JPS6254159A - 位相差型超音波顕微鏡 - Google Patents
位相差型超音波顕微鏡Info
- Publication number
- JPS6254159A JPS6254159A JP60194134A JP19413485A JPS6254159A JP S6254159 A JPS6254159 A JP S6254159A JP 60194134 A JP60194134 A JP 60194134A JP 19413485 A JP19413485 A JP 19413485A JP S6254159 A JPS6254159 A JP S6254159A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- ultrasonic
- wave
- waves
- phase difference
- Prior art date
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、反射型の位相差型超音波顕微鏡に関する。
位相差型超音波顕微鏡として、例えば特公昭５９−４４
５８２号公報に開示されたものがある。しかし、この公
報に開示されている位相差型超音波顕微鏡は透過型のも
ので、超音波投射用のヘッドと試料を透過した超音波の
集音用のヘッドとの間が狭いため、観察し得る試料の大
きさが制限されるという問題がある。
５８２号公報に開示されたものがある。しかし、この公
報に開示されている位相差型超音波顕微鏡は透過型のも
ので、超音波投射用のヘッドと試料を透過した超音波の
集音用のヘッドとの間が狭いため、観察し得る試料の大
きさが制限されるという問題がある。
このような問題を解決するものとして、従来、第３図お
よび第４図に示すような反射型の位相差型超音波顕微鏡
が提案された。
よび第４図に示すような反射型の位相差型超音波顕微鏡
が提案された。
第３図に示す位相差型超音波顕微鏡においては、ＲＦ発
振器１から連続波を発生させ、この信号を分波器２によ
り二分して、一方をゲート３に他方をアッテネータ４に
供給している。ゲート３は連続波からパルス信号を得る
もので、このパルス信号はサーキュレータ５を経て超音
波ヘッド６の圧電トランスジューサ７に供給され、とこ
で超音波に変換されて音舌レンズ８を経て試料９に投射
される。この試料９での超音波の反射波は、音響レンズ
８を経て圧電トランスジューサ７により電気信号に変換
されてサーキュレータ５および受信器１゜を経て信号波
として位相検波器１１に供給され、ここでアッテネータ
４からの信号を参照波として位相検波され、その出力が
ビデオプロセス回路１２に供給されるようになっている
。
振器１から連続波を発生させ、この信号を分波器２によ
り二分して、一方をゲート３に他方をアッテネータ４に
供給している。ゲート３は連続波からパルス信号を得る
もので、このパルス信号はサーキュレータ５を経て超音
波ヘッド６の圧電トランスジューサ７に供給され、とこ
で超音波に変換されて音舌レンズ８を経て試料９に投射
される。この試料９での超音波の反射波は、音響レンズ
８を経て圧電トランスジューサ７により電気信号に変換
されてサーキュレータ５および受信器１゜を経て信号波
として位相検波器１１に供給され、ここでアッテネータ
４からの信号を参照波として位相検波され、その出力が
ビデオプロセス回路１２に供給されるようになっている
。
また、第４図に示す位相差型超音波顕微鏡においては、
ＲＦ発振器２１からパルス信号を発生させ、この信号を
分波器２２により二分して、一方をサーキュレータ２３
に他方を遅延回路２４に供給している。
ＲＦ発振器２１からパルス信号を発生させ、この信号を
分波器２２により二分して、一方をサーキュレータ２３
に他方を遅延回路２４に供給している。
サーキュレータ２３に供給されたパルス信号は超音波ヘ
ッド２５の圧電トランスジューサ２６に供給されて超音
波に変換され、音響レンズ２７を経て試料２日に投射さ
れる。この試料２８での超音波の反射波は、音響レンズ
２７を経て圧電トランジューサ２６により電気信号に変
換され、サーキュレータ２３および受信器２９を経て信
号波として位相検波器３ｏに供給される。また、遅延回
路２４に供給されたパルス信号は、ここで受信器２９の
出力である試料２８の信号波と時間的に一致するように
電気的に遅延されてアッテネータ３１を経て参照波とし
て位相検波器３０に供給され、この参照波に基いて受信
器２９からの信号波が位相検波され、その出力がビデオ
プロセス回路３２に供給されるようになっている。
ッド２５の圧電トランスジューサ２６に供給されて超音
波に変換され、音響レンズ２７を経て試料２日に投射さ
れる。この試料２８での超音波の反射波は、音響レンズ
２７を経て圧電トランジューサ２６により電気信号に変
換され、サーキュレータ２３および受信器２９を経て信
号波として位相検波器３ｏに供給される。また、遅延回
路２４に供給されたパルス信号は、ここで受信器２９の
出力である試料２８の信号波と時間的に一致するように
電気的に遅延されてアッテネータ３１を経て参照波とし
て位相検波器３０に供給され、この参照波に基いて受信
器２９からの信号波が位相検波され、その出力がビデオ
プロセス回路３２に供給されるようになっている。
このような反射型の位相差型超音波顕微鏡においては、
試料の一方の面倒にのみ超音波ヘッドが位置するので、
透過型におけるように試料の大きさに制限されることな
く、任意の大きさの試料を観察できる利点がある。
試料の一方の面倒にのみ超音波ヘッドが位置するので、
透過型におけるように試料の大きさに制限されることな
く、任意の大きさの試料を観察できる利点がある。
上述した反射型の位相差型超音波顕微鏡において、試料
は直接あるいはゴニオメータを介してステージに固定さ
れ、試料の超音波像を得る場合には、例えば圧電トラン
スジューサおよび音響レンズを含む超音波ヘッドを水平
面内でＸ方向に振動させながら、ステージをＸ方向と直
交するＹ方向に移動させることにより試料を二次元的に
走査し、また試料の材質や強度等を検出するためのＶ
（ｚ）曲線を得る場合には、ＸおよびＹ方向と直交する
Ｚ方向において超音波ヘッドと試料したがってステージ
とを相対的に移動させるようにしている。
は直接あるいはゴニオメータを介してステージに固定さ
れ、試料の超音波像を得る場合には、例えば圧電トラン
スジューサおよび音響レンズを含む超音波ヘッドを水平
面内でＸ方向に振動させながら、ステージをＸ方向と直
交するＹ方向に移動させることにより試料を二次元的に
走査し、また試料の材質や強度等を検出するためのＶ
（ｚ）曲線を得る場合には、ＸおよびＹ方向と直交する
Ｚ方向において超音波ヘッドと試料したがってステージ
とを相対的に移動させるようにしている。
しかしながら、上述した従来の反射型の位相差型超音波
顕微鏡にあっては、信号波を位相検波するための参照波
を、ＲＦ発振器の出力を単に電気的に処理して固定的に
得るようにしているため、超音波ヘッドおよび／または
ステージにおいて超音波ヘッドと試料との間の距離が不
所望に変化すると、その変化に応じて信号波と参照波と
の位相差が変化してしまい、試料の正確な情報が得られ
なくなるという問題がある。
顕微鏡にあっては、信号波を位相検波するための参照波
を、ＲＦ発振器の出力を単に電気的に処理して固定的に
得るようにしているため、超音波ヘッドおよび／または
ステージにおいて超音波ヘッドと試料との間の距離が不
所望に変化すると、その変化に応じて信号波と参照波と
の位相差が変化してしまい、試料の正確な情報が得られ
なくなるという問題がある。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、超音波ヘッドと試料との間の距離が不所望に
変化しても、その変化に影響されることなく、常に正確
な試料の超音波情報が得られるよう適切に構成した位相
差型超音波顕微鏡を提供することを目的とする。
たもので、超音波ヘッドと試料との間の距離が不所望に
変化しても、その変化に影響されることなく、常に正確
な試料の超音波情報が得られるよう適切に構成した位相
差型超音波顕微鏡を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明では第１および第２
の超音波ヘッドを設け、同一ステージ上に試料および参
照試料を載置して、これら試料および参照試料に第１お
よび第２の超音波ヘッドからそれぞれほぼ同時に超音波
を投射すると共に、それらの反射波を第１および第２の
超音波ヘッドを経て第１および第２の受信手段でそれぞ
れ受信して、それらの位相差を検出する。
の超音波ヘッドを設け、同一ステージ上に試料および参
照試料を載置して、これら試料および参照試料に第１お
よび第２の超音波ヘッドからそれぞれほぼ同時に超音波
を投射すると共に、それらの反射波を第１および第２の
超音波ヘッドを経て第１および第２の受信手段でそれぞ
れ受信して、それらの位相差を検出する。
かかる構成において、第１、第２の超音波ヘッドおよび
／またはステージに不所望な変位が生じると、試料およ
び参照試料は同一ステージ・上に載置されているので、
不所望な変位による影響はそれぞれの受信信号中に現わ
れ、その位相差を検出することによって相殺されること
になる。
／またはステージに不所望な変位が生じると、試料およ
び参照試料は同一ステージ・上に載置されているので、
不所望な変位による影響はそれぞれの受信信号中に現わ
れ、その位相差を検出することによって相殺されること
になる。
第１図はこの発明の一実施例を示すものである。
この実施例では、バースト波発振器５１がら所定の周期
で間欠的にバースト波を発生させ、その信号を分波器５
２により二分して、一方をサーキュレータ５３を経て第
１の超音波ヘッド５４に、他方をサーキュレータ５５を
経て第２の超音波ヘッド５６にそれぞれ供給する。第１
、第２の超音波ヘッド５４．５６は顕微鏡本体に装着し
た加振器の同一加振軸に固定し、公知の加振手段により
水平面内で所定の方向（Ｘ方向）に振動させるようにす
る。これら第１、第２の超音波ヘッド５４．５６は圧電
トランスジューサ５７．５８および音響レンズ５９．６
０を具え、圧電トランスジューサ５７．５８に供給され
るバースト波信号によって音響レンズ５９．６０を経て
超音波を投射させる。また、ステージ６１は水平面内で
上記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能に構成すると共
に、第１、第２の超音波ヘッド５４ 、５６に対して垂
直方向に相対的に移動可能に構成する。このステージ６
１上には第１および第２のゴニオメータ６２および６３
を設け、一方の音響レンズ５９と対向するように第１の
ゴニオメータ６２上に試料６４を載置し、他方の音響レ
ンズ６０と対向するように第２のゴニオメータ６３上に
参照試料６５をＲ置して、音響レンズ５９から試料６４
に超音波を投射すると同時に、音響レンズ６０から参照
試料６５に超音波を投射する。。
で間欠的にバースト波を発生させ、その信号を分波器５
２により二分して、一方をサーキュレータ５３を経て第
１の超音波ヘッド５４に、他方をサーキュレータ５５を
経て第２の超音波ヘッド５６にそれぞれ供給する。第１
、第２の超音波ヘッド５４．５６は顕微鏡本体に装着し
た加振器の同一加振軸に固定し、公知の加振手段により
水平面内で所定の方向（Ｘ方向）に振動させるようにす
る。これら第１、第２の超音波ヘッド５４．５６は圧電
トランスジューサ５７．５８および音響レンズ５９．６
０を具え、圧電トランスジューサ５７．５８に供給され
るバースト波信号によって音響レンズ５９．６０を経て
超音波を投射させる。また、ステージ６１は水平面内で
上記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動可能に構成すると共
に、第１、第２の超音波ヘッド５４ 、５６に対して垂
直方向に相対的に移動可能に構成する。このステージ６
１上には第１および第２のゴニオメータ６２および６３
を設け、一方の音響レンズ５９と対向するように第１の
ゴニオメータ６２上に試料６４を載置し、他方の音響レ
ンズ６０と対向するように第２のゴニオメータ６３上に
参照試料６５をＲ置して、音響レンズ５９から試料６４
に超音波を投射すると同時に、音響レンズ６０から参照
試料６５に超音波を投射する。。
なお、参照試料６５としては、例えば平板状の固体試料
を用い、その超音波投射面は鏡面研磨しておく。試料６
４に投射された超音波の該試料６４での反射波は音響レ
ンズ５９で集音し、圧電トランスジューサ５７により電
気信号に変換してサーキュレータ５３を経て第１の受信
器６６に供給し、ここで試料６４に対応する反射波信号
のみを取出して信号波として位相検波器６７に供給する
。同様に、参照試料６５に投射された超音波の該参照試
料６５での反射波は音響レンズ６０で集音し、圧電トラ
ンスジューサ５８により電気信号に変換してサーキュレ
ータ５５を経て第２の受信器６８に供給し、ここで参照
試料６５に対応する反射波信号のみを取出して参照波と
して位相検波器６７に供給する。
を用い、その超音波投射面は鏡面研磨しておく。試料６
４に投射された超音波の該試料６４での反射波は音響レ
ンズ５９で集音し、圧電トランスジューサ５７により電
気信号に変換してサーキュレータ５３を経て第１の受信
器６６に供給し、ここで試料６４に対応する反射波信号
のみを取出して信号波として位相検波器６７に供給する
。同様に、参照試料６５に投射された超音波の該参照試
料６５での反射波は音響レンズ６０で集音し、圧電トラ
ンスジューサ５８により電気信号に変換してサーキュレ
ータ５５を経て第２の受信器６８に供給し、ここで参照
試料６５に対応する反射波信号のみを取出して参照波と
して位相検波器６７に供給する。
位相検波器６７は第１、第２の受信器６６．６８から供
給される信号波および参照波の位相差を検出し、その出
力をビデオプロセス回路６９に供給する。
給される信号波および参照波の位相差を検出し、その出
力をビデオプロセス回路６９に供給する。
第２図は超音波ヘッド５４．５６を保持する加振器の要
部の構成を示すものである。超音波ヘッド５４゜５６は
同一の加振軸７１に固定し、この加振軸７１を第２図に
おいて紙面垂直方向に延在する平行板ばね７２．７３を
介して加振器本体７４に矢印で示すＸ方向に変位可能に
支持する。このようにして、加振軸７１を例えばボイス
コイル等の公知の加振手段によりＸ方向に加振させる。
部の構成を示すものである。超音波ヘッド５４゜５６は
同一の加振軸７１に固定し、この加振軸７１を第２図に
おいて紙面垂直方向に延在する平行板ばね７２．７３を
介して加振器本体７４に矢印で示すＸ方向に変位可能に
支持する。このようにして、加振軸７１を例えばボイス
コイル等の公知の加振手段によりＸ方向に加振させる。
なお、符号７５は加振器のカバーを示す。
この実施例において、第１、第２のゴニオメータ６２．
６３を共に水平にし、かつ音響レンズ６０の焦点が参照
試料６５の表面に位置するようにして、試料６４および
参照試料６５をそれぞれ平面走査すると試料６４の反射
波の位相に応じて濃淡のついた画像が得られ、また第１
、第２のゴニオメータ６２．６３のいずれか一方を傾け
ると画像に干渉縞が現われ、この縞のシフト量から試料
反射波の位相を測定することができる。ここで、いずれ
の場合においても参照試料６５から得た参照波と試料６
４の信号波との位相差を取るので、ステージ６１や超音
波ヘッド５４．５６のＺ方向での不所望な変位の影響は
相殺される。
６３を共に水平にし、かつ音響レンズ６０の焦点が参照
試料６５の表面に位置するようにして、試料６４および
参照試料６５をそれぞれ平面走査すると試料６４の反射
波の位相に応じて濃淡のついた画像が得られ、また第１
、第２のゴニオメータ６２．６３のいずれか一方を傾け
ると画像に干渉縞が現われ、この縞のシフト量から試料
反射波の位相を測定することができる。ここで、いずれ
の場合においても参照試料６５から得た参照波と試料６
４の信号波との位相差を取るので、ステージ６１や超音
波ヘッド５４．５６のＺ方向での不所望な変位の影響は
相殺される。
また、この実施例ではバースト波発振器５１により所定
の周期で間欠的にバースト波を発生させるようにしたの
で、連続波をゲートによりパルスとする場合に比べ順次
のバースト波間において信号の漏れがない。したがって
、漏れ信号による音響レンズ内での多重反射の影響がな
く、ＳｌＮ比を高くすることができる。
の周期で間欠的にバースト波を発生させるようにしたの
で、連続波をゲートによりパルスとする場合に比べ順次
のバースト波間において信号の漏れがない。したがって
、漏れ信号による音響レンズ内での多重反射の影響がな
く、ＳｌＮ比を高くすることができる。
なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、第１、第２の超音波ヘッド５４゜５６に対応してバー
スト波発振器を設け、これらを同期して駆動してもよい
し、またバースト波発振器の代わりに連続波を発生する
発振器を設け、連続波をゲートによりパルス化するよう
にすることもできる。
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、第１、第２の超音波ヘッド５４゜５６に対応してバー
スト波発振器を設け、これらを同期して駆動してもよい
し、またバースト波発振器の代わりに連続波を発生する
発振器を設け、連続波をゲートによりパルス化するよう
にすることもできる。
以上述べたように、この発明によれば第１、第２の超音
波ヘッドを設け、これら超音波ヘッドを介して同一ステ
ージ上の試料および参照試料からそれぞれ信号波および
参照波を得てその位相差を検出するようにしたので、ス
テージ等の不所望な変位に影響されることな（、試料の
常に正確な超音波情報を得ることができる。
波ヘッドを設け、これら超音波ヘッドを介して同一ステ
ージ上の試料および参照試料からそれぞれ信号波および
参照波を得てその位相差を検出するようにしたので、ス
テージ等の不所望な変位に影響されることな（、試料の
常に正確な超音波情報を得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は第１図
に示す超音波ヘッドを保持する加振器の要部の構成を示
す図、 第３図及び第４図は従来の位相差型超音波顕微鏡の二つ
の例を示す図である。 ５１・・・バースト波発振器５２・・・分波器５３．５
５・・・サーキュレータ ５４・・・第１の超音波ヘッド ５６・・・第２の超音波ヘッド ５７．５８・・・圧電トランスジューサ５９．６０・・
・音響レンズ ６１・・・ステージ６２・・・第１のゴ
ニオメータ ６３・・・第２のゴニオメータ ６４・・・試料 ６５・・・参照試料６６・
・・第１の受信器 ６７・・・位相検波器６８・・・
第２の受信器 ６９・・・ビデオプロセス回路 ７１・・・加振軸 ７２，７３・・・平行板ば
ね７４・・・加振器本体 ７５・・・カバー特 許
出 願人 オリンパス光学工業株式会社手 続
補 正 占 昭和６１年６月９日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿１、事件の
表示 昭和６０年特許願第１９４１３４号 ２、発明の名称 位相差型超音波顕微鏡 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （０３？）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 １、明細書第１０頁第１８行の「もてきる。」の仮に次
の文章を加入する。
に示す超音波ヘッドを保持する加振器の要部の構成を示
す図、 第３図及び第４図は従来の位相差型超音波顕微鏡の二つ
の例を示す図である。 ５１・・・バースト波発振器５２・・・分波器５３．５
５・・・サーキュレータ ５４・・・第１の超音波ヘッド ５６・・・第２の超音波ヘッド ５７．５８・・・圧電トランスジューサ５９．６０・・
・音響レンズ ６１・・・ステージ６２・・・第１のゴ
ニオメータ ６３・・・第２のゴニオメータ ６４・・・試料 ６５・・・参照試料６６・
・・第１の受信器 ６７・・・位相検波器６８・・・
第２の受信器 ６９・・・ビデオプロセス回路 ７１・・・加振軸 ７２，７３・・・平行板ば
ね７４・・・加振器本体 ７５・・・カバー特 許
出 願人 オリンパス光学工業株式会社手 続
補 正 占 昭和６１年６月９日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿１、事件の
表示 昭和６０年特許願第１９４１３４号 ２、発明の名称 位相差型超音波顕微鏡 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （０３？）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 １、明細書第１０頁第１８行の「もてきる。」の仮に次
の文章を加入する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１および第２の超音波ヘッドと、これら第１およ
び第２の超音波ヘッドから同一ステージ上の試料および
参照試料にそれぞれ超音波をほぼ同時に投射するための
信号を発生する発振手段と、前記試料および参照試料で
の超音波の反射波をそれぞれ前記第１および第２の超音
波ヘッドを経て受信する第１および第２の受信手段と、
これら第１および第２の受信手段の出力の位相差を検出
する手段とを具えることを特徴とする位相差型超音波顕
微鏡。 ２、前記発振手段は１つの共通のバースト波発振器を具
えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位相
差型超音波顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194134A JPS6254159A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 位相差型超音波顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194134A JPS6254159A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 位相差型超音波顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254159A true JPS6254159A (ja) | 1987-03-09 |
Family
ID=16319472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60194134A Pending JPS6254159A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 位相差型超音波顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254159A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58218646A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-19 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡 |
| JPS59160755A (ja) * | 1974-02-15 | 1984-09-11 | ザ・ボ−ド・オブ・トラステイ−ス・オブ・レランド・スタンフオ−ド・ジユニア・ユニバ−シティ | 音波顕微鏡 |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP60194134A patent/JPS6254159A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59160755A (ja) * | 1974-02-15 | 1984-09-11 | ザ・ボ−ド・オブ・トラステイ−ス・オブ・レランド・スタンフオ−ド・ジユニア・ユニバ−シティ | 音波顕微鏡 |
| JPS58218646A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-19 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡 |
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