JPH0346555A - 合成開口方式による映像化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は２例えば超音波を用いて金属材料中の欠陥を
検出し、その欠陥像を高解像度、実時間で表示すること
のできる非破壊検査に用いられたり、もしくは電磁波を
用いて地表面の状況を上方より映像化することのできる
合成開口レーダによる合成開口処理装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

超音波非破壊検査等で用いられている手法の一つで超音
波ビームを絞って再生対象物体の一点の空間情報をその
反射信号の送信から受信までの伝はん時間より測定し、
超音波送受信子を電子的もしくは機械的に順次走査し、
再生対象物体像を点情報の集りとして映像化２表示して
いくという方法に対し、広がった超音波ビームを物体に
照射し。

その反射波ないし透過波を受信素子で受信し、その波の
振幅と位相情報を記録しくホログラム作成）。

このホログラムから物体像を再生するいわゆる合成開口
方式というのがある。

（６） この合成開口方式では原理上解像度が物体までの距離に
よらず一定となる特徴を有している。

第４図は合成開口方式により対象物断面の再生処理を行
う２合成開口方式による映像化装置の従来例を示してい
る。

同図において、（１）は超音波送受信子（以下、送受信
子という。）　、　（２）は送信器、（３）は受信器、
（４）は合成開口再生処理部（以下、再生処理部という
。）である。

また（２０）ｔよＡ／Ｄ変換器、　（２１）はＡ／Ｄラ
インメモリ、　（２２）は波形メモリ、　（２３）はフ
ォーカステーブル、　（２４）はラッチゲート回路、　
（２５）は加算器。

（２６）は再生演算制御回路（以下、再生制御回路とい
う。）、（２７）は画像メモリ、（９）はモニタＴＶ、
（◎（よタイミング制御部、０３）＋よ走査駆動部、そ
して（２）は被検材である。

なお、前記再生処理部（４）は前記Ａ／Ｄ変換器（２０
）　。

Ａ／Ｄラインメモリ（２１）、波形メモリ（２２）、フ
ォーカステーブル（２３）　、ラッチゲート回路（２４
）　、加算器（２５）及び再生制御回路（２６）より構
成される。

（７） 前記波形メモリ（２２）はアドレス長Ｎのメモリ１個即
ちｐ　Ｍｌ〜Ｍ１ｐ前記Ａ／Ｄラインメモリ（２１）ζ
まアドレス長ＮのメモリＡＤ１．そして前記画像メモリ
（２７）はアドレス長ＮのメモリＰ１より構成される。

第７図（ａ）、（ｂ）及び（ｅ）は、各々、前記Ａ／Ｄ
ラインメモリ（２１）、前記波形メモリ（２２）そして
前記画像メモリ（２７）の概念図である。

第５図１よ合成開口方式による再生処理の原理を説明す
るための図であり、同図において、横軸は前記送受信子
（１）の走査方向、！軸は時間を表し。

また、Ｔｏは送信時を表す。

いま、再生しようとする点ａの情報を含む各走査点にお
ける受信信号は、各走査点と点ａとの距離分だけ各々位
相遅れを有し、その位相遅れの軌跡は同図に示すごとく
点ａを頂点とする双曲線になる。また点ａの情報を含む
受信信号が得られる走査方向における範囲は超音波ビー
ムの広がりによって決まり、再生しようとする深さ方向
における最大の距離の点情報の受信可能な走査方向にお
ける最大の範囲を合成開口長と称し２図中りで表（８） わされる。そして２図において点ａを再生するには、前
記合成開口長りの範囲における点ａに関する各走査点に
おける受信信号を前記位相軌跡（以下１位相履歴線と称
す）に沿って加算すればよいのである。

また、同図（ｂ）は、前記合成開口長りと再生される部
分との関係を説明するための図であって、いま、再生対
象の最遠距離をＨとすると、最遠距離Ｈの位置にある点
すは、前記送受信子（１）が走査点１〜Ｍにあるときに
受信され、それらの位置より外の走査点の位置では受信
されない。従って、前述の通り点すば、走査点１〜Ｍの
各点での受信信号中２時間軸上点すに関する部分のみ前
記位相層［ｔ！！線に基づいて抽出し、加算する乙とに
より再生される。そして、上記走査点１〜Ｍに相当する
範囲が前記合成開口長りであって２図示の通り送受信子
の超音波ビームが広がり角度βに依存するものである。

即ち、前記合成開口長りは最大深さＨ及び超音波ビーム
広がり角度βを用いて次の式で表される。

（９） β Ｌ　＝　　２　・　Ｈ・　ｔａｎ 従って、走査線からの直線距離がｂより近く。

点すを通る垂直方向線上の点Ｃに関する合成開口範囲は
、先の合成開口長りの中に含まれる乙とがわかる。

なお、前記点すは、ちょうど走査点１〜Ｍ即ち。

合成開口長りの中心に送受信子が位置する時の角度βの
超音波ビーム広がりの中心線上に含まれる。

以上のように、超音波ビーム広がり角度βで決まる前記
合成開口長りの範囲分の受信データを用いて、前記合成
開口長りの範囲の中心線を再生することができるわけで
ある。

更に、第６図は前記波形メモ＋Ｊ　（２２）即ちＭ、−
Ｍ。

の構成を説明するための図である。

同図において、横軸は走査方向、縦軸は深さ方向に相当
する。Ｌ□及びＬ２は前記合成開口長りによる合成開口
範囲であ’）、ｉｔｌ及び１２ば前記合成開口範囲Ｌ１
及びＬ２によって再生される再生対象線（以下、対象線
）、また１、２．３−、（１−１）、Ｉ、（Ｉ（１０） ＋１）は各走査点１点ａ及び点ａ′は同じ深さ方向の点
であって各々前記対象線１１及び１２上の点でもある。

各走査点に対応して得られた受信信号は前記Ａ／Ｄ変換
器（２０）にて所定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換さ
れ２合成開口範囲Ｌ１を走査点１から■まで走査し終る
と走査点数分即ち、１個の離散デジタル値列が得られる
。

よって、前記波形メモ！Ｊ　（２２）即ちＭ□〜Ｍ、の
個数工は、前記合成開口範囲内の走査点数に相当してお
り、また、そのアドレス長Ｎは前記離散デジタル値の個
数に相当している。

そして点ａを再生する手順は（１）前記合成開口範囲Ｌ
ｉ内の走査点１〜Ｉにおいて得られた離散デジタル値列
を各走査点に対応して前記波形メモリＭ１〜Ｍ、に記憶
しておく（２）点ａを再生するための各走査点における
離散デジタル値列の中の前記位相履歴線より決まる必要
データを取り出して加算処理する。

なお２点ａを再生するために各走査点における（１１） 離散デジタル値列の中の前記位相履歴線より決まる必要
データを前記波形メモリＭ□〜Ｍ＋より取り出すには次
の方法による。即ち、予め、再生対象点に対応して一義
的に規定される前記位相履歴線に従って、必要な離散デ
ジタル値の格納されている前記波形メモリＭ１〜Ｍ、各
々におけるアドレス値を各走査点即ち、各メモリに対応
させてテーブル化しておき、このテーブル即ち、前記フ
ォーカステーブル（２３）からのアドレス情報により、
前記波形メモリＭ１〜Ｍ、から再生対象点に対応した複
数個の離散デジタル値が読み出され、前記加算器（２５
）へと転送される。

次に点ａ′を再生するには、前記合成開口範囲Ｌ２内の
各走査点２〜（Ｉ＋１）で得られる各受信信号の離散デ
ジタル値列のうち２点ａ′に関する位相履歴線による前
記フォーカステーブル（２３）のアドレス情報により前
記波形メモリ（２２）から読み出された複数個の前記離
散デジタル値を同様に加算するのである。

以上のように、対象線が順次、走査方向にシフト（１２
） していくということば、前記波形メモリ（２２）のＭ□
〜Ｍ、におけるデータの動作としては次のようになる。

即ち、前記（Ｉ＋１）の走査点での１ライン分の受信信
号が得られた後、前記（Ｉ＋１）の走査点での１ライン
分の離散デジタル値を前記Ａ／Ｄラインメモリ（２１）
即ち、ＡＤ□から前記波形メモリ（２２）のＭ１〜Ｍ１
に格納する際、前記波形メモリＭ□〜Ｍ、に格納されて
いた離散デジタル値列は１ラインずつラインシフトシ、
前記走査点１での１ライン分のデータは捨てられ、ライ
ンシフトする前の走査点Ｉに相当するメモリＭ１に前記
（Ｉ＋１）での１ライン分のデータが格納される。なお
、送受信子（１）を走査する毎に上記のラインシフトの
動作を前記ラッチゲート回路（２４）が行う。

ところで、いま点ａ及び点ａ′の深さが同一であるとす
ると２位相履歴線も同一となり、従って。

深さが同一である点を再生するのに必要なデータの波形
メモリ（２２）内におけるアドレスも同一となる。即ち
、ある深さに対応して一義的に決まる位相履歴線に基づ
く前記フォーカステーブル（２３）を（１３） 異なる合成開口範囲の同−深さの点に対して共通に用い
ることができる。

以上の各動作をまとめると、］走査問の動作は。

■前記送信器（２）より前記送受信子（１）へ送信パル
スが印加される。■前記送受信子（１）より受信信号が
前記受信器（３）を経てＡ／Ｄ変換器（２０）に送られ
。

Ａ／Ｄ変換される。■Ａ／ＤＡ／Ｄ変換器０）よりデジ
タル値列が前記Ａ／Ｄラインメモリ（２１）のＡＤ□に
格納される。■前記波形メモリ（２２）即ちＭ８〜ＭＩ
においてラインシフトがなされ、また、前記波形メモリ
Ｍ□〜Ｍｌにおいて、最新の直前の走査点に対応するデ
ジタル値列が、ラインシフトされる前に格納されていた
領域即ちＭｌに前記Ａ／Ｄラインメモリ人Ｄ１から最新
の１走査点に対応するデジタル値列が前記ラッチゲート
回路（２４）を経て格納される。

■前記フォーカステーブル（２３）のアドレス情報に基
づいて前記波形メモリＭ、〜ＩＬの各々より必要データ
が読み出され、前記加算器（２５）へと送られる。

■前記加算！　（２５）にて１個のデータが加算され。

前記合成開口範囲の深さ方向中心線上の１点が再（１４
） 生され前記画像メモＩＪ　（２７）へ送られる。■上記
■から■まての処理が前記合成開口範囲の中心線上の再
生対象点数分の回数Ｎたけ繰り返される。

かくして前記合成開口範囲の中心線が再生され。

前記画像メモ’Ｊ　（２２）より線像データが逐次前記
モニタＴ　Ｖ　＋９１に送られ、前記モニタＴ　Ｖ　（
９１上にてスクロール表示される。

なお、前記タイミング制御部（Ｏは、前記走査駆動部０
３）に対して走査させるための指示を出し、送信、受信
のタイミングを各々前記送信器（２）及び受信Ｉｇ　（
３］に送出し、また、前記再生制御部＃　（２６）に対
し、再生処理の初めの動作即ち上記■を開始するよう指
示する。更には、前記再生制御回路（２６）より１ライ
ン分の再生処理の終了の信号を受けとる。

前記再生制御部（２６）は前記タイミング制御部（Ｏの
指示により、前記■〜■の各動作を制御する。

更に、第８図は前記波形メモ！Ｊ　（２２）及び前記フ
ォーカステーブル（２３）との関係を説明するための図
である。

（１５） 同図において、前記フォーカステーブル（２３）は。

前記波形メモリ（２２）即ちＭ１〜Ｍｌ各々と等しいア
ドレス長ＮのメモリＦ１〜Ｆ、より成り、また、各々は
前記波形メモリＭ１〜Ｌ各々に対応している。

例えば、ある再生対象点ａを再生するのに必要なデータ
の前記波形メモリＭ、−Ｍ、におけるアドレスが、前記
フォーカステーブルＦ１〜Ｆｌより前記波形メモリＭ１
〜Ｍ、へと送出される乙とにより、前記波形メモリＭ８
〜Ｍ、各々に対する同時のアクセスがなされ、かくして
■個のデータが一度に読み出されて前記加算器（２４）
で加算される。

そこで、深さ方向再生対象ラインの画素数をＮとすると
、前記波形メモリＭ□〜Ｍ、各々に対する同時のアクセ
ス及び加算処理がＮ回繰り返され、そのようにして深さ
方向１う、インが再生されたことになる。

再生された１ライン即ちＮ個の画素数に相当するデータ
列は、前記画像メモリＰ１に格納され、前記画像メモリ
Ｐ１のアドレス長Ｎは、深さ方向再生対象ラインの画素
数Ｎに相当するわけである。

（１６） 〔発明が解決しようとする課題〕 前記従来の合成開口方式による映像化装置は。

前記送受信子が１走査点進む毎に対象物体内部の深さ方
向の線像を送受信子の走査ピッチと等しいピッチで逐次
、前記合成開口再生処理部が再生し。

前記モニタＴＶにスクロール表示していくものであった
。

そして、前記送受信子が垂直縦波探触子である場合には
、前記合成開口再生処理によって一走査毎に逐次再生さ
れるのは、走査面に対して垂直方向の線像（複数画素分
）であった。

ところで、前記送受信子として対象物体に対して斜め方
向に超音波を発生検出する斜角探触子を用いた場合は、
前記モニタＴＶの表示画面は次のようになる。

第２図（ａ）は、前記送受信子が斜角探触子である場合
による。逐次再生される対象物体内部の線像を表す図で
ある。

同図において、Ｉ　　　　Ｍは走査点である。

また、いま、対象としている深さは図示のＨで（１７） ある。また、前記送受信子は中心ビームでθの角度で超
音波を発生検出し、かつ、その広がり角度はβである。

前記従来の装置の項でも説明しｔコように、前記送受信
子の広がり角度の中心ビームが再生されていくのであり
、いま、送受信子は斜角探触子であるので、前記送受信
子の中心ビーム即ち、超音波入射角度θによる深さ方向
の線像が走査ピッチ毎に再生されていくのである。

例えば、同図（ｂｌの走査点（Ｋ−Ｉ）〜（Ｋ十Ｌ）の
合成開口長範囲の各走査点において得られた受信信号を
再生処理することにより、走査点Ｋにおけるビーム広が
りの中心ビーム線像Ｉｋが再生される。次に走査点が１
つ進むと走査点（Ｋ＋１１におけるビーム広がりの中心
ビーム線像　１　（ｋ＋Ｂが再生される。

このように前述の通り、前記従来の合成開口再生処理装
置では、走査線における物体断面について、一走査毎に
ビーム広がりの中心ビーム線像を逐次再生していく方式
であって、また２表示にっ（１８） いても逐次再生されていく線像を２画面を更新しながら
新たに表示していくというものであった。

よって、ある走査点数分、走査が進んた後、水平画像を
スクロール表示する機能を有するモニタＴＶに第２図（
ａ）に示した走査点　工〜Ｍに相当する領域が表示され
たとすると２例えば、モニタＴＶの水平画像は、第２図
（ａ）における斜め深さ方向の線像を表す乙とになって
いた。

さて、前記従来の装置で説明した場合は、送受信子が垂
直探触子であったので、再生される対象物体内部の線像
ば垂直方向であり、これば、前記モニタＴＶにおいては
水平方向の線像に相当させて表示させられるので、モニ
タＴＶ画面表示は対象物体の再生対象体積を調度９０度
向回転せたと同一であるため２画面表示を対象物体内部
に照らし合せて解読するのに困難さ（よ少なかった。

ところが、前記送受信子が斜角探触子である場合には、
ＴＶ画面の水平方向線像が実際の対象物体内部において
は斜角探触子の入射角度θて主に決まる斜め方向の再生
ラインに相当しているので。

（］９） ＴＶ画面と対象物体断面とを照合するのが困難であった
。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、前記映像化対象物体断面において、垂直深さ線像１ラ
インを再生するために必要な分の斜め方向線像を複数個
分２画像メモリに一旦蓄積しておいて、それらより垂直
深さ線像１ラインを新たに再生し、しかも、走査点が１
つ進む毎に斜め方向線像を所定数格納しておく前記画像
メモリの内容を斜め方向線像１ライン分更新し、その度
に新たに垂直深さ線像１ラインを再生して、モニタＴＶ
へと転送し、モニタＴＶでは前記従来と同様に垂直深さ
線像１ラインずつスクロール表示していくので、送受信
子を走査させるのに対して実時間で、前記モニタＴＶの
水平×垂直表示画面を映像化対象物体断面像の水平×垂
直領域に相当させることができ、モニタＴＶの表示画面
と映像化対象物体断面像との照合を行いやずくなる。。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わる合成開口方式による映像化装（２０） 置は、超音波を被検材に斜めに入射する斜角探触子より
なる超音波送受信子と、前記送受信子の走査点が１つ進
む毎に、前記超音波送受信子からの信号を用いて映像化
対象物体の断面における斜め方向線像を１ラインずつ再
生する合成開口再生処理部と、前記合成開口再生処理部
により再生された斜め方向線像を１ライン分格納する第
一の画像メモリと、前記合成開口再生処理部により再生
された斜め方向線像を第一の画像メモリより１走査点毎
に受けとり、垂直深さ方向１ライン分再生するに必要な
所定の複数個分たけ格納しておく第二の画像メモリと、
１走査点毎に垂直深さ方向１ライン分を再生するために
、前記第二の画像メモリより読み出すべきデータのアド
レスをテーブル化したアドレステーブルと、１走査点毎
に前記第二の画像メモリにおける内容を斜め方向線像を
１ラインずつ更新するために、前記第二の画像メモリに
おける斜め方向線像データを一旦格納しておく第一のラ
ッチゲート回路と、前記第二の画像メモリより読み出さ
れた垂直深さ方向１ライン分デー（２１） りを格納する第三の画像メモリとｐｔ５三の画像メモリ
より１ライン分データを受けとってスクロール表示する
モニタＴＶと、第一の画像メモリ、第二の画像メモリ及
び第三の画像メモリに格納される動作及びそれらのタイ
ミングや、第二の画像メモリへのアクセス動作とそのタ
イミング、第一のラッチゲ−１・回路による前記第二の
画像メモリ内のラインシフトの動作及びそのタイミング
そして前記モニタＴＶに表示される動作とそのタイミン
グを制御する映像化処理制御部とを備えたものである。

また、前記合成開口処理部は、前記送受信子が各走査点
で受信した信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／
Ｄ変換器【ごてデジタル化されたある一走査点に対応す
る受信信号を格納するＡ／Ｄラインメモリと、−走査点
毎にＡ／Ｄラインメモリからある一走査点に対応するデ
ジタル値列を受けて、各走査点に対応させて複数個の走
査魚のだけ格納する波形メモリと、波形メモリから再生
処理の際に必要なデータを読み出すためのアドレス（２
２） 値をテーブル化したフォーカステーブルと、一走査毎に
前記波形メモリの内容を一走査点分ずつ更新させるため
のラッチゲート回路と、フォーカステーブルのアドレス
値に基づいて前記波形メモリから読み出されたデータを
加算する加算器と、前記送受信子の一走査点毎に合オ）
せて前記Ａ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄラインメモリ、波形メモ
リ、フォーカステーブル、ラッチゲート回路及び加算器
の各動作のタイミングを制御し、かつ、波形メモリにお
けるラインシフト処理の際のアドレス指示や再生の時、
即ち、波形メモリに対するアクセス時に。

前記フォーカステーブルに対するアドレス指示を行う再
生制御回路よりなる。

〔作　用〕

この発明による合成開口方式による映像化装置は、超音
波を斜めに入射させる斜角探触子を超音波送受信子とし
て備え、被検材の表面上を１走査点進ませる毎に得られ
る映像化対象領域における斜め方向線像を複数ライン分
用いて、垂直深さ方向１ラインずつ再生し、モニタＴＶ
にてスフロー（２３） ル表示していくので、斜角探触子であっても垂直探触子
の場合と同様に、映像化対象領域の水平×垂直断面像が
モニタＴＶにおける水平×垂直断面像となり、モニタＴ
Ｖにおける画面像と映像化対象領域とを照合しやすくし
た。

〔実施例〕

第１図はこの発明の合成開口方式による映像化装置の一
実施例である。同図において、（１）は送受信子、（２
）は送信器、（３）は受信器、（４）は合成開口再生処
理部（以下、再生処理部）　、　（５１は第一の画像メ
モリ、（６）は第二の画像メモリ、（７）は第一のラッ
チゲート回路、（８）は第三の画像メモリ、（９）はモ
ニタＴＶ。

００）はアドレステーブル、　（１１＞は映像化処理制
御部（以下、制御部）、（至）はタイミング制御部、　
（＋３）は走査駆動部そして（＋４）は被検材である。

前記送受信子（１）は被検材に対して斜め方向に超音波
を発生検出する斜角探触子である。

また、前記再生処理部（４）の内部構造は前記従来の装
置の第４図にて示した通りであって、　Ａ／Ｄ変換器（
２０）、　Ａ／Ｄラインメモリ（２１）、波形メモリ（
２４） （２２）　、フォーカステーブル（２３）、第二のラッ
チゲート回路（２４）、加算器（２５）及び再生制御回
路（２６）より構成される。

前記再生処理部（４）の動作もまた。前記従来の装置で
説明した通りである。即ち、前記送受信子（１）が１走
査点進む毎にタイミング制御部（１）からの指示により
、前記Ａ／Ｄ変換器（２０）により、１走査点で得られ
た受信信号がＡ／Ｄ変換され、複数個のデジタル値列が
形成され、前記Ａ／Ｄラインメモ！Ｊ　（２１）に格納
される。−走査点に対応する前記複数個のデジタル値の
数はＮ個である。従って。

前記Ａ／Ｄラインメモリ（２１）のアドレス長（よＮ以
上であることが必要である。

前記Ａ／Ｄラインメモリ（２１）に−旦格納されたデジ
タル値列は、前記第二のラッチゲート回路（２４）を経
て前記波形メモ！Ｊ　（２２）に格納される。前記波形
メモＩＪ　（２２）は前記従来の装置の項でも説明した
ように二次元配列の構成であって、アドレス長が前記Ａ
／Ｄラインメモリ（２１）のアドレス長Ｎと同等である
。

・（２５） そして、前記再生処理部（４）内の波形メモ！Ｊ　（２
２）はＩ’　Ｘ　Ｎの構成となっている。

一方、前記フォーカステーブル（２３）もまた、■×Ｎ
の二次元配列の構成であって、しかも、１個１個が前記
波形メモ！＋　（２２）を構成する■個のメモリ各々に
対応していることは前述の通りである。

そして、前記送受信子（１）が１走査点進む毎に新しい
走査点に相当する受信信号のデジタル値列が前記波形メ
モリ（２２）のデータの前記ラッチゲート回路（２４）
によるラインシフトを伴い、前記波形メモリ（２２）に
格納された後、前記波形メモリ（２２）はフォーカステ
ーブル（２３）の示すアドレス値によってアクセスされ
、−度のアクセスで■個のデータが読み出され、前記加
算器（２５）にて加算される。

このように、−度の波形メモリに対するアクセス及び加
算処理により、前記送受信子（１）のビーム広がり及び
入射角に基づいた斜め方向の線像の１画素が再生される
。

そして斜め方向の線像をなす所定の画素数分だけ、上記
の動作が繰り返し行われ斜め方向線像が（２６） 再生される。

例えば第２図において、走査点（Ｋ−Ｉ）〜（Ｋ十Ｌ）
、送受信子（１）が走査したことによって斜め線像１、
が再生される。更に走査点が（Ｋ十Ｊ−１＋Ｌ）まで進
めば、走査点（Ｋ＋Ｊ−１−Ｉ）〜（Ｋ十Ｊ１＋Ｌ）ま
での（Ｌ−Ｉ＋１）個分の走査点に対応する受信信号よ
り斜め線像１　ｆｋ＋Ｊｌが再生される。

前記第二の画像メモ！＋　（６１ＩよＪＸＮの二次元配
列構成であって、即ち、アドレス長Ｎのメモリが３個、
即ち、Ｐ□〜Ｐ、の構成となっている。

前記アドレステーブル（１０）もまた、ＪＸＮの二次元
配列構成であって、即ち、アドレス長Ｎのメモリが３個
、即ちｐ　Ａ１−人、の構成である。

次に、第１図に示したこの発明の装置を用いて。

斜角探触子である前記送受信子（１）の検出した信号を
用いて前記再生処理部（４）により再生された斜めの方
向の線像より、縦方向の線像を再生する原理を第２図及
び第３図を併用して以下に説明する。

第２図において、１〜Ｍは前記被検材（ロ）の表面の走
査線上の走査点であって、前記送受信子（１）は（２７
） 被検材表面上を直線的に移動しつつ走査ピッチＤ。

でもって送受信を行う。いま、所定数の走査魚の走査し
た後、走査点１〜Ｍの範囲に相当する入射角θによる斜
め方向の線像が前記再生処理部（４）により再生された
とする。なお、１ラインの画素数をＮとする。

例えば斜め方向線像Ｃ以下、斜め線像）ｌｋは送受信子
（１）が走査点（Ｋ　−Ｉ　）〜（Ｋ十Ｌ）の間で得た
信号より再生されたものである乙とが第２図（ｂ）に示
されている。

そして、走査点にの直下の垂直線像ｌ′には斜め線像１
　ｋ−１（ｋ＋ｊ−１，の］本分の線像から、以下に説
明するアルゴリズムでデータを抽出することにより再生
される。

さて、装置のＨ／Ｗ上ではＪ本分の前記斜め線像１に〜
ｌＬｋ＋Ｊ−１〉はＪＸＮの二次元配列に較正されてい
る前記第二の画像メモリ（６）即ちＰ０〜Ｐｊ各々に格
納される。なお、各メモリのアドレス長Ｎは各斜め線像
の画素数Ｎと一致させている。

一方、垂直線像ｌ′ヶは、前記斜め線像　１に〜（２８
） １　（ｋ＋ｔ−１＋のうち、各々次の部分の画素を抽出
して得られる。

例えば、垂直線像Ｊ′にの垂直深さ△ｈに相当するデー
タは、同図においては斜め線像ｌ（ｋ＋□）における△
ｈ　／ｃｏｓθの位置にあるデータである。なお。

前記送受信子（１１の測定ピッチＤ、と△ｈとの関係は
下式の関係が成り立つ必要がある。

ＤＸ−△ｈ−ｔａｎθ 次に、同様にして２図示していない斜め線像ｅ（ｋｉｌ
＋における２△ｈ／ｃｏｓθの位置にあるデータが垂直
線像Ｃ′１の２△ｈに相当するデータとなる。

かくして、前記斜め線像１　ｋ−１ｌｋ＋Ｊ−ｓ、各々
から上記のようにして垂直線像ｌ′、の垂直深さ△ｈの
複数倍毎に一個ずつデータを抽出することができる。

なお、前記斜め線像１　ｋ−１（＊＋ｊ−０ｒ各々から
のデータの抽出は２本発明による装置においては下記の
ようにして行っている。即ち、前記斜め線像ｊ　ｋ”　
ｌ　ｌ＋Ｊ−１１各々は、ちょうど、前記波形メモリＰ
ｌ−Ｐ、各々に格納されているので、前記アドレ（２９
） ステーブルＡ１〜Ａｊ各々を前記波形メモリア１〜Ｐ、
各々に対応させて具備し、各深さ毎に前記波形メモリＰ
□〜ＰＪ各々から読み出すべきデータのアドレスを前記
アドレステーブルＡ１〜Ａ、各々が格納しているように
した。

例えば、深さ△ｈの画素を再生するために斜め線像ｌ（
ｋや□）から読み出すべきデータの斜め線像１　（ｋ＋
ｘ＋に対応する第二の画像メモリＰ２のアドレスは下の
ようにして求められる。

なお１式中、Ａｄｓはサンプリングタイム及びＣは被検
材中の音速である。

次に２△ｈの画素を対象とすると、斜め線像１（ｋｉｌ
＋が格納されている第二の画像メモリＰ３から読み出す
べきデータのアドレスａ２は。

以上のようにして、垂直線像の再生画素ピッチ△ｈの複
数倍毎に前記上述したようなアドレスが。

（３０） アドレステーブル人、〜人、各々から前記第二の画像メ
モリＰ１〜ＰＪ各１ｚに対して出力されて、前記第二の
画像メモリＰ１〜Ｐ、各々に対するアクセス動作がなさ
れる。そして、斜め方向線像の画素がＮであったので、
新たに再生される垂直線像の画素数もＮとなる。

従って、前記第二の画像メモリＰ１〜Ｐ、各々に対する
アクセス動作はＮ回繰り返され、前記第二の画像メモリ
Ｐ１〜Ｐｊ各々からは１回のアクセス毎に１個ずつデー
タが読み出され、Ｎ回の同様の処理の結果、Ｎ個のデー
タが読み出されることになる。

即ち、垂直線像の画素数もＮであるということ；よ。

垂直線像を再生するために、斜め線像もＮ本分必要であ
るわけで、従って、前記Ｊ１．ｔＮと等しくなる乙とが
わかる。

下に、垂直線像の各深さの画素に対応させて。

アドレスデープルのメモリ番号、アドレス値、そのアド
レスが格納される番地及び対応する前記第二の画像メモ
リを示した。

（３１） 八〇 １ △　ｈ Ａ２　　　　　　１　　　　　　ａｌ　　　　Ｐ２２△
ｈ　　　　　Ａｓ　　　　　　　　　２　　　　　　２
ａｌ　　　　Ｐ３Ｎ△ｈ　　　　Ａ、　　　　　　　Ｎ
　　　　　Ｎａｌ　　　　ＰＨ（Ｊ＝Ｎ） なお、前記アドレステーブルの内容を第３図に示した。

同図において、斜め線部分は前記アドレスが。

また空白部分にＺよ前記画像メモリＰ１〜Ｐ、をアクセ
スしないような値が格納されている。

かくして、Ｎ回のアクセスの結果、前記画像メモリＰ１
〜Ｐ、からは１回のアクセス毎に１個ずつデータが読み
出されて結果的にＮ個のデータが読み出されて第三の画
像メモリ（８）に格納されるのである。従って、第三の
画像メモリ（８）のアドレス長も最低Ｎである乙とが必
要である。

（３２） 次に、前記送受信子（１）が１走査ピッチ進んで新たに
斜め線像１　（ｋ＋ｊ＋が再生されたとすると、前述ま
でと同様に斜め線像Ｉ　Ｂ＋ｔ＋−１ｔｋ＋４）を用い
ることにより、垂直線像ｌ′。＋１）を再生することが
できる。この際、斜め線像Ｊ、は、最早垂直線像ｌ′４
ｋｉｌ＋の再生のｔこめには必要がないので、前記第二
の画像メモリＰ１〜Ｐ、において斜め線像１にのデータ
が格納されていたメモリＰ、１．ｔ、斜め線像ｌｋのデ
ータを棄て、かつ＋Ｐ１０Ｐｆ１−１１＋Ｐｆｊ−１１
０Ｐ＋１−１１１　”Ｐ２→Ｐ１へとデータがシフトさ
れる。なお、この画像メモリ間のラインシフトは、前述
の再生処理部（４）中における波形メモリ（２２）にお
けるラインシフトと同様であって、第一のラッチゲート
回＠　（７１を介して行われる。更に、新たに再生され
た斜め線像１４に＋ｒ＋’よ、第二の画像メモリＰ、に
格納される。

ところで、垂直線像１　’（ｋ＋１＋を再生する際に斜
め線像１　（ｈ＋ｔ＋〜ｌ　（ｈ＋１１各々からデータ
を抽出するアルゴリズムは前回と同様であるので、前記
アドレステーブル人１〜人、の内容はそのまま使用でき
る。

（３３） かくして、送受信子（１）の１走査ピツチ毎に新たに斜
め線像が１ラインずつ再生され、その度に前記第二の画
像メモリＰ１〜Ｐｊにおいてラインシフトによりデータ
の更新が行われ２次に、前記アドレステーブル人１〜Ａ
、のアドレス値に基づいて第二の画像メモリＰ１〜Ｐ、
に対するアクセス及び読み出しによって、垂直線像が１
ライン再生されて第三の画像メモリ（８）へと格納され
る。

なお、前記第三の画像メモリ（８）に格納された１ライ
ン分の垂直線像は、前記モニタＴＶへと送られ、前記モ
ニタＴ　Ｖ　（９）にてスクロール表示される。

なお、前記タイミング制御部（ＬＩＤ　＋よ前記走査駆
動部（＋３）に対して前記送受信子（１）を走査させる
ための指示を出し、また、前記再生処理部（４）内の前
記再生制御回路（２６）に斜め線像の再生指示を出し、
更に、斜め線像が１ライン再生される度に前記再生制御
向１１！ｌｉ　（２６）からの信号を受けて前記制御部
（１１）に対して垂直線像を再生させるための指示信号
を出す。

前記制御部（ＩＩ）は次に示した制御を行う。

（３４） ■　送受信子（１）が走査する毎に再生される線像が前
記第一の画像メモリ（５）を介して前記第二の画像メモ
リ（６）へと格納されるよう指示する。

■　垂直線像の再生の際に、前記アドレステーブルＡ、
〜人ノのアドレス値に基づいた第二の画像メモリＰ、〜
Ｐ、に対するアクセスを行わせ。

垂直線像の△ｈの複数倍毎に第二の画像メモリＰ１〜Ｐ
、より必要なデータを抽出させる。

■　新しく再生された垂直線像を前記第三の画像メモリ
（８）に格納させる。

■　新たに斜め線像が再生される毎に前記タイミング制
御部０からの指示を受けて上記■〜■の処理のタイミン
グを制御する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明の合成開口方式による映像
化装置は、送受信子として物体表面に対して斜め方向に
超音波を入射する斜角探触子を具備し、また、従来の合
成開口方式による映像化装置と同様の再生機能を有する
合成開口再生処理部を備え、また、一走査毎にモニタＴ
Ｖ画面の水平（３５） 画像を繰り上げて画面を更新するようにしてスクロール
表示する機能を有するモニタＴＶを備え。

合成開口再生処理部により再生された物体断面の斜め方
向線像を、−旦、所定の数だけ格納し、逐次それらより
垂直方向線像を再生し直した後２前記モニタＴＶに表示
するもので、従来の合成開口方式による映像化装置で：
よ、斜角探触子による斜め方向線像がモニタＴＶの水平
線像としてそのまま表示されていたので、モニタＴＶの
表示画面と物体内部とを照合しにくかったが、この発明
の装置によれば斜角探触子を用いても、あたかも、垂直
探触子を用いた時と同様にモニタＴＶの表示領域がその
まま物体断面の水平×垂直の長方形領域に相当させられ
るので２画面表示と物体断面との照合を行いやすくなる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の合成開口方式による映像化装置を示
す図、第２図は乙の発明の合成開口方式による映像化装
置により物体内部の映像化される範囲を説明するための
図、第３図はこの発明の合（３６） 成開口方式による映像化装置に用いられているアドレス
テーブルを示す図、第４図は従来の合成開口方式による
映像化装置を示す図、第５図は従来及びこの発明の合成
開口方式による映像化装置による再生原理を示す図、第
６図は従来及びこの発明の合成開口方式による映像化装
置に用いられている波形メモリの原理を説明するための
図、第７図は従来及びこの発明の合成開口方式による映
像化装置に用いられている波形メモリ、Ａ／Ｄラインメ
モリ及び従来の合成開口方式による映像化装置に用いら
れている画像メモリを示す図、第８図は従来及びこの発
明の合成開口方式による映像化装置に用いられている波
形メモリとフォーカステーブルとの関係を説明するため
の図である。 図において、（１］＋よ超音波送受信子、（２）は送信
器。 （３）は受信器、（４）は合成開口再生処理部、（５）
は第一の画像メモリ、（６）は第二の画像メモリ、（７
）は第一のラッチゲート回路、（８）は第三の画像メモ
リ、（９）はモニタＴＶ、ＱＯＩはアドレステーブル、
０１）は映像化処理制御部、（ロ）はタイミング制御部
、　（１３）は走査（３７） 駆ａｍ構、　（２０）ばＡ／Ｄ変換器、　（２１）はＡ
／Ｄラインメモリ、　（２２）は波形メモリ、　（２３
）はフォーカステーブル＃　（２４）は第二のラッチゲ
ート回路、　（２５）は加算器、　（２Ｂ）は再生演算
制御回路である。 なお２図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体表面に対し斜めの方向に超音波を発生させ、
   かつ、物体内部を伝わった前記超音波を検出する送受信
   子と、前記送受信子を保持し、かつ、前記送受信子を所
   定のピッチで走査させる走査駆動部と、前記送受信子に
   対し、電気信号を印加する送信器と、前記送受信子を機
   械的もしくは電子的に走査した結果、対象物体内部から
   の反射であって前記送受信子により受信された受信信号
   を受信する受信器と、前記送受信子による検出信号を用
   いて１走査点毎に前記物体断面における斜め深さ方向の
   線像を逐次再生する合成開口再生処理部と前記合成開口
   再生処理部により再生された斜め方向１ライン分の線像
   データを格納する第一の画像メモリと、第二の画像メモ
   リにおける斜め方向１ライン分の線像データを走査点が
   進む毎に逐次受けて、走査点に対応させたデジタル値列
   として、複数個の走査点分格納するべく２次元のフレー
   ムメモリに構成された第二の画像メモリと、最新の走査
   点にて受信信号が得られた際に、最新の直前の走査点に
   送受信子が位置していた時点での前記第二の画像メモリ
   の内部の全てのデジタル値列を、１走査点即ち、１ライ
   ン分ラインシフトさせ、かつ、最新の直前の走査点で受
   信信号が得られた際に再生された斜め方向１ライン分線
   像データの格納されていた前記第二の画像メモリの領域
   に、最新の走査点にて受信信号が得られた際に、新たに
   再生された斜め方向１ライン分線像データを、前記第一
   の画像メモリより格納させるために、各走査点に対応す
   る斜め方向線像データを一時的に記憶しておく第一のラ
   ッチゲート回路と、前記対象物体断面における垂直深さ
   方向の線像データを前記第二の画像メモリのデータを用
   いて新たに再生するための前記第二の画像メモリにおけ
   るアドレスをテーブル化したアドレステーブルと、前記
   第二の画像メモリより読み出された垂直深さ方向の線像
   データを１ライン分格納する第三の画像メモリと、前記
   第三の画像メモリからの１ライン分の像データを受けて
   逐次スクロール表示する機能を有するモニタＴＶと、前
   記第一の画像メモリに１ライン分の像データが格納され
   る動作及びそのタイミング、前記第二の画像メモリにお
   けるラインシフトの動作及びそのタイミング３前記第二
   の画像メモリに前記第一の画像メモリより前記第一のラ
   ッチゲート回路を通じて１ライン分の像データが格納さ
   れる動作及びタイミング、前記第二の画像メモリに対す
   る前記アドレステーブルによるアクセス動作及びそのタ
   イミング、前記第二の画像メモリからの垂直深さ方向１
   ライン分の像データが前記第三の画像メモリに格納され
   る動作及びタイミング、そして、前記第三の画像メモリ
   より前記モニタＴＶへと１ライン分像データが転送され
   る動作及びタイミングを制御する映像化処理制御部と、
   前記送信器及び受信器に対して各々送受信のタイミング
   を指示し、前記走査駆動部に対して走査の指示を与え、
   かつ、１走査点進む毎に前記映像化処理制御部に対して
   トリガ信号を与えるタイミング制御部とを備えたことを
   特徴とする合成開口方式による映像化装置。
2. （２）前記合成開口再生処理部において、前記受信器か
   ら一走査点での受信信号を受けてアナログ／デジタル変
   換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器にて得られた一走
   査点に対応する複数個のデジタル値を格納するＡ／Ｄラ
   インメモリと、Ａ／Ｄラインメモリからデジタル値列を
   受けて各走査点に対応させて格納するように二次元のフ
   レームメモリに構成された波形メモリと、最新の走査点
   での受信信号が得られた際に、前記波形メモリにおいて
   最新の直前の走査点までの所定数の走査点分のデジタル
   値列が格納されている前記波形メモリにおいて、デジタ
   ル値列を一走査点ずつラインシフトさせるために、一時
   的に複数のデジタル値を記憶し、かつまた、前記波形メ
   モリにおいて最新の直前の走査点に対応してデジタル値
   列が格納されていた領域に、最新の走査点に対応するデ
   ジタル値列を前記Ａ／Ｄラインメモリから格納させる第
   二のラッチゲート回路と、合成開口方式に基づいて再生
   処理を行う際に、前記波形メモリから複数個デジタル値
   を読み出すためのアドレス値が、再生する物体断面にお
   ける各深さ毎にテーブル化されているフォーカステーブ
   ルと、フォーカステーブルのアドレス値により前記波形
   メモリから読み出された複数個のデジタル値を加算する
   加算器と、再生演算を行う際に、前記波形メモリに対し
   てフォーカステーブルから送出させるべきアドレス値を
   前記フォーカステーブルに対して指示し、前記波形メモ
   リにおいてラインシフトを行わせるアドレスを指示し、
   かつ、波形メモリに対する前記フォーカステーブルによ
   るアクセス、前記波形メモリにおける前記第二のラッチ
   ゲート回路を介したラインシフト、前記Ａ／Ｄラインメ
   モリから前記第二のラッチゲート回路を介した前記波形
   メモリへの書き込み及び加算器での加算のタイミングを
   、前記タイミング制御部の指示を受けて制御する機能を
   有する再生演算制御回路とを具備したことを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の合成開口方式による映
   像化装置。