JPS61191959A - 超音波顕微鏡の走査装置 - Google Patents
超音波顕微鏡の走査装置Info
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- JPS61191959A JPS61191959A JP60030302A JP3030285A JPS61191959A JP S61191959 A JPS61191959 A JP S61191959A JP 60030302 A JP60030302 A JP 60030302A JP 3030285 A JP3030285 A JP 3030285A JP S61191959 A JPS61191959 A JP S61191959A
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- plate spring
- frame
- lens
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
-
- 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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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は超音波顕微鏡の走査装置に関するものである。
超音波顕微鏡の集束超音波送受波素子（以下、単にレン
ズという）と試料の相対的な移動による２次元装置は、
顕微鏡の解像度を高めるためレンズが走査方向以外には
サブ４クロンのオーダで振動しないことが要求される。
ズという）と試料の相対的な移動による２次元装置は、
顕微鏡の解像度を高めるためレンズが走査方向以外には
サブ４クロンのオーダで振動しないことが要求される。
この２次元走査装置の高速走査方向をＸ方向、低速走査
方向をＹ方向とすると、Ｘ方向の案内要素としては、従
来、空気静圧軸受が用いられていた。しかしさらに小形
軽量にするため、以下のような案内要素が考案されてい
る。その１つＩと、例えば、特開昭５７−２０８４５２
号公報に記載のような、レンズを１対の板バネで支持す
るものがある。この場合、板バネ１ζはＸ方向の変形が
容易なように突出部が設けられているが、この突出部が
あることにより加振方向以外のＹ方向及び２方向に振動
する可能性がある。また、例えば、特開昭５８−５５７
５１号公報に記載のように、レンズを１対の板バネで保
持体に固定し、さらに別の１対の板バネにより支持する
ものがある。このような２重の支持構造とした理由は、
レンズのＸ方向の加振によって生じる２方向の変位を、
センターポール形磁石と可動フィルＩｃより補正するた
めである。しかし、レンズのＸ方向の加振によって生じ
る２方向変位は非常に小さく、上記の構造では十分１ζ
制御しきれない可能性があり、また可動コイルが必要な
ため装置が複雑になる。以上述べたように、高速走査方
向の走査装置を小形軽量化するためＣζ、案内要素番ζ
板バネを用いた走査装置が提案されているが、走査方向
以外にもレンズが振動する可能性があり、その結果、超
音波顕微鏡の解像度が低下する可能性がある。
方向をＹ方向とすると、Ｘ方向の案内要素としては、従
来、空気静圧軸受が用いられていた。しかしさらに小形
軽量にするため、以下のような案内要素が考案されてい
る。その１つＩと、例えば、特開昭５７−２０８４５２
号公報に記載のような、レンズを１対の板バネで支持す
るものがある。この場合、板バネ１ζはＸ方向の変形が
容易なように突出部が設けられているが、この突出部が
あることにより加振方向以外のＹ方向及び２方向に振動
する可能性がある。また、例えば、特開昭５８−５５７
５１号公報に記載のように、レンズを１対の板バネで保
持体に固定し、さらに別の１対の板バネにより支持する
ものがある。このような２重の支持構造とした理由は、
レンズのＸ方向の加振によって生じる２方向の変位を、
センターポール形磁石と可動フィルＩｃより補正するた
めである。しかし、レンズのＸ方向の加振によって生じ
る２方向変位は非常に小さく、上記の構造では十分１ζ
制御しきれない可能性があり、また可動コイルが必要な
ため装置が複雑になる。以上述べたように、高速走査方
向の走査装置を小形軽量化するためＣζ、案内要素番ζ
板バネを用いた走査装置が提案されているが、走査方向
以外にもレンズが振動する可能性があり、その結果、超
音波顕微鏡の解像度が低下する可能性がある。
本発明の目的は、レンズの高速走査方向以外への振動を
極めて小さくすることで、超音波顕微鏡の解像度の低下
を防止できる超音波顕微鏡の走査装置を提供することに
ある。
極めて小さくすることで、超音波顕微鏡の解像度の低下
を防止できる超音波顕微鏡の走査装置を提供することに
ある。
上記したように、従来、小形軽量化を図るため案内要素
に板バネを用いているが、超音波顕微鏡の解像度を高め
るためのレンズの加振方向以外の振動防止に十分な対策
が施されていなかった。本発明はこれに対し、レンズの
加振方向以外の剛性が、高い十字形の板バネを用い、か
つフレームとの結合のし方に注意を払った。即ち十字形
の板バネの端部を曲げ加工してフレームに取付ける構造
とし、また、フレームの十字形の板バネの取付部の曲げ
剛性を任意に設定できる構造にして上記の振動防止対策
を行った。
に板バネを用いているが、超音波顕微鏡の解像度を高め
るためのレンズの加振方向以外の振動防止に十分な対策
が施されていなかった。本発明はこれに対し、レンズの
加振方向以外の剛性が、高い十字形の板バネを用い、か
つフレームとの結合のし方に注意を払った。即ち十字形
の板バネの端部を曲げ加工してフレームに取付ける構造
とし、また、フレームの十字形の板バネの取付部の曲げ
剛性を任意に設定できる構造にして上記の振動防止対策
を行った。
本発明の一実施例を第１図、第２図により説明する。
第１図、第２図においてレンズｌはホルダ６Ｉζ装着さ
れ、ホルダ６を支持する支持棒７は、１対の十字形の板
バネ８を介してフレーム９に固定されている。また１０
は支持棒７と十字形板バネ８を固定する治具であり、支
持棒７は加振機１１により走査方向であるＸ方向に加振
される。
れ、ホルダ６を支持する支持棒７は、１対の十字形の板
バネ８を介してフレーム９に固定されている。また１０
は支持棒７と十字形板バネ８を固定する治具であり、支
持棒７は加振機１１により走査方向であるＸ方向に加振
される。
板バネ８の端部（Ｂ部）は曲げ加工された後、フレーム
９に固定されており、一点鎖線のようＩζ板バネ８のＸ
方向の変位によって生じるＢ部の２方向の変位を、この
曲げ加工部で吸収できるようになっている。
９に固定されており、一点鎖線のようＩζ板バネ８のＸ
方向の変位によって生じるＢ部の２方向の変位を、この
曲げ加工部で吸収できるようになっている。
また板バネ８は十字形であるため、Ｙ方向及び２方向の
曲げ剛性が高く、Ｘ方向に加振した場合のＹ及び２方向
の振動は極めて小さくなる。
曲げ剛性が高く、Ｘ方向に加振した場合のＹ及び２方向
の振動は極めて小さくなる。
本発明の他の実施例を第３図、第４図により説明する。
第３図、第４図においてレンズｌはホルダ６に装着され
、ホルダを支持する支持棒７は、１対の十字形の板バネ
８′を介してフレーム９′に固定されている。また１０
は支持棒７と十字形の板バネ８′を固定する治具で、支
持棒７は加振機１１により走査方向であるＸ方向に加振
される。
、ホルダを支持する支持棒７は、１対の十字形の板バネ
８′を介してフレーム９′に固定されている。また１０
は支持棒７と十字形の板バネ８′を固定する治具で、支
持棒７は加振機１１により走査方向であるＸ方向に加振
される。
フレーム９′の板バネ取付部（０部）は、第３図のよう
１ζ板厚が薄くなっており、板ノイネ８′が一点鎖線の
ように変形した場合も取付部のＺ方向の変位を０部の曲
げ変形で吸収できるようＩｒ−なっている。
１ζ板厚が薄くなっており、板ノイネ８′が一点鎖線の
ように変形した場合も取付部のＺ方向の変位を０部の曲
げ変形で吸収できるようＩｒ−なっている。
以下、上記実施例の補足説明を第５図及び第６図を用い
て行う。第５図のように板バネの支持点ｄ点が完全に剛
体の場合、板バネ８．８′が片振幅ａだけ変形するには
、同図のδｉだけ伸びることが必要である。
て行う。第５図のように板バネの支持点ｄ点が完全に剛
体の場合、板バネ８．８′が片振幅ａだけ変形するには
、同図のδｉだけ伸びることが必要である。
この６１は、板バネの長さを２４’ｉとすると同図の形
状から式（１）で表わされ、とのδｉだけ板バネを引張
り変形させた場合に板バネに生じる応力σｉと、変形さ
せるのに要する力Ｐｉは各々式＋２１（３）ｌこなる。
状から式（１）で表わされ、とのδｉだけ板バネを引張
り変形させた場合に板バネに生じる応力σｉと、変形さ
せるのに要する力Ｐｉは各々式＋２１（３）ｌこなる。
δ１＝ｊｌｉ ｆ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（１）ここで、Ｅは板バネの縦弾性係数、
ｔｉ、 ｗｉは各々、板バネの板厚と板幅である。仮り
１ζＥ＝１２０００Ｋ ｇ ｆ ７ｍｍ”、ｔｉ＝ ０
．２５ｍｍ％ｗｉ＝１５ｍｍ、 ７ｉ＝３５ｍｍとする
と第６図に示すようにδ、は非常Ｉこ小さいが、Ｐｉは
非常に大きな値になる。
・・・・・（１）ここで、Ｅは板バネの縦弾性係数、
ｔｉ、 ｗｉは各々、板バネの板厚と板幅である。仮り
１ζＥ＝１２０００Ｋ ｇ ｆ ７ｍｍ”、ｔｉ＝ ０
．２５ｍｍ％ｗｉ＝１５ｍｍ、 ７ｉ＝３５ｍｍとする
と第６図に示すようにδ、は非常Ｉこ小さいが、Ｐｉは
非常に大きな値になる。
そのため、上記一実施例に示したよう１ζ６１をＢ部の
曲げ変形で吸収するようにする。しかしこの場合、板バ
ネの曲げ剛性は非常に小さく、また板バネにはＸ方向の
加振力の他にレンズ、ホルダ、支持棒等の自重も加わる
ため、２方向に微小の振動が生じる可能性がある。そこ
で、板バネの支持は適正な曲げ剛性をもたせて支持する
ことが必要である。上記能の実施例は、以上の点を考慮
し、フレームの板バネ取付部の板厚（第３図のｔｆ）及
び取付部の長さく第３図の７ｆ）を変えることで、任意
の曲げ剛性になるようにした点に特徴がある。
曲げ変形で吸収するようにする。しかしこの場合、板バ
ネの曲げ剛性は非常に小さく、また板バネにはＸ方向の
加振力の他にレンズ、ホルダ、支持棒等の自重も加わる
ため、２方向に微小の振動が生じる可能性がある。そこ
で、板バネの支持は適正な曲げ剛性をもたせて支持する
ことが必要である。上記能の実施例は、以上の点を考慮
し、フレームの板バネ取付部の板厚（第３図のｔｆ）及
び取付部の長さく第３図の７ｆ）を変えることで、任意
の曲げ剛性になるようにした点に特徴がある。
このような構造にすることにより、加振方向以外の振動
は上記一実施例よりさらに減少させることができる。ま
た、案内要素が小形、軽量であるため、超音波顕微鏡を
その分だけ小形、軽量１ζできる。
は上記一実施例よりさらに減少させることができる。ま
た、案内要素が小形、軽量であるため、超音波顕微鏡を
その分だけ小形、軽量１ζできる。
本発明によればレンズを支持した支持棒を加振しても、
加振方向以外の振動を極めて小さくできるため、解像度
が高い超音波顕微鏡を提供することができるという効果
がある。
加振方向以外の振動を極めて小さくできるため、解像度
が高い超音波顕微鏡を提供することができるという効果
がある。
第１図は、本発明による超音波顕微鏡の走査装置の一実
施例を示す正面図、第２図は、同じく側面図、第３図は
本発明による超音波顕微鏡の走査装置の他の実施例を示
す正面図、第４図は同じく側面図、第５図は板バネの変
位解析図、第６図は片振幅とδｉ、 Ｐｉとの関係線図
である。 ７・・・・・・支持棒、８．８′・・・・・・板バネ、
９．９′・・・・・・才１図 才２回 才３０ 才４図
施例を示す正面図、第２図は、同じく側面図、第３図は
本発明による超音波顕微鏡の走査装置の他の実施例を示
す正面図、第４図は同じく側面図、第５図は板バネの変
位解析図、第６図は片振幅とδｉ、 Ｐｉとの関係線図
である。 ７・・・・・・支持棒、８．８′・・・・・・板バネ、
９．９′・・・・・・才１図 才２回 才３０ 才４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料を第１の方向に低速で移動し、これと垂直な第
２の方向に超音波送受波素子を高速で往復運動させる２
次元走査により試料の観察を行う超音波顕微鏡において
、前記超音波送受波素子を支持する支持棒と、該支持棒
の両端を支持する１対の十字形の板バネと、該板バネを
固定するフレームと、支持棒と連結された加振機とで構
成したことを特徴とする超音波顕微鏡の走査装置。 ２、前記、十字形の板バネの前記第１の方向及び前記第
２の方向に曲げ加工を施した特許請求の範囲第１項記載
の超音波顕微鏡の走査装置。 ３、前記フ レームの前記十字形の板バネの取付部の板厚を、該取付
部が各々独立に十字形の板バネの面の方向に曲げ変形可
能な板厚とした特許請求の範囲第１項記載の超音波顕微
鏡の走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030302A JPS61191959A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 超音波顕微鏡の走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030302A JPS61191959A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 超音波顕微鏡の走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191959A true JPS61191959A (ja) | 1986-08-26 |
Family
ID=12299952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60030302A Pending JPS61191959A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 超音波顕微鏡の走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61191959A (ja) |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP60030302A patent/JPS61191959A/ja active Pending
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