弯曲、和接下来的行线中的试样4的表面的弯曲大致相等。处理部35根据针对预定行线计算的偏差决定扫描接下来的行线时的超声波探触部1的位置，从而能够得到与根据针对接下来的行线计算的偏差决定扫描接下来的行线时的超声波探触部1的位置大致相同的效果。即，能够得到与处理部35扫描试样表面的弯曲完全相等的行线来决定超声波探触部的位置大致相同的效果。由此，在超声波影像系统100中，能够进行超声波探触部1的正确的位置校正。
另外，处理部35以预定的时间间隔设定测定点，针对每个该测定点，计算偏差。
图3是超声波探触部1连续地在+X方向上行进，在各测定点进行用于计算偏差的测定的情况的概念图。图3(a)是示出在将以预定的时间间隔设定的测定点在+X方向上取4点的情况下，超声波探触部1在+X方向上扫描试样4的表面的情形的俯视图。图3(b)是示出在将以预定的时间间隔设定的测定点在+X方向上取4点的情况下，超声波探触部1在+X方向上扫描试样4的表面的情形的侧面图。
X1是预定行线(例如第3行线)中的第1测定点。P1是根据在第1测定点X1计算出的偏差进行接下来的行线(例如第4行线)中的位置校正的点，同时是成为接下来的行线(例如第4行线)中的第1测定点的点。
X2是预定行线(例如第3行线)中的第2测定点。P2是根据在第2测定点X2计算出的偏差进行接下来的行线(例如第4行线)中的位置校正的点，同时是成为接下来的行线(例如第4行线)中的第2测定点的点。
X3是预定行线(例如第3行线)中的第3测定点。P3是根据在第3测定点X3计算出的偏差进行接下来的行线(例如第4行线)中的位置校正的点，同时是成为接下来的行线(例如第4行线)中的第3测定点的点。
X4是预定行线(例如第3行线)中的第4测定点。P4是根据在第4测定点X4计算出的偏差，进行接下来的行线(例如第4行线)中的位置校正的点，同时是成为接下来的行线(例如第4行线)中的第4测定点的点。
例如，处理部35计算试样4表面的预定行线(例如第3行线)中的第1测定点X1处的偏差，存储到存储部37。然后，处理部35根据在第1测定点X1计算出的偏差，决定接下来的行线(例如第4行线)的点P1处的超声波探触部1的±Z方向的位置。
同样地，例如，处理部35计算试样4表面的预定行线(例如第3行线)中的第2测定点X2处的偏差，存储到存储部37。然后，处理部35根据在第2测定点X2计算出的偏差，决定接下来的行线(例如第4行线)的点P2处的超声波探触部1的±Z方向的位置。
同样地，例如，处理部35计算试样4表面的预定行线(例如第3行线)中的第3测定点X3处的偏差，存储到存储部37。然后，处理部35根据在第3测定点X3计算出的偏差，决定接下来的行线(例如第4行线)的点P3处的超声波探触部1的±Z方向的位置。
同样地，例如，处理部35计算试样4表面的预定行线(例如第3行线)中的第4测定点X4处的偏差，存储到存储部37。然后，处理部35根据在第4测定点X4计算出的偏差，决定接下来的行线(例如第4行线)的点P4处的超声波探触部1的±Z方向的位置。
即，处理部35针对以预定的时间间隔设定的第n-1行线(例如第3行线)的每个测定点，计算偏差。另外，处理部35针对第n行线(例如第4行线)的每个测定点，以使在对应的第n-1行线(例如第3行线)的测定点计算出的偏差成为零的方式，决定相对试样表面垂直的方向(±Z方向)上的超声波探触部1的位置。
第1测定点X1和点P1的间隔极其小。因此，例如，能够认为根据在第3行线中的第1测定点X1计算出的偏差决定第4行线的点P1处的超声波探触部1的±Z方向的位置、与根据在第4行线中的点P1计算出的偏差决定第4行线的点P1处的超声波探触部1的±Z方向的位置大致相同。由此，在超声波探触部1扫描第4行线时，能够将超声波探触部1和试样4的表面的距离D保持为恒定。
同样地，第2测定点X2和点P2的间隔极其小。因此，例如，能够认为根据在第3行线中的第2测定点X2计算出的偏差决定第4行线的点P2处的超声波探触部1的±Z方向的位置、与根据在第4行线中的点P2计算出的偏差决定第4行线的点P2处的超声波探触部1的±Z方向的位置大致相同。由此，在超声波探触部1扫描第4行线时，能够将超声波探触部1和试样4的表面的距离D保持为恒定。
同样地，第3测定点X3和点P3的间隔极其小。因此，例如，能够认为根据在第3行线中的第3测定点X3计算出的偏差决定第4行线的点P3处的超声波探触部1的±Z方向的位置、与根据在第4行线中的点P3计算出的偏差决定第4行线的点P3处的超声波探触部1的±Z方向的位置大致相同。由此，在超声波探触部1扫描第4行线时，能够将超声波探触部1和试样4的表面的距离D保持为恒定。
同样地，第4测定点X4和点P4的间隔极其小。因此，例如，能够认为根据在第3行线中的第4测定点X4计算出的偏差决定第4行线的点P4处的超声波探触部1的±Z方向的位置、与根据在第4行线中的点P4计算出的偏差决定第4行线的点P4处的超声波探触部1的±Z方向的位置大致相同。由此，在超声波探触部1扫描第4行线时，能够将超声波探触部1和试样4的表面的距离D保持为恒定。
此外，关于超声波探触部1扫描试样4的表面的预定行线时的、进行用于计算偏差的测定的间隔，能够在试样4的表面的凹凸少且弯曲小的部分中增大进行测定的间隔，在试样4的表面的凹凸多且弯曲大的部分中减小进行测定的间隔。通过在弯曲大的部分中集中地进行测定来计算偏差，能够在超声波影像系统100中进行高效的位置校正。
图像生成部36根据从处理部35输入的信号，生成图像。如上所述，±Z方向上的超声波探触部1的位置被调整为适合的位置(超声波探触部1的焦点F对到试样4的表面的位置)，所以图像生成部36能够生成分辨率高的图像。
存储部37存储在超声波探触部1扫描试样4的表面的预定行线时，处理部35计算的偏差。另外，存储部37存储在超声波探触部1扫描试样4的表面的接下来的行线时，处理部35使用的偏差。因此，存储部37具有存储至少2行线量的偏差的存储器容量即可。
存储部37存储预先设定的预定的基准时间。另外，存储部37存储追踪选通的始点、追踪选通的终点、电压波形具有峰值的点、基准的电压波形具有峰值的点等。
根据本实施方式所涉及的位置控制装置3，存储部存储超声波探触部扫描试样表面的预定行线时的偏差，处理部以使该偏差成为零的方式，决定超声波探触部扫描试样表面的接下来的行线时的超声波探触部的位置。由此，能够使测定时间和作业成本减少。
根据本实施方式所涉及的超声波影像系统100，仅通过超声波探触部1将试样整体扫描1次，能够将超声波探触部1调整到适合的位置。由此，能够使测定时间和作业成本减少。另外，能够改善为了以高分辨率观察试样，超声波探触部1必须将试样整体扫描2次这样的以往的问题。
《偏差的计算》
接下来，参照图4、图5，说明上述偏差。图4是示出时间和反射波的变位的关系的图形。图4(a)示出基准的电压波形，图4(b)示出实际测定的电压波形。横轴表示时间[s]，纵轴表示电压(反射波的变位)[V]。
处理部35生成追踪选通G，在追踪选通G内描绘反射波的变位，比较追踪选通G内的基准的电压波形、和追踪选通G内的实际测定的电压波形，计算偏差。
如图4(a)所示，在将追踪选通G的始点的时刻设为t0[s]、将追踪选通G的终点的时刻设为t1[s]、将基准的电压波形具有峰值的时刻设为tx1[s]时，从追踪选通G的始点至基准的电压波形具有峰值的时间成为tA[s](预定的基准时间)。
如图4(b)所示，在将追踪选通G的始点的时刻设为t0[s]、将追踪选通G的终点的时刻设为t1[s]、将实际测定的电压波形具有峰值的时刻设为tx2[s]时，从追踪选通G的始点至实际测定的电压波形具有峰值的时间成为tB[s](预定的实际时间)。
处理部35将从追踪选通的始点至电压波形具有峰值的时间(tA[s])、和从追踪选通的始点至基准的电压波形具有峰值的时间(tB[s])的时间差(tA-tB[s])计算为偏差。即，处理部35能够生成追踪选通，取出预定期间中的反射波的变位，计算偏差。此外，追踪选通G由处理部35任意地设定。
图5是示出包含于处理部35的选通电路350的动作的图。
如图5所示，对选通电路350输入取入反射波而得到的波形数据、与选通相关的数据并进行选通处理，输出反射波的变位。与选通相关的数据构成为包括选通的开始定时、选通的宽度、以及判定阈值。选通电路350针对预先设定的选通内的反射波，检测超过该判定阈值的反射波的变位。
《超声波探触部的扫描》
接下来，参照图6，说明利用超声波探触部1的扫描。
图6(a)是超声波探触部1在±X方向上扫描试样4的表面的情况的俯视图。图6(b)是超声波探触部1在±X方向上扫描试样4的表面的情况的侧面图。
如图6(a)所示，首先，超声波探触部1在+X方向上扫描试样表面的第1行线。处理部35计算第1行线中的偏差，存储部37存储第1行线中的偏差。此外，在超声波探触部1扫描试样表面的第1行线的情况下，由于尚未计算用于决定±Z方向上的超声波探触部1的位置的偏差，所以不改变±Z方向上的超声波探触部1的位置，超声波探触部1扫描试样表面的第1行线。
接下来，超声波探触部1在-Y方向上移动预定间距。该间距是极其短的距离(具体而言0.01mm以下)。因此，第1行线中的试样表面的弯曲、和第2行线中的试样表面的弯曲可大致相等。
接下来，超声波探触部1在-X方向上扫描试样表面的第2行线。处理部35根据存储于存储部37的第1行线中的偏差，决定超声波探触部1在-X方向上扫描试样表面的第2行线时的、±Z方向上的超声波探触部1的位置。扫描控制部31将用于控制±Z方向上的超声波探触部1的位置的位置信号输出到控制装置2，控制装置2将±Z方向上的超声波探触部1的位置调整为适合的位置。适合的位置是指，如图6(b)所示，超声波探触部1和试样4的表面的距离D成为恒定的位置。
另外，处理部35计算第2行线中的偏差，存储部37存储第2行线中的偏差。此时，存储部37存储第1行线中的偏差以及第2行线中的偏差。
接下来，超声波探触部1在-Y方向上移动预定间距。该间距是极其短的距离(具体而言0.01mm以下)。因此，第2行线中的试样表面的弯曲、和第3行线中的试样表面的弯曲可大致相等。
接下来，超声波探触部1在+X方向上扫描试样表面的第3行线。处理部35根据存储于存储部37的第2行线中的偏差，决定超声波探触部1在+X方向上扫描试样表面的第3行线时的、±Z方向上的超声波探触部1的位置。扫描控制部31将用于控制±Z方向上的超声波探触部1的位置的位置信号输出到控制装置2，控制装置2将±Z方向上的超声波探触部1的位置调整为适合的位置。适合的位置是指，如图6(b)所示，超声波探触部1和试样4的表面的距离D成为恒定的位置。
另外，处理部35计算第3行线中的偏差，存储部37存储第3行线中的偏差。此时，存储部37既可以存储第1行线中的偏差、第2行线中的偏差、第3行线中的偏差这全部，也可以仅存储第2行线中的偏差、第3行线中的偏差。至少存储2行线量(第2行线中的偏差、第3行线中的偏差)即可。
接下来，超声波探触部1在-Y方向上移动预定间距。该间距是极其短的距离(具体而言0.01mm以下)。因此，第3行线中的试样表面的弯曲、和第4行线中的试样表面的弯曲可大致相等。
超声波探触部1反复进行如上述的扫描，扫描试样4的表面的所有行线。由此，生成试样4的表面的图像。
根据本实施方式所涉及的超声波影像系统100，针对表面弯曲的试样，也能够仅通过使超声波探触部针对试样整体扫描1次，将超声波探触部和试样表面的距离D保持为恒定，生成图像。由此，能够提供在维持使超声波探触部针对试样整体扫描2次的情况下的图像的分辨率的同时，使测定时间和作业成本减少的超声波影像系统100。
此外，在以往的超声波影像系统中，超声波探触部将试样整体扫描2次，所以机械性的处理次数相比于本实施方式所涉及的超声波影像系统100成为2倍。另一方面，在本实施方式所涉及的超声波影像系统100中，处理部计算偏差，并且决定超声波探触部的位置，所以处理部的处理量相比于以往的超声波影像系统成为2倍。然而，进行2倍的数据处理的情况下的测定时间和作业成本相比于进行2倍的扫描处理的情况下的测定时间和作业成本极其小。因此，相比于以往的超声波影像系统，本实施方式所涉及的超声波影像系统100能够大幅降低测定时间和作业成本。
《位置控制装置的动作》
接下来，参照图6以及图7，说明本发明的实施方式所涉及的位置控制装置3的动作。
图7是示出本发明的实施方式所涉及的位置控制装置3的动作的流程图。
在步骤S501中，处理部35计算超声波探触部1扫描试样4的表面的第1行线时的偏差，存储部37存储该偏差。
在步骤S502中，处理部35根据第1行线(第n-1行线)中的偏差，决定超声波探触部1扫描试样4的表面的第2行线(第n行线)时的超声波探触部1的位置。n(n≥2)是表示行线编号的变量。
在步骤S503中，处理部35计算超声波探触部1扫描试样4的表面的第2行线(第n行线)时的偏差，存储部37存储该偏差。
在步骤S504中，处理部35判断超声波探触部1是否已结束试样4的表面的所有行线的扫描。处理部35在判断为超声波探触部1未结束试样4的表面的所有行线的扫描的情况下(步骤S504→“否”)，进行步骤S505的处理。另一方面，处理部35在判断为超声波探触部1已结束试样4的表面的所有行线的扫描的情况下(步骤S504→“是”)，进行步骤S506的处理。
在步骤S505中，处理部35使表示行线编号的变量n(n≥2)增加1。即，使n从2增加到3。
接下来，在步骤S502中，处理部35根据第2行线(第n-1行线)中的偏差，决定超声波探触部1扫描试样4的表面的第3行线(第n行线)时的超声波探触部1的位置。
接下来，在步骤S503中，处理部35计算超声波探触部1扫描试样4的表面的第3行线(第n行线)时的偏差，存储部37存储该偏差。
接下来，在步骤S504中，处理部35判断超声波探触部1是否已结束试样4的表面的所有行线的扫描。处理部35在判断为超声波探触部1未结束试样4的表面的所有行线的扫描的情况下(步骤S504→“否”)，进行步骤S505的处理。另一方面，处理部35在判断为超声波探触部1已结束试样4的表面的所有行线的扫描的情况下(步骤S504→“是”)，进行步骤S506的处理。
接下来，在步骤S505中，处理部35使表示行线编号的变量n(n≥2)增加1。即，使n从3增加到4。
如上所述，反复进行步骤S502～S505的处理，直至超声波探触部1结束试样4的表面的所有行线的扫描为止。
在步骤S506中，图像生成部36生成试样4的表面的图像，结束一连串的处理。
根据上述位置控制方法，能够使测定时间和作业成本减少。

Claims (8)

1.一种位置控制装置，其特征在于，具备：
存储部，在使超声波探触部移动到第n行线之前，存储超声波探触部扫描试样表面的第n-1行线时的、从发送超声波至接收到反射波为止的时间和基准时间的第n-1行线的偏差；以及
处理部，根据该第n-1行线的偏差，决定所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线时的所述超声波探触部的位置，并且，在所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线时，计算从发送超声波至接收到反射波为止的时间和基准时间的第n行线的偏差，
所述处理部为了取出预定期间中的反射波的变位而生成追踪选通，比较从所述追踪选通的始点至电压波形具有峰值为止的时间、和从所述追踪选通的始点至基准的电压波形具有峰值为止的时间，计算所述偏差，
所述基准时间是在所述超声波探触部和试样表面的距离与所述超声波探触部的焦距一致的情况下从向试样表面发送超声波至接收到反射波的时间。
2.根据权利要求1所述的位置控制装置，其特征在于，
所述处理部针对以预定的时间间隔设定的每个测定点，计算所述偏差，将所述偏差存储到所述存储部。
3.根据权利要求1或者2所述的位置控制装置，其特征在于，
所述处理部以使所述偏差成为零的方式，决定相对所述试样表面垂直的方向上的所述超声波探触部的位置。
4.根据权利要求1或者2所述的位置控制装置，其特征在于，
所述处理部针对所述第n行线的每个测定点，以使在对应的第n-1行线的测定点计算出的所述第n-1行线的偏差成为零的方式，决定相对所述试样表面垂直的方向上的所述超声波探触部的位置。
5.一种位置控制方法，其特征在于，具备：
存储超声波探触部扫描试样表面的第n-1行线时的、从发送超声波至接收到反射波为止的时间和基准时间的第n-1行线的偏差的步骤；
使该超声波探触部移动到第n行线的步骤；
根据该第n-1行线的偏差，决定所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线时的所述超声波探触部的位置的步骤；
计算所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线、并且从发送超声波至接收到反射波为止的时间和基准时间的第n行线的偏差的步骤；
为了取出预定期间中的反射波的变位而生成追踪选通的步骤；以及
比较从所述追踪选通的始点至电压波形具有峰值为止的时间、和从所述追踪选通的始点至基准的电压波形具有峰值为止的时间，计算所述偏差的步骤，
所述基准时间是在所述超声波探触部和试样表面的距离与所述超声波探触部的焦距一致的情况下从向试样表面发送超声波至接收到反射波的时间。
6.根据权利要求5所述的位置控制方法，其特征在于，
在存储所述偏差的步骤中，针对以预定的时间间隔设定的第n-1行线的每个测定点，计算所述第n-1行线的偏差，
在决定所述超声波探触部的位置的步骤中，针对所述第n行线的每个测定点，以使对应的第n-1行线的测定点的所述第n-1行线的偏差成为零的方式，决定相对所述试样表面垂直的方向上的所述超声波探触部的位置。
7.一种超声波影像系统，其特征在于，具备：
超声波探触部，向试样表面发送超声波，接收来自所述试样表面的反射波；
位置控制装置，在使超声波探触部移动到第n行线之前，存储所述超声波探触部扫描试样表面的第n-1行线时的、从发送超声波至接收到反射波为止的时间和基准时间的第n-1行线的偏差，根据该第n-1行线的偏差，决定所述超声波探触部扫描试样表面的第n行线时的所述超声波探触部的位置；以及
控制装置，将所述超声波探触部的位置控制为所述位置控制装置决定的位置，
在所述位置控制装置中，
在扫描第n行线时，计算从发送超声波至接收到反射波为止的时间和基准时间的第n行线的偏差，
为了取出预定期间中的反射波的变位而生成追踪选通，
比较从所述追踪选通的始点至电压波形具有峰值为止的时间、和从所述追踪选通的始点至基准的电压波形具有峰值为止的时间，计算所述偏差，
所述基准时间是在所述超声波探触部和试样表面的距离与所述超声波探触部的焦距一致的情况下从向试样表面发送超声波至接收到反射波的时间。
8.根据权利要求7所述的超声波影像系统，其特征在于，
所述位置控制装置针对以预定的时间间隔设定的第n-1行线的每个测定点，计算所述第n-1行线的偏差，针对与所述第n-1行线的测定点对应的第n行线的每个测定点，以使所述第n-1行线的偏差成为零的方式，决定所述超声波探触部的位置。
CN201880008632.9A 2017-01-31 2018-01-29 位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统 Active CN110268258B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-015187 2017-01-31
JP2017015187A JP6273055B1 (ja) 2017-01-31 2017-01-31 位置制御装置、位置制御方法、及び超音波映像システム
PCT/JP2018/002794 WO2018143134A1 (ja) 2017-01-31 2018-01-29 位置制御装置、位置制御方法、及び超音波映像システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110268258A CN110268258A (zh) 2019-09-20
CN110268258B true CN110268258B (zh) 2022-09-30

Family

ID=61074752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880008632.9A Active CN110268258B (zh) 2017-01-31 2018-01-29 位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200000431A1 (zh)
EP (1) EP3578967B1 (zh)
JP (1) JP6273055B1 (zh)
KR (1) KR102270030B1 (zh)
CN (1) CN110268258B (zh)
TW (1) TWI667475B (zh)
WO (1) WO2018143134A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3816144A4 (en) 2018-06-05 2022-04-20 IHI Corporation DEVICE FOR THE PRODUCTION OF UNSATURATED HYDROCARBONS

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2720077B2 (ja) * 1989-08-21 1998-02-25 日立建機株式会社 超音波探傷装置
WO1991002971A1 (en) * 1989-08-21 1991-03-07 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Ultrasonic flaw detector
KR0171605B1 (ko) * 1990-05-30 1999-05-01 오까다 모도 초음파 영상검사장치
JP2640878B2 (ja) * 1990-05-30 1997-08-13 日立建機株式会社 超音波映像検査装置
JPH04134065U (ja) * 1991-06-03 1992-12-14 日立建機株式会社 超音波探傷装置
US5608690A (en) * 1995-03-02 1997-03-04 Acuson Corporation Transmit beamformer with frequency dependent focus
JP2003322646A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 超音波映像装置
JP2008076055A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Ohara Inc 超音波伝播時間測定装置および超音波伝播時間測定方法
JP5155692B2 (ja) * 2008-02-26 2013-03-06 東芝プラントシステム株式会社 超音波検査装置
US20090287450A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 Lockheed Martin Corporation Vision system for scan planning of ultrasonic inspection
US20170049331A1 (en) * 2011-05-02 2017-02-23 Canon Kabushiki Kaisha Object information acquiring apparatus and method of controlling the same
JP5655017B2 (ja) 2012-02-20 2015-01-14 株式会社日立パワーソリューションズ ワーク吸着固定装置および超音波検査システム
JP5764251B1 (ja) * 2014-12-25 2015-08-19 株式会社日立パワーソリューションズ 超音波映像装置、およびそれを用いた観察方法
US10575816B2 (en) * 2017-01-25 2020-03-03 Insightec, Ltd. Cavitation localization

Also Published As

Publication number Publication date
EP3578967A1 (en) 2019-12-11
CN110268258A (zh) 2019-09-20
JP2018124111A (ja) 2018-08-09
US20200000431A1 (en) 2020-01-02
TWI667475B (zh) 2019-08-01
TW201830011A (zh) 2018-08-16
EP3578967A4 (en) 2020-09-09
KR20190099491A (ko) 2019-08-27
JP6273055B1 (ja) 2018-01-31
WO2018143134A1 (ja) 2018-08-09
KR102270030B1 (ko) 2021-06-28
EP3578967B1 (en) 2024-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9326752B2 (en) Measurement frequency variable ultrasonic imaging device
US10324027B2 (en) Elastic wave receiving apparatus, elastic wave receiving method, photoacoustic apparatus, and program
EP2285289B1 (en) Ultrasonic apparatus and control method therefor
KR101723752B1 (ko) 초음파 영상 장치 및 그것을 사용한 관찰 방법
US20210128102A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and control method of ultrasound diagnostic apparatus
CN110672731B (zh) 超声波影像系统
CN110268258B (zh) 位置控制装置、位置控制方法以及超声波影像系统
KR20190133632A (ko) 위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 및 초음파 영상 시스템
US11163033B2 (en) Ultrasonic measurement device and measurement method
CN117546017A (zh) 阵列式超声波影像装置及其控制方法
JP5863591B2 (ja) 超音波検査装置
JP5890572B1 (ja) 水中用検査装置および方法
JPH07294500A (ja) 超音波映像検査装置
US9168024B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and method of producing ultrasound image
JP2003322646A (ja) 超音波映像装置
JP7201864B1 (ja) 超音波映像装置及び反射波のノイズ除去方法
JPH0614033B2 (ja) 超音波検査方法
CN117529658A (zh) 阵列式超声波收发装置
TWI838769B (zh) 陣列式超音波收發裝置
WO2017122414A1 (ja) 超音波診断装置および音速定量化方法
JP2008175661A (ja) 音響パラメータ測定方法、及び音響パラメータ測定装置
JPH04351956A (ja) 超音波顕微鏡

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant