TW202014703A - 超音波影像系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種即便於探針之移動速度為高速時亦可抑制表面波紋之超音波影像系統。 本發明之超音波影像系統具備超音波影像裝置、及水槽10，於水槽10之端部配設有反射波衰減機構30，該反射波衰減機構30係使作為利用超音波影像裝置之超音波探針20進行掃描時所產生之超音波的傳播介質之液狀物質的波在端部處之反射波衰減。反射波衰減機構30具有複數個突起32，於利用超音波影像裝置之超音波探針20沿X軸方向進行掃描時，在X軸方向之水槽10之兩端部配設有反射波衰減機構30。

Description

超音波影像系統
本發明係關於一種超音波影像系統。
超音波影像系統係使用超音波影像裝置，將多層構造之半導體等被檢體載置於試樣載置台並浸漬於水槽等液體儲留槽中所儲存之作為超音波之傳播介質之液狀物質中，自超音波影像裝置所具備之探針對該被檢體照射超音波，接收其反射波或透過波而將對象界面影像化。該探針一面將超音波照射至該被檢體，一面以特定之速度自該被檢體之起點(一端點)至終點(另一端點)為止沿X軸方向進行掃描。當探針到達終點時，於Y軸方向上使探針移動特定量，以特定之速度於相反方向上自視點至終點為止沿X軸方向進行掃描。於使該探針進行掃描時，產生泡或產生表面波紋。
於專利文獻1中揭示有「一種超音波檢查裝置，其係具備經由水對被檢體輻射超音波並接收其反射波之超音波探針、及使該超音波探針沿特定軸向移動而進行超音波掃描之掃描儀者，其特徵在於設置有：水位檢測器，其檢測水之位準；運算機構，其基於該水位檢測器之檢測值與超音波探針之位置對探針之浸水量進行運算；記憶部，其記憶掃描儀之移動速度與浸水量之關係；及位準調整機構，其於已確定移動速度時以使藉由運算機構所獲得之浸水量與自記憶部所獲得之浸水量一致之方式調整水之位準」。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平8-136518號公報
[發明所欲解決之問題]
於上述專利文獻1中，在該探針之移動速度為低速時有效果，但隨著成為高速，而需要進一步之表面波紋對策。
於利用探針沿X軸方向進行掃描時，其移動速度雖然亦取決於被檢體之大小，但達到2000 mm/秒(取決於申請人之製品)。該探針於水槽中所儲存之液狀物質中進行移動，因此當然，因該活動而於液狀物質表面在探針部之前進方向上產生波(行進波)。行進波與水槽之X軸方向之壁碰撞而產生反射波。反射波與該行進波合成。藉由反覆進行此行為，而形成振幅更大之駐波。其結果為，於探針部之X軸位置與駐波之位移變得最小之位置(或附近位置)一致時，有探針部自液狀物質偏出之虞。若探針部之超音波照射部自液狀物質偏出，則產生無法獲取對象界面之影像之問題。
本發明係鑒於上述問題而成者，目的在於提供一種即便於探針之移動速度為高速時亦可抑制表面波紋之超音波影像系統。 [解決問題之技術手段]
為達成上述目的，本發明之超音波影像系統之特徵在於：具備超音波影像裝置、及水槽，且於水槽之X軸方向之端部，配設有反射波衰減機構，該反射波衰減機構可改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設，且使作為利用超音波影像裝置之探針進行掃描之情形時所產生之超音波的傳播介質之液狀物質的波在端部處之反射波衰減，反射波衰減機構包括方形狀且板狀之基底及配設於該基底之單面之複數個突起物，且使突起物朝向探針側而配設，於水槽之端部配設空隙位置變更機構，該空隙位置變更機構具有供改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設反射波衰減機構之插入槽。關於本發明之其他態樣，將於下述實施形態中進行說明。 [發明之效果]
根據本發明，即便於探針之移動速度為高速時亦可抑制表面波紋。
一面適當參照圖式一面對用以實施本發明之實施形態詳細地進行說明。 圖1係表示具有反射波衰減機構30之超音波影像系統100之構成之外觀圖。於圖1中，符號1表示X、Y、Z之正交三軸之座標系統。超音波影像系統100係包括超音波影像裝置90、及水槽10而構成。
超音波影像裝置90具備：進行超音波之收發之超音波探針20、整體控制該超音波影像裝置90並顯示超音波影像之影像顯示裝置50、與超音波探針20之間輸入輸出電氣訊號之收發裝置60(參照圖4)、使超音波探針20機械性地掃描之X軸掃描儀71及Y軸掃描儀72、以及控制X軸掃描儀71及Y軸掃描儀72之機械控制裝置77(參照圖4)。超音波探針20被支持於X軸掃描儀71及Y軸掃描儀72，被浸漬於充滿於水槽10之水11中，以與被檢體15對向之方式配置。再者，省略了超音波探針20之Z軸掃描儀。
於水槽10內注入有水11，於該水11中將被檢體15以浸水狀態放置。水槽10內之水11係作為使自超音波探針20(超音波探頭)之下端之開口面所輻射之超音波效率良好地傳播至被檢體15之內部所需之傳播介質的液狀物質。被檢體15例如為包括晶圓、多層構造(或積層構造)等之半導體封裝。
超音波探針20由保持件73支持而設置。保持件73被安裝於X軸掃描儀71。超音波探針20被浸漬於充滿於水槽10之水11中，於被檢體120之上部Z方向上以隔開特定距離而對向之方式配置。
支臂狀之X軸掃描儀71具有使保持件18沿X軸方向移動之功能，Y軸掃描儀72具有使X軸掃描儀71沿Y軸方向移動之功能。藉由X軸掃描儀71與Y軸掃描儀72而構成掃描儀裝置70。藉由該掃描儀裝置70，可使超音波探針20沿XY方向自由地移動。基於該移動動作，超音波探針20可對被檢體15之表面中之預定之測定範圍進行掃描，發送超音波，於在測定範圍內預先設定之複數個測定點接收反射回波，將該測定範圍內所含之內部構造之缺陷進行影像化而進行檢查。超音波探針20經由纜線23與收發裝置60(參照圖4)連接。
本實施形態之超音波影像系統100之特徵在於：於水槽10之X軸方向之兩端配設有反射波衰減機構30，該反射波衰減機構30係使利用超音波影像裝置90之超音波探針20進行掃描時所產生之水11(液狀物質)之波在水槽10之端部處進行反射之反射波衰減。反射波衰減機構30係藉由空隙位置變更機構40而配設於水槽10之X軸方向之量異端。對於空隙位置變更機構40，稍後參照圖2進行敍述。對於反射波衰減機構30之詳細，稍後參照圖5～圖14進行敍述。
本發明人等如現今之面板級封裝(PLP)般將約600 mm見方之較大之被檢體15作為被檢體15而進行研究。已知例如於以2000 mm/秒之高速利用超音波探針20沿X軸方向往返掃描此種大型之被檢體15時，存在水之表面波紋之問題。本實施形態之反射波衰減機構30係為了解決即便為如此大之被檢體亦抑制波之合成波之影響的問題而成者。再者，PLP係使用液晶製造中慣用之玻璃板而非矽基板，以謀求低成本化。
圖2係表示空隙位置變更機構40之構成之說明圖，且(a)為表示反射波衰減機構之配設方法之圖，(b)為空隙位置變更機構之側視圖。圖2(a)所示之反射波衰減機構30由具有大量突起32之方形狀且格子狀之基底31所形成。於水槽10之X方向之端部配設空隙位置變更機構40，該空隙位置變更機構40具有供改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置來配設反射波衰減機構30之插入槽41。於圖2(a)之情形時，插入槽41例如有5處。藉由變更向該插入槽41之插入位置，可變更反射波衰減機構30與水槽之壁面之位置。又，空隙位置變更機構40之下端具有能夠於Z軸方向上進行定位之下端部45。反射波衰減機構30A如圖2(a)所示般由下端部45卡止。又，空隙位置變更機構40如圖2(b)所示，以可卡止於水槽之端部之方式具有倒U字型之卡止部42。
於圖2所示之例中，示出了對空隙位置變更機構40之插入槽41插入1片反射波衰減機構30之例，但並不限於此。例如，亦可自插入槽41之左側起對第3個、第5個分別插入反射波衰減機構30。藉此，可更有效地抑制超音波探針20之移動速度為高速時所產生之表面波紋。
對圖2之要點進行彙總，於本實施形態之水槽10之端部配設有空隙位置變更機構40，該空隙位置變更機構40具有供改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置來配設反射波衰減機構30之插入槽41。又，特徵在於：插入槽41具有供插入反射波衰減機構30之基底31之寬度，空隙位置變更機構40具有複數個插入槽41。藉由變更反射波衰減機構30向該插入槽41之插入位置，可變更反射波衰減機構30與水槽之壁面之位置。
圖3係表示水槽10內之反射波衰減機構40之配設位置之俯視圖。水槽10包括4個側面部與底面部。於水槽10內之試樣載置台12上配設有被檢體15。於水槽10之X軸方向之左側之側面部10L、右側之側面部10R卡止有空隙位置變更機構40。如圖3所示，於左側之空隙位置變更機構40中，反射波衰減機構30被插入至自水槽10之左側之側面部10L起第3個插入槽41。同樣地，於右側之空隙位置變更機構40中，反射波衰減機構30被插入至自水槽10之右側之側面部10R起第3個插入槽41。
於超音波探針20(參照圖1)沿X軸方向掃描1行量後沿Y軸方向在掃描位置進行掃描之情形時，反射波衰減機構30較佳為突起32(突起物)中之至少一個處於較作為影像獲取對象之被檢體15之Y軸方向之起點位置16s更靠近外側，突起32(突起物)中之至少一個處於較被檢體15之Y軸方向之終點位置16e更靠近外側。藉此，於較被檢體15之Y軸方向之起點位置16s更靠近外側及較Y軸方向之終點位置16e更靠近外側處，可抑制表面波紋。
反射波衰減機構30較佳為於Y軸方向上，其一端邊處於至少較作為影像獲取對象之被檢體15之Y軸方向之起點位置16s更靠近外側，且另一端邊處於至少較被檢體15之Y軸方向之終點位置16e更靠近外側。藉此，於較被檢體15之Y軸方向之起點位置16s更靠近外側及較Y軸方向之終點位置16e更靠近外側處，可抑制表面波紋。
圖4係表示超音波影像系統之控制系統及訊號處理系統之構成之方塊圖。超音波探針20具備：偵測該超音波探針20之掃描位置之編碼器21、及將電氣訊號與超音波訊號相互轉換之壓電元件22。壓電元件22係單一焦點型之超音波感測器。
影像顯示裝置50具備：控制超音波探針20之掃描位置之掃描控制部51、控制超音波之頻率之頻率控制部52、控制超音波之收發時點之時點控制部53、及產生超音波圖像之圖像產生部54。
收發裝置60具備：產生猝發波之電氣訊號之猝發波發送器61、產生衝擊波之電氣訊號之衝擊波發送器62、開關63、將超音波探針20所接收之接收訊號放大之放大器64、將該接收訊號自類比訊號轉換成數位訊號之A/D轉換器65、及對該接收訊號進行訊號處理之訊號處理部66。
掃描控制部51與機械控制裝置77可輸入輸出地連接。掃描控制部51藉由機械控制裝置77、X軸掃描儀71及Y軸掃描儀72來控制超音波探針20之掃描位置，並且自機械控制裝置77接收超音波探針20之當前之掃描位置資訊。
機械控制裝置77之輸出側連接於X軸掃描儀71及Y軸掃描儀72。於機械控制裝置77連接有超音波探針20之編碼器21之輸出側。機械控制裝置77根據編碼器21之輸出訊號偵測超音波探針20之掃描位置，藉由X軸掃描儀71及Y軸掃描儀72以超音波探針20成為所指示之掃描位置之方式進行控制。機械控制裝置77自掃描控制部51接收超音波探針20之控制指示，並且響應超音波探針20之掃描位置資訊。
時點控制部53基於自掃描控制部51所獲取之超音波探針20之掃描位置資訊對收發裝置60輸出超音波之收發時點訊號(資訊)，對頻率控制部52輸出超音波之頻率資訊。
頻率控制部52基於時點控制部53所輸出之超音波之頻率資訊，以僅輸出特定脈衝數之特定頻率之猝發波之方式對猝發波發送器61進行指示。
猝發波發送器61係基於頻率控制部52所輸出之訊號對壓電元件22僅輸出特定脈衝數之特定頻率之猝發波者。衝擊波發送器62係基於時點控制部53所輸出之時點訊號對壓電元件22輸出衝擊波者。開關63係基於時點控制部53之輸出訊號切換對壓電元件22輸出猝發波與衝擊波之哪一者。
壓電元件22係於壓電膜之兩面分別安裝有電極者，包含氧化鋅(ZnO)、陶瓷、氟系共聚物等。壓電元件22係藉由對兩電極間施加電壓，而自該壓電膜發送超音波。進而，壓電元件22將該壓電膜所接收之回波(接收波)轉換成作為上述兩電極間產生之電壓之接收訊號。放大器64係將該接收訊號放大並作為輸出訊號Vout輸出者。A/D轉換器65係將經放大之該接收訊號自類比訊號轉換成數位訊號者。
訊號處理部66係對接收訊號進行訊號處理者。訊號處理部66根據時點控制部53輸出之閘脈波Vgate而僅將接收訊號之特定期間切出。訊號處理部66將特定期間之接收訊號之振幅資訊、或特定期間之接收訊號之時間資訊輸出至圖像產生部54。圖像產生部54係根據訊號處理部66之輸出訊號而產生特定頻率下之超音波圖像者。
(超音波影像裝置之動作) 一面參照圖4一面對超音波影像裝置90之一連串動作進行說明。 掃描控制部51使超音波探針20沿+X方向進行掃描而獲取1行量之像素。掃描控制部51係若偵測到超音波探針20位於X方向之端部，則使超音波探針20沿+Y方向僅移動特定間距後，沿-X方向進行掃描，而獲取1行量之圖像。反覆進行此行為，而掃描控制部51進行特定範圍之掃描。
影像顯示裝置50之時點控制部53自掃描控制部51接收超音波探針20之X方向與Y方向之掃描位置資訊，基於Y方向掃描位置資訊對頻率控制部52指示頻率，基於X方向之掃描位置資訊對收發裝置60指示超音波之發送，並且輸出用以對接收訊號進行訊號處理之閘脈波Vgate。
收發裝置60藉由開關63來切換猝發波發送器61所輸出之猝發訊號與衝擊波發送器62所輸出之衝擊訊號之任一者，而對超音波探針20輸出訊號。進而，收發裝置60利用放大器64將超音波探針20所接收之回波(接收波)之接收訊號放大後，藉由A/D轉換器65轉換成數位訊號。訊號處理部66基於自時點控制部53輸入之閘脈波Vgate對接收訊號(數位訊號)進行訊號處理，並輸出至影像顯示裝置50。
影像顯示裝置50將掃描控制部51所獲取之掃描位置之資訊作為像素位置，將經收發裝置60進行訊號處理之接收訊號之資訊作為像素之亮度資訊，而將被檢體15之內部構造圖像化並顯示。表示被檢體120之內部之超音波圖像可為取決於接收訊號之振幅資訊者，亦可為取決於接收訊號成為特定振幅以上之時間之資訊者。
以下，對各種反射波衰減機構30進行說明。 (實施例1) 圖5係表示實施例1之反射波衰減機構30A之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自反射波衰減機構30A之與水槽10之壁相接(相對)之側進行觀察所得之立體圖。即，圖5(b)係圖5(a)之側面部10R側(右側)之立體圖。如圖5(a)所示，於自水槽10之側面部10L、10R起相隔特定距離之位置處配設有反射波衰減機構30A。如圖5(b)所示，反射波衰減機構30A由具有多個突起32之方形狀且格子狀之基底31所形成。突起32為樹脂材料等柔軟之材料，例如較佳為PP(聚丙烯)、EPDM(乙烯-丙烯橡膠)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)等樹脂。再者，突起32亦可為細線等金屬材料。
當於水槽10中所儲存之液狀物質11A中設置試樣載置台12，於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動時，於水槽10中之液狀物質表面產生行進波，行進波與水槽內壁(例如側面部10L、10R之內壁)相撞而產生反射波。藉由使超音波探針20沿X軸方向反覆進行往返動作，而將行進波與反射波合成，產生更大之合成波。由此，液狀物質11A之表面之位移變大，若超音波探針20之前端自液狀物質11A露出，則無法獲取由超音波所形成之被檢體15之圖像。又，若成為超過水槽10之側面部之高度之合成波，則液狀物質11A自水槽10溢出，亦難以使被檢體15靜置。進而，由於向液狀物質11A中帶入氣泡，故而阻礙藉由超音波之圖像獲取。
因此，於本實施例中，藉由於水槽10之側壁配設反射波衰減機構30A，可抑制超音波之傳播介質的液狀物質11A之波在側面部10L、10R(端部)處之反射波。反射波衰減機構30A係設為如下構造，即於具有貫通口之基底(例如格子狀之基底31)設置有複數個前端稍微彎曲之較細之突起32。藉由使突起32朝向水槽10之側壁側配設，而使得行進波穿過設有貫通口之基底，且可使其於突起32處擴散，藉此可抑制反射波。
反射波衰減機構30A較佳為於鉛直方向(Z軸方向)上，突起32(突起物)中之至少一個處於較水槽10內之液狀物質11A之表面更靠近上側之高度位置。又，反射波衰減機構30A較佳為於鉛直方向上，上端邊30Au為至少較水槽10內之液狀物質11A之表面更靠近上側之高度位置。藉此，於較液狀物質11A之表面更靠近上側處，可抑制表面波紋。
反射波衰減機構30A較佳為於鉛直方向(Z軸方向)上，突起32(突起物)中之至少一個為較被檢體之載置台之下側表面12d更靠近下側之高度位置。又，反射波衰減機構30A較佳為於鉛直方向上，下端邊30Ad為至少較被檢體15之試樣載置台12之下側表面12d更靠近下側之高度位置。藉此，可抑制液狀物質11A內之被檢體之載置台之下側表面12d附近處之表面波紋。
實施例1之反射波衰減機構30A之特徵在於：包括方形狀且板狀之基底(例如基底31)及配設於該基底之單面之複數個突起物(例如突起32)，基底具有成為流路之複數個開口，且使突起物朝向水槽10之端部側(側面部側)而配設。
(實施例2) 圖6係表示實施例2之反射波衰減機構30B之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自反射波衰減機構30B之與水槽10之壁相接(相對)之側進行觀察所得之分解立體圖。即，圖6(b)係圖6(a)之側面部10R側(右側)之分解立體圖。如圖6(a)所示，於自水槽10之側面部10L、10R起相隔間隔d之位置處配設有反射波衰減機構30B。反射波衰減機構30B係將方形狀且板狀之第1基底30B1、與方形狀且板狀之第2基底30B2進行貼合而成之構造。如圖6(b)所示，第1基底10B1具有複數個貫通口33，第2基底30B2具有複數個較第1基底30B1之貫通口33之開口率小之貫通口34。
換言之，反射波衰減機構30B係於設有貫通口之板(第1基底30B1)貼合開口率不同之板(第2基底30B2)而成之構造。於以水槽10內之超音波探針20為中心之內側配置設有開口率較大之貫通口33之板，於其外側配置設有開口率較小之貫通口34之板。若於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動，則於水槽10中之液狀物質表面產生行進波。行進波穿過設有開口率較大之貫通口33之板，於設有開口率較小之貫通口34之板處使行進波衰減。又，已通過設有開口率較小之貫通口34之板之行進波於水槽10之側壁處進行反射，但波能已衰減，因此無法通過設有開口率較小之貫通口34之板。再者，該形態之反射波衰減機構30B若與水槽10之側壁空開間隔d而設置則效果較高，但需要根據行進波之大小或開口率等來決定，並非可唯一確定之尺寸。
實施例2之反射波衰減機構30B係將方形狀且板狀之第1基底及第2基底接合，於第1基底具有複數個成為流路之貫通口33(第1開口)，於第2基底具有複數個成為流路之貫通口34(第2開口)。其特徵在於：第2開口之開口率小於第1開口之開口率，且使第2基底側朝向上述水槽之端部側而配設。
(實施例3) 圖7係表示實施例3之反射波衰減機構30C之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自反射波衰減機構30C之與水槽10之壁相接(相對)之側的相反方向進行觀察所得之立體圖。即，圖7(b)係圖7(a)之側面部10L側(左側)之立體圖。如圖7(a)所示，於水槽10之側面部10L、10R配設有具有複數個突起32C之反射波衰減機構30C。如圖7(b)所示，反射波衰減機構30C係於方形狀且板狀之基底31C具有複數個剖面(XZ平面上之剖面)為三角狀且於Y軸方向上較長之突起32C。
若於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動，則於水槽10中之液狀物質11A之表面產生行進波。行進波可藉由反射波衰減機構30C之突起32C而被變更反射波之方向。藉此，可抑制行進波與反射波進行合成而成為更大之行進波。
實施例3之反射波衰減機構30C之特徵在於：包括方形狀且板狀之基底(例如基底31C)及配設於該基底之單面之複數個突起物(例如突起32C)，且使突起物朝向超音波探針20側而配設。再者，突起32C之剖面成為三角狀，但亦可為半圓狀、半橢圓狀等。
(實施例4) 圖8係表示實施例4之反射波衰減機構30D之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自反射波衰減機構30D之與水槽10之壁相接(相對)之側的相反方向進行觀察所得之立體圖。即，圖8(b)係圖8(a)之側面部10L側(左側)之立體圖。如圖8(a)所示，於水槽10之側面部10L、10R配設有具有複數個突起32D之反射波衰減機構30D。如圖8(b)所示，反射波衰減機構30D係於方形狀且板狀之基底31D具有複數個剖面(XZ平面上之剖面)為三角狀且於Y軸方向上較長之突起32D。實施例4與實施例3不同，突起32D朝向上方(Z軸之負側之方向)變大。
即，反射波衰減機構30D係設為將突起32D以朝向上方逐漸變大之方式配設之構造。若於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動，則於水槽10中之液狀物質11A之表面產生行進波。行進波之振幅與行進波之大小成比例，因此可藉由使突起物朝向上方變大，而有效地變更反射波之方向。
實施例4之反射波衰減機構30D包括方形狀且板狀之基底(例如基底31D)及配設於該基底之單面之複數個突起物(例如突起32D)，且使突起物朝向超音波探針20側而配設。突起物之特徵在於朝向上方逐漸變大。再者，突起32C之剖面成為三角狀，但亦可為半圓狀、半橢圓狀等。
(實施例5) 圖9係表示實施例5之反射波衰減機構30E之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自反射波衰減機構30E之與水槽10之壁相接(相對)之側的相反方向進行觀察所得之立體圖。即，圖9(b)係圖9(a)之側面部10L側(左側)之立體圖。如圖9(a)所示，於水槽10之側面部10L、10R配設有具有複數個突起32E之反射波衰減機構30E。如圖9(b)所示，反射波衰減機構30E係於方形狀且格子狀之基底31E具有複數個剖面(XZ平面上之剖面)為三角狀且於Y軸方向上較長之突起32E。突起32E係於上下方向(Z軸之正負方向)上隔開特定間隔而配設於基底31E，該特定間隔成為波之貫通口。
即，反射波衰減機構30E係設為如下構造，使設有貫通口之板(例如基底31E)朝向以超音波探針20為中心之內側，使突起32E朝向水槽10之側壁面，並以間隔d進行配設。若於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動，則於水槽10中之液狀物質11A之表面產生行進波。行進波穿過設有貫通口之板，於水槽10之側壁處進行反射後，藉由突起32E而被變更反射波之方向，藉此可抑制反射波。
實施例5之反射波衰減機構30E包括方形狀且板狀之基底(例如基底31E)及配設於該基底之單面之複數個突起物(例如突起32E)，於基底具有成為流路之複數個開口，且使突起物朝向水槽10之端部側配設。再者，突起32E之剖面成為三角狀，但亦可為半圓狀、半橢圓狀等。
(實施例6) 圖10係表示實施例6之反射波衰減機構30F之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自反射波衰減機構30F之與水槽10之壁相接(相對)之側的相反方向進行觀察所得之立體圖。即，圖10(b)係圖10(a)之側面部10L側(左側)之立體圖。如圖10(a)所示，於水槽10之側面部10L、10R配設有具有複數個平板狀之突起32F之反射波衰減機構30F。如圖10(b)所示，反射波衰減機構30F係於方形狀且板狀之基底31F具有複數個剖面(XZ平面上之剖面)為方形狀且於Y軸方向上較長之突起32F。於平板狀之突起32F具有複數個較小之孔35。
若於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動，則於水槽10中之液狀物質11A之表面產生行進波。行進波可藉由反射波衰減機構30F之突起32F而被變更反射波之方向。藉此，可抑制行進波與反射波進行合成而成為更大之行進波。又，於上下方向(Z軸之正負方向)上經變更之波可藉由通過平板上所開設之較小之孔35而使波能衰減。
實施例6之反射波衰減機構30F包括方形狀且板狀之基底(例如基底31F)及配設於該基底之單面之複數個突起物(例如突起32F)，且使突起物朝向超音波探針20側配設。突起32F之特徵在於相對於Y軸方向成為平板狀。
(實施例7) 圖11係表示實施例7之反射波衰減機構30G之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自反射波衰減機構30G之與水槽10之壁相接(相對)之側的相反方向進行觀察所得之立體圖。即，圖11(b)係圖11(a)之側面部10L側(左側)之立體圖。如圖11(a)所示，於水槽10之側面部10L、10R配設有具有複數個平板狀之突起32G之反射波衰減機構30G。如圖11(b)所示，反射波衰減機構30G係於方形狀且板狀之基底31G具有複數個剖面(XZ平面上之剖面)為方形狀且於Y軸方向上較長之突起32G。於平板狀之突起32G具有複數個較小之孔35。
即，反射波衰減機構30G係設為將突起32G以朝向上方逐漸變大之方式配設之構造。若於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動，則於水槽10中之液狀物質11A之表面產生行進波。行進波之振幅與行進波之大小成比例，因此可藉由使突起物朝向上方變大，而有效地變更反射波之方向。
實施例7之反射波衰減機構30G包括方形狀且板狀之基底(例如基底31G)及配設於該基底之單面之複數個突起物(例如突起32G)，且使突起物朝向超音波探針20側而配設。突起物之特徵在於朝向上方逐漸變大。
(實施例8) 圖12係表示實施例8之水槽側壁頂部翻轉機構37之構造模式圖，且(a)為配設於水槽10時之側視圖，(b)為自水槽側壁頂部翻轉機構37之與水槽10之壁相接(相對)之側的相反方向進行觀察所得之立體圖。即，圖12(b)係圖12(a)之側面部10L側(左側)之立體圖。如圖12(a)所示，於水槽10之側面部10L、10R配設有水槽側壁頂部翻轉機構37。水槽側壁頂部翻轉機構37係包括剖面(XZ平面上之剖面)為L字形狀之頂部翻轉部37a、及使頂部翻轉部37a卡合於側面部之卡合部37b而構成。如圖12(b)所示，水槽側壁頂部翻轉機構37係於Y軸方向上較長之形狀。再者，頂部翻轉部37a與卡合部37b亦可一體成形。
若於水槽10中所儲存之液狀物質11A中設置試樣載置台12，於被檢體15之上方使超音波探針20以高速移動，則於水槽10中之液狀物質表面產生行進波，行進波與水槽內壁(例如側面部10L、10R之內壁)相撞而產生反射波。藉由使超音波探針20沿X軸方向反覆進行往返動作，而將行進波與反射波合成，產生更大之合成波。由此，液狀物質11A之表面之位移變大，若超音波探針20之前端自液狀物質11A露出，則無法獲取藉由超音波所獲得之被檢體15之圖像。又，若成為超過水槽10之側面部之高度之合成波，則液狀物質11A自水槽10溢出，亦無法使被檢體15靜置。進而，由於向液狀物質11A中帶入氣泡，故而阻礙藉由超音波之圖像獲取。
因此，於本實施例中，藉由於水槽10之側壁配設水槽側壁頂部翻轉機構37，可抑制作為超音波之傳播介質的液狀物質11A之波在側面部10L、10R(端部)處之反射波。水槽側壁頂部翻轉機構37具有剖面為L字形狀之頂部翻轉部37a，因此反射波受到頂部翻轉部37a之阻礙，而可抑制反射波。
於以上實施例1～8中，對超音波影像裝置90為反射法之情形時進行了說明，但並不限於此。例如超音波影像裝置90亦可為透過法。
圖13係表示透過法之超音波影像裝置之構成之圖。被檢體15被載置於檢查對象保持件17，且被配置於第1超音波觸探部81(上方探針)與第2超音波觸探部82(下方探針)之間。檢查對象保持件17由使超音波透過之材料、例如聚乙烯、聚甲基戊烯等塑膠材料、丙烯酸系樹脂等構成。
安裝零件85將X軸掃描部80及第1 Z軸掃描部83固定，安裝零件86將X軸掃描部80及第2 Z軸掃描部84固定。安裝零件85與安裝零件86係相互藉由螺絲等緊固件而一體化。探針保持件87係用以固定第1超音波觸探部81之保持件，經由第1 Z軸掃描部83而可於±Z軸方向上驅動。L字金屬件88係用以固定第2超音波觸探部82之金屬件，經由第2 Z軸掃描部84而可於±Z軸方向上驅動。
X軸掃描部80於X方向上驅動，藉此第1超音波觸探部81及第2超音波觸探部82均於±X方向上驅動。Y軸掃描部(未圖示)於Y軸方向上驅動，藉此第1超音波觸探部81及第2超音波觸探部82均於±Y方向上驅動。即，於±X方向、±Y方向上，第2超音波觸探部82追隨於第1超音波觸探部81而驅動。
另一方面，第1 Z軸掃描部83於Z軸方向上驅動，藉此第1超音波觸探部81於±Z方向上驅動，且第2 Z軸掃描部84於Z軸方向上驅動，藉此第2超音波觸探部2於±Z方向上驅動。即，於±Z方向上，第1超音波觸探部81與第2超音波觸探部82可獨立地驅動。
圖14係表示將實施例1之反射波衰減機構應用於透過法之超音波影像裝置之情形的說明圖。與實施例1同樣地，於自水槽10之側面部10L、10R起相隔特定距離之位置處配設有反射波衰減機構30A。反射波衰減機構30A由具有多個突起32之方形狀且格子狀之基底31所形成。突起32為樹脂材料等柔軟之材料，例如較佳為PP(聚丙烯)、EPDM(乙烯-丙烯橡膠)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)等樹脂。
反射波衰減機構30A較佳為於鉛直方向(Z軸方向)上，突起32(突起物)中之至少一個為較第2超音波觸探部82(下側探針部)之下端部82L更靠近下側之高度位置。藉此，可抑制液狀物質11A內之下端部82L附近之表面波紋。
反射波衰減機構30A較佳為於鉛直方向(Z軸方向)上，下端邊30Ad為至少較第2超音波觸探部82(下側探針)之下端部82L更靠近下側之高度位置。藉此，可抑制液狀物質11A內之下端部82L附近之表面波紋。
若於水槽10中所儲存之液狀物質11A中設置檢查對象保持件17，於被檢體15之上方及下方使第1超音波觸探部81(上方探針)與第2超音波觸探部82(下方探針)以高速移動，則於水槽10中之液狀物質11A之表面產生行進波，並且於液狀物質11A內亦產生行進波。
因此，於圖14所示之實施例中，藉由於水槽10之側壁配設反射波衰減機構30A，可抑制超音波之傳播介質的液狀物質11A之波在側面部10L、10R(端部)處之反射波。反射波衰減機構30A係設為如下構造，即於具有貫通口之基底(例如格子狀之基底31)設有複數個前端稍微彎曲之較細之突起32。藉由將突起32朝向水槽10之側壁側而配設，使得行進波穿過設有貫通口之基底，且可使其於突起32處擴散，藉此可抑制反射波。
再者，於圖14中，對實施例1之反射波衰減機構30A(參照圖5)之例進行了說明，但並不限於此。對於實施例2～7之反射波衰減機構30、及實施例8之水槽側壁頂部翻轉機構37，亦可應用。
本實施形態之超音波影像系統100具備超音波影像裝置90、及水槽10，且於水槽10之端部配設有反射波衰減機構30，該反射波衰減機構30係使作為利用超音波影像裝置90之超音波探針20進行掃描之情形時所產生之超音波的傳播介質之液狀物質的波在端部處之反射波衰減。反射波衰減機構30具有複數個突起32(突起物)，於利用超音波影像裝置90之超音波探針20沿X軸方向進行掃描時，在X軸方向之水槽10之兩端部配設有反射波衰減機構30。藉此，即便於使超音波探針20高速地移動時亦可抑制表面波紋。
又，作為其他效果，可減輕將試樣載置台12沉入水中時流入之水之勢頭。
再者，本發明並不限於上述實施形態，包括各種變化例。例如，突起32雖較佳為樹脂，但亦可為不鏽鋼等金屬。不鏽鋼具有耐水性。又，上述實施形態係為了容易理解地說明本發明而詳細地說明者，未必限於具備所說明之所有構成。又，對於各實施例之構成之一部分，可進行其他構成之追加、刪除、置換。
1:座標系統 10:水槽 10L:左側之側面部 10R:右側之側面部 11:水 11A:液狀物質 12:試樣載置台 12d:載置台之下側表面 15:被檢體 16s:Y軸方向之起點位置 16e:Y軸方向之終點位置 17:檢查對象保持件 20:超音波探針 21:編碼器 22:壓電元件 23:纜線 30:反射波衰減機構 30A:反射波衰減機構 30Ad:下端邊 30Au:上端邊 30B:反射波衰減機構 30B1:第1基底 30B2:第2基底 30C:反射波衰減機構 30D:反射波衰減機構 30E:反射波衰減機構 30F:反射波衰減機構 30G:反射波衰減機構 31:基底 31C:基底 31D:基底 31E:基底 31F:基底 31G:基底 32:突起(突起物) 32C:突起(突起物) 32D:突起(突起物) 32E:突起(突起物) 32F:突起(突起物) 32G:突起(突起物) 33:貫通口 34:貫通口 35:孔 37:水槽側壁頂部翻轉機構 37a:頂部翻轉部 37b:卡合部 40:空隙位置變更機構 41:插入槽 42:卡止部 45:下端部 50:影像顯示裝置 51:掃描控制部 52:頻率控制部 53:時點控制部 54:圖像產生部 60:收發裝置 61:猝發波發送器 62:衝擊波發送器 63:開關 64:放大器 65:A/D轉換器 66:訊號處理部 70:掃描儀裝置 71:X軸掃描儀 72:Y軸掃描儀 73:保持件 77:機械控制裝置 80:X軸掃描部 81:第1超音波觸探部(上方探針) 82:第2超音波觸探部(下方探針) 82L:下端部 83:第1 Z軸掃描部 84:第2 Z軸掃描部 85:安裝零件 86:安裝零件 87:探針保持件 88:L字金屬件 90:超音波影像裝置 100:超音波影像系統
圖1係表示具有反射波衰減機構之超音波影像系統之構成之外觀圖。 圖2係表示空隙位置變更機構之構成之說明圖，且(a)為表示反射波衰減機構之配設方法之圖，(b)為空隙位置變更機構之側視圖。 圖3係表示水槽內之反射波衰減機構之配設位置之俯視圖。 圖4係表示超音波影像系統之控制系統及訊號處理系統之構成之方塊圖。 圖5係表示實施例1之反射波衰減機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為反射波衰減機構之立體圖。 圖6係表示實施例2之反射波衰減機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為反射波衰減機構之分解立體圖。 圖7係表示實施例3之反射波衰減機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為反射波衰減機構之立體圖。 圖8係表示實施例4之反射波衰減機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為反射波衰減機構之立體圖。 圖9係表示實施例5之反射波衰減機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為反射波衰減機構之立體圖。 圖10係表示實施例6之反射波衰減機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為反射波衰減機構之立體圖。 圖11係表示實施例7之反射波衰減機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為反射波衰減機構之立體圖。 圖12係表示實施例8之水槽側壁頂部翻轉機構之構造模式圖，且(a)為配設於水槽時之側視圖，(b)為水槽側壁頂部翻轉機構之立體圖。 圖13係表示透過法之超音波影像裝置之構成之圖。 圖14係表示將實施例1之反射波衰減機構應用於透過法之超音波影像裝置之情形的說明圖。
10:水槽
10L:左側之側面部
10R:右側之側面部
11A:液狀物質
12:試樣載置台
12d:載置台之下側表面
15:被檢體
20:超音波探針
30:反射波衰減機構
30A:反射波衰減機構
30Ad:下端邊
30Au:上端邊
31:基底
32:突起(突起物)

Claims (15)

  1. 一種超音波影像系統，其特徵在於： 具備超音波影像裝置、及水槽，且 於上述水槽之X軸方向之端部，配設有反射波衰減機構，該反射波衰減機構可改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設，且係使作為利用上述超音波影像裝置之探針進行掃描之情形時所產生之超音波的傳播介質之液狀物質的波在上述端部處之反射波衰減， 上述反射波衰減機構包括方形狀且板狀之基底及配設於該基底之單面之複數個突起物，且使上述突起物朝向上述探針側而配設， 於上述水槽之端部配設空隙位置變更機構，該空隙位置變更機構具有供改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設上述反射波衰減機構之插入槽。
  2. 一種超音波影像系統，其特徵在於： 具備超音波影像裝置、及水槽，且 於上述水槽之X軸方向之端部，配設有反射波衰減機構，該反射波衰減機構可改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設，且係使作為利用上述超音波影像裝置之探針進行掃描之情形時所產生之超音波的傳播介質之液狀物質的波在上述端部處之反射波衰減， 上述反射波衰減機構包括方形狀且板狀之基底及配設於該基底之單面之複數個突起物，且於上述基底具有成為流路之複數個開口， 使上述突起物朝向上述水槽之端部側而配設， 於上述水槽之端部配設空隙位置變更機構，該空隙位置變更機構具有供改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設上述反射波衰減機構之插入槽。
  3. 如請求項1或2之超音波影像系統，其中 於上述探針沿X軸方向掃描1行量後沿Y軸方向在掃描位置進行掃描之情形時，上述反射波衰減機構係上述突起物中之至少一個處於較作為影像獲取對象之被檢體之Y軸方向之起點位置更靠近外側，且上述突起物中之至少一個處於較上述被檢體之Y軸方向之終點位置更靠近外側。
  4. 如請求項3之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係於鉛直方向上，上述突起物中之至少一個處於較上述水槽內之液狀物質之表面更靠近上側之高度位置。
  5. 如請求項3之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係 於上述超音波影像裝置之測定模式為反射法時，於鉛直方向上，上述突起物中之至少一個為較被檢體之載置台之下側表面更靠近下側之高度位置， 於上述超音波影像裝置之測定模式為透過法時，於鉛直方向上，上述突起物中之至少一個為較下側探針部之下端部更靠近下側之高度位置。
  6. 如請求項4之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係 於上述超音波影像裝置之測定模式為反射法時，於鉛直方向上，上述突起物中之至少一個為較被檢體之載置台之下側表面更靠近下側之高度位置， 於上述超音波影像裝置之測定模式為透過法時，於鉛直方向上，上述突起物中之至少一個為較下側探針部之下端部更靠近下側之高度位置。
  7. 如請求項1或2之超音波影像系統，其具有使上述探針沿X軸方向掃描1行量後沿Y軸方向在掃描位置進行掃描之掃描儀，且 上述反射波衰減機構係於Y軸方向上，其一端邊處於至少較作為影像獲取對象之被檢體之Y軸方向之起點位置更靠近外側，且另一端邊處於至少較上述被檢體之Y軸方向之終點位置更靠近外側。
  8. 如請求項1或2之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係於鉛直方向上，上端邊為至少較上述水槽內之液狀物質之表面更靠近上側之高度位置。
  9. 如請求項7之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係於鉛直方向上，上端邊為至少較上述水槽內之液狀物質之表面更靠近上側之高度位置。
  10. 如請求項1或2之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係 於上述超音波影像裝置之測定模式為反射法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較被檢體之載置台之下側表面更靠近下側之高度位置， 於上述超音波影像裝置之測定模式為透過法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較探針之下端部更靠近下側之高度位置。
  11. 如請求項7之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係 於上述超音波影像裝置之測定模式為反射法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較被檢體之載置台之下側表面更靠近下側之高度位置， 於上述超音波影像裝置之測定模式為透過法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較探針之下端部更靠近下側之高度位置。
  12. 如請求項8之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係 於上述超音波影像裝置之測定模式為反射法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較被檢體之載置台之下側表面更靠近下側之高度位置， 於上述超音波影像裝置之測定模式為透過法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較探針之下端部更靠近下側之高度位置。
  13. 如請求項9之超音波影像系統，其中 上述反射波衰減機構係 於上述超音波影像裝置之測定模式為反射法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較被檢體之載置台之下側表面更靠近下側之高度位置， 於上述超音波影像裝置之測定模式為透過法時，於鉛直方向上，下端邊為至少較探針之下端部更靠近下側之高度位置。
  14. 如請求項1或2之超音波影像系統，其中 上述插入槽具有供插入上述反射波衰減機構之寬度，且 上述空隙位置變更機構具有複數個上述插入槽。
  15. 一種超音波影像系統，其特徵在於： 具備超音波影像裝置、及水槽，且 於上述水槽之X軸方向之端部，配設有反射波衰減機構，該反射波衰減機構可改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設，且係使作為利用上述超音波影像裝置之探針進行掃描之情形時所產生之超音波的傳播介質之液狀物質的波在上述端部處之反射波衰減， 上述反射波衰減機構係將方形狀且板狀之第1基底及第2基底接合， 於上述第1基底具有複數個成為流路之第1開口， 於上述第2基底具有複數個成為流路之第2開口， 上述第2開口之開口率小於上述第1開口之開口率， 使上述第2基底側朝向上述水槽之端部側而配設， 於上述水槽之端部配設空隙位置變更機構，該空隙位置變更機構具有供改變與X軸方向之兩側內壁面之空隙位置而配設上述反射波衰減機構之插入槽。
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