JPS6291857A - 超音波映像化方式 - Google Patents
超音波映像化方式Info
- Publication number
- JPS6291857A JPS6291857A JP60231320A JP23132085A JPS6291857A JP S6291857 A JPS6291857 A JP S6291857A JP 60231320 A JP60231320 A JP 60231320A JP 23132085 A JP23132085 A JP 23132085A JP S6291857 A JPS6291857 A JP S6291857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric signal
- phase difference
- arch
- signal
- inspected
- Prior art date
- 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.)
- Granted
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (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】
（産業上の利用分野）
本発明は超音波を用いて対象物の形状やその内部の状態
を映像化する超音波映像化方式に関する。
を映像化する超音波映像化方式に関する。
（従来の技術）
弾性表面波用すだれ状トランスデユーサは液体中への縦
波音波の放射あるいは受波用として有効に機能する。こ
の点に着［」シて従来からすだれ状トランスデユーサを
用いた超音波映像化方式が種々提案されている。
波音波の放射あるいは受波用として有効に機能する。こ
の点に着［」シて従来からすだれ状トランスデユーサを
用いた超音波映像化方式が種々提案されている。
（発明か解決しようとする問題点）
しかしながら、このような従来の超音波映像化方式にあ
っては、被検体の音響像情報として、被検体で反射され
た音波がすだれ状トランスデユーサで受波されて変換さ
れた電気信号の強度 （振幅）を用いていた。
っては、被検体の音響像情報として、被検体で反射され
た音波がすだれ状トランスデユーサで受波されて変換さ
れた電気信号の強度 （振幅）を用いていた。
本発明は、被検体の音響像情報として電気信号の振幅を
用いた場合よりも、被検体の弾性的変化を感度よく検知
できる超音波撮像方式を提供することを目的とする。
用いた場合よりも、被検体の弾性的変化を感度よく検知
できる超音波撮像方式を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、圧電基板とその一表面上に設けられた複数組
のアーチ形すだれ状電極とからなる超音波デバイスを液
状の媒体を介して被検体に対向する如く設置し、所定の
アーチ型すたれ状電極に入力電気信号を印加して超音波
を前記液状の媒体へ放射し、被検体で反射された超音波
を残りのアーチ型すだれ状電極で受波して得られた出力
電気イ、−号をゲート回路を介して所望の時間だけ取出
し、取出された出力電気信号と前記入力電気信号との位
相差又は出力電気信号間の位相差を求めることにより被
検体の音響像情報を得る超音波映像化方式である。
のアーチ形すだれ状電極とからなる超音波デバイスを液
状の媒体を介して被検体に対向する如く設置し、所定の
アーチ型すたれ状電極に入力電気信号を印加して超音波
を前記液状の媒体へ放射し、被検体で反射された超音波
を残りのアーチ型すだれ状電極で受波して得られた出力
電気イ、−号をゲート回路を介して所望の時間だけ取出
し、取出された出力電気信号と前記入力電気信号との位
相差又は出力電気信号間の位相差を求めることにより被
検体の音響像情報を得る超音波映像化方式である。
（実施例）
以下、本発明の一実施例の図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第２図は本発明に用いられる超音波デバイスの１つであ
るラム波デバイスの一構成例の平面図である。ラム波デ
バイスＩＯは、表面に垂直方向に分極軸を有する薄板状
の圧電物質で形成される圧電体１２と、アーチ形のくし
の歯状電極指がインタディジタルに配列された４組のア
ーチ型すだれ状電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと
で形成されている。また、１６ａ、１６ｂ、＋６ｃ、１
６ｄ、１６ｅ、１６ｆはそれぞれ端子である。
るラム波デバイスの一構成例の平面図である。ラム波デ
バイスＩＯは、表面に垂直方向に分極軸を有する薄板状
の圧電物質で形成される圧電体１２と、アーチ形のくし
の歯状電極指がインタディジタルに配列された４組のア
ーチ型すだれ状電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと
で形成されている。また、１６ａ、１６ｂ、＋６ｃ、１
６ｄ、１６ｅ、１６ｆはそれぞれ端子である。
圧電体１２の厚みは圧電体を伝搬する彼が分数特性を有
するラノ、波として扱いつる範囲である。アーチ形ずだ
れ状電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは例えば圧電
体１２の一人面七にアルミニウム等の金属を真空蒸着す
ることにより形成される。
するラノ、波として扱いつる範囲である。アーチ形ずだ
れ状電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは例えば圧電
体１２の一人面七にアルミニウム等の金属を真空蒸着す
ることにより形成される。
第１図は本発明によるＭｉ音波映像化方式の一実施例の
構成を示す図である。同図において、ラム波デバイスＩ
Ｏの端子１６ｄと１６ｆとは入力端子１８に接続され、
端一７−１６ｅは接地されている。また、端子１６ａ
と１６ｃ は増幅回路２０の入力端子に接続され、
端子１６ｂは接地されている。ラム波デバイス１０と被
検体２２とは液体層を介して図示の如く難問配置されて
いる。液体としては水、エーテル、アセトン、グリセリ
ン等の超音波を吸収しにくいものであればよく、ゲル状
又はグリース状であってもよい。位相比較器２４は内部
にゲート回路を仔する。このゲート回路は、入力端のア
ーチ型すだれ状電極から放射されたＭ音波２６が被検体
２２により反射されて出力側のアーチ型すだれ状電極で
受波されて変換された電気信号を所定時間だけ通過させ
る。そして、位相比較器２４は、ゲート回路から出力さ
れた電気信号（以下、遅延信号という）と、入力端ｆ−
１８に印加された電気信号（以下、基準信号という）と
の位相差を検出する。表示器２８は例えばＸ−Ｙレコー
ダを用いて構成され、前記位相差に基つき被検体２２の
映像を表示する。
構成を示す図である。同図において、ラム波デバイスＩ
Ｏの端子１６ｄと１６ｆとは入力端子１８に接続され、
端一７−１６ｅは接地されている。また、端子１６ａ
と１６ｃ は増幅回路２０の入力端子に接続され、
端子１６ｂは接地されている。ラム波デバイス１０と被
検体２２とは液体層を介して図示の如く難問配置されて
いる。液体としては水、エーテル、アセトン、グリセリ
ン等の超音波を吸収しにくいものであればよく、ゲル状
又はグリース状であってもよい。位相比較器２４は内部
にゲート回路を仔する。このゲート回路は、入力端のア
ーチ型すだれ状電極から放射されたＭ音波２６が被検体
２２により反射されて出力側のアーチ型すだれ状電極で
受波されて変換された電気信号を所定時間だけ通過させ
る。そして、位相比較器２４は、ゲート回路から出力さ
れた電気信号（以下、遅延信号という）と、入力端ｆ−
１８に印加された電気信号（以下、基準信号という）と
の位相差を検出する。表示器２８は例えばＸ−Ｙレコー
ダを用いて構成され、前記位相差に基つき被検体２２の
映像を表示する。
このように、基準信号と遅延信号との間には、被検体２
２の表面の起伏、内部のひずみ及び弾性的特性に依存す
る位相差が存在するので、この位相差を得ることにより
被検体２２映像化することができる。特に、遅延信号を
ゲート回路を介して所定時間だけ通道させることにより
、被検体２２の映像化すべきポイント（例えば表面、ま
たは表面から数μｍ内部の−）を設定することができる
。
２の表面の起伏、内部のひずみ及び弾性的特性に依存す
る位相差が存在するので、この位相差を得ることにより
被検体２２映像化することができる。特に、遅延信号を
ゲート回路を介して所定時間だけ通道させることにより
、被検体２２の映像化すべきポイント（例えば表面、ま
たは表面から数μｍ内部の−）を設定することができる
。
第３図は第１図に示す増幅回路１２及び位相比較器２４
の回路図である。位相比較器２４はゲート回路３０、フ
リップフロップ回路３２、位相比較回路３４、積分回路
３６とを具備して構成される。ゲート回路３０は具体的
には第５図のように構成される。ゲート回路３０は任意
の時間だけゲートを開くことにより、所望の時間の遅延
信号を位相比較回路３４に入力することを目的としたア
ナログスイッチ回路３８を具備する。この回路の動作原
理は次のとおりである。
の回路図である。位相比較器２４はゲート回路３０、フ
リップフロップ回路３２、位相比較回路３４、積分回路
３６とを具備して構成される。ゲート回路３０は具体的
には第５図のように構成される。ゲート回路３０は任意
の時間だけゲートを開くことにより、所望の時間の遅延
信号を位相比較回路３４に入力することを目的としたア
ナログスイッチ回路３８を具備する。この回路の動作原
理は次のとおりである。
＋Ａは常にハイレベルに保たれている。ＩＢにトリガが
入力されハイレベルとなると、ＡＮＤ回路はハイレベル
を出力し、１段目のパルスが立ち上がる。パルスが立ち
下がりローレベルになると、インバーターを経て２＾に
ハイレベルが入力される。
入力されハイレベルとなると、ＡＮＤ回路はハイレベル
を出力し、１段目のパルスが立ち上がる。パルスが立ち
下がりローレベルになると、インバーターを経て２＾に
ハイレベルが入力される。
２Ｂには常にハイレベルは入力されるので、１段目のパ
ルスの立ち下がりにより、２段目のパルスがｔち上がる
。２段目のパルスはリレー回路に入力され、パルス幅の
分だけゲートが開き、入力信号が通過できるようになっ
ている（第６図参照）。
ルスの立ち下がりにより、２段目のパルスがｔち上がる
。２段目のパルスはリレー回路に入力され、パルス幅の
分だけゲートが開き、入力信号が通過できるようになっ
ている（第６図参照）。
１段目および２段［１のパルス幅は次の式で与えられる
。
。
Ｔ ＝ ０．８２ＲＣ（１＋０．２／Ｒ）Ｒ：にΩ、Ｃ
：ｐＦ、Ｔ：ｎｓ 第３図に戻り、Ｃ１１１に図示しない発振器による基準
信号を入力し、Ｃ１（２に遅延信号を印加すると、積分
回路３６の出力から２つの信号の位相差に対応する直流
信号が検出される。第４図は第３図に示す回路の動作タ
イミング図である。第３図中のＡ−Ｈは第４図中のＡ−
Ｈに対応する。２つの信号は増幅回路２０で論理レベル
まで増幅された後ゲート回路３０を通り、その後矩形波
として成形され、フリップフロップ回路３２で分周され
る。フリップフロップ回路３２から出力される２つの信
号は位相比較回路３４で位相比較され、位相差に相当す
るパルスとして出力される。このパルスは積分回路３６
で積分され、最終的に積分回路３６の出力から、２つの
チャネルに加えられた信号の位相差に対応する直流出力
電圧を得ることができる。この位相差と出力電圧との間
には直線関係が存在する。
：ｐＦ、Ｔ：ｎｓ 第３図に戻り、Ｃ１１１に図示しない発振器による基準
信号を入力し、Ｃ１（２に遅延信号を印加すると、積分
回路３６の出力から２つの信号の位相差に対応する直流
信号が検出される。第４図は第３図に示す回路の動作タ
イミング図である。第３図中のＡ−Ｈは第４図中のＡ−
Ｈに対応する。２つの信号は増幅回路２０で論理レベル
まで増幅された後ゲート回路３０を通り、その後矩形波
として成形され、フリップフロップ回路３２で分周され
る。フリップフロップ回路３２から出力される２つの信
号は位相比較回路３４で位相比較され、位相差に相当す
るパルスとして出力される。このパルスは積分回路３６
で積分され、最終的に積分回路３６の出力から、２つの
チャネルに加えられた信号の位相差に対応する直流出力
電圧を得ることができる。この位相差と出力電圧との間
には直線関係が存在する。
この場合、第３図の回路では周波数を％に分周している
ので、位相差が３６０度のときに出力電圧は最大となる
。
ので、位相差が３６０度のときに出力電圧は最大となる
。
次に、動作について説明する。入力端子１８を介して入
力端のアーチ形すだれ状電極に印加された電気信号は超
音波（縦波）に変換され、この音波は液体中に次に関係
式に従って放射される。
力端のアーチ形すだれ状電極に印加された電気信号は超
音波（縦波）に変換され、この音波は液体中に次に関係
式に従って放射される。
θ、 ＝ｓｉｎ−１（Ｖｃ／ＶＬ）
ここで、０１は固体−液体境界面の法線と音波の放射方
向とのなす角、ｖｃは液体中を伝搬する超ン″を波２６
の速度、及び■１．は圧電体１２を重置する漏えいラム
波の伝搬速度である。このようにして放射された超音波
２６は被検体２２の表面又は内部で反射され、出力側の
アーチ形すだれ状電極で受波され、電気信号に変換され
る。このようにして得られた遅延信号のうち、ゲート回
路の作用により基準信号が印加された時、１１から所定
時間経通後の遅延信号と基準信号との位相差が位相比較
回路３４により、検出され、この位相差に対応する出力
電圧が得られる。表示器２８はこの出力電圧に基づき被
検体２２を映像化する。尚、被検体２２の走査はこれを
圧電体１２の境界面と平行に移動させることにより行わ
れる。また、ラム波デバイスＩＯはラム波の速度分散性
を有するために、基準１５３号の周波数を変化させるこ
とによって超音波の放射方向θ１を換えることができる
。
向とのなす角、ｖｃは液体中を伝搬する超ン″を波２６
の速度、及び■１．は圧電体１２を重置する漏えいラム
波の伝搬速度である。このようにして放射された超音波
２６は被検体２２の表面又は内部で反射され、出力側の
アーチ形すだれ状電極で受波され、電気信号に変換され
る。このようにして得られた遅延信号のうち、ゲート回
路の作用により基準信号が印加された時、１１から所定
時間経通後の遅延信号と基準信号との位相差が位相比較
回路３４により、検出され、この位相差に対応する出力
電圧が得られる。表示器２８はこの出力電圧に基づき被
検体２２を映像化する。尚、被検体２２の走査はこれを
圧電体１２の境界面と平行に移動させることにより行わ
れる。また、ラム波デバイスＩＯはラム波の速度分散性
を有するために、基準１５３号の周波数を変化させるこ
とによって超音波の放射方向θ１を換えることができる
。
以上、本発明の一実施例を説明した。他の実施例として
は、上記実施例のようにラム波デバイス１０において出
力側の電極として２組のアーチ型すたれ状電極を並列に
接続するのではなく、それぞれ別個に用いて２つの遅延
信号を検出する構成とすることができる。この場合、第
１図において、被検体２２中を放射角θ２で伝わる縦波
が高さδＨたけ穴なるＡ面及びＢ而で反射された場合の
位相差を考える。２つの反射波の位相φい、φ８は被検
体２２中の横波の速度ｖ８１行程ＬＡ、ＬＢとすると、
と表すことができるので、位相差δφは、（ただし０≦
δφ≦２π） となる。
は、上記実施例のようにラム波デバイス１０において出
力側の電極として２組のアーチ型すたれ状電極を並列に
接続するのではなく、それぞれ別個に用いて２つの遅延
信号を検出する構成とすることができる。この場合、第
１図において、被検体２２中を放射角θ２で伝わる縦波
が高さδＨたけ穴なるＡ面及びＢ而で反射された場合の
位相差を考える。２つの反射波の位相φい、φ８は被検
体２２中の横波の速度ｖ８１行程ＬＡ、ＬＢとすると、
と表すことができるので、位相差δφは、（ただし０≦
δφ≦２π） となる。
従って、２組のアーチ形すだれ状電極でそれぞれ受信さ
れた遅延イ１）号に対し２つの増幅器を設け、これらの
増幅器の出力をそれぞれ第３図に示す（：ｌＩ＋ １
、 ［：ｌＩ ２に接続することにより、被検体２２を
映像化することができる。
れた遅延イ１）号に対し２つの増幅器を設け、これらの
増幅器の出力をそれぞれ第３図に示す（：ｌＩ＋ １
、 ［：ｌＩ ２に接続することにより、被検体２２を
映像化することができる。
また、上記実ｈＭ例ではラム波デバイスを用いる構成で
あったか、レイリー波を用いたデバイス、すなわち圧電
体が厚いものを用いた超音波デバイスを用いても同様に
実施できる。更に、アーチ型すだれ状電極は４組の場合
を例に説明したが、これ以外の組数でも同様に実施でき
る。
あったか、レイリー波を用いたデバイス、すなわち圧電
体が厚いものを用いた超音波デバイスを用いても同様に
実施できる。更に、アーチ型すだれ状電極は４組の場合
を例に説明したが、これ以外の組数でも同様に実施でき
る。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、基準信号と遅延
信号との位相比較又は遅延信号間の位相比較をゲート回
路と併用して行なうこととしたため、従来よりも音響像
の分解能を大幅に向上できるという効果が得られる。
信号との位相比較又は遅延信号間の位相比較をゲート回
路と併用して行なうこととしたため、従来よりも音響像
の分解能を大幅に向上できるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はラム波デバイスの平面図、第３図は、第１図に示
す増幅回路及び位相比較器の回路図、第４図は第３図の
回路の動作タイミング、第５図は第３図に示すゲート回
路の回路図、及び第６図はゲート回路の動作タイムチャ
ートである。 １０−・・ラム波テバイス、 Ｉ２−・圧電体、 １４ａ、１４ｂ、目ｃ、＋４ｄ −アーチ形すだれ状電
極、１６ａ、１６ｂ、＋６ｃ、１６ｄ、１６ｃ、１６ｆ
−−一端子、１８−・入力端子、 ２０−・・増幅回路、 ２２・・−被検体、 ２４−・・位相比較器、 ２６−−・超音波、 ２８・・・表示器。
２図はラム波デバイスの平面図、第３図は、第１図に示
す増幅回路及び位相比較器の回路図、第４図は第３図の
回路の動作タイミング、第５図は第３図に示すゲート回
路の回路図、及び第６図はゲート回路の動作タイムチャ
ートである。 １０−・・ラム波テバイス、 Ｉ２−・圧電体、 １４ａ、１４ｂ、目ｃ、＋４ｄ −アーチ形すだれ状電
極、１６ａ、１６ｂ、＋６ｃ、１６ｄ、１６ｃ、１６ｆ
−−一端子、１８−・入力端子、 ２０−・・増幅回路、 ２２・・−被検体、 ２４−・・位相比較器、 ２６−−・超音波、 ２８・・・表示器。
Claims (1)
- 圧電基板とその一表面上に設けられた複数組のアーチ形
すだれ状電極とからなる超音波デバイスを液状の媒体を
介して被検体に対向する如く設置し、所定のアーチ形す
だれ状電極に入力電気信号を印加して超音波を前記液状
の媒体へ放射し、被検体で反射された超音波を残りのア
ーチ型すだれ状電極で受波して得られた出力電気信号を
ゲート回路を介して所望の時間だけ取出し、取出された
出力電気信号と前記入力電気信号との位相差又は出力電
気信号間の位相差を求めることにより被検体の音響像情
報を得ることを特徴とする超音波映像化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231320A JPS6291857A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 超音波映像化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231320A JPS6291857A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 超音波映像化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291857A true JPS6291857A (ja) | 1987-04-27 |
| JPH0560551B2 JPH0560551B2 (ja) | 1993-09-02 |
Family
ID=16921783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60231320A Granted JPS6291857A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 超音波映像化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6291857A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63293462A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-11-30 | Koji Toda | 超音波装置 |
| JPS63302361A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Koji Toda | 超音波走査装置 |
| JPS63302362A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Koji Toda | 超音波撮像装置 |
| JP2002301037A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-15 | Seiko Instruments Inc | 脈検出装置 |
| JP2011227018A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-10 | Hitachi Cable Ltd | 半導体単結晶中の欠陥検査方法 |
| EP3240305A4 (en) * | 2014-12-24 | 2018-08-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic sensor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822978A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-10 | Koji Toda | 超音波装置 |
| JPS58223714A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液体検知方法及び装置 |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60231320A patent/JPS6291857A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822978A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-10 | Koji Toda | 超音波装置 |
| JPS58223714A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液体検知方法及び装置 |
Cited By (7)
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| JPS63302361A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Koji Toda | 超音波走査装置 |
| JPS63302362A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Koji Toda | 超音波撮像装置 |
| JP2002301037A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-15 | Seiko Instruments Inc | 脈検出装置 |
| JP4738621B2 (ja) * | 2001-04-09 | 2011-08-03 | セイコーインスツル株式会社 | 脈検出装置 |
| JP2011227018A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-10 | Hitachi Cable Ltd | 半導体単結晶中の欠陥検査方法 |
| EP3240305A4 (en) * | 2014-12-24 | 2018-08-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0560551B2 (ja) | 1993-09-02 |
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