JPS58132656A - 超音波顕微鏡 - Google Patents
超音波顕微鏡Info
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- JPS58132656A JPS58132656A JP57014985A JP1498582A JPS58132656A JP S58132656 A JPS58132656 A JP S58132656A JP 57014985 A JP57014985 A JP 57014985A JP 1498582 A JP1498582 A JP 1498582A JP S58132656 A JPS58132656 A JP S58132656A
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- ring
- sample
- ultrasonic
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- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Biochemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波エネルギーを用いた撮像装置、特に超音
波顕微鏡の撮像モードに関する。
波顕微鏡の撮像モードに関する。
近年において医学界において人体の内部構造を観察する
のに有効な波動として応用さｎている超音波は、光や電
子線には不可能な光学的に不透明な物体をも透過する性
３ｉｊを持っており、その周波数が高ければ高い程より
微細な対象物まで描き出す墨が可能である。その上、超
音波が取り出す情報は対象物の弾性、密度、粘性等の力
学的性質を反映している為、光や電子線では得られない
内部の構造までみる事が出来る。
のに有効な波動として応用さｎている超音波は、光や電
子線には不可能な光学的に不透明な物体をも透過する性
３ｉｊを持っており、その周波数が高ければ高い程より
微細な対象物まで描き出す墨が可能である。その上、超
音波が取り出す情報は対象物の弾性、密度、粘性等の力
学的性質を反映している為、光や電子線では得られない
内部の構造までみる事が出来る。
音波周波数ＩＧＨｊ、従って水中での音波長として約１
μｍに及び超高周波音波を利用して、上記の超音波の％
黴を生かし九超音波顕微鏡が検討されている（Ｒ，Ａ、
レモン氏とＣ，Ｆ、クウエーツ氏のＡ ５ｃａｎｎｉｎ
ｇ Ａｃｏｕｓｔｉｃ ＭｉＣｒＯａＣＯｐｅと題する
ＩＥＥＥ Ｃａｔ、Ａ ７３ＣＨ１４８２９ＳＵ Ｐ
Ｐ４２３−４２６に掲載の文献）。
μｍに及び超高周波音波を利用して、上記の超音波の％
黴を生かし九超音波顕微鏡が検討されている（Ｒ，Ａ、
レモン氏とＣ，Ｆ、クウエーツ氏のＡ ５ｃａｎｎｉｎ
ｇ Ａｃｏｕｓｔｉｃ ＭｉＣｒＯａＣＯｐｅと題する
ＩＥＥＥ Ｃａｔ、Ａ ７３ＣＨ１４８２９ＳＵ Ｐ
Ｐ４２３−４２６に掲載の文献）。
この超音波顕微鏡の原理は、約１μｍ位まで細く絞った
超音波ビームによって試料面を機械的に２次元走査しな
がら、試料によって惹起された散乱、反射、透：ｊＩｉ
減衰といったしよう乱音波を集音して電気信号に変換し
、この電気信号をブラウン管上に、上記機械走査と岡期
して２次元表示する拳により細微ｌＴＩ１ｇＩを得るも
のである。
超音波ビームによって試料面を機械的に２次元走査しな
がら、試料によって惹起された散乱、反射、透：ｊＩｉ
減衰といったしよう乱音波を集音して電気信号に変換し
、この電気信号をブラウン管上に、上記機械走査と岡期
して２次元表示する拳により細微ｌＴＩ１ｇＩを得るも
のである。
本発明は、試料からの反射超音波を検出描画する反射型
超音波顕歓鏡に関するので、まず第１図を用いてその従
来の基本構成を説明する。
超音波顕歓鏡に関するので、まず第１図を用いてその従
来の基本構成を説明する。
超音波全発生検出するトラ／ステユーザは、主として、
圧電薄膜２０、ｆＩＩＩレンズ４０から構成される。即
ち、レンズ結晶４０（例えは、サファイア、石英ガラス
等の円柱状結晶）は、その一端歯１４１は光学研磨され
た平面であり、他端面には微小な曲率半径（例えば０，
１〜ｈ１の半球穴４２が形成されている。端面４１に蒸
着等によって設けられた上部電極１０、圧電薄膜２０及
び下部１ｌｌＩ極１１からなる層構造の上下電極間に、
ＲＦパルス発振器１００の出力電気信号全印加すｎば、
上記圧１１ＬＩＩ！、膜の圧電効果により、レンズ結晶
４０内に平面波のＲＦパルス超音波８０が放射される。
圧電薄膜２０、ｆＩＩＩレンズ４０から構成される。即
ち、レンズ結晶４０（例えは、サファイア、石英ガラス
等の円柱状結晶）は、その一端歯１４１は光学研磨され
た平面であり、他端面には微小な曲率半径（例えば０，
１〜ｈ１の半球穴４２が形成されている。端面４１に蒸
着等によって設けられた上部電極１０、圧電薄膜２０及
び下部１ｌｌＩ極１１からなる層構造の上下電極間に、
ＲＦパルス発振器１００の出力電気信号全印加すｎば、
上記圧１１ＬＩＩ！、膜の圧電効果により、レンズ結晶
４０内に平面波のＲＦパルス超音波８０が放射される。
この平面超音波は上記半球穴４２と媒’Ｊ［５０（一般
に純水が用いられる）との界面で形成さｎる正のｆＩＩ
＃１球面レンズにより所定焦点（２）におかれｆｃ試料
６０上に集束される。
に純水が用いられる）との界面で形成さｎる正のｆＩＩ
＃１球面レンズにより所定焦点（２）におかれｆｃ試料
６０上に集束される。
試料６０によって反射された超音波は、上記音響レンズ
により集音され、平面超音波に変換されてレンズ結晶４
０内を伝播し、最終的に圧電薄膜２０の逆圧電効果によ
りＲＴパルス電気信号に変換される。このＲＦパルス電
気信号は）ｔＦ受信器１１０で増幅検波後、ビデオ信号
（１〜ｌＯＭＨｊ）に変換されブラウン管１３０の輝Ｉ
ｆ信号（声入力）として用いられる。
により集音され、平面超音波に変換されてレンズ結晶４
０内を伝播し、最終的に圧電薄膜２０の逆圧電効果によ
りＲＴパルス電気信号に変換される。このＲＦパルス電
気信号は）ｔＦ受信器１１０で増幅検波後、ビデオ信号
（１〜ｌＯＭＨｊ）に変換されブラウン管１３０の輝Ｉ
ｆ信号（声入力）として用いられる。
かかる構成において、試料ステージ７０上に貼付され九
試料６０をｘ −ｙ面内の２次元機械走査系１２０によ
って、２次元機械振動を行なわせながら、上記ビデオ信
号をこの走査と同期してブラウン管１３０上に表示すれ
ば、顕微画像が得られる事になる。
試料６０をｘ −ｙ面内の２次元機械走査系１２０によ
って、２次元機械振動を行なわせながら、上記ビデオ信
号をこの走査と同期してブラウン管１３０上に表示すれ
ば、顕微画像が得られる事になる。
ところで、この様な従来構成で得られる音波顕微像は、
超音波の伝播方向（第１図２方向）と直交した試料面（
ｘｙ面）ｔ−描画したもので、当業界ではＣスコープと
して呼ばれる撮像方式である。
超音波の伝播方向（第１図２方向）と直交した試料面（
ｘｙ面）ｔ−描画したもので、当業界ではＣスコープと
して呼ばれる撮像方式である。
超音波顕微鏡の撮像対象の１つである半導体デバイスの
ウェハやチップラ飯察する場合、この方式ではいわゆる
面内パターン′ｔ−観察する拳になる。
ウェハやチップラ飯察する場合、この方式ではいわゆる
面内パターン′ｔ−観察する拳になる。
他方、近年の半導体デバイスは、シリコン基板の上に何
層も層構造を設けており、面内パターンと直交した多層
構造の断面図を非破壊で観察する必要性が＾っている。
層も層構造を設けており、面内パターンと直交した多層
構造の断面図を非破壊で観察する必要性が＾っている。
この場合、超音波の伝麹方向を含む面内の試料断面（例
えばｘ −７面）を描画する必要かある。医療診断装置
の分野では、この撮像方式（Ｂスコープと呼はれている
）が主に用いらｇ、ｚ軸方向を描画するのに反射波形そ
のものケ用い、Ｘ又はｙ軸方向は機械的もしくは電気的
に超音波ビームを走査している。従って、このＢスコー
プの撮像方式を超音波顕微鏡に適用すれは、上記断面構
造が描画さｎＳ顕微鏡としての機能を着るしく高める事
が可能である。しかも同一の装置でＣスコープとＢスコ
ープが簡単な切り換えによって実現出来れば極めて有用
である事は明ら力＝であろう。しかしながら、本発明者
等は単に従来の超音波顕微鏡の構成において、医療診断
装置で用いらｆているＢスコープの方式を適用したので
は上記蛛ｌ＠ｔ−笑埃出米ないという畢會見出したので
ある。次にこの◆悄を説明する。
えばｘ −７面）を描画する必要かある。医療診断装置
の分野では、この撮像方式（Ｂスコープと呼はれている
）が主に用いらｇ、ｚ軸方向を描画するのに反射波形そ
のものケ用い、Ｘ又はｙ軸方向は機械的もしくは電気的
に超音波ビームを走査している。従って、このＢスコー
プの撮像方式を超音波顕微鏡に適用すれは、上記断面構
造が描画さｎＳ顕微鏡としての機能を着るしく高める事
が可能である。しかも同一の装置でＣスコープとＢスコ
ープが簡単な切り換えによって実現出来れば極めて有用
である事は明ら力＝であろう。しかしながら、本発明者
等は単に従来の超音波顕微鏡の構成において、医療診断
装置で用いらｆているＢスコープの方式を適用したので
は上記蛛ｌ＠ｔ−笑埃出米ないという畢會見出したので
ある。次にこの◆悄を説明する。
第２図は、Ｂスコープを実現する超音波顕微鏡の一慣成
例を示すもので、ある繰り返し周期−のり、Ｆパルス電
気信号を圧電薄膜２０に印加した時、１０レンズ４０か
ら発生する集束超音波ビーム９０ｔ′模式的に示したも
のである。試料６０はここでは説明の為に一様な音響イ
ンピーダンスの媒質中にそれとは異なるｔ響インピータ
ンスのワイア６１が埋っている構造としている。レンズ
４０が図の位置のとき、試料６０からの反射エコー波形
の様子を図中Ａスコープ波形として表示しである。波形
中ａは、ＲＦ発振器の打ち出し波形であり、６はレンズ
４０と媒質５０の界面からのエコーを、Ｃは試料６０の
表面と媒質５０の界面からの反射エコーを、ｄＦｉ試料
６０中のワイア６１からの反射エコーを、最後にｅは試
料６０の背面からのエコーを示している。ブラウン管１
３０上で１縦＠（ブーラウン管のＸ入力）１に！！ｉ！
り返し時間１ｍの時間軸とし、横＠（フラウン管のＸ入
力）をレンズ４０のＸ軸方向の座標軸を衣わす゛ものと
すれば、レンズ４０１ｋＸ軸方向に動かしながら上記Ａ
ス、コープ波形をブラウン管１３０の輝度信号（２人力
）として表示すｎは、図中、１３０の如き画像が描画さ
れ、Ｂスコープが実現出来、試料６０中のワイア６１を
ｄ′の如く観察する事が出来るわけである。
例を示すもので、ある繰り返し周期−のり、Ｆパルス電
気信号を圧電薄膜２０に印加した時、１０レンズ４０か
ら発生する集束超音波ビーム９０ｔ′模式的に示したも
のである。試料６０はここでは説明の為に一様な音響イ
ンピーダンスの媒質中にそれとは異なるｔ響インピータ
ンスのワイア６１が埋っている構造としている。レンズ
４０が図の位置のとき、試料６０からの反射エコー波形
の様子を図中Ａスコープ波形として表示しである。波形
中ａは、ＲＦ発振器の打ち出し波形であり、６はレンズ
４０と媒質５０の界面からのエコーを、Ｃは試料６０の
表面と媒質５０の界面からの反射エコーを、ｄＦｉ試料
６０中のワイア６１からの反射エコーを、最後にｅは試
料６０の背面からのエコーを示している。ブラウン管１
３０上で１縦＠（ブーラウン管のＸ入力）１に！！ｉ！
り返し時間１ｍの時間軸とし、横＠（フラウン管のＸ入
力）をレンズ４０のＸ軸方向の座標軸を衣わす゛ものと
すれば、レンズ４０１ｋＸ軸方向に動かしながら上記Ａ
ス、コープ波形をブラウン管１３０の輝度信号（２人力
）として表示すｎは、図中、１３０の如き画像が描画さ
れ、Ｂスコープが実現出来、試料６０中のワイア６１を
ｄ′の如く観察する事が出来るわけである。
ところで、この様な装置の分解能には、超音波の伝播方
向の深度分解能（焦点深度）Δρと超音波の伝播方向と
垂直な面内の方位分解能Δγとがあり、いずれも使用し
た超音波の波長λとレンズの照るさを表わすＦナンバに
よって定り、Δγ七λ・Ｆ ・
・・ （１）Δρ＋：＝２λ・Ｆ２
・・・ （２）で与えらｎる。
向の深度分解能（焦点深度）Δρと超音波の伝播方向と
垂直な面内の方位分解能Δγとがあり、いずれも使用し
た超音波の波長λとレンズの照るさを表わすＦナンバに
よって定り、Δγ七λ・Ｆ ・
・・ （１）Δρ＋：＝２λ・Ｆ２
・・・ （２）で与えらｎる。
従来のＣスコープ撮像方式の場合には、ΔρとΔρを極
力小ハく、即ち高方位分解能で浅い焦点深度が求められ
ていた。実際、Ｆナンバ０．７程度のレンズを用い、Ｉ
ＧＨ！の１音波を用いた場合、水中（１５００ｍ／ｓ）
でΔｒ〜１μｍ、Δρ〜１．５μｍが得らｎる。他方、
Ｂスコープ撮像方式の場合、出来るたけ一様な幅の超音
波ビームを用いる事が望ましい。例数なら、Ａスコープ
波形、即ちエコー信号そのものを表示に用いるから、第
２図の如く焦点深度が没すざると、焦点Ｆではかなり短
い時間幅の反射エコーが得らｎるが、焦点から少しでも
はずれると、急激にビーム幅が太くなり、ワイアのうち
太いビームの尚ったすべての部分からのエコーが重なる
為、反射エコーの時間幅を広がるのである。第２図にお
いて、ブラウン管１３０上に示したワイア６１のＢスコ
ープ（ＩＩ ｄ ’において左１１１を太く、右側を細
く描いているのはこの間の事情を示している。又、焦点
以外の場所では方位分解能は極めて悪くなっているから
、試料６０のＸＺｉｉｉ内の断面図は弼」底描けない事
も明らかでおろう。′即ち、Ｃスコープの構成ｋＢスコ
ープの構成は一般には両立しないのである。
力小ハく、即ち高方位分解能で浅い焦点深度が求められ
ていた。実際、Ｆナンバ０．７程度のレンズを用い、Ｉ
ＧＨ！の１音波を用いた場合、水中（１５００ｍ／ｓ）
でΔｒ〜１μｍ、Δρ〜１．５μｍが得らｎる。他方、
Ｂスコープ撮像方式の場合、出来るたけ一様な幅の超音
波ビームを用いる事が望ましい。例数なら、Ａスコープ
波形、即ちエコー信号そのものを表示に用いるから、第
２図の如く焦点深度が没すざると、焦点Ｆではかなり短
い時間幅の反射エコーが得らｎるが、焦点から少しでも
はずれると、急激にビーム幅が太くなり、ワイアのうち
太いビームの尚ったすべての部分からのエコーが重なる
為、反射エコーの時間幅を広がるのである。第２図にお
いて、ブラウン管１３０上に示したワイア６１のＢスコ
ープ（ＩＩ ｄ ’において左１１１を太く、右側を細
く描いているのはこの間の事情を示している。又、焦点
以外の場所では方位分解能は極めて悪くなっているから
、試料６０のＸＺｉｉｉ内の断面図は弼」底描けない事
も明らかでおろう。′即ち、Ｃスコープの構成ｋＢスコ
ープの構成は一般には両立しないのである。
本発明は以上の点を鑑みてなされたもので、第１にＢス
コープに適したトランスデユーサの構成を提供し、第２
にこのトランスデユーサを用いて、単一のセンナで７ｂ
ｖなからＢ、Ｃ両スコープの撮像を可能ならしめる手段
ｔ−提供すること金目的とする。
コープに適したトランスデユーサの構成を提供し、第２
にこのトランスデユーサを用いて、単一のセンナで７ｂ
ｖなからＢ、Ｃ両スコープの撮像を可能ならしめる手段
ｔ−提供すること金目的とする。
本発明の特徴は、ＣスコープとＢスコープという撮像方
式に対応して、焦点深度を切り換える事にある。前記検
討から、Ｃスコープには浅い焦点深度が、Ｂスコープに
は深い焦点深度がそれぞれ適しているからである。
式に対応して、焦点深度を切り換える事にある。前記検
討から、Ｃスコープには浅い焦点深度が、Ｂスコープに
は深い焦点深度がそれぞれ適しているからである。
今、親切の為に撮像対象物としてシリコン基板の上に厚
み１５μｍの多階構造が形成された集積回路のチップを
例にとると、ＣスコープではΔρ＝１．５μｍのトラン
スデユーサを用い、焦点を試料次面から少しずつ深く移
動させながら、多層構造の面内スライスｇｌを得る事が
要求さｎる。この場合、約１０枚の独立な面内スライス
像が得られるわけである。他方、Ｂスコープでは前記事
情からΔρシ１５μｍのトランスデユーサを用いる必要
がある。
み１５μｍの多階構造が形成された集積回路のチップを
例にとると、ＣスコープではΔρ＝１．５μｍのトラン
スデユーサを用い、焦点を試料次面から少しずつ深く移
動させながら、多層構造の面内スライスｇｌを得る事が
要求さｎる。この場合、約１０枚の独立な面内スライス
像が得られるわけである。他方、Ｂスコープでは前記事
情からΔρシ１５μｍのトランスデユーサを用いる必要
がある。
式（２）によれば、焦点深度は青波長に比例するから、
低周置数のトランスデユーサを用いれば、焦点深ｉを深
く出来るから、一つの、解決策としては概周波数用セン
サ（例えａ’１ＧＨｚ、Δρ−１，５μｍ）と低周波数
用センサ（例えば１００ＭＨ！、Δρ社１５μｍ）とを
切り換える事が考えられる（表１万式■）。しかし、こ
ｎではセンサが２つ必要であるはかりか、方位分解能も
１μｍから１０μｍと悪くなるので得策ではない。これ
は（１）、 （３）式で波長λが共に１次で効いている
為である。
低周置数のトランスデユーサを用いれば、焦点深ｉを深
く出来るから、一つの、解決策としては概周波数用セン
サ（例えａ’１ＧＨｚ、Δρ−１，５μｍ）と低周波数
用センサ（例えば１００ＭＨ！、Δρ社１５μｍ）とを
切り換える事が考えられる（表１万式■）。しかし、こ
ｎではセンサが２つ必要であるはかりか、方位分解能も
１μｍから１０μｍと悪くなるので得策ではない。これ
は（１）、 （３）式で波長λが共に１次で効いている
為である。
本発明では、深い焦点深ｇＬｔ−与える構成として、リ
ング型のトランスデユーサを用いれは、方位分解能を劣
化させる事なく、上記ｌｉＫ組を満足する手段を提供出
来る事を見出した。
ング型のトランスデユーサを用いれは、方位分解能を劣
化させる事なく、上記ｌｉＫ組を満足する手段を提供出
来る事を見出した。
第３図は、医療用撮像装置で用いられているリング製探
触子の構造ｆｔ＠式的に描いたものである。
触子の構造ｆｔ＠式的に描いたものである。
即ち、ｘ−７面内の原点０を中心とする円墳状振動子を
用いる。超音波の送波方向（２軸）の一点Ｐ点を考える
と、円墳状振動子との距離Ｒは、撮動子上のすべての点
に対して一定である。この事は、円環状振動子から発し
た曾波はすべて等位相でＰ点に到達し強めあうのである
。しかも２＠上のすべての点でこの事情が成立するから
、極めて焦点深度の深い（全域軸上焦点）トランスデユ
ーサが実現できる。第３図の如く座標をとると、トラン
スデユーサから距離ＺＦｉなれたところでの方位分解能
Δρは、 Δρ＝ ０．７６− ｚ ・
・・ （３）ａ で与えられる。ここでａは円墳の半径である。
用いる。超音波の送波方向（２軸）の一点Ｐ点を考える
と、円墳状振動子との距離Ｒは、撮動子上のすべての点
に対して一定である。この事は、円環状振動子から発し
た曾波はすべて等位相でＰ点に到達し強めあうのである
。しかも２＠上のすべての点でこの事情が成立するから
、極めて焦点深度の深い（全域軸上焦点）トランスデユ
ーサが実現できる。第３図の如く座標をとると、トラン
スデユーサから距離ＺＦｉなれたところでの方位分解能
Δρは、 Δρ＝ ０．７６− ｚ ・
・・ （３）ａ で与えられる。ここでａは円墳の半径である。
本発明の特徴は、Ｃスコープ及びＢスコープに対応して
、凹面レンズ系とリング撮動子を切り換える点にあるの
であるが、本発明のうちまずトランスデユーサ部につい
てその実施例を第４図（ａ）及び中）ヲ用いて脱明する
。
、凹面レンズ系とリング撮動子を切り換える点にあるの
であるが、本発明のうちまずトランスデユーサ部につい
てその実施例を第４図（ａ）及び中）ヲ用いて脱明する
。
第４図はレンズ系の幾何形状を示したもので、第４図（
ａ）はその断面図、第４図の）はその平面図である。図
に於てレンズ材２００の一端面に下部電極２０５を蒸着
し、その上にｚｎＯ等の圧電薄膜２２０を蒸着する。更
にその上に従来と異なり同心円状の２つの上部電極２３
０，２１０を図の如く設は各々に電気入力端子２４０，
２５０を設けるのである。かかる構成において、ＲＦ電
気パルス信号ｔ−痛子２４０，２５０に同時に印加すれ
ば、２６゜の様な幅の平面超音波パルスが発生し焦点Ｆ
に集束する。この時の焦点Ｆからみたレンズ径の見込み
角θ、がＦナンバ？決め、ＦナンバはＦｙｌ／２ｓｉａ
θ、 −（４＞で与えられ
る。θ１−４５°とすれば、Ｆナンバとして０．７が得
られるから、Ｃスコープの除用いるのである。
ａ）はその断面図、第４図の）はその平面図である。図
に於てレンズ材２００の一端面に下部電極２０５を蒸着
し、その上にｚｎＯ等の圧電薄膜２２０を蒸着する。更
にその上に従来と異なり同心円状の２つの上部電極２３
０，２１０を図の如く設は各々に電気入力端子２４０，
２５０を設けるのである。かかる構成において、ＲＦ電
気パルス信号ｔ−痛子２４０，２５０に同時に印加すれ
ば、２６゜の様な幅の平面超音波パルスが発生し焦点Ｆ
に集束する。この時の焦点Ｆからみたレンズ径の見込み
角θ、がＦナンバ？決め、ＦナンバはＦｙｌ／２ｓｉａ
θ、 −（４＞で与えられ
る。θ１−４５°とすれば、Ｆナンバとして０．７が得
られるから、Ｃスコープの除用いるのである。
次に、本構成で端子２４０のみにＲＦ電気信号を印加す
るなら、上部電極２１０と下部電極２０５ではさまれた
部分の圧電薄膜が振動し、２７０の如き、斜線で示した
リング状音波が伝播する。即ち、上部電極２１０と下部
電極２０５ではさまれた圧電薄膜は、第３図のリング状
蛋動子を構成するからである。しかもレンズ材２００の
一端面２８０を透過した音波は、媒質中に放射する際、
リング状音源となるのである。図の如く、上部電極２３
００大いさを、凹面穴２７５より小さく、上部電極２１
０はレンズ材の一端面２８０に対向するように配置すれ
ば、ＲＦ１！気パルスを端子２４０に加えるか２５０に
加えるかに応じて、それぞれＢスコープ用リング音源と
Ｃスコープ用凹面音源を提供する事が出来る。
るなら、上部電極２１０と下部電極２０５ではさまれた
部分の圧電薄膜が振動し、２７０の如き、斜線で示した
リング状音波が伝播する。即ち、上部電極２１０と下部
電極２０５ではさまれた圧電薄膜は、第３図のリング状
蛋動子を構成するからである。しかもレンズ材２００の
一端面２８０を透過した音波は、媒質中に放射する際、
リング状音源となるのである。図の如く、上部電極２３
００大いさを、凹面穴２７５より小さく、上部電極２１
０はレンズ材の一端面２８０に対向するように配置すれ
ば、ＲＦ１！気パルスを端子２４０に加えるか２５０に
加えるかに応じて、それぞれＢスコープ用リング音源と
Ｃスコープ用凹面音源を提供する事が出来る。
第５図は、本発明のトランスデユーサ部の今一つの実施
例を示す図である。レンズ材２００の一端面に凹面人を
うがち、かつ図の如く平坦部を設ける。本実施例では先
の実施例と異なり、平坦部の上下電極ではさまれたリン
グ状圧電薄膜が、リング状音源となるのである。この場
合、上部電極２３０ａと下部電極２２０ではさまれた圧
電薄膜２２０ａで構成される振動子の大きさは、凹面穴
２７５０大きさより小さい事が望ましく、その時はＣス
コープ用に用いられる集束音波２６０は、上記の如く設
けたリング状振動子の影ＩＩＩは受けない。
例を示す図である。レンズ材２００の一端面に凹面人を
うがち、かつ図の如く平坦部を設ける。本実施例では先
の実施例と異なり、平坦部の上下電極ではさまれたリン
グ状圧電薄膜が、リング状音源となるのである。この場
合、上部電極２３０ａと下部電極２２０ではさまれた圧
電薄膜２２０ａで構成される振動子の大きさは、凹面穴
２７５０大きさより小さい事が望ましく、その時はＣス
コープ用に用いられる集束音波２６０は、上記の如く設
けたリング状振動子の影ＩＩＩは受けない。
以上述べた実施例によって、本発明によれば単一のトラ
ンスデユーサで、Ｂスコープ用の浅い焦点深度とＣスコ
ープ用の浅い焦点深度の両方を提供する拳が出来、しか
もＲＦｔ気パルスの印加する電気部子の切り換えによっ
て、容易に両方の撮像方式を提供する事が出来るのであ
る。かかる切り換えは、第６図に示す如くセンサ系への
電気端子２４０，２５０と超音波送受波器３２０（ＲＦ
パルス発振器とＲＦ受信器からなる）との間に、ＲＦア
ナログ・マルチプレキサ３１０を挿入し、これを制御す
る事により容易に冥行出来る。
ンスデユーサで、Ｂスコープ用の浅い焦点深度とＣスコ
ープ用の浅い焦点深度の両方を提供する拳が出来、しか
もＲＦｔ気パルスの印加する電気部子の切り換えによっ
て、容易に両方の撮像方式を提供する事が出来るのであ
る。かかる切り換えは、第６図に示す如くセンサ系への
電気端子２４０，２５０と超音波送受波器３２０（ＲＦ
パルス発振器とＲＦ受信器からなる）との間に、ＲＦア
ナログ・マルチプレキサ３１０を挿入し、これを制御す
る事により容易に冥行出来る。
なお、本実施例では１つのトランスデユーサを用いてい
るが、凹面音源用、リング音源用２株類のトランスデユ
ーサを用い、これｔｃ、Ｂ各スコープに応じてさし換え
てもよい事は勿論である。
るが、凹面音源用、リング音源用２株類のトランスデユ
ーサを用い、これｔｃ、Ｂ各スコープに応じてさし換え
てもよい事は勿論である。
第７図は本発明の撮像装置の実施例を示すものである。
Ｃ／（コープ時は、スイッチ３１０，４１０及び４２０
はいずれも１の位置にある。即ち、ＲＦパルス発振器１
００とＲＦ受信機１１０によって前記し九如く超音波反
射エコー會求め、このビデオ信号を標本化回路４００で
サンプリングし、その値をブラウン管１３０の２人力と
するのである。又、機械走査系１２０ｔｌ試料６０を載
せた試料台７０ｔＸ ）’方向に２次元に機械碌動場せ
ると共に、試料台７０の変位量をブラウン管１３０のＸ
、Ｙ入力とすｎばよい。
はいずれも１の位置にある。即ち、ＲＦパルス発振器１
００とＲＦ受信機１１０によって前記し九如く超音波反
射エコー會求め、このビデオ信号を標本化回路４００で
サンプリングし、その値をブラウン管１３０の２人力と
するのである。又、機械走査系１２０ｔｌ試料６０を載
せた試料台７０ｔＸ ）’方向に２次元に機械碌動場せ
ると共に、試料台７０の変位量をブラウン管１３０のＸ
、Ｙ入力とすｎばよい。
Ｂスコープの時、ＲＦパルス発振器１００の繰り返し周
期を用いて鈷讃状波発生器４５０の比力全試料台７０の
ｙ変位量の代りに用い、２人力としてはＲＦ受信器１１
０のビデオ出力そのものを用いればよい。即ち、スイッ
チ３１０，４１０，４２０はいずれも２の位置にすれは
よい。これ等のスイッチを、連動して動作する様に設定
しておけば、操作者は一操作でＣスコープとＢスコープ
を使いわける事が出来る。
期を用いて鈷讃状波発生器４５０の比力全試料台７０の
ｙ変位量の代りに用い、２人力としてはＲＦ受信器１１
０のビデオ出力そのものを用いればよい。即ち、スイッ
チ３１０，４１０，４２０はいずれも２の位置にすれは
よい。これ等のスイッチを、連動して動作する様に設定
しておけば、操作者は一操作でＣスコープとＢスコープ
を使いわける事が出来る。
以上述べた如く、本発明によれば超音波顕微鏡の新しい
撮像法として、Ｂスコープを使用する事を可ならしめる
事が出来、試料の表面パターンのみならず、断面図を奄
描画する事になり、当業界への寄与は極めて大なるもの
である。
撮像法として、Ｂスコープを使用する事を可ならしめる
事が出来、試料の表面パターンのみならず、断面図を奄
描画する事になり、当業界への寄与は極めて大なるもの
である。
第１図は従来の超音波顕微鏡の概略構成を示す図、第２
図は本発明を説明するための超音波顕微鏡の概略構成を
示す図、第３図は従来のリング飄探触子の構成を説明す
る図、第４図は本発明の一実施例の構成を示す図、第５
図は本発明の他の実施例の構成を示す図、嬉６図は本発
明を説明するためのブロック図、第７図は本発明を撮像
装置にｖＩｌ 口 第 Ｚ 図 ｙｌ ３ 図 号 Ｙ）４１￥］ （α） ′！Ｉ：Ｉ ５ 図 １１１６ （２）
図は本発明を説明するための超音波顕微鏡の概略構成を
示す図、第３図は従来のリング飄探触子の構成を説明す
る図、第４図は本発明の一実施例の構成を示す図、第５
図は本発明の他の実施例の構成を示す図、嬉６図は本発
明を説明するためのブロック図、第７図は本発明を撮像
装置にｖＩｌ 口 第 Ｚ 図 ｙｌ ３ 図 号 Ｙ）４１￥］ （α） ′！Ｉ：Ｉ ５ 図 １１１６ （２）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、超音波集束ビームを送受信するセンサと該ビーム内
を２次元に相対的に試料を走査する手段を有する超音波
顕微鏡において、１次元機械走査を受信エコー波形の時
間軸でおきかえる手段を具備せる事を特徴とする超音波
顕微鏡。 ２ 上装置き換えに際し、トランスデユーサの形状をリ
ング状音源にしたる事を特徴とする特許請求の範囲８ｇ
１項記載の超音波顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57014985A JPS58132656A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 超音波顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57014985A JPS58132656A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 超音波顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58132656A true JPS58132656A (ja) | 1983-08-08 |
Family
ID=11876243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57014985A Pending JPS58132656A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 超音波顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58132656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097251A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡 |
-
1982
- 1982-02-03 JP JP57014985A patent/JPS58132656A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097251A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡 |
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