JPH0254503B2 - - Google Patents
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- JPH0254503B2 JPH0254503B2 JP55004624A JP462480A JPH0254503B2 JP H0254503 B2 JPH0254503 B2 JP H0254503B2 JP 55004624 A JP55004624 A JP 55004624A JP 462480 A JP462480 A JP 462480A JP H0254503 B2 JPH0254503 B2 JP H0254503B2
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/32—Sound-focusing or directing, e.g. scanning characterised by the shape of the source
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0688—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction with foil-type piezoelectric elements, e.g. PVDF
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/10—Amplitude; Power
- G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
- G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S310/80—Piezoelectric polymers, e.g. PVDF
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高周波超音波エネルギーを利用した装
置、特に音波顕微鏡に関する。
置、特に音波顕微鏡に関する。
音波周波数1GHz従つて水中での音波長約１ミ
クロンメータに及ぶ超高周波音波を利用して機械
走査型音波顕微鏡（Scanning Acoustic
Microscope、以下SAMと略す）が提案されてい
る。
クロンメータに及ぶ超高周波音波を利用して機械
走査型音波顕微鏡（Scanning Acoustic
Microscope、以下SAMと略す）が提案されてい
る。
即ち第１図に示すように、集束音波ビーム１４
の発生用トランスデユーサ１０と検出用トランス
デユーサ１２の間にあつて音波ビームの集束領域
におかれた試料１６及び試料サポータ１８を図示
の如くXY軸方向に機械的に並進運動させれば、
集束ビームスポツトは試料面を２次元的に走査す
るから、この並進運動と同期したＸ、Ｙ信号を用
い、試料の透過、反射音波を検出して所謂Ｚ信号
としてCRT３０上に表示すれば、試料の２次元
的音波像が得られるのである。
の発生用トランスデユーサ１０と検出用トランス
デユーサ１２の間にあつて音波ビームの集束領域
におかれた試料１６及び試料サポータ１８を図示
の如くXY軸方向に機械的に並進運動させれば、
集束ビームスポツトは試料面を２次元的に走査す
るから、この並進運動と同期したＸ、Ｙ信号を用
い、試料の透過、反射音波を検出して所謂Ｚ信号
としてCRT３０上に表示すれば、試料の２次元
的音波像が得られるのである。
機械的に並進運動させるのに、通常高速走査軸
（Ｘ方向スキヤン）にはムーヴイング・コイル２
０が、低速走査軸（Ｙ方向スキヤン）にはステツ
プモータ又は油圧ピストン２２が用いられてい
る。このような機械走査系においての技術上の問
題点は、走査の速度と走査範囲であつて、前者は
２次元画像の完像時間に又後者は視野に関係す
る。
（Ｘ方向スキヤン）にはムーヴイング・コイル２
０が、低速走査軸（Ｙ方向スキヤン）にはステツ
プモータ又は油圧ピストン２２が用いられてい
る。このような機械走査系においての技術上の問
題点は、走査の速度と走査範囲であつて、前者は
２次元画像の完像時間に又後者は視野に関係す
る。
しかしながら、機械走査である為に、大きな視
野をとろうとすると完像時間が長くなり又完像時
間を短くしようとすると狭い視野しかとれないと
いう矛盾した事情があり、高速完像、広視野の撮
像装置を実現する事は従来不可能であつた。これ
は機械系は一般に高速走査する程走査範囲が狭ま
くなる事情と、充分なるＳ／Ｎ比の検出信号を得
るにはビームスポツトが該走査点上に少なくとも
定時間有効的に滞在する必要がある為である。
野をとろうとすると完像時間が長くなり又完像時
間を短くしようとすると狭い視野しかとれないと
いう矛盾した事情があり、高速完像、広視野の撮
像装置を実現する事は従来不可能であつた。これ
は機械系は一般に高速走査する程走査範囲が狭ま
くなる事情と、充分なるＳ／Ｎ比の検出信号を得
るにはビームスポツトが該走査点上に少なくとも
定時間有効的に滞在する必要がある為である。
本発明は以上の点を鑑みてなされたもので、そ
の目的は広い視野を高速で完像させ得る音波顕微
鏡を提供せんとするものである。
の目的は広い視野を高速で完像させ得る音波顕微
鏡を提供せんとするものである。
本発明のさらに他の目的は、同一Ｓ／Ｎ比で同
一視野の２次元音波像を著るしく短い時間で完像
させる音波顕微鏡を提供する事にある。本発明の
さらに他の目的は同一Ｓ／Ｎ比で同一完像時間の
２次元音波像を著るしく広視野にわたつて得られ
る音波顕微鏡を提供する事にある。
一視野の２次元音波像を著るしく短い時間で完像
させる音波顕微鏡を提供する事にある。本発明の
さらに他の目的は同一Ｓ／Ｎ比で同一完像時間の
２次元音波像を著るしく広視野にわたつて得られ
る音波顕微鏡を提供する事にある。
本発明はこれ等の目的を達成するためのマルチ
トランスデユーサを用いる事を特徴とする。
トランスデユーサを用いる事を特徴とする。
以下、図面により本発明を説明する。
第２図は本発明の要部の構成を説明する為の図
であり、１次元に配列したトランスデユーサを模
式的に示したものである。即ち、集束ビーム発生
用配列トランスデユーサ５０はＮケの間隔ｌの集
束ビームを発生する様になつており、又集音用配
列トランスデユーサ６０は同じくＮケの間隔ｌの
集音素子からなつており、それ等は発生用素子と
共焦点に対向している。これらトランスデユーサ
の間の焦点領域内で試料サポータ７０につけられ
た試料８０が機械並進運動する構成になつてい
る。
であり、１次元に配列したトランスデユーサを模
式的に示したものである。即ち、集束ビーム発生
用配列トランスデユーサ５０はＮケの間隔ｌの集
束ビームを発生する様になつており、又集音用配
列トランスデユーサ６０は同じくＮケの間隔ｌの
集音素子からなつており、それ等は発生用素子と
共焦点に対向している。これらトランスデユーサ
の間の焦点領域内で試料サポータ７０につけられ
た試料８０が機械並進運動する構成になつてい
る。
この様な構成において、集束ビーム発生用配列
トランスデユーサ５０をRF信号で同時に励振す
るとＮ本の集束ビームが試料８０に照射される。
試料８０を透過して試料８０の弾性的性質によつ
て変調されたＮケの音波ビームを集音用トランス
デユーサ６０のＮケの受音素子で独立に受音しＮ
ケの独立な検出信号を得る事が出来る。即ち試料
面のＮケの走査点の情報を１度に検出した事にな
る。従つて試料８０を機械的にｌの長さだけ並進
振動させると、この構成の場合NXlの試料面を
落ちこぼれなく走査したことになるのである。か
くして、従来の装置でｌの視野を機械的走査する
に必要な時間内にNXlの視野を走査する事が可
能となり、同一Ｓ／Ｎ比で同一完像時間の音波像
を従来の装置のＮ倍広い視野にわたつて得る事が
できるという目的を達成できるのである。この事
は従来の装置でHXlの視野を撮像するのに、本
発明では同じ視野を得るのにｌだけ機械走査すれ
ばよい事を示しており、本発明の目的である同一
Ｓ／Ｎ比で同一視野の２次元音波像を従来の装置
の１／Ｎの完像時間で得る事を達成しているので
ある。
トランスデユーサ５０をRF信号で同時に励振す
るとＮ本の集束ビームが試料８０に照射される。
試料８０を透過して試料８０の弾性的性質によつ
て変調されたＮケの音波ビームを集音用トランス
デユーサ６０のＮケの受音素子で独立に受音しＮ
ケの独立な検出信号を得る事が出来る。即ち試料
面のＮケの走査点の情報を１度に検出した事にな
る。従つて試料８０を機械的にｌの長さだけ並進
振動させると、この構成の場合NXlの試料面を
落ちこぼれなく走査したことになるのである。か
くして、従来の装置でｌの視野を機械的走査する
に必要な時間内にNXlの視野を走査する事が可
能となり、同一Ｓ／Ｎ比で同一完像時間の音波像
を従来の装置のＮ倍広い視野にわたつて得る事が
できるという目的を達成できるのである。この事
は従来の装置でHXlの視野を撮像するのに、本
発明では同じ視野を得るのにｌだけ機械走査すれ
ばよい事を示しており、本発明の目的である同一
Ｓ／Ｎ比で同一視野の２次元音波像を従来の装置
の１／Ｎの完像時間で得る事を達成しているので
ある。
かくの如く本発明が従来にない独自の目的ない
し効果を奏するのは、本発明が集束音源を配列す
るからなのである。即ち、単に音響送受素子（ト
ランスジユーサ）を配列したのみでは、各トラン
スジユーサ間の相互作用により、独立に信号を検
出できないという事情に鑑み、本発明は集束音源
を配列することによつて、上記目的ないし効果を
達成しているのである。
し効果を奏するのは、本発明が集束音源を配列す
るからなのである。即ち、単に音響送受素子（ト
ランスジユーサ）を配列したのみでは、各トラン
スジユーサ間の相互作用により、独立に信号を検
出できないという事情に鑑み、本発明は集束音源
を配列することによつて、上記目的ないし効果を
達成しているのである。
以上の説明では説明を簡単にする為、１次元配
列の場合についてのみ述べたが、２次元配列にし
てもよい事は当然である。この場合の上述の効果
はN2に比例し著るしく大となる。
列の場合についてのみ述べたが、２次元配列にし
てもよい事は当然である。この場合の上述の効果
はN2に比例し著るしく大となる。
この様にして得られたＮケ又はN2ケの検出信
号は後述する様に画像メモリに蓄積する等して同
時に表示すればよい。又、上述の説明では透過信
号の場合について述べたが、集束ビーム発生用配
列トランスデユーサを受音用に兼用して試料の音
響反射特性を検出してもよい事は当然である。
号は後述する様に画像メモリに蓄積する等して同
時に表示すればよい。又、上述の説明では透過信
号の場合について述べたが、集束ビーム発生用配
列トランスデユーサを受音用に兼用して試料の音
響反射特性を検出してもよい事は当然である。
次に、本発明が特徴とする配列トランスジユー
サの製造法について述べる。しかも本発明におい
ては、各配列素子はほぼ同一の集束ビーム特性や
感度を有する必要がある。換言すれば、この様な
各配列素子が同一の特性を満足しない限り、多数
個のトランスデユーサを単に配列しただけでは
Ｓ／Ｎのよい良好な画像は得られないのである。
サの製造法について述べる。しかも本発明におい
ては、各配列素子はほぼ同一の集束ビーム特性や
感度を有する必要がある。換言すれば、この様な
各配列素子が同一の特性を満足しない限り、多数
個のトランスデユーサを単に配列しただけでは
Ｓ／Ｎのよい良好な画像は得られないのである。
また上述の如く、集束音源の配列があつて始め
てN2ケの音響送受波素子を独立に動作させるこ
とが可能になるのである。
てN2ケの音響送受波素子を独立に動作させるこ
とが可能になるのである。
本発明者等はこの様な要求を満足する配列トラ
ンスデユーサを製造する技術を開発し、本発明を
完成したのである。以下、配列トランスデユーサ
の製造法について述べるに当りまず従来のトラン
スデユーサの構成について説明する。
ンスデユーサを製造する技術を開発し、本発明を
完成したのである。以下、配列トランスデユーサ
の製造法について述べるに当りまず従来のトラン
スデユーサの構成について説明する。
第３図は、従来のトランスジユーサの構成を示
す図である。図において、サフアイア溶融石英等
からなる円柱状結晶１１０の一面は光学研摩され
その上に下部電極１２２を蒸着し、その上に圧電
薄膜（ZnOやCdS）１３０が形成され更にその上
に上部電極１２０が蒸着されて、圧電薄膜を電極
ではさんだサンドイツチ構造が形成されている。
結晶１１０の他面には図の様に曲率半径が0.1〜
0.5mmの凹面状の半球穴１５０が形成されている。
又、この半球穴１５０と試料１６０の間には水等
の流体物１４０が満されている。この様な構成に
おいて電極対１２０〜１２２にRF電気信号を印
加すると圧電薄膜１３０より結晶１１０中に平面
音波が放射される。この平面音波は半球面穴１５
０に達すると、結晶１１０と流体物１４０との音
速差の為に屈折集束し、試料１６０面上に集束音
波ビームが照射される事になる。
す図である。図において、サフアイア溶融石英等
からなる円柱状結晶１１０の一面は光学研摩され
その上に下部電極１２２を蒸着し、その上に圧電
薄膜（ZnOやCdS）１３０が形成され更にその上
に上部電極１２０が蒸着されて、圧電薄膜を電極
ではさんだサンドイツチ構造が形成されている。
結晶１１０の他面には図の様に曲率半径が0.1〜
0.5mmの凹面状の半球穴１５０が形成されている。
又、この半球穴１５０と試料１６０の間には水等
の流体物１４０が満されている。この様な構成に
おいて電極対１２０〜１２２にRF電気信号を印
加すると圧電薄膜１３０より結晶１１０中に平面
音波が放射される。この平面音波は半球面穴１５
０に達すると、結晶１１０と流体物１４０との音
速差の為に屈折集束し、試料１６０面上に集束音
波ビームが照射される事になる。
すなわち、結晶に形成された半球穴と流体物の
音速差による正のレンズが集束音波ビームの形成
に用いられている。逆に試料１６０から反射され
た音波はこのレンズにより整相され平面音波とな
つて結晶１１０中を伝播する。この平面音波は圧
電薄膜１３０によりRF電気信号に変換されるの
である。
音速差による正のレンズが集束音波ビームの形成
に用いられている。逆に試料１６０から反射され
た音波はこのレンズにより整相され平面音波とな
つて結晶１１０中を伝播する。この平面音波は圧
電薄膜１３０によりRF電気信号に変換されるの
である。
以上述べた従来例からわかる様に音波の集束特
性は半球面の形状によつて支配されている。した
がつて本発明の如く配列トランスジユーサを形成
するには同一形状の半球面を多数個作成する必要
がある。従来はこの半球穴は１ケずつ人手により
研摩を行なつて作成されており、本発明の様に全
く同一な形状の半球穴を多数個作る事は不可能で
あつた。
性は半球面の形状によつて支配されている。した
がつて本発明の如く配列トランスジユーサを形成
するには同一形状の半球面を多数個作成する必要
がある。従来はこの半球穴は１ケずつ人手により
研摩を行なつて作成されており、本発明の様に全
く同一な形状の半球穴を多数個作る事は不可能で
あつた。
かかる従来のトランスジユーサに対して本発明
におけるマルチトランスデユーサの製造法につい
て述べる。
におけるマルチトランスデユーサの製造法につい
て述べる。
第４図に示すようなガラス平板１８０の１ケ所
に所定寸法（直径0.5〜0.05mnφ）の半球穴を作
成する。この半球穴は研摩によつて人手により作
成するのもよいが、加工精度に問題があり半球の
真円度や球面の仕上の平滑度に問題があるので良
好な半球穴を得る事が困難である。本発明者等は
熔融石英ガラス板の製造中に原料内に含まれてい
る吸着ガス等によつて石英ガラス中に完全球状の
気泡を見出す事がある事から、この気泡のうち適
当な形状寸法のものを選び、この気泡の含まれて
いる石英ガラス板を片面から研摩し気泡の赤道面
付近まで研削する事によつて第４図１８０の如き
半球面を有する平板を作成した。
に所定寸法（直径0.5〜0.05mnφ）の半球穴を作
成する。この半球穴は研摩によつて人手により作
成するのもよいが、加工精度に問題があり半球の
真円度や球面の仕上の平滑度に問題があるので良
好な半球穴を得る事が困難である。本発明者等は
熔融石英ガラス板の製造中に原料内に含まれてい
る吸着ガス等によつて石英ガラス中に完全球状の
気泡を見出す事がある事から、この気泡のうち適
当な形状寸法のものを選び、この気泡の含まれて
いる石英ガラス板を片面から研摩し気泡の赤道面
付近まで研削する事によつて第４図１８０の如き
半球面を有する平板を作成した。
本発明のマルチトランスデユーサ製造法は、こ
の１ケの半球面から多数個のトランスデユーサを
得るのにレプリカを用いる点に特長がある。
の１ケの半球面から多数個のトランスデユーサを
得るのにレプリカを用いる点に特長がある。
即ち、この平板１８０に第５図に示すように、
低融点金属１９０（例えばウツドメタル；Bi50
％、Cd12.5％、Pb25％、Sn12.5％融点68℃）を
第５図ａの様に重ねて加熱すると、低融点金属１
９０は第５図ｂのように平板１８０の半球穴の中
にとけ込む。この状態のまま室温にもどしてか
ら、平板１８０と低融点金属１９０を引きはなす
と第５図ｃのように低融点金属１９０には平板の
半球穴とは逆の凸状の半球が転写された事にな
る。この様な作業を繰り返して、マスターの凹面
半球穴と逆の同一形状の凸面半球を有する低融点
金属を大量に作成する事が出来る。
低融点金属１９０（例えばウツドメタル；Bi50
％、Cd12.5％、Pb25％、Sn12.5％融点68℃）を
第５図ａの様に重ねて加熱すると、低融点金属１
９０は第５図ｂのように平板１８０の半球穴の中
にとけ込む。この状態のまま室温にもどしてか
ら、平板１８０と低融点金属１９０を引きはなす
と第５図ｃのように低融点金属１９０には平板の
半球穴とは逆の凸状の半球が転写された事にな
る。この様な作業を繰り返して、マスターの凹面
半球穴と逆の同一形状の凸面半球を有する低融点
金属を大量に作成する事が出来る。
この様な凸状の半球穴をもつた低融点金属を長
さｌの正方形に切り出しその中心に半球穴のセン
タがくる様にしたものを２次元に配列する（例え
ばｌとして１mm）。第６図ａには説明の簡単の為
１次元の配列でトランスデユーサが２素子の場合
の実施例図が、示されている。この凸面球のある
方の表面に第６図ａで示めす様に金属メツキ２０
０を厚さ20μm程度ほどこす。次に低融点金属１
９０ａ〜１９０ｂをその融点まで加熱し熔融して
取り去ると第６図ｂに示す様な形状の金属メツキ
膜２００を作り出す事が出来る。この金属メツキ
膜２００の表面に圧電材料２１０（例えばZnO）
を厚さ2μm程度蒸着し更に上部電極２２０ａ〜２
２０ｂを蒸着して２ケのトランスデユーサを作成
するのである。この場合、流体物２３０を介して
試料２４０に対向させれば、メツキ膜が凹面にな
つている為にいわゆる凹面トランスデユーサとし
て集束ビームを形成すること、及び同じマスター
からの転写物であり、且つこの転写物を所要数配
列して同時に電極のメツキ、圧電材料の蒸着など
を行なうものであることからこの２つのトランス
デユーサのビームの集束特性および周波数特性は
同一になることは明らかである。本発明者等は半
径0.1mmφのレンズを２次元に間隔300μm4×４配
列した1GHzマルチトランスデユーサを作成した。
さｌの正方形に切り出しその中心に半球穴のセン
タがくる様にしたものを２次元に配列する（例え
ばｌとして１mm）。第６図ａには説明の簡単の為
１次元の配列でトランスデユーサが２素子の場合
の実施例図が、示されている。この凸面球のある
方の表面に第６図ａで示めす様に金属メツキ２０
０を厚さ20μm程度ほどこす。次に低融点金属１
９０ａ〜１９０ｂをその融点まで加熱し熔融して
取り去ると第６図ｂに示す様な形状の金属メツキ
膜２００を作り出す事が出来る。この金属メツキ
膜２００の表面に圧電材料２１０（例えばZnO）
を厚さ2μm程度蒸着し更に上部電極２２０ａ〜２
２０ｂを蒸着して２ケのトランスデユーサを作成
するのである。この場合、流体物２３０を介して
試料２４０に対向させれば、メツキ膜が凹面にな
つている為にいわゆる凹面トランスデユーサとし
て集束ビームを形成すること、及び同じマスター
からの転写物であり、且つこの転写物を所要数配
列して同時に電極のメツキ、圧電材料の蒸着など
を行なうものであることからこの２つのトランス
デユーサのビームの集束特性および周波数特性は
同一になることは明らかである。本発明者等は半
径0.1mmφのレンズを２次元に間隔300μm4×４配
列した1GHzマルチトランスデユーサを作成した。
従来300μm×300μmの視野を撮像するのに約10
秒かかつていたのであるが、本発明によつて
300μmの機械走査によつて同じ10秒間に1.2mm×
1.2mmの視野の２次元音波像を得る事ができた。
本発明によつて得られるのと同じ視野を従来法で
行なつた場合、160秒かかることに比較すれば、
本発明が著しい効果を奏することは明らかであ
る。
秒かかつていたのであるが、本発明によつて
300μmの機械走査によつて同じ10秒間に1.2mm×
1.2mmの視野の２次元音波像を得る事ができた。
本発明によつて得られるのと同じ視野を従来法で
行なつた場合、160秒かかることに比較すれば、
本発明が著しい効果を奏することは明らかであ
る。
第７図は、本発明によるマルチトランスデユー
サを用いた超音波像の表示法を説明するための図
である。第６図に示したようなマルチトランスデ
ユーサを介して受音したＮケの検出RF電気信号
X1X2…XNを第７図ａに示す如くまず個別にＮ個
の前置増巾器（図示せず）と検波器３００で処理
しAD変換器３１０でデイジタル化しy1，…，yN
なるデイジタル信号に変換する。変換されたデイ
ジタル信号y1……，yNは、第７図ｂに示す如く画
像メモリブロツク３２０に書き込む。画像メモリ
ブロツク３２０はマルチトランスデユーサの数Ｎ
枚のモジユールからなり、各モジユールは例えば
64×64のＸ・Ｙアドレスと４ビツトの重みを有し
ている。検出デイジタル信号は同時にそれぞれ対
応するメモリモジユール中に書きこまれ、そのア
ドレスはＸアドレステーブル３３０、及びＹアド
レーステーブル３４０によつて定まる。書き込み
の場合各モジユールへのアドレス信号は共通でよ
い。次にこのデータを読み出し表示するにまず第
１のモジユールの最初の一行目をテーブル３３０
及び３４０よりセレクトして読み出し、デイジタ
ルOR回路３５０を介してDA変換器３６０に印
加し、この変換器３６０によつてデイスプレイ３
７０（第７図ｃに示す）の輝度信号に変える。次
に第２のモジユールの最初の一行目を読み出し、
同様に処理を行い、次に第３のモジユールという
ように……第Ｎのモジユールの一行目を読み出し
た後には第１のモジユールの２行目を読み出して
第１行目と同様を行い、これを第Ｎのモジユール
の最後の行を読み出して一画面を終了する。第Ｎ
のモジユールの１行目を読み出した時は、第７図
ｃに示す如くデイスプレイ３７０の画面上は、例
えばＮ＝16とすると16分割された画面内に各々１
行ずつ表示されている事がわかる。なお、図中テ
ーブルの３３０ａ，３４０ａはモジユール内アド
レス選択信号であり、３３０ｂ，３４０ｂはモジ
ユール選択信号を発生している。
サを用いた超音波像の表示法を説明するための図
である。第６図に示したようなマルチトランスデ
ユーサを介して受音したＮケの検出RF電気信号
X1X2…XNを第７図ａに示す如くまず個別にＮ個
の前置増巾器（図示せず）と検波器３００で処理
しAD変換器３１０でデイジタル化しy1，…，yN
なるデイジタル信号に変換する。変換されたデイ
ジタル信号y1……，yNは、第７図ｂに示す如く画
像メモリブロツク３２０に書き込む。画像メモリ
ブロツク３２０はマルチトランスデユーサの数Ｎ
枚のモジユールからなり、各モジユールは例えば
64×64のＸ・Ｙアドレスと４ビツトの重みを有し
ている。検出デイジタル信号は同時にそれぞれ対
応するメモリモジユール中に書きこまれ、そのア
ドレスはＸアドレステーブル３３０、及びＹアド
レーステーブル３４０によつて定まる。書き込み
の場合各モジユールへのアドレス信号は共通でよ
い。次にこのデータを読み出し表示するにまず第
１のモジユールの最初の一行目をテーブル３３０
及び３４０よりセレクトして読み出し、デイジタ
ルOR回路３５０を介してDA変換器３６０に印
加し、この変換器３６０によつてデイスプレイ３
７０（第７図ｃに示す）の輝度信号に変える。次
に第２のモジユールの最初の一行目を読み出し、
同様に処理を行い、次に第３のモジユールという
ように……第Ｎのモジユールの一行目を読み出し
た後には第１のモジユールの２行目を読み出して
第１行目と同様を行い、これを第Ｎのモジユール
の最後の行を読み出して一画面を終了する。第Ｎ
のモジユールの１行目を読み出した時は、第７図
ｃに示す如くデイスプレイ３７０の画面上は、例
えばＮ＝16とすると16分割された画面内に各々１
行ずつ表示されている事がわかる。なお、図中テ
ーブルの３３０ａ，３４０ａはモジユール内アド
レス選択信号であり、３３０ｂ，３４０ｂはモジ
ユール選択信号を発生している。
以上述べた様に本発明によれば、広い視野を高
速で完像する事が可能な音波顕微鏡を実現するこ
とが出来るのであるが、本発明は、これに限らず
Ｎケの特性の異なるトランスデユーサの配列によ
つてマルチトランスデユーサを構成した超音波撮
像装置にも適用できるものである。即ち、特性の
異なるマルチトランスデユーサとして、第１に焦
点距離の異なるＮケの配列トランスデユーサを用
いるなら、試料の表面からある深さまでのＮ枚の
スライス面の２次元者波画像の得られる事、即ち
３次元像が１度に撮像出来る装置が実現できる。
速で完像する事が可能な音波顕微鏡を実現するこ
とが出来るのであるが、本発明は、これに限らず
Ｎケの特性の異なるトランスデユーサの配列によ
つてマルチトランスデユーサを構成した超音波撮
像装置にも適用できるものである。即ち、特性の
異なるマルチトランスデユーサとして、第１に焦
点距離の異なるＮケの配列トランスデユーサを用
いるなら、試料の表面からある深さまでのＮ枚の
スライス面の２次元者波画像の得られる事、即ち
３次元像が１度に撮像出来る装置が実現できる。
第２に焦点距離はすべて同一で各トランスデユ
ーサが基本共振周波数の異なる圧電薄膜を有する
か、或いは各トランスデユーサを異なるRF周波
数の電圧で駆動することによつて周波数の異なる
Ｎ枚の超音波画像を描出することが可能である装
置が実現できる。特に、後者はその音響的性度が
周波数依存性のある試料の場合有効である。
ーサが基本共振周波数の異なる圧電薄膜を有する
か、或いは各トランスデユーサを異なるRF周波
数の電圧で駆動することによつて周波数の異なる
Ｎ枚の超音波画像を描出することが可能である装
置が実現できる。特に、後者はその音響的性度が
周波数依存性のある試料の場合有効である。
第１図は機械的走査による音波顕微鏡の従来構
成を示す図、第２図は本発明の要部の構成を説明
する図、第３図は従来のトランスデユーサの構成
を説明するための図、第４図は本発明の要部であ
るトランスデユーサの半球穴の製造法を説明する
ための図、第５図ａ〜ｃ及び第６図ａ〜ｂは、本
発明の要部であるマルチトランスデユーサの製造
方法を説明するための図、第７図ａ〜ｃはマルチ
トランスデユーサを用いて超音波像を表示する装
置の一例を示す図である。
成を示す図、第２図は本発明の要部の構成を説明
する図、第３図は従来のトランスデユーサの構成
を説明するための図、第４図は本発明の要部であ
るトランスデユーサの半球穴の製造法を説明する
ための図、第５図ａ〜ｃ及び第６図ａ〜ｂは、本
発明の要部であるマルチトランスデユーサの製造
方法を説明するための図、第７図ａ〜ｃはマルチ
トランスデユーサを用いて超音波像を表示する装
置の一例を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 集束する超音波ビームの焦点領域で、所定被
撮像物と上記超音波ビームとを相対的に機械的に
２次元走査して得られる超音波ビームから、上記
被撮像物の超音波像を得る超音波撮像装置におい
て、 上記超音波ビームを得る手段が、一つの凹面穴
を有する母型からの転写物を複数個配列したもの
に電極、圧電材料および他の電極を積層したの
ち、その転写物を除去して作製された一連の複数
個のトランスジユーサであることを特徴とする超
音波撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP462480A JPS56103327A (en) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | Ultrasonic image pickup apparatus |
| DE8181100316T DE3174681D1 (en) | 1980-01-21 | 1981-01-16 | A multielement acoustic transducer, a method of manufacturing the same, and use of the same in an acoustic imaging instrument |
| EP81100316A EP0032739B1 (en) | 1980-01-21 | 1981-01-16 | A multielement acoustic transducer, a method of manufacturing the same, and use of the same in an acoustic imaging instrument |
| US06/530,469 US4511998A (en) | 1980-01-21 | 1983-09-08 | Multielement acoustic transducer as well as a method of manufacturing the same and an acoustic imaging instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP462480A JPS56103327A (en) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | Ultrasonic image pickup apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56103327A JPS56103327A (en) | 1981-08-18 |
| JPH0254503B2 true JPH0254503B2 (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=11589196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP462480A Granted JPS56103327A (en) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | Ultrasonic image pickup apparatus |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4511998A (ja) |
| EP (1) | EP0032739B1 (ja) |
| JP (1) | JPS56103327A (ja) |
| DE (1) | DE3174681D1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070381A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-22 | Toshiba Corp | 超音波映像化装置 |
| FR2553895B1 (fr) * | 1983-10-25 | 1986-02-07 | Thomson Csf | Systeme transducteur de sonar pour imagerie |
| JP2730756B2 (ja) * | 1988-04-13 | 1998-03-25 | 日立建機株式会社 | 超音波探触子及びその製造方法 |
| US4850232A (en) * | 1988-04-15 | 1989-07-25 | Eastman Kodak Company | System for measuring the dimensions of a workpiece |
| CN1019919C (zh) * | 1990-03-08 | 1993-02-17 | 清华大学 | 具有新型声镜的反射式声显微镜 |
| US7132942B1 (en) * | 1997-06-05 | 2006-11-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for detecting a target material in a sample by pre-screening the sample for piezoelectric resonance |
| US6411208B1 (en) | 1997-06-05 | 2002-06-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for detecting a target material in a sample by pre-screening the sample for piezoelectric resonance |
| US6321428B1 (en) * | 2000-03-28 | 2001-11-27 | Measurement Specialties, Inc. | Method of making a piezoelectric transducer having protuberances for transmitting acoustic energy |
| US6504288B2 (en) * | 2000-12-05 | 2003-01-07 | The Regents Of The University Of California | Compensated individually addressable array technology for human breast imaging |
| EP2088932B1 (en) | 2006-10-25 | 2020-04-08 | Maui Imaging, Inc. | Method and apparatus to produce ultrasonic images using multiple apertures |
| US9788813B2 (en) | 2010-10-13 | 2017-10-17 | Maui Imaging, Inc. | Multiple aperture probe internal apparatus and cable assemblies |
| US9282945B2 (en) | 2009-04-14 | 2016-03-15 | Maui Imaging, Inc. | Calibration of ultrasound probes |
| US10226234B2 (en) | 2011-12-01 | 2019-03-12 | Maui Imaging, Inc. | Motion detection using ping-based and multiple aperture doppler ultrasound |
| WO2011103303A2 (en) | 2010-02-18 | 2011-08-25 | Maui Imaging, Inc. | Point source transmission and speed-of-sound correction using mult-aperture ultrasound imaging |
| US9668714B2 (en) | 2010-04-14 | 2017-06-06 | Maui Imaging, Inc. | Systems and methods for improving ultrasound image quality by applying weighting factors |
| EP3563768A3 (en) | 2010-10-13 | 2020-02-12 | Maui Imaging, Inc. | Concave ultrasound transducers and 3d arrays |
| KR20140107648A (ko) | 2011-12-29 | 2014-09-04 | 마우이 이미징, 인코포레이티드 | 임의의 경로들의 ｍ-모드 초음파 이미징 |
| JP6438769B2 (ja) | 2012-02-21 | 2018-12-19 | マウイ イマギング，インコーポレーテッド | 多数開口超音波を用いた物質の硬度の決定 |
| CN104620128B (zh) | 2012-08-10 | 2017-06-23 | 毛伊图像公司 | 多孔径超声探头的校准 |
| US9986969B2 (en) | 2012-08-21 | 2018-06-05 | Maui Imaging, Inc. | Ultrasound imaging system memory architecture |
| WO2014160291A1 (en) | 2013-03-13 | 2014-10-02 | Maui Imaging, Inc. | Alignment of ultrasound transducer arrays and multiple aperture probe assembly |
| US9883848B2 (en) * | 2013-09-13 | 2018-02-06 | Maui Imaging, Inc. | Ultrasound imaging using apparent point-source transmit transducer |
| WO2016028787A1 (en) | 2014-08-18 | 2016-02-25 | Maui Imaging, Inc. | Network-based ultrasound imaging system |
| EP3408037A4 (en) | 2016-01-27 | 2019-10-23 | Maui Imaging, Inc. | ULTRASONIC IMAGING WITH DISTRIBUTED NETWORK PROBES |
| JP2020067371A (ja) * | 2018-10-24 | 2020-04-30 | ヤマハ株式会社 | 超音波センサ及び超音波検査装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325389A (en) * | 1976-08-22 | 1978-03-09 | Noritaka Nakahachi | Vhf band ultrasonic focusing recess transducer |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3666979A (en) * | 1970-06-17 | 1972-05-30 | Automation Ind Inc | Focused piezoelectric transducer and method of making |
| US3971962A (en) * | 1972-09-21 | 1976-07-27 | Stanford Research Institute | Linear transducer array for ultrasonic image conversion |
| JPS52131676A (en) * | 1976-04-27 | 1977-11-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Probe for ultrasonic diagnostic device |
| GB2033579B (en) * | 1978-10-05 | 1983-05-11 | Babcock Power Ltd | Ultrasonic probes |
| US4384231A (en) * | 1979-05-11 | 1983-05-17 | Hitachi, Ltd. | Piezoelectric acoustic transducer with spherical lens |
-
1980
- 1980-01-21 JP JP462480A patent/JPS56103327A/ja active Granted
-
1981
- 1981-01-16 DE DE8181100316T patent/DE3174681D1/de not_active Expired
- 1981-01-16 EP EP81100316A patent/EP0032739B1/en not_active Expired
-
1983
- 1983-09-08 US US06/530,469 patent/US4511998A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325389A (en) * | 1976-08-22 | 1978-03-09 | Noritaka Nakahachi | Vhf band ultrasonic focusing recess transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0032739A1 (en) | 1981-07-29 |
| EP0032739B1 (en) | 1986-05-28 |
| JPS56103327A (en) | 1981-08-18 |
| US4511998A (en) | 1985-04-16 |
| DE3174681D1 (en) | 1986-07-03 |
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