JP6157872B2 - 超音波形状計測装置及び計測方法 - Google Patents
超音波形状計測装置及び計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6157872B2 JP6157872B2 JP2013030692A JP2013030692A JP6157872B2 JP 6157872 B2 JP6157872 B2 JP 6157872B2 JP 2013030692 A JP2013030692 A JP 2013030692A JP 2013030692 A JP2013030692 A JP 2013030692A JP 6157872 B2 JP6157872 B2 JP 6157872B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- reception
- shape
- sensor
- shape measuring
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る超音波形状計測装置及び計測方法を、図1乃至図6を用い説明する。
本実施形態に係る超音波形状計測装置は、図1に示すように、超音波を送信するための複数の超音波送信素子1と、超音波を受信するため複数の超音波受信素子2と、前記超音波送信素子1と超音波受信素子2を2次元又は3次元に配置した超音波送受信センサ3と、制御部から構成される。
図1の超音波送受信センサ3は、超音波送信素子1と超音波受信素子2を2次元アレイ状に配置した例を示している。
超音波送信素子1及び超音波受信素子2は、図7(a)に示すように、セラミクス製や複合材料又はそれ以外の圧電効果により超音波を発生することができる振動子21、高分子フィルムによる振動子21又はそれ以外の超音波を発生できる振動子21と、超音波の発振面に取り付けられた前面板20と、パッキング材22からなり、一般的に超音波探触子やマイクロフォンなどと称されるものが用いられる。また、図7(b)に示すように前面板20に超音波をダンピングするダンパ層23を設けてもよい。
超音波送信素子1に印加する電圧波形は、代表的な正弦波の他にインパルス、矩形波、三角波、のこぎり波など任意の波形が用いられ、周波数や振幅、波数(サイクル数)なども任意に決定できる。
上述したように、従来の均一配置の超音波送受信センサは、そのピッチが波長(λ)の1/2以下でなければグレーティングローブ現象による虚像が発生する(図3(b))。
しかし、上述した本実施形態のように超音波送信素子又は受信素子の配置を不均一にした場合、グレーティングローブは確かに発生するが、発生する角度が各素子毎にばらばらになるため、図3(a)に示すように虚像の発生位置もばらばらになり、その強度も無視できる程度となる。
ここで、図5(a)は市販の光学カメラで撮影した写真を模式化したものであり、図5(a)に示すように、室内に超音波送受信センサ3から約2.7m離れた位置に一つの測定対象A(本実施形態では動物の模擬体)を配置し、同様に約2.6m離れた位置にもう一つの測定対象B(本実施形態では人間の模擬体)をフレーム上に設置し、それらの測定対象A、Bの3次元形状を本実施形態の超音波形状測定装置を用いて測定した。
なお、本実施形態では多階調のグレースケールを用いて距離画像を表示したが、これに限定されず多数色からなる多階調のカラー表示によって距離画像を表示してもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば超音波送受信センサ3を構成する超音波送信素子及び超音波受信素子、又は超音波送受信素子を適切に不均一に配置することで、グレーティングローブ減現象を発生させることなく、測定対象の3次元画像を的確にかつ効率的に測定することが可能となる。また、従来のλ/2以下ピッチの均一な格子状配列の超音波送受信センサに比較して、超音波送受信センサの大型化を図ることができるため、より広範囲に分布する測定対象を的確に測定することができる。
第2の実施形態に係る超音波送受信センサ3では、超音波送信素子1と超音波受信素子2のそれぞれの中心周波数として同じ周波数を使用することもできるが、各素子のQ値が高い場合素子の共振が続いてしまい、印加した電圧以上のバースト波となる場合がある。それを防ぐには、超音波送信素子と超音波受信素子の中心周波数を異ならせることが有効である。
これにより超音波送受信素子の共振を抑制し、測定対象の3次元形状をより高精度で測定することが可能となる。
第3の実施形態を説明する。なお、上記の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複説明は省略する。
Claims (6)
- 超音波を送信する複数の超音波送信素子と超音波を受信する複数の超音波受信素子を2次元又は3次元のアレイ状に配置した超音波送受信センサにより測定対象の形状を測定する超音波形状計測装置において、
前記超音波送信素子を前記超音波受信素子の外周部に配置するとともに、前記超音波送信素子と超音波受信素子を、グレーティングローブ現象による虚像の発生を抑制するように、格子状配列とならない不均一な配置としたことを特徴とする超音波形状計測装置。 - 前記超音波送信素子と超音波受信素子の配置を、乱数または超一様分布列を用いた計算手法により決定したことを特徴とする請求項1記載の超音波形状計測装置。
- 前記超音波送受信センサを複数の領域に分割し、それぞれの領域毎に前記乱数又は超一様分布列を用いた計算手法により前記超音波送信素子と超音波受信素子の配置を決定したことを特徴とする請求項2記載の超音波形状計測装置。
- 前記超音波送信素子又は前記超音波受信素子のいずれかの素子の前面にダンパ層を設け、前記超音波送信素子と前記超音波受信素子の共振周波数を異ならせるように、前記超音波送信素子に印加する電圧と前記超音波受信素子が受信する電圧の中心周波数を異ならせることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波形状計測装置。
- 前記超音波送信素子と超音波受信素子を3次元的に走査可能とするセンサ位置走査機構とセンサ角度走査機構を設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超音波形状計測装置。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超音波形状計測装置を用いて測定対象の形状を測定することを特徴とする超音波形状計測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013030692A JP6157872B2 (ja) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | 超音波形状計測装置及び計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013030692A JP6157872B2 (ja) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | 超音波形状計測装置及び計測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014160014A JP2014160014A (ja) | 2014-09-04 |
JP6157872B2 true JP6157872B2 (ja) | 2017-07-05 |
Family
ID=51611795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013030692A Active JP6157872B2 (ja) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | 超音波形状計測装置及び計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6157872B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6618684B2 (ja) * | 2015-01-08 | 2019-12-11 | ローム株式会社 | 超音波センサ及びバースト信号の制御方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5934176A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-24 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | フェイズドアレイ振動子駆動装置 |
JPS59193380A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-01 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
JP3325716B2 (ja) * | 1994-08-26 | 2002-09-17 | 松下電器産業株式会社 | 超音波診断装置 |
GB2330236A (en) * | 1997-10-11 | 1999-04-14 | Secr Defence | A dual band phased array antenna |
US6279399B1 (en) * | 1998-08-03 | 2001-08-28 | Vingmed Sound A/S | Multi-dimensional transducer array apparatus |
JP4521126B2 (ja) * | 2000-02-02 | 2010-08-11 | 株式会社東芝 | 二次元アレイ型超音波プローブ |
JP4632476B2 (ja) * | 2000-03-24 | 2011-02-16 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
JP2001305222A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-10-31 | Yazaki Corp | 電子走査式超音波物体検出装置及びその方法 |
JP4342859B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2009-10-14 | 富士フイルム株式会社 | 超音波用探触子及びそれを用いた超音波送受信装置 |
JP2004113693A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 超音波撮像装置及び超音波撮像方法 |
JP2006220637A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Works Ltd | センサ装置 |
JP5134850B2 (ja) * | 2007-04-03 | 2013-01-30 | 株式会社東芝 | ビーム走査装置及びビーム走査方法 |
JP2009075086A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-04-09 | Nagoya Electrical Educational Foundation | 超音波三次元距離計測装置及び超音波三次元距離計測方法 |
JP2009134337A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Toshiba Corp | リスク評価装置およびその評価方法 |
WO2010031057A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-03-18 | Teratech Corporation | Ultrasound 3d imaging system |
JP5669625B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2015-02-12 | 三菱電機株式会社 | 非周期アレーアンテナ装置 |
-
2013
- 2013-02-20 JP JP2013030692A patent/JP6157872B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014160014A (ja) | 2014-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jensen | Linear description of ultrasound imaging systems: Notes for the international summer school on advanced ultrasound imaging at the technical university of denmark | |
CN107613878B (zh) | 用于检测物体运动的超声成像系统和方法 | |
EP2759817B1 (en) | Ultrasonic holography imaging system and method | |
JP4776707B2 (ja) | 超音波画像化装置 | |
CN102640014B (zh) | 图像生成装置和图像生成方法 | |
Schmitz et al. | Experiences with synthetic aperture focusing technique in the field | |
Quaegebeur et al. | Correlation-based imaging technique using ultrasonic transmit–receive array for non-destructive evaluation | |
WO2014027465A1 (ja) | 光音響画像生成装置及び方法 | |
JP5905080B2 (ja) | オーバーラップする送信ビームにおける適格と評価された領域を使用する増強された超音波画像形成 | |
CN109425657A (zh) | 线性扫描超声波探伤装置及线性扫描超声波探伤方法 | |
Pulkkinen et al. | Ultrasound field characterization using synthetic schlieren tomography | |
GB2444078A (en) | Ultrasonic sensor which detects direct and reflected signals emanating from sample being imaged | |
KR20220036339A (ko) | 매질의 초음파 특성화 방법 및 시스템 | |
Quieffin et al. | Real-time focusing using an ultrasonic one channel time-reversal mirror coupled to a solid cavity | |
KR20220036338A (ko) | 매질의 초음파 특성화 방법 및 시스템 | |
JPS6250781B2 (ja) | ||
Michaels et al. | Adaptive imaging of damage from changes in guided wave signals recorded from spatially distributed arrays | |
US20070167805A1 (en) | Ultrasound Imaging | |
US20080190169A1 (en) | Substrate having one or more grooved surfaces to suppress destructive acoustic interference and a method of making such a substrate | |
JP6157872B2 (ja) | 超音波形状計測装置及び計測方法 | |
Hirata et al. | Measurement of road surfaces by reflection characteristics of airborne ultrasound | |
US7018334B2 (en) | Imaging of a region in a scattering medium | |
CN108784744A (zh) | 用于剪切波成像的可变焦点 | |
Mitri et al. | Comparison of continuous-wave (CW) and tone-burst (TB) excitation modes in vibro-acoustography: Application for the non-destructive imaging of flaws | |
JP7300470B2 (ja) | 音響光学画像化方法および音響光学画像化システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160412 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160413 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161018 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161124 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170106 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170607 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6157872 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |