JPH07108042A - 超音波イメージング装置 - Google Patents
超音波イメージング装置Info
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- JPH07108042A JPH07108042A JP6060454A JP6045494A JPH07108042A JP H07108042 A JPH07108042 A JP H07108042A JP 6060454 A JP6060454 A JP 6060454A JP 6045494 A JP6045494 A JP 6045494A JP H07108042 A JPH07108042 A JP H07108042A
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- hole
- imaging device
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
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- G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/117—Identification of persons
- A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
- A61B5/1172—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using fingerprinting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0858—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving measuring tissue layers, e.g. skin, interfaces
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 支えにある物体の表面構造および表面近傍の
構造を、該物体から後方散乱される超音波を受信変換器
により捕捉して検出および/または識別するための超音
波イメージング装置を、物体の位置状態に関係なく良好
に再生できるように改良する。 【構成】 受信変換器6は、支えの方の側の、支持体4
の球面状凹面5に配置されており、支持体は、その直径
が超音波の波長の10倍までのオーダにある穴2を有
し、送信変換器1は超音波をその焦点が支持体穴にある
ように集束して、穴が、物体全体の同時照射のために、
球面状の超音波に対するビーム源8として作用し、球面
状の面の曲率中心点が、集束作用をする、支えの支承面
の中央にある。
構造を、該物体から後方散乱される超音波を受信変換器
により捕捉して検出および/または識別するための超音
波イメージング装置を、物体の位置状態に関係なく良好
に再生できるように改良する。 【構成】 受信変換器6は、支えの方の側の、支持体4
の球面状凹面5に配置されており、支持体は、その直径
が超音波の波長の10倍までのオーダにある穴2を有
し、送信変換器1は超音波をその焦点が支持体穴にある
ように集束して、穴が、物体全体の同時照射のために、
球面状の超音波に対するビーム源8として作用し、球面
状の面の曲率中心点が、集束作用をする、支えの支承面
の中央にある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、殊に指先の構造を突き
止めるのに適している超音波を使用して表面構造および
表面近傍の構造を検出するための装置に関する。
止めるのに適している超音波を使用して表面構造および
表面近傍の構造を検出するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波を使用したこの形式の装置は既に
公知である。西独国特許出願公開第4016105号公
報に記載の装置によれば、扁平なまたは湾曲した超音波
透過性の支えに存在する物体、例えば指先に、液体が充
填されている物体または固体を介して超音波が照射され
かつ物体において後方散乱されかつ反射された波が受波
器によって捕捉検出される。後方散乱された波の強度に
よって、表面および表面近傍の構造の性質ないし状態を
求めることができる。超音波の送波器および受波器はデ
ィスク形状でありかつ相互に別個に配置されており、か
つ表面に対して平行に延在する平面または球面波を有す
る送波器のみが選択されかつ受波器はこの種の波に対し
てのみ感応する。このようにして受波器は直接、フーリ
エ変換を行って、そこから位相、振幅または強度のよう
なそれぞれのパラメータを取り出すことができる。検査
すべき物体の構造に応じて、後方散乱された波の散乱お
よびひいては強度が種々の方向において種々異なった強
さで変化する。個々の強度値に、数、色などの測定単位
を割り当てることができる。その場合この種の割り当て
によって、物体の構造の相応の像が得られる。
公知である。西独国特許出願公開第4016105号公
報に記載の装置によれば、扁平なまたは湾曲した超音波
透過性の支えに存在する物体、例えば指先に、液体が充
填されている物体または固体を介して超音波が照射され
かつ物体において後方散乱されかつ反射された波が受波
器によって捕捉検出される。後方散乱された波の強度に
よって、表面および表面近傍の構造の性質ないし状態を
求めることができる。超音波の送波器および受波器はデ
ィスク形状でありかつ相互に別個に配置されており、か
つ表面に対して平行に延在する平面または球面波を有す
る送波器のみが選択されかつ受波器はこの種の波に対し
てのみ感応する。このようにして受波器は直接、フーリ
エ変換を行って、そこから位相、振幅または強度のよう
なそれぞれのパラメータを取り出すことができる。検査
すべき物体の構造に応じて、後方散乱された波の散乱お
よびひいては強度が種々の方向において種々異なった強
さで変化する。個々の強度値に、数、色などの測定単位
を割り当てることができる。その場合この種の割り当て
によって、物体の構造の相応の像が得られる。
【0003】この公知の装置によって、申し分なく良好
でかつ判別可能な結果を得ることができないことが認め
られている。その理由は、これらの公知の方法は、その
都度の物体の位置状態に著しく依存しているからであ
る。
でかつ判別可能な結果を得ることができないことが認め
られている。その理由は、これらの公知の方法は、その
都度の物体の位置状態に著しく依存しているからであ
る。
【0004】
【発明の課題】したがって本発明の課題は、物体に出来
るだけ均一な超音波照射を可能にしかつ物体の位置状態
に関係なく、表面構造および表面近傍の構造の出来るだ
け申し分ない再生を可能にする、物体の表面構造および
表面近傍の構造を検出および/または識別するための超
音波イメージング装置を提供することである。
るだけ均一な超音波照射を可能にしかつ物体の位置状態
に関係なく、表面構造および表面近傍の構造の出来るだ
け申し分ない再生を可能にする、物体の表面構造および
表面近傍の構造を検出および/または識別するための超
音波イメージング装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、冒頭に述べ
た形式の装置から出発して、本発明によれば、受信変換
器が、支えの方の側の、支持体の球面状の凹面に配置さ
れており、支持体が、その直径が超音波の波長の10倍
までの超音波の波長のオーダにある穴を有し、送信変換
器が、該送信変換器から送出される超音波を、その焦点
が支持体の穴にあるように集束し、その結果穴が、物体
全体に同時に超音波を照射するために、球面状の超音波
に対するビーム源として作用し、かつ球面状の面の曲率
中心点が、集束作用をする、支えの支承面の中央にある
ようにしたことによって解決される。
た形式の装置から出発して、本発明によれば、受信変換
器が、支えの方の側の、支持体の球面状の凹面に配置さ
れており、支持体が、その直径が超音波の波長の10倍
までの超音波の波長のオーダにある穴を有し、送信変換
器が、該送信変換器から送出される超音波を、その焦点
が支持体の穴にあるように集束し、その結果穴が、物体
全体に同時に超音波を照射するために、球面状の超音波
に対するビーム源として作用し、かつ球面状の面の曲率
中心点が、集束作用をする、支えの支承面の中央にある
ようにしたことによって解決される。
【0006】
【作用】ここにおいて設けられた、ビーム源に対する穴
(ピンホール)は、僅かな直径を有しかつ超音波に対す
る集束する送信変換器の焦点にありかつ物体全体に対す
る非常に集中的でかつ均一な超音波照射を可能にする。
穴の直径は、少なくとも超音波のオーダにありかつこの
オーダの10倍までに達する。その際ビーム源の穴は、
支持体内に存在しかつ物体の支承面から、物体が完全に
照射される程度に離れている。物体の完全な照射は、本
発明の装置の前提条件である。穴の形態での制限作用に
よって、球面波のみが物体に到達することになる。送信
変換器から通例放射される波は均一ではなく、したがっ
て正確に球面状ではないが、装置の機能性にはスペクト
ルの純度が必要でありかつ球面波のみが物体に達すべき
ものである。
(ピンホール)は、僅かな直径を有しかつ超音波に対す
る集束する送信変換器の焦点にありかつ物体全体に対す
る非常に集中的でかつ均一な超音波照射を可能にする。
穴の直径は、少なくとも超音波のオーダにありかつこの
オーダの10倍までに達する。その際ビーム源の穴は、
支持体内に存在しかつ物体の支承面から、物体が完全に
照射される程度に離れている。物体の完全な照射は、本
発明の装置の前提条件である。穴の形態での制限作用に
よって、球面波のみが物体に到達することになる。送信
変換器から通例放射される波は均一ではなく、したがっ
て正確に球面状ではないが、装置の機能性にはスペクト
ルの純度が必要でありかつ球面波のみが物体に達すべき
ものである。
【0007】本発明の実施例において、多数の小さな点
状の変換器から組み合わされて成る有利にはリング状の
受信変換器を使用することが提案される。受信変換器の
最小数として有利には、1つのリングにまとめられてい
る256が使用される。この相互並置されている変換器
要素の直径が超音波の波長のオーダにあることがわかっ
ている。十分なエネルギーが受信変換器リングに反射回
折されるように、物体に対する支えを、凸−凹または凹
−凸レンズとして構成することが提案され、その際物体
は凸面状に湾曲された側に支承される。支承面に対する
レンズに代わって、同じ厚さの凸−凹板を使用すること
もできる。このようにして、受信変換器ないし受信変換
器リングの方向における集束作用が実現される。物体か
ら反射回折されない波は反射されて送信器に戻る。
状の変換器から組み合わされて成る有利にはリング状の
受信変換器を使用することが提案される。受信変換器の
最小数として有利には、1つのリングにまとめられてい
る256が使用される。この相互並置されている変換器
要素の直径が超音波の波長のオーダにあることがわかっ
ている。十分なエネルギーが受信変換器リングに反射回
折されるように、物体に対する支えを、凸−凹または凹
−凸レンズとして構成することが提案され、その際物体
は凸面状に湾曲された側に支承される。支承面に対する
レンズに代わって、同じ厚さの凸−凹板を使用すること
もできる。このようにして、受信変換器ないし受信変換
器リングの方向における集束作用が実現される。物体か
ら反射回折されない波は反射されて送信器に戻る。
【0008】表面構造および表面近傍の構造を求めるた
めに、物体には、パルス群(バースト)が照射される。
穴と物体に対する支えとの間に約10cmの距離がある場
合秒当たり3000個のパルス群を送出することができ
ることがわかっている。完全な回折像を得るために、超
音波領域における種々異なった周波数で順次送出するこ
とが必要である。それぞれの周波数においてそれぞれの
変換器が個々に順次問い合わされる。この問い合わせは
有利には、超音波領域における20の異なった周波数に
おいて行われる。この措置は、回折像の必要な分解能を
得るために必要である。
めに、物体には、パルス群(バースト)が照射される。
穴と物体に対する支えとの間に約10cmの距離がある場
合秒当たり3000個のパルス群を送出することができ
ることがわかっている。完全な回折像を得るために、超
音波領域における種々異なった周波数で順次送出するこ
とが必要である。それぞれの周波数においてそれぞれの
変換器が個々に順次問い合わされる。この問い合わせは
有利には、超音波領域における20の異なった周波数に
おいて行われる。この措置は、回折像の必要な分解能を
得るために必要である。
【0009】本発明の装置の別の実施例によれば、周波
数発生器は前以て決められた周波数を有するパルス群を
増幅器を介して送信変換器に供給する。物体から後方散
乱された波は、受信変換器によって捕捉検出されかつ信
号として増幅器に転送される。増幅された信号は、信号
を直流電流に変換する検出器に供給される。そのうち平
均振幅が前以て決められた時間間隔において測定されか
つ評価のためにコンピュータに供給され、コンピュータ
は時間的な整合のためにも周波数発生器を制御する。
数発生器は前以て決められた周波数を有するパルス群を
増幅器を介して送信変換器に供給する。物体から後方散
乱された波は、受信変換器によって捕捉検出されかつ信
号として増幅器に転送される。増幅された信号は、信号
を直流電流に変換する検出器に供給される。そのうち平
均振幅が前以て決められた時間間隔において測定されか
つ評価のためにコンピュータに供給され、コンピュータ
は時間的な整合のためにも周波数発生器を制御する。
【0010】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【0011】図1には、装置の構造が原理的に示されて
いる。集束する送信変換器1は超音波を送出し、該超音
波は焦点において集まりかつ点状のビーム源8を形成す
る。このビーム源は、支持体4の穴2に出現する。穴2
は、図4に示されているように、最も有利には、漏斗状
の孔9によって形成されている。
いる。集束する送信変換器1は超音波を送出し、該超音
波は焦点において集まりかつ点状のビーム源8を形成す
る。このビーム源は、支持体4の穴2に出現する。穴2
は、図4に示されているように、最も有利には、漏斗状
の孔9によって形成されている。
【0012】支持体4の面3に、図2および図3が示し
ているように、数多くの小さな変換器5から形成された
受信変換器リング6が存在している。変換器リング6の
領域に、支持体4の面3が球面状に形成されており、そ
の中心点は、支え7の支承面の中心に位置している。面
3の構造は、受信変換器の領域のみが球面状に構成され
ていれば、任意であってよい。変換器リングに対向し
て、受信変換器5に指向している凸−凹板として構成さ
れている、物体に対する支え7が設けられている。この
板に代わって、レンズを使用することもできる。凸面側
は、物体に対する支承面として用いられる。この支え
は、後方散乱される超音波を受信変換器6に集束する。
このようにして、受信変換器に十分にエネルギーが供給
される。支え7と支持体4の面3との間に、媒体、すな
わち液体、例えば水または固体、例えばガラスまたはプ
レキシガラスが存在する。
ているように、数多くの小さな変換器5から形成された
受信変換器リング6が存在している。変換器リング6の
領域に、支持体4の面3が球面状に形成されており、そ
の中心点は、支え7の支承面の中心に位置している。面
3の構造は、受信変換器の領域のみが球面状に構成され
ていれば、任意であってよい。変換器リングに対向し
て、受信変換器5に指向している凸−凹板として構成さ
れている、物体に対する支え7が設けられている。この
板に代わって、レンズを使用することもできる。凸面側
は、物体に対する支承面として用いられる。この支え
は、後方散乱される超音波を受信変換器6に集束する。
このようにして、受信変換器に十分にエネルギーが供給
される。支え7と支持体4の面3との間に、媒体、すな
わち液体、例えば水または固体、例えばガラスまたはプ
レキシガラスが存在する。
【0013】超音波のビーム経過は図1に示されてい
る。送信変換器から送出される超音波は、穴2において
集束されかつさらに穴と支えとの間に存在する媒体を通
って支え7まで進行する。支えの凸面に、その都度の物
体が存在しており、その際本発明の装置は、指先の皮
膚、しかも表面並びに表面下にある、皮膚の生長を惹き
起こす皮膚構造の検出および識別のために特別適してい
る。本発明の装置は、支え7の面全体に音波が供給され
るように構成されている。支えの集束作用の結果とし
て、後方散乱波の大部分が受信変換器リング6に集束さ
れ、その結果申し分ない回折像が求められる。
る。送信変換器から送出される超音波は、穴2において
集束されかつさらに穴と支えとの間に存在する媒体を通
って支え7まで進行する。支えの凸面に、その都度の物
体が存在しており、その際本発明の装置は、指先の皮
膚、しかも表面並びに表面下にある、皮膚の生長を惹き
起こす皮膚構造の検出および識別のために特別適してい
る。本発明の装置は、支え7の面全体に音波が供給され
るように構成されている。支えの集束作用の結果とし
て、後方散乱波の大部分が受信変換器リング6に集束さ
れ、その結果申し分ない回折像が求められる。
【0014】穴2を支持体4の面3の中心に配置する必
要は必ずしもないが、物体から後方散乱される波がリン
グ状の受信変換器に到来することが保証されなければな
らない。
要は必ずしもないが、物体から後方散乱される波がリン
グ状の受信変換器に到来することが保証されなければな
らない。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、物体に出来るだけ均一
な超音波供給を可能にしかつ物体の姿勢に関係なく、表
面構造および表面近傍の構造の申し分ない再生を可能に
する、物体の表面構造および表面近傍の構造を検出およ
び/または識別するための超音波イメージング装置が提
供される。
な超音波供給を可能にしかつ物体の姿勢に関係なく、表
面構造および表面近傍の構造の申し分ない再生を可能に
する、物体の表面構造および表面近傍の構造を検出およ
び/または識別するための超音波イメージング装置が提
供される。
【図1】本発明の装置の概略図である。
【図2】受信変換器リングを備えた支持面の平面図であ
る。
る。
【図3】図2の領域Aの拡大図である。
【図4】図1の領域Bの拡大図である。
【符号の説明】 1 送信変換器、 2 穴、 3 支持体面、 4 支
持体、 5 受信変換器、 6 受信変換器リング、
7 支え、 8 ビーム源、 9 孔
持体、 5 受信変換器、 6 受信変換器リング、
7 支え、 8 ビーム源、 9 孔
Claims (11)
- 【請求項1】 支え上に存在する、液体または固体を通
って送信変換器(1)の超音波の照射を受ける物体の表
面構造および表面近傍の構造を検出および/または識別
するための超音波イメージング装置であって、前記物体
によって後方散乱される超音波が受信変換器(6)によ
って捕捉検出される形式のものにおいて、 a)前記受信変換器(6)は、前記支えの方の側の、支
持体(4)の球面状の凹面(5)に配置されており、前
記支持体は、その直径が超音波の波長の10倍までの超
音波の波長のオーダにある穴(2)を有し、 b)前記送信変換器(1)は、該送信変換器から送出さ
れる超音波を、その焦点が前記支持体(4)の前記穴
(2)にあるように集束し、その結果前記穴(2)は、
前記物体全体に同時に超音波を照射するために、球面状
の超音波に対するビーム源(8)として作用し、かつ c)前記球面状の面(5)の曲率中心点が、集束作用を
する、前記支え(7)の支承面の中央にあることを特徴
とする超音波イメージング装置。 - 【請求項2】 前記受信変換器(6)は、前記穴(2)
の回りに配置されている1つまたは複数の変換器要素
(5)から成る請求項1記載の超音波イメージング装
置。 - 【請求項3】 前記支え(7)は、凸−凹または凹−凸
レンズである請求項1記載の超音波イメージング装置。 - 【請求項4】 前記支え(7)は、同じ厚さの凸−凹板
として構成されている請求項1記載の超音波イメージン
グ装置。 - 【請求項5】 前記変換器要素(5)は、相互並置され
ている請求項1または2記載の超音波イメージング装
置。 - 【請求項6】 前記変換器要素(5)は、リングに配置
されている請求項4記載の超音波イメージング装置。 - 【請求項7】 前記相互並置されている変換器要素
(5)の直径は、前記超音波の波長のオーダにある請求
項5または6記載の超音波イメージング装置。 - 【請求項8】 超音波供給は、パルス群によって行われ
る請求項1記載の超音波イメージング装置。 - 【請求項9】 超音波照射は、超音波領域における種々
異なった周波数によって行われる請求項1記載の超音波
イメージング装置。 - 【請求項10】 前記穴(2)は、前記支持体(4)の
面(3)の中心点に設けられている請求項1から9まで
のいずれか1項記載の超音波イメージング装置。 - 【請求項11】 前記穴(2)は、前記支持体(4)の
漏斗状の孔(9)によって形成されている請求項1また
は8記載の超音波イメージング装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4310390.1 | 1993-03-30 | ||
DE4310390A DE4310390C2 (de) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Ultraschallabbildungsvorrichtung zur Erfassung und/oder Identifikation von Oberflächenstrukturen und oberflächennahen Strukturen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07108042A true JPH07108042A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=6484272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6060454A Pending JPH07108042A (ja) | 1993-03-30 | 1994-03-30 | 超音波イメージング装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5515298A (ja) |
EP (1) | EP0619095B1 (ja) |
JP (1) | JPH07108042A (ja) |
AT (1) | ATE175559T1 (ja) |
CA (1) | CA2120205C (ja) |
DE (2) | DE4310390C2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018534014A (ja) * | 2015-09-26 | 2018-11-22 | クアルコム,インコーポレイテッド | 超音波撮像デバイスおよび方法 |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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