JPH0319504B2 - - Google Patents

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JPH0319504B2
JPH0319504B2 JP54077993A JP7799379A JPH0319504B2 JP H0319504 B2 JPH0319504 B2 JP H0319504B2 JP 54077993 A JP54077993 A JP 54077993A JP 7799379 A JP7799379 A JP 7799379A JP H0319504 B2 JPH0319504 B2 JP H0319504B2
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acoustic
matrix
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transmitting
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Shomubaagu Heruman
Tasuto Manfuretsudo
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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Publication of JPS552497A publication Critical patent/JPS552497A/ja
Publication of JPH0319504B2 publication Critical patent/JPH0319504B2/ja
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654—Imaging
    • G01N29/0672—Imaging by acoustic tomography
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
    • G01S15/8913—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using separate transducers for transmission and reception
    • G—PHYSICS
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも部分的に物体を包囲する
よう配置した音響変換器の個々の音響送信素子と
音響受信素子との間に伸長する音響ビームを使用
し、種々の方向において物体を通過した音響ビー
ムを前記音響受信素子に射突させるようにし、こ
れら音響ビームの走向時間により、物体に関連す
るポイントマトリツクスの各ポイントにおける音
響反射指数を決定するような操作により、物体の
内部構造を決定する方法およびこの方法を実現す
る装置に関するものである。
この種方法については西独国公開特許第
2737109号により既知である。この場合には、円
弦状の受信・変換器ならびに１つの平面内の種々
の方向から供試物を通過させるようにした扇形超
音波ビームを用いて、各方向に対する音響信号の
走行時間投射を得、該走向時間投射を組合せて、
既知の座標における物体の１つの層の速度分布の
復元を可能にしている。これに関連して、物体を
通過する超音波パルスはほぼ直線状の既知の経路
に従うものとしているため、この場合には、復元
に際して、Ｘ線断層像の復元用として使用される
復元方法（プレナムプレス（Plenam Press）、
1975年、第６巻、71〜89頁に記載されたジエー・
エフ・グリーンリーフ（J.F.Greenleaf）他によ
る論文“音響ホログラフイー”参照のこと）を使
用することができる。
しかしながら、音響信号（音響ビーム）の経路
は供試物内の音響反射指数の分布に依存するた
め、音響ビームは通常直線状とは限らず、したが
つて、この種復元方法は高品質の復元形成には限
定された範囲でしか使用することはできない。
本発明の目的は、物体内部構造のより高品質な
音響像の復元を可能にする方法を提供しようとす
るものである。
これがため、本発明方法において、ポイントマ
トリツクスの種々のポイントごとに予め選定し、
かつ、音響変換器の幾何学的寸法を考慮に入れた
物体の構造の均似値を示す音響反射指数の分布か
ら、物体を通過する音響ビーム経路を各音響ビー
ムごとに少なくとも１回計算し、その結果からビ
ームの走向時間を計算し、さらに、音響ビームの
測定走向時間と計算走向時間を用いて、ポイント
マトリツクスの種々のポイントにおける音響反射
指数の値を段階的に補正するための補正データを
決定するようにしたことを特徴とする。
この方法は、例えば、被検査物の所定領域にお
ける正しい構造分布の決定を可能にする。この方
法は特にきずの検出のために供試物を検査するの
に好適である。この方法はまた米国特許第
3693415号に記載されたようなチユーブの検査シ
ステムに用いることもできる。この場合、供試物
の音響反射指数は永続的にそれに関連するポイン
トマトリツクスの個々のポイントについて決定さ
れる。したがつて、音響反射指数の個々の値を例
えば各層の像を復元するための対応する灰色値に
変換することがでこ、これをスクリーン上に表
示、あるいはプリンタにプリントすることができ
る。
また、本発明方法の他の実施例においては、
種々の方向に伸長する音響ビームを使用して３次
元物体の立体構造分布を決定するようにしてい
る。
かくすれば、物体の３次元ゾーンにおける音響
反射指数分布を決定するのに、物体に一度だけ音
響ビームを当てるだけで済み、かくして、電子手
段を用いて、物体に永久的に関連するポイントマ
トリツクスを通して伸長する個々の層をモニタ上
に可視とすることができる。この場合には、前記
各層は必ずしも平板状であることを要しない。
さらに、本発明方法の他の実施例においては、
音響受信素子を用いて個々の音響ビームの強度を
測定し、音響ビームの通路および音響送信素子の
伝送特性を考慮に入れれて、各音響ビームの経路
の方向における送信強度を決定し、この送信強度
を用いて音響ビームの吸収特性を表わす吸収信号
を得、次いで、３次元ポイントマトリツクスの
種々のポイントにおいて予め設定し、かつ、物体
の構造の近似値を示す吸収係数の分布から、音響
ビーム経路に沿う全吸収値をすべての音響ビーム
について少なくとも１回決定し、該全吸収値を測
定吸収信号と比較することにより、ポイントマト
リツクスの種々のポイントにおける吸収係数を段
階的に補正するための補正値を得るようにしたこ
とを特徴とする。
この場合、吸収係数の分布は、例えば、前の音
響反射指数復元から、音響ビーム経路のコースが
既知となつた後にのみ決定することができる。さ
らに、音響送信素子の伝送特性が既知の場合に
は、音響ビーム経路の方向にこれら素子により伝
送される送信強度を計算することができる。かく
して、反射指数分布のほかに、吸収係数を利用す
ることができ、物体の内部構造のより正確な検査
に役立てることが可能となる。また個々の音響送
信素子の伝送特性は既知であるか、または測定開
始前に決定することができる。
本発明方法の他の実施例の場合は、物体のまわ
りに配置した音響変換器の個別の音響送信素子お
よび音響受信素子を作動させることにより音響ビ
ームの方向を変化させ、その位置を音響結合媒体
で包囲された物体に対して不変とするようにした
ことを特徴とする。
かくすれば、供試物のまわりに音響変換器を全
く、もしくは部分的にも回転する必要がなく、し
たがつて、音響ビームの走向時間または強度の測
定に要する時間は大幅に減少する。また、物体の
回転操作中にはこれに対して回転軸を偏位させな
いようにすることが望ましい。それは回転軸が偏
位した場合には、正確な像再現が行われないため
である。
本発明装置においては、測定走向時間を記憶さ
せるための第１メモリ部分と、マトリツクスポイ
ントにおける反射係数の測定結果にもとづく値、
あるいは予め選定した値を記憶させるための第２
メモリ部分と、走向時間の計算値を記憶させるた
めの第３メモリ部分と、他のデータを記憶させる
ための第４メモリ部分とを具えるほか、さらに、
音響反射指数の分布から走向時間を計算し、測定
走向時間および計算走向時間から補正データを計
算し、かつ、これをもとにして反射指数の補正値
を計算するよう形成した中央処理装置を具えたこ
とを特徴とする。
本発明装置の他の実施例においては、受信音響
ビームの強度および関連の送信音響ビームの強度
を記憶させるための第５メモリ部分と、それより
導出される測定吸収信号を記憶させるための第６
メモリ部分と、マトリツクスポイントにおける吸
収係数の測定結果にもとづく値、あるいは予め選
定した値を記憶させるための第７メモリ部分と、
各音響ビーム経路に沿つての計算吸収値を記憶さ
せるための第８メモリ部分を具えるほか、さら
に、前記中央処理装置を、送信強度および受信強
度から測定吸収信号を計算し、吸収係数の分布か
ら計算吸収値を計算し、前記測定吸収値および計
算吸収値から補正値を計算し、かつ、それに基づ
いて吸収係数の補正値を計算するに適するよう形
成したことを特徴とする。
本装置は、回転軸のまわりを回転することがで
き、回転軸方向に転位可能で、かつ、供試物を収
容する前に音響結合媒体で充填しうるよう形成し
たタンクを含むを可とする。
かくすれば、２次形音響変換器を収納する回動
可能タンクのレベルを調整することができ、もし
くは、物体に対するその位置を電動機により回転
軸のまわりに回転させることができる。
また、音響送信素子を音響受信器として使用
し、音響受信素子を音響送信器として使用するこ
とが可能であるので、音響変換器の１つの位置に
いて、各時間ごとに180゜偏移した２つの測定を行
うことができ、したがつて、全測定時間を大幅に
減少させることができる。
本発明の他の実施例においては、音響変換器
を、それぞれ個別の適当に活性化可能な複数の音
響送信素子および音響受信素子よりなる平板状音
響送信マトリツクスおよび音響受信マトリツクス
により形成し、そのマトリツクス列およびマトリ
ツクス行を回転軸に関して、それぞれ平行および
垂直に伸長させるようにしたことを特徴とする。
この場合には、音響送信素子のマトリツクス行
は、各時間ごとに、回転軸に垂直な平面内の音響
受信素子の行に対行して位置する。また、これら
の行は相互に平行であり、回転軸のまわりに回転
可能である。したがつて、回転軸の方向に積み重
ねたような形状に配置した対の音響送信マトリツ
クス行および音響受信マトリツクス行は、各時間
ごとに対向して位置する１つのマトリツクス行の
個別の音響送信素子および音響受信素子をそれぞ
れ連続的に活性化させることにより、各角度位置
において連続的に活性化されることになり、かく
して、物体は層ごとに走査されることになる。
この場合には、音響変換器を収納するタンクを
回転軸の方向に転位させる必要がないため、検査
はきわめて容易となり、所要時間も大幅に減少さ
れる。また、対向して位置する音響送信マトリツ
クス行の１つの音響送信素子を活性化させる場
合、１つのマトリツクス行の若干個の音響受信素
子またはすべての音響受信素子を同時に活性化さ
せることも可能である。かくすれば、情報密度が
増えるため、像の復元品質が改善される。
さらに、本発明装置の他の実施例においては、
単一のプレート状音響送信器により音響送信マト
リツクスを形成するようにしてもよい。
かくすれば、音響送信器か送信される音波はほ
とんど平坦であり、したがつて、音波の波頭に対
して垂直に伸長し、音響受信マトリツクスに到達
する音響ビームのスタート方向はあらかじめこれ
を近似的に決めることができる。さらに、与えら
れた個々の音響送信素子を作動させるのに電子装
置を必要としないため、音響送信マトリツクスの
活性化がきわめて簡単となる。また、波音の波頭
は音響受信マトリツクスに対して所定角度をもつ
て到達するので、その到達方向は音響ビームの走
向時間差によりほぼ近似的に決められる。
また、本発明装置の他の実施例の場合は、単一
のプレート状音響受信器により音響受信マトリツ
クスを形成することにより、同時に活性化される
種々の音響送信素子より送信される音響ビームを
同時に検出しうるようにしている。
さらに、また、本発明装置の他の実施例の場
合、該装置は音響送信器から集束音響ビームを送
信させるようにするための活性化可能な発生器を
有し、該音響送信器を個別の音響送信素子の同心
円により形成させるとともに、行方向および列方
向に転位可能となるよう形成している。
かくすれば、音響送信マトリツクス内には、同
心円状に配置された活性化送信素子よりなる音響
送信器が形成され、１つの円のすべての音響送信
素子を適当な位相で作動させることにより、フレ
ネル原理により集束された音響ビームが得られ
る。したがつて、行の方向に円を転位させること
により、供試物を連続的に走査することができ
る。また、この場合、音響送信マトリツクスに対
向して位置するプレート状音響受信素子は集束さ
れた音響ビームを検出する。また、音響送信マト
リツクスを充分大きくした場合は、音響受信器の
同心円をマトリツクスの列の方向に偏位させて、
物体の各層の走査を行うこともできる。
また、本発明装置の他の実施例においては、回
転軸の方向に積み重ね形状に配置し、扇形音響ビ
ームを発生させるようにした音響送信素子と、そ
のマトリツクス列を回転軸に平行に伸長させ、そ
のマトリツクス行の少なくとも一部を回転軸のま
わりに彎曲して伸長さけるようにした個別の音響
受信素子より２次元の音響受信マトリツクスとに
より音響変換器を形成させるようにしている。
かくすれば、積み重ね形状に配置した個別の音
響送信素子を連続的に作動させ、扇形音響ビーム
を送信させ、次いで、１つの音響送信素子に対向
して位置する音響受信素子を作動させて、個々の
音響ビームの走向時間および強度を測定できるの
で、音響変換器の１つの角度位置に対して、供試
体を各時間ごとに３次元ゾーンで走査することが
できる。このことに関連して適当な角度位置の数
が選定される。
さらに、本発明装置の他の実施例においては、
音響変換器の音響受信素子をリング状に配置する
とともに、回転軸の方向にこれらを積み重ねるよ
うな配置とすることにより、供試物を収納するに
適した中空筒を形成させるようにし、前記音響受
信リング上下に、これと同じように形成した音響
送信リングを配置するようにしている。
この場合には、音響送信リングは円周方向に隣
接して配置した個別に活性化可能な音響送信素子
により形成する。このように形成した音響変換器
を使用するときは、例えば、上方の音響送信リン
グ内に位置する１つの音響送信素子により送信さ
れる音響ビームは、前記音響送信素子に対向して
径方向に位置する個別に活性化可能な音響受信素
子よりなるマトリツクスの列により受信される。
次いで、このマトリツクス列の下方に位置する低
い方の送信リングの音響送信素子が活性化され、
前記送信素子よりの音響ビームは前記音響送信素
子に対向して径方向に位置する音響受信素子に到
達し、測定が行われ、かくして、物体を通る音響
ビームの平面が決められる。前記平面は中空円筒
の軸を含み、上方および下方の音響送信リング内
の径方向に対向して配置した所定の音響送信素子
の作動により各時間ごとに回転することになるの
で、タンクを機械的に回転させることなく物体の
全走査を行うことができる。
また、本発明装置の他の実施例においては、音
響受信リング内に、円周方向に一定距離を置い
て、積み重ね形状を呈する個別音響送信素子を配
置するようにし、音響送信素子よりなるマトリツ
クス列が中空円筒の周囲にわたつて分布するよう
にするとともに、前記音響送信素子のマトリツク
ス列をそれぞれ径方向に対向して配置するように
している。このように形成した装置において、各
音響送信素子を作動させた場合には、前記各素子
から例えば扇形音響ビームを送信させ、これを、
各音響送信素子と同一レベルにあり、かつ個別の
音響受信素子よりなるマトリツクス行の一部によ
り検出させるようにすることができる。この場
合、このマトリツクス行内にある任意の音響送信
素子はこれを音響受信素子として接続することが
できるが、これができない場合には、隣接する音
響受信素子の測定値を補間することにより、この
位置に存在しない測定値を形成させるか、もしく
はこれらを考慮しないことになる。また、この場
合には、個別の音響送信素子および音響受信素子
をそれぞれ円周方向およびマトリツクス列の方向
に活性化させることにより、３次元ゾーンで物体
を照射し、音響ビームの走行時間および強度を測
定することができ、したがつて、タンクの機械的
回転を省略することができる。しかしながら、例
えば、タンクの調節のため、中空円筒の軸の方向
にタンクを転位させるようにすることもできる。
また、本発明装置の他の実施例の場合は、隣接
して配置した音響受信素子と、その間に、円周方
向に一定距離を置いて配置した個別の音響送信素
子とよりなる単一リングにより音響変換器を形成
し、該音響変換器を回転軸の方向に転位可能とな
るよう形成している。
かくすれば、個別の音響送信素子および音響受
信素子を作動させるための電子装置の数を減少さ
せることができ、したがつて、この種装置の製造
価格を低廉化することができる。
以下図面により本発明を詳細に説明する。
以上の説明においては、簡単のため、２次元構
造分布（音響反射指数分布）の決定を基本として
本発明方法を説明することにする。本方法は、以
下に記述する式に第３の座標を考慮に入れること
により容易に２次元構造に拡張することが可能で
ある。
第１図は本発明方法を説明するためのもので、
対向して配置した２つのマトリツクス（行例）
３，４を含む音響変換器２を収納した方形状タン
ク１の平面図を示す。また、前記マトリツクス３
は音響送信素子５により形成し、マトリツクス４
は音響受信素子６により形成する。
また、タンクの側壁７に垂直に伸長する軸ξ、
ηを有する平面平行座標系に常に関連しているタ
ンク１内には、例えば、水のような音響結合媒体
で包囲した検査物Ｋを収納する。この場合、前記
物体の平面的広さは、マトリツクスの行の長さに
より決まる最大対象円８（図に破線で示す）を満
たすような大きさとする。物体Ｋは、その各ポイ
ントPijにおいて物体の構造に一致させて、音響
反射指数の値nijを予め選定するようにした関連の
平面ポイントマトリツクスＰを有する。前記ポイ
ントマトリツクスＰは常にそれに関連する平行座
標系のｘ−ｙ平面内に位置し、かつ、ｘ−ｙ平
面、ξ−η平面および座標系（ｘ−ｙ）と（ξ−
η）の原点は一致する。また、座標系（ξ、η）
および（ｘ、ｙ）の双方は両座標系の原点を通つ
てξ−η平面に垂直に伸長する回転軸９のまわり
を相互に回転可能とする。
物体Ｋは、回転軸９を中心としてタンク１を回
転させることにより、連続的に種々の方向から音
響ビーム（超音波ビーム）Ｓの照射を受けられる
ようにする。この場合、超音波ビームは数ＭHzの
周波数を有する。また、ｘ軸と角θをなす方向に
対して、音響送信素子５を連続的に作動させて音
響ビームＳを送信するようにし、作動送信素子に
対向する音響受信素子６もしくは、必要に応じ
て、１またはそれ以上の他の受信素子を作動させ
て音響ビームＳを検出するようにする。
ポイントマトリツクスＰのマトリツクスポイン
トPijにおける音響反射指数nijの値は、音響ビー
ムＳの測定走向時間Ｔから後述する方法により決
められる。さらに、マトリツクスポイントPijに
おける吸収係数αの分布は、ポイントマトリツク
スＰ内の反射指数nijの分布が既知の場合は、強度
から決定することができる。
いま、音響送信素子５の数をｋとし、所定角θ
を示す数をＩで表わした場合は、測定の不正確さ
や不適切なモデル仮定（例えば、幾何的音響学が
適用されるような場合）により導入される補正項
εkLを考慮に入れた音響反射指数の線積分に対し
ては次式が適用できる。
∫nds＋εkL＝SkL＝v0TkL ……(1) ただし、Sklは等式の左辺を簡単に表示したも
ので、v0は水中における音速、TkLは音響ビーム
Ｓの測定走向時間、rkL（ｎ）は測定音響ビームＳ
の走向経路である。また、この場合、指数ｋはＫ
＝１、……、Ｋ（Ｋはマトリツクスの行の音響送
信素子５の総数）の範囲の値をとり、指数ｌは、
ｌ＝１、……、Ｌ（Ｌは角θの総数）の範囲の値
をとる。
経路のrkL（ｎ）は未知であるが、少なくとも、
あらかじめ選定した音響反射指数nijの分布を基本
として近似値を推定することができる。これがた
め、積分経路（rkL（ｎ））を個々の経路素子に細
分割して次式を得ることができる。
Σij akl ij＞ （ｎ） nij＋ε〓kl＝SkL ……(2) ここで、＞ ｎ は未知のnijのベクトル、例えば、 ＞ ｎ ＝（nl1、nl2、…nlo、n2l、…）である。
細分誤差は補正項εkLのほかにε〓kL内にも含まれ
る。このことは、放射径路rkLは多数の素子akL ijに
細分されているので必要な補正のほかに前頁第９
行のεkLを含むことを意味する。
さらに、＞ ｎ の値に従属する係数akl ij＞ （ｎ） は、 ＞ （ｎ） が既知の場合は、既知の方法 で計算することができる。この目的のため、経路
素子を包含する反射指数nijの補間を用いて、積分
経路の経路素子上に位置し、各時間ごとに経路素
子数だけ増倍されて所望の係数 akl ij＞ （ｎ） を生ずるような反射指数nijを計算 するようにしている。
係数akl ij＞ （ｎ） を計算するためには、放射経路 （積分経路）rkL＞ （ｎ） の近似値計算が必要 であること当然である。したがつて、所定の微分
方程式、すなわち、画像方程式から得られるビー
ム方程式“｛インデイアナ州47907、ウエスト、ラ
フエイエツト、パーデユー大学、電気技術スクー
ル、1976年７月、TR−EE 76−26、シー、ヴイ
ー、ヤコワツツ、エー・シー・カークによる論文
Ｘ線および超音波を用いたコンピユータ化断層画
像”（“Computerized Tomographic Imaging
using Xrays and Ultrasound”、C.V.
Jakowatz、A.C.Kak、TR−EE 76−26、July
1976、School of Electrical Engineering、
Purdue University、West Lafayette、Indiana
47907）を参照のこと｝を、初期値または境界値
問題を考慮して解くことが必要で、ベクトルｎが
既知の場合は近似解が可能である。すなわち、小
妨害値ε〓klを無視して音響反射指数を決定するも
のとすれば、少なくとも次式が近似的に有効であ
る。
Σaijkl ij ＞ （ｎ） nij＝v0TkL＝SkL ……(3) nijが確実に水10内に配置するポイントマトリツ
クスのポイントPijに関連する場合は、nij＝１な
る２次条件が導入される。
次に、物体Ｋの反射指数nijを決定するため、予
め選定した物体Ｋの構造を近似的に示す合理的な
反射指数分布を前もつて与え （ベクトル＞０ ｎ ）、この所定分布＞０ ｎ から、関連 の走向時間tkLを次式、すなわち、 Σaijkl ij ＞０ （ｎ） n0 ij＝v0tkl ……(4) により決定されることができるが、一般的に測定
走向時間TkLとは一致しない。ここでn0 ijはnijの最
初の近似（零似近似）を表わす。したがつて、
種々の方向における音響ビームＳの走向時間TkL
を測定した後、(3)式のすべてを適当なシーケン
ス、例えば、固定指数ｌおよび可変指数ｋで各時
間ごとに連続的にとり、計算走向時間tkLが測定
走向時間TkLに一致するよう反射指数nq ijの値を修
正する必要がある。これは、次式によつて定義す
る補正係数AkLを決めることにより実現できる。
Akl＝（Skl− Σaijkl ij ＞ｑ （ｎ） nq ij）／ Σaijkl ij ＞ｑ （ｎ） 2 ……(5) かくして、ベクトル＞ｑ （ｎ） （例えば、ｑ＝０ の場合は１次近似）は補正値により補正される
ので、 nq+1 ij＝nq ij＋＝nq ij＋CkL ij・AkL・akL ij＞ｑ （ｎ） ……(6) ここで、指数ｑは反復ステツプの数を示し、
CkL ijは収斂を生じさせるため適当に選定した減衰
パラメータで、０＜CkL ij≦１の値を有する。この
ようにして計算された値nq+1 ijは、必要に応じて、
周辺の反射指数の加重平均値を形成することによ
り、所定範囲まで平滑化することができ、復元品
質の改善をはかることができる。反復走査は、(3)
式のすべてを充分満足したとき、すなわち、測定
走向時間TkLと計算走向時間tkL間の差が全音響ビ
ームＳに対して充分に小さくなつたとき、もしく
は、一定数の反復ステツプ後に停止する。
３次元構造分布を決定するためには(1)式ないし
(6)式のすべてを３次元に拡張する。この場合、各
式には、検出装置２により限定される種々の層よ
りの未知の値が生ずる。しかしながら、この場合
には、音響ビームＳの３次元コースが完全に考慮
されるため、復元品質は付加的に改善される。
実際には、例えば、超音波信号（音響ビーム）
が供試物の内部構造のあるものにより大幅な減衰
を受けることにより、所定の測定値があらわれな
いという減少が起り得る。このような場合には、
復元品質に実質的に影響を与えることなく、復元
に対して関連の式を省略することができる。
吸収係数＞ α ＝（α12、α12、……）の復元は、 反射指数分布を決定した後行われる。２次元の吸
収係数の分布を決定するには、次式が適用可能で
ある。
∫rkL(o)＝αds＝BkL＝lnI0 kL／IkL ……(7) 上式において、吸収信号BkLは既知である。ま
た、ビーム経路rkL（ｎ）は前の反射指数復元から
既知であるため、I0 kL、すなわち、送信される音
響強度は、各放射経路rkL（ｎ）における音響送信
素子５の既知の伝送特性に対して決定することが
可能であり、強度IkLは各時間ごとに音響受信素
子６により測定される。また、強度IkL、I0 kLの代
わりに、それぞれ最大振幅Amax kLおよびA0max kLを測
定し、計算することもできる。
放射経路rkL（ｎ）は個々の経路素子に細分割さ
れるので、放射ビームＳの経路に沿つての全吸収
は次式により表わされる。
Σaijkl ij ＞ （ｎ） αij＋εkl＝BkL ……(8) ここで、ｋ＝１、……、Ｋ、ｌ＝１、……、Ｌ
である。細分割により生ずる誤差εklは無視でき
る程度であり、 値akL ij＞ （ｎ） と放射経路rkL（ｎ）を表わす係数 である。また、これらの係数は前の反射指数分布
のために計算したものと同じ係数である。
ポイントマトリツクスＰの個々のポイントPij
における音響吸収係数αijの分布は反射指数分布
を決定するために使用した方法で決定することが
できる。ポイントPijについて、所定の音響吸収
係数分布を前もつて仮定し、この仮定した吸収係
数α（ｑ＝０）の分布から次式を用いて音響ビー
ムに関連する全吸収bkLを計算することができる。
Σaijkl ij ＞ （ｎ） αo ij＝bkL ……(9) αo ijは座標（ｉ、ｊ）を有する点における吸収
係数の最初の近似を表わす。これは吸収係数α0の
マトリツクスの一素子である。この値は一般に測
定吸収信号BkLと一致しない。したがつて、個々
の吸収信号BkLの決定後、(8)式のすべてを連続的
に感知可能シーケンスにとり、各時間ごと全吸収
bkLが測定した吸収信号BkLに等しくなるようαq ijの
値を修正する。これは次式で定義する補正係数
βkLを決定することにより行うことができる。
βkL＝（BkL− Σaijkl ij ＞ｑ （ｎ） αq ij）／ Σij （akl ij（nq））2 かくして、吸収分布＞ α は補正値により補正 されるので、すべてのijに対して、 αq+1 ij＝αq ij＋ ……(11) 上式において、指数ｑは反復ステツプの数を示
し、また、補正値は次式のように定義する。
＝βkLakL ij＞ｑ （ｎ） ……(12) この方法も(7)式ないし(12)式の各式に関連の第３
座標を付加することにより、容易に３次元に拡張
することができ、また、音響ビームＳの反射によ
り生ずる妨害は２つの異なる音響周波数で測定す
ることにより既知の方法でこれを除去することが
できる。
第２図は本発明方法を実現する装置を示すもの
で、タンク１は方形状を呈し、その中に物体Ｋを
収納する。物体Ｋは、例えば、水のような音響結
合媒体１０により包囲するようにし、上部からタ
ンク１内に収容するようにする。タンク１の内側
の対向する２つの壁部上に配置した音響変換器２
は、それぞれ個別の音響送信素子５および音響受
信素子６を含む音響送信マトリツクス３および音
響受信マトリツクス４によりこれを形成する。前
記素子５および６は、それぞれ、例えば、平らな
方形状の送信面および受信面を含み、行および列
にこれらを配置する。また、この場合、送信面お
よび受信面をこれと異なる適当な幾何学的形状に
することができること当然で、例えば、音響送信
素子および音響受信素子の送信面および受信面を
凹面鏡形状にすることもできる。さらに、タンク
１は、回転軸９のまわりを機械的に回動可能（矢
印11）とし、回転軸９の長さの方向（矢印１２）
に転位可能とする。本実施例の場合は、制御ユニ
ツト１４により制御されるようにした適当な電動
機１３によりこれを行うようにしている。ここ
で、タンク１の回転中には、物体Ｋは適当なアン
カー（係留装置）１５により適正位置に保持され
るようにしなければならないこと当然である。音
響変換器２は、必ずしもタンク１の内壁７（第１
図参照）に密接して配置するを要しない。また、
音響送信マトリツクス３および音響受信マトリツ
クス４をタンク１のさらに内部に対向して平行に
配置することもでき、さらに、前記マトリツクス
をタンク１内に設けた開口部（図示を省略）内に
耐漏水状、かつ摺動可能な方法で配置することも
できる。
各音響送信素子５および各音響受信素子６は電
気接続導線１６を介して、それぞれ制御ユニツト
１４により制御されるようにした電子スイツチ１
７および１８に接続する。制御ユニツト１４それ
自体はクロツク発生器２０により制御されるよう
にする。電子スイツチ１７は各音響送信素子５
を、数ＭHzの超音波周波数の超音波パルスを発生
する高周波発生器１９ａに連続的に接続する機能
を有する。
１つの音響送信素子５の作動と同時に、例え
ば、前記送信素子５に対向した位置にある音響受
信素子６を電子スイツチ１８により作動させるよ
うにすることができるので、送信される各超音波
パルスごとに１つの超音波パルスが受信され、か
くして、ラインごとに物体Ｋを走査することがで
きる。また、この場合、音響送信素子５に対向し
ている音響受信素子以外の音響受信素子６を作動
させるようにして、１またはそれ以上の超音波パ
ルスを検出させるようにすることもできる。
個別の音響受信素子６により検出された音響ビ
ーム（超音波パルス）は直ちに電気信号に変換さ
れ、電子スイツチ１８を介して電子装置２２の部
分を形成する後段の増幅器２１に供給されるよう
にする。この種増幅器２１は各データチヤネルご
とまたは各音響受信素子６ごとに配置し、後述す
る他の電子回路段とともに作動しうるようにする
ことが望ましい。
超音波パルスに対応する増幅器２１よりのアナ
ログ出力信号S0は遅延部２３に供給するようにす
るほか、各出力信号S0の振幅を二乗する機能をも
つた二乗回路２４にも供給する。かくして得られ
る二乗出力信号を積分器２５により積分した後、
根抽出回路２６により、その根を抽出するように
する。かくすれば、根抽出回路２６の出力上に
は、超音波パルスの測定強度Iklに対応する信号S2
（実効値、受信超音波パルスの二乗平均値信号）
が導出される。この信号S2を除算器２７におい
て、増幅器２１の遅延出力信号S1より除算して正
規化信号S3を生成し、超音波パルスの走向時間を
測定するため、スレシヨールドデイスクリミネー
タ２８にこれを供給するようにする。この作動の
目的は出力信号S0の振幅を正規化して、振幅に無
関係の走向時間を得ようとするにある。遅延線２
３により与えられた一定の遅延時間は、後段で中
央処理装置２９において減算されることができ
る。また、積分器２５は新しい出力信号S0の到来
前にリセツトされるようにしなければならないこ
と当然である。また、除算器２７は積分の開始
後、若干時間のみスイツチオンされるようにし、
例えば、現存雑音信号の零による除算を防止し、
それがスレシヨールドデイスクリミネータ２８の
限界値を超えないようにすることが望ましい。以
上の制御は制御ユニツト１４により行うようにす
る。
カウンタ３０は超音波パルスが送信された際各
時間ごとに制御ユニツト１４によりリセツトさ
れ、その後カウントを開始し、超音波パルスの走
向時間Tklがスレシヨールドデイスクリミネータ
２８の限界値を超えたとき、カウントを停止する
ようにする。かくして、超音波パルスの走向時間
Tklを測定し、この測定走向時間Tklを記憶装置３
２の第１メモリ部分３２１に記憶させる。
さらに、記憶装置３２は測定結果にもとづいて
予め選定または採用した音響反射指数の値nijを記
憶するための第２メモリ部分３２２、走向時間の
計算値tklを記憶するための第３メモリ部分３２
３、ならびに、補正データおよび計算に一時的
に必要な他のデータのようなデータを記憶するた
めの第４メモリ部分３２４を含む。中央処理装置
（CPU）２９は第１図に関して前述したすべての
計算を行うためのものである。
次に、吸収係数αの分布を決定するため、測定
強度Iklに対応する信号S2をアナログ・デジタル変
換器３１に供給し、第５メモリ３２５に記憶させ
るようにするとともに、前記第５メモリ部分３２
５には、関連の送信音響ビームの強度I0 klをも記憶
させるようにする。中央処理装置２９は、これか
ら、各ビーム経路Ｓに対する吸収信号Bklを計算
し、この信号値を第６メモリ部分３２６に記憶さ
せる。測定結果に基づき選定または採用された吸
収係数の値αijはこれを第７メモリ部分３２７に
記憶させるようにし、各放射経路Ｓに沿つて計算
された吸収信号bklの値は第８メモリ部分３２８
に記憶させるようにする。
中央処理装置２９はこれらのデータを使用して
被検査物Ｋの画像を復元し、これを、例えば、表
示スクリーンまたはプリンタのような表示装置３
３により可視できるようにする。
第３図はその対向する壁部７上に音響送信マト
リツクス３および音響受信マトリツクス４を配置
した方形状タンク１を示す。タンク１はその底部
７ａに連結し、そのまわりにタンクを回動（矢印
１１）しうるようにした回転軸９を含み、前記回
転軸９の長さの方向（矢印１２）に転位可能とな
るよう形成する。図においては図示を簡単にする
ため、個々の音響送信素子５および音響受信素子
６に至る電気接続導線１６（第２図参照）はこれ
を省略してある。タンク壁７の内側に密接して配
置した音響送信マトリツクス３および音響受信マ
トリツクス４は64ないし128の例と10の行により
形成する。行および列の数は、被検査物の寸法お
よび構造あるいは必要とする解像度に応じて増減
しうること当然である。また、音響ビームの始点
および終点は音響変換器２のこの構造により決め
られる。
第４図において、タンク１内に配置した音響送
信マトリツクス３（第３図参照）はプレート状音
響送信器３５として形成し、音響受信マトリツク
ス４は個々の音響受信素子６により形成する。か
くすれば、プレート状音響送信器３５の作動によ
つてほぼ平滑な音響波頭が生ずるので、音響波頭
に垂直に伸長する音響ビームの始動方向は既知と
することができ、したがつて、活性音響受信素子
６のすべてによる同時測定が可能となり、音響ビ
ームの終点位置を決定することができる。音響受
信マトリツクスは64ないし128の列と10の行によ
りこれを形成する。
第５図は個別の音響送信素子５および単一のプ
レート状音響受信器３６により形成した音響送信
マトリツクスを収納するようにしたタンク１を示
す。この場合には、個別の音響送信素子を連続的
に作動させるようにし、例えば、マトリツクスの
行内で連続的に送信素子を作動させ、マトリツク
スの行を連続的に作動させるようにする。かくし
て、始動位置と始動方向を決めるようにしてい
る。音響送信マトリツクスは、例えば、68ないし
124の列および10の行により形成することが望ま
しい。
また、音響送信マトリツクス３は数干の列と数
百の行により形成することもできる。かくすれ
ば、復元音響画像の解像度、したがつて画像品質
を改善することができる。さらに、他の発生器１
９ｂ（フレネル発生器、第２図参照）を用い、制
御ユニツト１４および電子スイツチ１７を介して
作動させる音響送信素子５の同心円（図示を省
略）を選定し、次いで、適当に移相させた電気信
号により個々の同心円状リングを活性化し、超音
波ビームを発生させることもできる。かくすれ
ば、行方向または列方向に円を転移させることに
より物体Ｋ全体を走査することが可能となる。こ
の走査原理については、前述のオランダ国出願特
許第7809905号に詳細に記載されている。
第６図は単一の行のみにより形成した音響送信
マトリツクスを含むタンク１を示す。この場合に
は、個々の音響送信素子５を連続的に作動させて
超音波パルスを発生させ、これと対向して配向し
たプレート状音響受信器３６に前記パルス信号を
到達させるようにしている。
第７図はそれぞれ単一のマトリツクス行のみに
より形成した音響送信マトリツクスおよび音響受
信マトリツクスを含むタンク１を示す。この場合
には、１つの音響送信素子５が作動した際、各時
間ごとに、１つまたはそれ以上の音響受信素子が
超音波パルスを検出しうるようにしている。この
場合には、双方のマトリツクスの行を同一レベル
に配置しており、回転軸９の縦方向へのタンク１
の転移（矢印12）により、物体Ｋの種々の層を復
元しうるようにしている。また、本実施例の場
合、音響送信素子５は非集束超音波ビームを送信
するため、音響受信素子６はいかなる場合にも超
音波ビームを検出することになる。
第８図は、その音響送信マトリツクス３を個別
の音響送信素子５を有する１つのマトリツクスの
列により形成し、音響受信マトリツクス４を複数
の列および彎曲させた行状に配置した多数の音響
受信素子６により形成するようにした音響変換器
２を示す。この場合、音響受信素子６は64ないし
128の列と10の行により形成する。また、タンク
１はくさび状に形成し、回転軸９のまわりを矢印
１１の方向に回転可能とするとともに、回転軸９
の縦方向（矢印１２）への転移が可能となるよう
にする。かくすれば、１つの音響送信素子５を作
動させた際、タンク１の角度位置に対し各時間ご
とにすべての音響受信素子を作動させることがで
き、物体Ｋの走査時間を大幅に減少させることが
できる。
第９図は中空円筒状に形成したタンク１を示
す。図示タンクはその内側に隣接して配置した音
響受信素子６を積み重ねるよう形成した複数のリ
ング６ａを含む環状音響変換器２を具える。さら
に、前記音響受信リング６ａの上下には、隣接し
て配置した音響送信素子５よりなる音響送信リン
グ５ａを設ける。タンク１はその対称軸（回転軸
９）のまわりを回転しうるようにするとともに回
転軸９の軸方向に転移しうるようにする。本実施
例の場合は、扇形またはローブ状超音波ビームを
送信する個々の音響送信素子５を適当に作動させ
ることにより、タンク１を機械的に回転させるこ
となく音響ビームＳの方向を変化させることがで
きる。したがつて、タンク１から音響結合媒体が
漏洩できないようにし、同時に物体Ｋ（図示を省
略）との接触を保持させる必要がある場合には、
供試対象物またはその部分の上にタンク１を配置
することもできる。この目的のため、タンク１内
に変形可能な弾性薄膜（フオイル）を配置して、
物体に接触する薄膜と音響変換器２の間に音響結
合媒体が介在するようにすることもできる。
また、第１０図も中空円筒状に形成したタンク
１を示すものであるが、この場合には、タンク１
の内側にそれそれ複数の音響受信素子６よりな
り、一層づつ積み重ねるよう形成した若干数の音
響受信リング６ａを設け、前記リング６ａの間
に、図示のように、規則正しい距離をおいて音響
送信素子５を配置し、したがつて、回転軸９（対
称軸）の縦方向に音響送信素子５および音響受信
素子６の列が形成されるようにしている。第１０
図においては、それぞれ２つの音響受信素子６の
間に２列の音響送信素子５を配置した場合を示し
てあるが、実際には、それぞれ２つの音響送信素
子５の間に、これより多数の音響受信素子６の列
を配置するようにしている。かくすれば、音響送
信素子５と音響受信素子６を適当に作動させるこ
とができるので、タンク１を回転させ、もしくは
転位させることを要しない。すなわち、この場
合、個別の音響送信素子５（例えば圧電気トラン
ズジユーサ）からは、これと対向して位置する
種々の異なる音響受信素子６に到達する扇形もし
くはローブ状音響ビームが送出される。
第１１図は第１０図図示のタンク１をさらに簡
単にした実施例を示す。図示のタンク１の内側に
は単一の音響受信リング６ａのみを収納し、音響
受信素子６の間には円周方向に相互に一定距離を
置いて個別の音響送信素子５を配置している。本
実施例を用いて物体の種々の異なる層を検査する
際には、タンク１もしくは物体Ｋ（図示を省略）
を回転軸９（対称軸）の方向に転位させなければ
ならないが、この場合にもタンク１の回転はこれ
を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法を説明するため、供試対象
物および関連のポイントマトリツクスを含むタン
クの平面図、第２図は本発明方法を実現する装置
の実施例を示す図、第３図ないし第１１図は本発
明装置用タンクの種々の実施例を示す図である。 １……タンク、２……音響変換器、３，４……
マトリツクス、５……音響送信素子、５ａ……音
響送信リング、６……音響受信素子、６ａ……音
響受信リング、７……側壁、７ａ……底部、８…
…対象円、９……回転軸、１０Ｄ……音響結合媒
体（水）、Ｋ……物体、Ｐ……ポイントマトリツ
クス、Pij……ポイント、nij……音響反射指数、
Ｓ……音響ビーム、１１，１２……回転および転
位方向を示す矢印、１３……電動機、１４……制
御ユニツト、１５……アンカー（係留装置）、１
６……電気接続導線、１７，１８……電子スイツ
チ、１９ａ……高周波発生器、１９ｂ……フレネ
ル発生器、２０……クロツク発生器、２１……増
幅器、２２……電子装置、２３……遅延線、２４
……二乗回路、２５……積分器、２６……根抽出
回路、２７……除算器、２８……スレシヨールド
デイスクリミネータ、２９……デイジタル演算ユ
ニツト（CPU）、３０……カウンタ、３１……デ
ジタル・アナログ変換器、３２……記憶装置、３
３……デイスプレー装置、３５……プレート状音
響送信器、３６……プレート状音響受信器、３２
１〜３２８……メモリ部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 小なくとも部分的に物体を包囲するよう配置
    した音響変換器の個々の音響送信素子と音響受信
    素子との間を伝搬する音響ビームを使用し、種々
    の方向において物体を通過した音響ビームを該音
    響受信素子に当てさせるようにし、これら音響ビ
    ームの走向時間により物体に関連するポイントマ
    トリツクスの各ポイントにおける音響反射指数を
    決定するような操作により物体の内部構造を決定
    する方法において、ポイントマトリツクスＰの
    種々のポイントごとに予め選定し、かつ該音響変
    換器２の幾何学的寸法を考慮に入れた物体Ｋの構
    造の近似値を示す音響反射指数ｎの分布から、対
    象物を通過する音響ビーム経路ｒ（ｎ）を各音響
    ビームＳごとに少なくとも１回計算し、その結果
    からビームの走向時間（tkLを計算し、さらに音
    響ビームの測定走向時間（TkLと計算走向時間
    （tkL）を用いて、ポイントマトリツクスＰの種々
    のポイントにおける音響反射指数の値を段階的に
    補正するための補正データ（）を決定するよう
    にしたことを特徴とする音響ビームにより物体の
    内部構造を決定する方法。 ２ 種々の方向に伝搬する音響ビームを使用し
    て、３次元物体Ｋの立体構造分布を決定するよう
    にした特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 近傍の音響反射指数ｎの加重平均値を形成す
    ることにより、ポイントマトリツクスＰの種々の
    点で得られた音響反射指数ｎを平滑化するように
    したことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
    は第２項記載の方法。 ４ 音響変換器２を回転軸９のまわりに回転させ
    ることにより音響ビームＳの方向を変化させ、回
    転軸の位置を音響結合媒体１０で包囲された物体
    に対して不変とするようにした特許請求の範囲第
    １項記載の方法。 ５ 物体Ｋのまわりに配置した音響変換器２の個
    別の音響送信素子５および音響受信素子６を作動
    させることにより、音響ビームＳの方向を変化さ
    せ、その位置を音響結合媒体１０で包囲された物
    体に対して不変とするようにした特許請求の範囲
    第１項記載の方法。 ６ 個別の音響送信素子および音響受信素子を含
    み、物体のまわりに配置するよう形成した音響変
    換器と、前記素子を選択的に作動させる手段と、
    該送信素子と受信素子間における音響ビームの走
    向時間を測定する手段と、物体に関連するポイン
    トマトリツクスの種々のポイントにおける音響反
    射指数を計算する中央処理装置とを具えた物体の
    内部構造決定方法を実現する装置において、測定
    走向時間（TkL）を記憶させるための第１メモリ
    部分３２１と、マトリツクスポイント（Pij）に
    おける反射指数（nij）の測定結果にもとづく値あ
    るいは予め選定した値を記憶させるための第２メ
    モリ部分３２２と、走向時間の計算値（tkL）を
    記憶させるための第３メモリ部分３２３と、他の
    データを記憶させるための第４メモリ部分３２４
    とを設けるほか、さらに、音響反射指数（nij）の
    分布から走向時間（tkL）を計算し、測定走向時
    間（TkL）および計算走向時間（tkL）から補正デ
    ータ（）を計算し、かつ、これにもとづいて反
    射指数の補正値を計算しうるようにした中央処理
    装置２９を設けることを特徴とする音響ビームに
    より物体の内部構造を決定する装置。 ７ 回転軸のまわりに回動可能とし、前記回転軸
    の方向に転位可能とし、かつ、被検査物の収容に
    先立つて音響結合媒体を充填しうるよう形成した
    タンクを含み、該音響変換器２を、それぞれ個別
    の適当に活性化可能な複数の音響送信素子５およ
    び音響受信素子６より平板状音響送信マトリツク
    ス３および音響受信マトリツクス４により形成
    し、そのマトリツクス列およびマトリツクス行を
    回転軸９に関して、それぞれ、平行および垂直に
    伸長させるようにしたことを特徴とする特許請求
    の範囲第７項記載の装置。 ８ 該音響送信マトリツクス３を単一のプレート
    状音響送信器３５により形成するようにした特許
    請求の範囲第７項記載の装置。 ９ 該音響受信マトリツクス４を単一のプレート
    状音響受信器３６により形成するようにした特許
    請求の範囲第７項記載の装置。 １０ 該音響送信器から集束音響ビームを送信さ
    せるようにするための活性化可能な発生器１９ｂ
    を含み、かつ、該音響送信器を個別音響送信素子
    ５の同心円により形成させるようにするととも
    に、行方向および列方向に転位可能となるよう形
    成した特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 音響受信トリツクス４を単一のプレート状
    音響受信器３６により形成し、音響送信マトリツ
    クスを、若干個の音響送信素子５を含む１つのマ
    トリツクス行により形成するようにした特許請求
    の範囲第７項記載の装置。 １２ 音響送信マトリツクス３および音響受信マ
    トリツクス４をして、それぞれ各時間ごとに、回
    転軸９の方向に転位可能な個々の音響送信素子５
    および音響受信素子６を含む１つのマトリツクス
    行により形成させるようにした特許請求の範囲第
    ７項記載の装置。 １３ 回転軸のまわりに回動可能とし、前記回転
    軸の方向に転位可能とし、かつ、被検査物の収容
    に先立つて音響結合媒体を充填しうるよう形成し
    たタンクを含み、回転軸９の方向に積み重ね形状
    に配置し、扇形音響ビームを発生させるようにし
    た音響送信素子５と、そのマトリツクス列を回転
    軸に平行に伸長させ、そのマトリツクス行の少な
    くとも一部を回転軸のまわりに彎曲して伸長させ
    るようにした個別の音響受信素子６よりなる２次
    元の音響受信マトリツクス４とにより該音響変換
    器２を形成させるようにしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第７項記載の装置。 １４ 回転軸のわまりに回動可能とし、前記回転
    軸の方向に転位可能とし、かつ、被検査物の収容
    に先立つて音響結合媒体を充填しうるよう形成し
    たタンクを含み、該音響変換器２の音響受信素子
    ６をリング状に配置するとともに、回転軸９の方
    向にこれらを積み重ねるような配置とすることに
    より、被検査物Ｋを収納するに適した中空円筒を
    形成させるようにし、該音響受信リング６ａの上
    下に該リング６ａと同じように形成した音響送信
    リング５ａを配置するようにしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第７項記載の装置。 １５ 音響受信リング６ａ内に、円周方向に一定
    距離を置いて、積み重ね形状を呈する個別音響送
    信素子５を配置するようにした特許請求の範囲第
    １４項記載の装置。 １６ 隣接して配置した音響受信素子６と、その
    間に円周方向に一定距離を置いて配置した個別の
    音響送信素子５とよりなる単一リング６ａにより
    音響変換器を形成し、該音響変換器を回転軸の方
    向に転位可能となるようにした特許請求の範囲第
    １５項記載の装置。
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