(57)【要約】【課題】厚い被検体を検査する場合であっても、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を取得可能な超音波映像システムを提供する。【解決手段】位置制御装置は、被検体に超音波を送信する第１超音波探触部、及び前記第１超音波探触部と対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部の位置を決定する処理部を備える。前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、前記処理部は、前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定し、前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定する。【選択図】図１
2019203779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送信する第１超音波探触部と、
前記第１超音波探触部と対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部と、
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部の位置を決定する位置制御装置と、
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部を、前記位置制御装置が決定した位置に制御する制御装置と、
前記被検体における検査対象面を映像化する表示装置と、
を備えることを特徴とする超音波映像システム。
【請求項２】
前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、
前記位置制御装置は、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定する処理と、
前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定する処理とを、行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波映像システム。
【請求項３】
被検体に超音波を送信する第１超音波探触部、及び前記第１超音波探触部と対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部の位置を決定する処理部を備えることを特徴とする位置制御装置。
【請求項４】
前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、
前記処理部は、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定する処理と、
前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定する処理とを、行う
ことを特徴とする請求項３に記載の位置制御装置。
【請求項５】
前記±Ｘ方向及び前記±Ｙ方向において、前記第２超音波探触部は、前記第１超音波探触部に追従して駆動し、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部と前記第２超音波探触部とは、独立して駆動する、
ことを特徴とする請求項４に記載の位置制御装置。
【請求項６】
前記第１超音波探触部における第１レンズの中心点と前記第２超音波探触部における第２レンズの中心点とは、前記±Ｚ方向において、同軸上に配置される、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の位置制御装置。
【請求項７】
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部を駆動する駆動装置を更に備え、
前記駆動装置は、
前記第１超音波探触部を、第１設定位置から第１目標位置まで駆動する処理と、
前記第２超音波探触部を、第２設定位置から第２目標位置まで駆動する処理とを、行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の位置制御装置。
【請求項８】
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部に、パルス信号を送信するパルサと、
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部から、反射信号又は透過信号を受信するレシーバと、を更に備え、
前記パルサ及び前記レシーバは、
前記第１超音波探触部と前記第２超音波探触部とに共用される、
ことを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の位置制御装置。
【請求項９】
前記パルサと前記第１超音波探触部と接続する第１接点との接続、或いは、前記パルサと前記第２超音波探触部と接続する第２接点との接続を切換える第１切換えスイッチと、
前記レシーバと前記第１超音波探触部の第３接点との接続、或いは、前記レシーバと前記第２超音波探触部の第４接点との接続を切換える第２切換えスイッチと、を更に備え、
前記レシーバは、
前記第１切換えスイッチと前記第１接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第３接点とが接続される場合、前記第１超音波探触部から、前記反射信号を受信し、
前記第１切換えスイッチと前記第１接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第４接点とが接続される場合、前記第２超音波探触部から、前記透過信号を受信し、
前記第１切換えスイッチと前記第２接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第３接点とが接続される場合、前記第１超音波探触部から、前記透過信号を受信し、
前記第１切換えスイッチと前記第２接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第４接点とが接続される場合、前記第２超音波探触部から、前記反射信号を受信する、
ことを特徴とする請求項８に記載の位置制御装置。
【請求項１０】
前記レシーバと前記第１超音波探触部と接続する第１接点との接続、或いは、前記レシーバと前記第２超音波探触部と接続する第２接点との接続を切換える切換えスイッチと、を更に備え、
前記レシーバは、
前記切換えスイッチと前記第１接点とが接続される場合、前記第１超音波探触部から、前記反射信号を受信し、
前記切換えスイッチと前記第２接点とが接続される場合、前記第２超音波探触部から、前記透過信号を受信する、
ことを特徴とする請求項８に記載の位置制御装置。
【請求項１１】
前記処理部は、
前記パルサから第１超音波探触部へとパルス信号が送信され、前記被検体の上側表面から反射された反射信号の信号強度に基づいて、第１設定位置を決定する処理と、
前記パルサから第２超音波探触部へとパルス信号が送信され、前記被検体の下側表面から反射された反射信号の信号強度に基づいて、第２設定位置を決定する処理とを、行う
ことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の位置制御装置。
【請求項１２】
表示装置を更に備え、
前記表示装置は、前記第１超音波探触部における第１駆動距離、及び前記第２超音波探触部における第２駆動距離を表示する、
ことを特徴とする請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載の位置制御装置。
【請求項１３】
前記第１駆動距離と前記第２駆動距離との和は、前記被検体における上側表面から下側表面までの距離と等しい、
ことを特徴とする請求項１２に記載の位置制御装置。
【請求項１４】
被検体に超音波を送信する第１超音波探触部、及び前記第１超音波探触部と対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部の位置を決定するステップを備えることを特徴とする位置制御方法。
【請求項１５】
前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定するステップと、
前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定するステップを備える
ことを特徴とする請求項１４に記載の位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置制御装置、位置制御方法、及び超音波映像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、超音波探触部によって、被検体（例えば、半導体素子）を走査し、受信信号に基づいて、検査対象面（例えば、表面、内部の界面）を映像化する超音波映像装置（ＳＡＴ：Scanning Acoustic Tomograph）が知られている。
【０００３】
例えば、反射法は、１本の超音波探触部を使用して、超音波探触部から被検体へと超音波を送信し、被検体から反射された反射波を超音波探触部で受信し、当該反射波の変位に基づいて、検査対象面を映像化する方法である（図８参照）。特許文献１には、プローブの焦点が、多接合型半導体における所定の２つの接合面の間で合うように、プローブの高さを調整することで、複数の接合面を同時に映像化できる超音波映像装置が開示されている。
【０００４】
例えば、透過法は、２本の超音波探触部を使用して、一方の超音波探触部から被検体へと超音波を送信し、被検体を透過した透過波を他方の超音波探触部で受信し、当該透過波の変位に基づいて、検査対象面を映像化する方法である（図９参照）。引用文献２には、検査対象物の端面に、超音波遮蔽部材を密着させて設けることで、超音波送信面から送信された超音波が、検査対象物を迂回して超音波受信面に回折波として到達するのを抑制し、検査精度を高めた超音波検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９９７８６１号
【特許文献２】特開２０１３−１２７４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の反射法は、検査対象面が超音波探触部から離れる程、被検体内部における超音波の減衰や多重反射が大きくなり、検査画像の解像度が低下するという問題がある。また、特許文献２に記載の透過法は、超音波探触部の焦点が、特定の検査対象面に固定されるため、合焦していない検査対象面において、鮮明な検査画像を取得し難いという問題がある。
即ち、従来の超音波映像装置では、特に、多層構造の半導体素子などの厚い被検体を検査する際、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を取得し難いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、厚い被検体を検査する場合であっても、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を取得可能な超音波映像システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、被検体に超音波を送信する第１超音波探触部、及び前記第１超音波探触部と対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部の位置を決定する処理部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、厚い被検体を検査する場合であっても、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を取得可能な超音波映像システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る超音波映像システムの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係るパルサ及びレシーバの構成の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る超音波映像システムの一部を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る超音波映像システムの一部を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係るパルサ及びレシーバの構成の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る位置制御装置による制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る第１超音波探触部及び第２超音波探触部による走査方法の一例を示す図である。
【図８】反射法を説明するための図である。
【図９】透過法を説明するための図である。
【図１０】本実施形態に係る界面に対する欠陥の位置とレンズ焦点の位置との位置関係の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る透過信号の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。また、本明細書において、「上」、「下」などは構成要素間の相対的な位置を示すものであって、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
≪超音波映像システムの構成≫
まず、図１を参照して、本実施形態に係る超音波映像システム１００の構成について説明する。超音波映像システム１００は、透過法を用いて、被検体１０１の検査対象面を映像化するシステムである。被検体１０１としては、例えば、複数の積層界面を有する多層構造の半導体素子などが挙げられる。本明細書において、被検体１０１の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする。
【００１２】
図１に示すように、超音波映像システム１００は、第１超音波探触部１と、第２超音波探触部２と、位置制御装置３と、制御装置４と、駆動装置５と、を備える。
【００１３】
第１超音波探触部１は、当該第１超音波探触部１の走査位置を検知するエンコーダ１１、電気信号と超音波信号とを相互に変換する圧電素子１２、レンズ（第１レンズ）、などを備えている。第１超音波探触部１は、少なくとも先端部が水槽７に満たされた水６に浸漬され、被検体１０１の上側表面Ａから所定の間隔を空けて配置される。第１超音波探触部１は、送信用プローブとしても、受信用プローブとしても機能する。なお、同一周波数、同一焦点距離の超音波探触部であれば、第１超音波探触部１を送信用プローブ、第２超音波探触部２を受信用プローブとしても、或いは、第２超音波探触部２を送信用プローブ、第１超音波探触部１を受信用プローブとしても、超音波映像システム１００の特徴は変わらない。
【００１４】
エンコーダ１１は、第１超音波探触部１の走査位置（±Ｘ方向の走査位置、±Ｙ方向の走査位置、±Ｚ方向の走査位置）を検知し、第１超音波探触部１の走査位置を示す信号を、制御装置４へと出力する。
【００１５】
圧電素子１２は、例えば、単一焦点型の超音波センサである。圧電素子１２は、被検体１０１の上側表面Ａに対向するように設けられ、圧電膜と、圧電膜の両面に形成される電極と、を備える。両電極間に電圧が印加されることで、圧電膜が振動し、所定周波数の超音波信号が、被検体１０１へと送信される。
【００１６】
例えば、被検体１０１の上側表面Ａで反射された反射信号を圧電膜が受信すると、両電極間に電圧が発生し、電気信号（反射信号）へと変換されて、位置制御装置３へと送信される。位置制御装置３が受信した反射信号の強度が最大となった場合に、第１レンズの焦点は上側表面Ａで合焦する。
また、例えば、下側表面Ｂから上側表面Ａへと被検体１０１を透過した透過信号を圧電膜が受信すると、両電極間に電圧が発生し、電気信号（透過信号）へと変換されて、位置制御装置３へと送信される。
【００１７】
第２超音波探触部２は、当該第２超音波探触部２の走査位置を検知するエンコーダ２１、電気信号と超音波信号とを相互に変換する圧電素子２２、レンズ（第２レンズ）、などを備えている。第２超音波探触部２は、水槽７に満たされた水６に浸漬され、被検体１０１の下側表面Ｂから所定の間隔を空けて配置される。第２超音波探触部２は、送信用プローブとしても、受信用プローブとしても機能する。
【００１８】
第２超音波探触部２は、第１超音波探触部１に対向して配置される。具体的には、第１超音波探触部１における第１レンズの中心点Ｏ１と第２超音波探触部２における第２レンズの中心点Ｏ２とが、±Ｚ方向において、同軸上に配置され、第１レンズにおける超音波送信（受信）面と第２レンズにおける超音波送信（受信）面とが対向するように配置される。
【００１９】
エンコーダ２１は、第２超音波探触部２の走査位置（±Ｘ方向の走査位置、±Ｙ方向の走査位置、±Ｚ方向の走査位置）を検知し、第２超音波探触部２の走査位置を示す信号を、制御装置４へと出力する。
【００２０】
圧電素子２２は、例えば、単一焦点型の超音波センサである。圧電素子２２は、被検体１０１の下側表面Ｂに対向するように設けられ、圧電膜と、圧電膜の両面に形成される電極と、を備える。両電極間に電圧が印加されることで、圧電膜が振動し、所定周波数の超音波信号が、被検体１０１へと送信される。
【００２１】
例えば、被検体１０１の下側表面Ｂで反射された反射信号を圧電膜が受信すると、両電極間に電圧が発生し、電気信号（反射信号）へと変換されて、位置制御装置３へと送信される。位置制御装置３が受信した反射信号の強度が最大となった場合に、第２レンズの焦点は下側表面Ｂで合焦する。
また、例えば、上側表面Ａから下側表面Ｂへと被検体１０１を透過した透過信号を圧電膜が受信すると、両電極間に電圧が発生し、電気信号（透過信号）へと変換されて、位置制御装置３へと送信される。
【００２２】
なお、送信用プローブ及び受信用プローブの周波数は、同一周波数であることが好ましく、送信用プローブの周波数が受信用プローブの周波数より高い（例えば、送信用プローブの周波数：５０ＭＨｚ、受信用プローブの周波数：２５ＭＨｚ）ことが更に好ましい。透過法を用いて超音波映像システムにより検査を行う際、受信用プローブの周波数を送信用プローブの周波数より低くすることで、検査感度を高めることができる。これは、超音波が被検体を透過する際、高い周波数成分の方が低い周波数成分よりも減衰し易く、被検体を透過してきた超音波のピーク周波数は、低い方にシフトするからである。
【００２３】
位置制御装置３は、走査制御部３１と、タイミング制御部３２と、パルサ３３と、レシーバ３４と、処理部３５と、画像生成部３６と、記憶部３７と、表示部（表示装置）３８と、を備える。
【００２４】
位置制御装置３は、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向において、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２の位置を決定する。
例えば、位置制御装置３は、第１超音波探触部１へと超音波励振用の電圧パルス信号を送信し、当該第１超音波探触部１から受信した反射信号に基づいて、第１レンズの焦点Ｆ１が被検体１０１の上側表面Ａに合うように、第１超音波探触部１の位置を決定する。
また、例えば、位置制御装置３は、第２超音波探触部２へと超音波励振用の電圧パルス信号を送信し、当該第２超音波探触部２から受信した反射信号に基づいて、第２レンズの焦点Ｆ２が被検体１０１の下側表面Ｂに合うように、第２超音波探触部２の位置を決定する。
また、例えば、位置制御装置３は、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が検査対象面に合うように、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２の位置を決定する。検査対象面とは、被検体１０１における所定界面であり、操作者によって予め設定される。操作者は、例えば、微細パターンが形成される面、鮮明な検査画像を取得したい面、などを検査対象面として適宜設定することが可能である。
【００２５】
走査制御部３１は、処理部３５から入力される信号に基づいて、±Ｘ方向における第１超音波探触部１の位置を制御するための位置信号、及び±Ｘ方向における第２超音波探触部２の位置を制御するための位置信号を、制御装置４へと出力する。同様に、走査制御部３１は、処理部３５から入力される信号に基づいて、±Ｙ方向における第１超音波探触部１の位置を制御するための位置信号、及び±Ｙ方向における第２超音波探触部２の位置を制御するための位置信号を、制御装置４へと出力する。同様に、走査制御部３１は、処理部３５から入力される信号に基づいて、±Ｚ方向における第１超音波探触部１の位置を制御するための位置信号、及び±Ｚ方向における第２超音波探触部２の位置を制御するための位置信号を、制御装置４へと出力する。
【００２６】
走査制御部３１は、制御装置４から入力される信号に基づいて、第１超音波探触部１の現在の走査位置（±Ｘ方向の走査位置、±Ｙ方向の走査位置、±Ｚ方向の走査位置）を示す信号（第１超音波探触部１の現在の走査位置情報）を、タイミング制御部３２へと出力する。また、走査制御部３１は、制御装置４から入力される信号に基づいて、第２超音波探触部２の現在の走査位置（±Ｘ方向の走査位置、±Ｙ方向の走査位置、±Ｚ方向の走査位置）を示す信号（第２超音波探触部２の現在の走査位置情報）を、タイミング制御部３２へと出力する。
【００２７】
タイミング制御部３２は、走査制御部３１から入力される信号に基づいて、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２が、被検体１０１に超音波を送信するタイミングを制御するタイミング信号を生成し、パルサ３３へと出力する。
【００２８】
タイミング制御部３２は、被検体１０１から反射された反射信号、被検体１０１を透過した透過信号、を第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２から受信するタイミングを制御するタイミング信号を生成し、レシーバ３４へと出力する。
例えば、タイミング制御部３２は、被検体１０１の上側表面Ａで反射された反射信号を、第１超音波探触部１から受信するタイミングを制御するタイミング信号を生成し、レシーバ３４へと出力する。また、例えば、タイミング制御部３２は、被検体１０１の下側表面Ｂで反射された反射信号を、第２超音波探触部２から受信するタイミングを制御するタイミング信号を生成し、レシーバ３４へと出力する。また、例えば、タイミング制御部３２は、上側表面Ａから下側表面Ｂへと被検体１０１を透過した透過信号を、第２超音波探触部２から受信するタイミングを制御するタイミング信号を生成し、レシーバ３４へと出力する。また、例えば、タイミング制御部３２は、下側表面Ｂから上側表面Ａへと被検体１０１を透過した透過信号を、第１超音波探触部１から受信するタイミングを制御するタイミング信号を生成し、レシーバ３４へと出力する。
【００２９】
パルサ３３は、タイミング制御部３２から入力されるタイミング信号に基づいて、電圧パルス信号を、第１超音波探触部１へと送信する。また、パルサ３３は、タイミング制御部３２から入力されるタイミング信号に基づいて、電圧パルス信号を、第２超音波探触部２へと送信する。
【００３０】
例えば、図２に示すように、パルサ３３と第１超音波探触部１と接続する第１接点ａとの接続、或いは、パルサ３３と第２超音波探触部２と接続する第２接点ｂとの接続を切換える第１切換えスイッチＳＷ１によって、パルサ３３と第１超音波探触部１或いは第２超音波探触部２との接続は制御される。第１切換えスイッチＳＷ１が第１接点ａに接続されると、パルサ３３は、電圧パルス信号を、第１超音波探触部１へと送信する。また、第１切換えスイッチＳＷ１が第２接点ｂに接続されると、パルサ３３は、電圧パルス信号を、第２超音波探触部２へと送信する。
【００３１】
レシーバ３４は、アンプ及びＡ／Ｄ変換器を備えており、アンプは、反射信号或いは透過信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器は、反射信号或いは透過信号を、アナログ信号からデジタル信号へと変換する。
レシーバ３４は、タイミング制御部３２から入力されるタイミング信号に基づいて、被検体１０１から反射された反射信号、被検体１０１を透過した透過信号、を第１超音波探触部１から受信する。また、レシーバ３４は、タイミング制御部３２から入力されるタイミング信号に基づいて、被検体１０１から反射された反射信号、被検体１０１を透過した透過信号、を第２超音波探触部２から受信する。
【００３２】
例えば、図２に示すように、レシーバ３４と第１超音波探触部１の第３接点ｃとの接続、或いは、レシーバ３４と第２超音波探触部２の第４接点ｄとの接続を切換える第２切換えスイッチＳＷ２によって、レシーバ３４と第１超音波探触部１或いは第２超音波探触部２との接続は制御される。
第１切換えスイッチＳＷ１が第１接点ａに接続され、第２切換えスイッチＳＷ２が第３接点ｃに接続されると、レシーバ３４は、第１超音波探触部１から、被検体１０１の上側表面Ａで反射された反射信号を受信する。
第１切換えスイッチＳＷ１が第１接点ａに接続され、第２切換えスイッチＳＷ２が第４接点ｄに接続されると、レシーバ３４は、第２超音波探触部２から、被検体１０１を透過（上側表面Ａから下側表面Ｂへと透過）した透過信号を受信する。
第１切換えスイッチＳＷ１が第２接点ｂに接続され、第２切換えスイッチＳＷ２が第３接点ｃに接続されると、レシーバ３４は、第１超音波探触部１から、被検体１０１を透過（下側表面Ｂから上側表面Ａへと透過）した透過信号を受信する。
第１切換えスイッチＳＷ１が第２接点ｂに接続され、第２切換えスイッチＳＷ２が第４接点ｄに接続されると、レシーバ３４は、第２超音波探触部２から、被検体１０１の下側表面Ｂで反射された反射信号を受信する。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態に係る超音波映像システム１００では、超音波送信用のパルサ３３及び超音波受信用のレシーバ３４を、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２で共用することが可能である。これにより、２本の超音波探触部プローブを備えていても、超音波映像システム１００のサイズ増大を抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る超音波映像システム１００では、透過法を用いて、被検体１０１の検査対象面を映像化する。従って、例えば、第１超音波探触部１を送信用プローブとして、第２超音波探触部２を受信用プローブとして機能させる場合には、第１切換えスイッチＳＷ１を第１接点ａに接続し、第２切換えスイッチＳＷ２を第４接点ｄに接続すればよい。また、第１超音波探触部１を受信用プローブとして、第２超音波探触部２を送信用プローブとして機能させる場合には、第１切換えスイッチＳＷ１を第２接点ｂに接続し、第２切換えスイッチＳＷ２を第３接点ｃに接続すればよい。
【００３５】
処理部３５は、レシーバ３４から入力される反射信号に基づいて、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向における第１超音波探触部１の位置を決定し、位置信号を、走査制御部３１へと出力する。同様に、処理部３５は、レシーバ３４から入力される反射信号に基づいて、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向における第２超音波探触部２の位置を決定し、位置信号を、走査制御部３１へと出力する。
【００３６】
例えば、処理部３５は、第１超音波探触部１の焦点が被検体１０１の上側表面Ａに合うように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第１超音波探触部１の位置（第１設定位置）を決定する。第１設定位置とは、±Ｚ方向において、第１超音波探触部１の先端面と被検体１０１の上側表面Ａとの距離が、第１レンズの焦点距離Ｄ１と一致し、且つ、±Ｘ方向、±Ｙ方向において、第１超音波探触部１が被検体１０１の直上となる位置である（図７（ａ）参照）。
処理部３５は、レシーバ３４から入力される反射信号の強度を検出し、反射信号の強度が最大となった場合に、この際の±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第１超音波探触部１の位置を第１設定位置として決定し、位置信号を、走査制御部３１へと出力する。
【００３７】
例えば、処理部３５は、第２超音波探触部２の焦点が被検体１０１の下側表面Ｂに合うように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第２超音波探触部２の位置（第２設定位置）を決定する。第２設定位置とは、±Ｚ方向において、第２超音波探触部２の先端面と被検体１０１の下側表面Ｂとの距離が、第２レンズの焦点距離Ｄ２と一致し、且つ、±Ｘ方向、±Ｙ方向において、第２超音波探触部２が被検体１０１の直下となる位置である（図７（ａ）参照）。
処理部３５は、レシーバ３４から入力される反射信号の強度を検出し、反射信号の強度が最大となった場合に、この際の±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第２超音波探触部２の位置を第２設定位置として決定し、位置信号を、走査制御部３１へと出力する。
【００３８】
また、処理部３５は、第１超音波探触部１の焦点が被検体１０１の所定界面Ｃ（検査対象面）に合うように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第１超音波探触部１の位置（第１目標位置）を決定する。第１目標位置とは、±Ｚ方向において、第１超音波探触部１の先端面と検査対象面との距離が、第１レンズの焦点距離Ｄ１と一致する位置である（図７（ｂ）参照）。
同様に、処理部３５は、第２超音波探触部２の焦点が被検体１０１の所定界面Ｃ（検査対象面）に合うように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第２超音波探触部２の位置（第２目標位置）を決定する。第２目標位置とは、±Ｚ方向において、第２超音波探触部２の先端面と検査対象面との距離が、第２レンズの焦点距離Ｄ２と一致する位置である（図７（ｂ）参照）。
【００３９】
処理部３５が上述の処理を行うことで、第１超音波探触部１の位置は、第１レンズの焦点が所望の検査対象面と合う位置に適宜調整され、第２超音波探触部２の位置は、第２レンズの焦点が所望の検査対象面と合う位置に適宜調整される。これにより、厚い被検体を検査する場合においても、所望の検査対象面に両プローブの焦点を合わせることが可能になる。
【００４０】
また、処理部３５は、第１設定位置、第２設定位置、第１目標位置、第２目標位置、第１レンズの焦点距離Ｄ１、第２レンズの焦点距離Ｄ２、各種プログラムやデータ、各種条件、各種パラメータ、などを記憶部３７に記憶させる。
【００４１】
また、処理部３５は、レシーバ３４から入力される透過信号（超音波が下側表面Ｂから上側表面Ａへと被検体１０１を透過した場合における透過信号）に基づいて、第１超音波探触部１が受信した透過信号の変位（例えば、透過信号の振幅情報、透過信号の時間情報、など）を検出し、検出信号を、画像生成部３６へと出力する。同様に、処理部３５は、レシーバ３４から入力される透過信号（超音波が上側表面Ａから下側表面Ｂへと被検体１０１を透過した場合における透過信号）に基づいて、第２超音波探触部２が受信した透過信号の変位（例えば、透過信号の振幅情報、透過信号の時間情報、など）を検出し、検出信号を、画像生成部３６へと出力する。
【００４２】
画像生成部３６は、処理部３５から入力される信号（透過信号）に基づいて、画像を生成する。処理部３５が上述の処理を行うことで、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２の位置は、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、それぞれの方向において、適切な位置に調整される。これにより、画像生成部３６は、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を生成することができる。
【００４３】
記憶部３７は、各種プログラムやデータの書き込み及び読み出しが可能であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等により構成される。記憶部３７は、第１超音波探触部１における第１設定位置、第２超音波探触部２における第２設定位置、第１目標位置、第２目標位置、第１レンズの焦点距離Ｄ１、第２レンズの焦点距離Ｄ２、などを記憶する。
【００４４】
表示部３８は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、等で構成される。表示部３８は、画像生成部３６から取得したデータに基づいて、ディスプレイ画面上に、演算結果、各種検査画像などを表示する。表示部３８は、例えば、第１超音波探触部１における第１設定位置から第１目標位置までの駆動距離（第１駆動距離）、第２超音波探触部２における第２設定位置から第２目標位置までの駆動距離（第２駆動距離）、などをディスプレイ画面上に表示する。第１駆動距離とは、第１超音波探触部１における第１設定位置から第１目標位置までの駆動距離である。第２駆動距離とは、第２超音波探触部２における第２設定位置から第２目標位置までの駆動距離である。
【００４５】
制御装置４は、出力側が駆動装置５と接続され、入力側がエンコーダ１１、エンコーダ２１、位置制御装置３と接続される。制御装置４は、エンコーダ１１から入力される信号に基づいて、第１超音波探触部１の現在の走査位置（±Ｘ方向の走査位置、±Ｙ方向の走査位置、±Ｚ方向の走査位置）を検知し、第１超音波探触部１の現在の走査位置を示す信号を、位置制御装置３へと出力する。制御装置４は、エンコーダ２１から入力される信号に基づいて、第２超音波探触部２の現在の走査位置（±Ｘ方向の走査位置、±Ｙ方向の走査位置、±Ｚ方向の走査位置）を検知し、第２超音波探触部２の走査位置を示す信号を、位置制御装置３へと出力する。
【００４６】
制御装置４は、位置制御装置３から入力される位置信号に基づいて、駆動装置５を制御するための制御信号を生成し、駆動装置５へと出力する。
制御装置４は、位置制御装置３から入力される、±Ｘ方向における第１超音波探触部１の位置を制御するための位置信号、及び±Ｘ方向における第２超音波探触部２の位置を制御するための位置信号に基づいて、Ｘ軸走査部５１を制御するための制御信号を生成し、駆動装置５へと出力する。
同様に、制御装置４は、位置制御装置３から入力される、±Ｙ方向における第１超音波探触部１の位置を制御するための位置信号、及び±Ｙ方向における第２超音波探触部２の位置を制御するための位置信号に基づいて、Ｙ軸走査部５２を制御するための制御信号を生成し、駆動装置５へと出力する。
同様に、制御装置４は、位置制御装置３から入力される、±Ｚ方向における第１超音波探触部１の位置を制御するための位置信号に基づいて、第１Ｚ軸走査部５３を制御するための制御信号を生成し、駆動装置５へと出力する。
同様に、制御装置４は、位置制御装置３から入力される、±Ｚ方向における第２超音波探触部２の位置を制御するための位置信号に基づいて、第２Ｚ軸走査部５４を制御するための制御信号を生成し、駆動装置５へと出力する。
【００４７】
駆動装置５は、Ｘ軸走査部５１と、Ｙ軸走査部５２と、第１Ｚ軸走査部５３と、第２Ｚ軸走査部５４と、を備え、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２を駆動する。
Ｘ軸走査部５１は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、±Ｘ方向に駆動制御され、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２を±Ｘ方向に駆動する。Ｙ軸走査部５２は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、±Ｙ方向に駆動制御され、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２を±Ｙ方向に駆動する。第１Ｚ軸走査部５３は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、±Ｚ方向に駆動制御され、第１超音波探触部１を±Ｚ方向に駆動する。第２Ｚ軸走査部５４は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、±Ｚ方向に駆動制御され、第２超音波探触部２を±Ｚ方向に駆動する
【００４８】
ここで、図３及び図４を参照して、Ｘ軸走査部５１、Ｙ軸走査部５２、第１Ｚ軸走査部５３、第２Ｚ軸走査部５４における走査方法の一例について説明する。
【００４９】
被検体１０１は、検査対象ホルダ１０２に載置され、第１超音波探触部１と第２超音波探触部２との間に配置される。検査対象ホルダ１０２は、超音波を透過する材料、例えば、ポリエチレン、ポリメチルペンテンなどのプラスチック材料、アクリル樹脂、などにより構成される。
【００５０】
取り付け部品５５は、Ｘ軸走査部５１及び第１Ｚ軸走査部を固定し、取り付け部品５６は、Ｘ軸走査部５１及び第２Ｚ軸走査部５４を固定する。取り付け部品５５と取り付け部品５６とは、互いにネジなどの締結具により一体化されている。プローブホルダ５７は、第１超音波探触部１を固定するためのホルダであり、第１Ｚ軸走査部５３を介して±Ｚ軸方向に駆動可能である。Ｌ字金具５８は、第２超音波探触部２を固定するための金具であり、第２Ｚ軸走査部５４を介して±Ｚ軸方向に駆動可能である。
【００５１】
Ｘ軸走査部５１が、図３に示す矢印方向に駆動することで、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２は共に±Ｘ方向に駆動する。Ｙ軸走査部５２が、図３に示す矢印方向に駆動することで、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２は共に±Ｙ方向に駆動する。つまり、±Ｘ方向、±Ｙ方向において、第２超音波探触部２は、第１超音波探触部１に追従して駆動する。
一方、第１Ｚ軸走査部５３が、図３及び図４に示す矢印方向に駆動することで、第１超音波探触部１は±Ｚ方向に駆動し、第２Ｚ軸走査部５４が、図３及び図４に示す矢印方向に駆動することで、第２超音波探触部２は±Ｚ方向に駆動する。つまり、±Ｚ方向において、第１超音波探触部１と第２超音波探触部２とは、独立して駆動可能である。
【００５２】
本実施形態に係る位置制御装置３によれば、第１超音波探触部１の位置を、被検体１０１の上側表面Ａに焦点Ｆ１が合う位置とし、第２超音波探触部２の位置を、被検体１０１の下側表面Ｂに焦点Ｆ２が合う位置とした後、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２の位置を、検査対象面に焦点Ｆ１及び焦点Ｆ２が合う位置とする。これにより、第１超音波探触部１の焦点と第２超音波探触部２の焦点とを、所望の検査対象面で概ね合致させることができるため、位置制御装置３は、Ｓ／Ｎ比の高い受信信号を取得し、高解像度の検査画像を生成できる。
【００５３】
本実施形態に係る超音波映像システム１００によれば、位置制御装置３によって、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２を、ＸＹ平面のみならず±Ｚ方向においても適切な位置に調整することができる。これにより、厚い被検体を検査する場合であっても、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を取得可能な超音波映像システム１００を実現できる。
【００５４】
≪変形例≫
次に、図５を参照して、本実施形態に係る超音波映像システム１００の変形例について説明する。
【００５５】
図１に示す超音波映像システム１００では、第１超音波探触部１を、送信用プローブとしても受信用プローブとしても機能させることができ、また、第２超音波探触部２を、送信用プローブとしても受信用プローブとしても機能させることができる場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、超音波映像システムの構成は、当該構成に限定されるものではない。
【００５６】
例えば、第１超音波探触部１を、送信用プローブ及び受信用プローブとして機能させ、第２超音波探触部２を受信専用プローブとして機能させてもよい。この場合、パルサ３３を第１超音波探触部１のみに接続し、レシーバ３４と第１超音波探触部１との接続、或いは、レシーバ３４と第２超音波探触部２との接続を切換える切換えスイッチを設ければよい。
また、例えば、第１超音波探触部１を、受信専用プローブとして機能させ、第２超音波探触部２を送信用プローブ及び受信用プローブとして機能させてもよい。この場合、パルサ３３を第２超音波探触部２のみに接続し、レシーバ３４と第１超音波探触部１との接続、或いは、レシーバ３４と第２超音波探触部２との接続を切換える切換えスイッチを設ければよい。
【００５７】
以下、図５を参照して、変形例に係る超音波映像システムにおいて、第１超音波探触部１を、送信用プローブ及び受信用プローブとして機能させ、第２超音波探触部２を受信専用プローブとして機能させる場合を一例に挙げて説明する。
【００５８】
図５に示すように、レシーバ３４と第１超音波探触部１の第１接点ｅとの接続、或いは、レシーバ３４と第２超音波探触部２の第２接点ｆとの接続を切換える切換えスイッチＳＷによって、レシーバ３４と第１超音波探触部１或いは第２超音波探触部２との接続は制御される。
【００５９】
パルサ３３は、タイミング制御部３２から入力されるタイミング信号に基づいて、電圧パルス信号を、第１超音波探触部１へと送信する。
【００６０】
レシーバ３４は、タイミング制御部３２から入力されるタイミング信号に基づいて、被検体１０１から反射された反射信号を第１超音波探触部１から受信する。例えば、切換えスイッチＳＷが第１接点ｅに接続されると、レシーバ３４は、第１超音波探触部１から、被検体１０１の上側表面Ａで反射された反射信号を受信する。
【００６１】
レシーバ３４は、タイミング制御部３２から入力されるタイミング信号に基づいて、被検体１０１を透過した透過信号を第２超音波探触部２から受信する。例えば、切換えスイッチＳＷが第２接点ｆに接続されると、レシーバ３４は、第２超音波探触部２から、被検体１０１を透過（上側表面Ａから下側表面Ｂへと透過）した透過信号を受信する。
【００６２】
処理部３５は、レシーバ３４から入力される反射信号の強度に基づいて、第１超音波探触部１の焦点が被検体１０１の上側表面Ａに合うように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第１超音波探触部１の位置を決定する。また、処理部３５は、第１超音波探触部１の焦点が被検体１０１の所定界面（検査対象面）に合うように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第１超音波探触部１の位置を決定する。更に、処理部３５は、レシーバ３４から入力される透過信号の強度に基づいて、第２超音波探触部２の焦点が被検体１０１の所定界面（検査対象面）に合うように、±Ｘ方向、±Ｙ方向、±Ｚ方向、における第２超音波探触部２の位置を決定する。
【００６３】
即ち、変形例に係る超音波映像システムでは、送信用プローブの焦点を被検体１０１の上側表面Ａに合わせる際には、位置制御装置３が反射信号に基づいて、送信用プローブの位置を決定し、受信用プローブの焦点を被検体１０１の検査対象面に合わせる際には、位置制御装置３が透過信号に基づいて、受信用プローブの位置を決定する。
【００６４】
変形例に係る超音波映像システムにおいても、位置制御装置３によって、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２を、適切な位置に調整することができる。これにより、厚い被検体を検査する場合であっても、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を取得することができる。
【００６５】
なお、変形例に係る超音波映像システムにおいて、被検体１０１の厚さが薄い場合には、第２超音波探触部２を使用せずに、レシーバ３４と第１超音波探触部１とを第１接点ｅを介して接続し、反射法によって検査対象面を映像化することも可能である。
【００６６】
≪位置制御装置の動作≫
次に、図６及び図７を参照して、本実施形態に係る超音波映像システム１００に搭載される位置制御装置３の動作について、説明する。
【００６７】
図６は、本実施形態に係る位置制御装置３による制御方法の一例を示すフローチャートである。図７は、本実施形態に係る第１超音波探触部及び第２超音波探触部による走査方法の一例を示す図である。
【００６８】
以下、本実施形態に係る超音波映像システム１００において、第１超音波探触部１を送信用プローブとして機能させ、第２超音波探触部２を受信用プローブとして機能させる場合について説明する。
【００６９】
ステップＳ５０１において、位置制御装置３は、Ｘ軸走査部５１及びＹ軸走査部５２を駆動制御し、第１超音波探触部１が被検体１０１の直上に位置するように、第１超音波探触部１を駆動する。また、位置制御装置３は、Ｘ軸走査部５１及びＹ軸走査部５２を駆動制御し、第２超音波探触部２が被検体１０１の直下に位置するように、第２超音波探触部２を駆動する。
【００７０】
ステップＳ５０２において、位置制御装置３は、電圧パルス信号を第１超音波探触部１へと送信し、被検体１０１の上側表面Ａで反射された反射信号に基づいて、±Ｚ方向における第１超音波探触部１の位置を決定する。そして、位置制御装置３は、第１Ｚ軸走査部５３を駆動制御し、第１超音波探触部１の焦点Ｆ１が被検体１０１の上側表面Ａに合う位置に、第１超音波探触部１を駆動する（図７（ａ）参照）。第１超音波探触部１の焦点が被検体１０１の上側表面Ａに合う場合、位置制御装置３が受信する反射信号の強度は最大となる。
【００７１】
ステップＳ５０３において、位置制御装置３は、電圧パルス信号を第２超音波探触部２へと送信し、被検体１０１の下側表面Ｂで反射された反射信号に基づいて、±Ｚ方向における第２超音波探触部２の位置を決定する。そして、位置制御装置３は、第２Ｚ軸走査部５４を駆動制御し、第２超音波探触部２の焦点が被検体１０１の下側表面Ｂに合う位置に、第２超音波探触部２を駆動する（図７（ａ）参照）。第２超音波探触部２の焦点が被検体１０１の下側表面Ｂに合う場合、位置制御装置３が受信する反射信号の強度は最大となる。
【００７２】
ステップＳ５０４において、位置制御装置３は、第１Ｚ軸走査部５３を駆動制御し、第１超音波探触部１の焦点Ｆ１が被検体１０１の検査対象面（所定界面Ｃ）に合う位置に、第１超音波探触部１を駆動する（図７（ｂ）参照）。
【００７３】
ステップＳ５０５において、位置制御装置３は、第２Ｚ軸走査部５４を駆動制御し、第２超音波探触部２の焦点Ｆ２が被検体１０１の検査対象面（所定界面Ｃ）に合う位置に、第２超音波探触部２を駆動する（図７（ｂ）参照）。
【００７４】
ステップＳ５０６において、位置制御装置３は、Ｘ軸走査部５１及びＹ軸走査部５２を駆動制御し、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２によって、検査対象面を走査し、超音波励振用の電圧パルス信号を、第１超音波探触部１へと送信する。
【００７５】
ステップＳ５０７において、位置制御装置３は、上側表面Ａから下側表面Ｂへと被検体１０１を透過した透過信号を、第２超音波探触部２から受信する。
【００７６】
ステップＳ５０８において、位置制御装置３は、第２超音波探触部２から受信した透過信号に基づいて、画像を生成する。
【００７７】
上述の処理によれば、両プローブの焦点を、所望の検査対象面で概ね合致させることができる。即ち、送信用プローブのみならず受信用プローブの焦点も検査対象面に合わせることで、合焦していない検査対象面において、鮮明な検査画像を取得し難いという従来の透過法に生じていた問題を回避し、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を生成できる。
【００７８】
ここで、図７を参照して、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２の焦点が、所望の検査対象面で合致するように、第１超音波探触部１及び第２超音波探触部２を、±Ｚ方向において適切な位置に調整する場合について説明する。
【００７９】
図７（ａ）は、第１超音波探触部１が第１設定位置に位置し、第２超音波探触部２が第２設定位置に位置する様子を示す模式図である。図７（ｂ）は、第１超音波探触部１が第１目標位置に位置し、第２超音波探触部２が第２目標位置に位置する様子を示す模式図である。
【００８０】
図７（ａ）に示すように、位置制御装置３は、第１Ｚ軸走査部５３を駆動制御し、第１超音波探触部１の位置を、±Ｚ方向において、第１超音波探触部１の先端面と被検体１０１の上側表面Ａとの距離が、第１レンズの焦点距離Ｄ１と一致する位置（第１設定位置）に駆動する。また、位置制御装置３は、第２Ｚ軸走査部５４を駆動制御し、第２超音波探触部２の位置を、±Ｚ方向において、第２超音波探触部２の先端面と被検体１０１の下側表面Ｂとの距離が、第２レンズの焦点距離Ｄ２と一致する位置（第２設定位置）に駆動する。
【００８１】
図７（ｂ）に示すように、位置制御装置３は、第１Ｚ軸走査部５３を駆動制御し、第１超音波探触部１の位置を、±Ｚ方向において、第１超音波探触部１の先端面と検査対象面との距離が、第１レンズの焦点距離Ｄ１と一致する位置（第１目標位置）に駆動する。また、位置制御装置３は、第２Ｚ軸走査部５４を駆動制御し、第２超音波探触部２の位置を、±Ｚ方向において、第２超音波探触部２の先端面と検査対象面との距離が、第２レンズの焦点距離Ｄ２と一致する位置（第２目標位置）に駆動する。
【００８２】
この際、第１駆動距離（第１超音波探触部１における第１設定位置から第１目標位置までの駆動距離）と第２駆動距離（第２超音波探触部２における第２設定位置から第２目標位置までの駆動距離）との和は、被検体１０１の上側表面Ａから被検体１０１の下側表面Ｂまでの距離（被検体１０１の厚さ）と等しくなる。つまり、位置制御装置３は、被検体１０１がどのような厚さであっても、送信用プローブ及び受信用プローブの両方の焦点を、所望の検査対象面に合わせることができる。
【００８３】
図７（ｂ）に示す状態において、第１超音波探触部１が被検体１０１へと超音波を送信すると、被検体１０１において欠陥が存在しない部分では、超音波はそのまま当該部分を透過する。このため、被検体１０１を透過した透過信号の信号強度は、当該部分で大きくなる。信号強度の大きい透過信号を、第２超音波探触部２が受信する。
【００８４】
また、図７（ｂ）に示す状態において、第１超音波探触部１が被検体１０１へと超音波を送信すると、被検体１０１において欠陥が存在する部分では、超音波は当該欠陥で反射される。このため、被検体１０１を透過した透過信号の信号強度は、当該部分で小さくなる。信号強度の小さい透過信号を、第２超音波探触部２が受信する。
【００８５】
つまり、位置制御装置３は、第２超音波探触部２から受信した透過信号の信号強度に基づいて、所望の検査対象面において、高解像度の検査画像を取得することができる。また、位置制御装置３は、所望の検査対象面に存在する欠陥の検査画像を取得するのみならず、所望の検査対象面付近の界面に存在する欠陥の検査画像も、所望の検査対象面に存在する欠陥の検査画像よりは多少外縁などが不明確になるものの取得することができる。
【００８６】
≪透過信号の波形≫
次に、図１０及び図１１を参照して、透過信号の波形について説明する。
【００８７】
図１０（ａ）に示すように、界面ｈ２に欠陥があり、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が界面ｈ２に合う場合、透過信号の波形は、図１１（ａ）に示す波形となる。図１１（ａ）に示す波形から、波形の振幅ｅは小さく、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が合う位置に欠陥が存在していることがわかる。
【００８８】
図１０（ｂ）に示すように、界面ｈ１に欠陥があり、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が界面ｈ２に合う場合、透過信号の波形は、図１１（ｂ）に示す波形となる。図１１（ｂ）に示す波形から、波形の振幅ｆはやや大きく（ｆ＞ｅ）、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が合う位置に欠陥が存在していないが、被検体１０１の何れかの位置に欠陥が存在していることがわかる。
【００８９】
図１０（ｃ）に示すように、界面に欠陥がなく、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が界面ｈ２に合う場合、透過信号の波形は、図１１（ｃ）に示す波形となる。図１１（ｃ）に示す波形から、波形の振幅ｇは非常に大きく（ｇ＞ｆ）、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が合う位置に欠陥が存在しておらず、更に、被検体１０１の何れの位置にも欠陥が存在していないことがわかる。
【００９０】
図１０（ｄ）に示すように、界面ｈ１に欠陥があり、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が界面ｈ１に合う場合、透過信号の波形は、図１１（ｄ）に示す波形となる。図１１（ｄ）に示す波形から、波形の振幅ｈは小さく（ｈ≒ｅ）、第１レンズの焦点Ｆ１及び第２レンズの焦点Ｆ２が合う位置に欠陥が存在していることがわかる。
【００９１】
本実施形態に係る超音波映像システム１００を適用することで、操作者は、高解像度の検査画像に基づいて、従来では困難であった被検体の深層部に存在する欠陥を検査し、また、当該欠陥の位置を容易に特定することができる。即ち、操作者が多層構造の半導体素子などの厚い被検体を検査する際に、特に有用な超音波映像システムを実現できる。
【符号の説明】
【００９２】
１              第１超音波探触部
２              第２超音波探触部
３              位置制御装置
４              制御装置
５              駆動装置
３３            パルサ
３４            レシーバ
３８            表示部（表示装置）
１００          超音波映像システム
１０１          被検体
Ａ              上側表面
Ｂ              下側表面
Ｃ              所定表面
Ｏ１            第１レンズの中心点
Ｏ２            第２レンズの中心点
ａ，ｅ          第１接点
ｂ，ｆ          第２接点
ｃ              第３接点
ｄ              第４接点
ＳＷ１          第１切換えスイッチ
ＳＷ２          第２切換えスイッチ
ＳＷ            切換えスイッチ
【図１】
2019203779.tif 000003
【図２】
2019203779.tif 000004
【図３】
2019203779.tif 000005
【図４】
2019203779.tif 000006
【図５】
2019203779.tif 000007
【図６】
2019203779.tif 000008
【図７】
2019203779.tif 000009
【図８】
2019203779.tif 000010
【図９】
2019203779.tif 000011
【図１０】
2019203779.tif 000012
【図１１】
2019203779.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月3日(2018.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送信する第１超音波探触部と、
前記第１超音波探触部と前記被検体を挟んで上又は下に対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部と、
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部の位置を決定する位置制御装置と、
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部を、前記位置制御装置が決定した位置に制御する制御装置と、
前記被検体における検査対象面を映像化する表示装置と、を備え、
前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、
前記位置制御装置は、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定する処理と、
前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定する処理とを、行う、
ことを特徴とする超音波映像システム。
【請求項２】
被検体に超音波を送信する第１超音波探触部、及び前記第１超音波探触部と前記被検体を挟んで上又は下に対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部の位置を決定する処理部を備え、
前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、
前記処理部は、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定する処理と、
前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定する処理とを、行う、
ことを特徴とする位置制御装置。
【請求項３】
前記±Ｘ方向及び前記±Ｙ方向において、前記第２超音波探触部は、前記第１超音波探触部に追従して駆動し、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部と前記第２超音波探触部とは、独立して駆動する、
ことを特徴とする請求項２に記載の位置制御装置。
【請求項４】
前記第１超音波探触部における第１レンズの中心点と前記第２超音波探触部における第２レンズの中心点とは、前記±Ｚ方向において、同軸上に配置される、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の位置制御装置。
【請求項５】
前記位置制御装置は、前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部を駆動する駆動装置を介して、
前記第１超音波探触部を、第１設定位置から第１目標位置まで駆動する処理と、
前記第２超音波探触部を、第２設定位置から第２目標位置まで駆動する処理とを、行う、
ことを特徴とする請求項４に記載の位置制御装置。
【請求項６】
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部に、パルス信号を送信するパルサと、
前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部から、反射信号又は透過信号を受信するレシーバと、を更に備え、
前記パルサ及び前記レシーバは、
前記第１超音波探触部と前記第２超音波探触部とに共用される、
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の位置制御装置。
【請求項７】
前記パルサと前記第１超音波探触部と接続する第１接点との接続、或いは、前記パルサと前記第２超音波探触部と接続する第２接点との接続を切換える第１切換えスイッチと、
前記レシーバと前記第１超音波探触部の第３接点との接続、或いは、前記レシーバと前記第２超音波探触部の第４接点との接続を切換える第２切換えスイッチと、を更に備え、
前記レシーバは、
前記第１切換えスイッチと前記第１接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第３接点とが接続される場合、前記第１超音波探触部から、前記反射信号を受信し、
前記第１切換えスイッチと前記第１接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第４接点とが接続される場合、前記第２超音波探触部から、前記透過信号を受信し、
前記第１切換えスイッチと前記第２接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第３接点とが接続される場合、前記第１超音波探触部から、前記透過信号を受信し、
前記第１切換えスイッチと前記第２接点とが接続され、前記第２切換えスイッチと前記第４接点とが接続される場合、前記第２超音波探触部から、前記反射信号を受信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の位置制御装置。
【請求項８】
前記レシーバと前記第１超音波探触部と接続する第１接点との接続、或いは、前記レシーバと前記第２超音波探触部と接続する第２接点との接続を切換える切換えスイッチと、を更に備え、
前記レシーバは、
前記切換えスイッチと前記第１接点とが接続される場合、前記第１超音波探触部から、前記反射信号を受信し、
前記切換えスイッチと前記第２接点とが接続される場合、前記第２超音波探触部から、前記透過信号を受信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の位置制御装置。
【請求項９】
前記処理部は、
前記パルサから第１超音波探触部へとパルス信号が送信され、前記被検体の上側表面から反射された反射信号の信号強度に基づいて、第１設定位置を決定する処理と、
前記パルサから第２超音波探触部へとパルス信号が送信され、前記被検体の下側表面から反射された反射信号の信号強度に基づいて、第２設定位置を決定する処理とを、行う
ことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の位置制御装置。
【請求項１０】
表示装置を更に備え、
前記表示装置は、前記第１超音波探触部における第１駆動距離、及び前記第２超音波探触部における第２駆動距離を表示する、
ことを特徴とする請求項２から請求項９のいずれか一項に記載の位置制御装置。
【請求項１１】
前記第１駆動距離と前記第２駆動距離との和は、前記被検体における上側表面から下側表面までの距離と等しい、
ことを特徴とする請求項１０に記載の位置制御装置。
【請求項１２】
被検体に超音波を送信する第１超音波探触部、及び前記第１超音波探触部と前記被検体を挟んで上又は下に対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部の位置を決定するステップを備え、
前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、
前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定するステップと、
前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定するステップを備える
ことを特徴とする位置制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の超音波映像システムは、被検体に超音波を送信する第１超音波探触部と、前記第１超音波探触部と前記被検体を挟んで上又は下に対向して配置され、前記被検体を透過した透過信号を受信する第２超音波探触部と、前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部の位置を決定する位置制御装置と、前記第１超音波探触部及び前記第２超音波探触部を、前記位置制御装置が決定した位置に制御する制御装置と、前記被検体における検査対象面を映像化する表示装置と、を備え、前記被検体の表面に対して垂直な方向を±Ｚ方向、前記±Ｚ方向に直交する方向を±Ｘ方向、前記±Ｚ方向及び前記±Ｘ方向に直交する方向を±Ｙ方向とする場合、前記位置制御装置は、前記±Ｚ方向において、前記第１超音波探触部の位置を決定する処理と、前記±Ｚ方向において、前記第２超音波探触部の位置を決定する処理とを、行うことを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。