JP2013057518A - 超音波格子化3次元電子化撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、周波数により一次元方向を走査する構成において、単一位相板あるいは反転位相板を使用することにより、1次元配列の送波器と1次元配列の受波器による、重量物となる2次元収束音響レンズを必要としない簡便な3次元撮像方式を提供する。
【選択図】図8
Description
扇形超音波ビーム13となる。
θ0=sin-1{λ/(2d0)}
また、素子数をNとして、θ方向に関する遠距離音場指向特性R(θ)は、数2となる。
R(θ)=sin{0.5 N(η−γ0)}/sin{0.5(η−γ0)}
η=π、γ0=2πd0 sin(θ)/λ
受波検出面12上に結像され物体像17となる。
受波検出面12上において、信号が出現する分割素子16の位置として知られ、これら、x軸方向及びz軸方向に対する傾斜角度情報(θ、ψ)により、対称物15の2次元形状が知られる。
受波検出面12上において同位相にて加算され、装置として達成可能な最高の感度を実現することとなる。
t/c1-t/c0=1/(2f0)
f0t(1/c1-1/c0)=1/2
/c1)とすると、数3は数4となる。
t(1/λ1-1/λ0)=1/2
t(λ0/λ1-1)=λ0/2
t=(1/2)λ0/(n-1)
t’/c1-t’/c2=1/(2f0)
f0t’(1/c1-1/c2)=1/2
/c1)とすると、数5は数6となる。
t’(1/λ1-1/λ2)=1/2
t’(λ2/λ1-1)=λ2/2
t’=(1/2)λ2/(n-1)
ε1=(π/4-θ1)/2
(π/4-α)+ε2=θ1
sinα/sinε2=c1/c0
ε2-sin-1(c1sinε2/c0)=θ1-π/4
2 音響トランスジューサ素子
3 信号電極
4 第1配線
5 第2配線
6 接地電極
7 信号端子
8 送波器
9 伝搬媒体
10 対象領域
11 2次元収束音響レンズ
12 1次元配列受波検出面
13 扇形超音波ビーム
14 反射音波
15 対象物
16 分割素子
17 物体像
18 素子出力信号
19 信号周波数成分強度
20 圧電素子
21 分極軸方向
22 接地電極
23 信号電極
24 超音波波面放射方向
25 駆動信号
26 超音波波面
27 高周波送波波面
28 低周波送波波面
29 高周波受信波面
30 低周波受信波面
31 上方受信波面
32 下方受信波面
33 素子位置
34 素子位置
35 同相反転波面
36 逆相反転波面
37 鉛直指向性合成部
38 単一位相板
39 単一位相素子
40 圧電材料
41 非圧電材料
42 信号電極
43 接地電極
44 信号端子
45 散乱信号
46 照射波面
47 上方受信波面
48 正面方向受信波面
49 遅延回路
50 遅延時間端子
51 受信信号
52 上方受信出力
53 正面受信出力
54 不要波面
55 正面不要波面
56 反転位相板
57 反転位相素子
58 反転分極圧電材料
59 送信信号源
60 部分送波照射波面
61 狭照射波面
62 狭照射波面
63 減衰単一位相板
64 圧電材料
65 吸音材
66 散乱単一位相板
67 散乱体
68 接地電極単一位相板
69 間歇型接地電極
70 接地結線
71 透過反転位相板
72 透過材
73 透過平面反転位相板
74 高音速材料
75 低音速材料
76 散乱反転位相板
77 高音響インピーダンス散乱体
78 低音響インピーダンス散乱体
79 散乱平行平面波
80 90度位相素子
81 第1分割信号電極
82 第2分割信号電極
83 第1駆動信号線
84 第2駆動信号線
85 高インピーダンス垂直反射壁
86 合成目的波面
87 実装素子
88 鏡像素子
89 直交配置反転分極板
90 直交配置反転分極板
91 低インピーダンス垂直反射壁
92 実装素子
93 鏡像素子
94 傾斜反射板
95 正面近傍波面
96 正面近傍不要波面
97 屈折構造物
98 駆動信号
99 分割送波器
100 分割駆動信号
101 1次元収束音響レンズ
Claims (13)
- 周波数走査型の送波器と、2次元形状の受波器とを有する構成において、該受波器が周波数走査方向と直交する方向にのみ分割された電極を有し、該電極のそれぞれが傾斜波面の同位相加算を行う構成であることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置において、該受波器からの信号を、周波数走査方向と直交する方向に同位相加算する構成を有することを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置における受波器が、圧電性部分と非圧電性部分を交互に配置した面状構造物により構成されることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置における受波器が、分極軸が交互に反転した面状圧電材料により構成されることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置において、受波器の一部あるいは全部を送波器に兼用する構成であることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置において、周波数走査方向に関する、前記送波器の幅が、前記受波器の幅よりも大きいことを特長とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置において、対称の視野を個別に計測可能とすることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置において、反射あるは屈折により、観察方向を変換するように構成することを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置における送波器あるいは受波器が、吸収、散乱、音速差から選択された効果を利用する構造を有することを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置における送波器が、単方向ビームとすることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置における送波器が、分割された構成であることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 周波数走査型装置における送波器あるいは受波器が、垂直反射壁により単方向ビームとする構成であることを特徴とする、超音波3次元計測装置。
- 第1項記載の装置において、周波数走査方向と直交する方向にのみ収束特性を有する、1次元収束音響レンズを有することを特徴とする、超音波3次元計測装置。
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