JPH08313504A - 超音波検査方法およびその装置 - Google Patents
超音波検査方法およびその装置Info
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- JPH08313504A JPH08313504A JP7120096A JP12009695A JPH08313504A JP H08313504 A JPH08313504 A JP H08313504A JP 7120096 A JP7120096 A JP 7120096A JP 12009695 A JP12009695 A JP 12009695A JP H08313504 A JPH08313504 A JP H08313504A
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- ultrasonic
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 分解能を犠牲にすることなく、簡素な回路構
成で高密度の画像を得ることができる超音波検査方法お
よびその装置を提供すること。 【構成】 送信用アレイ探触子Aと受信用アレイ探触子
Bの相対位置を1/2ピッチずらすことにより送信ビー
ムの指向特性の中心位置と受信ビーム中心位置とを異な
る位置とする。この状態で、両アレイ探触子A、Bの振
動子の選択数を同数とし、ある送受信では、送信用アレ
イ探触子Aの振動子の選択はそのままとして受信用アレ
イ探触子Bの振動子の選択を1つずらせ、次の送受信で
は逆に、送信用アレイ探触子の振動子の選択を1つずら
せる。この切り換え動作を送受信毎に交互に繰り返して
ゆく。これにより送受波の総合指向性の中心位置F1 〜
F4は1/2ピッチずつずれ、ピッチを1/2にでき
る。選択される振動子の数が両アレイ探触子において同
数であるので、両者の遅延パターンを同じくすることが
でき、これにより回路構成が簡素となり、分解能の犠牲
を避けることができる。
成で高密度の画像を得ることができる超音波検査方法お
よびその装置を提供すること。 【構成】 送信用アレイ探触子Aと受信用アレイ探触子
Bの相対位置を1/2ピッチずらすことにより送信ビー
ムの指向特性の中心位置と受信ビーム中心位置とを異な
る位置とする。この状態で、両アレイ探触子A、Bの振
動子の選択数を同数とし、ある送受信では、送信用アレ
イ探触子Aの振動子の選択はそのままとして受信用アレ
イ探触子Bの振動子の選択を1つずらせ、次の送受信で
は逆に、送信用アレイ探触子の振動子の選択を1つずら
せる。この切り換え動作を送受信毎に交互に繰り返して
ゆく。これにより送受波の総合指向性の中心位置F1 〜
F4は1/2ピッチずつずれ、ピッチを1/2にでき
る。選択される振動子の数が両アレイ探触子において同
数であるので、両者の遅延パターンを同じくすることが
でき、これにより回路構成が簡素となり、分解能の犠牲
を避けることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の超音波振動子を
一列に配列して構成された送信用アレイ探触子および受
信用アレイ探触子を被検体を介して対向配置し、当該被
検体を超音波ビームで走査しその反射波を受信すること
により被検体の検査を行う超音波検査方法およびその装
置に関する。
一列に配列して構成された送信用アレイ探触子および受
信用アレイ探触子を被検体を介して対向配置し、当該被
検体を超音波ビームで走査しその反射波を受信すること
により被検体の検査を行う超音波検査方法およびその装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波検査による非破壊検査は多くの分
野で使用されている。特に、圧電体を超音波振動子(以
下、単に振動子という)として用い、これら振動子を多
数所定方向に配列して構成されるアレイ探触子による超
音波検査は、当該アレイ探触子の配列方向の超音波走査
を電子的に行なうことができるので、迅速な検査が可能
である。即ち、複数の隣接する振動子を選択し、これら
をそれぞれ所定の時間遅延させて励振させると、その遅
延の態様に応じた超音波ビームを発生させることができ
る。そこで、複数の振動子の選択を1つずつずらせてゆ
き、各選択毎に上記の遅延の態様で振動子を励振させる
と、発生した超音波ビームは振動子の配列方向に順次移
動してゆくことになり、結局、超音波ビームによる走査
が行われることになる。上記の各選択は電子的に行われ
るので、走査速度は機械的な走査に比較してはるかに早
くなる。
野で使用されている。特に、圧電体を超音波振動子(以
下、単に振動子という)として用い、これら振動子を多
数所定方向に配列して構成されるアレイ探触子による超
音波検査は、当該アレイ探触子の配列方向の超音波走査
を電子的に行なうことができるので、迅速な検査が可能
である。即ち、複数の隣接する振動子を選択し、これら
をそれぞれ所定の時間遅延させて励振させると、その遅
延の態様に応じた超音波ビームを発生させることができ
る。そこで、複数の振動子の選択を1つずつずらせてゆ
き、各選択毎に上記の遅延の態様で振動子を励振させる
と、発生した超音波ビームは振動子の配列方向に順次移
動してゆくことになり、結局、超音波ビームによる走査
が行われることになる。上記の各選択は電子的に行われ
るので、走査速度は機械的な走査に比較してはるかに早
くなる。
【0003】ところで、超音波検査装置では、超音波走
査の密度をあげて画像の質を向上させることが要望され
ている。しかし、上記の手段による走査(電子走査)で
は、走査のピッチが各振動子の配列間隔に限定され、配
列間隔を狭くして走査密度を高める方法には限界があ
る。このため、走査ピッチを小さくするための種々の方
法が提案されている。これらの方法のうち、特開平1−
104251号公報で提案されている方法の原理を図4
により説明する。
査の密度をあげて画像の質を向上させることが要望され
ている。しかし、上記の手段による走査(電子走査)で
は、走査のピッチが各振動子の配列間隔に限定され、配
列間隔を狭くして走査密度を高める方法には限界があ
る。このため、走査ピッチを小さくするための種々の方
法が提案されている。これらの方法のうち、特開平1−
104251号公報で提案されている方法の原理を図4
により説明する。
【0004】なお、上記公報に示される方法は、1つの
アレイ探触子を超音波ビームの送信と受信とに共用する
超音波検査装置における方法であり、被検体の真上にア
レイ探触子を位置せしめ、超音波を送信しその反射波を
同じアレイ探触子で受信する方法であって、医療用の超
音波診断装置の多くにこの方法が用いられる。これに対
して、産業用の非破壊検査では、例えば被検体が超音波
の減衰の大きな材料であるような場合、送信用のアレイ
探触子と受信用のアレイ探触子の2つのアレイ探触子を
被検体を挟んで対向配置し、被検体に対して超音波ビー
ムを透過させて検査を行う場合がしばしばある。そし
て、上記公報では1つのアレイ探触子を用いるものに対
して走査ピッチを小さくする方法の原理が述べられてい
るが、この原理は、2つのアレイ探触子を用いるものに
対しても全く同様に適用できるので、図4では2つのア
レイ探触子を用いるものに対して適用する場合の当該原
理を説明する。
アレイ探触子を超音波ビームの送信と受信とに共用する
超音波検査装置における方法であり、被検体の真上にア
レイ探触子を位置せしめ、超音波を送信しその反射波を
同じアレイ探触子で受信する方法であって、医療用の超
音波診断装置の多くにこの方法が用いられる。これに対
して、産業用の非破壊検査では、例えば被検体が超音波
の減衰の大きな材料であるような場合、送信用のアレイ
探触子と受信用のアレイ探触子の2つのアレイ探触子を
被検体を挟んで対向配置し、被検体に対して超音波ビー
ムを透過させて検査を行う場合がしばしばある。そし
て、上記公報では1つのアレイ探触子を用いるものに対
して走査ピッチを小さくする方法の原理が述べられてい
るが、この原理は、2つのアレイ探触子を用いるものに
対しても全く同様に適用できるので、図4では2つのア
レイ探触子を用いるものに対して適用する場合の当該原
理を説明する。
【0005】図4は上記公報で提案された従来の走査方
法の原理を説明する図である。この図で、Aは送信用の
アレイ探触子を示し、その一部の振動子1〜8が図示さ
れている。同じく、Bは受信用のアレイ探触子を示し、
その一部の振動子1〜8が図示されている。Sは焦点位
置の移動を判り易く示すために付されたスケールであ
る。(I)〜(IV)は超音波ビームの発生順番(走査
順番)を示す。まず、走査順番(I)では、送信用のア
レイ探触子の振動子1〜6が選択され、これらを所定の
遅延時間で励振させることにより送信ビームが発生す
る。この送信ビームの中心は矢印Tの位置、スケールS
上では「3」位置である。これに対して、受信は、受信
用のアレイ探触子の振動子1〜5が選択され、これら振
動子(1〜5)の中心は矢印Rの位置、スケールS上で
は「2.5」位置である。
法の原理を説明する図である。この図で、Aは送信用の
アレイ探触子を示し、その一部の振動子1〜8が図示さ
れている。同じく、Bは受信用のアレイ探触子を示し、
その一部の振動子1〜8が図示されている。Sは焦点位
置の移動を判り易く示すために付されたスケールであ
る。(I)〜(IV)は超音波ビームの発生順番(走査
順番)を示す。まず、走査順番(I)では、送信用のア
レイ探触子の振動子1〜6が選択され、これらを所定の
遅延時間で励振させることにより送信ビームが発生す
る。この送信ビームの中心は矢印Tの位置、スケールS
上では「3」位置である。これに対して、受信は、受信
用のアレイ探触子の振動子1〜5が選択され、これら振
動子(1〜5)の中心は矢印Rの位置、スケールS上で
は「2.5」位置である。
【0006】今、送信波の指向特性をX、受信波の指向
特性をYとすると、送受波の総合指向特性Zは、Z=X
・Yとなり、その中心は両者の中間点となる。したがっ
て、上記の例では中間点、即ち送受波の指向特性の中心
は、スケール上に黒丸F1 で示す「2.75」位置とな
る。受信された各信号は、所定の遅延パターンで遅延さ
れた後に加算される。
特性をYとすると、送受波の総合指向特性Zは、Z=X
・Yとなり、その中心は両者の中間点となる。したがっ
て、上記の例では中間点、即ち送受波の指向特性の中心
は、スケール上に黒丸F1 で示す「2.75」位置とな
る。受信された各信号は、所定の遅延パターンで遅延さ
れた後に加算される。
【0007】走査順番(II)では、送信用のアレイ探
触子の振動子の選択状態はそのままとし、受信は受信用
のアレイ探触子の振動子2〜6で行う。この結果、中心
は黒丸F2 で示す「3.25」位置となる。走査順番
(III)では、送信用のアレイ探触子の振動子を1つ
ずらせて振動子2〜7で送信を行い、受信用のアレイ探
触子の振動子の選択状態はそのままにしておく。これに
より、中心は黒丸F3 で示す「3.75」位置となる。
又、走査順番(IV)では、送信用のアレイ探触子の振
動子の選択状態はそのままとし、受信は受信用のアレイ
探触子の振動子3〜7で行う。この結果、中心は黒丸F
4 で示す「4.25」位置となる。このような方法によ
り、通常の方法では、スケールS上でピッチ「1」であ
った走査ピッチが、ピッチ「0.5」(1/2)に小さ
くされ、画像の走査線密度を2倍に向上させることがで
きる。
触子の振動子の選択状態はそのままとし、受信は受信用
のアレイ探触子の振動子2〜6で行う。この結果、中心
は黒丸F2 で示す「3.25」位置となる。走査順番
(III)では、送信用のアレイ探触子の振動子を1つ
ずらせて振動子2〜7で送信を行い、受信用のアレイ探
触子の振動子の選択状態はそのままにしておく。これに
より、中心は黒丸F3 で示す「3.75」位置となる。
又、走査順番(IV)では、送信用のアレイ探触子の振
動子の選択状態はそのままとし、受信は受信用のアレイ
探触子の振動子3〜7で行う。この結果、中心は黒丸F
4 で示す「4.25」位置となる。このような方法によ
り、通常の方法では、スケールS上でピッチ「1」であ
った走査ピッチが、ピッチ「0.5」(1/2)に小さ
くされ、画像の走査線密度を2倍に向上させることがで
きる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法は、送
信用のアレイ探触子側では6個の振動子を選択し、受信
用のアレイ探触子側では5個の振動素子を選択する方法
である。したがって、選択された振動子に与えられるべ
き遅延パターンは、送信用のアレイ探触子側と受信用の
アレイ探触子側とでは異なるパターンとなる。このた
め、遅延時間を与える制御回路が各アレイ探触子毎に別
個に必要となり、回路構成が複雑化し、コストが上昇す
る。
信用のアレイ探触子側では6個の振動子を選択し、受信
用のアレイ探触子側では5個の振動素子を選択する方法
である。したがって、選択された振動子に与えられるべ
き遅延パターンは、送信用のアレイ探触子側と受信用の
アレイ探触子側とでは異なるパターンとなる。このた
め、遅延時間を与える制御回路が各アレイ探触子毎に別
個に必要となり、回路構成が複雑化し、コストが上昇す
る。
【0009】又、超音波ビームの焦点位置における分解
能は、送受信の口径が大きいほど高くなる。このために
は、超音波ビームの形成(送受信)に関与する振動子を
多くすることが望ましい。ところが、上記の図4に示す
方法では、送信に使用される振動子が6個であるにもか
かわらず受信に使用される振動子は5個であるので、分
解能の観点からすると送信に使用される振動子1個が犠
牲になっている。換言すれば、ピッチを1/2として走
査線密度を2倍にするために分解能が犠牲にされている
ことになる。
能は、送受信の口径が大きいほど高くなる。このために
は、超音波ビームの形成(送受信)に関与する振動子を
多くすることが望ましい。ところが、上記の図4に示す
方法では、送信に使用される振動子が6個であるにもか
かわらず受信に使用される振動子は5個であるので、分
解能の観点からすると送信に使用される振動子1個が犠
牲になっている。換言すれば、ピッチを1/2として走
査線密度を2倍にするために分解能が犠牲にされている
ことになる。
【0010】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、分解能を犠牲にすることなく、簡素な回路
構成で高密度の画像を得ることができる超音波検査方法
およびその装置を提供することにある。
題を解決し、分解能を犠牲にすることなく、簡素な回路
構成で高密度の画像を得ることができる超音波検査方法
およびその装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、多数の超音波振動子を所定方向に配列し
た送信用アレイ振動子列と、この送信用アレイ振動子列
と同一ピッチ配列の受信用アレイ振動子列とを配置し、
前記送信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの選択
された超音波振動子から被検体に照射された超音波ビー
ムを前記受信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの
選択された超音波振動子で受信し、この受信した超音波
ビームに基づいて前記被検体の検査を行う超音波検査方
法において、前記送信用アレイ振動子列と前記受信用ア
レイ振動子列との相対位置を、隣接する前記超音波振動
子の中心間距離で定まる1ピッチ未満の距離だけずらす
ことにより、送信される超音波ビームの指向特性の中心
位置と受信される超音波ビームの指向特性の中心位置と
を異なる位置とするとともに、前記送信用アレイ振動子
列における超音波振動子の選択数と前記受信用アレイ振
動子列における超音波振動子の選択数とを同数とし、送
受信毎に、前記送信用アレイ振動子列における超音波振
動子の選択および前記受信用アレイ振動子列における超
音波振動子の選択を交互に1つずつずらせてゆくことを
特徴とする。
め、本発明は、多数の超音波振動子を所定方向に配列し
た送信用アレイ振動子列と、この送信用アレイ振動子列
と同一ピッチ配列の受信用アレイ振動子列とを配置し、
前記送信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの選択
された超音波振動子から被検体に照射された超音波ビー
ムを前記受信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの
選択された超音波振動子で受信し、この受信した超音波
ビームに基づいて前記被検体の検査を行う超音波検査方
法において、前記送信用アレイ振動子列と前記受信用ア
レイ振動子列との相対位置を、隣接する前記超音波振動
子の中心間距離で定まる1ピッチ未満の距離だけずらす
ことにより、送信される超音波ビームの指向特性の中心
位置と受信される超音波ビームの指向特性の中心位置と
を異なる位置とするとともに、前記送信用アレイ振動子
列における超音波振動子の選択数と前記受信用アレイ振
動子列における超音波振動子の選択数とを同数とし、送
受信毎に、前記送信用アレイ振動子列における超音波振
動子の選択および前記受信用アレイ振動子列における超
音波振動子の選択を交互に1つずつずらせてゆくことを
特徴とする。
【0012】又、本発明は、上記の方法を実施するた
め、前記送信用アレイ振動子列と前記受信用アレイ振動
子列との相対位置を、隣接する前記超音波振動子の中心
間距離で定まる1ピッチ未満の距離だけずらして配置す
るとともに、前記送信用アレイ振動子列における選択さ
れた各超音波振動子に遅延を与える送信遅延回路と、前
記受信用アレイ振動子列における選択された各超音波振
動子に遅延を与える受信遅延回路と、前記送信遅延回路
および前記受信遅延回路に共通の遅延パターンを与える
送受信遅延制御回路と、前記送信用アレイ振動子列の超
音波振動子の所要のものを選択する送信振動子選択回路
と、前記受信用アレイ振動子列の超音波振動子の所要の
ものを選択する受信振動子選択回路と、前記送信振動子
選択回路と前記受信振動子選択回路における超音波振動
子の選択数を同数とし、送受信毎に、前記送信振動子選
択回路の超音波振動子の選択と前記受信振動子選択回路
の超音波振動子の選択を交互に1つずつずらせてゆく制
御手段とを設けたことを特徴とする。
め、前記送信用アレイ振動子列と前記受信用アレイ振動
子列との相対位置を、隣接する前記超音波振動子の中心
間距離で定まる1ピッチ未満の距離だけずらして配置す
るとともに、前記送信用アレイ振動子列における選択さ
れた各超音波振動子に遅延を与える送信遅延回路と、前
記受信用アレイ振動子列における選択された各超音波振
動子に遅延を与える受信遅延回路と、前記送信遅延回路
および前記受信遅延回路に共通の遅延パターンを与える
送受信遅延制御回路と、前記送信用アレイ振動子列の超
音波振動子の所要のものを選択する送信振動子選択回路
と、前記受信用アレイ振動子列の超音波振動子の所要の
ものを選択する受信振動子選択回路と、前記送信振動子
選択回路と前記受信振動子選択回路における超音波振動
子の選択数を同数とし、送受信毎に、前記送信振動子選
択回路の超音波振動子の選択と前記受信振動子選択回路
の超音波振動子の選択を交互に1つずつずらせてゆく制
御手段とを設けたことを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明では、送信用アレイ振動子列と受信用ア
レイ振動子列の2つを用い、それら両者の相対位置を、
隣接する超音波振動子の中心間距離で定まる1ピッチ未
満の距離、最も望ましくは1/2ピッチだけ予めずらし
ておく。これにより、送信される超音波ビームの指向特
性の中心位置と受信される超音波ビームの指向特性の中
心位置とが異なる位置となる。この状態で、送信用アレ
イ振動子列における超音波振動子の選択数と受信用アレ
イ振動子列における超音波振動子の選択数とを同数と
し、ある送受信では、送信用アレイ振動子列における超
音波振動子の選択はそのままとして受信用アレイ振動子
列における超音波振動子の選択を1つずらせ、次の送受
信では、受信用アレイ振動子列における超音波振動子の
選択はそのままとして送信用アレイ振動子列における超
音波振動子の選択を1つずらせる。この切り換え動作を
送受信毎に交互に繰り返してゆく。選択される超音波振
動子の数が送信用アレイ振動子列および受信用アレイ振
動子列において同数であるので、両者の遅延パターンを
同じくすることができ、送受信遅延制御回路を1つで済
ますことができて回路構成が簡素となるばかりでなく、
分解能が犠牲になるのを避けることができる。
レイ振動子列の2つを用い、それら両者の相対位置を、
隣接する超音波振動子の中心間距離で定まる1ピッチ未
満の距離、最も望ましくは1/2ピッチだけ予めずらし
ておく。これにより、送信される超音波ビームの指向特
性の中心位置と受信される超音波ビームの指向特性の中
心位置とが異なる位置となる。この状態で、送信用アレ
イ振動子列における超音波振動子の選択数と受信用アレ
イ振動子列における超音波振動子の選択数とを同数と
し、ある送受信では、送信用アレイ振動子列における超
音波振動子の選択はそのままとして受信用アレイ振動子
列における超音波振動子の選択を1つずらせ、次の送受
信では、受信用アレイ振動子列における超音波振動子の
選択はそのままとして送信用アレイ振動子列における超
音波振動子の選択を1つずらせる。この切り換え動作を
送受信毎に交互に繰り返してゆく。選択される超音波振
動子の数が送信用アレイ振動子列および受信用アレイ振
動子列において同数であるので、両者の遅延パターンを
同じくすることができ、送受信遅延制御回路を1つで済
ますことができて回路構成が簡素となるばかりでなく、
分解能が犠牲になるのを避けることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1は本発明の実施例に係る超音波検査方法を説
明する図である。この図で、図4に示す部分と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。図4に示す従来
の方法では、送信用のアレイ探触子と受信用のアレイ探
触子との相対位置関係が両者一致しているのに対して、
本実施例では、両者の相対位置が図1に示すように1/
2ピッチずらされる。この状態で順次超音波の送受信が
行われる。
する。図1は本発明の実施例に係る超音波検査方法を説
明する図である。この図で、図4に示す部分と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。図4に示す従来
の方法では、送信用のアレイ探触子と受信用のアレイ探
触子との相対位置関係が両者一致しているのに対して、
本実施例では、両者の相対位置が図1に示すように1/
2ピッチずらされる。この状態で順次超音波の送受信が
行われる。
【0015】まず、走査順番(I)で、送信用のアレイ
探触子および受信用のアレイ探触子は、それぞれ同数の
振動子(図示の場合は6つで、いずれも振動子1〜6)
が選択される。両者の相対位置が上記のように1/2ピ
ッチずれているので、上記振動子の選択により、送信ビ
ームの中心位置は矢印Tの位置、スケールS上では
「3.5」位置である。一方、受信ビームの中心位置は
矢印Rの位置、スケールSでは「3.0」位置である。
したがって、送受波の総合指向性の中心は、スケール上
に黒丸F1 で示す「3.25」位置となる。
探触子および受信用のアレイ探触子は、それぞれ同数の
振動子(図示の場合は6つで、いずれも振動子1〜6)
が選択される。両者の相対位置が上記のように1/2ピ
ッチずれているので、上記振動子の選択により、送信ビ
ームの中心位置は矢印Tの位置、スケールS上では
「3.5」位置である。一方、受信ビームの中心位置は
矢印Rの位置、スケールSでは「3.0」位置である。
したがって、送受波の総合指向性の中心は、スケール上
に黒丸F1 で示す「3.25」位置となる。
【0016】走査順番(II)では、送信用のアレイ探
触子はそのままとし、受信用のアレイ探触子の振動子を
振動子2〜7に切り換える。これにより、送受波の総合
指向性の中心位置F2 はスケールSの黒丸「3.75」
となり、走査順番(I)の走査に対して「0.5」(1
/2ピッチ)ずれることになる。走査順番(III)で
は、逆に、受信用のアレイ探触子はそのままとし、送信
用のアレイ探触子の振動子を振動子2〜7に切り換え
る。これにより、送受波の総合指向性の中心位置F3 は
スケールSの黒丸「4.25」となり、走査順番(I
I)の走査に対して「0.5」(1/2ピッチ)ずれる
ことになる。走査順番(IV)では、送信用のアレイ探
触子はそのままとし、受信用のアレイ探触子の振動子を
振動子3〜8に切り換える。これにより、送受波の総合
指向性の中心位置F4 はスケールSの黒丸「4.75」
となり、走査順番(III)の走査に対して「0.5」
(1/2ピッチ)ずれることになる。以後、これに準じ
て送受信が行われる。
触子はそのままとし、受信用のアレイ探触子の振動子を
振動子2〜7に切り換える。これにより、送受波の総合
指向性の中心位置F2 はスケールSの黒丸「3.75」
となり、走査順番(I)の走査に対して「0.5」(1
/2ピッチ)ずれることになる。走査順番(III)で
は、逆に、受信用のアレイ探触子はそのままとし、送信
用のアレイ探触子の振動子を振動子2〜7に切り換え
る。これにより、送受波の総合指向性の中心位置F3 は
スケールSの黒丸「4.25」となり、走査順番(I
I)の走査に対して「0.5」(1/2ピッチ)ずれる
ことになる。走査順番(IV)では、送信用のアレイ探
触子はそのままとし、受信用のアレイ探触子の振動子を
振動子3〜8に切り換える。これにより、送受波の総合
指向性の中心位置F4 はスケールSの黒丸「4.75」
となり、走査順番(III)の走査に対して「0.5」
(1/2ピッチ)ずれることになる。以後、これに準じ
て送受信が行われる。
【0017】このように、本実施例では、送信用のアレ
イ探触子と受信用のアレイ探触子の相対位置を1/2ピ
ッチずらすようにしたので、送信用のアレイ探触子で選
択される振動子の数と受信用のアレイ探触子で選択され
る振動子の数を等しくすることができ、これにより、送
信用のアレイ探触子側に対する遅延パターンと受信用の
アレイ探触子側に対する遅延パターンを同じくすること
ができ、遅延パターンを作成して出力する送受信遅延制
御回路を1つで済ますことができ、回路構成が簡素とな
るばかりでなく、分解能が犠牲になるのを避けることも
できる。
イ探触子と受信用のアレイ探触子の相対位置を1/2ピ
ッチずらすようにしたので、送信用のアレイ探触子で選
択される振動子の数と受信用のアレイ探触子で選択され
る振動子の数を等しくすることができ、これにより、送
信用のアレイ探触子側に対する遅延パターンと受信用の
アレイ探触子側に対する遅延パターンを同じくすること
ができ、遅延パターンを作成して出力する送受信遅延制
御回路を1つで済ますことができ、回路構成が簡素とな
るばかりでなく、分解能が犠牲になるのを避けることも
できる。
【0018】上記図1に示す例では、送信用のアレイ探
触子と受信用のアレイ探触子の相対位置を1/2ピッチ
ずらす例について説明した。しかし、両者のずれ量は1
/2ピッチに限ることはなく、1ピッチ未満であれば走
査ビームを1/2ピッチずらすことができる。図2に両
者を1/4ピッチずらせた場合の動作を示す。
触子と受信用のアレイ探触子の相対位置を1/2ピッチ
ずらす例について説明した。しかし、両者のずれ量は1
/2ピッチに限ることはなく、1ピッチ未満であれば走
査ビームを1/2ピッチずらすことができる。図2に両
者を1/4ピッチずらせた場合の動作を示す。
【0019】図2は本発明の他の実施例に係る超音波検
査方法を説明する図である。この図で、図1に示す部分
と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この
実施例では、両者の相対位置が図示のように1/4ピッ
チずらされる。この状態で順次超音波の送受信が行われ
る。両者の振動子の切り換えの態様は、さきの実施例の
切り換え態様と同じである。
査方法を説明する図である。この図で、図1に示す部分
と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この
実施例では、両者の相対位置が図示のように1/4ピッ
チずらされる。この状態で順次超音波の送受信が行われ
る。両者の振動子の切り換えの態様は、さきの実施例の
切り換え態様と同じである。
【0020】走査順番(I)では、送受波の総合指向性
の中心は、スケール上に黒丸F1 で示す「3.125」
位置となる。走査順番(II)では、送受波の総合指向
性の中心位置F2 はスケールSの黒丸「3.625」と
なり、走査順番(III)では、送受波の総合指向性の
中心位置F3 はスケールSの黒丸「4.125」とな
り、走査順番(IV)では、送受波の総合指向性の中心
位置F4 はスケールSの黒丸「4.625」となる。し
たがって、順に「0.5」(1/2ピッチ)ずれること
になる。以後、これに準じて送受信が行われる。本実施
例の効果も、さきの実施例の効果と同じである。
の中心は、スケール上に黒丸F1 で示す「3.125」
位置となる。走査順番(II)では、送受波の総合指向
性の中心位置F2 はスケールSの黒丸「3.625」と
なり、走査順番(III)では、送受波の総合指向性の
中心位置F3 はスケールSの黒丸「4.125」とな
り、走査順番(IV)では、送受波の総合指向性の中心
位置F4 はスケールSの黒丸「4.625」となる。し
たがって、順に「0.5」(1/2ピッチ)ずれること
になる。以後、これに準じて送受信が行われる。本実施
例の効果も、さきの実施例の効果と同じである。
【0021】ところで、本実施例では、走査順番(I)
と走査順番(III)では、送信の中心Tと受信の中心
Rの間隔が1/4ピッチであるのに対して、走査順番
(II)と走査順番(IV)では、送信の中心Tと受信
の中心Rの間隔は3/4ピッチとなっている。したがっ
て、各走査における受信感度が走査の1つおきに等し
く、隣接する走査では異なる。このため、図2に示す実
施例では、受信結果に微妙な感度むらが生じることとな
る。これに対して、図1に示す実施例では、全ての走査
において、送信の中心Tと受信の中心Rの間隔が1/2
ピッチであるので、感度むらは存在しない。これら実施
例の説明から推察されるように、送信用のアレイ探触子
と受信用のアレイ探触子の相対位置のずれ量が1/2ピ
ッチに近づくほど感度むらが小さくなり、1/2ピッチ
で感度むらが完全になくなる。このことを逆にいえば、
ずれ量を1/2ピッチにしなくても、感度むらが問題に
ならないレベルで1/2ピッチ走査が行えるということ
になる。
と走査順番(III)では、送信の中心Tと受信の中心
Rの間隔が1/4ピッチであるのに対して、走査順番
(II)と走査順番(IV)では、送信の中心Tと受信
の中心Rの間隔は3/4ピッチとなっている。したがっ
て、各走査における受信感度が走査の1つおきに等し
く、隣接する走査では異なる。このため、図2に示す実
施例では、受信結果に微妙な感度むらが生じることとな
る。これに対して、図1に示す実施例では、全ての走査
において、送信の中心Tと受信の中心Rの間隔が1/2
ピッチであるので、感度むらは存在しない。これら実施
例の説明から推察されるように、送信用のアレイ探触子
と受信用のアレイ探触子の相対位置のずれ量が1/2ピ
ッチに近づくほど感度むらが小さくなり、1/2ピッチ
で感度むらが完全になくなる。このことを逆にいえば、
ずれ量を1/2ピッチにしなくても、感度むらが問題に
ならないレベルで1/2ピッチ走査が行えるということ
になる。
【0022】図3は上記各実施例の方法を実施する超音
波検査装置のブロック図である。この図で、A、Bは図
1、図2に示すものと同様のアレイ探触子である。10
は送信遅延回路であり送信遅延パターンを生成し、この
パターンに従ってパルサ回路に信号を出力する。11は
入力されたパルス信号に応じて振動子を励振するパルス
を出力するパルサ回路、12は励振させるべき振動子を
選択する送信振動子選択回路、13は受信させるべき振
動子を選択する受信振動子選択回路である。14は受信
遅延回路であり、受信信号を所定の遅延パターンで遅延
させて加算する。15は送受信遅延制御回路であり、送
信遅延回路10と受信遅延回路14の遅延パターンを演
算し、その演算結果を両者に出力する。16は増幅器、
17はブラウン管等の表示器、18、19は表示器17
の掃引を行うX軸偏向回路およびY軸偏向回路である。
20はマイクロコンピュータで構成される制御部であ
り、表示器17を除く全ての構成要素の動作を制御す
る。
波検査装置のブロック図である。この図で、A、Bは図
1、図2に示すものと同様のアレイ探触子である。10
は送信遅延回路であり送信遅延パターンを生成し、この
パターンに従ってパルサ回路に信号を出力する。11は
入力されたパルス信号に応じて振動子を励振するパルス
を出力するパルサ回路、12は励振させるべき振動子を
選択する送信振動子選択回路、13は受信させるべき振
動子を選択する受信振動子選択回路である。14は受信
遅延回路であり、受信信号を所定の遅延パターンで遅延
させて加算する。15は送受信遅延制御回路であり、送
信遅延回路10と受信遅延回路14の遅延パターンを演
算し、その演算結果を両者に出力する。16は増幅器、
17はブラウン管等の表示器、18、19は表示器17
の掃引を行うX軸偏向回路およびY軸偏向回路である。
20はマイクロコンピュータで構成される制御部であ
り、表示器17を除く全ての構成要素の動作を制御す
る。
【0023】上記のブロック図から明らかなように、従
来の装置では、送信振動子選択回路12と受信振動子選
択回路13で選択される振動子の数が異なるので、送信
遅延回路10と受信遅延回路14に与える遅延パターン
は異なるパターンとなっていたが、本実施例では、送信
振動子選択回路12と受信振動子選択回路13で選択さ
れる振動子の数が同数であるので、送信遅延回路10と
受信遅延回路14に与える遅延パターンは同一となり、
送受信遅延制御回路15は1つで済み、回路構成が簡素
化され、コストが低減される。
来の装置では、送信振動子選択回路12と受信振動子選
択回路13で選択される振動子の数が異なるので、送信
遅延回路10と受信遅延回路14に与える遅延パターン
は異なるパターンとなっていたが、本実施例では、送信
振動子選択回路12と受信振動子選択回路13で選択さ
れる振動子の数が同数であるので、送信遅延回路10と
受信遅延回路14に与える遅延パターンは同一となり、
送受信遅延制御回路15は1つで済み、回路構成が簡素
化され、コストが低減される。
【0024】なお、上記各実施例の説明では、遅延パタ
ーンを与えることにより、超音波ビームに焦点を形成す
る例について説明したが、本発明は、遅延パターンを与
えず、各振動子を励起するタイミングを等しくするいわ
ゆる平行ビーム(フラットビーム)を用いる場合にも適
用可能である。
ーンを与えることにより、超音波ビームに焦点を形成す
る例について説明したが、本発明は、遅延パターンを与
えず、各振動子を励起するタイミングを等しくするいわ
ゆる平行ビーム(フラットビーム)を用いる場合にも適
用可能である。
【0025】又、上記各実施例の説明では、被検体を挟
んで送信用アレイ探触子と受信用アレイ探触子とを対向
配置し、被検体に対して超音波ビームを透過させるいわ
ゆる「透過法」の構成について説明したが、これに限る
ことはなく、送信用アレイ探触子と受信用アレイ探触子
とを被検体に対して同じ側に配置し被検体に対して超音
波ビームを反射させるいわゆる「反射法」の構成に対し
ても本発明を適用することができる。さらに、上記「反
射法」の場合でも、1つのアレイ探触子を用い、この1
つのアレイ探触子内に送信用振動子列と受信用振動子列
とを備えた構成に対しても本発明を適用することができ
るのは明らかである。
んで送信用アレイ探触子と受信用アレイ探触子とを対向
配置し、被検体に対して超音波ビームを透過させるいわ
ゆる「透過法」の構成について説明したが、これに限る
ことはなく、送信用アレイ探触子と受信用アレイ探触子
とを被検体に対して同じ側に配置し被検体に対して超音
波ビームを反射させるいわゆる「反射法」の構成に対し
ても本発明を適用することができる。さらに、上記「反
射法」の場合でも、1つのアレイ探触子を用い、この1
つのアレイ探触子内に送信用振動子列と受信用振動子列
とを備えた構成に対しても本発明を適用することができ
るのは明らかである。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、送信用
のアレイ探触子と受信用のアレイ探触子の相対位置を1
ピッチ未満ずらすようにしたので、送信用のアレイ探触
子で選択される振動子の数と受信用のアレイ探触子で選
択される振動子の数を等しくすることができ、これによ
り、送信用のアレイ探触子側に対する遅延パターンと受
信用のアレイ探触子側に対する遅延パターンを同じくす
ることができ、遅延パターンを作成して出力する送受信
遅延制御回路を1つで済ますことができ、回路構成が簡
素となるばかりでなく、分解能が犠牲になるのを避ける
こともできる。
のアレイ探触子と受信用のアレイ探触子の相対位置を1
ピッチ未満ずらすようにしたので、送信用のアレイ探触
子で選択される振動子の数と受信用のアレイ探触子で選
択される振動子の数を等しくすることができ、これによ
り、送信用のアレイ探触子側に対する遅延パターンと受
信用のアレイ探触子側に対する遅延パターンを同じくす
ることができ、遅延パターンを作成して出力する送受信
遅延制御回路を1つで済ますことができ、回路構成が簡
素となるばかりでなく、分解能が犠牲になるのを避ける
こともできる。
【図1】本発明の実施例に係る超音波検査方法を説明す
る図である。
る図である。
【図2】本発明の他の実施例に係る超音波検査方法を説
明する図である。
明する図である。
【図3】図1および図2に示す方法を実施する超音波検
査装置のブロック図である。
査装置のブロック図である。
【図4】従来の超音波検査方法を説明する図である。
A 送信用のアレイ探触子 B 受信用のアレイ探触子 S スケール T 送信ビームの中心位置 R 受信ビームの中心位置 F1 〜F4 送受波の総合指向性の中心位置
Claims (3)
- 【請求項1】 多数の超音波振動子を所定方向に配列し
た送信用アレイ振動子列と、この送信用アレイ振動子列
と同一ピッチ配列の受信用アレイ振動子列とを配置し、
前記送信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの選択
された超音波振動子から被検体に照射された超音波ビー
ムを前記受信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの
選択された超音波振動子で受信し、この受信した超音波
ビームに基づいて前記被検体の検査を行う超音波検査方
法において、前記送信用アレイ振動子列と前記受信用ア
レイ振動子列との相対位置を、隣接する前記超音波振動
子の中心間距離で定まる1ピッチ未満の距離だけずらす
ことにより、送信される超音波ビームの指向特性の中心
位置と受信される超音波ビームの指向特性の中心位置と
を異なる位置とするとともに、前記送信用アレイ振動子
列における超音波振動子の選択数と前記受信用アレイ振
動子列における超音波振動子の選択数とを同数とし、送
受信毎に、前記送信用アレイ振動子列における超音波振
動子の選択および前記受信用アレイ振動子列における超
音波振動子の選択を交互に1つずつずらせてゆくことを
特徴とする超音波検査方法。 - 【請求項2】 多数の超音波振動子を所定方向に配列し
た送信用アレイ振動子列と、この送信用アレイ振動子列
と同一ピッチ配列の受信用アレイ振動子列とを配置し、
前記送信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの選択
された超音波振動子から被検体に照射された超音波ビー
ムを前記受信用アレイ振動子列の超音波振動子のうちの
選択された超音波振動子で受信し、この受信した超音波
ビームに基づいて前記被検体の検査を行う超音波検査方
法において、前記送信用アレイ振動子列と前記受信用ア
レイ振動子列との相対位置を、隣接する前記超音波振動
子の中心間距離で定まる1ピッチ未満の距離だけずらし
て配置するとともに、前記送信用アレイ振動子列におけ
る選択された各超音波振動子に遅延を与える送信遅延回
路と、前記受信用アレイ振動子列における選択された各
超音波振動子に遅延を与える受信遅延回路と、前記送信
遅延回路および前記受信遅延回路に共通の遅延パターン
を与える送受信遅延制御回路と、前記送信用アレイ振動
子列の超音波振動子の所要のものを選択する送信振動子
選択回路と、前記受信用アレイ振動子列の超音波振動子
の所要のものを選択する受信振動子選択回路と、前記送
信振動子選択回路と前記受信振動子選択回路における超
音波振動子の選択数を同数とし、送受信毎に、前記送信
振動子選択回路の超音波振動子の選択と前記受信振動子
選択回路の超音波振動子の選択を交互に1つずつずらせ
てゆく制御手段とを設けたことを特徴とする超音波検査
装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、前記送信用ア
レイ振動子列と前記受信用アレイ振動子列との相対位置
のずれ量は、前記1ピッチの1/2であることを特徴と
する超音波検査方法およびその装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7120096A JPH08313504A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 超音波検査方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7120096A JPH08313504A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 超音波検査方法およびその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08313504A true JPH08313504A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14777820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7120096A Pending JPH08313504A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 超音波検査方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08313504A (ja) |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP7120096A patent/JPH08313504A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050124 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |