JPH0230769Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、超音波顕微鏡、特に所定試料を観察
することのできる超音波顕微鏡等に関する。

近年1GHzに及ぶ超高周波の音波の発生検出が
可能となつたので、水中で約1μmの音波長が実現
できることになり、その結果、高い分解能の音波
撮像装置が得られるようになつた。即ち、凹面レ
ンズを用いて集束音波ビームを作り、1μmに及ぶ
高い分解能を実現するのである。その例は特開昭
50−116058号公報に記載されている。

上記ビーム中に試料をそう入し、試料による反
射超音波を検出して試料の微細領域の弾性的性質
を解明したり、或は試料を機械的に２次元に走査
しながら、この信号の強度をブラウン管の輝度信
号として表示すれば、試料の微細構造を拡大して
みることができる。

第１図は、その超音波顕微鏡の主要構成部を示
す図である。超音波の集束及び送受は球面レンズ
１により行つているが、その構造は円柱状の熔融
石英等をもちいた物質の一面を光学研磨し、その
上に圧電薄膜（ZnO）２を上下電極３によりはさ
む、このようにサンドウイツチ構造になつている
圧電薄膜２に、パルス発振器４から発生されたパ
ルス５を印加して、超音波６を発生させる。ま
た、他端部は口径0.1mmφ〜1.0mmφ程度の凹面状
の半球穴が形成されており、この半球穴と試料と
の間には、超音波６を試料７に伝播させるための
媒質（例えば水）８が満されている。

圧電薄膜２によつて発生した超音波６は円柱の
中を平面波となつて伝播する。この平面波が半球
穴に達すると石英（音速6000m／ｓ）と水（音速
1500m／ｓ）との音速の差により屈折作用が生
じ、試料７面上に集束した超音波６を照射するこ
とができる。逆に試料７から反射されてくる超音
波は球面レンズにより集音整相され、平面波とな
つて圧電薄膜２に達し、ここでRF信号９に変換
される。このRF信号９を受信器１０で受信し、
ここでダイオード検波してビデオ信号１１に変換
し、CRTデイスプレイ１２の入力信号として用
いている。

この様に構成された装置において、試料７が試
料台駆動電源１３によりｘ−ｙ平面内で２次元に
走査していると試料の走査にともなう試料面から
の反射の強弱が２次元的にCRT面１２に表示さ
れる。

而して、一般に超音波は物体の表面で一部分は
反射するが、かなりの部分は物体が光学的に透明
かどうかに関係なく、その中にはいつてゆき、物
体内部に存在する硬さや、密度、粘性の違いや欠
陥などを反映したエコーとなつて返つてくる。こ
の性質を利用して試料内部の様相を検出できるの
が超音波顕微鏡である。

本考案は、上述のような構成の超音波顕微鏡に
おいて、球面レンズの保持構造に関するものであ
る。球面レンズ１が超音波を発生するまでの作業
工程を以下にのべる。

すなわち、所定の形状に成形された球面レンズ
１は、まず蒸着装置において、電極３を厚さ2000
〜5000Å程度蒸着する。この電極材料としては金
などが良好である。つぎにスパツタ装置に球面レ
ンズ１を移して、電極３の上面にZnO膜２を所定
の厚さ（１〜2μm）にスパツタする。このスパツ
タ終了後の球面レンズをまた蒸着装置内に移して
ZnO膜２の上面に所定の面積だけ電極３を蒸着す
る。

以上の作業を経過して完成した球面レンズ１を
つぎに、ケース１４に取りつけるが、これには接
着材１５、あるいはネジ１６をもちいて押えつけ
ることによりケース１４と球面レンズ１とは固定
することができる。しかしながら下部の電極３を
アース側に接地させなければならない作業があ
る。一般にケース１４はアース側になつているた
めに実際の作業としては、第２図に示す如く、電
極３の一部とケースとの間を導電塗料１７を塗附
してアース側との導通を得ている。この場合、第
２図に示すようにZnO膜２の一部をはがして、下
部の電極３を露出させた状態で導電性塗料１７で
電極３とケース１４との間を連結すれば両者の導
通をとることができる。

この作業によつて原理的には球面レンズ１の下
部電極３を接地することができ球面レンズをケー
ス１４への取りつけ作業は完了する。

しかしながら、上述の作業中において、ZnO膜
２の一部分を削り取つて下部電極３の一部分を露
出させる作業は、数mm程度の大きさの球面レンズ
１では形状が小さいために作業が困難である。

本考案は、この問題を解決するためになされた
もので、以下考案の詳細を述べる。

それは、球面レンズ１の加工時に、その外周に
金属のリング１８をはめこむことにより下部電極
の接地作業は容易になることである。すなわち、
第３図ａに示す如く、研磨作業完了後の球面レン
ズ１にリング１８を圧入等により機械的に強固に
取りつける。つぎにｂに示すごとく、電極取付面
のＡ面を光学研磨するとリング１６も同時に研磨
され両者は平坦に仕上げることができる。

つぎに、蒸着装置において、下部電極３を蒸着
すると、電極３はｃに示すようにリング１６の上
面にも同時に蒸着される。このことは電極３とリ
ング１６とは電気的に導通を実現できることであ
る。この上面にZnO膜２をスパツタし、さらに上
部電極３を蒸着しても下部電極３を接地させるた
めの作業は必要でなく、しかも確実に接地を行う
ことができる。

第４図はこのようにして完成した球面レンズ１
をケース１４に取りつけた状態を示すものである
が、側面より止メネジにより、リング１６を押え
つけることによりケース１４と下部電極３とは確
実に導通を得ることができ、球面レンズを安定に
動作させることが可能となり、本考案の効果には
著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波顕微鏡の概略構成図、第２図は
球面レンズ部の詳細構造図、第３図及び第４図は
本考案の一実施例の説明図である。 １……レンズ、３……電極、１４……ケース、
１７……導電性塗料、１６……リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 柱状の音波伝搬体の一端に下部電極及び上部電
   極で狭まれた圧電薄膜を設け、他端に凹球面を形
   成した音波レンズを有する超音波顕微鏡におい
   て、前記音波レンズは、前記音波伝搬体の側面に
   導伝性物質よりなる筒体を嵌着し、該筒体の一端
   を音波伝搬体の前記一端と同一平面に形成し、前
   記下部電極を前記筒体と音波伝搬体にわたる前記
   平面に一体に蒸着形成されていることを特徴とす
   る超音波顕微鏡。