JPS5926283Y2 - 超音波顕微鏡の走査装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、超音波顕微鏡に使用される走査装置に関する
。

光の代りに超音波を用いて物体の微視的な構造を観察し
ようという考えが古くからあり、最近機械走査型超音波
顕微鏡が開発された。

この超音波顕微鏡は、原理的には細く絞った超高周波超
音波ビームによって試料面を機械的に走査し、散乱され
た超音波を集音して電気信号に変換し、陰極線管の表面
に二次元的に表示し、顕微鏡像を得るのである。

構成としては、超音波の検出の仕方によって、すなわち
試料内で散乱あるいは減衰しながら透過してきた超音波
を検出する場合と、試料内の音響的性質の差によって反
射してきた超音波を検出する場合とによって、透過型と
反射型とに分けられる。

第１図は透過型の超音波顕微鏡の基本構成を示すブロッ
ク図であり、同図中１は高周波発振器、２は送波側超音
波集束レンズでサファイアなどの超音波伝搬媒体材がら
成り、一面に送波用トランスジューサ２ａが貼着され、
他面は球面状にえぐられた球面レンズ部２ｂを有する。

３は受渡側超音波集束レンズで同じくサファイア板など
の超音波伝搬媒体材からなり、一面に受渡用トランスジ
ューサ３ａが貼着され、他面には球面状にえぐられた球
面レンズ部３ｂを有する。

そしてこのような一対の超音波集束レンズは互いに球面
レンズ部を対向せしめて音場媒体となる水４を介して共
焦点構成に配設されている。

５は試料保持用枠でマイラー膜６が張設され、該マイラ
ー膜６に被検査物体となる試料７が取付けられている。

８は試料保持用枠５をＸ及びＹ方向に移動させる走査装
置。

９は走査装置８を制御する走査回路、１０は受渡側超音
波集束レンズ３の出力を受信する受信回路、１１は表示
装置である。

前述の如き超音波顕微鏡において、まず送波用トランス
ジューサ２ａによって放射された平面超音波は球面レン
ズ部２ｂによって集束され水中に焦点を結ぶ。

この焦点に集まった超音波は共焦点に配置されている受
渡側超音波集束レンズ３の球面レンズ部３ｂによって集
音され、水平面超音波となり、受渡用トランスジューサ
３ａによって電気信号に変換される。

そこで試料の検査面が焦点に位置するようにしながら試
料保持用枠５をＸ方向に振動させなからＹ方向に少しず
つ移動させれば、超音波ビームは相対的に試料面を走査
することになる。

超音波ビームが試料７を透過する際、振幅や位相の変化
を受けるから、超音波ビームが横切るところの試料面の
各点に対応させて表示装置１１内の陰極線管（ＣＲＴ）
の電子ビームを掃引し、受渡用トランスジューサ３ａの
出力信号に応じて輝度変調をかければＣＲＴ面上には二
次元的に顕微鏡像が得られる。

ところで、上述の如き超音波顕微鏡において、前記試料
保持用枠５のＸ方向の振動と、表示装置１１内のＣＲＴ
の電子ビームの掃引とを一致させる必要があり、両者の
走査がずれると正確な顕微鏡像が得られない欠点がある
。

本考案は上記の点に鑑み、両者の走査を一致させるよう
にした試料保持用枠５の走査装置を提供するものである
。

以下、本考案のＸ方向の走査装置の構成を第２図の概略
図により説明すると、１２はＥ字状の磁石で、該磁石１
２の中央極片１２ａにコイル保持枠１３に固定したコイ
ル１４が挿入されている。

１５は一端が前記コイル保持枠１３に固着され、他端に
試料保持用枠５を接続した連結棒で、該連結棒１５によ
りコイル１４の振動が試料保持用枠５に伝達される。

１６は連結棒１５の側面部に設けられた圧電型、容量型
、または磁気抵抗型（ホール素子）等から成る変位検出
器で、該変位検出器１６の出力信号は出力端子１６ａか
ら積分器又は２重積分器を経て前記表示装置１１内の電
子ビームの走査用として取り出される。

なお、１７は連結棒保持台である。そこで、前記コイル
１４に１０ Ｈｚ〜２００ Ｈｚ程度の交流信号を印加
すれば、コイル１４が交流信号と同一周波数で振動し、
この振動（変位）が連結棒１５を介して試料保持枠５に
伝えられ、それと同時に、連結棒１５の変位が変位検出
器１６から電気的に取り出されて、表示装置１１内の電
子ビームの走査信号（同期信号）として供給できる。

電子ビームの走査信号として取り出す最も簡便な手段は
、コイル１４に加える交流信号を位相調整して利用する
ことが考えられるが、連結棒１５と連結棒保持台１７と
の摩擦抵抗の変化、試料保持用枠５及び試料７の質量の
変化等により、実際の試料保持用枠５の変位と電子ビー
ムの走査信号とが一致しない場合が多い。

しかし、前記変位検出器１６によれば連結棒１５の実際
の振動を直接出力信号とすることができ、試料保持用枠
５の変位と一致した走査信号を取り出すことができる。

斜上のように、本考案は連結棒１５に変位検出器１６を
関連づけ、連結棒１５の振動を変位検出器１６で検出し
、その出力信号を表示装置１１の走査信号として供給し
たものであるため、試料７を保持した試料保持用枠５の
振動（変位）と表示装置１１内の電子ビームの走査信号
とが一致し、ＣＲＴ面上に試料７の正確な顕微鏡像が得
られるという実用上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は透過型超音波顕微鏡のブロック図、第２図は本
考案に係る試料保持用枠の走査装置を示す概略説明図で
ある。 ５・・・・・・試料保持用枠、８・・・・・・走査装置
、１１・・・・・・表示装置、１２・・・・・・磁石、
１４・・・・・・コイル、１５・・・・・・連結棒、１
６・・・・・・加速度ピックアップ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 磁石の磁気回路中に振動自在にコイルを挿入し、該コイ
   ルと試料保持用枠とを連結棒で接続し、該連結棒に変位
   検出器を関連づけ、前記コイルに交流信号を印加するこ
   とにより前記連結棒を振動させ、該振動を前記変位検出
   器から検出し、その出力信号を表示装置の走査信号とし
   て供給し得るようにしたことを特徴とする超音波顕微鏡
   の走査装置。