JPH0252822B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0252822B2 JPH0252822B2 JP56072168A JP7216881A JPH0252822B2 JP H0252822 B2 JPH0252822 B2 JP H0252822B2 JP 56072168 A JP56072168 A JP 56072168A JP 7216881 A JP7216881 A JP 7216881A JP H0252822 B2 JPH0252822 B2 JP H0252822B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- value
- maximum value
- sound wave
- detected
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 42
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
Classifications
-
- 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
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波顕微鏡の焦点調節を自動的に行
なう焦点調節方法に関するものである。
なう焦点調節方法に関するものである。
超音波顕微鏡は従来種々の構成のものが提案さ
れており、例えば第１図に示す構成のものが提案
されている。この超音波顕微鏡においては、高周
波パルス発生器１で超高周波数のバースト波電気
信号を発振させてサーキユレータ２を介して圧電
トランスジユーサ３に供給し、ここで電気信号か
ら超音波に変換して音響レンズ４および液体５を
介して走査制御装置６によりＸおよびＹ方向に２
次元的に移動する試料台７上に載置された試料８
上にスポツト状に投射している。また、試料８か
らの反射波は音響レンズ４で集音し、圧電トラン
スジユーサ３により電気信号に変換してサーキユ
レータ２を介して信号処理回路９に供給し、ここ
で不要な信号を除去すると共に必要な反射波に対
応する信号のみを増幅、検波して反射波の強度に
応じた検波信号を得、この検波信号を輝度信号と
してスキヤンコンバータ１０により走査制御装置
６による試料台７の走査と同期させて超音波像を
陰極管１１上に表示させるようにしている。な
お、音響レンズ４は試料台７に対して垂直なＺ方
向に変位可能になつている。
れており、例えば第１図に示す構成のものが提案
されている。この超音波顕微鏡においては、高周
波パルス発生器１で超高周波数のバースト波電気
信号を発振させてサーキユレータ２を介して圧電
トランスジユーサ３に供給し、ここで電気信号か
ら超音波に変換して音響レンズ４および液体５を
介して走査制御装置６によりＸおよびＹ方向に２
次元的に移動する試料台７上に載置された試料８
上にスポツト状に投射している。また、試料８か
らの反射波は音響レンズ４で集音し、圧電トラン
スジユーサ３により電気信号に変換してサーキユ
レータ２を介して信号処理回路９に供給し、ここ
で不要な信号を除去すると共に必要な反射波に対
応する信号のみを増幅、検波して反射波の強度に
応じた検波信号を得、この検波信号を輝度信号と
してスキヤンコンバータ１０により走査制御装置
６による試料台７の走査と同期させて超音波像を
陰極管１１上に表示させるようにしている。な
お、音響レンズ４は試料台７に対して垂直なＺ方
向に変位可能になつている。
上述したような超音波顕微鏡において、音響レ
ンズ４をＺ方向に変位させて試料８から十分離れ
た位置から近づけていくと、信号処理回路９から
は第２図に示すような第１、第２および第３の順
次の極大値、およびを有するいわゆるV(z)
カーブと呼ばれる検波信号の強度分布が得られ
る。第２図において、V(z)が最大となる第２の極
大値の点ｆは音響レンズ４が試料８に対して合
焦状態にあるときに得られ、この点ｆの前後の点
ｄおよびｈにおいて現われる第１および第３の極
大値およびは試料８における表面波と反射波
との干渉などにより生じる。
ンズ４をＺ方向に変位させて試料８から十分離れ
た位置から近づけていくと、信号処理回路９から
は第２図に示すような第１、第２および第３の順
次の極大値、およびを有するいわゆるV(z)
カーブと呼ばれる検波信号の強度分布が得られ
る。第２図において、V(z)が最大となる第２の極
大値の点ｆは音響レンズ４が試料８に対して合
焦状態にあるときに得られ、この点ｆの前後の点
ｄおよびｈにおいて現われる第１および第３の極
大値およびは試料８における表面波と反射波
との干渉などにより生じる。
そこで、従来では信号処理回路９の出力をオシ
ロスコープ等の測定器でモニターし、これを目視
により観察しながら音響レンズ４を手動によりＺ
方向に変位させて検波信号レベルが最大となる位
置（第２図の点ｆ）を探し、この位置に音響レン
ズ４を合わせることにより、音響レンズ４の試料
８に対する焦点調節を行なつていた。
ロスコープ等の測定器でモニターし、これを目視
により観察しながら音響レンズ４を手動によりＺ
方向に変位させて検波信号レベルが最大となる位
置（第２図の点ｆ）を探し、この位置に音響レン
ズ４を合わせることにより、音響レンズ４の試料
８に対する焦点調節を行なつていた。
しかし、このような手動による焦点調節におい
ては、操作者が反射波検波信号のレベルを観察し
ながら、例えば第２図の点ｄ，ｆおよびｈの第１
〜第３の極大値〜を憶え、これらを比較しな
がら最大反射波点（焦点位置）ｆを探す必要があ
るため、特に反射音波強度にリプル特性がある場
合には調節が極めて困難であると共に時間がかか
る。これは超音波の周波数を高くすればする程、
液体５中での超音波の減衰が大きくなり、これを
押えるために音響レンズ４と試料８との間の距離
を更に短くする必要があるため、距離の微小変化
から最大反射点を探すのが更に困難となる。ま
た、焦点調節が極めて困難であるために、多数の
試料を観察する場合に像のコントラストに差異が
生じ、試料間の比較が極めて難しくなる不具合が
ある。
ては、操作者が反射波検波信号のレベルを観察し
ながら、例えば第２図の点ｄ，ｆおよびｈの第１
〜第３の極大値〜を憶え、これらを比較しな
がら最大反射波点（焦点位置）ｆを探す必要があ
るため、特に反射音波強度にリプル特性がある場
合には調節が極めて困難であると共に時間がかか
る。これは超音波の周波数を高くすればする程、
液体５中での超音波の減衰が大きくなり、これを
押えるために音響レンズ４と試料８との間の距離
を更に短くする必要があるため、距離の微小変化
から最大反射点を探すのが更に困難となる。ま
た、焦点調節が極めて困難であるために、多数の
試料を観察する場合に像のコントラストに差異が
生じ、試料間の比較が極めて難しくなる不具合が
ある。
本発明の目的は上述した種々の不具合を解決
し、反射音波強度のリプル特性の影響されること
なく、焦点調節を自動的に、かつ正確にできる焦
点調節方法を提供しようとするものである。
し、反射音波強度のリプル特性の影響されること
なく、焦点調節を自動的に、かつ正確にできる焦
点調節方法を提供しようとするものである。
本発明は、超音波集束レンズと試料との間隔を
相対的にステツプ変位させながら超音波集束レン
ズを経て試料に超音波を投射して試料からの反射
音波強度を検出し、第一のステツプ変位位置にお
ける反射音波強度と第一のステツプ変位位置に隣
接する第二のステツプ変位位置における反射音波
強度同士を比較することにより第一のステツプ変
位位置における反射音波強度が極大値であるかど
うかを検出する第一のプロセスを行い、極大値が
検出された時にはその時の反射音波強度差の絶対
値が所定の値より大きいかどうかを判断する第二
のプロセスを行い、所定の値より大きい場合は上
記第一のプロセスに戻り、所定の値以下の場合は
第三のプロセスに進み、第三のプロセスはステツ
プ変位を行つて、そのステツプ変位した位置にお
ける反射音波強度と上記極大値が検出されたとき
の第一のステツプ変位位置における反射音波強度
同士を比較することにより極大値かどうかの検出
を行う、極大値ではないと検出された時は上記第
一のプロセスに戻るようにし、極大値であると検
出された時は上記第二のプロセスに戻るようにす
る、上記のプロセスに伴つて検出される、反射音
波強度差の絶対値が所定の値より大きいと判断さ
れた極大値の隣り合う２個の値同士を比較して先
に検出された極大値の方が後に検出された極大値
に比べ大きくなつたときに上記のプロセスを停止
し、この先に検出された極大値をとる上記間隔に
超音波集束レンズ試料との間隔を調節して、超音
波集束レンズの試料に対する焦点調節を行なうこ
とを特徴とする。
相対的にステツプ変位させながら超音波集束レン
ズを経て試料に超音波を投射して試料からの反射
音波強度を検出し、第一のステツプ変位位置にお
ける反射音波強度と第一のステツプ変位位置に隣
接する第二のステツプ変位位置における反射音波
強度同士を比較することにより第一のステツプ変
位位置における反射音波強度が極大値であるかど
うかを検出する第一のプロセスを行い、極大値が
検出された時にはその時の反射音波強度差の絶対
値が所定の値より大きいかどうかを判断する第二
のプロセスを行い、所定の値より大きい場合は上
記第一のプロセスに戻り、所定の値以下の場合は
第三のプロセスに進み、第三のプロセスはステツ
プ変位を行つて、そのステツプ変位した位置にお
ける反射音波強度と上記極大値が検出されたとき
の第一のステツプ変位位置における反射音波強度
同士を比較することにより極大値かどうかの検出
を行う、極大値ではないと検出された時は上記第
一のプロセスに戻るようにし、極大値であると検
出された時は上記第二のプロセスに戻るようにす
る、上記のプロセスに伴つて検出される、反射音
波強度差の絶対値が所定の値より大きいと判断さ
れた極大値の隣り合う２個の値同士を比較して先
に検出された極大値の方が後に検出された極大値
に比べ大きくなつたときに上記のプロセスを停止
し、この先に検出された極大値をとる上記間隔に
超音波集束レンズ試料との間隔を調節して、超音
波集束レンズの試料に対する焦点調節を行なうこ
とを特徴とする。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第３図は本発明の超音波顕微鏡の焦点調節方法
を実施する焦点調節装置の一例の構成を示す線図
である。本例では第１図に示すような超音波顕微
鏡において、音響レンズ４をＺ方向に間欠的に変
位させると共に音響レンズ４の試料８に対する位
置を検出する駆動装置１２を設け、この駆動装置
１２を演算制御装置１３からの駆動信号によりイ
ンターフエース制御回路１４および位置制御装置
１５を介して制御し、駆動装置１２で検出した位
置検出信号は位置制御装置１５に供給すると共
に、インターフエース制御回路１４を介して演算
制御装置１３に供給する。また、高周波パルス発
生器１には制御パルス発生器１６を接続し、この
制御パルス発生器１６の駆動を演算制御装置１３
によりインターフエース制御回路１４を介して制
御することにより、高周波パルス発生器１から発
生するパルスのパルス幅等を制御する。更に、信
号処理回路９から出力されるアナログ量の反射波
検波信号Ａ／Ｄ変換器１７でデジタル量に変換
し、演算制御装置１３の制御の下にデータ入力制
御回路１８およびインターフエース制御回路１４
を経て演算制御装置１３に供給する。また、イン
ターフエース制御回路１４には記憶装置１９を接
続し、演算制御装置１３の制御により所要のデー
タを書込みおよび読出し得るよう構成する。
を実施する焦点調節装置の一例の構成を示す線図
である。本例では第１図に示すような超音波顕微
鏡において、音響レンズ４をＺ方向に間欠的に変
位させると共に音響レンズ４の試料８に対する位
置を検出する駆動装置１２を設け、この駆動装置
１２を演算制御装置１３からの駆動信号によりイ
ンターフエース制御回路１４および位置制御装置
１５を介して制御し、駆動装置１２で検出した位
置検出信号は位置制御装置１５に供給すると共
に、インターフエース制御回路１４を介して演算
制御装置１３に供給する。また、高周波パルス発
生器１には制御パルス発生器１６を接続し、この
制御パルス発生器１６の駆動を演算制御装置１３
によりインターフエース制御回路１４を介して制
御することにより、高周波パルス発生器１から発
生するパルスのパルス幅等を制御する。更に、信
号処理回路９から出力されるアナログ量の反射波
検波信号Ａ／Ｄ変換器１７でデジタル量に変換
し、演算制御装置１３の制御の下にデータ入力制
御回路１８およびインターフエース制御回路１４
を経て演算制御装置１３に供給する。また、イン
ターフエース制御回路１４には記憶装置１９を接
続し、演算制御装置１３の制御により所要のデー
タを書込みおよび読出し得るよう構成する。
本例では音響レンズ４を試料８から十分離れた
初期位置（第２図の点ｃに対応）から試料８に近
づく方向に1μｍ程度ずつステツプ状に移動させ
て３つの極値、例えば第２図において点ｄ，ｅ，
ｆおよび点ｆ，ｇ，ｈを検出すると共に、音響レ
ンズ４が試料８に対してある位置にあるときの駆
動装置１２からの位置検出信号およびその位置で
のＡ／Ｄ変換器１７からの反射波検波信号を記憶
するため、演算制御装置１３には上記ステツプ移
動数ｎ、極値数ｍ、位置検出信号Zoおよび反射波
検波信号のＡ／Ｄ変換値V(zo)をそれぞれ記憶する
ためのレジスタRo，Rn，RzおよびRvを設ける。
また記憶装置１９は上記３つの極値の検出におい
て演算制御装置１３のレジスタRzおよびRvにそ
れぞれ記憶した内容を各極値の検出に対応して書
込むためのメモリMz(1)，Mz(2)，Mz(3)および
Mv(1)，Mv(2)，Mv(3)をもつて構成する。
初期位置（第２図の点ｃに対応）から試料８に近
づく方向に1μｍ程度ずつステツプ状に移動させ
て３つの極値、例えば第２図において点ｄ，ｅ，
ｆおよび点ｆ，ｇ，ｈを検出すると共に、音響レ
ンズ４が試料８に対してある位置にあるときの駆
動装置１２からの位置検出信号およびその位置で
のＡ／Ｄ変換器１７からの反射波検波信号を記憶
するため、演算制御装置１３には上記ステツプ移
動数ｎ、極値数ｍ、位置検出信号Zoおよび反射波
検波信号のＡ／Ｄ変換値V(zo)をそれぞれ記憶する
ためのレジスタRo，Rn，RzおよびRvを設ける。
また記憶装置１９は上記３つの極値の検出におい
て演算制御装置１３のレジスタRzおよびRvにそ
れぞれ記憶した内容を各極値の検出に対応して書
込むためのメモリMz(1)，Mz(2)，Mz(3)および
Mv(1)，Mv(2)，Mv(3)をもつて構成する。
先ず、本発明に先立つて開発した第３図に示す
焦点調節装置の動作を第４図に示すフローチヤー
トおよび第２図に示すV(z)カーブを参照して説明
する。
焦点調節装置の動作を第４図に示すフローチヤー
トおよび第２図に示すV(z)カーブを参照して説明
する。
先ず、焦点調節の開始（START）により、
レジスタRz，Rv，Rn，RoおよびメモリMz(1)，
Mz(2)，Mz(3)，Mv(1)，Mv(2)，Mv(3)を全てクリア
すると共に、制御パルス発生器１６から高周波
パルス発生器１にパルスを供給して圧電トラン
スジユーサ３から音響レンズ４および液体５を
介して試料８に超音波を投射し、この超音波の
投射により信号処理回路９から得られるアナロ
グの反射波検波信号をＡ／Ｄ変換器１７でデジ
タル信号V(zo)に変換する。また、この焦点調節
の開始により、試料８から十分離れた初期位置
（第２図の点Ｃ）にある音響レンズ４を位置制
御装置１５を介して駆動装置１２により試料８
に近づく方向にステツプ移動させる。
レジスタRz，Rv，Rn，RoおよびメモリMz(1)，
Mz(2)，Mz(3)，Mv(1)，Mv(2)，Mv(3)を全てクリア
すると共に、制御パルス発生器１６から高周波
パルス発生器１にパルスを供給して圧電トラン
スジユーサ３から音響レンズ４および液体５を
介して試料８に超音波を投射し、この超音波の
投射により信号処理回路９から得られるアナロ
グの反射波検波信号をＡ／Ｄ変換器１７でデジ
タル信号V(zo)に変換する。また、この焦点調節
の開始により、試料８から十分離れた初期位置
（第２図の点Ｃ）にある音響レンズ４を位置制
御装置１５を介して駆動装置１２により試料８
に近づく方向にステツプ移動させる。
信号処理回路９から最初に得られる反射波検
波信号のデジタル変換値V(z start)と、そのと
きの駆動装置１２からの位置検出信号Zstartと
をそれぞれ演算制御装置１３のレジスタRvお
よびRzに記憶する。
波信号のデジタル変換値V(z start)と、そのと
きの駆動装置１２からの位置検出信号Zstartと
をそれぞれ演算制御装置１３のレジスタRvお
よびRzに記憶する。
次に演算制御装置１３のレジスタRnの内容
を１にして記憶装置１９のメモリMv(1)および
Mz(1)を選択する。
を１にして記憶装置１９のメモリMv(1)および
Mz(1)を選択する。
レジスタRvおよびRzにそれぞれ記憶した
V(z start)およびZstartをメモリMv(1)およびMz(1)
にそれぞれストアする。
V(z start)およびZstartをメモリMv(1)およびMz(1)
にそれぞれストアする。
次にレジスタRoの内容を１にする。
Ro＝１により反射波検波信号が最初に得ら
れた位置から音響レンズ４が１ステツプ試料８
に近づいた位置Vz=1での位置検出信号Z1およ
び反射波検波信号V(z1)をレジスタRzおよびRv
にそれぞれロードする。
れた位置から音響レンズ４が１ステツプ試料８
に近づいた位置Vz=1での位置検出信号Z1およ
び反射波検波信号V(z1)をレジスタRzおよびRv
にそれぞれロードする。
メモリMv(n)の内容、レジスタRvおよびRnの
内容から演算制御装置１３により｛Mv(n)−Rv｝
×（−１）m-1＞０を演算してイエスかノーかを
判断する。今レジスタRnの内容は１であるか
ら、この演算はMv(1)−Rv＞０となり、判断が
ノーのときすなわち音響レンズ４が試料８に１
ステツプ近づいた位置でのレジスタRvに記憶
した反射波検波信号V(z1)がメモリMv(1)に記憶
したV(z start)よりも大きいときは上記に戻
りメモリMv(1)およびMz(1)の内容をレジスタRv
およびRzの内容で更新すると共に音響レンズ
４のステツプ移動数ｎを増やしながらMv(1)−
Rv＞０がイエスと判断されるまで上記操作を
繰返す。これによりMv(1)−Rv＞０がイエスと
判断されると、メモリMv(1)およびMz(1)には第
２図において点ｄの第１の極大値のＡ／Ｄ変
換値およびこの反射波検波信号を出力する位置
検出信号がそれぞれ記憶される。
内容から演算制御装置１３により｛Mv(n)−Rv｝
×（−１）m-1＞０を演算してイエスかノーかを
判断する。今レジスタRnの内容は１であるか
ら、この演算はMv(1)−Rv＞０となり、判断が
ノーのときすなわち音響レンズ４が試料８に１
ステツプ近づいた位置でのレジスタRvに記憶
した反射波検波信号V(z1)がメモリMv(1)に記憶
したV(z start)よりも大きいときは上記に戻
りメモリMv(1)およびMz(1)の内容をレジスタRv
およびRzの内容で更新すると共に音響レンズ
４のステツプ移動数ｎを増やしながらMv(1)−
Rv＞０がイエスと判断されるまで上記操作を
繰返す。これによりMv(1)−Rv＞０がイエスと
判断されると、メモリMv(1)およびMz(1)には第
２図において点ｄの第１の極大値のＡ／Ｄ変
換値およびこの反射波検波信号を出力する位置
検出信号がそれぞれ記憶される。
次にｍ＜３を演算することにより３つの極値
を求めたか否かを判断する。今、ｍ＝１すなわ
ちレジスタRnの内容は１であるからｍ＜３の
判断はイエスとなる。
を求めたか否かを判断する。今、ｍ＝１すなわ
ちレジスタRnの内容は１であるからｍ＜３の
判断はイエスとなる。
ｍ＜３の判断がイエスのときは上記に戻り
レジスタRnの内容を２および３にしてそれぞ
れの場合において上記の操作を繰返す。ここで
Rn＝２の操作において上記により｛Mv(n)−
Rv｝×（−１）m-1＞０がイエスと判断されると、
メモリMv(2)およびMz(2)には第２図において点
ｅの極小値のＡ／Ｄ変換値およびこの反射波検
波信号を出力する位置検出信号がそれぞれ記憶
される。またRn＝３の操作において上記に
より｛Mv(n)−Rv｝×（−１）m-1＞０がイエスと
判断されると、メモリMv(3)およびMz(3)には第
２図において点ｆの極大値のＡ／Ｄ変換値お
よびこの反射波検波信号を出力する位置検出信
号がそれぞれ記憶される。
レジスタRnの内容を２および３にしてそれぞ
れの場合において上記の操作を繰返す。ここで
Rn＝２の操作において上記により｛Mv(n)−
Rv｝×（−１）m-1＞０がイエスと判断されると、
メモリMv(2)およびMz(2)には第２図において点
ｅの極小値のＡ／Ｄ変換値およびこの反射波検
波信号を出力する位置検出信号がそれぞれ記憶
される。またRn＝３の操作において上記に
より｛Mv(n)−Rv｝×（−１）m-1＞０がイエスと
判断されると、メモリMv(3)およびMz(3)には第
２図において点ｆの極大値のＡ／Ｄ変換値お
よびこの反射波検波信号を出力する位置検出信
号がそれぞれ記憶される。
レジスタRnの順次の内容１、２および３の
それぞれの場合において上述した操作が終了す
ると、３つの極値すなわち２つの極大値と１つ
の極小値とを求めたことになり、上記におけ
るｍ＜３の判断はノーとなるから、次にメモリ
Mv(1)およびMv(3)の内容を読出してMv(1)＞Mv(3)
の判断を行なう。
それぞれの場合において上述した操作が終了す
ると、３つの極値すなわち２つの極大値と１つ
の極小値とを求めたことになり、上記におけ
るｍ＜３の判断はノーとなるから、次にメモリ
Mv(1)およびMv(3)の内容を読出してMv(1)＞Mv(3)
の判断を行なう。
Mv(1)＞Mv(3)がノーと判断されたとき、すな
わち第２図において第２の極大値が第１の極
大値よりも大きいと判断されたときは、レジ
スタRnの内容をゼロとした後、メモリMv(3)お
よびMz(3)の内容をレジスタRvおよびRzにそれ
ぞれ記憶して上記からの順次の操作を繰返
す。ここで上記におけるｍ＜３がノーと判断
されると３つの極値すなわち第２図において点
ｆの第２の極大値、点ｇの極小値および点ｈ
の第３の極大値を求めたことになり、メモリ
Mv(1)およびMz(1)には第２の極大値のＡ／Ｄ
変換値およびこの反射波検波信号を出力する位
置検出信号がそれぞれ記憶され、メモリMv(2)
およびMz(2)には点ｇの極小値のＡ／Ｄ変換値
およびこの反射波検波信号を出力する位置検出
信号がそれぞれ記憶され、またメモリMv(3)お
よびMz(3)には第３の極大値のＡ／Ｄ変換値
およびこの反射波検波信号を出力する位置検出
信号がそれぞれ記憶される。
わち第２図において第２の極大値が第１の極
大値よりも大きいと判断されたときは、レジ
スタRnの内容をゼロとした後、メモリMv(3)お
よびMz(3)の内容をレジスタRvおよびRzにそれ
ぞれ記憶して上記からの順次の操作を繰返
す。ここで上記におけるｍ＜３がノーと判断
されると３つの極値すなわち第２図において点
ｆの第２の極大値、点ｇの極小値および点ｈ
の第３の極大値を求めたことになり、メモリ
Mv(1)およびMz(1)には第２の極大値のＡ／Ｄ
変換値およびこの反射波検波信号を出力する位
置検出信号がそれぞれ記憶され、メモリMv(2)
およびMz(2)には点ｇの極小値のＡ／Ｄ変換値
およびこの反射波検波信号を出力する位置検出
信号がそれぞれ記憶され、またメモリMv(3)お
よびMz(3)には第３の極大値のＡ／Ｄ変換値
およびこの反射波検波信号を出力する位置検出
信号がそれぞれ記憶される。
上記の操作後、上記におけるMv(1)＞
Mv(3)がイエスと判断されたとき、すなわち第
２図において第２の極大値が第３の極大値
よりも大きいと判断されたときは、この第２の
極大値を出力する位置検出信号が試料８に対
する音響レンズ４の焦点位置となるから、メモ
リMz(1)を読出し、その位置検出信号に基いて
位置制御装置１５を介して駆動装置１２を駆動
して、該駆動装置１２から検出される位置検出
信号がメモリMz(1)に記憶されている位置検出
信号と等しくなる位置に音響レンズ４を移動さ
せて焦点調節を完了する。
Mv(3)がイエスと判断されたとき、すなわち第
２図において第２の極大値が第３の極大値
よりも大きいと判断されたときは、この第２の
極大値を出力する位置検出信号が試料８に対
する音響レンズ４の焦点位置となるから、メモ
リMz(1)を読出し、その位置検出信号に基いて
位置制御装置１５を介して駆動装置１２を駆動
して、該駆動装置１２から検出される位置検出
信号がメモリMz(1)に記憶されている位置検出
信号と等しくなる位置に音響レンズ４を移動さ
せて焦点調節を完了する。
以上のようにして焦点調節を自動的に行うこと
ができるが、この場合問題となるのは、第６図に
示すようにV(z)カーブの極値を与える部分やその
他の部分においてリプリ特性があると、そのリプ
ルのデイプス値およびピーク値をそれぞれ極小値
および極大値として検出してしまい焦点調節を正
確にできない場合がある。
ができるが、この場合問題となるのは、第６図に
示すようにV(z)カーブの極値を与える部分やその
他の部分においてリプリ特性があると、そのリプ
ルのデイプス値およびピーク値をそれぞれ極小値
および極大値として検出してしまい焦点調節を正
確にできない場合がある。
この発明は、このような問題をも解決するもの
で、その一例を以下に説明する。
で、その一例を以下に説明する。
第５図は第３図に示す焦点調節装置による本発
明の一例の動作を説明する要部のフローチヤート
を示すものである。この動作例は、第４図におい
て｛Mv(n)−Rv｝×（−１）m-1＞０の判断とｍ＜３
の判断とを行なう間に、メモリMv(n)の内容から
レジスタRvの内容を減算した値の絶対値が、第
２図に示すV(z)カーブの順次の極値間で音響レン
ズ４の１ステツプの移動にほぼ相当する反射波検
波信号の変化分のＡ／Ｄ変換値Vstep（定数）より
大きいか否かの判断を行なう操作を挿入し、｜
Mv(n)−Rv｜＞Vstepがイエスと判断されたときは
次のｍ＜３の判断を行ない、ノーと判断されたと
きは第４図の点Ｐに戻つて更に音響レンズ４を１
ステツプ移動させてその位置でのレジスタRvに
記憶される反射波検波信号のＡ／Ｄ変換値とメモ
リMv(n)の内容とから、｛Mv(n)−Rv｝×（−１）m-1
＞０および｜Mv(n)−Rv｜＞Vstepの判断を行なう
ようにした点のみが第４図に示す動作例と異なる
ものである。このようにすれば、第６図に示すよ
うにV(z)カーブの極値において１ステツプに相当
する変化分（Vstep）内に例えば1dB以内の小さな
リプル特性が生じても、リプル幅のデイプス値お
よびビーク値をそれぞれ極大値および極小値とし
てとることを有効に防止することができるから、
リプル特性に影響されることなく常に正確に極大
値および極小値を検出することができる。
明の一例の動作を説明する要部のフローチヤート
を示すものである。この動作例は、第４図におい
て｛Mv(n)−Rv｝×（−１）m-1＞０の判断とｍ＜３
の判断とを行なう間に、メモリMv(n)の内容から
レジスタRvの内容を減算した値の絶対値が、第
２図に示すV(z)カーブの順次の極値間で音響レン
ズ４の１ステツプの移動にほぼ相当する反射波検
波信号の変化分のＡ／Ｄ変換値Vstep（定数）より
大きいか否かの判断を行なう操作を挿入し、｜
Mv(n)−Rv｜＞Vstepがイエスと判断されたときは
次のｍ＜３の判断を行ない、ノーと判断されたと
きは第４図の点Ｐに戻つて更に音響レンズ４を１
ステツプ移動させてその位置でのレジスタRvに
記憶される反射波検波信号のＡ／Ｄ変換値とメモ
リMv(n)の内容とから、｛Mv(n)−Rv｝×（−１）m-1
＞０および｜Mv(n)−Rv｜＞Vstepの判断を行なう
ようにした点のみが第４図に示す動作例と異なる
ものである。このようにすれば、第６図に示すよ
うにV(z)カーブの極値において１ステツプに相当
する変化分（Vstep）内に例えば1dB以内の小さな
リプル特性が生じても、リプル幅のデイプス値お
よびビーク値をそれぞれ極大値および極小値とし
てとることを有効に防止することができるから、
リプル特性に影響されることなく常に正確に極大
値および極小値を検出することができる。
第７図は第３図に示す焦点調節装置による本発
明の他の動作例を説明するフローチヤートの要部
を示すものである。この動作例はレジスタRoの
内容をｎ＋１にする操作と、音響レンズ４がｎ＋
１ステツプ移動した位置検出信号Zoおよびこの位
置での反射波検波信号のＡ／Ｄ変換値V(zo)をレジ
スタRzおよびRvにそれぞれ読込む操作とを行な
う間、すなわち第４図の点ｑの位置にレジスタ
Roの内容が定数nnaxより大きいか否かの班断を行
なう操作を挿入し、ｎ＞nnaxがノーと判断された
ときは位置検出信号Zoおよび反射波検波信号V(zo)
を読込む操作を行ない、イエスと判断されたとき
は駆動装置１２による音響レンズ４の移動を停止
して焦点調節を中断するようにした点のみが第４
図に示す動作例と異なるものである。ここで定数
nnaxは例えば音響レンズ４が試料８から十分離れ
たほぼ初期位置から試料８に極めて近接する位置
までのステツプ移動数とする。このようにすれ
ば、反射波検波信号が十分検出されないとき、例
えば試料８の超音波吸収率が大きい場合や、反射
波の強度が小さい場合においても、音響レンズ４
が試料８に当接してこれらが毀損するのを有効に
防止することができる。
明の他の動作例を説明するフローチヤートの要部
を示すものである。この動作例はレジスタRoの
内容をｎ＋１にする操作と、音響レンズ４がｎ＋
１ステツプ移動した位置検出信号Zoおよびこの位
置での反射波検波信号のＡ／Ｄ変換値V(zo)をレジ
スタRzおよびRvにそれぞれ読込む操作とを行な
う間、すなわち第４図の点ｑの位置にレジスタ
Roの内容が定数nnaxより大きいか否かの班断を行
なう操作を挿入し、ｎ＞nnaxがノーと判断された
ときは位置検出信号Zoおよび反射波検波信号V(zo)
を読込む操作を行ない、イエスと判断されたとき
は駆動装置１２による音響レンズ４の移動を停止
して焦点調節を中断するようにした点のみが第４
図に示す動作例と異なるものである。ここで定数
nnaxは例えば音響レンズ４が試料８から十分離れ
たほぼ初期位置から試料８に極めて近接する位置
までのステツプ移動数とする。このようにすれ
ば、反射波検波信号が十分検出されないとき、例
えば試料８の超音波吸収率が大きい場合や、反射
波の強度が小さい場合においても、音響レンズ４
が試料８に当接してこれらが毀損するのを有効に
防止することができる。
なお、本発明は上述した例にのみ限定されるも
のではなく、幾多の変更または変形が可能であ
る。例えば上述した例では音響レンズ４を試料８
に対してＺ方向に変位させたが、試料台７を音響
レンズ４に対してＺ方向に変位させたり、あるい
は音響レンズ４および試料台７の双方をＺ方向に
変位させて音響レンズ４と試料８との間の距離を
変化させても、上述したと同様にして焦点調節を
行なうことができる。また、音響レンズ４および
試料８のＺ方向での相対的変位はこれらが近接す
る位置から離間する方向に行なつてもよい。更に
上述した例では第２図において点ｄ，ｅ，ｆ，
ｇ，ｈの５つの極値を検出するようにしたが、音
響レンズ４および／または試料８をこれらが離間
した位置から近接する方向に変位させる場合ある
いはこれとは逆の方向に変位させる場合におい
て、点ｄ，ｅ，ｆあるいは点ｈ，ｇ，ｆの順次の
極値を検出し、Mv(1)＞Mv(3)がノーと判断された
ときにMz(3)の内容を焦点位置を表わす位置検出
信号として焦点調節を行なうこともできる。この
場合には検出する極値数が少なくなるから、焦点
調節をより簡単かつ迅速に行なうことができる。
のではなく、幾多の変更または変形が可能であ
る。例えば上述した例では音響レンズ４を試料８
に対してＺ方向に変位させたが、試料台７を音響
レンズ４に対してＺ方向に変位させたり、あるい
は音響レンズ４および試料台７の双方をＺ方向に
変位させて音響レンズ４と試料８との間の距離を
変化させても、上述したと同様にして焦点調節を
行なうことができる。また、音響レンズ４および
試料８のＺ方向での相対的変位はこれらが近接す
る位置から離間する方向に行なつてもよい。更に
上述した例では第２図において点ｄ，ｅ，ｆ，
ｇ，ｈの５つの極値を検出するようにしたが、音
響レンズ４および／または試料８をこれらが離間
した位置から近接する方向に変位させる場合ある
いはこれとは逆の方向に変位させる場合におい
て、点ｄ，ｅ，ｆあるいは点ｈ，ｇ，ｆの順次の
極値を検出し、Mv(1)＞Mv(3)がノーと判断された
ときにMz(3)の内容を焦点位置を表わす位置検出
信号として焦点調節を行なうこともできる。この
場合には検出する極値数が少なくなるから、焦点
調節をより簡単かつ迅速に行なうことができる。
上述したように本発明によれば、従来観察者が
手動により行なつていた焦点調節を、反射音波強
度のリプル特性に影響されることなく、迅速かつ
高精度に自動的に行なうことができる。また、常
に高精度の焦点調節を行なうことができるから、
多数の試料を観察する場合には一定のコントラス
トの像を得ることができ、したがつて試料間の比
較を容易かつ確実に行なうことができる。
手動により行なつていた焦点調節を、反射音波強
度のリプル特性に影響されることなく、迅速かつ
高精度に自動的に行なうことができる。また、常
に高精度の焦点調節を行なうことができるから、
多数の試料を観察する場合には一定のコントラス
トの像を得ることができ、したがつて試料間の比
較を容易かつ確実に行なうことができる。
第１図は超音波顕微鏡の構成を示す線図、第２
図は音響レンズと試料との間の距離に対する反射
波検波信号の強度分布を示す線図、第３図は本発
明の超音波顕微鏡の焦点調節方法を実施する焦点
調節装置の一例の構成を示す線図、第４図は本発
明に先立つて開発した第３図に示す焦点調節装置
の動作を説明するためのフローチヤート、第５図
は本発明による一例の動作の要部を説明するため
のフローチヤート、第６図は第２図に示す反射波
検波信号の強度分布に現われるリプル特性の一例
を示す線図、第７図は本発明による他の例の動作
の要部を説明するためのフローチヤートである。 １……高周波パルス発生器、２……サーキユレ
ータ、３……圧電トランスジユーサ、４……音響
レンズ（超音波集束レンズ）、５……液体、６…
…走査制御装置、７……試料台、８……試料、９
……信号処理回路、１０……スキヤンコンバー
タ、１１……陰極管、１２……駆動装置、１３…
…演算制御装置、１４……インターフエース制御
回路、１５……位置制御装置、１６……制御パル
ス発生器、１７……Ａ／Ｄ変換器、１８……デー
タ入力制御回路、１９……記憶装置。
図は音響レンズと試料との間の距離に対する反射
波検波信号の強度分布を示す線図、第３図は本発
明の超音波顕微鏡の焦点調節方法を実施する焦点
調節装置の一例の構成を示す線図、第４図は本発
明に先立つて開発した第３図に示す焦点調節装置
の動作を説明するためのフローチヤート、第５図
は本発明による一例の動作の要部を説明するため
のフローチヤート、第６図は第２図に示す反射波
検波信号の強度分布に現われるリプル特性の一例
を示す線図、第７図は本発明による他の例の動作
の要部を説明するためのフローチヤートである。 １……高周波パルス発生器、２……サーキユレ
ータ、３……圧電トランスジユーサ、４……音響
レンズ（超音波集束レンズ）、５……液体、６…
…走査制御装置、７……試料台、８……試料、９
……信号処理回路、１０……スキヤンコンバー
タ、１１……陰極管、１２……駆動装置、１３…
…演算制御装置、１４……インターフエース制御
回路、１５……位置制御装置、１６……制御パル
ス発生器、１７……Ａ／Ｄ変換器、１８……デー
タ入力制御回路、１９……記憶装置。
Claims (1)
- １ 超音波集束レンズと試料との間隔を相対的に
ステツプ変位させながら超音波集束レンズを経て
試料に超音波を投射して試料からの反射音波強度
を検出し、第一のステツプ変位位置における反射
音波強度と第一のステツプ変位位置に隣接する第
二のステツプ変位位置における反射音波強度同士
を比較することにより第一のステツプ変位位置に
おける反射音波強度が極大値であるかどうかを検
出する第一のプロセスを行い、極大値が検出され
た時にはその時の反射音波強度差の絶対値が所定
の値より大きいかどうかを判断する第二のプロセ
スを行い、所定の値より大きい場合は上記第一の
プロセスに戻り、所定の値以下の場合は第三のプ
ロセスに進み、第三のプロセスはステツプ変位を
行つて、そのステツプ変位した位置における反射
音波強度と上記極大値が検出されたときの第一の
ステツプ変位位置における反射音波強度同士を比
較することにより極大値かどうかの検出を行う、
極大値ではないと検出された時は上記第一のプロ
セスに戻るようにし、極大値であると検出された
時は上記第二のプロセスに戻るようにする、上記
のプロセスに伴つて検出される、反射音波強度差
の絶対値が所定の値より大きいと判断された極大
値の隣り合う２個の値同士を比較して先に検出さ
れた極大値の方が後に検出された極大値に比べ大
きくなつたときに上記のプロセスを停止し、この
先に検出された極大値をとる上記間隔に超音波集
束レンズ試料との間隔を調節して、超音波集束レ
ンズの試料に対する焦点調節を行なうことを特徴
とする超音波顕微鏡の焦点調節方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56072168A JPS57187652A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Focus adjusting method and apparatus for ultrasonic microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56072168A JPS57187652A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Focus adjusting method and apparatus for ultrasonic microscope |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63231453A Division JPH01118766A (ja) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | 超音波顕微鏡の焦点調節方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57187652A JPS57187652A (en) | 1982-11-18 |
| JPH0252822B2 true JPH0252822B2 (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=13481433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56072168A Granted JPS57187652A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Focus adjusting method and apparatus for ultrasonic microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57187652A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63133057A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-04 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波探傷装置 |
-
1981
- 1981-05-15 JP JP56072168A patent/JPS57187652A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57187652A (en) | 1982-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4518992A (en) | Acoustic imaging system and method | |
| US5164932A (en) | Acquiring a best focus using a focus signal offset | |
| JPS60196606A (ja) | 映像システムによる位置測定装置 | |
| US4874955A (en) | Method and apparatus for measuring a three-dimensional curved surface shape | |
| US5349862A (en) | Apparatus for measuring the velocity of ultrasonic sound in terms of V(Z) characteristics and ultrasonic microscope using that apparatus | |
| JPH07294500A (ja) | 超音波映像検査装置 | |
| JPH0252822B2 (ja) | ||
| JPH046910B2 (ja) | ||
| JPH1172311A (ja) | 断面形状測定装置 | |
| JPS61259170A (ja) | 超音波顕微鏡における試料の傾き調整装置 | |
| US4179936A (en) | Acoustic image recorders | |
| JP2722087B2 (ja) | 超音波探傷装置 | |
| JP2001324485A (ja) | 超音波探傷結果表示方法及び超音波探傷装置 | |
| JPH01286244A (ja) | 走査振動を補正する電子ビーム装置 | |
| JPH08313498A (ja) | 超音波顕微鏡 | |
| JPH0136585B2 (ja) | ||
| JPH0522894Y2 (ja) | ||
| JPH0461306B2 (ja) | ||
| JPS634662B2 (ja) | ||
| JP2001280915A (ja) | 画像測定システム及び画像測定方法 | |
| JPH0427502B2 (ja) | ||
| JP3040051B2 (ja) | 超音波映像検査装置 | |
| GB1598191A (en) | Acoustic image recorders | |
| JPH05272930A (ja) | 非接触変位計 | |
| JPH04230849A (ja) | 超音波映像検査装置 |