JP2017021034A - 超音波格子化3次元電気化撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】音響トランスジューサ素子を1次元方向に配列した送波器8と、送波器配列軸方向と直交する方向に受波素子を配列した受波器と、送波器の駆動信号と、信号処理部とを有し、送波器は、送波器配列軸方向に直交する正面方向を中心とする三次元空間に、送波器配列軸に対する方位角に対応して照射周波数の異なる超音波を放射し、信号処理部は、受波器による受信信号の同位相加算及び周波数分析を行うことにより、送波器及び受波器の各配列方向に関する方位情報を取得し、駆動信号の印加時刻から受波器への受信信号入射時刻までの超音波伝搬時間を距離情報とする超音波3次元計測装置において、送波器は、駆動信号の高周波成分を正面を含む正面近傍方向に放射し、駆動信号の低周波成分を辺縁方向に放射する。
【選択図】図8
Description
θ0=sin-1{λ/(2d0)}
また、素子数をNとして、θ方向に関する遠距離音場指向特性R(θ)は、数2となる。
R(θ)=sin{0.5N(η−γ0)}/sin{0.5(η−γ0)}
η=π、γ0=2πd0 sin(θ)/λ
受波検出面12上に結像され物体像17となる。
t/c1-t/c0=1/(2f0)
f0t(1/c1-1/c0)=1/2
t(1/λ1-1/λ0)=1/2
t(λ0/λ1-1)= λ0/2
t=(1/2)λ0/(n-1)
t'/c1-t'/c2=1/(2f0)
f0t'(1/c1-1/c2)=1/2
t'(1/λ1-1/λ2)=1/2
t'(λ2/λλ1-1)=λ2/2
t'=(1/2)λ2/(n-1)
ε1=(π/4-θ1)/2
(π/4-α)+ε2=θ1
sinα/sinε2=c1/c0
ε2-sin-1(c1sinε2/c0)=θ1-π/4
98により駆動すると、図31のb)に示す良好な指向特性となるが、長い駆動信号98を使用するため、距離分解能が低下する。
2 音響トランスジューサ素子
3 信号電極
4 第1配線
5 第2配線
6 接地電極
7 信号端子
8 送波器
9 伝搬媒体
10 対象領域
11 2次元収束音響レンズ
12 1次元配列受波検出面
13 扇形超音波ビーム
14 反射音波
15 対象物
16 分割素子
17 物体像
18 素子出力信号
19 信号周波数成分強度
20 圧電素子
21 分極軸方向
22 接地電極
23 信号電極
24 超音波波面放射方向
25 駆動信号
26 超音波波面
27 高周波送波波面
28 低周波送波波面
29 高周波受信波面
30 低周波受信波面
31 上方受信波面
32 下方受信波面
33 素子位置
34 素子位置
35 同相反転波面
36 逆相反転波面
37 鉛直指向性合成部
38 単一位相板
39 単一位相素子
40 圧電材料
41 非圧電材料
42 信号電極
43 接地電極
44 信号端子
45 散乱信号
46 照射波面
47 上方受信波面
48 正面方向受信波面
49 遅延回路
50 遅延時間端子
51 受信信号
52 上方受信出力
53 正面受信出力
54 不要波面
55 正面不要波面
56 反転位相板
57 反転位相素子
58 反転分極圧電材料
59 送信信号源
60 部分送波照射波面
61 狭照射波面
62 狭照射波面
63 減衰単一位相板
64 圧電材料
65 吸音材
66 散乱単一位相板
67 散乱体
68 接地電極単一位相板
69 間歇型接地電極
70 接地結線
71 透過反転位相板
72 透過材
73 透過平面反転位相板
74 高音速材料
75 低音速材料
76 散乱反転位相板
77 高音響インピーダンス散乱体
78 低音響インピーダンス散乱体
79 散乱平行平面波
80 90度位相素子
81 第1分割信号電極
82 第2分割信号電極
83 第1駆動信号線
84 第2駆動信号線
85 高インピーダンス垂直反射壁
86 合成目的波面
87 実装素子
88 鏡像素子
89 直交配置反転分極板
90 直交配置反転分極板
91 低インピーダンス垂直反射壁
92 実装素子
93 鏡像素子
94 傾斜反射板
95 正面近傍波面
96 正面近傍不要波面
97 屈折構造物
98 駆動信号
99 分割送波器
100 分割駆動信号
101 1次元収束音響レンズ
Claims (2)
- 音響トランスジューサ素子を1次元方向に配列した送波器と、送波器配列軸方向と直交する方向に受波素子を配列した受波器と、前記送波器の駆動信号と、信号処理部とを有し、
前記送波器は、前記送波器配列軸方向に直交する正面方向を中心とする三次元空間に、前記送波器配列軸に対する方位角に対応して照射周波数の異なる超音波を放射し、
前記信号処理部は、前記受波器による受信信号の同位相加算及び周波数分析を行うことにより、前記送波器及び前記受波器の各配列方向に関する方位情報を取得し、
前記駆動信号の印加時刻から前記受波器への受信信号入射時刻までの超音波伝搬時間を距離情報とする超音波3次元計測装置において、
前記送波器は、前記駆動信号の高周波成分を前記正面を含む正面近傍方向に放射し、前記駆動信号の低周波成分を辺縁方向に放射することを特徴とする超音波3次元計測装置。 - 請求項1に記載の超音波3次元計測装置において、
特定の駆動信号周波数による前記送波器からの超音波放射方位が、前記送波器配列軸に対して単一の方位角方向に限定されることを特徴とする超音波3次元計測装置。
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