JPS6255099B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波ビームを利用して試料を観察す
ると共に光学顕微鏡によつてもその試料の同一箇
所を容易に観察できるようにした超音波顕微鏡装
置に関する。

超音波顕微鏡は、原理的には細く絞つた超高周
波超音波ビームによつて試料面を機械的に走査
し、その試料により散乱された超音波を集音して
電気信号に変換し、その信号を陰極線管の表示面
に二次元的に表示し、顕微鏡像を得るのであり、
その構成から透過型と反射型とに分けられる。

第１図は反射型の超音波顕微鏡の原理図で、高
周波発振器１からの信号は方向性結合器２により
上部及び下部電極３ａ，３ｂ及び圧電体３ｃから
成る送受兼用トランスジユーサ３へ供給される。
この信号は超音波に変換されてこれが貼着された
送受波兼用のサフアイア等の超音波伝搬媒体材か
ら成る超音波集束レンズの平面状の一面より内部
に放射される。該超音波集束レンズ４の他面は球
面状にえぐられて球面レンズ部４ａとされ、球面
レンズ部４ａと対向して試料保持板５が配され
る。超音波集束レンズ４と前記保持板５との間に
は水等の音場媒体６が介装され、前記球面レンズ
部４ａの焦点において試料７が保持板５に取付け
られる。保持板５は走査装置８でＸ及びＹ方向に
移動される。勿論、保持板５の代わりに超音波レ
ンズ４をＸ及びＹ方向に移動することも可能であ
る。走査装置８は走査回路９により制御される。
そこで、前記トランスジユーサ３より超音波集束
レンズ４内に入射された平面状の超音波は前記球
面レンズ部４ａに伝播し、該球面レンズ部４ａに
より集束されて試料７へ到達する。その反射波は
再び超音波集束レンズ４で集束され、トランスジ
ユーサ３で電気信号に変換されて、前記方向性結
合器２を通つて表示装置１０へ供給される。

ところで、超音波顕微鏡は普及の散乱が弾性的
性質の違いにより起ることを利用しており、一
方、被学顕微鏡において光の散乱が光学的屈折率
の違いにより起ることを利用している。従つて超
音波顕微鏡は光学顕微鏡とは異なつた情報を得る
ことができる。この点より超音波顕微鏡により観
察した試料内の微小部分の超音波像を、光学顕微
鏡による光学像と比較することが医学、生物学、
工学などの分野ではどうしても必要となる。

このため従来においては超音波顕微鏡で観察し
た試料をその走査装置からとりはずして、それを
あらためて光学顕微鏡の試料台にのせて観察して
いた。このとき広い試料面から超音波で観察した
微小な同一部分を探すのはかなりの苦労を要して
いた。一方、逆に試料中の観察したい部分が光学
顕微鏡の観察によりあらかじめ決定される場合に
は、その同一部分を超音波顕微鏡により探すため
に、該当する部分の近傍で超音波ビームの照射位
置を二次元的にわずかずつずらしながら、何回か
超音波顕微鏡像を撮つて始めて所望の部分の超音
波顕微鏡像が得られるのが普通であつた。

また何れの場合にも試料の脱着時に、試料を毀
損する危険性もあつた。

本発明は、このような欠点を改善するもので、
試料をいちいち超音波顕微鏡の走査装置からはず
したり、或いは逆にその走査装置に装着したりす
ることなく、光学顕微鏡の光軸と超音波顕微鏡の
超音波軸とを一致させ、光学像と超音波像との比
較を容易に得ることができる超音波顕微鏡装置を
提供することを目的とする。

以下、本発明について図面により説明すると、
第２図は超音波集束レンズを走査するようにした
超音波顕微鏡装置の概略斜視図を示したもので、
４はサフアイヤ、溶融石英党の透明材料から成る
超音波集束レンズで、該集束レンズ４は加振器等
から成る走査装置８の駆動軸８ａに固定されて、
該駆動軸８ａの振動によつてＸ方向に走査され、
且つ、走査装置８自体はレンズ系ベース１１に固
定され、該レンズ系ベース１１の移動に伴つてＹ
方向に走査される。１２は前記レンズ系ベース１
１に取付けられた光学顕微鏡で、該光学顕微鏡１
２の光学レンズ系部１２ａは前記超音波集束レン
ズ４の上方に配設され、且つ、予め光学レンズ系
部１２ａの光軸と超音波集束レンズ４の超音波軸
とが一致するように設置されている。５は試料７
を取付けた保持板、１３は前記保持板５を載置
し、自動送り装置１４によりｘ、ｙ、ｚ方向に微
調整可能な試料台、６は超音波集束レンズ４と試
料７との間に介在した水等から成る音場媒体、１
５はベースである。

そこで、前記超音波集束レンズ４の球面レンズ
部４ａを設けていない平面状の面には、送受兼用
トランスジユーサ３が形成されているが、該トラ
ンスジユーサ３は第３図ａ，ｂに示すよう、
In₂O₃、SnO₂等の透明導電材料から成る上部及び
下部電極３ａ，３ｂと、該上・下部電極３ａ，３
ｂの間に介在させたZnO等の透明な圧電体３ｃと
から構成され、これらは蒸着法により順次形成さ
れる。

上記超音波顕微鏡装置において超音波像は、超
音波集束レンズ４をＸ方向に振動させながら、Ｙ
方向に移動させ、試料７から得られた超音波を前
記トランスジユーサ３で電気信号に変換し、第１
図で述べた表示装置１０へ供給することにより得
られる。一方、光学像は、光学顕微鏡１２の光学
レンズ系部１２ａの光軸と超音波集束レンズ４の
超音波軸とが予め一致しているため、超音波集束
レンズ４の走査を停止した後に、超音波顕微鏡で
観察した試料７の微小部分を、光学レンズ系部１
２ａは何等移動させることなく、超音波集束レン
ズ４を介してそのまま極めて容易に観察される。
この時に光の経路は第５図に示すようになり、超
音波集束レンズ４は光学レンズを兼ね、超音波集
束レンズ４上に設けた前記トランスジユーサ３は
透明材料で形成されているために、光線ａ，ｂを
導くための妨げとはならない。なお、ｃは光軸ま
たは超音波軸である。

第４図ａ，ｂは、超音波集束レンズ４に設けた
トランスジユーサ３のその他の構成について示し
たもので、トランスジユーサ３の上・下部電極３
ａ，３ｂとしてAu、Al等の不透明の材料を用い
ているが、超音波集束レンズ４の外径寸法Ａに比
較して上・下部電極３ａ，３ｂの外径切法Ｂが充
分に小さければ、該超音波集束レンズ４を前記超
音波顕微鏡装置に使用しても、光学顕微鏡１２に
よる光学像の観察は可能である。その時の光の径
路は、第６図に示す通りである。

第７図は本発明のその他の超音波顕微鏡装置の
概略を示したもので、ガラス、マイラー膜等の透
明な材料から成る保持板５の表面に試料７を取付
け、該保持板５の裏面側に光学顕微鏡１２の光学
レンズ系部１２ａを配置した構成であり、上記し
たと同様に光学像と超音波像との比較が容易に行
える。勿論、超音波集束レンズ４の超音波軸と光
学レンズ系部１２ａの光軸とは予め一致させてあ
る。上記構成は試料７が生物、生体組織等の場合
に便利である。

なお、前記本発明の装置では、超音波集束レン
ズ４を走査するものを示したが、その代わりに、
試料７を保持する保持板５をＸ、Ｙ方向に走査し
ても良いこと勿論である。

叙上のように、本発明は光学顕微鏡１２の光学
レンズ系部１２ａの光軸と超音波顕微鏡の超音波
集束レンズ４の超音波軸とを略一致させたもので
あるため、超音波顕微鏡で観察した試料７の微小
部分の同一箇所を、光学レンズ系部１２ａは何等
移動させることなく、そのままで極めて容易に観
察し得、試料７を脱着する必要がなく、試料７を
毀損する虞れがない等の顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は反射型超音波顕微鏡の原理を示す図、
第２図〜第７図は本発明の超音波顕微鏡装置に係
り、第２図はその概略斜視図、第３図ａはトラン
スジユーサを設けた超音波集束レンズの断側面
図、第３図ｂはその平面図、第４図ａはその他の
トランスジユーサを設けた超音波集束レンズの断
側面図、第４図ｂはその平面図、第５図、第６図
はそれぞれ超音波集束レンズを介して透過する光
の経路を説明する説明図、第７図は本発明のその
他の超音波顕微鏡装置を説明する概略図である。 ４……超音波集束レンズ、５……保持板、６…
…音場媒体、７……試料、１２……光学顕微鏡、
１２ａ…光学レンズ系部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光学顕微鏡と超音波顕微鏡とを互に固定して
   設けた超音波顕微鏡装置において、光学顕微鏡の
   光学レンズ系部の光学軸と超音波顕微鏡の超音波
   集束レンズの超音波軸とを略一致させたことを特
   徴とする超音波顕微鏡装置。