JPS6327664B2 - - Google Patents
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- JPS6327664B2 JPS6327664B2 JP55143102A JP14310280A JPS6327664B2 JP S6327664 B2 JPS6327664 B2 JP S6327664B2 JP 55143102 A JP55143102 A JP 55143102A JP 14310280 A JP14310280 A JP 14310280A JP S6327664 B2 JPS6327664 B2 JP S6327664B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 16
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
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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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
- G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
- G01S15/8918—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array the array being linear
-
- G—PHYSICS
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
-
- G—PHYSICS
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Ｎ個の電気−音響トランスジユーサ
の列を用い、このトランスジユーサ列からＭ個の
隣接するトランスジユーサのグループを、超音波
ビームを送信すると共に物体内の音響的に不連続
な部分（異質部分）で反射されたこのビームの１
部分を受信するために選択し、Ｍ個のトランスジ
ユーサのグループの少くとも１部分に送信信号を
供給すると共にＭ個のトランスジユーサの少くと
も１部分を受信回路網に含め、各トランスジユー
サに供給する送信信号又は各トランスジユーサに
より発生される受信信号には０から１の間の重み
係数を乗ずるようにした物体検査方法に関するも
のである。
の列を用い、このトランスジユーサ列からＭ個の
隣接するトランスジユーサのグループを、超音波
ビームを送信すると共に物体内の音響的に不連続
な部分（異質部分）で反射されたこのビームの１
部分を受信するために選択し、Ｍ個のトランスジ
ユーサのグループの少くとも１部分に送信信号を
供給すると共にＭ個のトランスジユーサの少くと
も１部分を受信回路網に含め、各トランスジユー
サに供給する送信信号又は各トランスジユーサに
より発生される受信信号には０から１の間の重み
係数を乗ずるようにした物体検査方法に関するも
のである。
本発明は、更に、Ｎ個の電気−音響トランスジ
ユーサの列を具える走査ヘツドと、これらトラン
スジユーサ列のＭ個の隣接するトランスジユーサ
のグループを送信装置又は受信装置に選択的に接
続して送信及び／又は受信回路網を形成するスイ
ツチング装置を具え、各送信及び／又は受信回路
網にはその通過信号に０から１の間の重み係数を
乗ずる装置を設けて上記の方法を実施する装置に
も関するものである。
ユーサの列を具える走査ヘツドと、これらトラン
スジユーサ列のＭ個の隣接するトランスジユーサ
のグループを送信装置又は受信装置に選択的に接
続して送信及び／又は受信回路網を形成するスイ
ツチング装置を具え、各送信及び／又は受信回路
網にはその通過信号に０から１の間の重み係数を
乗ずる装置を設けて上記の方法を実施する装置に
も関するものである。
この種の方法及び装置はオランダ国公開特許出
願第7612852号から既知であり、この特許出願か
ら、送信超音波ビームと受信超音波ビームの種々
の組み合わせ（走査ライン）の数を増大して物体
の一層詳細な結像が得られるようにする必要があ
ることも既知である。走査ヘツドの単位長さ当り
のトランスジユーサの数は無限に増大させること
はできないので、他の方法が必要であり、その一
つの方法が前記特許出願に開示されている。この
方法では、偶数個と奇数個のトランスジユーサを
交互に駆動してそのつど送信及び受信ビームを２
個の隣接トランスジユーサ間の中心間隔の半分づ
つシフトさせる。この場合走査ライン数は２倍に
なる。
願第7612852号から既知であり、この特許出願か
ら、送信超音波ビームと受信超音波ビームの種々
の組み合わせ（走査ライン）の数を増大して物体
の一層詳細な結像が得られるようにする必要があ
ることも既知である。走査ヘツドの単位長さ当り
のトランスジユーサの数は無限に増大させること
はできないので、他の方法が必要であり、その一
つの方法が前記特許出願に開示されている。この
方法では、偶数個と奇数個のトランスジユーサを
交互に駆動してそのつど送信及び受信ビームを２
個の隣接トランスジユーサ間の中心間隔の半分づ
つシフトさせる。この場合走査ライン数は２倍に
なる。
本発明の目的は装置を複雑とすることなく走査
ライン数を更に一層増大する方法を提供せんとす
るにある。
ライン数を更に一層増大する方法を提供せんとす
るにある。
この目的のために、本発明はＭ個のトランスジ
ユーサの各グループに対し所定の組み合わせの重
み係数での送信を少くとも２つの異なる組み合わ
せの重み係数での受信と組み合わせ、もしくはそ
の逆に少くとも２つの組み合わせの重み係数での
送信を所定の組み合わせの重み係数での受信と組
み合わせ、送信中の各組み合わせの重み係数の和
は常に第１の値に等しくすると共に、受信中の各
組み合わせの重み係数の和は常に第２の値に等し
くし、第１及び第２の値は互に相違させてもよい
ことを特徴とする。
ユーサの各グループに対し所定の組み合わせの重
み係数での送信を少くとも２つの異なる組み合わ
せの重み係数での受信と組み合わせ、もしくはそ
の逆に少くとも２つの組み合わせの重み係数での
送信を所定の組み合わせの重み係数での受信と組
み合わせ、送信中の各組み合わせの重み係数の和
は常に第１の値に等しくすると共に、受信中の各
組み合わせの重み係数の和は常に第２の値に等し
くし、第１及び第２の値は互に相違させてもよい
ことを特徴とする。
重み係数が０〜１であることは、最低の減衰を
受けた信号又は最高に増幅された信号が重み係数
１で乗算されたことになり、送信又は受信回路網
の遮断が重み係数０の乗算を意味する。
受けた信号又は最高に増幅された信号が重み係数
１で乗算されたことになり、送信又は受信回路網
の遮断が重み係数０の乗算を意味する。
本発明方法の好適例においては検査時間を著し
く短縮するために、Ｍ個のトランスジユーサのグ
ループによる超音波ビームの送信後に、少くとも
２個の組み合わせの重み係数での受信を同時に行
なうようにする。
く短縮するために、Ｍ個のトランスジユーサのグ
ループによる超音波ビームの送信後に、少くとも
２個の組み合わせの重み係数での受信を同時に行
なうようにする。
本発明装置においては、Ｍ個のトランスジユー
サのグループ毎に、それらの送信回路網に１つの
組み合わせの重み係数を実現すると共にそれらの
受信回路網に少くとも２つの異なる組み合わせの
重み係数を実現する装置もしくはその逆にそれら
の送信回路網に２つの異なる組み合わせの重み係
数を実現すると共にそれらの受信回路網に少くと
も１つの組み合わせの重み係数を実現する装置を
設け、送信回路網の各組み合わせの重み係数の和
は第１の値に等しくすると共に受信回路網の各組
み合わせの重み係数の和は第２の値に等しくし、
これら値は互に相違させてもよいことを特徴とす
る。
サのグループ毎に、それらの送信回路網に１つの
組み合わせの重み係数を実現すると共にそれらの
受信回路網に少くとも２つの異なる組み合わせの
重み係数を実現する装置もしくはその逆にそれら
の送信回路網に２つの異なる組み合わせの重み係
数を実現すると共にそれらの受信回路網に少くと
も１つの組み合わせの重み係数を実現する装置を
設け、送信回路網の各組み合わせの重み係数の和
は第１の値に等しくすると共に受信回路網の各組
み合わせの重み係数の和は第２の値に等しくし、
これら値は互に相違させてもよいことを特徴とす
る。
本発明装置の好適例では、送信回路網の重み係
数を全て１に等しくすると共に、Ｍ個のトランス
ジユーサのグループの最初と最后のトランスジユ
ーサの受信回路網の重み係数をそれぞれａ及び１
−ａに等しくし（０ａ１）、他の受信回路網
の重み係数を１に等しくする。
数を全て１に等しくすると共に、Ｍ個のトランス
ジユーサのグループの最初と最后のトランスジユ
ーサの受信回路網の重み係数をそれぞれａ及び１
−ａに等しくし（０ａ１）、他の受信回路網
の重み係数を１に等しくする。
ドイツ国特許出願公告第2618178号から、走査
ライン数を増大する方法が既知である。この方法
では、超音波ビームをトランスジユーサ列に垂直
な方向及びこの方向に対し小角度を成す種々の方
向に順次に送信する。この場合、扇形ビームの走
査ラインが各トランスジユーサから形成される。
これら走査ラインにより得られる情報は平行ライ
ンのパターンで走査される表示スクリーンに表示
され、この場合には表示に誤差が生じる。本発明
方法及び装置では平行走査ラインを用いるのでこ
のような誤差を生じない。
ライン数を増大する方法が既知である。この方法
では、超音波ビームをトランスジユーサ列に垂直
な方向及びこの方向に対し小角度を成す種々の方
向に順次に送信する。この場合、扇形ビームの走
査ラインが各トランスジユーサから形成される。
これら走査ラインにより得られる情報は平行ライ
ンのパターンで走査される表示スクリーンに表示
され、この場合には表示に誤差が生じる。本発明
方法及び装置では平行走査ラインを用いるのでこ
のような誤差を生じない。
図面につき本発明を説明する。
第１図に線図的に示す検査装置はＮ個の例えば
ピエゾ電気材料から成る電気−音響トランスジユ
ーサT1，T2，…，TNの列を有する走査ヘツド１
を具え、各トランスジユーサは２個の電極を有
し、その一方の電極は接地し、他方の電極は、Ｎ
個のスイツチを含みＭ個の隣接するトランスジユ
ーサのグループを送信装置５又は受信装置７に選
択的に接続するスイツチング装置３に接続する。
ここで、本例ではＭＮ、Ｍ＝６で、送信装置５
とスイツチング装置３との間には６本の送信信号
ライン９が、スイツチング装置３と受信装置７と
の間には６本の受信信号ライン１１が存在するも
のとする。各送信信号ライン９は１つのトランス
ジユーサと送信装置５の１部とともに送信回路網
を形成し、各受信信号ライン１１は１つのトラン
スジユーサと受信装置７の１部とともに受信回路
網を形成する。受信装置７は表示スクリーンを有
する既知の表示装置１３に接続し、これに検査物
体を表示する。この表示装置には受信装置７によ
り発生された情報を一時的に記憶するメモリを設
けることもできる。
ピエゾ電気材料から成る電気−音響トランスジユ
ーサT1，T2，…，TNの列を有する走査ヘツド１
を具え、各トランスジユーサは２個の電極を有
し、その一方の電極は接地し、他方の電極は、Ｎ
個のスイツチを含みＭ個の隣接するトランスジユ
ーサのグループを送信装置５又は受信装置７に選
択的に接続するスイツチング装置３に接続する。
ここで、本例ではＭＮ、Ｍ＝６で、送信装置５
とスイツチング装置３との間には６本の送信信号
ライン９が、スイツチング装置３と受信装置７と
の間には６本の受信信号ライン１１が存在するも
のとする。各送信信号ライン９は１つのトランス
ジユーサと送信装置５の１部とともに送信回路網
を形成し、各受信信号ライン１１は１つのトラン
スジユーサと受信装置７の１部とともに受信回路
網を形成する。受信装置７は表示スクリーンを有
する既知の表示装置１３に接続し、これに検査物
体を表示する。この表示装置には受信装置７によ
り発生された情報を一時的に記憶するメモリを設
けることもできる。
スイツチング装置３と、送信装置５と、受信装
置７と、表示装置１３との間の像形成に必要な共
働動作は主制御回路１５で制御される。
置７と、表示装置１３との間の像形成に必要な共
働動作は主制御回路１５で制御される。
第１図に示す装置の種々の部分の構成は既知で
ある（例えばオランダ国公開特許出願第7608280
号及びドイツ国特許出願公告第2618178号及び第
2628492号参照）。これがため、以下のこれらにつ
いての説明は本発明の理解に必要な範囲にとどめ
る。
ある（例えばオランダ国公開特許出願第7608280
号及びドイツ国特許出願公告第2618178号及び第
2628492号参照）。これがため、以下のこれらにつ
いての説明は本発明の理解に必要な範囲にとどめ
る。
先ず、本発明方法の一例を第２図を参照して説
明する。第２図はスイツチング装置３により選択
された走査ヘツド１の６個の隣接するトランスジ
ユーサTi，Ti+1，…Ti+5（１ｉ５）のグルー
プ部分を示す。これら６個のトランスジユーサの
各々は送信信号ライン９を経て送信信号を受信
し、本例ではこれら６個の送信信号は全て同一の
振幅を有し、換言すれば全ての送信信号は重み係
数１が乗算され、送信超音波に有効に奇与するト
ランスジユーサの数が６×１＝６に等しいものと
する。送信ビームは略々平行で、そのビーム軸１
７はトランスジユーサ列に垂直に延在すると共に
選択されたトランスジユーサのグループに対し対
称で、従つてトランスジユーサTi+2とTi+3との中
間に存在する。
明する。第２図はスイツチング装置３により選択
された走査ヘツド１の６個の隣接するトランスジ
ユーサTi，Ti+1，…Ti+5（１ｉ５）のグルー
プ部分を示す。これら６個のトランスジユーサの
各々は送信信号ライン９を経て送信信号を受信
し、本例ではこれら６個の送信信号は全て同一の
振幅を有し、換言すれば全ての送信信号は重み係
数１が乗算され、送信超音波に有効に奇与するト
ランスジユーサの数が６×１＝６に等しいものと
する。送信ビームは略々平行で、そのビーム軸１
７はトランスジユーサ列に垂直に延在すると共に
選択されたトランスジユーサのグループに対し対
称で、従つてトランスジユーサTi+2とTi+3との中
間に存在する。
送信超音波ビームは被検体１９上に入射し、被
検体内の音響不連続部で部分的に反射される。そ
の結果、反射ビームが形成され、これがトランス
ジユーサTi〜Ti+5に入射し、これらに電気信号を
発生し、これら電気信号が受信信号ライン１１を
経て受信装置７に供給される。受信回路網は、送
信ビームの軸１７に平行に延在する軸を有する反
射ビムから生ずる信号のみを処理するようにす
る。更に、受信信号に乗ずる全ての重み係数を必
ずしも１にしないで、６個の全てのトランスジユ
ーサが必ずしも受信に等しく寄与しないようにす
る。これがため、受信に有効に寄与するトランス
ジユーサの数は６より小となる。この数が５の場
合の数例を第２図につき説明する。
検体内の音響不連続部で部分的に反射される。そ
の結果、反射ビームが形成され、これがトランス
ジユーサTi〜Ti+5に入射し、これらに電気信号を
発生し、これら電気信号が受信信号ライン１１を
経て受信装置７に供給される。受信回路網は、送
信ビームの軸１７に平行に延在する軸を有する反
射ビムから生ずる信号のみを処理するようにす
る。更に、受信信号に乗ずる全ての重み係数を必
ずしも１にしないで、６個の全てのトランスジユ
ーサが必ずしも受信に等しく寄与しないようにす
る。これがため、受信に有効に寄与するトランス
ジユーサの数は６より小となる。この数が５の場
合の数例を第２図につき説明する。
尚、第２図にはトランスジユーサTi〜Ti+5で発
生された受信信号に重み付けする回路は図を簡単
とするために示してないが、これら回路は第１図
の受信装置７内に含まれている。
生された受信信号に重み付けする回路は図を簡単
とするために示してないが、これら回路は第１図
の受信装置７内に含まれている。
第１の例ではトランスジユーサTi+5で発生され
た信号に重み付けする回路の重み係数を０とし、
他のトランスジユーサTi〜Ti+4で発生された信号
に重み付けする回路の重み係数を１とする。この
場合、トランスジユーサTi〜Ti+4のみが受信に等
しく、即ち同程度に寄与する。これがため、受信
ビームのビーム軸２１はこの５個のトランスジユ
ーサのサブグループに対し対称に位置し、即ち中
心トランスジユーサTi+2の中心を通る。これがた
め、送信ビームと受信ビームのそれぞれのビーム
軸１７及び２１は一致せず、走査ライン２３（破
線で示す）はこれら両ビーム軸の中間に位置す
る。この走査ラインは前記送信及び受信ビームの
組み合わせにより走査される区域の対称線であ
る。
た信号に重み付けする回路の重み係数を０とし、
他のトランスジユーサTi〜Ti+4で発生された信号
に重み付けする回路の重み係数を１とする。この
場合、トランスジユーサTi〜Ti+4のみが受信に等
しく、即ち同程度に寄与する。これがため、受信
ビームのビーム軸２１はこの５個のトランスジユ
ーサのサブグループに対し対称に位置し、即ち中
心トランスジユーサTi+2の中心を通る。これがた
め、送信ビームと受信ビームのそれぞれのビーム
軸１７及び２１は一致せず、走査ライン２３（破
線で示す）はこれら両ビーム軸の中間に位置す
る。この走査ラインは前記送信及び受信ビームの
組み合わせにより走査される区域の対称線であ
る。
第２の例では、トランスジユーサTiにより発生
された信号に重み付けする回路の重み係数を零と
し、他のトランスジユーサで発生された信号に重
み付けする回路の重み係数を１とする。これがた
め、本例ではトランスジユーサTi+1〜Ti+5のみが
受信に同程度に寄与する。受信ビームの軸２５は
このサブグループの中心トランスジユーサTi+3の
中心を通り、走査ライン２７（破線で示す）はこ
のビーム軸と送信ビームのビーム軸１７との中間
に位置する。
された信号に重み付けする回路の重み係数を零と
し、他のトランスジユーサで発生された信号に重
み付けする回路の重み係数を１とする。これがた
め、本例ではトランスジユーサTi+1〜Ti+5のみが
受信に同程度に寄与する。受信ビームの軸２５は
このサブグループの中心トランスジユーサTi+3の
中心を通り、走査ライン２７（破線で示す）はこ
のビーム軸と送信ビームのビーム軸１７との中間
に位置する。
第３の例では、トランスジユーサTi及びTi+5に
より発生された信号に重み付けする回路の重み係
数を1/2とし、他のトランスジユーサにより発生
された信号に重み付けする回路の重み係数を１と
する。この場合、受信に有効に寄与するトランス
ジユーサの総数は４×１＋２×１／２＝５で、受信 ビームのビーム軸は送信ビームのビーム軸１７と
一致し、走査ラインもこのビーム軸１７と一致す
る。
より発生された信号に重み付けする回路の重み係
数を1/2とし、他のトランスジユーサにより発生
された信号に重み付けする回路の重み係数を１と
する。この場合、受信に有効に寄与するトランス
ジユーサの総数は４×１＋２×１／２＝５で、受信 ビームのビーム軸は送信ビームのビーム軸１７と
一致し、走査ラインもこのビーム軸１７と一致す
る。
以上から明らかなように、１本の送信ビーム
（ビーム軸１７）は３本の走査ライン２３，１７，
２７を発生する。これら３つの場合の重み係数の
和は同一であるため、受信信号は容易に比較し、
後の処理も同一にすることができる。
（ビーム軸１７）は３本の走査ライン２３，１７，
２７を発生する。これら３つの場合の重み係数の
和は同一であるため、受信信号は容易に比較し、
後の処理も同一にすることができる。
ビーム軸１７を有するビームを３回順次に送信
し、ビーム軸２１，１７及び２５を有するビーム
を順次に受信するようにすることができること明
らかである。しかし、軸１７を有する送信ビーム
後に軸２１，１７及び２５を有する３本のビーム
を同時に受信し処理して、情報を必要に応じ表示
装置１３のメモリに一時的に記憶するようにする
と、走査処理が著しく速くなる。以下に述べるよ
うに、これは本発明装置の好適例において実現で
きる。この目的のために、第３図に受信装置７の
入力部の一例のブロツク図を示す。図を簡単とす
るため、実際には存在するスイツチング装置３を
省略して受信信号ライン１１が６個のトランスジ
ユーサTi，…，Ti+5に直接接続されているものと
して示す。各受信信号ライン１１は前置増幅器に
接続する。これら前置増幅器はそれぞれ２９，３
１，３３，３７及び３９で示す。両端のトランス
ジユーサTi及びTi+5から発する信号を受信する前
置増幅器２９及び３９はそれぞれ加算器４１及び
４３に接続すると共に減衰器４５及び４７に接続
する。他の前置増幅器３１，３３，３５及び３７
は共通の加算器４９に接続し、その出力端子を前
記２個の加算器４１及び４３に接続すると共に別
の加算器５１に接続し、この加算器５１は前記２
個の減衰器の出力端子にも接続する。
し、ビーム軸２１，１７及び２５を有するビーム
を順次に受信するようにすることができること明
らかである。しかし、軸１７を有する送信ビーム
後に軸２１，１７及び２５を有する３本のビーム
を同時に受信し処理して、情報を必要に応じ表示
装置１３のメモリに一時的に記憶するようにする
と、走査処理が著しく速くなる。以下に述べるよ
うに、これは本発明装置の好適例において実現で
きる。この目的のために、第３図に受信装置７の
入力部の一例のブロツク図を示す。図を簡単とす
るため、実際には存在するスイツチング装置３を
省略して受信信号ライン１１が６個のトランスジ
ユーサTi，…，Ti+5に直接接続されているものと
して示す。各受信信号ライン１１は前置増幅器に
接続する。これら前置増幅器はそれぞれ２９，３
１，３３，３７及び３９で示す。両端のトランス
ジユーサTi及びTi+5から発する信号を受信する前
置増幅器２９及び３９はそれぞれ加算器４１及び
４３に接続すると共に減衰器４５及び４７に接続
する。他の前置増幅器３１，３３，３５及び３７
は共通の加算器４９に接続し、その出力端子を前
記２個の加算器４１及び４３に接続すると共に別
の加算器５１に接続し、この加算器５１は前記２
個の減衰器の出力端子にも接続する。
上述の回路は６個のトランスジユーサTi〜Ti+5
から発する信号を処理して出力ライン５３，５７
及び５５に３つの出力信号を発生する３つの回路
部分を具えている。即ち、第１の回路部分は前置
増幅器２９，３１，３３，３５，３７と、加算器
４９と、加算器４１とを含み、トランスジユーサ
Ti〜Ti+4からの信号を前置増幅器２９，３１，３
３，３５，３７により重み係数１で重み付けした
後に加算器４９及び４１で加算して出力ライン５
３に供給する（トランスジユーサTi+5の信号は対
応する前置増幅器３９が加算器４１に接続されて
いないために出力ライン５３に供給されず、これ
はこの信号に重み係数０が乗じられたことを意味
する）。従つて、この回路部分は上述の第１の例
に対応する処理を行う。第２の回路部分は前置増
幅器３１，３３，３５，３７，３９と、加算器４
９と、加算器４３とを含み、トランスジユーサ
Ti+1〜Ti+5からの信号を前置増幅器３１，３３，
３５，３７，３９により重み係数１で重み付けし
た後に加算器４９，４３で加算して出力ライン５
５に供給する。従つて、この回路部分は上述の第
２の例に対応する処理を行う。第３の回路部分は
前置増幅器２９，３１，３３，３５，３７，３９
と、加算器４９と、減衰器４５，４７と、加算器
５１とを具え、トランスジユーサTi+1〜Ti+3の信
号を前置増幅器３１，３３，３５，３７により重
み係数１で重み付けすると共に前置増幅器２９及
び３９からのトランスジユーサTi及びTi+5の信号
を減衰器４５及び４７により重み係数1/2で重み
付けした後にこれら信号を加算器４９，５１で加
算して出力ライン５７に供給する。従つて、この
回路部分は上述の第３の例に対応する処理を行
う。
から発する信号を処理して出力ライン５３，５７
及び５５に３つの出力信号を発生する３つの回路
部分を具えている。即ち、第１の回路部分は前置
増幅器２９，３１，３３，３５，３７と、加算器
４９と、加算器４１とを含み、トランスジユーサ
Ti〜Ti+4からの信号を前置増幅器２９，３１，３
３，３５，３７により重み係数１で重み付けした
後に加算器４９及び４１で加算して出力ライン５
３に供給する（トランスジユーサTi+5の信号は対
応する前置増幅器３９が加算器４１に接続されて
いないために出力ライン５３に供給されず、これ
はこの信号に重み係数０が乗じられたことを意味
する）。従つて、この回路部分は上述の第１の例
に対応する処理を行う。第２の回路部分は前置増
幅器３１，３３，３５，３７，３９と、加算器４
９と、加算器４３とを含み、トランスジユーサ
Ti+1〜Ti+5からの信号を前置増幅器３１，３３，
３５，３７，３９により重み係数１で重み付けし
た後に加算器４９，４３で加算して出力ライン５
５に供給する。従つて、この回路部分は上述の第
２の例に対応する処理を行う。第３の回路部分は
前置増幅器２９，３１，３３，３５，３７，３９
と、加算器４９と、減衰器４５，４７と、加算器
５１とを具え、トランスジユーサTi+1〜Ti+3の信
号を前置増幅器３１，３３，３５，３７により重
み係数１で重み付けすると共に前置増幅器２９及
び３９からのトランスジユーサTi及びTi+5の信号
を減衰器４５及び４７により重み係数1/2で重み
付けした後にこれら信号を加算器４９，５１で加
算して出力ライン５７に供給する。従つて、この
回路部分は上述の第３の例に対応する処理を行
う。
これがため、全ての場合において重み係数の和
は５になる。そして３個の出力ライン５３，５５
及び５７に同時に発生する出力信号は第２図につ
き述べた軸２１，２５及び１７を有する３本のビ
ームに対応するものとなる。
は５になる。そして３個の出力ライン５３，５５
及び５７に同時に発生する出力信号は第２図につ
き述べた軸２１，２５及び１７を有する３本のビ
ームに対応するものとなる。
上述の例では、２個の減衰器４５及び４７の重
み係数は一定で、1/2に等しい。しかし、これら
重み係数を可変とし、それらの和が常に１に等し
くなるようにすることもできる。この場合、両重
み係数をそれぞれａ及び１−ａとし、そのａを制
御装置（図示せず）により変えることができるよ
うにすることができる。例えば、減衰器４５の重
み係数ａを１、減衰器４７の重み係数１−ａを０
とすると、トランスジユーサTi〜Ti+4の信号に重
み係数１が乗じられ、トランスジユーサTi+5の信
号に重み係数０が乗じられるため、加算器５１の
出力ライン５７に第２図につき述べたビーム軸２
１を有する受信ビームに対応する出力信号が得ら
れ、減衰器４５の重み係数ａを1/2、減衰器４７
の重み係数１−ａを1/2にすると、両端のトラン
スジユーサTi及びTi+5に重み係数1/2が乗じられ、
トランスジユーサTi+1〜Ti+4に重み係数１が乗じ
られるため、出力ライン５７に第２図につき述べ
たビーム軸１７を有する受信ビームに対応する出
力信号が得られ、減衰器４５の重み係数ａを０、
減衰器４７の重み係数１−ａを１にすると、トラ
ンスジユーサTi+1〜Ti+5の信号に重み係数１が乗
じられ、トランスジユーサTiの信号に重み係数０
が乗じられるため、出力ライン５７に第２図につ
き述べたビーム軸２５を有する受信ビームに対応
する出力信号が得られる。従つて、減衰器４５の
重み係数ａを１から０へ、減衰器４７の重み係数
１−ａを０から１へ連続的に変えれば、受信ビー
ムのビーム軸を軸２１から軸２５に連続的にシフ
トさせることができる。この場合走査ラインは無
限となる。この場合、加算器４１及び４３及び関
連する出力ライン５３及び５５は省略することが
できる。
み係数は一定で、1/2に等しい。しかし、これら
重み係数を可変とし、それらの和が常に１に等し
くなるようにすることもできる。この場合、両重
み係数をそれぞれａ及び１−ａとし、そのａを制
御装置（図示せず）により変えることができるよ
うにすることができる。例えば、減衰器４５の重
み係数ａを１、減衰器４７の重み係数１−ａを０
とすると、トランスジユーサTi〜Ti+4の信号に重
み係数１が乗じられ、トランスジユーサTi+5の信
号に重み係数０が乗じられるため、加算器５１の
出力ライン５７に第２図につき述べたビーム軸２
１を有する受信ビームに対応する出力信号が得ら
れ、減衰器４５の重み係数ａを1/2、減衰器４７
の重み係数１−ａを1/2にすると、両端のトラン
スジユーサTi及びTi+5に重み係数1/2が乗じられ、
トランスジユーサTi+1〜Ti+4に重み係数１が乗じ
られるため、出力ライン５７に第２図につき述べ
たビーム軸１７を有する受信ビームに対応する出
力信号が得られ、減衰器４５の重み係数ａを０、
減衰器４７の重み係数１−ａを１にすると、トラ
ンスジユーサTi+1〜Ti+5の信号に重み係数１が乗
じられ、トランスジユーサTiの信号に重み係数０
が乗じられるため、出力ライン５７に第２図につ
き述べたビーム軸２５を有する受信ビームに対応
する出力信号が得られる。従つて、減衰器４５の
重み係数ａを１から０へ、減衰器４７の重み係数
１−ａを０から１へ連続的に変えれば、受信ビー
ムのビーム軸を軸２１から軸２５に連続的にシフ
トさせることができる。この場合走査ラインは無
限となる。この場合、加算器４１及び４３及び関
連する出力ライン５３及び５５は省略することが
できる。
以上の例では送信及び受信ビームはトランスジ
ユーサ列に平行な平面波面を有するものとした。
しかし、送信及び受信に曲面波面を有するビーム
を用いてビームを選択した部位に集束させること
が既知であり、これは、例えば米国特許第
3919683号明細書に詳細に記載されているように、
トランスジユーサに供給する（送信中の）電気信
号又はトランスジユーサにより発生された（受信
中の）電気信号を選択的に遅延させることにより
達成することができる。この目的のためには、可
変遅延素子を送信及び／又は受信回路網内に挿入
する必要がある。第３図に示す回路においてはこ
れら素子を、例えば受信信号ライン１１を破線５
９の部分で切断して前置増幅器２９〜３９の前に
挿入することができる。
ユーサ列に平行な平面波面を有するものとした。
しかし、送信及び受信に曲面波面を有するビーム
を用いてビームを選択した部位に集束させること
が既知であり、これは、例えば米国特許第
3919683号明細書に詳細に記載されているように、
トランスジユーサに供給する（送信中の）電気信
号又はトランスジユーサにより発生された（受信
中の）電気信号を選択的に遅延させることにより
達成することができる。この目的のためには、可
変遅延素子を送信及び／又は受信回路網内に挿入
する必要がある。第３図に示す回路においてはこ
れら素子を、例えば受信信号ライン１１を破線５
９の部分で切断して前置増幅器２９〜３９の前に
挿入することができる。
第４図は送信装置５の一例を示し、この図では
送信信号ライン９とトランスジユーサTi，…，
Ti+5との間のスイツチング装置３は省略してあ
る。本例送信装置は送信信号発生器６１を具え、
その出力端子を６個の遅延素子６３，６５，６
７，６９，７１及び７３に接続する。各遅延素子
を６個の送信信号ライン９に接続する。これら遅
延素子を主制御装置１５により適当に調整する
と、トランスジユーサTi〜Ti+5は集束超音波ビー
ムを送信する。
送信信号ライン９とトランスジユーサTi，…，
Ti+5との間のスイツチング装置３は省略してあ
る。本例送信装置は送信信号発生器６１を具え、
その出力端子を６個の遅延素子６３，６５，６
７，６９，７１及び７３に接続する。各遅延素子
を６個の送信信号ライン９に接続する。これら遅
延素子を主制御装置１５により適当に調整する
と、トランスジユーサTi〜Ti+5は集束超音波ビー
ムを送信する。
以上述べた各例に対しては、送信ビーム（軸１
７、第２図）は２本以上の受信ビーム（軸２１，
１７，２５）と組み合わせるものとしたが、２本
以上の送信ビームを１本もしくはそれ以上の受信
ビームと組み合わせることもできること勿論であ
る。例えば、スイツチング装置を適当に制御し
て、初めにトランスジユーサTi〜Ti+4を、次にト
ランスジユーサTi+1〜Ti+5を送信装置５に接続す
ると共に、トランスジユーサTi〜Ti+5により受信
を行なうようにすることができる。この場合、最
初の送信は重み係数１、１、１、１、１、０で行
なわれ、次の送信は重み係数０、１、１、１、
１、１で行なわれる。
７、第２図）は２本以上の受信ビーム（軸２１，
１７，２５）と組み合わせるものとしたが、２本
以上の送信ビームを１本もしくはそれ以上の受信
ビームと組み合わせることもできること勿論であ
る。例えば、スイツチング装置を適当に制御し
て、初めにトランスジユーサTi〜Ti+4を、次にト
ランスジユーサTi+1〜Ti+5を送信装置５に接続す
ると共に、トランスジユーサTi〜Ti+5により受信
を行なうようにすることができる。この場合、最
初の送信は重み係数１、１、１、１、１、０で行
なわれ、次の送信は重み係数０、１、１、１、
１、１で行なわれる。
集束ビームで送信又は受信する場合、重み係数
の分布をＭ個のトランスジユーサのグループの中
心に対し非対称にすると、ビームの軸はトランス
ジユーサ列に対し90゜以外の角度となる。この場
合、遅延素子の制御は重み係数の分布に適合させ
る必要がある。例えば、第４図に示す送信装置が
全てのトランスジユーサTi〜Ti+5に同一の重み係
数で送信信号を供給するときは、送信ビームの軸
はトランスジユーサTi+2及びTi+3の中心を通り、
このビームを集束するためには遅延素子６７及び
６９の遅延時間を等しくし、同様に遅延素子６５
及び７１の遅延時間、並びに遅延素子６３及び７
３の遅延時間を等しくする必要がある。しかし、
第１トランスジユーサへの信号が重み係数０で乗
算され、他のトランスジユーサへの信号が重み係
数１で乗算されるときは、送信ビームの軸はトラ
ンスジユーサTi+3の中心を通り、集束のためには
遅延素子６７及び７１並びに遅延素子６５及び７
３を同一の遅延時間にする必要があり、遅延素子
６９は固有の遅延時間にする。
の分布をＭ個のトランスジユーサのグループの中
心に対し非対称にすると、ビームの軸はトランス
ジユーサ列に対し90゜以外の角度となる。この場
合、遅延素子の制御は重み係数の分布に適合させ
る必要がある。例えば、第４図に示す送信装置が
全てのトランスジユーサTi〜Ti+5に同一の重み係
数で送信信号を供給するときは、送信ビームの軸
はトランスジユーサTi+2及びTi+3の中心を通り、
このビームを集束するためには遅延素子６７及び
６９の遅延時間を等しくし、同様に遅延素子６５
及び７１の遅延時間、並びに遅延素子６３及び７
３の遅延時間を等しくする必要がある。しかし、
第１トランスジユーサへの信号が重み係数０で乗
算され、他のトランスジユーサへの信号が重み係
数１で乗算されるときは、送信ビームの軸はトラ
ンスジユーサTi+3の中心を通り、集束のためには
遅延素子６７及び７１並びに遅延素子６５及び７
３を同一の遅延時間にする必要があり、遅延素子
６９は固有の遅延時間にする。
以上述べた例は更に変形、変更が可能である。
例えば、選択したグループのトランスジユーサの
数を示すＭの値は６以外の他の値に選択すること
ができる。更に、Ｍ個のトランスジユーサに対し
一層複雑な重み係数の分布を送信及び受信に用い
ることができる。本発明方法は原像の一部分を同
一のライン密度で拡大して表示するものにも特に
好適である。
例えば、選択したグループのトランスジユーサの
数を示すＭの値は６以外の他の値に選択すること
ができる。更に、Ｍ個のトランスジユーサに対し
一層複雑な重み係数の分布を送信及び受信に用い
ることができる。本発明方法は原像の一部分を同
一のライン密度で拡大して表示するものにも特に
好適である。
第１図は本発明装置の一例のブロツク図、第２
図は本発明方法の一例の説明図、第３図は第１図
に示す装置の１部分の詳細ブロツク図、第４図は
第１図の装置の他の１部分の詳細ブロツク図であ
る。 １……走査ヘツド、T1，T2，…，TN，Ti，
Ti+1，…，Ti+5……電気−音響トランスジユー
サ、３……スイツチング装置、５……送信装置、
７……受信装置、９……送信信号ライン、１１…
…受信信号ライン、１３……表示装置、１５……
主制御回路、１９……被検体、１７……送信ビー
ム軸、２１，２５……受信ビーム軸、２３，２７
……走査ライン、２９〜３９……前置増幅器、４
１，４３，４９，５１……加算器、４５，４７…
…減衰器、５３，５５，５７……出力ライン、６
１……送信信号発生器、６３〜７３……遅延素
子。
図は本発明方法の一例の説明図、第３図は第１図
に示す装置の１部分の詳細ブロツク図、第４図は
第１図の装置の他の１部分の詳細ブロツク図であ
る。 １……走査ヘツド、T1，T2，…，TN，Ti，
Ti+1，…，Ti+5……電気−音響トランスジユー
サ、３……スイツチング装置、５……送信装置、
７……受信装置、９……送信信号ライン、１１…
…受信信号ライン、１３……表示装置、１５……
主制御回路、１９……被検体、１７……送信ビー
ム軸、２１，２５……受信ビーム軸、２３，２７
……走査ライン、２９〜３９……前置増幅器、４
１，４３，４９，５１……加算器、４５，４７…
…減衰器、５３，５５，５７……出力ライン、６
１……送信信号発生器、６３〜７３……遅延素
子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｎ個の電気音響トランジユーサの列を用いて
超音波エネルギーで物体を検査するに当り、 このＮ個のトランジユーサの列からＭ個の隣接
するトランジユーサのグループ（Ｍ≦Ｎ）を選択
するステツプと、 第１電気信号を第１組の重み係数でそれぞれ重
み付けしてこのトランジユーサのグループに供給
して超音波エネルギービームを送信するステツプ
と、 物体から反射された超音波エネルギーをこのト
ランスジユーサのグループで受信して第２電気信
号を発生させるステツプと、 これら第２電気信号を受信回路網に供給してこ
れら第２電気信号の各々を第２組の重み係数でそ
れぞれ重み付けするステツプと、 これら第２電気信号を受信回路網に供給してこ
れら第２電気信号の各々を第３組の重み係数でそ
れぞれ重み付けするステツプとを具え、 前記第２組の重み係数と第３組の重み係数は互
いに相違させ、第２組の重み係数の和は第３組の
重み係数の和に等しくすることを特徴とする物体
検査方法。 ２ 前記第２電気信号を受信回路網に供給して互
いに異なる第２及び第３組の重み係数で同時に重
み付けすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ３ Ｎ個の電気音響トランスジユーサの列を用い
て超音波エネルギーで物体を検査するに当り、 このＮ個のトランジユーサの列からＭ個の隣接
するトランジユーサのグループを選択するステツ
プと、 最初に第１電気信号を第１組の重み係数でそれ
ぞれ重み付けしてこのトランジユーサのグループ
に供給して第１超音波エネルギービームを送信す
るステツプと、 次に第１電気信号を第２組の重み係数でそれぞ
れ重み付けしてこのトランスジユーサのグループ
に供給して第２超音波エネルギービームを送信す
るステツプと、 物体から反射されたビームの超音波エネルギー
をこのトランスジユーサのグループで受信して第
２電気信号を発生させるステツプと、 これら第２電気信号を受信回路網に供給してこ
れら第２電気信号の各々を第３組の重み係数でそ
れぞれ重み付けするステツプとを具え、 前記第１組の重み係数と第２組の重み係数は互
いに相違させ、第１組の重み係数の和は第２組の
重み係数の和に等しくすることを特徴とする物体
検査方法。 ４ 供給された電気送信信号を超音波エネルギー
ビームに変換し、物体により反射された超音波ビ
ームの超音波エネルギーを電気受信信号に変換す
るＮ個の電気音響トランスジユーサの列と、 電気送信信号を発生する超音波送信機と、 電気受信信号を表示する超音波受信機と、 超音波送信機により発生された送信信号を第１
組の重み係数で重み付けする送信回路網と、 受信信号を第２組の重み係数及び第３組の重み
係数でそれぞれ重み付けし、得られた２組の重み
付け受信信号を前記超音波受信機に供給する受信
回路網と、 前記Ｎ個のトランスジユーサの列からＭ個の隣
接するトランスジユーサのグループを選択して送
信時に前記送信回路網に、受信時に受信回路網に
接続して、送信時に第１組の重み係数でそれぞれ
重み付けされた送信信号をこのトランスジユーサ
のグループの各トランスジユーサに供給し、受信
時にこのグループの各トランスジユーサからの受
信信号を第２組の重み係数と第３組の重み係数の
それぞれの重み係数で重み付けするスイツチング
手段とを具え、 前記第２組の重み係数と第３組の重み係数は互
いに相違させてあり且つ第２組の重み係数の和は
第３組の重み係数の和に等しくしてあることを特
徴とする超音波物体検査装置。 ５ 前記トランスジユーサのグループは第１トラ
ンスジユーサと、少なくとも１個の中間トランス
ジユーサと、最終トランスジユーサを含み、前記
第１組の全ての重み係数を１に等しくし、前記第
２組の重み係数の前記第１トランスジユーサと関
連する重み係数をａに等しくし（０ａ１）、
前記第２組の重み係数の、前記最終トランスジユ
ーサと関連する重み係数を１−ａに等しくしてあ
ることを特徴とする特許請求の範囲４記載の装
置。 ６ 供給された電気送信信号を超音波エネルギー
ビームに変換し、物体より反射された超音波ビー
ムの超音波エネルギーを電気受信信号に変換する
Ｎ個の電気音響トランスジユーサの列と、 電気送信信号を発生する超音波送信機と、 電気受信信号を表示する超音波受信機と、 超音波送信機により発生された送信信号を第１
組の重み係数と第２組の重み係数で重み付けする
送信回路網と、 受信信号を第３組の重み係数でそれぞれ重み付
けし、得られた重み付け受信信号を前記超音波受
信機に供給する受信回路網と、 前記Ｎ個のトランスジユーサの列からＭ個の隣
接するトランスジユーサのグループを選択して送
信時に前記送信回路網に、受信時に受信回路網に
接続して、送信時に最初に第１組の重み係数でそ
れぞれ重み付けされた送信信号を、次に第２組の
重み係数でそれぞれ重み付けされた送信信号をこ
のトランスジユーサのグループの各トランスジユ
ーサに供給し、受信時にこのグループの各トラン
スジユーサからの受信信号を第２組の重み係数の
それぞれの重み係数で重み付けするスイツチング
手段とを具え、 前記第１組の重み係数と第２組の重み係数は互
いに相違させてあり且つ第１組の重み係数の和は
第２組の重み係数の和に等しくしてあることを特
徴とする超音波物体検査装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7907595A NL7907595A (nl) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Werkwijze en inrichting van onderzoek met ultrasone bundels. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5663280A JPS5663280A (en) | 1981-05-29 |
| JPS6327664B2 true JPS6327664B2 (ja) | 1988-06-03 |
Family
ID=19834009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14310280A Granted JPS5663280A (en) | 1979-10-15 | 1980-10-15 | Method of and apparatus for object |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4448076A (ja) |
| JP (1) | JPS5663280A (ja) |
| AU (1) | AU540713B2 (ja) |
| BE (1) | BE885678A (ja) |
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