JP3040051B2 - Ultrasound imaging equipment - Google Patents

Ultrasound imaging equipment

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JP3040051B2
JP3040051B2 JP6114710A JP11471094A JP3040051B2 JP 3040051 B2 JP3040051 B2 JP 3040051B2 JP 6114710 A JP6114710 A JP 6114710A JP 11471094 A JP11471094 A JP 11471094A JP 3040051 B2 JP3040051 B2 JP 3040051B2
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裕章 柳本
幸男 有馬
哲兆 冨永
俊幸 邉春
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、超音波映像検査装置
に関し、詳しくは、1回の走査で複数の測定映像を得る
ことがきでるような超音波映像検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic image inspection apparatus, and more particularly, to an ultrasonic image inspection apparatus capable of obtaining a plurality of measurement images by one scan.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波測定装置の1つである超音波映像
検査装置(これには焦点合わせ型のプローブを用いる超
音波映像探査装置が含まれる。) は、被検体の内部をB
スコープ像やCスコープ像の映像として表示することが
可能である。より鮮明な映像を採取するために、この種
の映像装置は、超音波探触子(以下プローブ)の音響特
性や媒体、被検体内部でのそのときの温度による音速等
の各種の測定条件を入力し、それに応じて被検体内の所
望の深さ位置にプローブの焦点を設定する焦点合わせ作
業やゲート位置、ゲート幅の設定作業が必要である。
2. Description of the Related Art An ultrasonic image inspecting apparatus (which includes an ultrasonic image searching apparatus using a focusing probe), which is one of the ultrasonic measuring apparatuses, has a structure in which the inside of a subject is B
It can be displayed as a scope image or a C-scope image. In order to obtain a clearer image, this type of imaging apparatus uses various measurement conditions such as the acoustic characteristics of an ultrasonic probe (hereinafter referred to as a probe), the speed of sound in a medium, and the temperature inside a subject at that time. It is necessary to perform a focusing operation for inputting and setting the focus of the probe at a desired depth position in the subject and a setting operation of a gate position and a gate width in accordance with the input.

【0003】この種の装置において、検査対象として、
例えば、IC等の電子部品を検査をする場合には、半導
体チップとリードフレームとの接合面測定のように、肉
厚の薄い試料の界面映像を高分解能で得る必要がある。
この場合ような場合には、共振周波数の高い狭帯域のプ
ローブを使用して高い周波数の増幅特性が優れた超音波
探傷器を使わねばならないが、特に、プローブの焦点合
わせとゲート位置,ゲート幅とを適正に設定することが
必要であり、特に、ゲート幅は、できるだけ狭いゲート
幅のゲートを設定することが要求される。
[0003] In this type of device, the inspection target is
For example, when inspecting an electronic component such as an IC, it is necessary to obtain an interface image of a thin sample at a high resolution, such as a measurement of a bonding surface between a semiconductor chip and a lead frame.
In such a case, it is necessary to use an ultrasonic flaw detector excellent in amplification characteristics at a high frequency using a narrow-band probe having a high resonance frequency. In particular, focusing of the probe, gate position, and gate width are required. It is necessary to set the gate width appropriately, and in particular, it is required to set the gate width as small as possible.

【0004】ICの検査では、モールド樹脂内の気泡の
分布状態,シリコンチップとモールド樹脂との接着界
面,リードフレームとモールド樹脂との接着界面,シリ
コンチップとダイパッドとの接着界面等、1個の被検体
について複数の深さで映像化して検査する場合も多い。
そこで、さらに多量の被検体の評価を行うためには、映
像品質は維持しながらトータルの描画時間を短縮したい
という要求がある。この要求に応えるために、従来から
次のような検査方法が行われている。 1.主走査速度を速くして、1つの映像の描画時間を短
縮して複数面の走査を順次行う方法。 2.電気的に複数のゲートを生成して深さ方向の異なる
位置の反射波を採取し、一回の測定走査で複数の映像を
得る方法。
In the inspection of an IC, the distribution of air bubbles in the molding resin, the bonding interface between the silicon chip and the molding resin, the bonding interface between the lead frame and the molding resin, the bonding interface between the silicon chip and the die pad, etc. In many cases, a subject is imaged and inspected at a plurality of depths.
Therefore, in order to evaluate a larger number of subjects, there is a demand to shorten the total drawing time while maintaining the image quality. In order to meet this demand, the following inspection methods have been conventionally performed. 1. A method of sequentially scanning a plurality of planes by increasing the main scanning speed and shortening the rendering time of one image. 2. A method in which a plurality of gates are electrically generated, reflected waves at different positions in the depth direction are sampled, and a plurality of images are obtained by one measurement scan.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】通常、走査は、往路と
復路とで行われるが、前記1の方法にあっては、超音波
の送信から反射波が再びプローブに戻ってくるまでの間
にプローブの移動や走査機構のバックラッシュ等の影響
で測定位置がずれて往路と復路のデータサンプリングの
位置にずれが生じ、映像の品質が劣化する。映像品質を
損なわないよう、1方向のみのサンプリングを行うよう
にすると復路が全くの無駄時間となってしまい描画時間
の短縮が図れない。
Normally, scanning is performed in the forward path and the return path. However, in the first method, the scanning is performed from the transmission of the ultrasonic wave until the reflected wave returns to the probe again. The measurement position is shifted due to the influence of the movement of the probe or the backlash of the scanning mechanism, so that the data sampling position is shifted between the forward path and the return path, and the image quality is degraded. If sampling is performed in only one direction so as not to impair the image quality, the return path becomes completely wasted time and the drawing time cannot be reduced.

【0006】また、後者の方法にあっては、焦点型のプ
ローブを使用するこの種の装置では、焦点の合っている
深さが一箇所だけであるために、同時にサンプリングさ
れた深さ方向の他の映像は、結局焦点の合っていない不
鮮明な映像となってしまう問題がある。この発明の目的
は、このような従来技術の問題点を解決するものであっ
て、同一被検体の異なる深さの被検査面について、映像
品質を維持しながらトータルの測定時間を短縮すること
ができる超音波映像検査装置を提供することにある。
Further, in the latter method, in this type of apparatus using a focus type probe, since only one point is focused, the depth in the depth direction sampled simultaneously is measured. Another image has a problem that the image is blurred out of focus. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem of the related art, and it is possible to reduce the total measurement time while maintaining the image quality on the inspection surface of the same subject having different depths. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic image inspection apparatus capable of performing the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の超音波映像検査装置の特徴は、内部
に複数の検査対象面を有する被検体を焦点型のプローブ
により探傷して焦点位置に対応して設定されたゲートの
範囲内の被検体から得られるエコーのレベルを検出して
測定値とし、この測定値に基づき表示データを生成して
走査に対応して得られる検査対象面の測定画像をディス
プレイの画面上に表示する超音波映像検査装置におい
て、被検体に対して少なくとも検査対象面に沿ったXY
方向において主走査と副走査を行いかつ被検体の深さ方
向に沿ったZ方向での走査を行い主走査として往きの走
査と帰りの走査とを有する走査装置と、走査装置を制御
してXY方向の走査においてZ方向に傾斜する走査を行
い、得られた測定値に基づいて表示データを生成し、デ
ィスプレイの画面上に測定画像を表示する傾斜測定表示
手段と、測定画像において選択された映像部分に対する
測定値が採取されたZ方向における位置を焦点合わせ位
置として映像部分の選択に応じて複数個取得し記憶する
焦点合わせ位置取得手段と、記憶された複数の焦点合わ
せ位置に対応するXYの面を検査対象面としてそのうち
の第1の検査対象面に対応する焦点合わせ位置を往きの
走査に割り当て、第2の検査対象面に対応する焦点合わ
せ位置を帰りの走査に割り当てて副走査を所定のピッチ
として第1および第2の検査対象面の走査を行い、往き
の走査における測定データに基づいて第1の検査対象
の表示データを生成し、帰りの走査における測定データ
に基づいて第2の検査対象面の表示データを生成するこ
とにより第1および第2の検査対象面をそれぞれに走査
したときのものに対応するような映像を1回のXY走査
で得て個別に表示するプローブ制御・画像処理手段を備
えたものである。
A feature of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention for achieving the above object is to detect an object having a plurality of surfaces to be inspected therein by using a focus type probe. The level of the echo obtained from the subject within the range of the gate set in accordance with the focal position is detected and used as a measured value, and display data is generated based on the measured value to obtain an inspection object corresponding to the scanning. In an ultrasonic image inspection apparatus for displaying a measurement image of a surface on a screen of a display, an XY image at least along an inspection target surface with respect to a subject is provided.
Main scan and sub-scan in the direction and the depth of the subject
Scanning in the Z direction along the direction
Scanning device having scanning and return scanning, and controlling the scanning device
Then, in the scanning in the XY directions, the scanning inclined in the Z direction is performed.
Display data based on the measured values
Tilt measurement display that displays a measurement image on the display screen
Means for the selected image portion in the measurement image
Focus on the position in the Z direction where the measurement was taken
Acquisition and storage of a plurality of units according to the selection of the video part
Focusing position acquisition means and a plurality of stored focusings
Assign a focusing position corresponding to the first inspection target surface of which the XY plane corresponding to the allowed positions as inspection target surface scan of the forward, fit focus corresponding to the second inspection target surface
Predetermined pitch in the sub-scanning by assigning so positioned scan back
Scans the first and second inspection target surfaces, generates display data of the first inspection target surface based on the measurement data in the forward scan, and performs the second inspection based on the measurement data in the return scan. child generates display data of the target surface
Scans the first and second inspection target surfaces respectively
One XY scan of the image corresponding to the one
And a probe control / image processing means which is obtained and displayed individually.

【0008】[0008]

【作用】このように、平面走査における往きと帰りの走
査について、焦点位置をそれぞれ切替えて、往きには、
第1の検査面、帰りには第2の検査面のデータを得るよ
うにしているので、往きと帰りのサンプリング位置が相
違しても別個の映像データとなる。この場合、同じ走査
方向の測定データを揃えて1つの映像を形成することで
走査方向と直角な方向の測定点の前後に走査ラインにお
けるずれを抑止しあるいはそれをなくすことができ、こ
れにより高速な二次元走査を行っても質の高い検査映像
を得ることことができ、しかも、1回の平面走査で2つ
の検査画像を得ることができる。画像の鮮明度は、副走
査方向のピッチにより自由に設定でき、2つの鮮明な測
定画像を1画面分の走査で容易に得ることができる
で、検査対象面のあるものの検査において、例えば、I
C等の電子部品を検査する際においてその検査効率を向
上させることができる。しかも、高速走査をしたとして
も、往きと帰りの画像がそれぞれ異なる検査面の画像と
して表示データが生成され、個別に表示されるので、従
来のような問題は発生しない。
As described above, the focus position is switched for the forward scan and the return scan in the plane scan, and the forward scan is performed.
Since the data of the second inspection surface is obtained on the first inspection surface and the return, even if the forward and return sampling positions are different, separate video data is obtained. In this case, by aligning the measurement data in the same scanning direction to form one image, it is possible to suppress or eliminate the shift in the scanning line before and after the measurement point in the direction perpendicular to the scanning direction, thereby increasing the speed. Even if two-dimensional scanning is performed, high-quality inspection images can be obtained, and two inspection images can be obtained by one plane scan. The sharpness of the image can be freely set by the pitch in the sub-scanning direction, and two clear measurement images can be easily obtained by scanning one screen .
In the inspection of an inspection target surface, for example, I
When inspecting electronic components such as C,
Can be up. Moreover, even if high-speed scanning is performed, display data is generated as an image of a different inspection surface for the forward and return images, and displayed separately, so that the conventional problem does not occur.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、この発明の一実施例の超音波映像検
査装置のブロック図であり、図2は、その測定処理のフ
ローチャート、図3は、その焦点合わせの説明図、図4
(a),(b)はエコー波形とゲート幅との関係を示す
説明図、第5図は、ゲート幅を狭くした場合の傾斜走査
の際の測定映像の説明図、図6は、ゲート幅を広くした
場合の傾斜走査の際の測定映像の説明図、図7は、往復
走査の際のプローブの高さとその焦点位置の位置の関係
の説明図、図8は、複数の測定映像の画面表示状態の説
明図ある。図1において、20は、超音波映像検査装置
であって、1は、XYZ移動機構を有するその走査機構
である。焦点型のプローブ3は、この走査機構1に取付
られていて被検体17をY方向に主走査をし、X方向に
副走査をする。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic image inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of the measurement process, FIG. 3 is an explanatory diagram of the focusing, and FIG.
(A) and (b) are explanatory diagrams showing the relationship between an echo waveform and a gate width, FIG. 5 is an explanatory diagram of a measurement image at the time of inclined scanning when the gate width is reduced, and FIG. 6 is a gate width. FIG. 7 is an explanatory view of a measurement image at the time of oblique scanning when FIG. 7 is widened, FIG. 7 is an explanatory view of the relationship between the height of the probe and the position of its focal point at the time of reciprocal scanning, and FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram of a display state. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an ultrasonic image inspection apparatus, and reference numeral 1 denotes a scanning mechanism having an XYZ moving mechanism. The focus type probe 3 is attached to the scanning mechanism 1 and performs main scanning of the subject 17 in the Y direction and sub scanning in the X direction.

【0010】超音波映像検査装置20は、このXY走査
によりそれぞれの測定点でAスコープ像が得られる測定
値を得て、これに基づいてBスコープ像の表示データや
Cスコープ像の表示データを生成してBスコープ像やC
スコープ像の画像を表示する。なお、この実施例におけ
る被検体17は、IC等の電子部品であり、図3に示す
ように、表面からある深さ2箇所に具体的な検査対象面
とされるリードフレームの面やICチップとこれが接着
されるセラミックスの基板あるいはパッドとの接合面が
存在していて、ここでは、これら2箇所の映像を同時に
得る。
[0010] The ultrasonic image inspection apparatus 20 obtains a measurement value at which an A-scope image is obtained at each measurement point by this XY scanning, and based on this, displays display data of the B-scope image and display data of the C-scope image. Generate B scope image or C
Display the scope image. The subject 17 in this embodiment is an electronic component such as an IC, and as shown in FIG. 3, a surface of a lead frame or an IC chip which is a specific surface to be inspected at two places at a certain depth from the surface. And a bonding surface with a ceramic substrate or pad to which the substrate is adhered. Here, images of these two locations are obtained simultaneously.

【0011】走査機構1は、スキャン制御装置2により
制御され、スキャン制御装置2は、インタフェース8を
介して画像処理装置(プローブ制御・画像処理手段とし
て)11により制御される。プローブ3は、超音波探傷
器4に接続されている。超音波探傷器4は、パルサー・
レシーバ等から構成されている。これは、画像処理装置
11からの制御信号に応じてその送信端子からプローブ
3に所定の測定周期でパルス信号を送ってプローブ3を
駆動する。このとき発生した超音波に対して被検体17
から得られるエコーをプローブ3が電気信号に変換し、
この変換された電気信号をプローブ3からエコー受信信
号としてその受信端子で受ける。そして、これを増幅
し、さらに検波し、得られた信号をピーク検出回路5や
時間計測回路6に送出する。
The scanning mechanism 1 is controlled by a scan control device 2, and the scan control device 2 is connected to an image processing device (probe control / image processing means) via an interface 8.
T) is controlled by 11. The probe 3 is connected to the ultrasonic flaw detector 4. The ultrasonic flaw detector 4 is a pulsar
It is composed of a receiver and the like. That is, the probe 3 is driven by sending a pulse signal from the transmission terminal to the probe 3 at a predetermined measurement cycle in response to a control signal from the image processing apparatus 11. The subject 17 responds to the ultrasonic waves generated at this time.
The probe 3 converts the echo obtained from the
The converted electric signal is received from the probe 3 as an echo reception signal at its reception terminal. Then, the signal is amplified and further detected, and the obtained signal is sent to the peak detection circuit 5 and the time measurement circuit 6.

【0012】ピーク検出回路5は、検波されたエコー受
信信号から所定の位置にゲートをかけて必要なエコー部
分のピーク値を検出し、これをA/D変換回路7に出力
する。なお、ゲート位置は、インタフェース8を介して
画像処理装置11から受けた設定信号による。ピーク検
出回路5は、この設定信号に応じて、例えば、表面エコ
ーを検出して時間カウントをすることでゲートを設定す
る。
A peak detection circuit 5 gates a predetermined position from the detected echo reception signal to detect a peak value of a necessary echo portion, and outputs the peak value to an A / D conversion circuit 7. The gate position depends on a setting signal received from the image processing device 11 via the interface 8. The peak detection circuit 5 sets the gate by detecting, for example, a surface echo and counting the time according to the setting signal.

【0013】時間計測回路6は、表面エコー検出後の経
過時間を計測する回路であり、測定データごとに表面エ
コーからデータ測定までの経過時間を求め、これをイン
ターフェイス8を介して画像処理装置11に送出する。
A/D変換回路7は、画像処理装置11からの制御信号
に応じて得られたピーク値のアナログ信号を、例えば、
8ビット256段階でデジタル値に変換する。このデジ
タル値を画像処理装置11のマイクロプロセッサ(MP
U)9が処理できるように入力データとしてバス14に
送出する。
The time measuring circuit 6 is a circuit for measuring the elapsed time after the detection of the surface echo. The time measuring circuit 6 calculates the elapsed time from the surface echo to the data measurement for each measurement data, and calculates the elapsed time via the interface 8. To send to.
The A / D conversion circuit 7 converts the analog signal of the peak value obtained according to the control signal from the image processing device 11 into, for example,
It is converted into a digital value in 256 stages of 8 bits. This digital value is stored in the microprocessor (MP) of the image processing device 11.
U) 9 is sent to the bus 14 as input data so that it can be processed.

【0014】以上の構成において超音波映像検査装置2
0は、通常の測定状態にあっては、例えば、プローブ3
は、Y方向に1ライン走査後にX方向にピッチ送りさ
れ、Y方向に先とは逆方向に走査する、いわゆるY方向
での往復走査により被検体17をXY平面上で走査す
る。この走査で所定のピッチで割り当てられる各測定点
ごとにピーク検出回路5でピーク値が検出され、それを
デジタル値の形でMPU9が取込む。MPU9は、これ
らピーク値のデータを各測定点に対応して順次メモリ1
0に記憶していく。
In the above configuration, the ultrasonic image inspection apparatus 2
0 indicates that the probe 3
Scans the subject 17 on the XY plane by so-called reciprocating scanning in the Y direction, in which the scanning is performed in the X direction after scanning one line in the Y direction, and scanning is performed in the Y direction in the opposite direction. In this scanning, a peak value is detected by the peak detection circuit 5 for each measurement point assigned at a predetermined pitch, and the MPU 9 captures the peak value in the form of a digital value. The MPU 9 sequentially stores the data of these peak values in the memory 1 corresponding to each measurement point.
0 is stored.

【0015】また、後述する2箇所での焦点合わせのた
めの測定では、XY平面走査におけるX方向あるいはY
方向の1ラインの走査に応じてZ方向の走査も加えて行
い、深さ方向(Z方向)に傾斜する、ここで言う傾斜走
査を行う。この傾斜走査の具体例については後述する。
なお、MPU9が測定データをメモリ10に記憶する場
合には、各測定点に対応する識別情報を記憶したエリア
をメモリ10に設けておき、識別情報に対応して各測定
点から得られた測定データ等を記憶するようにすること
ができる。
In the measurement for focusing at two places, which will be described later, in the X direction or Y direction in the XY plane scanning,
The scanning in the Z direction is also performed in accordance with the scanning of one line in the direction, and the inclined scanning, which is inclined in the depth direction (Z direction), is performed. A specific example of the tilt scanning will be described later.
When the MPU 9 stores the measurement data in the memory 10, an area for storing identification information corresponding to each measurement point is provided in the memory 10, and measurement areas obtained from each measurement point corresponding to the identification information are provided. Data and the like can be stored.

【0016】さて、バス14には、マイクロプロセッサ
9のほかに、操作パネル(図示せず)、各種プログラム
やデータを記憶したメモリ10、画像メモリ12、ディ
スプレイ13等が接続されている。そして、ディスプレ
イ13には、タッチスクリーン15が画面に装着されて
いる。このタッチスクリーン15は、タッチスクリーン
インタフェース16を介してバス14に接続されてい
る。そこで、そのタッチ位置が割り込み処理によりMP
U9に読込まれる。このタッチスクリーン15は、この
発明における選択された表示映像部分の画面上における
位置情報を与える。
An operation panel (not shown), a memory 10 storing various programs and data, an image memory 12, a display 13 and the like are connected to the bus 14 in addition to the microprocessor 9. The display 13 has a touch screen 15 mounted on the screen. The touch screen 15 is connected to the bus 14 via a touch screen interface 16. Therefore, the touch position is changed to MP by interrupt processing.
Read by U9. The touch screen 15 provides positional information on the screen of the selected display video portion in the present invention.

【0017】ここで、メモリ10には、斜面走査プログ
ラム10a、深さ位置切替平面走査プログラム10b、
焦点合わせプログラム10c、音速演算プログラム10
d、ゲート演算設定プログラム10e、表示処理プログ
ラム等の各種プログラムが、格納されている。そして、
そのパラメータ記憶領域10fには、傾斜走査関数Zs
=f(x),Zs=f(y)等が記憶されている。
The memory 10 has a slope scanning program 10a, a depth position switching plane scanning program 10b,
Focusing program 10c, sound velocity calculation program 10
Various programs such as d, a gate operation setting program 10e, and a display processing program are stored. And
In the parameter storage area 10f, the inclination scanning function Zs
= F (x), Zs = f (y), etc. are stored.

【0018】斜面操作プログラム10aは、特に初期位
置指定がなされていないときにはプローブの初期位置設
定が行われる。これがMPU9により実行されると、M
PU9は、あらかじめ操作パネルから入力されたプロー
ブ3の焦点距離と被検体17との位置関係(通常、所定
の水槽の底部に被検体17は配置されているので、その
厚み等が操作パネルから入力されることでこの位置関係
が決定される。)に応じて測定開始点において、まず、
被検体17の表面直下に焦点が位置付けられるようにプ
ローブ3のZ座標位置(高さ)を算出してプローブ3を
位置決めする(図3の位置A参照)。
The slope operation program 10a sets the initial position of the probe especially when the initial position is not specified. When this is executed by the MPU 9, M
The PU 9 has a positional relationship between the focal length of the probe 3 and the subject 17 previously input from the operation panel (usually, since the subject 17 is arranged at the bottom of a predetermined water tank, its thickness and the like are input from the operation panel. This determines the positional relationship.) First, at the measurement start point,
The probe 3 is positioned by calculating the Z coordinate position (height) of the probe 3 so that the focal point is positioned immediately below the surface of the subject 17 (see position A in FIG. 3).

【0019】特別に位置設定があった場合には、それに
従ってプローブ3がZ方向で位置付けられるが、そのよ
うな場合を除いてこの位置が傾斜走査の基準位置(初期
位置)になる。そして、MPU9は、測定開始とともに
Y方向(又はX方向)の測定点の更新に応じて測定点の
Y方向(又はX方向)の座標位置から前記の傾斜走査関
数Zs=f(y)(又はZs=f(x))に従って演算
を行い、Z座標の位置座標Zsを算出する。さらに、M
PU9は、Y方向(又はX方向)の走査とともにこのZ
座標の算出結果に応じてZ方向に走査する傾斜走査の制
御を行う。このときにプローブ3が位置付けられるZ方
向の座標は、先の傾斜走査関数により算出された値で決
定されることになる。
If the position is specially set, the probe 3 is positioned in the Z direction according to the position setting. Except in such a case, this position becomes the reference position (initial position) for the tilt scanning. Then, at the start of the measurement, the MPU 9 updates the measurement point in the Y direction (or the X direction) from the coordinate position of the measurement point in the Y direction (or the X direction) according to the update of the measurement point in the Y direction (or the X direction). An operation is performed in accordance with (Zs = f (x)) to calculate a position coordinate Zs of the Z coordinate. Further, M
The PU 9 scans the Z-direction along with the scanning in the Y-direction (or X-direction).
Control of tilt scanning for scanning in the Z direction is performed according to the calculation result of the coordinates. At this time, the coordinates in the Z direction at which the probe 3 is positioned are determined by the values calculated by the above-described tilt scanning function.

【0020】なお、以下においてはY方向の走査に応じ
て深さ方向の走査を行う場合の例を中心として説明す
る。X方向の走査に応じて深さ方向の走査を行う場合も
同様であり、このときには傾斜走査関数がZs=f
(x)になるだけであって、実質的な相違はないのでこ
れについては説明を割愛する。ここで、傾斜走査関数f
(y)が一次関数のときには、Y方向の座標更新に対応
して所定のピッチでZ方向(高さ方向)にプローブ3が
移動する。その結果、通常は、Y方向の走査に応じてプ
ローブ3は、被検体17に対して所定のピッチで接近し
ていくことになる。このことにより被検体17は、側面
からみて傾斜した平面走査をプローブ3により受ける。
The following description focuses on an example in which scanning in the depth direction is performed in accordance with scanning in the Y direction. The same applies to the case where scanning in the depth direction is performed in accordance with scanning in the X direction. In this case, the inclination scanning function is Zs = f
Since it is only (x) and there is no substantial difference, the explanation is omitted. Here, the gradient scanning function f
When (y) is a linear function, the probe 3 moves in the Z direction (height direction) at a predetermined pitch in accordance with the coordinate update in the Y direction. As a result, the probe 3 normally approaches the subject 17 at a predetermined pitch in accordance with the scanning in the Y direction. As a result, the subject 17 receives a plane scan inclined from the side by the probe 3.

【0021】被検体17が2つの近接した接合面17
a,17bを有している場合を例にとって、図3を参照
しながらこれについて詳述すると、基準位置のときには
被検体表面に焦点が合っており(位置A)、徐々に焦点
位置が下がって、接合面17aに合い(位置B)、接合
面17bに合い(位置C)、さらに被検体17の内部に
焦点が移る(位置D)。また、位置Bにおけるエコー波
形とゲートとの関係を図4(a)に示し、位置Cにおけ
るエコー波形とゲートとの関係を図4(b)に示す。こ
こに、Tは打ち出し波、Sは表面エコー、Faは接合面
17aからの反射エコー、Fbは接合面17bからの反
射エコー、G,G’はゲートであり、これらは時間軸t
に沿って示されている。
The subject 17 has two adjacent bonding surfaces 17.
This will be described in detail with reference to FIG. 3 by taking the case of having a and 17b as an example. When the reference position is at the reference position, the subject surface is in focus (position A), and the focus position gradually decreases. Then, it is aligned with the joining surface 17a (position B), is aligned with the joining surface 17b (position C), and further focuses on the inside of the subject 17 (position D). FIG. 4A shows the relationship between the echo waveform and the gate at the position B, and FIG. 4B shows the relationship between the echo waveform and the gate at the position C. Here, T is a launch wave, S is a surface echo, Fa is a reflected echo from the joint surface 17a, Fb is a reflected echo from the joint surface 17b, G and G 'are gates, and these are time axes t.
Are shown along.

【0022】そして、焦点合わせプログラム10cは、
タッチスクリーン15により指定されたディスプレイ1
3の画面上のX座標の位置からそれに最も近い測定点
(表示画像の画素と測定点とが1対1で対応するときに
は、その画素が指定されることでそれが測定位置に一致
することになる。)を割り出してプローブ3の走査上の
Z座標を前記の傾斜走査関数f(x)から得て、その位
置にプローブ3を位置決めする処理をする。
Then, the focusing program 10c is
Display 1 specified by touch screen 15
The measurement point closest to the X-coordinate position on the screen of screen 3 (when the pixel of the display image and the measurement point correspond one-to-one, the pixel is specified so that it matches the measurement position. ) Is obtained, and the Z coordinate on the scanning of the probe 3 is obtained from the tilt scanning function f (x), and the probe 3 is positioned at that position.

【0023】深さ位置切替平面走査プログラム10b
は、二次元走査プログラムであり、往きは、第1の焦点
で走査を行い、帰りは第2の焦点位置で走査を行う。す
なわち、MPU9がこのプログラムを実行することでM
PU9は、プローブ3のZ座標(高さ)が往きと帰りと
で異なる位置に設定される。まず、第1の高さ(Z座
標)に固定にしたままY方向に所定のピッチで往きの主
走査をし、プローブの高さを第1の位置から第2の位置
へと移動するとともにX方向に副走査をする。そして、
−Y方向に所定のピッチで帰りの主走査をする。なお、
斜面走査プログラム10aも平面走査プログラム10b
もX方向、Y方向の測定ピッチはあらかじめ設定された
距離で行われる。Y方向の測定ピッチは、X方向の測定
ピッチと同じである場合もあれば、それより粗い場合も
ある。
Depth position switching plane scanning program 10b
Is a two-dimensional scanning program, in which scanning is performed at a first focal point, and scanning is performed at a second focal position. That is, the MPU 9 executes this program to execute M
The PU 9 is set at a position where the Z coordinate (height) of the probe 3 is different between going and returning. First, a forward main scan is performed at a predetermined pitch in the Y direction while fixed at the first height (Z coordinate), and the height of the probe is moved from the first position to the second position, and X Sub-scan in the direction. And
The main scanning is performed at a predetermined pitch in the -Y direction. In addition,
The slope scanning program 10a is also a plane scanning program 10b.
The measurement pitches in the X direction and the Y direction are also measured at a preset distance. The measurement pitch in the Y direction may be the same as the measurement pitch in the X direction, or may be coarser.

【0024】音速演算プログラム10eは、傾斜走査に
より測定されたデータとこれについて時間計測回路6に
より計測された時間から被検体17の音速を算出するプ
ログラムである。図3と図4を参照しつつ具体的な一例
をあげると、被検体17の表面に合焦点での水距離(こ
の場合、プローブ3の焦点距離は既知である)と接合面
17aに合焦点での水距離との差dz、被検体17の内
部での焦点深さの差df、被検体の音速C17、水の音
速Cwの間に、プローブの振動子径に較べ焦点距離が十
分大きい場合には(C17/Cw)と(dz/df)と
がほぼ等しくなるという関係があることを利用して音速
を算出する方法等がある。
The sound speed calculation program 10e is a program for calculating the sound speed of the subject 17 from the data measured by the tilt scanning and the time measured by the time measurement circuit 6 for the data. As a specific example with reference to FIGS. 3 and 4, the water distance at the focal point on the surface of the subject 17 (in this case, the focal length of the probe 3 is known) and the focal point on the joining surface 17a When the focal length is sufficiently large compared to the transducer diameter of the probe between the difference dz from the water distance at the time, the difference df between the focal depth inside the subject 17 and the sound speed C17 of the subject and the sound speed Cw of the water. There is a method of calculating the speed of sound by utilizing the fact that (C17 / Cw) and (dz / df) are substantially equal.

【0025】これは、通常は付帯条件も満足されること
からこれらを等置し、さらに表面エコーSから接合面1
7aまでの経過時間tsfが(2×df/C17)であ
ることを利用して、その式を変形する。すると、音速C
17は(2×Cw×dz/tsf)の平方根として求め
られる。
This is because, since the incidental conditions are usually satisfied, they are equally placed.
Using the fact that the elapsed time tsf up to 7a is (2 × df / C17), the formula is modified. Then, the sound speed C
17 is obtained as the square root of (2 × Cw × dz / tsf).

【0026】なお、経過時間tsfは、時間計測回路6
を用いて計測されるが、超音波測定ともに常時計測して
記憶しておき後から対応する値を取り出して用いてもよ
いし、計測すべき位置等が指定されてから計測してもよ
い。そして、この経過時間tsfから表面波Sからのゲ
ート位置の時間tP が欠陥波Faを含む範囲で設定され
る。この設定は、tP =tsf−ta (ただし、ta は
設定値)として自動的に計算されてもよいし、操作パネ
ルからの操作でマニュアル的に時間値ta が調整されて
ゲート位置tP が選択されてもよい。
The elapsed time tsf is determined by the time measurement circuit 6
The ultrasonic measurement is always measured and stored, and the corresponding value may be extracted and used later, or may be measured after a position to be measured is specified. Then, the time tp of the gate position from the surface wave S from the elapsed time tsf is set in a range including the defect wave Fa. This setting may be automatically calculated as tp = tsf-ta (where ta is a set value), or the time value ta is manually adjusted by an operation from the operation panel to select the gate position tp. You may.

【0027】ゲート演算設定プログラム10eは、ゲー
トG,G’等(図4参照)の幅等を算出するプログラム
である。被検体17の音速が不明のときには広い幅にゲ
ートが設定され(ゲートG’)、被検体17の音速の確
定後には狭い幅にゲートが設定される(ゲートG)。音
速が確定すれば正確な屈折率が算出できるので、被検体
の内部における焦点位置が正確に予測できる。そして、
焦点位置が正確に予測できれば、ゲート幅が狭くても焦
点位置を逃すことなく確実に測定を行うことができる。
The gate operation setting program 10e is a program for calculating the width of the gates G, G 'and the like (see FIG. 4). When the sound speed of the subject 17 is unknown, the gate is set to a wide width (gate G ′), and after the sound speed of the subject 17 is determined, the gate is set to a narrow width (gate G). If the sound speed is determined, the accurate refractive index can be calculated, so that the focal position inside the subject can be accurately predicted. And
If the focal position can be accurately predicted, the measurement can be reliably performed without missing the focal position even if the gate width is narrow.

【0028】ところで、前記のような傾斜走査により得
られた画像は、プローブ3の合焦点部が順方向の走査に
伴って次第に深くなる深さ方向に透視した平面画像(こ
こでは傾斜画像という)になる。この画像の各画素と走
査機構のZ軸の座標位置(走査上のZ座標値)、すなわ
ち、被検体17とプローブ3との間隔は、前記傾斜関数
f(y)により対応関係が採られている。そこで、先の
走査上のZ座標は容易に求めることができる。なお、こ
のZ座標の算出は、傾斜関数f(y)によることなく、
各測定点の測定に対応してプローブ3のZ座標の位置
(高さ)をメモリ10に記憶しておいて測定点とプロー
ブ3の高さとの対応を採ることでもよい。また、測定点
が画素対応のときには、ディスプレイ13の表示画素に
対応してメモリ10にプローブ3の高さのデータが記憶
されるようにしてもよい。
By the way, the image obtained by the above-described oblique scanning is a plane image (herein, referred to as an oblique image) which is seen through in the depth direction in which the focal point of the probe 3 gradually becomes deeper with the forward scanning. become. Each pixel of this image and the coordinate position on the Z-axis of the scanning mechanism (Z-coordinate value on scanning), that is, the interval between the subject 17 and the probe 3 are associated with each other by the inclination function f (y). I have. Therefore, the Z coordinate on the previous scan can be easily obtained. Note that the calculation of the Z coordinate does not depend on the inclination function f (y).
The position (height) of the Z coordinate of the probe 3 may be stored in the memory 10 in correspondence with the measurement of each measurement point, and a correspondence between the measurement point and the height of the probe 3 may be adopted. When the measurement points correspond to pixels, data of the height of the probe 3 may be stored in the memory 10 corresponding to the display pixels of the display 13.

【0029】次に、画像処理装置11の複数箇所測定処
理について、図2のフローチャートに従って説明する。
まず、複数箇所同時測定機能キーが入力された時点で図
2の処理がスタートし、そのステップで操作パネルか
らプローブ3の焦点距離と被検体17の厚さ等の初期情
報を入力する。一方、メモリ10の所定領域には超音波
探傷器4の送信パルスの発生周期やピーク検出回路5の
ゲート幅G’等について、あらかじめ超音波映像検査装
置として最もよく使われる設定値が記憶されている。
Next, a description will be given, with reference to the flowchart of FIG.
First, the processing of FIG. 2 starts when the simultaneous measurement function key is input at a plurality of locations, and in that step, initial information such as the focal length of the probe 3 and the thickness of the subject 17 is input from the operation panel. On the other hand, in a predetermined area of the memory 10, setting values most frequently used as an ultrasonic image inspection apparatus are stored in advance with respect to the generation cycle of the transmission pulse of the ultrasonic flaw detector 4 and the gate width G ′ of the peak detection circuit 5. I have.

【0030】そこで、このときMPU9は、それらの設
定データを参照してインタフェース8を介して各種回路
に必要な設定データを設定する。例えば、このとき、ピ
ーク検出のゲート幅は、0.1μsから数μs程度の期
間に設定される。これらの設定値は可変であるが、設定
値を変えなくても機能上、問題はないので、超音波測定
について知識がない限り、広いゲート幅G’を他の値に
設定変更する必要はない。
Therefore, at this time, the MPU 9 refers to the setting data and sets necessary setting data for various circuits via the interface 8. For example, at this time, the gate width for peak detection is set to a period of about 0.1 μs to several μs. These set values are variable, but there is no functional problem even if the set values are not changed. Therefore, there is no need to change the wide gate width G 'to another value unless there is knowledge about ultrasonic measurement. .

【0031】なお、ゲート位置は、プローブ3の焦点位
置に合わせて行われ、表面エコーを検出してからの時間
として設定される。設定される時間は、Y方向における
傾斜走査の場合には、Y方向の走査距離に応じて傾斜関
数により決定されるZ座標の各測定位置を得て、この位
置に基づいてプローブ3の焦点位置を割出してゲート設
定のための時間を算出する。ゲート演算設定プログラム
10eは、このような処理も行う。その算出結果は、傾
斜走査に対応してMPU9によりインタフェース8を介
してピーク検出回路5に与えられる。
The gate position is set in accordance with the focal position of the probe 3 and is set as the time after the detection of the surface echo. For the set time, in the case of the tilt scanning in the Y direction, each measurement position of the Z coordinate determined by the tilt function according to the scanning distance in the Y direction is obtained, and the focal position of the probe 3 is determined based on the obtained position. To calculate the time for gate setting. The gate operation setting program 10e also performs such processing. The calculation result is provided to the peak detection circuit 5 via the interface 8 by the MPU 9 corresponding to the tilt scanning.

【0032】次のステップにおいて、測定開始位置
(初期位置)にまずプローブ3が位置付けられる。すな
わち、プローブ3の高さ方向の基準位置としてプローブ
3の焦点がその表面直下に来る距離と等しくなるように
被検体17とプローブ3との間隔が設定される(図3の
位置A参照)。ステップで、操作パネル上の測定開始
キーの入力待ちループに入り、走査開始か否かをそのキ
ー入力により検出する。
In the next step, the probe 3 is first positioned at the measurement start position (initial position). That is, the distance between the subject 17 and the probe 3 is set as a reference position in the height direction of the probe 3 so that the focal point of the probe 3 is equal to the distance immediately below the surface thereof (see position A in FIG. 3). In a step, the process enters a loop for waiting for the input of a measurement start key on the operation panel, and detects whether or not to start scanning by inputting the key.

【0033】キーが入力されると、次のステップにお
いて、斜面走査プログラム10aが起動され、傾斜走査
測定が開始され、MPU9の斜面走査プログラム10a
の実行により被検体17は、Y方向の測定点更新(測定
位置の更新)ともに傾斜走査が行われる。その結果、X
方向の1ラインの走査が終了するごとにY方向に1ピッ
チ移動するとともに徐々に被検体17とプローブ3との
間隔が接近して傾斜走査が行われる。
When the key is pressed, in the next step, the slope scanning program 10a is started to start the slope scanning measurement, and the slope scanning program 10a of the MPU 9 is started.
As a result, the subject 17 is subjected to tilt scanning together with updating of the measurement point in the Y direction (update of the measurement position). As a result, X
Each time the scanning of one line in the direction is completed, the pitch moves in the Y direction by one pitch, and the distance between the subject 17 and the probe 3 gradually approaches to perform the inclined scanning.

【0034】このY方向における傾斜走査のXY走査に
応じて各測定点に対応して得られたピーク値の多階調の
データは、その都度現在の走査位置のXY座標に応じて
そのXY座標に対応する画像メモリ12のアドレスに表
示データとして記憶される。画像メモリ12に記憶され
た表示データは、次にディスプレイ13のビデオメモリ
に転送され、ディスプレイ13に内蔵されたコントロー
ラの制御の下にその画像が表示される。このとき表示さ
れている画像は、深さ方向に傾斜走査を行った場合の探
傷映像となっている。
The multi-gradation data of the peak value obtained corresponding to each measurement point in accordance with the XY scanning of the tilt scanning in the Y direction is calculated based on the XY coordinates of the current scanning position in each case. Is stored as the display data at the address of the image memory 12 corresponding to. The display data stored in the image memory 12 is then transferred to the video memory of the display 13, and the image is displayed under the control of a controller built in the display 13. The image displayed at this time is a flaw detection image when the tilt scanning is performed in the depth direction.

【0035】ところで、これは、広い幅のゲートG’の
下での測定画像であることから、被検体17の内部の2
つの接合面17a,17bが近接しているような場合に
は、これらからの反射エコーFa,Fbが同時にゲート
G’内に入ってしまい峻別不能となる。このため、この
測定画像では、反射エコーの強い位置B(接合面17
a)は比較的明瞭であるが、位置C(接合面17b)は
接合面17bからの影響によってぼんやりしたものとな
っている。
By the way, since this is a measurement image under the gate G 'having a wide width, the inside of the subject 17
When the two bonding surfaces 17a and 17b are close to each other, the reflected echoes Fa and Fb from these surfaces enter the gate G 'at the same time and cannot be distinguished sharply. For this reason, in this measurement image, the position B (where the bonding surface 17
Although a) is relatively clear, the position C (joining surface 17b) is blurred due to the influence from the joining surface 17b.

【0036】さて、次のステップにおいて、焦点合わ
せプログラム10cが起動され、オペレータが画面上で
鮮明な表示位置を指定して焦点あわせを行う。本来は目
標として位置Bと位置Cを指定したいのであるが、位置
Bの位置もゲート幅が広い状態であるので、確実に指定
できているとは限らず、位置Cもぼんやりしているの
で、比較的鮮明な表示位置である位置Bに対応してタッ
チスクリーン15をタッチすると、ステップに移行す
る。そして、このタッチによる割込み信号がインタフェ
ース16を介してMPU9に入力される。その結果、こ
のステップで、MPU9は、焦点合わせ処理を行う。
In the next step, the focusing program 10c is started, and the operator designates a clear display position on the screen to perform focusing. Originally, it is desired to designate the position B and the position C as targets. However, since the position of the position B is also in a state where the gate width is wide, it is not always possible to designate the position reliably and the position C is also blurred. If the touch screen 15 is touched corresponding to the position B which is a relatively clear display position, the process proceeds to a step. Then, an interrupt signal due to this touch is input to the MPU 9 via the interface 16. As a result, in this step, the MPU 9 performs a focusing process.

【0037】すなわち、MPU9は、割込み信号を受け
ると、ディスプレイ13上に表示された位置Bの表示座
標をタッチスクリーン15からの位置信号から割出し
て、そのY座標を抽出し、抽出した測定位置から傾斜関
数f(y)に従って走査上のZ座標を算出してその位置
にプローブ3を位置決めする。映像が鮮明なときには、
ほぼ確実に焦点位置が選択できるが、これもタッチの仕
方でずれる場合も考えられるので、ここでは、この位置
が、位置Bに対応する接合面17aに対してプローブ3
の焦点の合った高さ位置であると一応する。
That is, when receiving the interrupt signal, the MPU 9 determines the display coordinates of the position B displayed on the display 13 from the position signal from the touch screen 15, extracts its Y coordinate, and extracts the extracted measurement position. , The Z coordinate on the scan is calculated according to the inclination function f (y), and the probe 3 is positioned at that position. When the image is clear,
Although the focus position can be almost certainly selected, it is also possible that the focus position is shifted by touching. Therefore, here, this position is set to the probe 3 with respect to the bonding surface 17a corresponding to the position B.
It is supposed that the height position is in focus.

【0038】次のステップで、操作パネル上のキーの
入力待ちループに入り、2箇所同時測定か否かを、入力
されたキーにより判定する。図6のタッチ位置の映像が
鮮明であり、接合面17aのみを測定する場合には既に
焦点合わせが済んでいるので再度の傾斜測定を行う必要
はなく、この場合にはステップ(14)に移る。接合面
17aと接合面17bとの2箇所同時測定の場合には、
YES条件が成立して再度の傾斜測定を行うべく、ステ
ップに移る。
In the next step, a loop for waiting for an input of a key on the operation panel is entered, and it is determined whether or not two simultaneous measurements are to be made, based on the input key. In the case where the image of the touch position in FIG. 6 is clear and only the joint surface 17a is measured, it is not necessary to perform the tilt measurement again since the focusing has already been completed. In this case, the process proceeds to step (14). . In the case of simultaneous measurement of two places of the joint surface 17a and the joint surface 17b,
If the YES condition is satisfied, the process proceeds to the step for performing the inclination measurement again.

【0039】ステップでは、音速演算プログラム10
dが起動される。そして、先ず現在焦点が合わされてい
る接合面17aについての経過時間tsfが計測され
る。次にステップで、音速演算プログラム10dが既
述の方法で被検体17の音速C17を算出する。さら
に、ゲート演算設定プログラム10eは、音速C17が
判明したことに基づいてゲートを狭い幅のゲートGに再
設定する。ゲートの幅が狭くも、音速が確定したことに
より屈折率等も明確になるので焦点位置が正確に予測で
きる。そこで、確実にゲートが焦点位置に対応ずけられ
る。また、ゲートの幅が狭いので、欠陥エコーFa,F
bが明瞭に分離される(図4のG参照)。
In the step, the sound velocity calculation program 10
d is started. Then, first, the elapsed time tsf for the currently focused joint surface 17a is measured. Next, in step S10, the sound speed calculation program 10d calculates the sound speed C17 of the subject 17 by the method described above. Further, the gate calculation setting program 10e resets the gate to the gate G having a small width based on the fact that the sound speed C17 is found. Even if the width of the gate is narrow, the refractive index and the like become clear when the sound speed is determined, so that the focal position can be accurately predicted. Therefore, the gate can be surely corresponded to the focal position. Further, since the width of the gate is narrow, the defect echoes Fa, F
b are clearly separated (see FIG. 4G).

【0040】ステップ(10)及びステップ(11)で
は、ステップ及びステップと同様の処理が繰り返さ
れ、再度傾斜測定が行われて斜面の探傷映像が再表示さ
れる。なお、ここでは同一のプログラムを利用するため
に全面を再測定したが、ステップで焦点合わせされた
位置B以降の部分のみを再測定・再表示してもよい。こ
の場合、プログラムは多少複雑になるが、処理時間が短
縮されて作業効率は良い。そして、この段階で先に指定
されたプローブの高さを第1の焦点位置のとしてメモリ
に記憶しておく。このように、狭い幅のゲートGの下で
測定され表示された探傷映像は、分解能が向上してい
る、そこで、図5の如く、近接した接合面17a,17
bのそれぞれが明瞭に表示されている。すなわち、接合
面17aに対応した位置Bばかりでなく、接合面17b
に対応した位置Cにも鮮明な表示が現れる。
In step (10) and step (11), the same processing as in step and step is repeated, the inclination is measured again, and the inspection image of the slope is displayed again. Here, the entire surface is re-measured in order to use the same program. However, only the portion after the position B focused at the step may be re-measured and displayed again. In this case, the program is slightly complicated, but the processing time is shortened and the working efficiency is good. Then, at this stage, the height of the probe specified earlier is stored in the memory as the first focal position. In this way, the flaw detection image measured and displayed under the gate G having a narrow width has improved resolution. Therefore, as shown in FIG.
Each of b is clearly displayed. That is, not only the position B corresponding to the bonding surface 17a but also the bonding surface 17b
, A clear display also appears at the position C corresponding to.

【0041】このように位置Bと位置Cとが鮮明になっ
たところで、ステップ(12)及びステップ(13)に
おいて、ステップと同様にしてタッチスクリーン15
によりオペレータが画面上で鮮明な表示位置Bと表示位
置Cを順次指定する。これにより表示位置Bと表示位置
Cの焦点あわせ位置がメモリに記憶される。このとき、
最初に表示位置Bが指定され、次に表示位置Cが指定さ
れたとする。最初の指定された表示位置Bは、第1のプ
ローブ位置として往きの走査に割り当てられる。次に指
定された表示位置Cは、第2のプローブ位置としてとし
て帰りの走査に割り当てられる。なお、前記したように
位置B以降の部分のみを再測定・再表示する場合には、
図5において、タッチした位置が次のプローブ位置(焦
点位置)になるので、このときには、Cの位置をタッチ
するだけであり、これが第2のプローブ位置としてメモ
リに記憶される。
When the position B and the position C have become clear in this way, in steps (12) and (13), the touch screen 15
, The operator sequentially specifies clear display positions B and C on the screen. Thereby, the focus positions of the display position B and the display position C are stored in the memory. At this time,
Assume that the display position B is specified first, and then the display position C is specified. The first designated display position B is assigned to the outgoing scan as the first probe position. The next designated display position C is assigned to the return scan as the second probe position. As described above, when only the portion after the position B is re-measured and re-displayed,
In FIG. 5, the touched position becomes the next probe position (focal position). At this time, only the position C is touched, and this is stored in the memory as the second probe position.

【0042】次のステップ(14a)で、MPU9は、
操作パネル上の走査測定開始キーの入力待ちループによ
り走査開始か否かを検出する。このキーが入力される
と、次のステップ(15a)において深さ位置切替平面
走査プログラム10bが起動され、MPU9は、往きの
走査についてはプローブ3を前記の第1のプローブ位置
に高さを固定し、測定開始位置から通常のXY走査によ
る平面走査を行う。そして1ラインのY方向の主走査が
終了した時点で、プローブ3を第2のプローブ位置であ
る第2のプローブ位置に高さを移動して固定し、X方向
に1ピッチの副走査をするとともに帰りの−Y方向の走
査を行う。このような繰り返しにより、往きには、表示
位置Bに対応した焦点距離で走査が行われ、往きの映像
が採取される。また、帰りには表示位置Bに対応した焦
点距離で走査が行われ、帰りの映像が採取される。所定
の範囲でのXY走査が終了すると、次のステップ(16
a)で往きのデータと帰りのデータとを個別に抽出して
図8に示すように、1画面の上下に2つの映像を表示す
る。ただし、この映像は、X方向の幅が1/2になって
いる。
In the next step (14a), the MPU 9
Whether or not to start scanning is detected by an input waiting loop of a scan measurement start key on the operation panel. When this key is input, in the next step (15a), the depth position switching plane scanning program 10b is started, and the MPU 9 fixes the probe 3 at the first probe position for the forward scanning. Then, a plane scan by normal XY scanning is performed from the measurement start position. When the main scanning of one line in the Y direction is completed, the probe 3 is moved to a second probe position, which is the second probe position, and is fixed in height, and one pitch of sub scanning is performed in the X direction. At the same time, return scanning in the −Y direction is performed. By such repetition, scanning is performed at the focal length corresponding to the display position B, and an image of the going is collected. On the return, scanning is performed at a focal length corresponding to the display position B, and a return image is collected. When the XY scanning in the predetermined range is completed, the next step (16)
In a), outgoing data and returning data are individually extracted, and two images are displayed at the top and bottom of one screen as shown in FIG. However, the width of this image in the X direction is 1 /.

【0043】このように、オペレータは、2箇所での焦
点合わせに際して、得られた焦点合わせのための画像
(これは、結果的にXY平面に対して傾斜する斜面像に
なる)から測定したい深さの付近のうち鮮明な箇所を、
2箇所をタッチスクリーン15上で単にタッチすれば2
箇所での焦点合わせが済む。MPU9は、タッチされた
2箇所に対応する画素のX方向の位置座標からX方向の
測定点の位置を求め、このX方向の測定位置から傾斜関
数Zs=f(x)(又はZs=f(y))によりZ方向
での測定位置をそれぞれ求め、その座標値に従ってMP
U9は、プローブ3の往きと帰りの高さをそれぞれ取得
して往きと帰りとにそれぞれ被検体17との間隔が設定
されるように走査機構1のZ軸を移動させる制御をす
る。
As described above, when focusing at two locations, the operator can measure the depth to be measured from the obtained focusing image (which results in a slope image inclined with respect to the XY plane). A clear part of the vicinity of
Simply touch two places on the touch screen 15 to get 2
Focusing at the point is completed. The MPU 9 obtains the position of the measurement point in the X direction from the position coordinates in the X direction of the pixels corresponding to the two touched places, and from this measurement position in the X direction, the inclination function Zs = f (x) (or Zs = f ( y)) to determine the measurement positions in the Z direction, and determine the MP position according to the coordinate values.
U9 controls the movement of the Z-axis of the scanning mechanism 1 so that the forward and backward heights of the probe 3 are acquired, and the interval between the probe 3 and the subject 17 is set in each of the forward and backward directions.

【0044】なお、1回目の傾斜走査において鮮明な画
像が2箇所得られれば、ゲート幅を狭くしての傾斜走査
は不要であるので、これを省いてもよい。1箇所のみ鮮
明であれば、それを第1の焦点位置としてメモリに記憶
し、次の傾斜走査をその後から走査するようにして第2
の焦点位置を求めて順次メモリに記憶するようにすれ
ば、2回目の傾斜走査の範囲は、少なくなるので、時間
が短縮できる。また、表示画像についてそれぞれの画像
を別画面で表示するようにしてもよい。このような場合
には、第1の焦点位置での画像は、往きの走査で採取し
たデータと同じデータを帰りの走査分のデータにして2
ライン分のY方向走査として1画面分の表示データを構
築すればよく、第2の焦点位置での画像は、帰りの走査
で採取したデータと同じデータを往きの走査分のデータ
にして2ライン分のY方向走査として1画面分の表示デ
ータを構築すれば、それぞれの画像を1画面の大きさで
表示することができる。なお、前記のように幅の広い粗
いゲート幅で傾斜走査をし、次に狭いゲート幅で傾斜走
査をするようにすれば、多層構造物等の如く反射面が近
接して一回の焦点合わせでは目標とする部分の鮮明な画
像が得られ難い場合に有効である。したがって、深さ方
向において測定対象位置の前後に測定対象以外にも大き
な反射部分があるような場合であっても、超音波や電子
計測器等に関する特定の技術知識がなくても、極めて簡
単に超音波映像検査装置の焦点合わせができる。
If two clear images are obtained in the first tilt scanning, the tilt scanning with a narrow gate width is not necessary, and may be omitted. If only one point is clear, it is stored in the memory as the first focal position, and the next tilt scan is performed after that, and the second focus scan is performed.
If the focal positions are determined and sequentially stored in the memory, the range of the second inclined scanning is reduced, so that the time can be reduced. Further, each of the displayed images may be displayed on another screen. In such a case, the image at the first focus position is obtained by converting the same data as the data acquired in the forward scan into data for the return scan.
It is sufficient to construct display data for one screen as Y-direction scanning for lines, and the image at the second focal position is obtained by converting the same data as the data collected in the returning scanning into data for the outgoing scanning, for two lines. By constructing display data for one screen as the Y-direction scanning, each image can be displayed in the size of one screen. As described above, if the tilt scanning is performed with a wide gate width which is wide and then the tilt scanning is performed with a narrow gate width, it is possible to perform one-time focusing by bringing the reflecting surfaces close to each other as in a multilayer structure or the like. Is effective when it is difficult to obtain a clear image of a target portion. Therefore, even in the case where there is a large reflective portion in addition to the measurement target before and after the measurement target position in the depth direction, even without specific technical knowledge about ultrasonic waves, electronic measuring instruments, etc., it is extremely easy. Focusing of the ultrasonic image inspection device can be performed.

【0045】以上説明してきたが、実施例での焦点の合
った座標指定方法は、タッチスクリーンによっている
が、これは、タッチスクリーンに限らず、マウスやキー
ボード(特にそのカーソル移動キーなど)等による座標
入力であってもよい。実施例における傾斜関数は、深さ
方向であるZ方向の測定位置をX,Yのいずれかの方向
の走査に対応して決定するものである。傾斜関数は、得
られた測定値のZ方向の位置と得られた測定値から生成
された画面上の表示データとの対応を採るための関係情
報の具体例の1つに過ぎない。これは、画面上において
選択された映像の位置からそれに対する測定値が採取さ
れた深さ方向の位置が割出せる関係情報であればどのよ
うな情報であってもよく、関数である必要はない。例え
ば、測定位置座標は、測定点に対応して設けられた識別
情報に対応してテーブル化されて管理されてもよい。
As described above, the method of designating focused coordinates in the embodiment is based on the touch screen. However, this is not limited to the touch screen, but may be performed using a mouse, a keyboard (particularly, a cursor movement key or the like) or the like. It may be a coordinate input. The tilt function in the embodiment determines the measurement position in the Z direction, which is the depth direction, in accordance with scanning in either the X or Y direction. The tilt function is only one specific example of the relation information for obtaining the correspondence between the position of the obtained measured value in the Z direction and the display data on the screen generated from the obtained measured value. This may be any information as long as it is relational information that can determine the position in the depth direction from which the measured value is taken from the position of the image selected on the screen, and does not need to be a function. . For example, the measurement position coordinates may be managed in the form of a table corresponding to the identification information provided corresponding to the measurement points.

【0046】実施例では、X,Y方向に二次元走査して
平面画像を得ているが、Y方向又はX方向へ1ラインあ
るいは数ライン走査した結果の画像が明確であれば、そ
れにより指定することもできる。そこで、3箇所以上の
検査面を同時測定する場合には、往復走査のそれぞれの
ラインをN回(Nは3以上の整数)置きに割り振り走査
をして、Nラインおきにそれぞれの測定データをそれぞ
れの画像でデータとして抽出して表示画像を構築すれば
よい。また、被検体に対してプローブを接近させる場合
ばかりではなく、最接近した状態から徐々に離しても同
じである。なお、X,Y,Zの方向は、被検体に対して
相対的に決定されるものであって絶対的なものではな
い。
In the embodiment, a two-dimensional image is obtained by two-dimensional scanning in the X and Y directions. However, if the image obtained by scanning one line or several lines in the Y direction or the X direction is clear, the image is designated accordingly. You can also. Therefore, when simultaneously measuring three or more inspection surfaces, each line of the reciprocal scanning is allocated and scanned every N times (N is an integer of 3 or more), and each measurement data is obtained every N lines. A display image may be constructed by extracting each image as data. The same holds true not only when the probe approaches the subject but also when the probe is gradually separated from the closest approach. The directions of X, Y, and Z are determined relative to the subject and are not absolute.

【0047】実施例では、焦点合わせ位置を求めるのに
傾斜走査を行い、映像選択により往復走査のプローブの
高さをそれぞれ求めているが、往復のプローブの高さ
は、例えば、オシロースコープの反射波形を観察してマ
ニュアルにて求めてもよい。さらに、実施例では、エコ
ーのピーク値を検出しているが、これは、ピークに限定
されるものではなく、いわゆるエコーの強弱を含めて、
エコーレベルを検出するものであればよい。
In the embodiment, the inclination scanning is performed to obtain the focus position, and the height of the reciprocating scanning probe is obtained by selecting an image. However, the height of the reciprocating probe is, for example, that of an oscilloscope. Observation of the reflected waveform may be made manually. Further, in the embodiment, the peak value of the echo is detected. However, this is not limited to the peak.
What is necessary is just to detect an echo level.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明にあっては、平面走査における往きと帰りの走査に
ついて、焦点位置をそれぞれ切替えて往きには、第1の
検査面、帰りには第2の検査面のデータを得るようにし
ているので、1回の平面走査で複数の検査画像を同時に
得ることができる。画像の鮮明度は、副走査方向のピッ
チにより自由に設定できので、2つの鮮明な測定画像を
1画面分の走査で容易に得ることができるので、検査対
象面のあるものの検査において、例えば、IC等の電子
部品を検査する際においてその検査効率を向上させるこ
とができる。
As can be understood from the above description, according to the present invention, in the forward scan and the return scan in the plane scan, the focus position is switched each time, the first inspection surface and the return scan are performed. Since data of the second inspection surface is obtained, a plurality of inspection images can be obtained simultaneously by one plane scan. Since the sharpness of the image can be freely set by the pitch in the sub-scanning direction, two clear measurement images can be easily obtained by scanning one screen .
In the inspection of objects with elephant surfaces, for example, electronic devices such as ICs
Improve the inspection efficiency when inspecting parts.
Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、この発明の一実施例の超音波映像検
査装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic image inspection apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図2】 図2は、その測定処理のフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart of the measurement process.

【図3】 図3は、その焦点合わせの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the focusing.

【図4】 図4(a)は位置Bにおけるエコー波形の
例、(b)は、位置Cにおけるエコー波形の例である。
4A is an example of an echo waveform at a position B, and FIG. 4B is an example of an echo waveform at a position C.

【図5】 図5は、ゲート幅を狭くした場合の傾斜走査
の際の測定映像の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a measurement image at the time of oblique scanning when the gate width is reduced.

【図6】 図6は、ゲート幅を広くした場合の傾斜走査
の際の測定映像の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a measurement image at the time of oblique scanning when the gate width is widened.

【図7】 図7は、往復走査の際のプローブの高さとそ
の焦点位置の位置の関係の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the relationship between the height of the probe and the position of its focal position during reciprocal scanning.

【図8】 図8は、複数の測定映像の画面表示状態の説
明図ある。図6は、表示された映像の例である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a screen display state of a plurality of measurement videos. FIG. 6 is an example of the displayed video.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…走査機構、2…スキャン制御装置、3…プローブ、
4…超音波探傷器、5…ピーク検出回路、5a…ゲート
位置調整回路、6…時間計測回路、7…A/D変換回
路、8…インタフェース、9…マイクロプロセッサ(M
PU)、10…メモリ、10a…傾斜走査プログラム、
10b…深さ位置切替平面走査プログラム、10c…焦
点合わせプログラム、10d…音速演算プログラム、1
0e…ゲート演算設定プログラム、10f…パラメータ
記憶領域、11…画像処理装置、12…画像メモリ、1
3…ディスプレイ、14…バス、15…タッチスクリー
ン、16…タッチスクリーンインタフェース、17…被
検体、17a,17b…接合面、20…超音波測定装
置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scanning mechanism, 2 ... Scan control device, 3 ... Probe
4: Ultrasonic flaw detector, 5: Peak detection circuit, 5a: Gate position adjustment circuit, 6: Time measurement circuit, 7: A / D conversion circuit, 8: Interface, 9: Microprocessor (M
PU), 10 ... memory, 10a ... inclination scanning program,
10b: Depth position switching plane scanning program, 10c: Focusing program, 10d: Sound velocity calculation program, 1
0e: Gate operation setting program, 10f: Parameter storage area, 11: Image processing device, 12: Image memory, 1
3 ... Display, 14 ... Bus, 15 ... Touch screen, 16 ... Touch screen interface, 17 ... Subject, 17a, 17b ... Bonding surface, 20 ... Ultrasonic measurement device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 邉春 俊幸 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−18946(JP,A) 特開 昭63−133057(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 29/00 - 29/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Nanaharu 650 Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-5-18946 (JP, A) -1333057 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 29/00-29/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内部に複数の検査対象面を有する被検体を
焦点型のプローブにより走査して焦点位置に対応して設
定されたゲートの範囲内の前記被検体から得られるエコ
ーのレベルを検出して測定値とし、この測定値に基づき
表示データを生成して走査に対応して得られる前記検査
対象面の測定画像をディスプレイの画面上に表示する超
音波映像検査装置において、前記被検体に対して少なくとも前記検査対象面に沿った
XY方向において主走査と副走査を行いかつ前記被検体
の深さ方向に沿ったZ方向での走査を行い前記主走査と
して往きの走査と帰りの走査とを有する走査装置と、 前記走査装置を制御して前記XY方向の走査において前
記Z方向に傾斜する走査を行い、得られた測定値に基づ
いて前記表示データを生成し、前記ディスプレイの画面
上に測定画像を表示する傾斜測定表示手段と、 前記測定画像において選択された映像部分に対する測定
値が採取された前記Z方向における位置を焦点合わせ位
置として前記映像部分の選択に応じて複数個取得し記憶
する焦点合わせ位置取得手段と、 記憶された複数の前記焦点合わせ位置に対応するXYの
面を前記検査対象面としてその うちの第1の検査対象
対応する焦点合わせ位置を前記往きの走査に割り当
て、第2の検査対象面に対応する焦点合わせ位置を前記
帰りの走査に割り当てて前記副走査を所定のピッチとし
て前記第1および第2の検査対象面の走査を行い、前記
往きの走査における測定データに基づいて前記第1の検
対象面の表示データを生成し、前記帰りの走査におけ
る測定データに基づいて前記第2の検査対象面の表示デ
ータを生成することにより前記第1および第2の検査対
象面をそれぞれに走査したときのものに対応するような
映像を1回のXY走査で得て個別に表示するプローブ制
御・画像処理手段を備えたことを特徴とする超音波映像
検査装置。
An object having a plurality of inspection surfaces inside is scanned by a focus type probe to detect an echo level obtained from the object within a range of a gate set corresponding to a focal position. In the ultrasonic image inspection apparatus that generates a display data based on the measurement value and displays a measurement image of the inspection target surface obtained in response to scanning on a screen of a display , At least along the surface to be inspected
Performing a main scan and a sub-scan in the X and Y directions;
Scanning in the Z direction along the depth direction of the main scanning and
A scanning device having a forward scan and a return scan; and controlling the scanning device to perform a forward scan in the XY direction.
A scan inclined in the Z direction is performed, and based on the obtained measurement values,
And generates the display data, and displays the display screen.
Tilt measurement display means for displaying a measurement image thereon, and measurement for a video portion selected in the measurement image
The position in the Z direction where the value was sampled is the focusing position
Acquire and store multiple units according to the selection of the video part
Focusing position acquiring means for performing the focusing, and XY corresponding to the plurality of stored focusing positions.
Assign a focusing position corresponding to the first inspection target surface of which the surface as the inspection target surface scan of the forward, focusing position corresponding to the second inspection target surface of the <br/> way home The sub-scan is set to a predetermined pitch by assigning it to scanning.
Scanning the first and second inspection target surfaces to generate display data of the first inspection target surface based on the measurement data in the forward scan, and based on the measurement data in the return scan. The first and second inspection pairs are generated by generating display data of the second inspection target surface .
An ultrasonic image characterized by comprising a probe control / image processing means for obtaining an image corresponding to the image obtained when each of the elephant surfaces is scanned by one XY scan and individually displaying the images. Inspection equipment.
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