KR920010328A - 초음파 스펙트럼 현미경 - Google Patents

초음파 스펙트럼 현미경 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

초음파 스펙트럼 현미경
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 초음파 스펙트럼 현미경(ULTRASONIC MICRO SPECTROMETER : 이하 ‘USMC’라 약칭한다)의 전체적 구성을 나타낸 도면,
제2도는 본 발명의 제2실시예에 관한 USMC를 도형적으로 나타낸 도면.

Claims (29)

  1. 초음파를 피검체의 표면에 송신하여 피검체 표면에서의 반사초음파를 수신하고, 이 반사초음파의 주파수를 해석하기 위한 초음파 스펙트럼현미경으로서, 고주파 전기신호를 발생하는 고주파 발생수단과 ; 제1과 제2의 초음파 변환기를 가진 초음파 변환기 어셈블리로서, 제1과 제2의 초음파 변환기는 각각 한쌍의 전극에 끼워진 압전필름을 가지며, 제1의 초음파 변환기는 초음파의 송·수신을 위한 외쪽면을 가지며, 제2의 초음파 변환기는 초음파의 송·수신을 위한 평면을 가지며, 상기 고주파 발생수단에서의 고주파 전기신호 출력이 제1과 제2의 초음파 변환기 중 어느 한쪽에 부여되므로서 이 한쪽의 초음파 변환기는 피검체의 표면에 초음파를 송신하고, 다른쪽의 초음파 변환기는 피검체 표면에서의 반사파를 수신하는 동시에 이 반사파의 강도에 대응하는 전기신호를 출력하는 초음파 변환기 어셈블리와 ; 피검체를 올려놓기 위한 테이블과 ; 상기 고주파 전기신호출력이 부여된 상기 한쪽의 초음파 변환기의 형상에 따라 정해지는 한쪽의 초음파 변환기의 송신초음파의 피검체에서의 위치가 피검체 표면에 따라 2차원적으로 주사되도록 상기 초음파 변환기 어셈블리와 상기 테이블 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 상대적으로 이동시키는 주사수단과 ; 제2의 초음파 변환기 평면의 법선과 피검체 표면의 법선이 이루는 각도로서 규정되는 입사각/반사각을 적어도 제2의 초음파 변환기의 기울기에 따라 제어하는 입사각/반사각 제어수단과 ; 피검체 표면에서의 반사파를 수신한 상기의 다른쪽 초음파 변환기로부터의 전기신호출력에 근거하여, 상기 반사파의 강도를 주파수의 함수로서 나타낸 스펙트럴(spectral)강도분포를 형성하는 스펙트럴강도 형성수단과 ; 상기 스펙트럴 강도 분포에 의거하여 반사파의 위상을 주파수의 함수로서 나타낸 스펙트럴위상분포를 형성하는 스펙트럴위상형성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 초음파 스펙트럼현미경.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초음파 변환기 어셈블리와 피검체 사이의 수직거리를 변환시키는 수직방향으로 상기 초음파 변환기 어셈블리와 상기 테이블 중 적어도 한쪽을 이동시키는 거리 제어수단을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파 스펙트럼현미경.
  3. 제1항에 있어서, 제1과 제2의 초음파 변환기가 이들 제1과 제2의 초음파 변환기의 각각의 중심선간의 고정각도를 유지하는 홀더내에 배치되는 동시에, 상기 입사각/반사각 제어수단이 제1과 제2의 초음파 변환기를 일치시켜서 경사지도록 상기 홀더를 이동시키는 홀더 이동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 초음파 스펙트럼현미경.
  4. 제3항에 있어서, 상기 홀더 이동수단이 제1의 초음파 변환기의 초점 위치를 조정하는 초점위치조정수단을 추가로 구비하고, 이 초점위치 조정수단은 상기 초음파 변환기 어셈블리의 경사위치에서 제1의 초음파 변환기의 초점위치를 설정하는 적어도 한쪽방향으로 초음파 변환기 어셈블리를 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  5. 제4항에 있어서, 상기 초점이 상기 초음파 변환기 어셈블리의 상기 경사위치에 유지되어 있는 사이에 퍼검체 표면에 초음파의 초점이 입사되도록 상기 초점위치 조정수단이 피검체에 대하여 상기 초음파 변환기 어셈블리를 수직으로 치환시키는 치환수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  6. 제5항에 있어서, 상기 초점위치조정수단이 상기 초음파 변환기 어셈블리를 피검체 표면에 관한 2차원에서의 수평방향으로 이동수단을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  7. 제6항에 있어서, 상기 테이블과 초음파 변환기 어셈블리 중 적어도 한쪽을 회전시키는 회전수단을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  8. 제7항에 있어서, 상기 테이블의 회전축을 제1의 초음파 변환기의 초점위치와 일치시키는 수단을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  9. 제8항에 있어서, 상기 테이블을 상기 회전축 주위에서 회전시키는 펄스모터와, 이 펄스모터를 구동시키는 펄스를 발생하는 수단을 가진 제어수단을 추가로 구비하고, 상기 제어수단은 사전에 설정된 횟수의 펄스가 발생된 뒤에 상기 다른쪽의 초음파 변환기에서의 전기신호출력의 입력개시를 위한 지령신호를 상기 강도스펙트럴 형성수단에 대하여 부여하는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  10. 제1항에 있어서, 제1의 초음파변환기가 만곡된 압전필름과 한쌍의 만곡된 전극은 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  11. 제1항에 있어서, 제1의 초음파 변환기가 평판인 압전필름과 한쌍의 평판인 전극을 구비하는 동시에, 한쪽의 상기 평판전극에 설치된 지연요소를 추가로 구비하고, 상기 지연요소는 초음파의 송·수신을 위한 오목면을 가진 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  12. 제11항에 있어서, 제2의 초음파 변환기가 평판인 압전필름과 한쌍의 평판인 전극을 구비하는 동시에, 한쪽의 상기 평판전극에 설치된 지연요소를 추가로 구비하고, 상기 지연요소는 초음파의 송·수신을 위한 평면을 가진 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  13. 제12항에 있어서, 제1의 초음파 변환기의 상기 지연요소와 제2의 초음파 변환기의 상기 지연요소가 서로 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  14. 제12항에 있어서, 제2의 초음파 변환기의 상기 평판압전필름의 길이방향폭(L)은 아래식으로 정해지고,
    L ≥ (1/sinβ) · (V/ω)
    여기에서 V는 초음파 변환기 어셈블리와 피검체 사이에 채워져야할 액체 커플러에서의 음속, ω는 초음파 변환기 어셈블리가 송신하는 초음파의 시간주파수, 또는 스펙트럼 강도분포에서 부여되는 디이프주파수, β는 초음파 변환기 어셈블리를 위해 선택되는 입사각의 범위를 결정하는 값이며, 상기 평면의 법선과 피검체의 표면의 법선이 이루는 각을 θ로 하여 상기 범위가 θ±β일 때의 피검체 표면에서의 반사파 성분만이 제2의 초음파 변환기에 의해 수신되는 것을 나타내는 값인 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  15. 제1항에 있어서, 제1의 초음파 변환기가 구면형 오목면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경현미경.
  16. 제1항에 있어서, 제1의 초음파 변환기가 원통형 오목면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  17. 제1항에 있어서, 고주파 신호발생수단이 발생하는 고주파 전기신호가 사전에 정해진 주파수 범위를 스위프하면서 발생되는 버스트 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  18. 제1항에 있어서, 고주파신호발생수단이 발생하는 고주파 전기신호가 광대역 펄스신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  19. 제1항에 있어서, 제2의 초음파변환기의 상기 평면에서 반사된 반사레이저 비임의 검출에 의해 입사각/반사각을 측정하는 측정수단을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  20. 초음파를 피검체의 표면에 송신하여 피검체표면으로 부터의 반사초음파를 수신하고, 이 반사초음파의 주파수를 해석하기 위한 초음파스펙트럼현미경으로서, 고주파 발진기와 ; 제1과 제2의 초음파변환기를 구비한 초음파 변환기 어셈블리로서 제1의 초음파 변환기는 두 개의 만곡된 전극에 끼워진 만곡된 압전체를 가지며, 그 한쪽의 만곡전극은 피검체에 대면하는 오목면을 가지며, 이 오목면은 제1의 초음파변환기에서 방사된 초음파 또는 제1의 초음파 변환기를 향해 반사된 초음파가 피검체 표면의 한점에 수속하도록 위치설정되고, 제2의 초음파변환기는 두개의 평판인 전극에 끼워진 평판인 압전체를 가지며, 그 한쪽의 평판전극은 피검체에 대면하는 평면을 가진 초음파변환기 어셈블리와 ; 상기 평면의 중심을 통하여 뻗어있는 법선과 상기 오목면의 중심을 통하여 뻗어있는 법선이 피검체의 표면에서 고정각도로 서로 교차하도록 제1과 제2의 초음파변환기를 피검체 윗쪽에서 지지하는 홀더수단과 ; 상기 고정각도를 유지하면서 피검체의 표면에 관하여 상기 법선의 입사각을 변화시키도록 상기 홀더수단을 경사시키는 경사수단과 ; 상기 피검체가 배치된 가동테이블과 ; 한쪽의 상기 피검체 변환기에서의 전기신호출력을 수신하는 스펙트럼아날라이저수단으로서, 피검체 표면에서의 반사초음파를 수신한 상기 한쪽의 초음파 변환기에서의 전기신호출력에 의겨하여 상기 반사파의 강도를 주파수 함수로서 나타낸 스펙트럴 강도분포를 측정하는 수단을 가진 스펙트럼아날라이저수단과 ; 상기 스펙트럼아날라이저에서의 전기신호출력을 수신하는 트래킹제너레이터 수단으로서, 상기 스펙트럴 강도분포에 의거하여 상기 반사파의 위상을 주파수의 함수로서 나타낸 스펙트럴위상분포를 측정하는 수단을 가진 트래킹제너레이터수단과 ; 상기 스펙트럼아날라이저 및 상기 트래킹제너레이터 수단에서의 신호를 수신하는 표시수단을 구비한 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  21. 제20항에 있어서, 상기 오목면이 구면형 오목면인 것을 특징으로 하는 초음과스펙트럼현미경.
  22. 제2항에 있어서, 상기 오목면이 원통형 오목면인 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  23. 제20항에 있어서, 제1의 초음파변환기가 피검체를 향한 초음파를 발생시키는 수단을 구비하고, 제2의 초음파변환기가 피검체에서 반사된 초음파를 수신하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  24. 제20항에 있어서, 제2의 초음파변환기가 피검체를 향한 초음파를 발생시키는 수단을 구비하고, 제1의 초음파변환기가 피검체에서 반사된 초음파를 수신하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  25. 초음파를 피검체의 표면에 송신하여 피검체 표면에서의 반사초음파를 수신하고, 이 반사초음파의 주파수를 해석하기 위한 초음파스펙트럼현미경으로서, 고주파 발진기와 ; 제1과 제2의 초음파렌즈를 구비한 초음파 변환기 어셈블리로서, 제1의 초음파렌즈는 제1의 초음파 변환기를 구비하고, 이 제1의 초음파 변환기는 두 개의 전극에 끼워진 평판인 압전체와, 이 제1의 초음파변환기에 부착된 지연요소를 가지며, 이 지연요소는 피검체에 대면하는 오목면을 가지며, 이 오목면은 제1의 초음파변환기에서 방사된 초음파 또는 제1의 초음파 변환기를 향하여 반사된 초음파가 피검체 표면의 한점에 수속하도록 위치설정되고, 제2의 초음파렌즈는 제2의 초음파변환기를 구비하며, 이 제2의 초음파변환기는 두 개의 전극에 끼워진 평판인 압전체와, 이 제2의 초음파변환기에 부착된 지연요소를 가지며, 이 지연요소는 피검체에 대면하는 평면을 가진 초음파 변환기 어셈블리와 ; 상기 평면의 중심을 통하여 뻗어있는 법선과 상기 오목면 중심을 통하여 뻗어있는 법선이 피검체의 표면에서 고정각도로 서로 교차하도록 제1과 제2의 초음파렌즈를 피검체 윗쪽에서 지지하는 홀더수단과 ; 상기 고정각도를 유지하면서 피검체의 표면에 관하여 상기 법선의 입사각을 변환시키도록 상기 홀더수단을 경사시키는 경사수단과 ; 상기 피검체가 배치되고 X-Y이동가능한 X-Y테이블을 구비한 X-Y테이블수단과 ; 한쪽의 상기 초음파 변환기에서의 전기신호출력을 수신하는 스펙트럼아날라이저수단으로서, 피검체의 표면에서 반사 초음파를 수신한 상기 한쪽의 초음파변환기에서의 전기 신호 출력에 의거하여 상기 반사파의 강도를 주파수의 함수로서 나타낸 스펙트럴강도분포를 측정하는 수단을 가진 스펙트럴아날라이저수단과 ; 상기 스펙트럼 아날라이저로서의 전기신호출력을 수신하는 트래킹제너레이터수단으로서, 상기 스펙트럴강도분포에 의거하여 상기 반사파의 위상을 주파수의 함수로서 나타낸 스펙트럴위상분포를 측정하는 수단을 가진 트래킹제너레이터수단과 ; 상기 스펙트럼 아날라이저 및 상기 트래링제너레이터 수단에서의 신호를 수신하는 표시수단을 구비한 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  26. 제25항에 있어서, 상기 오목면이 구면형 오목면인 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  27. 제25항에 있어서, 상기 오목면이 원통형 오목면인 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  28. 제25항에 있어서, 제1의 초음파렌즈가 피검체로 향하는 초음파를 발생시키는 수단을 구비하고, 제2의 초음파렌즈가 피검체에서 반사된 초음파를 수신하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
  29. 제25항에 있어서, 제2의 초음파렌즈가 피검체로 향하는 초음파를 발생시키는 수단을 구비하고, 제1의 초음파렌즈가 피검체에서 반사된 초음파를 수신하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파스펙트럼현미경.
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