JPS5832163A - 超音波撮像装置 - Google Patents
超音波撮像装置Info
- Publication number
- JPS5832163A JPS5832163A JP56130101A JP13010181A JPS5832163A JP S5832163 A JPS5832163 A JP S5832163A JP 56130101 A JP56130101 A JP 56130101A JP 13010181 A JP13010181 A JP 13010181A JP S5832163 A JPS5832163 A JP S5832163A
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Classifications
-
- 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
- G01N29/0618—Display arrangements, e.g. colour displays synchronised with scanning, e.g. in real-time
- G01N29/0627—Cathode-ray tube displays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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
音波顕微鏡に関する。
音波顕微鏡に関する。
近年、ＩＧＨ！に及ぶ高い周波数の音波の発生、検出が
可能となったので、水中で約１μｍの音波長が実現出き
る事となシ、その結果、筒い分解能の音波撮像装置が得
られることとなった。即ち、凹面レンズを用いて集束音
波ビームを作９１１μｍに及ぶ高い分解能を実現するの
である。
可能となったので、水中で約１μｍの音波長が実現出き
る事となシ、その結果、筒い分解能の音波撮像装置が得
られることとなった。即ち、凹面レンズを用いて集束音
波ビームを作９１１μｍに及ぶ高い分解能を実現するの
である。
そして、上記ビーム中に試料をそう人し、試料による反
射音波を検出して試料の弾性的性質を反映した情報を得
、あるいは試料を機械的に定食して像を作成するのであ
る。
射音波を検出して試料の弾性的性質を反映した情報を得
、あるいは試料を機械的に定食して像を作成するのであ
る。
このような音波ｇＩを侍る従来例を第１．第２図を用い
て説明する。
て説明する。
第１図は、試料から反射１ｇ号を得るための探触子系の
概略９ｓ成を示す図である。図において、音波伝搬媒体
（例えばサファイア、石英ガラス等の円柱状の結晶）２
０は一端面は光学研屋された平面であシ、他−面は凹面
状の球面穴３０が形成されている。圧電薄膜１０に印加
された几Ｆパルス電気信号により結晶２０内に平面波の
ＲＰパルス音波が放射する。この平面音波は上記球面穴
３０と媒質（一般に水）４０の界面で形成された正のレ
ンズ（したがって、球面穴がレンズの口径となる）によ
り所足焦点におかれた試料５０上に県東される。試料５
０によシ反射された音波は同じレンズによシ果音され千
聞波に変換されて結晶内２０を伝播し、最終的に圧′Ｒ
Ｌ４膜ｌＯによシミ気１６号に変換される。この様子を
ビデオ領域でみると、第２図の如くなる。ここで横軸は
時間軸をたて軸は信号強匿を表わす。Ａは打ち出しエコ
ー（ｅｃｈｏ）を、Ｂはレンズ界面３０からのエコー（
ｅｃｈｏ）を、父、Ｃは試料からの反射エコー（ｅｃｈ
ｏ）である。反射エコーＣは試料の音響性質や試料の走
査によって変化するからこの反射エコーＣを標本化して
、試料を機械走置させつつこれと同期して表示すれば音
波像が得られることになる。
概略９ｓ成を示す図である。図において、音波伝搬媒体
（例えばサファイア、石英ガラス等の円柱状の結晶）２
０は一端面は光学研屋された平面であシ、他−面は凹面
状の球面穴３０が形成されている。圧電薄膜１０に印加
された几Ｆパルス電気信号により結晶２０内に平面波の
ＲＰパルス音波が放射する。この平面音波は上記球面穴
３０と媒質（一般に水）４０の界面で形成された正のレ
ンズ（したがって、球面穴がレンズの口径となる）によ
り所足焦点におかれた試料５０上に県東される。試料５
０によシ反射された音波は同じレンズによシ果音され千
聞波に変換されて結晶内２０を伝播し、最終的に圧′Ｒ
Ｌ４膜ｌＯによシミ気１６号に変換される。この様子を
ビデオ領域でみると、第２図の如くなる。ここで横軸は
時間軸をたて軸は信号強匿を表わす。Ａは打ち出しエコ
ー（ｅｃｈｏ）を、Ｂはレンズ界面３０からのエコー（
ｅｃｈｏ）を、父、Ｃは試料からの反射エコー（ｅｃｈ
ｏ）である。反射エコーＣは試料の音響性質や試料の走
査によって変化するからこの反射エコーＣを標本化して
、試料を機械走置させつつこれと同期して表示すれば音
波像が得られることになる。
ところで、反射超音波の大いさは媒質と試料の音響イン
ピーダンスで定まシ、次の反射率ＲＺｓＺｗＸ−１ Ｒ−□ ・・・・・・・・・（１）Ｚｓ十Ｚｗ
Ｘ＋１ ここで、Ｚｌ；試料の音響インピーダンスｚｗ；媒質の
音響インピーダンス ＸｍＺｓ／ＺｗＨ媒質の音響インビーダン。
ピーダンスで定まシ、次の反射率ＲＺｓＺｗＸ−１ Ｒ−□ ・・・・・・・・・（１）Ｚｓ十Ｚｗ
Ｘ＋１ ここで、Ｚｌ；試料の音響インピーダンスｚｗ；媒質の
音響インピーダンス ＸｍＺｓ／ＺｗＨ媒質の音響インビーダン。
スで規格化した試料の音
響インピーダンス（以下
相対インピーダンスと呼
ぶ）
に比例する。従来はこの反射率Ｒに比例した電気信号（
反射超音波そのもの）をＣＲＴ上に輝度表示していたの
でめるが、本発明者等はこの表示方法では試料の音響イ
ンピーダンスが大きな揚曾、音響インピーダンスの微妙
な差を明確に表示しきれないという欠点を見出したので
ある。即ち、超音波顕微鏡の対象試料の音響インピーダ
ンスは、小は生物細胞（Ｚｓ＝１．６Ｘｌ ０％７ｍ”
／ｓ）から大はタングステン（Ｚ ５＝９８Ｘ１０’Ｋ
ｆ／ｍ冨／Ｓ）に到るまで巾ひろい分布をしているので
あるが、相対インピーダンスの大いさと反射率との関係
は著るしく歪められている事がわかったのである。
反射超音波そのもの）をＣＲＴ上に輝度表示していたの
でめるが、本発明者等はこの表示方法では試料の音響イ
ンピーダンスが大きな揚曾、音響インピーダンスの微妙
な差を明確に表示しきれないという欠点を見出したので
ある。即ち、超音波顕微鏡の対象試料の音響インピーダ
ンスは、小は生物細胞（Ｚｓ＝１．６Ｘｌ ０％７ｍ”
／ｓ）から大はタングステン（Ｚ ５＝９８Ｘ１０’Ｋ
ｆ／ｍ冨／Ｓ）に到るまで巾ひろい分布をしているので
あるが、相対インピーダンスの大いさと反射率との関係
は著るしく歪められている事がわかったのである。
第３図は、この事情を示したもので、横軸に相対インピ
ーダンス鷺、縦軸に表示信号として反射率Ｒをとり両者
の関係を実線で示すと共に代表的な物質の相対インピー
ダンスを矢印で示している。
ーダンス鷺、縦軸に表示信号として反射率Ｒをとり両者
の関係を実線で示すと共に代表的な物質の相対インピー
ダンスを矢印で示している。
この図かられかるように、反射率の大いさは相対インピ
ーダンスの大いさと比例関係に表＜、相対インピーダン
スの大きなところでは材質の違いによって相対インピー
ダンスが変化してもＣＲＴ上の輝度は殆んど変化しない
事になり、ＩＣやＬＳＩ等の様に相対インピーダンスの
大きな材料（Ａｔ。
ーダンスの大いさと比例関係に表＜、相対インピーダン
スの大きなところでは材質の違いによって相対インピー
ダンスが変化してもＣＲＴ上の輝度は殆んど変化しない
事になり、ＩＣやＬＳＩ等の様に相対インピーダンスの
大きな材料（Ａｔ。
８ ’ｅ Ｃｕ＊ Ａｕ等）で構成された試料では明確
なコントラストを生じないのである。
なコントラストを生じないのである。
本発明は以上の点を鑑みてなされたもので、従来の様に
反射率そのものを表示するのではなく、媒質の音響イン
ピーダンスで規格化した相対インピーダンスという材料
固有の値で表示する事によ多試料の相対インピーダンス
の変化をよシ明確なコントラストで表示する事を目的と
している。即ち、（１）式から１ 、Ｒ＋１ 几−１−°−°−°（２） であるから、反射４．Ｒすなわち超音波反射波の太いさ
から（２）式の演算により処理した信号を表示するので
ある。かくすれば、反射率に比的した反射超音波を相対
インピーダンスに変換して表示する事が出来る。
反射率そのものを表示するのではなく、媒質の音響イン
ピーダンスで規格化した相対インピーダンスという材料
固有の値で表示する事によ多試料の相対インピーダンス
の変化をよシ明確なコントラストで表示する事を目的と
している。即ち、（１）式から１ 、Ｒ＋１ 几−１−°−°−°（２） であるから、反射４．Ｒすなわち超音波反射波の太いさ
から（２）式の演算により処理した信号を表示するので
ある。かくすれば、反射率に比的した反射超音波を相対
インピーダンスに変換して表示する事が出来る。
より詳しく云えば第４図は、この演算処理の様を示した
ものであるが、横軸は入力匿号即ち反射超音波信号の大
いさを、縦軸はＣＲＴ上に表示すべき出力倶号を示して
いる。かくすればこのような演算処理を行なった衣示旧
号と相対インピーダンスとの関係を第３図の破線でしめ
しておるが、表示信号と相対インピーダンスとが完全に
比例するのである。
ものであるが、横軸は入力匿号即ち反射超音波信号の大
いさを、縦軸はＣＲＴ上に表示すべき出力倶号を示して
いる。かくすればこのような演算処理を行なった衣示旧
号と相対インピーダンスとの関係を第３図の破線でしめ
しておるが、表示信号と相対インピーダンスとが完全に
比例するのである。
第５図は本発明の一実施列を示したものであるが、ビデ
オ変換されたＲ、Ｆ１台号をバッファ（ｂｕｆｆｅｒ）
５１０で受は所望の工：Ｉ−（ｅｃｈｏ ）をピーク検
出器５２０で標本化後、これをＡＤ変換器５３０でディ
ジタル化する。このディジタル量が上記の反射率に比例
した入力信号ヲ表わしているから、これをロム（ＲＯＭ
）５４０のアドレスとして用いロム（ＲＯＭ）５４０の
出力として第４図又は第（２）式により変換データとな
る様、書きこんでおけばＲＯＭ５４０のディジタル出力
は相対インピーダンスに比例した出力１６号とする事が
出来る。この出力信号はＣＲＴのガンマ特性を補正する
為に設けたロム（ＲＯＭ）５５０によりガンマ補正され
た後ＤＡ変換器５６０によりアナログ信号としてＣＲ，
Ｔの輝度信号とするのである。
オ変換されたＲ、Ｆ１台号をバッファ（ｂｕｆｆｅｒ）
５１０で受は所望の工：Ｉ−（ｅｃｈｏ ）をピーク検
出器５２０で標本化後、これをＡＤ変換器５３０でディ
ジタル化する。このディジタル量が上記の反射率に比例
した入力信号ヲ表わしているから、これをロム（ＲＯＭ
）５４０のアドレスとして用いロム（ＲＯＭ）５４０の
出力として第４図又は第（２）式により変換データとな
る様、書きこんでおけばＲＯＭ５４０のディジタル出力
は相対インピーダンスに比例した出力１６号とする事が
出来る。この出力信号はＣＲＴのガンマ特性を補正する
為に設けたロム（ＲＯＭ）５５０によりガンマ補正され
た後ＤＡ変換器５６０によりアナログ信号としてＣＲ，
Ｔの輝度信号とするのである。
本構成では、本発明の要旨である「反射単一相対インピ
ーダンス変換」をロム（ＲＯＭ）で行なったが勿論本発
明の骨子を陥れない範囲で、ランダムロジックで組んで
もよいし、Ｃ１）Ｕによる演算におきかえてよい事は明
らかであろう。
ーダンス変換」をロム（ＲＯＭ）で行なったが勿論本発
明の骨子を陥れない範囲で、ランダムロジックで組んで
もよいし、Ｃ１）Ｕによる演算におきかえてよい事は明
らかであろう。
最後に、４４１１対インピーダンスの絶対値の校正には
、音響インピーダンスの値のわかった材料を用いて装置
の校正を行なえばよい。
、音響インピーダンスの値のわかった材料を用いて装置
の校正を行なえばよい。
以上述べたように、本発明によれば、直接相対インピー
ダンスという試料固有の蛍を表示する事が出来るばかり
でなく、音響インピーダンスの変化を素直なスケールに
変換してコントラストよく表示する事を可能にするもの
であって、本業界への寄与は著しく大である。
ダンスという試料固有の蛍を表示する事が出来るばかり
でなく、音響インピーダンスの変化を素直なスケールに
変換してコントラストよく表示する事を可能にするもの
であって、本業界への寄与は著しく大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、集束する超音波ビームの焦点領域で所定被撮像物を
機械的に２次元走食して得られる反射超音波よシ上記被
撮像吻の超音波像を得る超音波撮像ｇ＆置において、該
被撮＊吻の音響インピーダンスに比例した信号を弐示す
るだめの手段を具備することを時頷とする超音波撮像装
置。 ２、反射超音阪の太いさくＲとする）を入力信号とし、 なる関数変換値ｘｆｒ出力信号とする変換器を具備せる
特許請求の範囲第１項記載の超音波撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56130101A JPS5832163A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 超音波撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56130101A JPS5832163A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 超音波撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832163A true JPS5832163A (ja) | 1983-02-25 |
| JPH0158458B2 JPH0158458B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=15025964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56130101A Granted JPS5832163A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 超音波撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832163A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS646025A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Chisso Corp | Production of silicon-containing polyimide having low thermal expansion and high adhesivity and precursor thereof |
| US5272222A (en) * | 1991-05-29 | 1993-12-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Curable resin compositions and electronic part protective coatings |
| JP2006078408A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Toyohashi Univ Of Technology | 超音波画像検査方法、超音波画像検査装置 |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP56130101A patent/JPS5832163A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS646025A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Chisso Corp | Production of silicon-containing polyimide having low thermal expansion and high adhesivity and precursor thereof |
| US5272222A (en) * | 1991-05-29 | 1993-12-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Curable resin compositions and electronic part protective coatings |
| JP2006078408A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Toyohashi Univ Of Technology | 超音波画像検査方法、超音波画像検査装置 |
| JP4654335B2 (ja) * | 2004-09-10 | 2011-03-16 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 超音波画像検査方法、超音波画像検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158458B2 (ja) | 1989-12-12 |
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