JPS6097263A - 超音波顕微鏡の走査方法 - Google Patents
超音波顕微鏡の走査方法Info
- Publication number
- JPS6097263A JPS6097263A JP58204721A JP20472183A JPS6097263A JP S6097263 A JPS6097263 A JP S6097263A JP 58204721 A JP58204721 A JP 58204721A JP 20472183 A JP20472183 A JP 20472183A JP S6097263 A JPS6097263 A JP S6097263A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- sample
- vibrator
- scan
- ultrasonic
- Prior art date
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- Pending
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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
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
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- 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】
技術分野
本発明は、超音波顕微鏡の走査方法に関するものである
。
。
従来技術
従来の超音波顕微鏡用の走査方法としては、超音波ヘッ
ドを、測定す※べき画面のＸ方向にボイスコイル等によ
り高速で振動させ、試料台を、モータ等による機械的な
駆動機構でＹ方向に比較的ゆっくりと移動させて試料を
ラスク走査する方法が提案されている。
ドを、測定す※べき画面のＸ方向にボイスコイル等によ
り高速で振動させ、試料台を、モータ等による機械的な
駆動機構でＹ方向に比較的ゆっくりと移動させて試料を
ラスク走査する方法が提案されている。
すなわち、超音波顕微鏡の走査方法として一般的なラス
ター走査においては、超音波ヘッドを高速で振らすため
に第１図（ａ）に示すような周期の短い三角波をボイス
コイルを具える加振装置に与えてＸ方向の走査を行ない
、試料台を比較的ゆっくりした速度で振らすために第１
１Ｎ（ｂ）に示すような周期の長いのこぎね波をモータ
およびリードスクリュウを具える機械的な駆動装置に与
えてＹ方向の走査を行ない、それらＸ方向およびＹ方向
の走査を同時に実行することによって試料の測定すべき
部分の走査を行なっていた。
ター走査においては、超音波ヘッドを高速で振らすため
に第１図（ａ）に示すような周期の短い三角波をボイス
コイルを具える加振装置に与えてＸ方向の走査を行ない
、試料台を比較的ゆっくりした速度で振らすために第１
１Ｎ（ｂ）に示すような周期の長いのこぎね波をモータ
およびリードスクリュウを具える機械的な駆動装置に与
えてＹ方向の走査を行ない、それらＸ方向およびＹ方向
の走査を同時に実行することによって試料の測定すべき
部分の走査を行なっていた。
しかしながら、ラスター走査で得られる画像は、その走
査方法に従って正方形または長方形の画像部分しか抜出
せないので、例えば光学顕微鏡で観察した円形の部位と
同じ部分だけを走査しようとしても直接走査することは
不可能であった。すなわち、この場合は一旦円形の抜出
したい部分を含む正方形または長方形の部分を走査し、
その走査と同時にあるいはさらにフレーム・メモリ等の
記憶手段に記憶した後に円形の抜出したい部位に対応す
る部分だけを読み出さなければならなかったそのため、
操作が難しくなりさらには制御回路も複雑になる欠点が
あった。さらに、ＸおよびＹ方向の駆動装置にキの軌跡
が円になるような信号をそれぞれ直接供給してらせん状
に走査することも考えられるが、従来の駆動装置ではＸ
方向の走査とＹ方向の走査の速度が大きく相違するため
、上述したような所望の形状の走査を実行することは不
可能であった。また、光学系と超音波ヘッドを兼ね具え
る超音波顕微鏡の場合は、切換時に光学系の像の中心位
置と超音波ヘッドの走査の始点位置とが一致しないため
、そのままでは観察像が寸れる欠点があり、そのずれを
補正するため光学レンズあるいは超音波ヘッドをオフセ
ットして設けたり、特殊な切換機構を設ける必要があっ
た。
査方法に従って正方形または長方形の画像部分しか抜出
せないので、例えば光学顕微鏡で観察した円形の部位と
同じ部分だけを走査しようとしても直接走査することは
不可能であった。すなわち、この場合は一旦円形の抜出
したい部分を含む正方形または長方形の部分を走査し、
その走査と同時にあるいはさらにフレーム・メモリ等の
記憶手段に記憶した後に円形の抜出したい部位に対応す
る部分だけを読み出さなければならなかったそのため、
操作が難しくなりさらには制御回路も複雑になる欠点が
あった。さらに、ＸおよびＹ方向の駆動装置にキの軌跡
が円になるような信号をそれぞれ直接供給してらせん状
に走査することも考えられるが、従来の駆動装置ではＸ
方向の走査とＹ方向の走査の速度が大きく相違するため
、上述したような所望の形状の走査を実行することは不
可能であった。また、光学系と超音波ヘッドを兼ね具え
る超音波顕微鏡の場合は、切換時に光学系の像の中心位
置と超音波ヘッドの走査の始点位置とが一致しないため
、そのままでは観察像が寸れる欠点があり、そのずれを
補正するため光学レンズあるいは超音波ヘッドをオフセ
ットして設けたり、特殊な切換機構を設ける必要があっ
た。
発明の目的
本発明の目的は上述した不具合を解消して、試料を所望
のパターンにしたがって２次元的に走査することができ
る超音波顕微鏡の走査方法を提供しようとするものであ
る。
のパターンにしたがって２次元的に走査することができ
る超音波顕微鏡の走査方法を提供しようとするものであ
る。
発明の概要
本発明は、超音波ヘッドをＸ方向に駆動する第１加振器
と、試料を載置する試料台をＹ方向に駆動する第２加振
器とに適当な波形の繰り返し信号を与えて超音波ヘッド
と試料台とを同時に高速で振動させて、試料台上の試料
を任意のパターンにしたがって走査することを特徴とす
るものである。
と、試料を載置する試料台をＹ方向に駆動する第２加振
器とに適当な波形の繰り返し信号を与えて超音波ヘッド
と試料台とを同時に高速で振動させて、試料台上の試料
を任意のパターンにしたがって走査することを特徴とす
るものである。
実 施 例
第２図は本発明の走査方法を実施するのに好適な反射形
の超音波顕微鏡の基本構成を示すものである。第２図に
おいて、制御部１により高周波パルス発生器２を制御し
て超高周波のバースト波電気信号を発生させ、これをサ
ーキュレータ３を介して超音波送受部４の圧電トランス
ジューサ５に供給し、こ−で電気信号から超音波に変換
して音響レンズ（超音波収束レンズ）６および液体７を
介して試料台８上に載置された試料９にスポット状に投
射する。音響レンズ６および試料台８は、超音波スポッ
トにより試料９を任意のパターンにしたがって二次元的
に走査するため、制御部１の制御の下にＸ方向加振器１
０およびＹ方向加振器１１により、相対的に二次元的に
移動可能に構成される。一方、試料９からの反射波は、
音響レンズ６で集音し、圧電トランスジューサ５で電気
信号に変換してサーキュレータ３を介してゲート部１２
に供給し、こ＼で制御部１の制御の下に試料９からの反
射波に対応する信号のみを取出し、この信号を増幅・検
波部１８で増幅、検波して輝度信号として制御部１の制
御の下にＸおよびＹ方向加振器１ｏおよび１１がらの位
置に関する信号と共にスキャンコンバータ１４に記録し
た後、表示部１５において画像として表示する。
の超音波顕微鏡の基本構成を示すものである。第２図に
おいて、制御部１により高周波パルス発生器２を制御し
て超高周波のバースト波電気信号を発生させ、これをサ
ーキュレータ３を介して超音波送受部４の圧電トランス
ジューサ５に供給し、こ−で電気信号から超音波に変換
して音響レンズ（超音波収束レンズ）６および液体７を
介して試料台８上に載置された試料９にスポット状に投
射する。音響レンズ６および試料台８は、超音波スポッ
トにより試料９を任意のパターンにしたがって二次元的
に走査するため、制御部１の制御の下にＸ方向加振器１
０およびＹ方向加振器１１により、相対的に二次元的に
移動可能に構成される。一方、試料９からの反射波は、
音響レンズ６で集音し、圧電トランスジューサ５で電気
信号に変換してサーキュレータ３を介してゲート部１２
に供給し、こ＼で制御部１の制御の下に試料９からの反
射波に対応する信号のみを取出し、この信号を増幅・検
波部１８で増幅、検波して輝度信号として制御部１の制
御の下にＸおよびＹ方向加振器１ｏおよび１１がらの位
置に関する信号と共にスキャンコンバータ１４に記録し
た後、表示部１５において画像として表示する。
上述した構成の超音波顕微鏡において、Ｘ方向加振器１
０およびＹ方向加振器１１のそれぞれに試料の性質に応
じた適当な信号を制御部ｌがら与えることによ′す、本
発明の走査方法を達成することができる。以下１実際の
例について述べる。
０およびＹ方向加振器１１のそれぞれに試料の性質に応
じた適当な信号を制御部ｌがら与えることによ′す、本
発明の走査方法を達成することができる。以下１実際の
例について述べる。
＜１）らせん状走査
らせん状のパターンにしたがって走査を行なう場合には
、 なる信号をＸ方向加振器１ｏおよびＹ方向加振器１１に
それぞれ加える。このとき、Ａ（ｔ）を第８図（ａ）、
（ｂ）に示すように単調減小させれば、第３図（０）に
示すような外側がら中心への走査が行なわれ、逆にＡ（
ｔ）を単調増加させれば中心から外側への走査が可能と
なる。このとき、一定周期で画像をサンプリングすれば
、らせん走査の中心へ行くに従ってサンプル点の数が増
加し、画像の詳細な観察が可能となる。従って、このら
せん状走査の中心に関してズーミングをするような場合
、中心付近の画素数を従来のものより多くすることがで
きるので、ズーミング後も従来例に比べてより詳細な画
像を得ることができる。また、加振器１０．１１の静止
位置を中心に走査するため、光学系と超音波レンズ系を
兼ね具える超音波顕微鏡の場合は、光学顕微鏡で観察し
た領域と同じ位置の超音波像が容易に得られる。
、 なる信号をＸ方向加振器１ｏおよびＹ方向加振器１１に
それぞれ加える。このとき、Ａ（ｔ）を第８図（ａ）、
（ｂ）に示すように単調減小させれば、第３図（０）に
示すような外側がら中心への走査が行なわれ、逆にＡ（
ｔ）を単調増加させれば中心から外側への走査が可能と
なる。このとき、一定周期で画像をサンプリングすれば
、らせん走査の中心へ行くに従ってサンプル点の数が増
加し、画像の詳細な観察が可能となる。従って、このら
せん状走査の中心に関してズーミングをするような場合
、中心付近の画素数を従来のものより多くすることがで
きるので、ズーミング後も従来例に比べてより詳細な画
像を得ることができる。また、加振器１０．１１の静止
位置を中心に走査するため、光学系と超音波レンズ系を
兼ね具える超音波顕微鏡の場合は、光学顕微鏡で観察し
た領域と同じ位置の超音波像が容易に得られる。
（ＩＩ）部分走査（矩形の例）
なる、１信号をＸ方向加振器１０およびＹ方向加振器１
１にそれぞれ加える。このとき、Ａの値はＸ方向または
Ｙ方向の走査線ピッチを決定し、Ａの符号はＹおよびＸ
方向の走査方向を示す。さらに、Ｂの値はＸおよびＹ方
向の走査・幅を示す。第４図（ａ＞、（ｂ）にそれぞれ
Ｙ方向またはＸ方向の加振器に加える信号の波形を、ま
た第４図（（１にＸ −Ｂ（ＣＯ８ａ＋ｔ＋１） 、
Ｙ −Ａｔとしたときの走査パターンを示す。
１にそれぞれ加える。このとき、Ａの値はＸ方向または
Ｙ方向の走査線ピッチを決定し、Ａの符号はＹおよびＸ
方向の走査方向を示す。さらに、Ｂの値はＸおよびＹ方
向の走査・幅を示す。第４図（ａ＞、（ｂ）にそれぞれ
Ｙ方向またはＸ方向の加振器に加える信号の波形を、ま
た第４図（（１にＸ −Ｂ（ＣＯ８ａ＋ｔ＋１） 、
Ｙ −Ａｔとしたときの走査パターンを示す。
（Ｉｌ＋）部分走査（傾いた矩形の例）第５図に示すよ
うに、ある点のまわりにθだけ回転した領域番走査対称
とする場合には、なる信号をＸ方向加振器１０およびＹ
方向加振器１１にそれぞれ加える。この場合、００Ｓθ
は定数となるから、上式は、 として表わすことができる。このような信号を印加すれ
ば、第ｒ１図に示すような直交座標系のある点に関して
θだけ傾いた矩形の領域をラスク走査できる。
うに、ある点のまわりにθだけ回転した領域番走査対称
とする場合には、なる信号をＸ方向加振器１０およびＹ
方向加振器１１にそれぞれ加える。この場合、００Ｓθ
は定数となるから、上式は、 として表わすことができる。このような信号を印加すれ
ば、第ｒ１図に示すような直交座標系のある点に関して
θだけ傾いた矩形の領域をラスク走査できる。
以上（ＩＩ） 、 ０ｌｌ）で述べた部分走査は、特に
光学レンズと超音波ヘッドを兼ね具える超音波顕微鏡の
場合に有効で、例えば光学顕微鏡で観察した領域と同じ
部分を超音波顕微鏡で観察したいような場合、第３図（
０）に示すようならせん状の走査を行なえば他の補助手
段なしでかつ試料を試料台上で動かすことなく直接走査
することができる。また、第５図に示すような走査は例
えば金属組織の粒界にそって走査したい場合などに有効
である。
光学レンズと超音波ヘッドを兼ね具える超音波顕微鏡の
場合に有効で、例えば光学顕微鏡で観察した領域と同じ
部分を超音波顕微鏡で観察したいような場合、第３図（
０）に示すようならせん状の走査を行なえば他の補助手
段なしでかつ試料を試料台上で動かすことなく直接走査
することができる。また、第５図に示すような走査は例
えば金属組織の粒界にそって走査したい場合などに有効
である。
発明の効果
以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の超音波顕微鏡の走査方法によれば、超音波ヘッドをＸ
方向に振動させる第１の加振器と、試料台をＹ方向に振
動させる第２の加振器とに印加する信号を適宜選択する
ことにより、試料を任意のパターンにしたがって走査す
ることができる。
の超音波顕微鏡の走査方法によれば、超音波ヘッドをＸ
方向に振動させる第１の加振器と、試料台をＹ方向に振
動させる第２の加振器とに印加する信号を適宜選択する
ことにより、試料を任意のパターンにしたがって走査す
ることができる。
特にらせん状に走査する場合には、光学顕微鏡で観察す
る部位と同じ位置の超音波像を容易に得ることができる
。また、従来補助手段が必要であつた画像の部分領域の
走査が直接可能となり、シＩ常に使用し易いものとなる
。
る部位と同じ位置の超音波像を容易に得ることができる
。また、従来補助手段が必要であつた画像の部分領域の
走査が直接可能となり、シＩ常に使用し易いものとなる
。
第１図（ａ）および（ｂ）は従来のラスター走査を説明
するための波形図、 第２図は本発明の走査方法を実施するのに好適な反射形
の超音波顕微鏡の基本構成を示す線図、第３図（ａ）、
（ｂ＞および（Ｃ）番ま本発明の一実施例を説明するた
めの信号波形図および走査パターンを示す線図１ 第４図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）＆ま本発明の詳細な
説明するための信号波形図および走査ノくターンを示す
線図、 第５図は本発明のさらに他の例にお番する走査、＜ター
ンを示す線図である。 １・・・制御部 ２・・・高周波、＜ルス発生器８・・
・サーキュレータ ４・・・超音波送受部５・・・圧電
トランスジューサ ６・・・音響レンズ ８・・・試料台 ９・・・試料１０・・・Ｘ方向カロ振器、１１・・・Ｙ
方向加振器 １２・・・ゲート部１３・・・増幅・検波
部 １４・・・スキャンコンバータ １５・・・表示部。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 第３図
するための波形図、 第２図は本発明の走査方法を実施するのに好適な反射形
の超音波顕微鏡の基本構成を示す線図、第３図（ａ）、
（ｂ＞および（Ｃ）番ま本発明の一実施例を説明するた
めの信号波形図および走査パターンを示す線図１ 第４図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）＆ま本発明の詳細な
説明するための信号波形図および走査ノくターンを示す
線図、 第５図は本発明のさらに他の例にお番する走査、＜ター
ンを示す線図である。 １・・・制御部 ２・・・高周波、＜ルス発生器８・・
・サーキュレータ ４・・・超音波送受部５・・・圧電
トランスジューサ ６・・・音響レンズ ８・・・試料台 ９・・・試料１０・・・Ｘ方向カロ振器、１１・・・Ｙ
方向加振器 １２・・・ゲート部１３・・・増幅・検波
部 １４・・・スキャンコンバータ １５・・・表示部。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 超音波ヘッドをＸ方向に駆動する第１加振器と、試
料を載置する試料台をＹ方向に駆動する第２加振器とに
適当な波形の繰り返し信号を与えて超音波ヘッドと試料
台とを同時に高速で振動させて、試料台上の試料を任意
のパターンにしたがって走査することを特徴とする超音
波顕微鏡の走査方法。 λ 前記信号を、互いに位相がπ／２ずれた正弦波とし
て試料を渦巻状のパターンにしたがって走査することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波顕微鏡の
走査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204721A JPS6097263A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 超音波顕微鏡の走査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204721A JPS6097263A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 超音波顕微鏡の走査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097263A true JPS6097263A (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=16495205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58204721A Pending JPS6097263A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 超音波顕微鏡の走査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6097263A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2357345A (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-20 | Nec Corp | A system for controlling and tracking automated semiconductor wafer production |
| CN107271554A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-20 | 上海和伍精密仪器股份有限公司 | 一种无损检测用同步扫描装置、系统和方法 |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP58204721A patent/JPS6097263A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2357345A (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-20 | Nec Corp | A system for controlling and tracking automated semiconductor wafer production |
| CN107271554A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-20 | 上海和伍精密仪器股份有限公司 | 一种无损检测用同步扫描装置、系统和方法 |
| WO2019020121A1 (zh) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | 上海和伍精密仪器股份有限公司 | 一种无损检测用同步扫描装置、系统和方法 |
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