JPH04230849A - 超音波映像検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、超音波映像検査装置
に関し、詳しくは、超音波測定に慣れていない人でも所
定の深さの検査位置に焦点型の超音波探触子（以下プロ
ーブ）の焦点を容易に合わせることができるような超音
波映像検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波測定装置の１つである超音波映像
検査装置（これには焦点合わせ型のプローブを用いる超
音波映像探査装置が含まれる。）　は、被検体の内部を
Ｂスコープ像やＣスコープ像の映像として表示すること
が可能である。より鮮明な映像を採取するために、この
種の映像装置は、プローブの音響特性や媒体、被検体内
部でのそのときの温度による音速等の各種の測定条件を
入力し、それに応じて被検体内の所望の深さ位置にプロ
ーブの焦点を設定する焦点合わせ作業が必要である。従
来、この焦点合わせ作業は、オシロスコープ等を使用し
て被検体からの反射波形（Ａスコープ像）を観察して行
われている。それは、まず、観察波形を参照して測定し
たい深さや検出ゲート幅等を設定し、次に目標となる反
射エコーが最大となるように焦点型のプローブを被検体
に対して上下移動させる操作（深さ（Ｚ方向）の位置決
め）を行い、測定したい深さにプローブの焦点を合わせ
るものである。

【０００３】超音波映像検査装置の中には、これとは別
に、被検体の音速等の音響特性値やプローブの水中焦点
距離、測定したい深さ、検出ゲート幅等の測定条件をそ
の画像処理装置（制御装置）に入力すると、画像処理装
置において測定したい深さに焦点が合うような演算がな
され、その演算結果に基づいて焦点位置にプローブの焦
点が自動的に設定されるようなものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの場合
にも装置を走査するオペレータには超音波測定技術に関
する知識や被検体の音響特性に関する知識、さらにはオ
シロスコープ等の操作を含めた電子計測に関する知識が
必要である。そこで、オペレータとしては、専門家であ
る測定エンジニア以外、超音波映像検査装置を扱うこと
が難しい。ところで、最近では、各種の検査について非
破壊で検査ができる超音波映像検査装置が使用され、装
置の中には携帯可能な装置もあるので、測定エンジニア
以外にも多くの人々がこの種の検査装置を操作するよう
になってきている。その結果、超音波測定に熟練してい
ない人がこの種の検査装置を操作し、利用する機会も多
くなり、一般的な意味で誰でも使用でき、操作のし易い
ものを、という要請がこの種の装置にはある。

【０００５】超音波映像検査装置は、通常、マイクロプ
ロセッサとメモリを有する画像処理装置を備えていて、
各種の操作についてあらかじめデータを設定することが
可能である。そこで、先の要請に応えるために簡単な操
作で済むようにあらかじめある種の操作に関してデータ
設定をしておくことができる。しかし、検査対象である
被検体に応じて行わなければならない焦点合わせについ
ては、検査対象物に応じて決まることなので、あらかじ
めデータ設定により操作を簡単にしておくことが実作業
では難しい。その結果、焦点合わせだけは、被検体の音
響特性、材質等を理解している技術者が電子計測器等を
使用して行うことになる。これは、必要に応じて被検体
内部における超音波の状態をＡスコープ又はＣスコープ
等で画像表示し、それを観察しながら測定条件等を考慮
に入れて行わなければならず、これが先の要請に応えら
れない一因となっている。この発明の目的は、超音波測
定に慣れていない人とか、一般の人が容易に焦点合わせ
ができるような超音波映像検査装置を提供することにあ
る。また、この発明の目的は、表示画像から所定の映像
を選択する操作だけで自動的に焦点合わせができる超音
波映像検査装置を提供することにある。さらに、この発
明の他の目的は、ディスプレイの画面上にワンタッチす
るだけで自動的に焦点合わせが可能な超音波映像検査装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、この発明の超音波映像検査装置は、所定の深
さに検査面を有する被検体に対して焦点型のプローブに
より深さ方向に傾斜し、かつ平面からみて線状となるよ
うな走査を行う。プローブの焦点位置を含む範囲にゲー
トをかけ、一定方向に直線的にかつ深さ方向には傾斜す
る走査（以下傾斜走査）で得られたエコーのピーク値を
各測定位置に対応して測定データとして採取する。さら
に、このピーク値の採取と同時に各測定位置における被
検体とプローブとの深さ方向での位置関係を設定（例え
ば、位置関係を決定する関係情報による設定）しておき
、これをメモリに保持しておく。そして、前記深さ方向
傾斜走査により得られた各測定点対応のピーク値の測定
データを各測定点との関係においてディスプレイの画面
に画像表示する。このとき画像表示された映像は、検査
面に対応する探傷部分の付近においては深さ方向に焦点
が合った部分の映像がもっとも鮮明に映し出される。 そこで、ディスプレイ上の表示画像のうち明確に表示さ
れている映像部分をオペレータが選択し、その画面上の
位置を入力装置により入力すると、入力された表示デー
タの位置情報と先の関係情報とに基づいて画像処理装置
がその映像についての測定値が採取されたときのプロー
ブの深さ方向の位置を求めてそこにプローブを位置決め
し、これにより検査面に対する焦点合わせを行う。

【０００７】

【作用】焦点型プローブを用いた超音波画像の特徴とし
て焦点位置以外での反射エコーは低く、かつ、測定対象
付近以外のところでは焦点位置での反射エコーも低くな
る。そこで、被検体の特定の深さにエコーを発生する、
平面的にある程度のエリアを持つ測定対象がある場合に
は、焦点型プローブを用い深さ方向に傾斜する走査によ
り一定方向に被検体を探傷をすると、深さ方向に変化が
ある画像をディスプレイの画面上に得ることができる。 この画像は、あたかも深さ方向に透視し、その画像の中
で測定対象面となる位置に合焦した部分だけが鮮明に強
調されたように見える。そこで、ディスプレイ上におい
て、鮮明な映像部分を選択することで深さ方向の測定位
置が分かり、そこにプローブを位置決めすることで焦点
合わせが可能になる。なお、以上場合には、深さ方向に
おいて測定対象位置の前後に測定対象以外には大きな反
射部分がないものとする。もし、そのようなものがあれ
ば、それを含まない範囲で深さ方向に傾斜走査をすれば
よい。また、測定対象部分は、傾斜走査において焦点の
集合が形成する走査面のどこかに同じ深さを有するもの
でなければならない。超音波測定測定技術や電子計測の
技術を熟知していないオペレータでも、焦点合わせ位置
に対応する位置にある映像が鮮明に描き出されている画
像を見れば、その鮮明な画像の位置は画面上誰しも分か
り、それを選択できる。しかも、このときには、同時に
測定し、観察したい面も判別できる。そこで、オペレー
タが鮮明な画像部分の位置を選択してその位置を入力す
れば、この映像検査装置は、この選択された位置情報を
入力装置より受けてこれにより選択された映像を採取し
た深さ方向の位置を関係情報に基づいて算出し、そこへ
自動的にプローブの高さを合わせる。これにより、超音
波測定に慣れていない人であっても単にディスプレイに
表示された画像から鮮明な映像の位置を入力するだけで
簡単に焦点合わせができることになる。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明の一実施例の超音波映像検
査装置のブロック図であり、図２は、その焦点合わせ処
理のフローチャート、そして図３（ａ），（ｂ），（ｃ
），（ｄ）は、その焦点合わせの説明図である。図１に
おいて、２０は、超音波映像検査装置であって、１は、
ＸＹＺ移動機構を有するその走査機構である。焦点型の
プローブ３は、この走査機構１に取付られていて被検体
１６をＸ方向に主走査をし、Ｙ方向に副走査をする。超
音波映像検査装置２０は、このＸＹ走査によりそれぞれ
の測定点でＡスコープ像が得られる測定値を得て、これ
に基づいてＢスコープ像の表示データやＣスコープ像の
表示データを生成してＢスコープ像やＣスコープ像の画
像を表示する。なお、この実施例における被検体１６に
は、表面からある深さ位置に検査対象となるような、例
えば、接合面等の境界面が存在している。

【０００９】走査機構１は、スキャン制御装置２により
制御され、スキャン制御装置２は、インタフェース７を
介して画像処理装置１０により制御される。プローブ３
は、超音波探傷器４に接続されている。超音波探傷器４
は、パルサー・レシーバ等から構成されている。これは
、画像処理装置１０からの制御信号に応じてその送信端
子からプローブ３に所定の測定周期でパルス信号を送っ
てプローブ３を駆動する。このとき発生した超音波に対
して被検体２２から得られるエコーをプローブ３が電気
信号に変換し、この変換された電気信号をプローブ３か
らエコー受信信号としてその受信端子で受ける。そして
、これを増幅し、さらに検波し、得られた信号をピーク
検出回路５に送出する。ピーク検出回路５は、検波され
たエコー受信信号から所定の位置にゲートをかけて必要
なエコー部分のピーク値を検出し、これをＡ／Ｄ変換回
路６に出力する。なお、ゲート位置は、インタフェース
７を介して画像処理装置１０から受けた設定信号による
。ピーク検出回路５は、この設定信号に応じて、例えば
、表面エコーを検出して時間カウントをすることでゲー
トを設定する。Ａ／Ｄ変換回路６は、画像処理装置１０
からの制御信号に応じて得られたピーク値のアナログ信
号を、例えば、８ビット２５６段階でデジタル値に変換
する。このデジタル値を画像処理装置１０のマイクロプ
ロセッサ（ＭＰＵ）８が処理できるように入力データと
してバス１３に送出する。

【００１０】以上の構成において超音波映像検査装置２
０は、通常の測定状態にあっては、例えば、プローブ３
は、Ｘ方向に１ライン走査後にＹ方向にピッチ送りされ
、Ｘ方向に先とは逆方向に走査する、いわゆるＸ方向で
の往復走査により被検体２２をＸＹ平面上で走査する。 この走査で所定のピッチで割り当てられる各測定点ごと
にピーク検出回路５でピーク値が検出され、それをデジ
タル値の形でＭＰＵ８が取込む。ＭＰＵ８は、これらピ
ーク値のデータを各測定点に対応して順次メモリ９に記
憶していく。また、後述する焦点合わせのための測定で
は、ＸＹ平面走査におけるＸ方向あるいはＹ方向の１ラ
インの走査に応じてＺ方向の走査も加えて行い、深さ方
向（Ｚ方向）に傾斜する、ここで言う傾斜走査を行う。 この傾斜走査の具体例については後述する。なお、ＭＰ
Ｕ８が測定データをメモリ９に記憶する場合には、各測
定点に対応する識別情報を記憶したエリアをメモリ９に
設けておき、識別情報に対応して各測定点から得られた
測定データ等を記憶するようにすることができる。

【００１１】さて、バス１３には、マイクロプロセッサ
８のほかに、操作パネル（図示せず）、各種プログラム
やデータを記憶したメモリ９、画像メモリ１１、ディス
プレイ１２等が接続されている。そして、ディスプレイ
１２には、タッチスクリーン１４が画面に装着されてい
る。このタッチスクリーン１４は、タッチスクリーンイ
ンタフェース１５を介してバス１３に接続されている。 そこで、そのタッチ位置が割り込み処理によりＭＰＵ８
に読込まれる。このタッチスクリーン１４は、この発明
における選択された表示映像部分の画面上における位置
情報を与える入力装置の具体例の１つである。ここで、
メモリ９には傾斜走査プログラム９ａと平面走査プログ
ラム９ｂ、焦点合わせプログラム９ｃ、表示処理プログ
ラム等が格納されている。そして、そのパラメータ記憶
領域９ｄには、傾斜走査関数Ｚｓ＝ｆ（ｘ），Ｚｓ＝ｆ
（ｙ）等が記憶されている。

【００１２】傾斜走査プログラム９ａは、特に初期位置
指定がなされていないときにはプローブの初期位置設定
が行われる。これがＭＰＵ８により実行されると、ＭＰ
Ｕ８は、あらかじめ操作パネルから入力されたプローブ
３の焦点距離と被検体１６との位置関係（通常、所定の
水槽の底部に被検体１６は配置されているので、その厚
み等が操作パネルから入力されることでこの位置関係が
決定される。）に応じて測定開始点において、まず、被
検体１６の表面直下に焦点が位置付けられるようにプロ
ーブ３のＺ座標位置（高さ）を算出してプローブ３を位
置決めする。特別に位置設定があった場合には、それに
従ってプローブ３がＺ方向で位置付けられるが、そのよ
うな場合を除いてこの位置が傾斜走査の基準位置（初期
位置）になる。そして、ＭＰＵ８は、測定開始とともに
Ｘ方向（又はＹ方向）の測定点の更新に応じて測定点の
Ｘ方向（又はＹ方向）の座標位置から前記の傾斜走査関
数Ｚｓ＝ｆ（ｘ）（又はＺｓ＝ｆ（ｙ））に従って演算
を行い、Ｚ座標の位置座標Ｚｓを算出する。さらに、Ｍ
ＰＵ８は、Ｘ方向（又はＹ方向）の走査とともにこのＺ
座標の算出結果に応じてＺ方向に走査する傾斜走査の制
御を行う。このときにプローブ３が位置付けられるＺ方
向の座標は、先の傾斜走査関数により算出された値で決
定されることになる。なお、以下においてはＸ方向の走
査に応じて深さ方向の走査を行う場合の例を中心として
説明する。Ｙ方向の走査に応じて深さ方向の走査を行う
場合も同様であり、このときには傾斜走査関数がＺｓ＝
ｆ（ｙ）になるだけであって、実質的な相違はないので
これについては説明を割愛する。　　ここで、傾斜走査
関数ｆ（ｘ）が一次関数のときには、Ｘ方向の座標更新
に対応して所定のピッチでＺ方向（高さ方向）にプロー
ブ３が移動する。その結果、通常は、Ｘ方向の走査に応
じてプローブ３は、被検体１６に対して所定のピッチで
接近していくことになる。このことにより被検体１６は
、側面からみて傾斜した平面走査をプローブ３により受
ける。なお、傾斜走査関数ｆ（ｘ）は、被検体１６内で
の音速と水槽内での音速との関係において被検体１６の
内部においてプローブ３の焦点位置が深さ方向に一定の
ピッチで移動するような補正演算を行う関数であっても
よい。

【００１３】ところで、このような焦点合わせについて
は、プローブ３の焦点距離を知る必要がある。プローブ
３の焦点距離は、それぞれに固有のものである。それは
、使用時には既知の値である。使用環境に応じた焦点距
離を得るときには、単純なゲージを用いてもよいし、プ
ローブと一体で動作するようにした距離センサを用いて
もよい。これには、特定の技術知識は不要である。なお
、この発明では、深さ方向に向かう傾斜走査の結果で焦
点合わせが行われるので、たとえ使用環境におけるプロ
ーブの焦点距離が不明であってもプローブ３の焦点距離
さえ分かっていれば、それによって傾斜走査の初期設定
の焦点位置がおおよその位置で決定できる。ここでの焦
点合わせとしてはそれだけで済む。

【００１４】平面走査プログラム９ｂは、通常の二次元
走査プログラムであり、ＭＰＵ８がこのプログラムを実
行することでＭＰＵ８は、プローブ３のＺ座標（高さ）
が設定されるとその高さ（Ｚ座標）を固定にしたままＸ
方向に所定のピッチで主走査をし、Ｙ方向に副走査をす
る。なお、傾斜走査プログラム９ａも平面走査プログラ
ム９ｂもＸ方向、Ｙ方向の測定ピッチはあらかじめ設定
された距離で行われる。Ｙ方向の測定ピッチは、Ｘ方向
の測定ピッチと同じである場合もあれば、それより粗い
場合もある。また、傾斜走査プログラム９ａもここでは
通常のＸＹ走査と同様にＸ方向の１ラインの走査が終了
した時点でＹ方向に１ピッチ移動してＸ方向の走査を逆
方向から行う、往復走査である。そこで、Ｘ方向の帰り
の走査における傾斜走査は、行きとは逆に初期位置に戻
る方向に各測定点対応に被検体１６から離れる方向にプ
ローブ３が順次位置付けられる。したがって、帰りのＸ
方向の走査において、最初の測定点の基準位置（初期位
置）へ戻り、再び基準位置から行きの走査が行われる繰
り返し走査になる。そして、焦点合わせプログラム９ｃ
は、タッチスクリーン１４により指定されたディスプレ
イ１２の画面上のＸ座標の位置からそれに最も近い測定
点（表示画像の画素と測定点とが１対１で対応するとき
には、その画素が指定されることでそれが測定位置に一
致することになる。）を割り出してプローブ３の走査上
のＺ座標を前記の傾斜走査関数ｆ（ｘ）から得て、その
位置にプローブ３を位置決めする処理をする。

【００１５】ところで、前記のような傾斜走査により得
られた画像は、プローブ３の合焦点部が順方向（行きの
方向）の走査に伴って次第に深くなる深さ方向に透視し
た平面画像（ここでは傾斜画像という）になる。この画
像の各画素と走査機構のＺ軸の座標位置（走査上のＺ座
標値）、すなわち、被検体１６とプローブ３との間隔は
、前記傾斜関数ｆ（ｘ）により対応関係が採られている
。そこで、先の走査上のＺ座標は容易に求めることがで
きる。なお、このＺ座標の算出は、傾斜関数ｆ（ｘ）に
よることなく、各測定点の測定に対応してプローブ３の
Ｚ座標の位置（高さ）をメモリ９に記憶しておいて測定
点とプローブ３の高さとの対応を採ることえもよい。 また、測定点が画素対応のときには、ディスプレイ１２
の表示画素に対応してメモリ９にプローブ３の高さのデ
ータが記憶されるようにしてもよい。

【００１６】次に、画像処理装置１０の焦点合わせの処
理について図２に従って説明する。まず、所定の焦点合
わせ機能キーが入力された時点で図２の処理がスタート
し、そのステップ■で操作パネル１１からプローブ３の
焦点距離と被検体１６の厚さ等の初期情報を入力する。 一方、メモリ９の所定領域には超音波探傷器４の送信パ
ルスの発生周期やピーク検出回路５のゲート幅等につい
て、あらかじめ超音波映像検査装置として最もよく使わ
れる設定値が記憶されている。そこで、このときＭＰＵ
８は、それらの設定データを参照してインタフェース７
を介して各種回路に必要な設定データを設定する。例え
ば、このとき、ピーク検出のゲート幅は、０．１μｓか
ら数μｓ程度の期間に設定される。これらの設定値は可
変であるが、設定値を変えなくても機能上、問題はない
ので、超音波測定について知識がない限り、設定変更の
必要はない。なお、ゲート位置は、プローブ３の焦点位
置に合わせて行われ、表面エコーを検出してからの時間
として設定される。設定される時間は、Ｘ方向における
傾斜走査の場合には、Ｘ方向の走査距離に応じて傾斜関
数により決定されるＺ座標の各測定位置を得て、この位
置に基づいてプローブ３の焦点位置を割出してゲート設
定のための時間を算出する。このような処理を行うのが
メモリ９に記憶されているゲート設定処理プログラム（
図示せず）である。その算出結果は、傾斜走査に対応し
てＭＰＵ８によりインタフェース７を介してピーク検出
回路５に与えられる。なお、ゲート幅が充分広く設定さ
れているときはゲート位置を固定しておいてもよい。

【００１７】次のステップ■において、傾斜走査プログ
ラム９ａが起動され、測定開始位置（初期位置）にまず
プローブ３が位置付けられる。すなわち、ＭＰＵ８は、
このプログラムを実行してプローブ３の高さ方向の基準
位置としてプローブ３の焦点がその表面直下に来る距離
と等しくなるように被検体１６とプローブ３との間隔を
設定する。ステップ■で、操作パネル上の測定開始キー
の入力待ちループに入り、走査開始か否かをそのキー入
力により検出する。キーが入力されると、次のステップ
■において、傾斜走査測定が開始され、ＭＰＵ８の傾斜
走査プログラム９ａの実行により被検体１６は、Ｘ方向
の測定点更新（測定位置の更新）ともに傾斜走査が行わ
れる。その結果、Ｘ方向の測定点数の増加（測定点の更
新数）とともに徐々に被検体１６とプローブ３との間隔
が縮められながらＸ方向の１ラインの走査が行われる。 そして、Ｙ方向に１ピッチ移動して次のＸ方向の１ライ
ンでは、逆方向にＸ方向の走査が行われ、Ｘ方向の測定
点数の増加とともに徐々に被検体１６とプローブ３との
間隔が遠ざかり、次のＸ方向の１ラインの走査が終了す
る。このＸ方向における傾斜走査のＸＹ走査に応じて各
測定点に対応して得られたピーク値の多階調のデータは
、その都度現在の走査位置のＸＹ座標に応じてそのＸＹ
座標に対応する画像メモリ１１のアドレスに表示データ
として記憶される。画像メモリ１１に記憶された表示デ
ータは、次にディスプレイ１２のビデオメモリに転送さ
れ、ディスプレイ１２に内蔵されたコントローラの制御
の下にその画像が表示される。このとき表示されている
画像は、深さ方向に傾斜走査を行った場合の探傷映像と
なっている。これは、単に被検体の表面あるいは測定対
象に沿ったＸＹ平面上の測定画像とは相違している。

【００１８】走査が終了して１画面分の測定が終わると
、次のステップ■において、ＭＰＵ８は、焦点合わせプ
ログラム９ｃを起動して、タッチスクリーン１４の入力
待ちループに入る。ディスプレイ１２の画面に現在表示
されて画像は、Ｘ方向の１ラインの走査に伴って同時に
深さ方向であるＺ方向の走査も行われ、これにも対応す
るので、画面上のＸ座標は、Ｚ方向の走査座標に対応す
る。言い換えれば、深さ方向の位置にも対応し、それを
表している。具体的には、図３（ｃ）に示すようにＸ方
向において深さ方向（Ｚ方向）の傾斜走査を行い、ＸＹ
の平面走査の結果得られる画像として測定画像を表示す
ると、それは、図３（ａ）に示すように、焦点の合って
いる深さの境界面の映像が明確になり、その前後にある
他の部分の映像は、点線（及び網線）で示すように徐々
にぼやけたものになる。その理由は、同図（ｂ）に示す
ように被検体１６の内部に検査対象面となるような接合
面１７がある場合にこれに対して同図（ｃ）に示すよう
な傾斜走査が行われると、Ｘ方向の各測定点の更新にと
もない、同時に焦点位置１８が深さ方向に順次移動する
からである。その結果、接合面１７に一致するにところ
に焦点があっているときの接合面の映像のみが鮮明に映
し出されることになる。同図（ｄ）は、Ｘスキャンに換
えて傾斜走査対象をＹスキャンとし、Ｙ方向において深
さ方向の傾斜走査を行った場合にディスプレイ１２の画
面に得られる画像である。この場合のＹ方向の走査は、
Ｘ方向の１ラインの走査の後にＹ方向の測定位置が更新
され、それに応じてＺ方向の測定位置も更新される。

【００１９】さて、次のステップ■において、オペレー
タが画面上で鮮明な表示位置に対応してタッチスクリー
ン１４をタッチすると、ステップ■に移行してこのタッ
チによる割込み信号がインタフェース１５を介してＭＰ
Ｕ８に入力される。その結果、このステップ■で、ＭＰ
Ｕ８は、焦点合わせ処理を行う。すなわち、ＭＰＵ８は
、割込み信号を受けると、ディスプレイ１２上に表示さ
れた位置の表示座標をタッチスクリーン１４からの位置
信号から割出して、そのＸ座標から最も近い測定点（あ
るいはそれに対応する測定点）の走査上のＸ座標を抽出
し、抽出した測定位置から傾斜関数ｆ（ｘ）に従って走
査上のＺ座標を算出してその位置にプローブ３を位置決
めする。この位置が測定対象となる接合面１７に対する
プローブ３の焦点の合った高さ位置である。次のステッ
プ■で、ＭＰＵ８は、操作パネル上の走査測定開始キー
の入力待ちループにより走査開始か否かを検出する。こ
のキーが入力されると、次のステップ■において平面走
査プログラム９ｂが起動され、ＭＰＵ８は、前記の焦点
合わせされた高さに固定されたプローブ３により測定開
始位置から通常のＸＹ走査による平面走査を行う。この
平面走査測定によって得られる平面画像は、測定したい
深さに焦点に合った鮮明な映像になる。

【００２０】このように、オペレータは、焦点合わせに
際して、得られた焦点合わせのための画像（これは、結
果的にＸＹ平面に対して傾斜する斜面像になる）から測
定したい深さの付近のうち最も鮮明な箇所を、タッチス
クリーン１４上で単にタッチすれば焦点合わせが済む。 ＭＰＵ８は、タッチされた箇所に対応する画素のＸ方向
の位置座標からＸ方向の測定点の位置を求め、このＸ方
向の測定位置から傾斜関数Ｚｓ＝ｆ（ｘ）（又はＺｓ＝
ｆ（ｙ））によりＺ方向での測定位置を求め、その座標
値に従ってＭＰＵ８は、プローブ３と被検体１６との間
隔が設定されるように走査機構１のＺ軸を移動させる制
御をする。したがって、超音波や電子計測器等に関する
特定の技術知識がなくても、極めて簡単に超音波映像検
査装置の焦点合わせができる。

【００２１】以上説明してきたが、実施例での焦点の合
った座標指定方法は、タッチスクリーンによっているが
、これは、タッチスクリーンに限らず、マウスやキーボ
ード（特にそのカーソル移動キーなど）等による座標入
力であってもよい。実施例における傾斜関数は、深さ方
向であるＺ方向の測定位置をＸ，Ｙのいずれかの方向の
走査に対応して決定するものである。傾斜関数は、得ら
れた測定値のＺ方向の位置と得られた測定値から生成さ
れた画面上の表示データとの対応を採るための関係情報
の具体例の１つに過ぎない。これは、画面上において選
択された映像の位置からそれに対する測定値が採取され
た深さ方向の位置が割出せる関係情報であればどのよう
な情報であってもよく、関数である必要はない。例えば
、測定位置座標は、測定点に対応して設けられた識別情
報に対応してテーブル化されて管理されてもよい。

【００２２】実施例では、Ｘ，Ｙ方向に二次元走査して
平面画像を得ているが、Ｘ方向へ１ライン走査した結果
の画像が明確であれば、それにより指定することもでき
る。１ラインのみの走査による場合には、被検体に対し
てプローブを接近させる場合ばかりではなく、最接近し
た状態から徐々に離しても同じである。なお、Ｘ，Ｙ，
Ｚの方向は、被検体に対して相対的に決定されるもので
あって絶対的なものではない。特に、Ｘ，Ｙの平面走査
ではなく、Ｒ，Θの回転走査でも、この発明は同様に適
用可能である。さらに、Ｘ，Ｙ，Ｚの座標も被検体を載
置するテーブルとプローブとの相対的な移動により決定
される。したがって、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に関係するいずれ
かの前記テーブル側を移動させてそれに対してプローブ
側が固定されるようなスキャン機構を採用することもで
きる。また、さらにＺ方向の走査は、例えば、アレイ型
のプローブを用い電子的に焦点位置を深さ方向において
設定し、これを電気的な制御で移動させる電子的走査方
式を用いてもよい。要するに、走査の仕方はどのような
方向であってもよいが、最低各測定点が線状に並ぶ状態
の走査が行われ、かつ、これと同時に被検体の深さ方向
に向かう傾斜走査が行われればよい。

【００２３】実施例では、傾斜走査の開始位置を被検体
の表面直下にしているが、これに限定されるものではな
く、任意の深さから傾斜走査を開始することができる。 また、実施例では、傾斜走査により表示された画像のう
ち１点だけを指定してそこに焦点合わせをしているが、
傾斜走査の表示画像情報をメモリに記憶しておき、機能
キーに応じてそれを呼び出して焦点合わせの前後の位置
等を焦点合わせ位置として再指定できるようにすれば、
被検体内部の深さ方向の複数個所において順次焦点合わ
せを行うことが可能もある。さらに、実施例では、エコ
ーのピーク値を検出しているが、これは、ピークに限定
されるものではなく、いわゆるエコーの強弱を含めて、
エコーレベルを検出するものであればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明にあっては、走査に対応して焦点型プローブを高さ
方向に順次移動させることにより、鮮明に映し出される
深さが徐々に深さ方向に変化していく平面映像が得られ
、特定の深さにエコーを発生する測定対象で合焦点した
部分だけが鮮明に強調されたように見える。そこで、こ
の位置を選択することにより、この位置から合焦点深さ
を決定する、プローブと被検体との距離の関係を得るこ
とができる。その結果、超音波測定に熟知していない人
であっても簡単に焦点合わせができ、合焦点状態で正確
な測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　図１は、この発明の一実施例の超音波映像
検査装置のブロック図である。

【図２】　　図２は、その焦点合わせ処理のフローチャ
ートである。

【図３】　　図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、
その焦点合わせの説明図である。

【符号の説明】

１…走査機構、２…スキャン制御装置、３…プローブ、
４…超音波探傷器、５…ピーク検出回路、６…Ａ／Ｄ変
換回路、７…インタフェース、８…マイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）、９…メモリ、９ａ…傾斜走査プログラム、
９ｂ…平面走査プログラム、９ｃ…焦点合わせプログラ
ム、１０…画像処理装置、１１…画像メモリ、１２…デ
ィスプレイ、１３…バス、１４…タッチスクリーン、１
５…タッチスクリーンインタフェース、１６…被検体、
１７…接合面、１８…焦点位置、２０…超音波測定装置
。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内部に検査対象面を有する被検体を焦
   点型のプローブにより走査して前記被検体から得られる
   焦点位置に対応する位置からのエコーのレベルを検出し
   て測定値とし、この測定値に基づき表示データを生成し
   て前記検査対象面の測定画像をディスプレイの画面上に
   表示する超音波映像検査装置において、この被検体に対
   して前記検査対象面に沿った第１の方向と前記被検体の
   深さ方向に沿った第２の方向での走査を行う走査装置と
   、この走査装置を制御して第１の方向の走査において第
   ２の方向に傾斜する走査を行い、得られた測定値に基づ
   いて前記表示データを生成し、前記ディスプレイの画面
   上に測定画像を表示し、この測定画像のうちある映像部
   分が選択されたことを示す信号が外部から入力されたと
   きにこの入力信号に応じて前記映像部分に対する測定値
   が採取された第２の方向における位置に前記プローブを
   位置決めする画像処理装置とを備えることを特徴とする
   超音波映像検査装置。
2. 【請求項２】　　さらに入力装置を備え、この入力装置
   は、前記画像処理装置に接続され、前記映像部分が選択
   されたことを示す入力信号を前記画像処理装置に入力す
   るものである請求項１記載の超音波映像検査装置。
3. 【請求項３】　　内部に検査対象面を有する被検体を焦
   点型のプローブにより走査して前記被検体から得られる
   焦点位置に対応する位置からのエコーのレベルを検出し
   て測定値とし、この測定値に基づき表示データを生成し
   て前記検査対象面の測定画像をディスプレイの画面上に
   表示する超音波映像検査装置において、前記被検体に対
   して前記検査対象面に沿った第１及び第２の方向と前記
   被検体の深さ方向に沿った第３の方向での走査を行う走
   査機構と、この走査機構を制御して第１及び第２の方向
   のいずれかの方向の走査において第３の方向に傾斜する
   走査を行い、得られた測定値に基づいて第１及び第２の
   方向に従った前記表示データを生成し、前記ディスプレ
   イの画面上に測定画像を表示し、この測定画像のうちあ
   る映像部分が選択されたことを示す信号が外部から入力
   されたときにこの入力信号に応じて前記映像部分に対す
   る測定値が採取された第３の方向における位置に前記プ
   ローブを位置決めする画像処理装置と、前記画像処理装
   置に接続され、前記映像部分が選択されたことを示す入
   力信号を前記画像処理装置に入力する入力装置とを備え
   る超音波映像検査装置。
4. 【請求項４】　　入力装置がタッチスクリーンである請
   求項３記載の超音波映像検査装置。
5. 【請求項５】　　入力装置がマウスおよびキーボードの
   いずれかである請求項３記載の超音波映像検査装置。
6. 【請求項６】　　内部に検査対象面を有する被検体を焦
   点型のプローブにより走査して前記被検体から得られる
   焦点位置に対応する位置からのエコーのピーク値を検出
   して測定値とし、この測定値に基づき表示データを生成
   して前記検査対象面の探傷画像をディスプレイの画面上
   に表示する超音波映像検査装置において、　　前記被検
   体に対して前記検査対象面に沿った第１の方向と前記被
   検体の深さ方向に沿った第２の方向での走査を行う走査
   機構と、前記走査機構を制御して第１の方向の走査とと
   もに第２の方向の走査を行い第１の方向と第２の方向に
   おける位置で決定される測定点についてその複数の箇所
   で前記測定値を採取し、前記測定点に対応しかつ少なく
   とも第２の方向に対応して画面表示する前記表示データ
   を生成してこの表示データに基づいて焦点合わせのため
   の探傷画像を前記ディスプレイの画面上に表示する画像
   処理装置とを備え、　　前記画像処理装置は、前記探傷
   画像における映像の表示位置とそこに表示された表示デ
   ータについての前記測定値が採取された第２の方向にお
   ける位置との関係を示す関係情報を記憶する記憶装置と
   前記探傷画像についてある映像部分が選択されたときに
   その映像部分の位置を示す情報を発生する入力装置とを
   有し、前記入力装置からの前記映像部分の位置を示す情
   報と前記関係情報とに基づいて第２の方向における位置
   を求めて、求められたこの位置に前記超音波探触子を位
   置決めすることで焦点合わせを行う超音波映像検査装置
   。
7. 【請求項７】　　内部に検査対象面を有する被検体を焦
   点型のプローブにより走査して前記被検体から得られる
   焦点位置に対応する位置からのエコーのピーク値を検出
   して測定値とし、この測定値に基づき表示データを生成
   して前記検査対象面の探傷画像をディスプレイの画面上
   に表示する超音波映像検査装置において、　　前記被検
   体に対して前記検査対象面に沿った第１及び第２の方向
   と前記被検体の深さ方向に沿った第３の方向での走査を
   行う走査機構と、前記走査機構を制御して第１及び第２
   の方向のいずれかの走査とともに第３の方向の走査を行
   い第１の方向と第２の方向における位置で決定される測
   定点についてその複数の箇所で前記測定値を採取し、前
   記測定点に対応して第１及び第２の方向に対応して画面
   表示する前記表示データを生成してこの表示データに基
   づいて焦点合わせのための探傷画像を前記ディスプレイ
   の画面上に表示する画像処理装置とを備え、前記画像処
   理装置は、前記探傷画像における映像の表示位置とそこ
   に表示された表示データについての前記測定値が採取さ
   れた第３の方向における位置との関係を示す関係情報を
   記憶する記憶装置と前記探傷画像についてある映像部分
   が選択されたときにその映像部分の位置を示す情報を発
   生する入力装置とを有し、前記入力装置からの前記映像
   部分の位置を示す情報と前記関係情報とに基づいて第３
   の方向における位置を求めて、求められたこの位置に前
   記超音波探触子を位置決めすることで焦点合わせを行う
   超音波映像検査装置。
8. 【請求項８】　　さらにＡ／Ｄ変換器を備え、画像処理
   装置は、コントローラとメモリを有していて、測定値は
   、前記Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されて前記画像処
   理装置の前記メモリに前記コントローラの制御下で記憶
   される請求項７記載の超音波映像検査装置。
9. 【請求項９】　　コントローラはマイクロプロセッサで
   あり、測定値は複数の測定点のそれぞれを識別する情報
   に対応して前記メモリに順次記憶され、前記メモリは関
   係情報を記憶する記憶装置として用いられる請求項８記
   載の超音波映像検査装置。
10. 【請求項１０】　　関係情報が焦点合わせのために表示
    された前記ディスプレイの画面上における探傷画像の位
    置とその位置に表示された表示データについての第３の
    方向の座標位置とを関係付ける関数情報である請求項７
    記載の超音波映像検査装置。
11. 【請求項１１】　　入力装置がタッチスクリーンである
    請求項７記載の超音波映像検査装置。
12. 【請求項１２】　　入力装置がマウスおよびキーボード
    のいずれかである請求項７記載の超音波映像検査装置。
13. 【請求項１３】　　入力装置がキーボードであり、この
    キーボード上のカーソルキーが焦点合わせのために表示
    された探傷画像における映像部分の選択に用いられる請
    求項７記載の超音波映像検査装置。
14. 【請求項１４】　　内部に検査対象面を有する被検体を
    焦点型のプローブにより走査して前記被検体から得られ
    る焦点位置に対応する位置からのエコーのピーク値を検
    出して測定値とし、この測定値に基づき表示データを生
    成して前記検査対象面の探傷画像をディスプレイの画面
    上に表示する超音波映像検査装置において、前記被検体
    に対して前記検査対象面に沿った第１及び第２の方向と
    前記被検体の深さ方向に沿った第３の方向での走査を行
    う走査装置と、前記走査装置を制御して第１の方向及び
    第２の方向から選択された１つの方向の走査において第
    ３の方向に傾斜する走査を加え、第１の方向と第２の方
    向における位置で決定される測定点についてその複数の
    箇所で前記測定値を採取し、前記測定点に対応して第１
    及び第２の方向に対応して画面表示する前記表示データ
    を生成してこの表示データに基づいて焦点合わせのため
    の探傷画像を前記ディスプレイの画面上に表示する画像
    処理装置とを備え、前記画像処理装置は、前記探傷画像
    における映像の表示位置とそこに表示された表示データ
    についての前記測定値が採取された第３の方向における
    位置との関係を示す関係情報を記憶する記憶装置と前記
    探傷画像についてある映像部分が選択されたときにその
    映像部分の位置を示す情報を発生する入力装置とを有し
    、前記入力装置からの前記位置を示す情報と前記関係情
    報とに基づいて前記選択された１つの方向における座標
    位置を求めて、求められたこの座標位置から第３の方向
    における測定点の座標位置を求め、この座標位置に前記
    超音波探触子を位置決めすることで焦点合わせを行う超
    音波映像検査装置。
15. 【請求項１５】　　第３の方向の走査が電子制御により
    プローブの焦点を移動させることで行われる請求項１４
    記載の超音波映像検査装置。