JPH05333007A

JPH05333007A - 超音波測定装置

Info

Publication number: JPH05333007A
Application number: JP4135320A
Authority: JP
Inventors: Tomio Endo; 富男遠藤; Akitsugu Kagayama; 明嗣加賀山
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、所望する試料内部位置に合焦させる
と共に、該試料の中心での内部合焦も行なえる超音波測
定装置を提供することを目的とする。【構成】本発明は、パルス送信部１からの送信パルスを
トランスデューサ２により超音波パルスに変換し音響レ
ンズ３で微小スポットに収束し、Ｚ移動部１７がＣＰＵ
１４による指定距離だけ音響レンズ３をＺ方向に移動し
つつ、表面合焦、内部合焦するように試料５に入射さ
せ、その反射波を電気信号に変換し減衰器７で所望減衰
量してゲート９に入力する。さらにゲート９により選択
出力された信号はピーク検波部１０でピークを検波し、
閾値設定部１３が生成する閾値と比較し、検波値が前記
閾値を越えた際に出力し、Ａ／Ｄ変換部１２でデジタル
信号に変換された信号は、画像メモリ１６に入力する超
音波測定装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は焦点型の超音波探触子を
使用して超音波画像を得る超音波測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、試料の内部を超音波を利用し
て、ＢモードやＣモード画像化する超音波映像装置があ
る。

【０００３】この超音波映像装置は、より高分解能化の
ために焦点型の超音波探触子を使用している。操作は、
オシロスコープ等で探触子の出力する受信信号の波形を
観察し、その中から所望の試料反射を見つけ、試料と探
触子の距離を変化させて所望の反射が最大となる位置を
見つけ、ゲート幅と位置を移動させる。次に試料表面に
対して平行に探触子あるいは試料を２次元走査し画像化
を行なっている。前記探触子は、焦点距離や試料の音
速、画像化したい試料内部の深さにより焦点位置が変化
するために、焦点合わせの操作（合焦操作）が必要であ
る。

【０００４】この合焦操作は、超音波探触子に関する知
識や試料内部の音響特性及び、オシロスコープ等の電子
機器の操作等の専門的な知識が要求され、知識を有さず
に超音波測定装置を使用することは困難である。

【０００５】この問題を解決するものとして、本出願人
により特願平２−２３８０１０号公報に記載されるよう
な、表面合焦位置にゲートをかけておき、探触子を下降
させながらゲート内の反射強度が一定になるようにゲイ
ンを調節し、ゲイン変化（ゲイン変化曲線）に応じて合
焦位置を検出する超音波測定装置を提案した。

【０００６】さらに別の超音波装置として、特開平３−
１８７５５号公報に記載される、内部合焦させるため
に、焦点型超音波探触子の焦点距離に合焦させる深さ、
試料の音速等を入力するか測定して焦点位置を演算し、
その結果に基づいて、試料と焦点型超音波探触子の距離
を調節し、目的の内部反射にゲートを移動させる超音波
測定装置がある。

【０００７】また、別な超音波測定装置として特開平４
−４７２６４号公報に記載されるように、基準としてス
レシュホールドを設け、焦点合わせをしたい内部反射信
号が、このスレシュホールド値を越えた時間幅を測定
し、それを正規化し、正規化時間が最大となるような位
置を合焦とする超音波測定装置もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の超音波測定装置には次のような欠点があった。

【０００９】まず、特願平２−２３８０１０号公報に記
載される合焦位置を検出する方法では、表面にしか合焦
できない。しかし、超音波測定装置で画像化したいの
は、試料の内部であり、さらに内部へ合焦させるための
作業を必要とする。

【００１０】また、焦点型探触子の焦点距離と合焦させ
る深さと試料の音速を入力する方法は、合焦させる深さ
と試料の音速の値が既知でなければならない。合焦させ
る深さはわかっている場合が多いが、音速は試料を構成
する物質で異なり、何等の方法で測定する作業が必要と
なり、測定操作が繁雑になる。さらに、演算によって合
焦位置を求めるために間接的な方法であり、実際の合焦
点からのずれが生じ正確な焦点合わせはできない。

【００１１】また、特開平４−４７２６４号公報に記載
されるスレシュホールドを用いた検出方法は、予め試験
片等でゲインに対する正規化用のパラメータを設定する
必要がある。さらに、合焦状態から離れている時は、収
差のために反射波が変形して時間的に長くなっているた
め、前記正規化時間幅が最大のときが合焦とは限らな
い。

【００１２】また一般に、モールドＩＣ内部の観察に
は、超音波測定装置が最も良く利用されている。モール
ドＩＣ内部を観察するためには、ＩＣ内のチップに合焦
させる必要があるが、前記チップは非常に小さく、外部
から目視でモールドＩＣの中央に探触子の超音波が入射
するように移動させるのは困難であった。そこで本発明
は、所望する試料内部位置に合焦させると共に、該試料
の中心での内部合焦も行なえる超音波測定装置を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、超音波インパルス波を焦点型探触子により
収束させ試料に入射し、該試料からの反射波を検出して
画像化する超音波測定装置において、前記焦点型探触子
と前記試料との相対距離を指定した値だけ変化させる距
離調節手段と、前記探触子が生成する受信信号から試料
反射波の一部を抽出するタイムゲートと、前記タイムゲ
ートの位置と時間幅を調節するゲート調節手段と、前記
指定した値の距離変化に応じたゲートの位置を算出する
ゲート位置算出手段と、前記タイムゲートで抽出された
出力信号の強度を調節するゲイン変換手段と、前記変換
手段でゲイン調節された信号の強度を予め設定されたし
きい値とを比較する比較手段と、この比較手段による比
較値に基づいて前記ゲイン変換手段における出力値が一
定の値となるようにゲインを調節するゲイン制御手段
と、前記距離調節手段により前記超音波探触子を合焦す
べき位置より十分離れた位置から前記試料に接近させつ
つ、前記変換手段のゲイン変化曲線に基づき、前記探触
子の試料表面への合焦位置を算出し、その算出結果に基
づき、前記距離調節手段で試料表面に合焦させる表面合
焦制御手段と、前記試料の表面反射から内部反射へゲー
トを移動させ表面合焦位置から該試料と探触子の距離を
短くするように、前記距離調節手段により移動させ、そ
の移動距離より前記ゲート位置算出手段の演算結果に応
じてゲート位置を移動させたときの前記変換手段のゲイ
ン変化曲線に基づき前記試料内部への合焦位置を算出
し、その算出結果に応じて、前記距離調節手段で試料内
部に合焦させる内部合焦制御手段とを具備することを特
徴とした超音波測定装置を提供する。

【００１４】

【作用】以上のような構成の音波測定装置は、試料から
の反射波の一部が抽出手段により抽出され、この抽出さ
れた信号が任意の入出力比に変換されるゲイン変換手段
に入力される。ゲイン変換手段でゲイン調整された信号
の強度としきい値が比較手段で比較されこの比較値に基
づき入出力比変換手段の入出力比が所望の値になるよう
にゲイン変換手段のゲインが調節される。

【００１５】表面合焦手段では、焦点型超音波探触子を
焦点位置より十分離れた距離から試料との距離が小さく
なる方向へ移動したときの変換手段のゲイン変化曲線に
応じて超音波探触子の表面合焦位置が算出され、その算
出結果に基づき距離調節手段により超音波探触子と試料
との距離が調節されて表面合焦が行なわれる。内部合焦
手段では、表面反射より時間的に遅れた位置にゲート調
節手段でタイムゲートを移動させ距離調節手段で超音波
探触子と試料の距離と小さくしながら、その移動距離に
応じてゲート位置演算手段で演算されたゲート位置に、
ゲート調節手段でゲートを動かしたときの変換手段のゲ
イン変化曲線に基づき超音波探触子の内部合焦位置が算
出され、その結果により距離調節手段により超音波探触
子と試料との距離が調節されて内部合焦が行なわれる。

【００１６】さらに、中心位置制御手段ではＸＹ移動手
段で、Ｘ又はＹ方向に移動させたときの変換手段のゲイ
ン曲線の変化が、大きく変化したＸ又はＹの位置を検出
し、その位置から試料の中心位置を算出し、その結果よ
りＸＹ移動手段により超音波探触子を試料の中心に移動
させる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１８】図１に、本発明による実施例としての超音
波測定装置の構成を示し説明する。この超音波測定装置
においては、パルス送信部１からの送信パルスをトラン
スデューサ２により超音波パルスに変換し、前記超音波
パルスを音響レンズ３で微小スポットに収束するための
超音波送受信部が構成される。

【００１９】そして、水槽４の中には試料５が載置さ
れ、前記音響レンズ３と試料５との間は超音波が伝播す
るためのカプラ液体６で満されている。前記試料５に入
射した超音波は反射し、再び音響レンズ３を通りトラン
スデューサ２で電気信号に変換されて、減衰器７へ入力
される。

【００２０】前記減衰器７の減衰量は、ＣＰＵ１４で所
望する値に設定可能であり、その入出力比が所望値とな
るように調節される。前記減衰器７を通った信号は増幅
器８で増幅され、（タイム）ゲート９に入力される。前
記ゲート９の出力端にはピーク検波部１０が設けられ、
入力された信号のピークを検波する。

【００２１】前記ピーク検波部１０の出力は、コンパレ
ータ１１の一方の入力端子に入力されると共に、Ａ／Ｄ
変換部１２へ入力される。前記コンパレータ１１の他方
の入力端子には、閾値設定部１３が生成する閾値が入力
される。前記コンパレータ１１は、検波値が前記閾値を
越えているときにのみ“オン”となる。前記コンパレー
タ１１の出力はＣＰＵ１４にバス１５を介して接線され
る。

【００２２】前記Ａ／Ｄ変換部１２でデジタル信号に変
換された信号は、画像メモリ１６に入力される。またバ
ス１５には画像メモリ１６、表示部１７、減衰器７、Ｚ
移動部１８、パルス制御部１９、（タイム）ゲート設定
部２０が接続されている。

【００２３】前記Ｚ移動部１７は、ＣＰＵ１４からの指
令信号を受けて、指定される距離だけ、音響レンズ３を
Ｚ方向に移動する。前記パルス制御部１９は、ＣＰＵ１
４からの送信タイミング信号によってパルス送信部１と
ゲート設定部２０に対して送信トリガを出力する。ゲー
ト設定部２０は、ＣＰＵ１４より指令されるゲート幅と
送信トリガからの遅延時間であるゲート位置によりゲー
ト信号をゲート部９に送信する。さらにバス１５にはメ
モリ２１が接続されており、このメモリ２１には表面合
焦プログラム２１ａ、内部合焦プログラム２１ｂ、ゲー
ト位置演算プログラム２１ｃ等が格納されている。次に
図２のタイムチャートを参照して、前述した構成の超音
波測定装置の動作について説明する。

【００２４】まず、パルス制御部１９にＣＰＵ１４から
の送信指令が入力されると、パルス制御部１９は、送信
トリガをパルス送信部１に出力する。前記パルス送信部
１は図２（ａ）に示すように単発パルス信号を発生し、
この単発パルス信号はトランスデューサ２で電気音響変
換されて超音波パルスに変換され、音響レンズ３を通り
カプラ液体６中で収束されて、試料５に入射する。試料
５からの反射波は再び音響レンズ３を通り、トランスデ
ューサ２で電気信号に再変換される（以下、受信信号と
称する）。ここで得られた受信信号は、減衰器７により
所定減衰量に減衰された後、増幅器８で増幅される。

【００２５】一方、ゲート設定部２０では、音響レンズ
３の焦点距離によりＣＰＵ１４で計算される送信からの
時間遅延位置に音響レンズ３のレンズ内反射等が入らな
い限り、図２（ｃ）に示すような、できるだけ広いゲー
ト信号がゲート部９に出力される。

【００２６】前記増幅器８で増幅された受信信号には、
ゲート部９により前記タイミングでゲートがかけられ
る。ゲート後の信号は、ピーク検波部１０でピークが検
波されるが、このようにゲートがかけられた受信信号
は、ゲート幅が広いために、試料表面反射の他に試料内
部や裏面反射も混在するが、表面焦点近くなので表面反
射が他より大きく、ピーク検波後には影響しない。

【００２７】前記ピーク検波された信号は、コンパレー
タ１１で閾値と比較され、ピーク検波部１０の出力が閾
値よりも大きいときには、コンパレータ１１の出力が
“オン”になる。またＣＰＵ１４はコンパレータ１１の
出力信号が“オン”から“オフ”に替わる状態になるよ
うに減衰器７の減衰量を常に調整する。次に図３に、試
料表面に自動合焦するプログラムのフローチャートを示
す。

【００２８】まず、音響レンズ３を十分離れた位置に上
げる（ステップＳ１）。次に前記音響レンズ３を、例え
ば１ステップ下降させ、少しずつ試料５に近づける（ス
テップＳ２）。この際、各位置（各ステップ）ごとにＣ
ＰＵ１４は、コンパレータ１１の出力が“オン”から
“オフ”になるように減衰器７の減衰量を調整する（ス
テップＳ３）。

【００２９】そして前記音響レンズ３が開始位置から現
在位置に至るまでの各ステップごとに減衰量を比較し
（ステップＳ４）、現在位置の減衰量が最大値であれば
（ＹＥＳ）、その値と音響レンズ３の位置とをメモリ２
１に記憶し、順次新たな減衰量に書き替えた（ステップ
Ｓ５）後、ステップＳ２に戻り、音響レンズ３の位置を
更新する。

【００３０】しかしステップＳ４で、現在の減衰量が小
さいときは（ＮＯ）、ＣＰＵ１４のメモリ２１にあらか
じめ記憶されている閾値と比較する（ステップＳ６）。
この比較には、以下の式（１）の条件を用いる。（現在位置の減衰量）＜（記憶している減衰量）−（閾値）（１）ここで、閾値はあらかじめノイズ特性を測定しておき、
ノイズの影響が除去できるような値に設定する。

【００３１】このステップＳ６の判定で、現在位置の減
衰量が小さく、式（１）の条件を満たさない場合は（Ｎ
Ｏ）、ステップと２に戻り再び音響レンズを試料に近づ
ける。しかし、現在位置の減衰量が大きく、式（１）の
条件を満たした場合は（ＹＥＳ）、前記音響レンズ３の
移動を停止する。ここで、図４に音響レンズ３を動かし
たときの減衰曲線の一例を示す。前記音響レンズ３の１
ステップの下げ幅をΔＺとした、図４に示す波形曲線の
小さな凹凸はノイズである。

【００３２】前記音響レンズ３を１ステップ下降させな
がら減衰量を変化させ、前記動作中の最大の減衰量から
数プロットの減衰量を記憶する。このときの音響レンズ
の距離と減衰量が例えば２次曲線であると仮定し、最小
２乗法を利用して、図４中のｔなるピークの距離を算出
し（ステップＳ７）、その合焦位置に音響レンズ３を移
動する（ステップＳ８）。次に、記憶されている最大値
を減衰量として設定し、ゲート幅を表面反射が入る程度
（３０ＭＨｚで５００ｎｓ程度）にゲート設定部２０に
て設定し、ゲートの位置を時間遅延が小さい方から少し
づつ移動しながら、コンパレータ１１の出力が“オン”
になる位置を検出する（ステップＳ９）。以上の動作に
よって表面に合焦され、そのゲート時間遅延の位置も特
定できる。次に図５に示すフローチャートを参照して、
試料内部に合焦する場合の動作について説明する。

【００３３】まず、ゲートを試料内部に合焦するように
設定する（ステップＳ１１）。すなわち、図２（ｅ）に
示すように減衰量を小さくして、表面反射より時間的に
遅れた位置にゲートを移動させる。そのゲート位置は、
表面反射がゲート内に入らない位置（例えば、３０ＭＨ
ｚでは６００ｎｓ表面のゲート位置より遅らせる）にす
る。

【００３４】例えば、ゲートが表面反射から６００ｎｓ
遅れた位置にあり、その幅を１５００ｎｓとして、ＣＰ
Ｕ１４からゲート設定部１９に指定する。一般にプラス
チック試料では表面から０．８〜２．８ｍｍの深さの内
部反射が、金属では１．５〜５．３ｍｍ程度の深さの内
部反射をとらえることができる。

【００３５】そして前記音響レンズ３を少しずつ下降さ
せると（ステップＳ１２）、試料５からの反射は、超音
波がカプラ液体６を伝播する距離が小さくなるため、送
信から反射までの時間遅延が小さくなり、図２（ｂ）の
矢印Ｉ方向に移動する。

【００３６】従って、ゲート幅が小さいと反射波がゲー
ト内からすぐ外れるが、一方ゲート幅を大きくすると、
目的の反射以外の反射をとらえてしまう。ここで、音響
レンズ３の移動距離をΔＺ、カプラ液体中の音速をｕ_e
とすると、試料反射の時間遅延Δｔは次式で示される。 Δｔ＝２・ΔＺ／ｕ_e （２）

【００３７】ゲート位置演算プログラム２１ｃは、式
（２）より音響レンズ３を移動させたときの試料反射の
時間変化をもとめ、ゲート位置を算出する（ステップＳ
１３）。このプログラムは内部合焦プログラム２１ｂか
ら読出されるサブルーチンとなっている。ＣＰＵ１４で
算出されたゲート位置はゲート設定部２０に出力され、
ゲートを移動させる（ステップＳ１４）。

【００３８】以下表面合焦の場合と同様に、レンズを動
かしゲートを移動させてゲート内の信号の強度が一定と
なるように減衰器を変化させながら減衰量と閾値を比較
し（ステップＳ１６）、減衰量が閾値より小さいと（Ｙ
ＥＳ）、減衰量とレンズの位置を減衰量が最大からいく
つかを記憶（ステップＳ１７）した後、ステップ１２に
戻り、減衰量の最大から設定値分下がるまで（ＮＯ）、
ループさせ、その記憶された減衰量と音響レメンズ３の
位置を２次曲線等で近似し、内部合焦になる音響レンズ
３の合焦位置を算出し（ステップＳ１８）、その位置に
音響レンズ３を移動させる（ステップＳ１９）。以上の
動作によって内部反射の合焦が行なわれる。

【００３９】次に図６に本発明による第２実施例として
の超音波測定装置の構成を示し、説明する。ここで、図
６の構成部材において、図１に示した構成部材と同等な
ものには図１と同じ参照符号を付し、その説明は省略す
る。

【００４０】この超音波測定装置は、試料５を音響レン
ズ３に対して相対的に試料表面（ＸＹ面）と平行に２次
元移動するＸＹ移動部２２があり、該ＸＹ移動部２２は
ＣＰＵ１４とバス１５を介して接続され、ＣＰＵ１４か
ら指令された距離だけＸ，Ｙ方向に試料を動かす。メモ
リ２１内には試料の中心に音響レンズ３の出力する超音
波が入射するように試料５をＸＹ移動部２２によって移
動させる中心移動プログラム２３がある。次にこのよう
に構成された超音波測定装置の動作について説明する。

【００４１】前記超音波測定装置は、前述したようにモ
ールドＩＣ等のシリコンチップの剥離状態などを非破壊
で検査するのに好適する。前記モールドＩＣのパッケー
ジ内の中央部に配置されたチップは、かなり小さい。そ
のパッケージ外から目視で音響レンズ３又は試料５を動
かして、前記チップに超音波が入射させなければならな
い。

【００４２】本実施例では、モールドＩＣ等の試料５の
表面に超音波が入射するように設定し、表面合焦プログ
ラム２１ａを利用して、第１実施例と同様の過程で表面
合焦させる。

【００４３】次に、中心移動プログラム２３を用いて、
減衰量を数ｄＢ小さくして、コンパレータ１１をオンの
状態にする。そしてＸＹ移動部２２により、試料５をＸ
の正方向に少しづつ移動させながら、図７（ａ）に示す
ように、コンパレータ１１の出力が“オフ”になるＸ座
標のＸ₁をメモリに記憶する。次に、Ｘの負の方向にＸ
Ｙ移動部２２で試料５を少しづつ移動させコンパレータ
１１の出力が“オフ”になるＸ₂を記憶する。さらに、（Ｘ₂＋Ｘ₁）／２＝Ｘ₀ なる位置に試料５を移動させる。また、Ｙ方向において
も同様な手順で、Ｙ₁とＹ₂を記憶し、（Ｙ₁＋Ｙ₂）／２＝Ｙ_０なる位置に試料５をＸＹ移動部２２により移動する。以
上の動作で試料５の中心に音響レンズ３が位置し、超音
波が入射できるようになる。次に実施例１と同様にして
試料内部に合焦する。

【００４４】この第２実施例では、試料５の幅がＸ_１
とＸ₂から算出でき、求めた走査幅を設定することによ
って、試料５が適当な大きさで画像化できる。また図７
（ｂ）に示すように、試料５がＸＹ軸に対して傾いてい
る時には、Ｘ，Ｙの中心への移動をくり返して図７
（ｂ）の１〜４のように行なえば、Ｓ₁〜Ｓ₃に示すよ
うに中心に収束するので、Ｓ_n-1とＳ_nの距離がある一
定値以下になったら停止するようなアルゴリズムにすれ
ばよい。以上述べたように第２実施例によれば試料の中
央部で内部合焦を行なうことが可能となる。

【００４５】なお、内部反射へゲートを移動するとき、
前述した実施例では、位置も幅も一定としたが、ゲート
幅及び減衰量を小さく設定し、ゲート位置を表示反射が
入らない位置から少しずつ時間遅延を大きくし、コンパ
レータの出力が“オン”になることで内部反射を見つけ
ることも考えられる。もちろん、試料５の表面反射から
の遅延時間をＣＰＵ１１にキーボートから入力しても良
いし、内部の表面からの深さと試料音速を入力し、前記
表面からの遅延を計算して、内部反射にゲートをかけて
も良い。

【００４６】そして合焦位置を検出するときの近似曲線
はガウス関数やシンク関数でも良いし、このような関数
を利用せずに、音響レンズ３を近づけたときに、減衰量
が最大となる位置で合焦としてもよい。

【００４７】また、曲線による近似を利用する場合は、
増幅器８が飽和しても合焦位置が算出できるため、増幅
器８を減衰器７の前においても良い。また、減衰器を利
用せず、ピーク検波部１０の出力する強度をＡ／Ｄ変換
部１２でデジタル化し、この値の変化から合焦を検出す
ることも考えられる。

【００４８】以上説明してきたように本発明によれば、
まず、試料の表面に合焦させた後、内部反射へゲートを
移動させて、音響レンズの移動に合わせてゲートを移動
させ、反射のピーク値を検出する。

【００４９】このように、音響レンズの移動によってゲ
ート位置を演算してゲートを移動させているためゲート
の幅を小さくでき他の反射が検出されることもなく正確
に内部反射の合焦位置を検出できる。

【００５０】また、ＸＹ移動をさせ、試料の中央に超音
波が入射するように試料又は音響レンズを動かすことで
試料の中心での内部合焦が可能となり、モールドＩＣの
チップ等の観察が専門技術者以外でも可能となった。ま
た本発明は、前述した実施例に限定されるものではな
く、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や
応用が可能であることは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、所
望する試料内部位置に合焦させると共に、該試料の中心
での内部合焦も行なえる超音波測定装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による実施例としての超音波測
定装置の構成を示す図である。

【図２】図２は、図１に示す超音波測定装置の動作を示
すタイムチャートである。

【図３】図３は、図１に示す超音波測定装置により試料
表面に自動合焦するプログラムを示すフローチャートで
ある。

【図４】図４は、図１に示す超音波測定装置の音響レン
ズを動かしたときの減衰曲線の一例を示す図である。

【図５】図５は、図１に示す超音波測定装置の試料内部
に合焦する場合の動作を示すフローチャートである。

【図６】図６は、本発明による第２実施例の超音波測定
装置の構成を示す図である。

【図７】図７は、図６に示した超音波測定装置のＸＹ移
動部と試料の位置関係を示す図である。

【符号の説明】

１…パルス送信部、２…トランスデューサ、３…音響レ
ンズ、４…水槽、５…試料、６…カプラ液体、７…減衰
器、８…増幅器、９…（タイム）ゲート、１０…ピーク
検波部、１１…コンパレータ、１２…Ａ／Ｄ変換部、１
３…閾値設定部、１４…ＣＰＵ、１５…バス、１６…画
像メモリ、１７…表示部、１８…Ｚ移動部、１９…パル
ス制御部、２０…ゲート設定部、２１…メモリ、２１ａ
…表面合焦プログラム、２１ｂ…内部合焦プログラム、
２１ｃ…ゲート位置演算プログラム、２２…ＸＹ移動
部、２３…中心移動プログラム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波インパルス波を焦点型探触子によ
り収束させ試料に入射し、該試料からの反射波を検出し
て画像化する超音波測定装置において、前記焦点型探触子と前記試料との相対距離を指定した値
だけ変化させる距離調節手段と、前記探触子が生成する受信信号から試料反射波の一部を
抽出するタイムゲートと、前記タイムゲートの位置と時間幅を調節するゲート調節
手段と、前記指定した値の距離変化に応じたゲートの位置を算出
するゲート位置算出手段と、前記タイムゲートで抽出さ
れた出力信号の強度を調節するゲイン変換手段と、前記変換手段でゲイン調節された信号の強度を予め設定
されたしきい値とを比較する比較手段と、この比較手段による比較値に基づいて前記ゲイン変換手
段における出力値が一定の値となるようにゲインを調節
するゲイン制御手段と、前記距離調節手段により前記超音波探触子を合焦すべき
位置より十分離れた位置から前記試料に接近させつつ、
前記変換手段のゲイン変化曲線に基づき、前記探触子の
試料表面への合焦位置を算出し、その算出結果に基づ
き、前記距離調節手段で試料表面に合焦させる表面合焦
制御手段と、前記試料の表面反射から内部反射へゲートを移動させ表
面合焦位置から該試料と探触子の距離を短くするよう
に、前記距離調節手段により移動させ、その移動距離よ
り前記ゲート位置算出手段の演算結果に応じてゲート位
置を移動させたときの前記変換手段のゲイン変化曲線に
基づき前記試料内部への合焦位置を算出し、その算出結
果に応じて、前記距離調節手段で試料内部に合焦させる
内部合焦制御手段とを具備することを特徴とした超音波
測定装置。
【請求項２】前記試料と前記焦点型超音波探触子を試
料表面（ＸＹ面）と平行に２次元移動させるＸＹ移動手
段と、前記ＸＹ移動手段により、Ｘ又はＹの一方向に移動させ
ながら前記比較手段による比較値により試料の中心位置
を検出し、前記ＸＹ移動手段により試料の中心に超音波
探触子を移動させる中心位置制御手段とを具備すること
を特徴とする請求項１記載の超音波測定装置。