JPH0228446Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超音波顕微鏡の超音波送受素子の走査
装置の改良に関するものである。

超音波顕微鏡は、光の代わりに超音波を用いて
物体の微視的な構造を観察する装置である。原理
としては、細く集束させた超音波ビームによつて
試料面を走査し、試料内の音響的性質の差によつ
て反射する超音波を各々のスポツトで集音して電
気信号に変換し、それを輝度信号として陰極線管
に二次元的に表示するものである。像の拡大は試
料面での超音波ビームの走査巾が、陰極線管上で
のラスターの走査巾より小さいことによつてなさ
れている。

このような超音波顕微鏡は通常第１図に示すよ
うな構成となつている。第１図において、１はコ
ントロール部である。２は送信する超音波を発生
する高周波発生部である。３は電気信号と超音波
信号を可逆的に変換するトランスデユーサであ
る。４は超音波の集束と集音をおこなう音響レン
ズである。５は音場媒体としての液体で、６は試
料、７は試料台である。８，９は走査部であり、
トランスデユーサ及び音響レンズと、試料を相対
的に二次元運動させて超音波のビームが試料上で
走査するようにする。１０は受信部で、試料から
反射した超音波が３のトランスデユーサで電気信
号に変換された後、増巾、検波等の信号処理を行
う。１１は表示部である。ところで、走査部とし
ては、８のＸ方向走査部によつて、トランスデユ
ーサ及び音響レンズを、Ｘ方向に50Hz程度で振動
させ、９のＹ方向走査部で試料台をＹ方向に少し
ずつ移動させているが、従来Ｙ方向の走査部９は
移動速度が遅いため簡単な構成の機械的駆動装置
例えばリードスクリユーにより駆動する装置等を
用いており、Ｘ方向の走査部は移動速度が速いた
め電磁作動によるものが用いられている。このよ
うなＸ方向走査部８として従来用いられているも
のの一例を第２図及び第３図に示す。第２図は外
観である。Ｘ方向走査部８から駆動軸１３がのび
ていて、その端にトランスデユーサ３、音響レン
ズ４を納めたレンズホルダー１２が固着されてい
て、振動を伝える。試料台７としては、試料６を
走査面として水平に保つ必要上からゴニオメータ
を用いている。第３図は、Ｘ方向走査部８の内部
の構成を示している。１３は上述の駆動軸で、コ
イル保持枠１４と一体になつていて、枠１４に
は、コイル１５が巻かれている。１６は磁石で、
一方の極片（図ではＳ極側）がコイル１５内に挿
入されている。磁石１６は、走査部８の外枠１７
に固定されていて、コイル１５等と一体となつた
駆動軸１３は、板ばね１８で保持され、この板ば
ね１８はその水平方向の両端を外枠１７に固定し
ている。この構成で、コイル１５に交流電流を流
すとコイル１５と磁石１６との間に生ずる電磁力
の作用により駆動軸１３がレンズホルダ１２にＸ
方向の振動を伝えるのである。

しかし、この構成では、第２図でわかるよう
に、広い面積をもつ試料の観察には適さない。そ
れは、駆動軸１３の長さを長くするに従つて不要
な上下方向の振動を生むことから、その長さには
限度があり、そのため、大きな試料の場合は、周
辺部しか観察できない。また走査部の装置の端面
と駆動軸の長さに制限されて、試料台のＸ方向に
関する移動量が大きくとれないという問題点を有
していた。

本考案の目的はこのような従来の超音波顕微鏡
用走査装置特に高い周波数で振動させる必要のあ
るＸ方向走査部における上述の問題点を解決し、
Ｘ方向への移動量を大きくしても正確な走査を行
なうことのできる超音波顕微鏡用走査装置を得る
ことである。

この目的を達成するため本考案の超音波顕微鏡
用走査装置は中央にトランスデユーサおよび音響
レンズを保持し得るようにした駆動軸と、この駆
動軸を長手方向に変位可能に前記トランスデユー
サおよび音響レンズ保持部の両側で支持する支持
手段と、前記駆動軸を前記長手方向に移動させる
よう前記駆動軸の両端にそれぞれ配設した駆動機
構とを具えることを特徴とするものである。

以下に図面を参照し本考案の超音波顕微鏡用走
査装置を詳述する。

第４図は本考案の超音波顕微鏡用走査装置の一
実施例のＸ方向走査部の構成を示す図である。

第４図において、１９はトランスデユーサ、２
０は音響レンズ、２１はレンズホルダーで、駆動
軸２２に固定されている。駆動軸２２の両端はコ
イル保持枠２３になつており、このコイル保持枠
２３にはコイル２４が巻かれている。レンズホル
ダー２１、コイル保持枠２３、コイル２４と一体
になつた駆動軸２２は、板ばね２５によつて保持
され、板ばね２５は装置の外枠２６にその水平方
向の両端を固定している。磁石２７は一方の磁極
片（図ではＳ極側）をコイル２４に挿入するよう
に配設する。この磁石２７は外枠２６に固定す
る。

コイル２４に交流電流を流すと、コイル２４と
磁石２７との電磁力の作用により、駆動軸２２に
振動を与える。この場合、駆動軸２２の両端から
の電磁力が相殺しないようにするため、図中左方
のコイル２４の左端の極が例えばＳ極になつた時
は図中右方のコイル２４の右端の極がＮ極になる
ようにコイル２４の巻方向を選定する。

次にこの装置の作用を説明する。コイル２４に
交流電流を流すと駆動軸２２が図示の左右方向に
振動する。この振動周波数は供給する交流電流の
周波数と同じである。振幅を大きくする時は電流
値を増加させればよい。レンズホルダ２１に保持
した音響レンズは駆動軸２２の中央に保持され、
かつこの保持部の両側を板ばね２５で支持してい
るので駆動軸２２の振幅を大きくしても正確な走
査を行なうことができ、広い面積を有する試料に
適応させるため駆動及び保持機構は音響レンズの
上部に配している。

以上詳述したように本考案の超音波顕微鏡用走
査装置によれば、Ｘ方向走査部を観察する試料の
上方に配置することが可能になり、試料台の移動
に制限がなくなる。また広い観察面を持つ試料で
あつても、試料台の移動できる範囲であればどこ
でも観察が可能となる。加えて、レンズホルダー
を中心に対称的な構成になつているので、レンズ
ホルダー部の上下方向の振動が、従来の装置の場
合以上におさえられる。この上下振動は、画質に
大きく影響し、超音波が高い周波数になるほどそ
の許容値が小さくなる。したがつて、本考案の構
成は超高周波（1GHz以上）の超音波を用いた超
音波顕微鏡に対して特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の超音波顕微鏡用走査装置を適
用する超音波顕微鏡の構成を示すブロツク線図、
第２図は第１図の超音波顕微鏡に用いていた従来
の走査装置の構成を示す斜視図、第３図は第２図
の走査装置の断面図、第４図は本考案の超音波顕
微鏡用走査装置の一実施例の構成を示す断面図で
ある。 １９……トランスデユーサ、２０……音響レン
ズ、２１……レンズホルダー、２２……駆動軸、
２３……コイル保持枠、２４……コイル、２５…
…板ばね、２６……外枠、２７……磁石。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中央にトランスデユーサおよび音響レンズを保
   持し得るようにした駆動軸と、この駆動軸を長手
   方向に変位可能に前記トランスデユーサおよび音
   響レンズ保持部の両側で支持する支持手段と、前
   記駆動軸を前記長手方向に移動させるよう前記駆
   動軸の両端にそれぞれ配設した駆動機構とを具え
   ることを特徴とする超音波顕微鏡用走査装置。