JPH06102260A - Confocal ultrasonic microscope - Google Patents

Confocal ultrasonic microscope

Info

Publication number
JPH06102260A
JPH06102260A JP4251436A JP25143692A JPH06102260A JP H06102260 A JPH06102260 A JP H06102260A JP 4251436 A JP4251436 A JP 4251436A JP 25143692 A JP25143692 A JP 25143692A JP H06102260 A JPH06102260 A JP H06102260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic lens
acoustic
sample
reflector
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4251436A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Sasaki
靖夫 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP4251436A priority Critical patent/JPH06102260A/en
Publication of JPH06102260A publication Critical patent/JPH06102260A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a confocal ultrasonic microscope which can be adjusted easily and can produce an image of same quality as that of transmission ultrasonic microscope with high resolution. CONSTITUTION:The confocal ultrasonic microscope comprises a transmission means 21, an electroacoustic conversion means 23, an acoustic lens 24, and a concave reflector 26 having spherical or cylindrical reflection face 26a focal point thereof being matched with that of the acoustic lens 24. Acoustic wave transmitted through a sample is reflected on the concave reflector 26 and impinges again on the acoustic lens 24.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料を透過した透過音
波を再び音響レンズに入射して画像情報として取込む反
射型の超音波顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type ultrasonic microscope which receives a transmitted sound wave transmitted through a sample into an acoustic lens again and captures it as image information.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、超音波顕微鏡として図5
(a)に示す透過型のものと、同図(b)に示す反射型
のものとが知られている。図5(a)に示す透過型超音
波顕微鏡は、送信機1で発生させた送信信号をトランス
デューサ2で超音波に変換し、その超音波を音響レンズ
3によって収束させている。超音波の収束点である音響
レンズ3の焦点位置にサンプルホルダー4で保持した試
料5を配置し、その試料5を透過した透過波を他の音響
レンズ6で受波する。音響レンズ6で受波した透過波は
トランスデューサ7で電気信号に変換し、さらに受信機
8に入力して試料5の1点の画像情報に変換している。
そして、サンプルホルダー4で試料5を2次元走査しな
がら以上の動作を繰返すことにより試料5の画像を得て
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an ultrasonic microscope, FIG.
The transmissive type shown in FIG. 3A and the reflective type shown in FIG. 3B are known. In the transmission type ultrasonic microscope shown in FIG. 5A, the transmission signal generated by the transmitter 1 is converted into ultrasonic waves by the transducer 2, and the ultrasonic waves are converged by the acoustic lens 3. The sample 5 held by the sample holder 4 is arranged at the focal position of the acoustic lens 3 which is the convergence point of ultrasonic waves, and the transmitted wave transmitted through the sample 5 is received by another acoustic lens 6. The transmitted wave received by the acoustic lens 6 is converted into an electric signal by the transducer 7 and further input into the receiver 8 to be converted into image information of one point of the sample 5.
An image of the sample 5 is obtained by repeating the above operation while two-dimensionally scanning the sample 5 with the sample holder 4.

【0003】ところで、以上の透過型超音波顕微鏡では
透過波を効率良く受波するために音響レンズ3,6を、
図6(a)に示すような共焦点状態に配置する必要があ
る。共焦点配置のためには、レンズ間距離をコンフォー
カルになる位置に調整し(Z軸調整)、2つの音響レン
ズ3,6の軸を平行にし(傾き調整)、さらに互いの軸
が一致するように調整することになる。この様に透過型
超音波顕微鏡には複雑な調整が要求される。
By the way, in the above transmission type ultrasonic microscope, the acoustic lenses 3 and 6 are provided in order to efficiently receive the transmitted wave.
It is necessary to arrange them in a confocal state as shown in FIG. For confocal arrangement, the inter-lens distance is adjusted to a confocal position (Z-axis adjustment), the axes of the two acoustic lenses 3 and 6 are made parallel (tilt adjustment), and the axes of the two lenses are matched. Will be adjusted accordingly. Thus, the transmission ultrasonic microscope requires complicated adjustment.

【0004】一方、図5(b)に示す反射型超音波顕微
鏡は、送信機9から出力される送信信号がサーキュレー
タ10を介してトランスデューサ11に印加され、トラ
ンスデューサ11で発生した超音波が音響レンズ12に
よって収束させられる。ステージ13上に載置された試
料14は音響レンズ12の焦点位置に配置される。
On the other hand, in the reflection type ultrasonic microscope shown in FIG. 5B, the transmission signal output from the transmitter 9 is applied to the transducer 11 via the circulator 10, and the ultrasonic wave generated by the transducer 11 is transmitted to the acoustic lens. Converged by 12. The sample 14 placed on the stage 13 is arranged at the focal position of the acoustic lens 12.

【0005】反射型超音波顕微鏡において、試料14の
1点に入射した超音波は、反射して再び音響レンズ12
に入射しトランスデューサ11で電気信号に変換された
後、サーキュレータ10を介して受信機15に入力す
る。
In the reflection type ultrasonic microscope, the ultrasonic wave incident on one point of the sample 14 is reflected and again reflected by the acoustic lens 12.
Is input to the receiver 15 and is converted into an electric signal by the transducer 11 and then input to the receiver 15 via the circulator 10.

【0006】この反射型超音波顕微鏡では、図6(b)
に示すように音響レンズ12の焦点距離とレンズ,試料
間の距離を一致させ、かつ試料面をレンズ軸に対し垂直
になるように調節する。この調節は、上記した透過型超
音波顕微鏡に要求される調節に比べ簡単である。
In this reflection type ultrasonic microscope, as shown in FIG.
As shown in, the focal length of the acoustic lens 12 and the distance between the lens and the sample are matched, and the sample surface is adjusted to be perpendicular to the lens axis. This adjustment is simpler than the adjustment required for the transmission ultrasonic microscope described above.

【0007】ところが、上述した反射型超音波顕微鏡
は、透過型超音波顕微鏡と異なり、吸収量による像や、
試料表面による影響を受けない内部像を得たい場合には
適していない。そこで最近では透過型超音波顕微鏡と同
種の画像を得ることができ、かつ反射型超音波顕微鏡と
同等の操作性を備えた超音波顕微鏡が考えられている。
However, unlike the transmission type ultrasonic microscope, the reflection type ultrasonic microscope described above has an image based on the absorption amount,
It is not suitable for obtaining an internal image that is not affected by the sample surface. Therefore, recently, an ultrasonic microscope which can obtain the same type of image as the transmission ultrasonic microscope and has the same operability as that of the reflection ultrasonic microscope has been considered.

【0008】かかる超音波顕微鏡の構成を図7(a)に
示す。この超音波顕微鏡は、音響レンズ16に対してフ
ラットディテクタ17を対向させて音響レンズ16とフ
ラットディテクタ17とを図7(b)に示すように配置
する。そしてフラットディテクタ17の平面で反射させ
た超音波を試料上で収束させ、その透過波を音響レンズ
16の受波面で反射させて平行光としてフラットディテ
クタ17に垂直に入射させる。フラットディテクタ17
に垂直に入射した超音波をトランスデューサ18で電気
信号に変換して受信機19に入力する。
The structure of such an ultrasonic microscope is shown in FIG. In this ultrasonic microscope, the flat detector 17 is opposed to the acoustic lens 16, and the acoustic lens 16 and the flat detector 17 are arranged as shown in FIG. 7B. Then, the ultrasonic wave reflected by the flat surface of the flat detector 17 is converged on the sample, and the transmitted wave is reflected by the wave receiving surface of the acoustic lens 16 and is made incident vertically on the flat detector 17 as parallel light. Flat detector 17
An ultrasonic wave that is vertically incident on is converted into an electric signal by the transducer 18 and input to the receiver 19.

【0009】この超音波顕微鏡では、透過波を得るため
には、1回焦点を通った音波が音響レンズ16で反射す
る際に平行音波となる距離に音響レンズ16を調整し
(Z軸調整)、レンズ軸とフラットディテクタ17が垂
直になるように傾き調整を行う必要がある。この様な調
整は、上記した反射型超音波顕微鏡に要求される調整と
ほとんど同じであり簡単に実施できる。
In this ultrasonic microscope, in order to obtain a transmitted wave, the acoustic lens 16 is adjusted to a distance that becomes a parallel acoustic wave when the acoustic wave that has passed through the focus once is reflected by the acoustic lens 16 (Z-axis adjustment). It is necessary to adjust the tilt so that the lens axis and the flat detector 17 are vertical. Such an adjustment is almost the same as the adjustment required for the above-mentioned reflection type ultrasonic microscope and can be easily performed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た図7に示す超音波顕微鏡は、音響レンズ16から出る
球面波をフラットディテクタ17の平面で一度反射させ
た後、焦点位置に置かれた試料に照射し、音響レンズ1
6の球面部分で反射させて平面波に変換しているため収
差が大きく、垂直分解能が低下する欠点がある。
However, in the ultrasonic microscope shown in FIG. 7, the spherical wave emitted from the acoustic lens 16 is once reflected by the plane of the flat detector 17, and then the sample placed at the focal position is measured. Illuminate and acoustic lens 1
Since it is reflected by the spherical portion of 6 and converted into a plane wave, there is a drawback that the aberration is large and the vertical resolution is lowered.

【0011】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、透過波を用いて高い分解能を実現できると共
に調整が容易な共焦点型超音波顕微鏡を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a confocal ultrasonic microscope which can realize a high resolution by using a transmitted wave and can be easily adjusted.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の共焦点型超音波顕微鏡は、超音波に変換され
る送信信号を発生させる送信手段と、前記送信信号を超
音波に変換する共に与えられる超音波を電気信号に変換
する電気/音響変換手段と、この電気/音響変換手段で
発生した超音波を焦点位置に収束させる音響レンズと、
球面状の反射凹面又はシリンドリカル状の反射凹面を有
し該反射凹面の焦点位置を前記音響レンズの焦点位置に
一致させて配置された凹面反射体と、前記音響レンズと
前記凹面反射体との共焦点位置に試料を保持する試料保
持手段と、前記試料を透過した透過音波が前記凹面反射
体で反射されて前記音響レンズに入射することにより前
記電気/音響変換手段から出力される電気信号を処理し
て画像情報に変換する信号処理部とを具備するものとし
た。
In order to achieve the above object, a confocal ultrasonic microscope of the present invention comprises transmitting means for generating a transmission signal which is converted into ultrasonic waves, and conversion of the transmission signals into ultrasonic waves. An electric / acoustic conversion means for converting an ultrasonic wave given together into an electric signal, and an acoustic lens for converging the ultrasonic wave generated by the electric / acoustic conversion means to a focal position,
A concave reflector having a spherical reflective concave surface or a cylindrical reflective concave surface and having the focal position of the reflective concave surface aligned with the focal position of the acoustic lens; and a combination of the acoustic lens and the concave reflector. Sample holding means for holding a sample at a focus position, and a transmitted acoustic wave transmitted through the sample is processed by an electric signal output from the electric / acoustic conversion means by being reflected by the concave reflector and incident on the acoustic lens. And a signal processing unit for converting into image information.

【0013】[0013]

【作用】本発明の共焦点型超音波顕微鏡では、送信手段
によって発生させた送信信号が電気/音響変換手段に入
力して超音波が発生する。その超音波は音響レンズによ
り試料上に収束する。試料を透過した透過音波は凹面反
射体で反射され、再び試料上の同一点で収束してから音
響レンズに入射する。
In the confocal ultrasonic microscope of the present invention, the transmission signal generated by the transmitting means is input to the electric / acoustic converting means to generate ultrasonic waves. The ultrasonic wave is converged on the sample by the acoustic lens. The transmitted sound wave that has passed through the sample is reflected by the concave reflector, converges again at the same point on the sample, and then enters the acoustic lens.

【0014】ここで、凹面反射体は球面状またはシリン
ドリカル状の反射凹面を有しているので反射時の収差が
フラットディテクタに比べて非常に小さくなる。また超
音波が試料の同じ点で2回収束するので、その箇所での
吸収量などの影響を2回受けるのでコントラストの良い
画像が得られる。なお、シリンドリカル状の凹面反射体
の場合には、反射凹面の長手方向に対して垂直に凹面反
射体へ入射した透過音波しか音響レンズに戻らないの
で、試料の異方性によるコントラスト画像が得られる。
音響レンズで受波された透過波は、電気/音響変換手段
で電気信号に変換された後、信号処理部に入力して画像
情報に変換される。
Here, since the concave reflector has a spherical or cylindrical reflective concave surface, the aberration at the time of reflection is much smaller than that of the flat detector. Further, since the ultrasonic wave converges twice at the same point on the sample, it is affected twice by the amount of absorption at that point, so that an image with good contrast can be obtained. In the case of a cylindrical concave reflector, only the transmitted sound waves that have entered the concave reflector perpendicularly to the longitudinal direction of the reflecting concave surface return to the acoustic lens, so a contrast image due to the anisotropy of the sample can be obtained. .
The transmitted wave received by the acoustic lens is converted into an electric signal by the electric / acoustic conversion means, and then input to the signal processing unit and converted into image information.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1には本発明の一実施例に係る共焦点型超音波顕微鏡の
構成が示されている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 shows the configuration of a confocal ultrasonic microscope according to an embodiment of the present invention.

【0016】本実施例の共焦点超音波顕微鏡は、超音波
を生成するための送信信号として20〜100Hzの周
期で100〜1000MHzの高周波バースト波を発生
させる送信機21を備えている。この送信機21から送
出された高周波バースト波はサーキュレータ22を通っ
て電気/音響変換手段としてのトランスデューサ23に
印加されて超音波に変換される。トランスデューサ23
は、音響レンズ24の一端面に設けられ、その音響レン
ズ24の他端面にはトランスデューサ23で発生させた
超音波を所定位置に収束させるレンズ面24aが形成さ
れている。音響レンズ24による超音波の収束点(焦
点)には、透過試料として薄膜サンプルSがサンプルホ
ルダー25によって保持されている。
The confocal ultrasonic microscope of this embodiment is equipped with a transmitter 21 for generating a high frequency burst wave of 100 to 1000 MHz at a cycle of 20 to 100 Hz as a transmission signal for generating ultrasonic waves. The high frequency burst wave sent from the transmitter 21 passes through the circulator 22 and is applied to the transducer 23 as an electric / acoustic conversion means to be converted into ultrasonic waves. Transducer 23
Is provided on one end surface of the acoustic lens 24, and a lens surface 24a for converging the ultrasonic waves generated by the transducer 23 to a predetermined position is formed on the other end surface of the acoustic lens 24. At the convergence point (focus) of the ultrasonic wave by the acoustic lens 24, the thin film sample S as a transmission sample is held by the sample holder 25.

【0017】そして薄膜サンプルSを挟んで前記音響レ
ンズ24と対向する位置に、反射体26が設置されてい
る。この反射体26は音響レンズ24との対向面に球面
状の凹面からなる反射凹面26aを有している。
A reflector 26 is installed at a position facing the acoustic lens 24 with the thin film sample S interposed therebetween. The reflector 26 has a reflecting concave surface 26 a formed of a spherical concave surface on the surface facing the acoustic lens 24.

【0018】ここで、音響レンズ24に形成されたレン
ズ面24aの曲率をR0とすると、音響レンズ24の焦
点距離は、ほぼ曲率R0に等しくなる。また反射体26
に形成された反射凹面26aの曲率をR1とすると、反
射凹面26aの焦点距離は曲率R1とほぼ等しくなる。
Here, when the curvature of the lens surface 24a formed on the acoustic lens 24 is R0, the focal length of the acoustic lens 24 becomes substantially equal to the curvature R0. In addition, the reflector 26
Assuming that the curvature of the reflecting concave surface 26a formed in 1 is R1, the focal length of the reflecting concave surface 26a is substantially equal to the curvature R1.

【0019】本実施例では、音響レンズ24のレンズ面
24aと反射体26の反射凹面26aとの間を距離(R
0+R1)だけ離し、かつレンズ面24a及び反射凹面
26aの両焦点が薄膜サンプルS上で一致するように、
音響レンズ24と反射体26とを配置している。
In this embodiment, the distance (R) is provided between the lens surface 24a of the acoustic lens 24 and the reflective concave surface 26a of the reflector 26.
0 + R1) apart so that both focal points of the lens surface 24a and the reflective concave surface 26a coincide on the thin film sample S,
The acoustic lens 24 and the reflector 26 are arranged.

【0020】すなわち、図2に示すように音響レンズ2
4のレンズ面24aから発せられる全ての超音波がサン
プルの1点で収束し、その透過波が反射体26の反射凹
面26aで反射して再びサンプルの同一点で収束し、サ
ンプルの同一点を2度通過した音波が音響レンズ24に
再入射するように、両者が配置されている。
That is, as shown in FIG. 2, the acoustic lens 2
All the ultrasonic waves emitted from the lens surface 24a of No. 4 converge at one point of the sample, the transmitted wave is reflected by the reflection concave surface 26a of the reflector 26 and converges again at the same point of the sample, Both of them are arranged so that the sound wave that has passed twice is re-incident on the acoustic lens 24.

【0021】また上記音響レンズ24は、Zステージ2
7によりレンズ軸に対して平行な方向へ移動可能に支持
されている。また反射体26は、XYステージ28上に
固定されており、このXYステージ28によりZ方向と
垂直な平面内を互いに直交するX方向及びY方向へ移動
可能になっている。さらにサンプルホルダー25は、薄
膜サンプルSをX,Y,Zの各方向へスキャンするため
のスキャン機構(不図示)に支持されている。なお、音
響レンズ24のレンズ面24aと反射体26の反射凹面
26aとの間は、超音波を伝播させるためのカプラ液体
29が充填されている。
The acoustic lens 24 is used in the Z stage 2
It is supported by 7 so as to be movable in a direction parallel to the lens axis. The reflector 26 is fixed on an XY stage 28 and can be moved in a plane perpendicular to the Z direction in the X and Y directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the Z direction. Further, the sample holder 25 is supported by a scanning mechanism (not shown) for scanning the thin film sample S in each of the X, Y and Z directions. A space between the lens surface 24a of the acoustic lens 24 and the reflection concave surface 26a of the reflector 26 is filled with a coupler liquid 29 for propagating ultrasonic waves.

【0022】上記サーキュレータ22は、第1の入力端
子に送信機21から入力する送信信号を第1の出力端子
からトランスデューサ23側へ送出し、第2の入力端子
にトランスデューサ23から入力する受信信号を第2の
出力端子から出力するように構成されている。このサー
キュレータ22の第2の出力端子に受信機31が接続さ
れている。
The circulator 22 sends a transmission signal input from the transmitter 21 to the first input terminal to the transducer 23 side from the first output terminal, and a reception signal input from the transducer 23 to the second input terminal. It is configured to output from the second output terminal. The receiver 31 is connected to the second output terminal of the circulator 22.

【0023】受信機31は、サーキュレータ22から入
力する受信信号にゲートをかけてサンプルSからの反射
波成分のみを取出し、その取出した反射波成分のピーク
値をホールドする機能を備えている。その反射波成分の
ピークホールド値は画像情報としてデジタルメモリ32
に記憶され、そのデジタルメモリ32の記憶データがC
RT33に画像表示可能になっている。
The receiver 31 has a function to gate the received signal input from the circulator 22 to extract only the reflected wave component from the sample S and hold the peak value of the extracted reflected wave component. The peak hold value of the reflected wave component is used as image information in the digital memory 32.
Stored in the digital memory 32, and the data stored in the digital memory 32 is C
Images can be displayed on the RT33.

【0024】また装置全体はコントローラ34によって
動作制御されている。このコントローラ34は、次のよ
うな動作機能を実現するためのシーケンスプログラムが
格納されている。すなわち、送信機21に送信タイミン
グを与え、かつ受信機31へゲートタイミングを与えて
画像データの取込みを行い、またZステージ駆動部35
及びXYステージ駆動部36に制御信号を与えて、音響
レンズ24と反射体26とが前述した位置関係となるよ
うに、Zステージ27とXYステージ28を制御し、さ
らに上記送信タイミングに合わせてスキャン機構駆動部
37に制御信号を与えて薄膜サンプルSをスキャン動作
させる。次に、以上のように構成された本実施例の動作
について説明する。
The operation of the entire apparatus is controlled by the controller 34. The controller 34 stores a sequence program for realizing the following operation functions. That is, the transmitter 21 is provided with a transmission timing and the receiver 31 is provided with a gate timing to capture image data, and the Z stage drive unit 35 is also provided.
And a control signal to the XY stage drive unit 36 to control the Z stage 27 and the XY stage 28 so that the acoustic lens 24 and the reflector 26 have the above-mentioned positional relationship, and further scan in accordance with the transmission timing. A control signal is given to the mechanism drive unit 37 to scan the thin film sample S. Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described.

【0025】先ず、音響レンズ24と反射体26の反射
凹面26aとが共焦点となるように調整する。例えば、
図3(a)に示すように音響レンズ24の焦点Pと、反
射凹面26aの焦点Qとがずれているとする。
First, the acoustic lens 24 and the reflective concave surface 26a of the reflector 26 are adjusted so as to be confocal. For example,
As shown in FIG. 3A, it is assumed that the focus P of the acoustic lens 24 and the focus Q of the reflective concave surface 26a are deviated.

【0026】このような位置関係にあるときは、音響レ
ンズ24をZステージ27によりZ方向へ移動させて、
図3(b)のように音響レンズ24の焦点Pを反射凹面
26aの焦点Qと同じ高さに調整する(Z方向の調
整)。次に、反射体26をXYステージ28によりX,
Y方向へ移動させて、図3(c)に示すように焦点Qを
焦点Pに一致させる。この結果、反射体26に形成され
た反射凹面26aの球面部分の半径方向とレンズ軸とが
一致するため、反射凹面26aで反射された音波は音響
レンズ24へ正確に戻される。
In such a positional relationship, the acoustic lens 24 is moved in the Z direction by the Z stage 27,
As shown in FIG. 3B, the focus P of the acoustic lens 24 is adjusted to the same height as the focus Q of the reflective concave surface 26a (adjustment in the Z direction). Next, the reflector 26 is moved by the XY stage 28 to X,
The focus is moved in the Y direction so that the focus Q coincides with the focus P as shown in FIG. As a result, the radial direction of the spherical portion of the reflective concave surface 26a formed on the reflector 26 and the lens axis coincide, so that the sound wave reflected by the reflective concave surface 26a is accurately returned to the acoustic lens 24.

【0027】以上の調整が終了すると、コントローラ3
4からスキャン機構駆動部37に制御信号が与えられ
て、薄膜サンプSのスキャン開始点がレンズ軸上に来る
ように、サンプルホルダー25が移動させられる。次に
コントローラ34から送信機21へ送信タイミングが与
えられ、送信機21から高周波バースト波が前記した周
期で出力される。
When the above adjustment is completed, the controller 3
A control signal is given from 4 to the scan mechanism drive unit 37, and the sample holder 25 is moved so that the scan start point of the thin film sump S is on the lens axis. Next, a transmission timing is given from the controller 34 to the transmitter 21, and the high frequency burst wave is output from the transmitter 21 at the above-described cycle.

【0028】高周波バースト波はサーキュレータ22を
介してトランスデューサ23に与えられ、そこで超音波
に変換される。その超音波は音響レンズ24内を伝播し
た後、レンズ面24aで屈折して薄膜サンプルSの1点
に収束する。超音波は薄膜サンプSの1点を通過する際
に、その収束部位から吸収等の影響を受ける。そして薄
膜サンプルSを通った透過音波は、再び広がり球面波と
なって反射体26の反射凹面26aに入射する。
The high frequency burst wave is applied to the transducer 23 via the circulator 22, and is converted into ultrasonic waves there. The ultrasonic wave propagates through the acoustic lens 24, is refracted at the lens surface 24a, and converges at one point of the thin film sample S. When the ultrasonic wave passes through one point of the thin film sump S, the ultrasonic wave is affected by absorption and the like from the converged portion. Then, the transmitted sound wave that has passed through the thin film sample S spreads again and becomes a spherical wave and is incident on the reflection concave surface 26 a of the reflector 26.

【0029】反射体の反射凹面26aは、その焦点がレ
ンズ軸と一致しているため、反射凹面26aで反射され
た音波は、薄膜サンプルSの同一点で収束した後、音響
レンズ24のレンズ面24aに入射して平行波に戻され
る。
Since the focal point of the reflecting concave surface 26a of the reflector coincides with the lens axis, the sound wave reflected by the reflecting concave surface 26a converges at the same point of the thin film sample S, and then the lens surface of the acoustic lens 24. It is incident on 24a and returned to a parallel wave.

【0030】音響レンズ24で受波された透過波はトラ
ンスデューサ23で電気的な受信信号に変換される。こ
の受信信号はサーキュレータ22を介して受信機31に
入力し、そこで前述した処理より画像データに変換さ
れ、その画像データがデジタルメモリ32に記憶され
る。
The transmitted wave received by the acoustic lens 24 is converted into an electric received signal by the transducer 23. This received signal is input to the receiver 31 via the circulator 22, where it is converted into image data by the processing described above, and the image data is stored in the digital memory 32.

【0031】以上の動作により、薄膜サンプルSの1点
の画像データが取込まれたことになる。従って、スキャ
ン機構駆動部37により薄膜サンプルSをラスタスキャ
ンしながら上記動作を繰り返すことにより、薄膜サンプ
ルSの2次元画像データが得られることになる。
By the above operation, the image data of one point of the thin film sample S is taken in. Therefore, two-dimensional image data of the thin film sample S can be obtained by repeating the above operation while raster-scanning the thin film sample S by the scanning mechanism driving unit 37.

【0032】この様に本実施例によれば、反射凹面26
aを有する反射体26を、薄膜サンプルSを挟んで音響
レンズ24との共焦点位置に対向配置したので、透過型
超音波顕微鏡と同質で、かつ分解能の高い画像を、透過
型超音波顕微鏡よりも簡単な調整で得ることができ、さ
らに構造を簡単化できる。
As described above, according to this embodiment, the reflecting concave surface 26
Since the reflector 26 having a is arranged so as to face the confocal position with the acoustic lens 24 with the thin film sample S interposed therebetween, an image of the same quality as the transmission ultrasonic microscope and high resolution can be obtained from the transmission ultrasonic microscope. Can be obtained by simple adjustment, and the structure can be further simplified.

【0033】すなわち、サンプルSに超音波を収束さ
せ、その透過音波を反射凹面26aで反射させて再びサ
ンプルSの同一部位を通過させているので、吸収による
像や、表面の影響のない内部像に関するデータを得るこ
とができると共に、吸収量などの情報が受信信号に2倍
含まれることとなりコントラストの良い画像を得ること
ができる。また本実施例ではXY方向の調整がXYステ
ージ28によるため、従来のような回転機構に比較して
構造が簡単になる。特に、密閉容器内に測定機構が設け
られる極低温超音波顕微鏡においては、複雑な回転機構
に代えて制御も容易に平行移動手段で調整機構が置き換
えられるため、その効果は大きい。また従来の透過形超
音波顕微鏡のように、回転機構では回転中心が焦点に一
致していなければ回転時に高さが変わってしまうためZ
ステージを再調整しなければならないが、本実施例であ
ればそのような再調整は必要無いため調整が簡単であ
る。
That is, since the ultrasonic wave is converged on the sample S and the transmitted sound wave is reflected by the reflection concave surface 26a and passed through the same portion of the sample S again, an image due to absorption or an internal image not affected by the surface is obtained. Related data can be obtained, and the information such as the absorption amount is included twice in the received signal, so that an image with good contrast can be obtained. Further, in the present embodiment, since the adjustment in the XY directions is performed by the XY stage 28, the structure becomes simpler than that of the conventional rotating mechanism. In particular, in a cryogenic ultrasonic microscope in which a measuring mechanism is provided in a closed container, the adjusting mechanism can be easily replaced by the parallel moving means instead of the complicated rotating mechanism, so that the effect is great. Also, like the conventional transmission ultrasonic microscope, in the rotating mechanism, if the center of rotation does not match the focus, the height changes during rotation, so Z
The stage has to be readjusted, but in the present embodiment, such readjustment is not necessary and the adjustment is easy.

【0034】なお、上記実施例では反射体として球面状
の反射凹面26aを有する反射体26を使っているが、
これに代えて図4に示すシリンドリカル状の反射凹面3
0aを有する反射体30を使用することもできる。
In the above embodiment, the reflector 26 having the spherical reflection concave surface 26a is used as the reflector.
Instead of this, the cylindrical reflecting concave surface 3 shown in FIG.
It is also possible to use a reflector 30 with 0a.

【0035】同図に示す反射体30は、反射凹面30a
の曲率に応じた高さであって長手方向(反射凹面30a
の形成方向)にラインフォーカスを有する。例えば、反
射体30は、ラインフォーカスの方向をX方向とする
と、X方向には収束作用を示さない。そのため、このよ
うな形状の反射体30を使用した場合には、X方向の音
波は音響レンズ24を介してトランスデューサ23に戻
る時にはレンズ軸に対して傾きを持ち、トランスデュー
サによっては受信されない。従って、YZ面内の音波だ
けがトランスデューサに受信され、試料の異方性情報を
得ることができる。本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変
形実施可能である。
The reflector 30 shown in the figure has a reflecting concave surface 30a.
The height corresponding to the curvature of the
Line focus). For example, if the line focus direction is the X direction, the reflector 30 does not exhibit a converging action in the X direction. Therefore, when the reflector 30 having such a shape is used, the sound wave in the X direction has an inclination with respect to the lens axis when returning to the transducer 23 via the acoustic lens 24 and is not received by the transducer. Therefore, only the sound wave in the YZ plane is received by the transducer, and the anisotropic information of the sample can be obtained. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、球
面状の反射凹面又はシリンドリカル状の反射凹面を有す
る凹面反射体を音響レンズに対して共焦点配置したの
で、音響レンズと反射体との調整が簡単になると共に、
透過型超音波顕微鏡と同質の画像を得ることができ、さ
らにコントラストの良い画像を得ることができる。
As described above in detail, according to the present invention, since the concave reflector having the spherical reflective concave surface or the cylindrical reflective concave surface is confocally arranged with respect to the acoustic lens, the acoustic lens and the reflector are provided. It becomes easy to adjust with
It is possible to obtain an image of the same quality as that of the transmission type acoustic microscope, and to obtain an image with good contrast.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る超音波顕微鏡の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an ultrasonic microscope according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す超音波顕微鏡に備えられた音響レン
ズと反射体との位置関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between an acoustic lens and a reflector provided in the ultrasonic microscope shown in FIG.

【図3】図1に示す超音波顕微鏡における音響レンズと
反射体との調整作業を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an adjustment work of an acoustic lens and a reflector in the ultrasonic microscope shown in FIG.

【図4】変形例に係る反射体の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a reflector according to a modification.

【図5】従来の透過型超音波顕微鏡及び反射型超音波顕
微鏡の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional transmission ultrasonic microscope and a conventional reflection ultrasonic microscope.

【図6】図5(a)に示す透過型超音波顕微鏡の音響レ
ンズ同志の位置関係、及び同図(b)に示す反射型超音
波顕微鏡の音響レンズとステージとの位置関係を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between acoustic lenses of the transmission ultrasonic microscope shown in FIG. 5A and a positional relationship between the acoustic lens and the stage of the reflection ultrasonic microscope shown in FIG. is there.

【図7】音響レンズとフラットディテクタとを備えた超
音波顕微鏡の構成、及び音響レンズとフラットディテク
タとの位置関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic microscope including an acoustic lens and a flat detector, and a positional relationship between the acoustic lens and the flat detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…送信機、23…トランスデューサ、24…音響レ
ンズ、25…サンプルホルダー、26,30…反射体、
26a…球面状の反射凹面、30a…シリンドリカル状
の反射凹面。
21 ... Transmitter, 23 ... Transducer, 24 ... Acoustic lens, 25 ... Sample holder, 26, 30 ... Reflector,
26a ... Spherical reflective concave surface, 30a ... Cylindrical reflective concave surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波に変換される送信信号を発生させ
る送信手段と、前記送信信号を超音波に変換する共に与
えられる超音波を電気信号に変換する電気/音響変換手
段と、この電気/音響変換手段で発生した超音波を焦点
位置に収束させる音響レンズと、球面状の反射凹面又は
シリンドリカル状の反射凹面を有し該反射凹面の焦点位
置を前記音響レンズの焦点位置に一致させて配置された
凹面反射体と、前記音響レンズと前記凹面反射体との共
焦点位置に試料を保持する試料保持手段と、前記試料を
透過した透過音波が前記凹面反射体で反射されて前記音
響レンズに入射することにより前記電気/音響変換手段
から出力される電気信号を処理して画像情報に変換する
信号処理部とを具備したことを特徴とする共焦点型超音
波顕微鏡。
1. A transmission means for generating a transmission signal converted into an ultrasonic wave, an electric / acoustic conversion means for converting the transmission signal into an ultrasonic wave, and an electric / acoustic conversion means for converting the supplied ultrasonic wave into an electric signal, An acoustic lens for converging the ultrasonic waves generated by the acoustic converting means to a focal position, and a spherical reflective concave surface or a cylindrical reflective concave surface are arranged so that the focal position of the reflective concave surface coincides with the focal position of the acoustic lens. A concave reflector, a sample holding means for holding a sample at a confocal position between the acoustic lens and the concave reflector, and a transmitted sound wave transmitted through the sample is reflected by the concave reflector to the acoustic lens. A confocal ultrasonic microscope, comprising: a signal processing unit that processes an electric signal output from the electric / acoustic conversion means by being incident and converts the electric signal into image information.
JP4251436A 1992-09-21 1992-09-21 Confocal ultrasonic microscope Withdrawn JPH06102260A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4251436A JPH06102260A (en) 1992-09-21 1992-09-21 Confocal ultrasonic microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4251436A JPH06102260A (en) 1992-09-21 1992-09-21 Confocal ultrasonic microscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06102260A true JPH06102260A (en) 1994-04-15

Family

ID=17222815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4251436A Withdrawn JPH06102260A (en) 1992-09-21 1992-09-21 Confocal ultrasonic microscope

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06102260A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008028373A1 (en) 2006-09-04 2008-03-13 Chongqing Ronghai Medical Ultrasound Industry Ltd. Resonance ultrasonic transducer
EP3247280A4 (en) * 2015-01-15 2019-01-02 Herring, Rodney Diffuse acoustic confocal imager
CN111112037A (en) * 2020-01-20 2020-05-08 重庆医科大学 Lens type multi-frequency focusing ultrasonic transducer, transduction system and method for determining axial length of acoustic focal region of lens type multi-frequency focusing ultrasonic transducer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008028373A1 (en) 2006-09-04 2008-03-13 Chongqing Ronghai Medical Ultrasound Industry Ltd. Resonance ultrasonic transducer
US8040756B2 (en) 2006-09-04 2011-10-18 Chongqing Ronghai Medical Ultrasound Industry Ltd. Resonance ultrasonic transducer
EP3247280A4 (en) * 2015-01-15 2019-01-02 Herring, Rodney Diffuse acoustic confocal imager
AU2020257073B2 (en) * 2015-01-15 2022-08-25 Rodney HERRING Diffuse acoustic confocal imager
CN111112037A (en) * 2020-01-20 2020-05-08 重庆医科大学 Lens type multi-frequency focusing ultrasonic transducer, transduction system and method for determining axial length of acoustic focal region of lens type multi-frequency focusing ultrasonic transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4011748A (en) Method and apparatus for acoustic and optical scanning of an object
US4434799A (en) Ultrasound apparatus for medical examinations
US4084582A (en) Ultrasonic imaging system
US4058003A (en) Ultrasonic electronic lens with reduced delay range
US4246791A (en) Ultrasonic imaging apparatus
JPS59138955A (en) Ultrasonic image forming device
KR920010328A (en) Ultrasonic spectrum microscope
EP0834750A2 (en) Method and apparatus for forming ultrasonic three-dimensional images using cross array
US4510810A (en) Ultrasonic microscope
JPH10277042A (en) Ultrasonic diagnostic device
CA1131752A (en) Apparatus for ultrasonic imaging
JPH06102260A (en) Confocal ultrasonic microscope
US5224382A (en) Transmission type scanning acoustic microscope
US4614410A (en) Ultrasonic microscope with optical microscope incorporated therein
JP2723464B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JPS6036951A (en) Focusing ultrasonic transducer element
JPH10179579A (en) Utrasonograph
JPS6222838Y2 (en)
JPH0545588A (en) Scanning type microscope
US6704589B1 (en) Method and device for recording an image of an object surface using focussed radiation
JPS5950936B2 (en) Ultrasonic microscope sample holding plate
JPH0565821B2 (en)
JPS6117009A (en) Ultrasonic microscope
JPH0222343B2 (en)
JPS58196453A (en) Ultrasonic microscope

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991130