(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波センサを平面状にランダムに並べたランダム配置超音波アレイセンサと、
前記各超音波センサに超音波反射波が当たることにより出力される検出信号を入力し、前記超音波反射波の位相と振幅を検出する位相振幅抽出手段と、
この位相振幅抽出手段で検出された位相を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する位相変調手段と、
前記位相振幅抽出手段で検出された振幅を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する振幅変調手段と、
を具備したことを特徴とする超音波ホログラフィ装置。
【請求項２】
前記位相変調手段と前記振幅変調手段とを一体化したことを特徴とする請求項１に記載の超音波ホログラフィ装置。
【請求項３】
複数の超音波センサを平面状にランダムに並べたランダム配置超音波アレイセンサと、
前記各超音波センサに超音波反射波が当たることにより出力される検出信号を入力し、前記超音波反射波の位相を検出する位相抽出手段と、
この位相抽出手段で検出された位相を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する位相変調手段と、を具備したことを特徴とする超音波ホログラフィ装置。
【請求項４】
複数の超音波センサを平面状に並べた超音波アレイセンサと、
この超音波アレイセンサの中から任意のランダム位置の前記超音波センサを選択する選択手段と、
この選択手段で選択された前記各超音波センサに超音波反射波が当たることにより出力される検出信号を入力し、前記超音波反射波の位相と振幅を検出する位相振幅抽出手段と、
この位相振幅抽出手段で検出された位相を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する位相変調手段と、
前記位相振幅抽出手段で検出された振幅を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する振幅変調手段と、
を具備したことを特徴とする超音波ホログラフィ装置。  
【請求項５】
前記位相変調手段及び前記振幅変調手段により得られた再生画像に対して、しきい値処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の超音波ホログラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不可視媒質中の物体の映像化に用いる超音波ホログラフィ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤカメラでの観測が不可能な泥水中や液体金属のような不可視媒質中の物体の高速な映像化には、超音波反射波の位相振幅を位相変調器、振幅変調器を用いて光の位相振幅に置き換えて高速に画像再生させる高速超音波ホログラフィ装置が用いられている。
【０００３】
（第４６回応用物理学会関係連合講演会  講演予稿集２９ａ−Ａ−６）
図１４は、従来の高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図である。この装置において、不可視媒質4の中の物体5を映像化する方法を以下に示す。まず、連続信号発生器１から発生させた正弦波の連続した信号を超音波発振器2に入力し、超音波発振器２は入力した信号に従い振動することで、不可視媒質4中に超音波波面3を発生させる。この超音波波面3は物体5に照射され、超音波反射波面6となる。この超音波反射波面6を、超音波アレイセンサ７ａにて検出する。ここで、超音波アレイセンサ７ａは超音波センサ8を二次元アレイ状に並べたものである。
【０００４】
以下、超音波反射波面６の検出方法を示す。超音波アレイセンサ７ａの中の個々の超音波センサ8では、超音波反射波面６が当たると、それに応じた超音波センサ検出信号８１を出力する。位相振幅抽出装置9は、この超音波センサ検出信号８１を入力し、超音波反射波の位相、振幅を検出する。この処理を超音波アレイセンサ７ａの中のすべての超音波センサ８について行うことで、超音波反射波面6の検出をすることができる。
【０００５】
この超音波反射波面6を、超音波センサ８から、位相共役の原理に基づいて物体５の方向へ伝播させると、物体5のあった位置に像を再生することができる。ここでは、超音波反射波面を光の再生波面１７とすることで、再生像１８を得ている。この処理は、以下のように行なわれる。
【０００６】
まず、位相振幅抽出装置9から出力された位相及び振幅を位相反転装置１０に入力する。位相反転装置１０は、位相共役の波面とするため、位相のみを反転し、反転された位相と振幅を出力する。この反転された位相と振幅は、ビデオ信号変換装置１１ａにて、位相変調器１５１ｂを変調させる位相変調信号、振幅変調器１５２ｂを変調させる振幅変調信号に変換され、波面再生装置１４ｅに入力される。
【０００７】
ここで、位相変調器１５１ｂと振幅変調器１５２ｂは、リレーレンズ16を用いることで、図１５、図１６、図１７に示すように、超音波アレイセンサ７ａの各超音波センサ８の位置２１ａに、位相変調器１５１ｂの画素２１ｂ、振幅変調器１５２ｂの画素２１ｃが対応するようになっている。また、図１７に示す振幅変調器１５２ｂの画素の位置２１ｃは、リレーレンズを用いるため、図１６に示す位相変調器１５１ｂの画素の位置２１ｂと上下左右を反転した位置となっている。
【０００８】
位相変調器１５１ｂ、振幅変調器１５２ｂは、液晶パネルを改造することで構成でき、そのすべての画素はビデオ信号により高速に変調される。この波面再生装置１４ｅに、レーザ１２による平面波１３を照射すると、超音波波面の位相、振幅を光の位相、振幅とすることができ、再生波面１７が形成でき、再生像１８を得ることができる。これを、ＴＶカメラ（ＣＣＤカメラ）２８で写し、モニタ２０に表示することで再生像１８を拡大表示できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した高速超音波ホログラフィ装置では、規則的に超音波センサ８が並んだ超音波アレイセンサ７ａ、及び超音波アレイセンサ7aにおける超音波センサ8の位置に対応した画素を持つ、位相変調器１５１ｂと振幅変調器１５２ｂで構成されている。
【００１０】
ここで、高速超音波ホログラフィ装置にて、超音波波長をλ、物体までの距離をＺ、超音波アレイセンササイズをＷとすると、再生物体の分解能ｄは、
ｄ∝λＺ／Ｗ
で表わされる。すなわち、再生物体の分解能ｄは超音波アレイセンサ７ａのサイズWの大きさに反比例して小さくできるため、再生物体の分解能を向上させるには、超音波アレイセンサ７ａのサイズＷを大きくする必要がある。
【００１１】
また、超音波センサの受信できる角度θは、超音波センサ８のサイズをＳとすると、
θ∝λ／Ｓ
で表わされ、広範囲を観察するには、超音波センサ８のサイズＳを小さくする必要がある。
【００１２】
このように、広範囲にある物体を高分解に再生するためには、超音波アレイセンサ７ａのサイズを大きくし、その中の超音波センサ8のサイズを小さくする必要がある。このために、図１８に示すような高分解用超音波アレイセンサ７ｂを用いるが、その中の超音波センサ８の数に応じて、位相振幅抽出装置9の個数、位相反転装置１０の個数が増え、装置が大型化し、また価格も高くなるという問題があった。
【００１３】
そこで、高分解用超音波アレイセンサ７ｂの中の超音波センサ8の数を減らした超音波アレイセンサとして、図１９に示すような、周期配置超音波アレイセンサ７ｃが考えられる。しかし、周期配置超音波アレイセンサ７ｃを用いた場合には、図１６に示す物体5を再生する場合、図６に示すように、再生する像は、実際の再生物体像である0次再生像２３の他に、光の干渉によって生じる多くの高次像２５が発生するという問題がある。また、高次像の重なりを避けようとすると、図６に示すような物体再生領域２４となり、物体再生領域が狭くなるという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、装置の小型化を図り、高次像の発生を防止する超音波ホログラフィ装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の超音波ホログラフィ装置は以下の如く構成されている。
【００１６】
（１）本発明の超音波ホログラフィ装置は、複数の超音波センサを平面状にランダムに並べたランダム配置超音波アレイセンサと、前記各超音波センサに超音波反射波が当たることにより出力される検出信号を入力し、前記超音波反射波の位相と振幅を検出する位相振幅抽出手段と、この位相振幅抽出手段で検出された位相を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する位相変調手段と、前記位相振幅抽出手段で検出された振幅を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する振幅変調手段と、から構成されている。
【００１７】
（２）本発明の超音波ホログラフィ装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記位相変調手段と前記振幅変調手段とを一体化している。
【００１８】
（３）本発明の超音波ホログラフィ装置は、複数の超音波センサを平面状にランダムに並べたランダム配置超音波アレイセンサと、前記各超音波センサに超音波反射波が当たることにより出力される検出信号を入力し、前記超音波反射波の位相を検出する位相抽出手段と、この位相抽出手段で検出された位相を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する位相変調手段と、から構成されている。
【００１９】
（４）本発明の超音波ホログラフィ装置は、複数の超音波センサを平面状に並べた超音波アレイセンサと、この超音波アレイセンサの中から任意のランダム位置の前記超音波センサを選択する選択手段と、この選択手段で選択された前記各超音波センサに超音波反射波が当たることにより出力される検出信号を入力し、前記超音波反射波の位相と振幅を検出する位相振幅抽出手段と、この位相振幅抽出手段で検出された位相を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する位相変調手段と、前記位相振幅抽出手段で検出された振幅を基に前記各超音波センサに対応する各画素を変調する振幅変調手段と、から構成されている。
【００２１】
（５）本発明の超音波ホログラフィ装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記位相変調手段及び前記振幅変調手段により得られた再生画像に対して、しきい値処理を行なう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図である。図１において図１４と同一な部分には同符号を付してある。
【００２３】
この装置において、不可視媒質4の中の物体5を映像化する方法を以下に示す。まず、連続信号発生器１から発生させた正弦波の連続した信号を超音波発振器2に入力し、超音波発振器２は入力した信号に従い振動することで、不可視媒質4中に超音波波面3を発生させる。この超音波波面3は物体5に照射され、超音波反射波面6となる。この超音波反射波面6を、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄにて検出する。ここで、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄは、図２に示すように、超音波センサ８を平面状にランダムに並べたものである。
【００２４】
以下、超音波反射波面６の検出方法を示す。ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄの中の個々の超音波センサ８では、超音波反射波面６が当たると、それに応じた超音波センサ検出信号８１を出力する。位相振幅抽出装置9は、この超音波センサ検出信号８１を入力し、超音波反射波の位相、振幅を検出する。この処理をランダム配置超音波アレイセンサ７ｄの中のすべての超音波センサ８について行うことで、超音波反射波面6の検出をすることができる。
【００２５】
この超音波反射波面6を、超音波センサ８から、位相共役の原理に基づいて物体５の方向へ伝播させると、物体5のあった位置に像を再生することができる。ここでは、超音波反射波面を光の再生波面１７とすることで、再生像１８を得ている。この処理は、以下のように行なわれる。
【００２６】
まず、位相振幅抽出装置9から出力された位相及び振幅を位相反転装置１０に入力する。位相反転装置１０は、位相共役の波面とするため、位相のみを反転し、反転された位相と振幅を出力する。この反転された位相と振幅は、ランダム配置超音波アレイセンサ用ビデオ信号変換装置１１ｂに入力される。
【００２７】
この反転された位相と振幅は、ランダム配置超音波アレイセンサ用ビデオ信号変換装置１１ｂにて、それぞれ高分解位相変調器１５１ａで変調をさせる高分解位相変調信号、高分解振幅変調器１５２ａで変調をさせる高分解振幅変調信号に変換され、波面再生装置１４ａに入力される。
【００２８】
なお、ランダム配置超音波アレイセンサ用ビデオ信号変換装置１１ｂでは、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄにおける超音波センサ８のある位置に対応して、超音波反射波面６の強度に応じた信号を出力し、それ以外の位置に対応する信号は、全て0が入力されたように作用して出力する。
【００２９】
高分解位相変調器１５１ａと高分解振幅変調器１５２ｂは、リレーレンズ１６を用いることで、図２、図３、図４に示すように、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄの各超音波センサ８に対して、高分解位相変調器１５１ａの画素２２ｂ、高分解振幅変調器１５２ａの画素２２ｃが対応するようになっている。また、図４に示す高分解振幅変調器１５２ａの画素の位置２２ｃは、リレーレンズを用いるため、図３に示す高分解位相変調器１５１ａの画素の位置２２ｂと上下左右を反転した位置となっている。
【００３０】
高分解位相変調器１５１ａ、高分解振幅変調器１５２ａのすべての画素は、ビデオ信号により高速に変調される。この波面再生装置１４ａに、レーザ１２による平面波１３を照射すると、超音波波面の位相、振幅を光の位相、振幅とすることができ、再生波面１７が形成でき、再生像１８を得ることができる。これを、ＴＶカメラ（ＣＣＤカメラ）２８で写し、モニタ２０に表示することで再生像18を拡大表示できる。
【００３１】
このように上記高速超音波ホログラフィ装置は、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相振幅抽出装置９、位相変調器１５１ａ、振幅変調器１５２ａを備えたことを特徴としている。
【００３２】
本第１の実施の形態によれば、図２に示すようにランダムに超音波センサ８を配置したランダム配置超音波アレイセンサ７ｄを用いている。さらに、ランダム配置超音波アレイセンサ用ビデオ信号変換装置１１ｂは、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄの超音波センサ８のある位置に関しては、超音波反射波面６の強度に応じた信号を出力し、それ以外の部分の信号に関しては全て０が入力されたように作用する。
【００３３】
この構成において、図５に示す物体5を再生する場合、図７に示すように、超音波センサ8の位置に対応した高分解位相変調器１５１ａ、高分解振幅変調器１５２ａの画素を図３、図４に示すようにランダムに配置しているため、その再生像は図７に示すように、高次の像の成分が分散し背景ノイズ２６となり、再生する像は、図６に示す実際の再生像である0次再生像２３だけが現れる。また、高次像が発生しないため、図６に示す物体再生領域２４も制限されることがなくなる。
【００３４】
このように、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄを用いることで、少ない超音波センサの数で、超音波アレイセンサのサイズが大きく解像度の高い高速超音波ホログラフィ装置を実現することができる。これにより、位相振幅抽出装置9の個数と位相反転装置１０の個数も減らすことができ、装置を小型化し、また、価格を安価にすることが可能となる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図である。図９において図１と同一な部分には同符号を付してある。
【００３６】
図９に示す高速超音波ホログラフィ装置の構成における図１に示した構成との違いは、波面再生装置１４ａを波面再生装置１４ｂに代えている点にある。波面再生装置１４ｂは、高分解位相変調器と高分解振幅変調器を一体化した位相振幅一体型変調器１５３のみを備えている。
【００３７】
このように上記高速超音波ホログラフィ装置は、第１の実施の形態に示した位相変調器１５１ａと振幅変調器１５２ａを一体化したことを特徴としている。
【００３８】
本第２の実施の形態によれば、波面再生装置１４ｂに位相振幅一体型変調器１５３を用いることで、光学系を簡素にし、小型化することが可能になる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図である。図１０において図１，図９と同一な部分には同符号を付してある。
【００４０】
図１０に示す高速超音波ホログラフィ装置の構成における図１に示した構成との違いは、位相振幅抽出装置9を位相抽出装置９１に代え、ランダム配置超音波アレイセンサ用ビデオ信号変換装置１１ｂをランダム配置超音波アレイセンサ用位相専用ビデオ信号変換装置１１ｄに代え、波面再生装置１４ａを波面再生装置１４ｃに代えている点にある。波面再生装置１４ｃは位相変調器１５１ａのみを備え、位相のみで物体再生を行なう。
【００４１】
このように上記高速超音波ホログラフィ装置は、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相抽出装置９１、位相変調器１５１ａを備えたことを特徴としている。
【００４２】
本第３の実施の形態によれば、波面再生装置１４ｃに位相変調器１５１ａのみを用いることで、位相振幅抽出装置9を位相抽出装置９１に簡素化することができ、光学系、信号処理系を簡素にし、小型化することが可能になる。
【００４３】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図である。図１１において図１，図９，図１０と同一な部分には同符号を付してある。
【００４４】
図１１に示す高速超音波ホログラフィ装置の構成における図１に示した構成との違いは、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄを用いず、高分解超音波アレイセンサ７ｂを用い、その中から、ランダム位置設定装置１９の設定に従いランダム位置選択装置２７において任意のセンサを選択し、これを位相振幅抽出装置9と位相反転装置１０を介してランダム位置選択用ビデオ信号変換装置１１ｃに与え、波面再生装置１４ａへの出力を行なう構成としている点である。
【００４５】
このように上記高速超音波ホログラフィ装置は、高分解超音波アレイセンサ７ｂ、ランダム位置選択装置２７、位相振幅抽出装置９、位相変調器１５１ａ、振幅変調器１５２ａを備えたことを特徴としている。
【００４６】
本第４の実施の形態によれば、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄを用いず、ランダム位置設定装置１９において、高分解超音波アレイセンサ７ｂの中から、物体形状、位置に対応して、ランダムに種類を変更した任意のセンサを選択できるため、背景ノイズを低減し、解像度の向上を図ることができる。
【００４７】
（第５の実施の形態）
図１２は、本発明の第５の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図である。図１２において図１，図９〜図１１と同一な部分には同符号を付してある。
【００４８】
図１２に示す高速超音波ホログラフィ装置の構成における図１に示した構成との違いは、得られた超音波波面（位相振幅）の再生を光を用いた物体再生に替え、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａを用いて伝播計算し、その結果をモニタ２０に表示する点である。
【００４９】
このように上記高速超音波ホログラフィ装置は、ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相振幅抽出装置９、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａを備えたことを特徴としている。
【００５０】
本第５の実施の形態によれば、得られた超音波波面（位相振幅）の再生を光を用いた物体再生に替え、計算機を用いて光波伝播計算をすることで、光学系の持つ欠点である振動等の環境変動に対して、安定性を向上させることができる。
【００５１】
（第６の実施の形態）
図１３は、本発明の第６の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図である。図１３において図１，図９〜図１２と同一な部分には同符号を付してある。
【００５２】
図１３に示す高速超音波ホログラフィ装置の構成における図１に示した構成との違いは、ＴＶカメラ２８で写した画像に対して、しきい値処理装置２９において、しきい値処理を行なっている点である。
【００５３】
このように上記高速超音波ホログラフィ装置は、しきい値処理装置２９を備えたことを特徴としている。
【００５４】
本第６の実施の形態によれば、ＴＶカメラ２８で写した再生像18をしきい値処理することで、図８に示すように、ノイズの少ない再生像を得ることができる。
【００５５】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。例えば、以下の如き高速超音波ホログラフィ装置を構成することもできる。
【００５６】
（１）ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相振幅抽出装置９、位相振幅一体型変調器１５３、しきい値処理装置２９を備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００５７】
（２）ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相抽出装置９１、位相変調器１５１ａ、しきい値処理装置２９を備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００５８】
（３）高分解超音波アレイセンサ７ｂ、ランダム位置選択装置２７、位相振幅抽出装置９、位相変調器１５１ａ、振幅変調器１５２ａ、しきい値処理装置２９を備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００５９】
（４）ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相振幅抽出装置９、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａ、しきい値処理装置２９を具備したことを特徴とする、高速超音波ホログラフィ装置。
【００６０】
（５）高分解超音波アレイセンサ７ｂ、ランダム位置選択装置２７、位相振幅抽出装置９、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａを備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００６１】
（６）高分解超音波アレイセンサ７ｂ、ランダム位置選択装置２７、位相振幅抽出装置９、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａ、しきい値処理装置２９を備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００６２】
（７）ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相抽出装置９１、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａを備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００６３】
（８）ランダム配置超音波アレイセンサ７ｄ、位相振幅抽出装置９、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａ、しきい値処理装置２９を備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００６４】
（９）高分解超音波アレイセンサ７ｂ、ランダム位置選択装置２７、位相振幅抽出装置９、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａを備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置
（１０）高分解超音波アレイセンサ７ｂ、ランダム位置選択装置２７、位相振幅抽出装置９、ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置１８ａ、しきい値処理装置２９を備えたことを特徴とする高速超音波ホログラフィ装置。
【００６５】
また、上記各実施の形態に示した手法は超音波に限定されるものでなく、マイクロ波等、反射波の位相検出ができる波を用いた不可視媒質中の物体の映像化に適用可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の超音波ホログラフィ装置によれば、少ない超音波センサの数で、超音波アレイセンサのサイズが大きく解像度の高い高速超音波ホログラフィ装置を実現することができる。これにより、位相振幅抽出装置の個数と位相反転装置の個数も減らすことができ、装置を小型化し、また、価格を安価にすることが可能となる。また、再生像には高次像が発生しないため、物体再生領域も制限されることがなくなる。
【００６７】
本発明の請求項２に記載の超音波ホログラフィ装置によれば、光学系を簡素にし、小型化することが可能になる。
【００６８】
本発明の請求項３に記載の超音波ホログラフィ装置によれば、光学系、信号処理系を簡素にし、小型化することが可能になる。
【００６９】
本発明の請求項４に記載の超音波ホログラフィ装置によれば、超音波アレイセンサの中から、物体形状、位置に対応して、任意のランダム位置のセンサを選択できるため、背景ノイズを低減し、解像度の向上を図ることができる。
【００７１】
本発明の請求項５に記載の超音波ホログラフィ装置によれば、ノイズの少ない再生像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るランダム配置超音波アレイセンサの構成を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るランダム配置超音波アレイセンサ用の位相変調器の構成を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るランダム配置超音波アレイセンサ用の振幅変調器の構成を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る不可視媒質中にある対象物体の例を示す図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る周期配置超音波アレイセンサによる対象物体の再生の例を示す図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るランダム配置超音波アレイセンサによる対象物体の再生の例を示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るランダム配置超音波アレイセンサによる対象物体の再生にしきい値処理を行った例を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図。
【図１４】従来例に係る高速超音波ホログラフィ装置の全体構成を示す図。
【図１５】従来例に係る超音波アレイセンサの構成を示す図。
【図１６】従来例に係る位相変調器の構成を示す図。
【図１７】従来例に係る振幅変調器の構成を示す図。
【図１８】従来例に係る高分解超音波アレイセンサの構成を示す図。
【図１９】従来例に係る周期配置超音波アレイセンサの構成を示す図。
【符号の説明】
１…連続信号発生器
２…超音波発振器
３…超音波波面
４…不可視媒質
５…物体
６…超音波反射波面
７ａ…超音波アレイセンサ
７ｂ…高分解超音波アレイセンサ
７ｃ…周期配置超音波アレイセンサ
７ｄ…ランダム配置超音波アレイセンサ
８…超音波センサ
８１…超音波センサ検出信号
９…位相振幅抽出装置
９１…位相抽出装置
１０…位相反転装置
１１ａ…ビデオ信号変換装置
１１ｂ…ランダム配置超音波アレイセンサ用ビデオ信号変換装置
１１ｃ…ランダム位置選択装置用ビデオ信号変換装置
１１ｄ…ランダム配置超音波アレイセンサ用位相専用ビデオ信号変換装置
１２…レーザ
１３…平面波
１４ａ〜１４ｅ…波面再生装置
１５１ａ…高分解位相変調器
１５１ｂ…位相変調器
１５２ａ…高分解振幅変調器
１５２ｂ…振幅変調器
１５３…位相振幅一体型変調器
１６…リレーレンズ
１７…再生波面
１８…再生像
１８ａ…ランダム配置超音波アレイセンサ用光波伝播計算装置
１９…ランダム位置設定装置
２０…モニタ
２１ａ…超音波アレイセンサの超音波センサ選択位置
２１ｂ…位相変調器の超音波アレイセンサ対応画素
２１ｃ…振幅変調器の超音波アレイセンサ対応画素
２２ａ…ランダム配置超音波アレイセンサの超音波センサ選択位置
２２ｂ…高分解位相変調器の超音波アレイセンサ対応画素
２２ｃ…高分解振幅変調器の超音波アレイセンサ対応画素
２３…０次再生像
２４…物体再生領域
２５…高次再生像
２６…背景ノイズ
２７ａ…ランダムアレイセンサによる再生像
２７ｂ…しきい値処理したランダムアレイセンサによる再生像
２８…ＴＶカメラ
２９…しきい値処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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