JPH0466864A - 超音波検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、物質表面の、超音波による変化を測定する
ことによって物質内部情報を得るための超音波検出装置
に関する。 （従来の技術］ 従来、非破壊で、材料内部の観察をするための装置とし
て、超音波顕微鏡がある。 この超音波顕微鏡１は、第２図に示されるように、トラ
ンスデユーサ２に、数１００Ｍｔ（２〜数ＧＨ２の電気
信号を印加させて発生した超音波を音響レンズ３によっ
て集束させ、被測定物４の表面に入射させるものである
。 このとき、超音波は被測定物４の表面で反射・散乱され
、トランスデユーサ１に戻ってくる超音波を電気信号に
変換することによって、被測定物４の表面情報を得るこ
とができる。 第３図は、従来の走査型超音波顕微鏡５を示すものであ
る。 この走査型超音波顕微鏡５は、被測定物４の裏側に液体
６を介してトランスデユーサ２を合着させ、被測定物４
に超音波を印加し、一方、被測定物４の、トランスデユ
ーサ２と反対側の表面に、レーザビーム７を、ミラー８
Ａ及びレンズ９を介して入射させ、被測定物４の表面か
らの反射波を、レンズ９及びミラー８Ｂを介して取出す
ものである。 このとき、被測定物４内部の欠陥等により超音波が散乱
・回折を起こし、これにより被測定物４の表面状態が変
化し、この表面を前記ミラー８Ａにより、レーザビーム
６を偏向走査することによって、被測定物４内部の状態
を知ることができる。

【発明が解決しようとする課題］ 前記第２図の従来の超音波顕微鏡１は、被測定物４と音
響レンズ３を相対的に移動させて走査しなければならず
、又、第３図の走査型超音波顕微鏡５の場合も、ミラー
７でレーザビームを偏向走査するものであるため、共に
リアルタイムでの観測が不可能であるという問題点があ
った。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、被測定物の内部情報をリアルタイムで得ること
ができる超音波検出装置を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 この発明は、被測定物を超音？ｆ１振動させる加振手段
と、前記被測定物の被測定表面に取付けられるミラーと
、このミラーを照射するための光源と、この光源からの
光の、前記ミラーによる反射光を結像させる結像系と、
この結像系による前記ミラーの結像位置で、反射光軸と
直交した面内に配置されたイメージセンサと、を含んで
超音波検出装置を構成することにより上記目的を達成す
るものである。 又、前記超音波検出装置において、前記結像系に、前記
ミラーからの反射光中のＯ次光成分をカットするＯ次光
カット手段を配置することにより上記目的を達成するも
のである。

【作用及び効果】

この発明においては、超音波振動された被測定物表面か
らの反射光の結像位置にイメージセンサを設けているの
で、被測定物表面で反射された超音波の２次元分布をリ
アルタイムで知ることができ、且つ被測定物内部の非破
壊測定を行うことができる。

【実施例】

以五、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 本発明の実施例に係る超音波検出装置１０は、被測定物
１２を超音波振動させるために、該被測定物１２の裏面
（図において下側面）に取付けられたトランスデユーサ
１４と、前記被測定物１２の、図において上側の表面１
２Ａに、液体１６を介して、該表面１２Ａと平行に取付
けられ、液体１６側にミラー１８が形成されたガラス板
２０と、このガラス板２０の表面側から、前記ミラー１
８に対して、ハーフミラ−２２を介してレーザ光を照射
するためのレーザ光源２４と、このレーザ光源２４から
のレーザ光が前記ミラー１８によって反射・散乱された
散乱光を結像させる結像系２６と、この結像系２６によ
る前記ミラー１８の結像位置で、反射光軸と直交した面
内に配置されたイメージセンサ２８とを備えて構成され
ている。 前記結像系２６は、前記ハーフミラ−２２とイメージセ
ンサ２８との間に、ハーフミラ−２２側からレンズ３０
及びナイフェツジ３２が配置されている。 前記ナイフェツジ３２は、レンズ３０によって集光され
る、ミラー１８からの反射光の集光点３４の位置に配置
され、０次光、即ち直進光をカットして、散乱光のみが
イメージセンサ２８に到達するようにしている。 前記被測定物１２とトランスデユーサ１４との間に介在
する液体１６は、両者を音響的に結合し、超音波の反射
を減らすためのものである。 次に、上記実施例装置の作用について説明する。 被測定物１２がトランスデユーサ１４により超音波振動
を与えられると、超音波は液体１６を伝播し、ガラス板
２０のミラー１８に伝わる。 被測定物１２の内部に欠陥等があった場合は、伝播され
る超音波はここで散乱・回折を起こし、この結果、被測
定物１２の表面１２Ａの表面状態を変化させる。 前記ガラス板２０は、液体１６を介して被測定物１２に
音響的に結合されているために、ガラス板２０に入射す
る超音波の２次元強度は、即ち、被測定物１２の内部の
欠陥等に対応したものとなる。 従って、超音波により加振されることにより、ミラー１
８の表面には、被測定物１２の内部情報に対応する微細
な凹凸が発生する。 レーザ光源２４から出射され、ハーフミラ−２２によっ
て反射され、ガラス板２０を透過してミラー１８に到達
するレーザ光は、前記ミラー１８に形成された微細な凹
凸によって散乱される。 ミラー１８によって散乱・反射されたレーザ光は、ハー
フミラ−２２を通って、レンズ３０により集光され、イ
メージセンサ２８上に結像する。 このとき、集光点３４に配置されたナイフェツジ３２に
よって直進光が遮られ、散乱光のみがイメージセンサ２
８に到達する。 このイメージセンサ２８上に結像したミラー表面の像は
、ミラー１８表面の微細な凹凸に対応したものとなる。 換言すれば、ミラー１８表面における超音波強度の分布
に応じた像ができることになる。従って、この像をイメ
ージセンサ２８によって２次元的に読出すことにより、
ガラス板２０に入射する超音波の２次元強度の測定がで
きる。 従って、この実施例では、レーザビームを走査させたり
することなく、被測定物１２の内部情報を、イメージセ
ンサ２８によって、２次元的にリアルタイムで観測する
ことができる。 なお、上記実施例において、０次光カットの手段として
ナイフェツジ３２が用いられているが、これは、直進光
をカットして散乱光のみとすることにより、イメージセ
ンサ２８上の像のコントラストを改善するものであり、
他のＯ次光カッ１〜手段を設けるようにしてもよい。例
えば、空間フィルタ等がある。 又、イメージセンサ２８上の像のコントラストが○次光
カット手段を設けなくてもよい程度であれば、ナイフェ
ツジ等の０次光カット手段を設ける必要はない。 更に、前記実施例において、被測定物１２はトランスデ
ユーサ１４によって超音波振動を与えられるようになっ
ているが、これは、要すれば被測定物１２を超音波振動
させることができるものであればよく、従って、光パル
スを被測定物１２に照射することによって、該被測定物
１２も超音波振動させるような加振手段であってもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波検出装置の実施例を示す断
面図、第２図は従来の超音波顕微鏡の概要を示す斜視図
、第３図は更に他の従来の超音波顕微鏡の概要を示す斜
視図である。 １０・・・超音波検出装置、 １２・・・被測定物、 １２Ａ・・・表面、 １４・・・トランスデユーサ、 １８・・・ミラー ２４・・・レーザ光源、 ２６・・・結像系、 ２８・・・イメージセンサ、 ３２・・・ナイフェツジ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物を超音波振動させる加振手段と、前記被
   測定物の被測定表面に取付けられるミラーと、このミラ
   ーを照射するための光源と、この光源からの光の、前記
   ミラーによる反射光を結像させる結像系と、この結像系
   による前記ミラーの結像位置で、反射光軸と直交した面
   内に配置されたイメージセンサと、を有してなる超音波
   検出装置。
2. （２）請求項１において、前記結像系に、前記ミラーか
   らの反射光中の０次光成分をカットする０次光カット手
   段を配置したことを特徴とする超音波検出装置。