JPH0458632B2 - - Google Patents
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- JPH0458632B2 JPH0458632B2 JP60292766A JP29276685A JPH0458632B2 JP H0458632 B2 JPH0458632 B2 JP H0458632B2 JP 60292766 A JP60292766 A JP 60292766A JP 29276685 A JP29276685 A JP 29276685A JP H0458632 B2 JPH0458632 B2 JP H0458632B2
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- wave propagation
- propagation function
- hologram
- ultrasonic
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は超音波ホログラフイによる像再生装
置に関するものであり、例えば、超音波を用いて
金属材中の欠陥を検出し、その欠陥像を高解像度
で実時間的に表示することのできる超音波非破壊
検査のための像再生装置に関するものである。
置に関するものであり、例えば、超音波を用いて
金属材中の欠陥を検出し、その欠陥像を高解像度
で実時間的に表示することのできる超音波非破壊
検査のための像再生装置に関するものである。
第４図は、合成開口法に基づく従来の超音波ホ
ログラフイによる像再生装置を例示するブロツク
図である。図において、１は平面上あるいは曲面
上をスキヤンしつつ各々のスキヤン点で超音波信
号を送受する超音波送受信子、２は超音波送受信
子１による超音波の送受によつて映像化しようと
する対象物体、３はパルサ／レシーバ部であつ
て、超音波送受信子１より超音波を対象物体２に
送信するための駆動電気パルス（もしくは連続）
信号を超音波送受信子１に供給し、かつ、超音波
送受信子１によつて受信された対象物体２からの
超音波反射信号を適当なレベルまで増幅するため
のもの、４は検波部であつて、超音波送受信子１
より対象物体２に送信した信号と対象物体２から
反射された信号との位相検波を行い、ホログラム
信号を得るためのもの、５はＡ／Ｄ部であつて、
検波部４の出力であるホログラム信号をＡ／Ｄ変
換し、デイジタル量としての数値ホログラムを得
るためのもの、６はホログラムメモリ部であつ
て、Ａ／Ｄ部５で得られた数値ホログラムを各々
のスキヤン点に対応して格納するためのもの、７
は後述する像再生計算に必要な波動について、あ
らかじめ計算された空間波動伝播関数を格納して
いる空間波動伝播関数メモリ部、８は信号処理部
であつて、ホログラムメモリ部６内の各々のスキ
ヤン点に対応した数値ホログラムと空間波動伝播
関数メモリ部７内の空間波動伝播関数とにより像
再生計算を実行するためのもの、９は画像表示部
であつて、信号処理部８で得られた対象物体２の
像を出力表示するためのもの、１０はコントロー
ル部であつて、超音波の送受のタイミング等、装
置全体の動作タイミングを制御するためのもので
ある。次に、この第４図に示した従来の超音波ホ
ログラフイによる像再生装置における像再生計算
について説明する。
ログラフイによる像再生装置を例示するブロツク
図である。図において、１は平面上あるいは曲面
上をスキヤンしつつ各々のスキヤン点で超音波信
号を送受する超音波送受信子、２は超音波送受信
子１による超音波の送受によつて映像化しようと
する対象物体、３はパルサ／レシーバ部であつ
て、超音波送受信子１より超音波を対象物体２に
送信するための駆動電気パルス（もしくは連続）
信号を超音波送受信子１に供給し、かつ、超音波
送受信子１によつて受信された対象物体２からの
超音波反射信号を適当なレベルまで増幅するため
のもの、４は検波部であつて、超音波送受信子１
より対象物体２に送信した信号と対象物体２から
反射された信号との位相検波を行い、ホログラム
信号を得るためのもの、５はＡ／Ｄ部であつて、
検波部４の出力であるホログラム信号をＡ／Ｄ変
換し、デイジタル量としての数値ホログラムを得
るためのもの、６はホログラムメモリ部であつ
て、Ａ／Ｄ部５で得られた数値ホログラムを各々
のスキヤン点に対応して格納するためのもの、７
は後述する像再生計算に必要な波動について、あ
らかじめ計算された空間波動伝播関数を格納して
いる空間波動伝播関数メモリ部、８は信号処理部
であつて、ホログラムメモリ部６内の各々のスキ
ヤン点に対応した数値ホログラムと空間波動伝播
関数メモリ部７内の空間波動伝播関数とにより像
再生計算を実行するためのもの、９は画像表示部
であつて、信号処理部８で得られた対象物体２の
像を出力表示するためのもの、１０はコントロー
ル部であつて、超音波の送受のタイミング等、装
置全体の動作タイミングを制御するためのもので
ある。次に、この第４図に示した従来の超音波ホ
ログラフイによる像再生装置における像再生計算
について説明する。
第４図におけるホログラムメモリ部６内に格納
されている数値ホログラムは、スキヤン点位置座
標（Ｘ、Ｙ）の関数にされており、その像再生計
算は次式に従つて行なわれている。
されている数値ホログラムは、スキヤン点位置座
標（Ｘ、Ｙ）の関数にされており、その像再生計
算は次式に従つて行なわれている。
Ｆ（Ｘ，Ｙ）＝∫x-X=L/2 x-X=-L/2∫y-Y=L/2 y-Y=-L/2Ｈ
（Ｘ，Ｙ）・Ｇ（ｘ−Ｘ，ｙ−Ｙ）dxdy……(1) ここに、Ｆは像分布関数、Ｈはホログラム、Ｇ
は空間波動伝播関数であり、(1)式でのＧ（ｘ，ｙ）
はホログラムＨ式の形式で決まる空間波動伝播関
数である。数値ホログラムに対する像再生処理
は、(1)式を離散化した次式の計算によつてなされ
る。
（Ｘ，Ｙ）・Ｇ（ｘ−Ｘ，ｙ−Ｙ）dxdy……(1) ここに、Ｆは像分布関数、Ｈはホログラム、Ｇ
は空間波動伝播関数であり、(1)式でのＧ（ｘ，ｙ）
はホログラムＨ式の形式で決まる空間波動伝播関
数である。数値ホログラムに対する像再生処理
は、(1)式を離散化した次式の計算によつてなされ
る。
Ｆ（kx，ky）＝kx-ox=a
〓kx-nx=-a ky-oy=b
〓ky-ny=-b
Ｈ（nx，ny）・Ｇ（kx−nx，ky−ny） ……(2)
ここに、kx，kyは再生像ピクセルのアドレス、
nx，nyは数値ホログラムのアドレスであり、空
間波動伝播関数Ｇは、ビームの広がりで決まる合
成開口長の範囲（−ａkx−nxａ、−ｂky
−nyｂ）で定義されていればよく、これをあ
らかじめ計算して第４図の空間波動伝播関数メモ
リ部７に格納しておき、同じく第４図に示す信号
処理部８によつて(2)式の積和演算を行なうように
されることになる。なお、この信号処理部８は、
マイコン技術を用いた処理プロセツサであつた
り、汎用計算機によつて像再生計算を行なうもの
であつたりするのが現状である。
nx，nyは数値ホログラムのアドレスであり、空
間波動伝播関数Ｇは、ビームの広がりで決まる合
成開口長の範囲（−ａkx−nxａ、−ｂky
−nyｂ）で定義されていればよく、これをあ
らかじめ計算して第４図の空間波動伝播関数メモ
リ部７に格納しておき、同じく第４図に示す信号
処理部８によつて(2)式の積和演算を行なうように
されることになる。なお、この信号処理部８は、
マイコン技術を用いた処理プロセツサであつた
り、汎用計算機によつて像再生計算を行なうもの
であつたりするのが現状である。
従来の合成開口法に基づく超音波ホログラフイ
による像再生装置は、上記されたように、(2)式に
従つて像再生計算を実行する信号処理部８とし
て、いわゆるマイコンレベルの処理プロセツサを
用いたり、または、オフライン的に汎用計算機を
用いたりしているため、所望の再生像を得るため
に多くの時間を必要として、例えば、超音波送受
信子１が像再生のために必要な所定のスキヤン領
域のスキヤン終了後、直ちに当該再生像を見るこ
とができないことから、この種の超音波ホログラ
フイによる像再生装置を各種の産業のために適用
する上での支障があるという問題点があつた。
による像再生装置は、上記されたように、(2)式に
従つて像再生計算を実行する信号処理部８とし
て、いわゆるマイコンレベルの処理プロセツサを
用いたり、または、オフライン的に汎用計算機を
用いたりしているため、所望の再生像を得るため
に多くの時間を必要として、例えば、超音波送受
信子１が像再生のために必要な所定のスキヤン領
域のスキヤン終了後、直ちに当該再生像を見るこ
とができないことから、この種の超音波ホログラ
フイによる像再生装置を各種の産業のために適用
する上での支障があるという問題点があつた。
この発明は上記ような問題点を解決するために
なされたもので、超音波送受信子の所定スキヤン
領域における全てのスキヤンが終了すると同時に
対象物体の再生像を得ることができる合成開口法
に基づくホログラフイによる像再生装置を得るこ
とを目的とする。
なされたもので、超音波送受信子の所定スキヤン
領域における全てのスキヤンが終了すると同時に
対象物体の再生像を得ることができる合成開口法
に基づくホログラフイによる像再生装置を得るこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る超音波ホログラフイによる像再
生装置は、合成開口法に基づき超音波の送受信子
をスキヤンして超音波を送受しながら対象物体か
らの反射波より得られるホログラムを用いて像再
生を行う超音波ホログラフイによる像再生装置に
おいて、各スキヤン毎に得られるホログラムから
逐次行う像再生処理のために、あらかじめ算出し
ておいた超音波の波長及びホログラム面と再生面
の空間座標により決まる空間波動伝播関数を格納
する空間波動伝播関数メモリ部、この空間波動伝
播関数メモリ部内の前記空間波動伝播関数を順次
アクセスするためのアドレスカウンタ、このアド
レスカウンタのアドレス制御に基づいて前記ホロ
グラムと前記空間波動伝播関数との積和を求める
乗算器及び第１の加算器、再生像を格納する再生
像メモリ部、前記アドレスカウンタのアドレス及
び前記送受信子のスキヤン位置に基づいて、積和
結果を前記再生像と累算するために前記再生像メ
モリ部から対応する再生像を読出すためのアドレ
スを求める第２の加算器、並びに前記第２の加算
器のアドレス制御に基づいて前記積和結果と前記
再生像を累算する累算器を備え、前記ホログラム
面の座標と前記空間波動伝播関数とから決まる再
生像座標上でコヒーレント加算するものである。
生装置は、合成開口法に基づき超音波の送受信子
をスキヤンして超音波を送受しながら対象物体か
らの反射波より得られるホログラムを用いて像再
生を行う超音波ホログラフイによる像再生装置に
おいて、各スキヤン毎に得られるホログラムから
逐次行う像再生処理のために、あらかじめ算出し
ておいた超音波の波長及びホログラム面と再生面
の空間座標により決まる空間波動伝播関数を格納
する空間波動伝播関数メモリ部、この空間波動伝
播関数メモリ部内の前記空間波動伝播関数を順次
アクセスするためのアドレスカウンタ、このアド
レスカウンタのアドレス制御に基づいて前記ホロ
グラムと前記空間波動伝播関数との積和を求める
乗算器及び第１の加算器、再生像を格納する再生
像メモリ部、前記アドレスカウンタのアドレス及
び前記送受信子のスキヤン位置に基づいて、積和
結果を前記再生像と累算するために前記再生像メ
モリ部から対応する再生像を読出すためのアドレ
スを求める第２の加算器、並びに前記第２の加算
器のアドレス制御に基づいて前記積和結果と前記
再生像を累算する累算器を備え、前記ホログラム
面の座標と前記空間波動伝播関数とから決まる再
生像座標上でコヒーレント加算するものである。
この発明によれば、送受信子の各スキヤン点毎
にデイジタル化された数値ホログラムデータを得
て、次に続くスキヤン動作までに逐次像再生処理
を行ない、ある所定のスキヤン以前の像再生結果
と加算し、これを更新された像再生結果にしてい
く操作がくり返されて、全てのスキヤン動作の終
了と同時に画像化対象領域の再生像が得られる。
にデイジタル化された数値ホログラムデータを得
て、次に続くスキヤン動作までに逐次像再生処理
を行ない、ある所定のスキヤン以前の像再生結果
と加算し、これを更新された像再生結果にしてい
く操作がくり返されて、全てのスキヤン動作の終
了と同時に画像化対象領域の再生像が得られる。
この発明の実施例装置についての説明に先立
ち、第３図を参照しながら、この発明に適用され
る像再生処理の原理的な説明およびそのために必
要な演算処理のし方の説明をしておく。
ち、第３図を参照しながら、この発明に適用され
る像再生処理の原理的な説明およびそのために必
要な演算処理のし方の説明をしておく。
初めに、前記第３図を参照しながら、この発明
における像再生処理について原理的な説明をす
る。この第３図において、１１は超音波送受信子
の各スキヤン点に対応して得られる数値ホログラ
ムＨ、１２は空気波動伝播関数Ｇ、13は再生像Ｆ
であり、ある所定の１スキヤン点で得られた数値
ホログラムＨ１１上の数値ホログラムデータと空
間波動伝播関数Ｇとの積をとり、数値ホログラム
１１上の座標、すなわちその当該スキヤン点の位
置座標と空間波動伝播関数Ｇ１２の座標とから決
まる再生像Ｆ１３上の複数個の再生像座標上で、
この結果を割りふる。そして、この結果を、当該
スキヤン点に関する割りふり以前に再生像Ｆ１３
上で既に割りふりが終つている再生像Ｆ１３上の
同一の再生像座標の結果とコヒーレント加算し、
この加算結果を改めて再生像座標の値にしてい
く。このような処理は、所定スキヤン領域のスキ
ヤン開始点で超音波送受信子が反射波を受信して
位相検波すると同時に開始されるものであり、上
記像再生処理が行なわれている間に前記超音波送
受信子を移動させ、この移動と上記の像再生処理
との双方が終了してから、次に続くスキヤン点に
対する送受信操作が順次にくり返されていくこと
によつて、所定のスキヤン領域のスキヤン終了時
には像再生処理も完了するようにされることにな
る。
における像再生処理について原理的な説明をす
る。この第３図において、１１は超音波送受信子
の各スキヤン点に対応して得られる数値ホログラ
ムＨ、１２は空気波動伝播関数Ｇ、13は再生像Ｆ
であり、ある所定の１スキヤン点で得られた数値
ホログラムＨ１１上の数値ホログラムデータと空
間波動伝播関数Ｇとの積をとり、数値ホログラム
１１上の座標、すなわちその当該スキヤン点の位
置座標と空間波動伝播関数Ｇ１２の座標とから決
まる再生像Ｆ１３上の複数個の再生像座標上で、
この結果を割りふる。そして、この結果を、当該
スキヤン点に関する割りふり以前に再生像Ｆ１３
上で既に割りふりが終つている再生像Ｆ１３上の
同一の再生像座標の結果とコヒーレント加算し、
この加算結果を改めて再生像座標の値にしてい
く。このような処理は、所定スキヤン領域のスキ
ヤン開始点で超音波送受信子が反射波を受信して
位相検波すると同時に開始されるものであり、上
記像再生処理が行なわれている間に前記超音波送
受信子を移動させ、この移動と上記の像再生処理
との双方が終了してから、次に続くスキヤン点に
対する送受信操作が順次にくり返されていくこと
によつて、所定のスキヤン領域のスキヤン終了時
には像再生処理も完了するようにされることにな
る。
次に、この発明に必要な演算処理のし方につい
て説明する。この発明で用いられる合成開口法に
基づく超音波ホログラフイによる像再生処理によ
れば、位相検波を行なうことにより前記第３図に
示す数値ホログラムＨ１１である複素ホログラム
Hr，Hiが得られ、像再生時に用いられる空間波
動伝播関数Ｇ１２も複素数で与えられ、Gr，Gi
となることから、再生像Ｆ１３は次の計算を行な
うことによつて得られる。
て説明する。この発明で用いられる合成開口法に
基づく超音波ホログラフイによる像再生処理によ
れば、位相検波を行なうことにより前記第３図に
示す数値ホログラムＨ１１である複素ホログラム
Hr，Hiが得られ、像再生時に用いられる空間波
動伝播関数Ｇ１２も複素数で与えられ、Gr，Gi
となることから、再生像Ｆ１３は次の計算を行な
うことによつて得られる。
Ｆ＝Ｈ・Ｇ＝（Hr・Gr−Hi・Gi）＋ｊ（Hr・Gi＋Hi・Gr
）……(3) いま、画像化対象領域を像再生するために超音
波送受信子をスキヤンする回数がNx×NYであ
り、合成開口長で決まる空間波動伝播関数Ｇ１２
はMx×MY個の点に対応してあるものとすると、
再生像Ｆ１３のため領域としては（NX＋MX）×
（NY＋MY）個の点だけ用意しておけばよい。先
ず、スキヤン動作を開始する前に再生像領域の各
点の値をすべて“０”にしておき、次いで、超音
波送受信子を順次スキヤンして、このスキヤン動
作毎に複素ホログラムを得てから、(3)式で示す像
再生処理を行ない、この再生処理結果を再生像Ｆ
１３上へ割りふる。このときのスキヤン点の座標
を（nx，ny）（nx＝０、１、２、…、Nx−1.ny
＝０、１、２、…NY−１）とし、空間波動伝播
関数Ｇのアドレス座標を（mx，my）（mx＝０、
１、２、…、Mx−1.my＝０、１、２、…、MY
−１）とすると、像再生領域に再生処理結果を割
りふり、この再生処理結果と当該スキヤン以前の
再生像Ｆ１３の値とをコヒーレント加算し、改め
てこの加算結果を格納すべきアドレスはnx＋
mx，ny＋myとすればよい。このような操作を
スキヤン動作毎に逐次行なうことにより、全体的
な画像化対象領域の再生像は、所定のスキヤン回
数の最後のスキヤンが終了した後に前記最後のス
キヤン点の複素ホログラムに対する処理を行な
い、画像化対象領域の再生結果の絶対値を求める
ことによつて、(2)式で与えらえる再生像分布関数
が得られる。このとき、再生像の中で充分に合成
開口長がとられている領域は、再生像領域（Nx
＋Mx、NY＋MY）の両端からそれぞれMx、MY
だけ内側に入つた部分であつて、その大きさは
（Nx−Mx、NY−MY）となり、この領域が画像
化対象領域にされる。
）……(3) いま、画像化対象領域を像再生するために超音
波送受信子をスキヤンする回数がNx×NYであ
り、合成開口長で決まる空間波動伝播関数Ｇ１２
はMx×MY個の点に対応してあるものとすると、
再生像Ｆ１３のため領域としては（NX＋MX）×
（NY＋MY）個の点だけ用意しておけばよい。先
ず、スキヤン動作を開始する前に再生像領域の各
点の値をすべて“０”にしておき、次いで、超音
波送受信子を順次スキヤンして、このスキヤン動
作毎に複素ホログラムを得てから、(3)式で示す像
再生処理を行ない、この再生処理結果を再生像Ｆ
１３上へ割りふる。このときのスキヤン点の座標
を（nx，ny）（nx＝０、１、２、…、Nx−1.ny
＝０、１、２、…NY−１）とし、空間波動伝播
関数Ｇのアドレス座標を（mx，my）（mx＝０、
１、２、…、Mx−1.my＝０、１、２、…、MY
−１）とすると、像再生領域に再生処理結果を割
りふり、この再生処理結果と当該スキヤン以前の
再生像Ｆ１３の値とをコヒーレント加算し、改め
てこの加算結果を格納すべきアドレスはnx＋
mx，ny＋myとすればよい。このような操作を
スキヤン動作毎に逐次行なうことにより、全体的
な画像化対象領域の再生像は、所定のスキヤン回
数の最後のスキヤンが終了した後に前記最後のス
キヤン点の複素ホログラムに対する処理を行な
い、画像化対象領域の再生結果の絶対値を求める
ことによつて、(2)式で与えらえる再生像分布関数
が得られる。このとき、再生像の中で充分に合成
開口長がとられている領域は、再生像領域（Nx
＋Mx、NY＋MY）の両端からそれぞれMx、MY
だけ内側に入つた部分であつて、その大きさは
（Nx−Mx、NY−MY）となり、この領域が画像
化対象領域にされる。
こゝで、第１図を参照しながら、この発明の一
実施例について説明する。この第１図は複素ホロ
グラムデータから像再生演算を行なうための信号
処理部のブロツク図であり、この第１図におい
て、５ａ，５ｂは複素ホログラム信号をデイジタ
ル化するＡ／Ｄ部、１４ａ，１４ｂはラツチ、１
５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは乗算器、１６
ａ，１６ｂは空間波動伝播関数Ｇを格納するため
に２次元的に配列された空間波動伝播関数メモリ
部、１７ａ，１７ｂは空間波道伝播関数の所定の
値を呼びだすためのアドレスを設定するアドレス
カウンタ、１８はデータの符号を反転させる符号
反転器、１９ａ，１９ｂ、２２ａ，２２ｂは加算
器、２０ａ，２０ｂは再生像Ｆを格納する再生像
メモリ部、２１ａ，２１ｂは超音波送受信子のス
キヤン位置を示す駆動部アドレス、２３ａ，２３
ｂは累算器である。また、ラツチ１４ａ，１４
ｂ、乗算器１５ａ〜１５ｄ、アドレスカウンタ１
７ａ，１７ｂ、乗算器２３ａ，２３ｂに付加され
ている矢印は、ある所定のコントロール部（図示
されない）により、ある所要のタイミングでトリ
ガがかけられて、必要な動作をすることを示して
いる。この信号処理部においては、複素ホログラ
ムHr，Hiが各スキヤン点で得られる都度、(3)式
に従つて演算を行ない、再生像メモリ部２０ａ，
２０ｂの指定されたアドレスにおけるデータとの
コヒーレント加算を行なう。このような演算を行
つている間に超音波送受信子のスキヤンを行な
い、スキヤンが終了し、かつ必要な演算が終了し
た後に、次に続くスキヤン点に対応した超音波送
受信を行なう。
実施例について説明する。この第１図は複素ホロ
グラムデータから像再生演算を行なうための信号
処理部のブロツク図であり、この第１図におい
て、５ａ，５ｂは複素ホログラム信号をデイジタ
ル化するＡ／Ｄ部、１４ａ，１４ｂはラツチ、１
５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは乗算器、１６
ａ，１６ｂは空間波動伝播関数Ｇを格納するため
に２次元的に配列された空間波動伝播関数メモリ
部、１７ａ，１７ｂは空間波道伝播関数の所定の
値を呼びだすためのアドレスを設定するアドレス
カウンタ、１８はデータの符号を反転させる符号
反転器、１９ａ，１９ｂ、２２ａ，２２ｂは加算
器、２０ａ，２０ｂは再生像Ｆを格納する再生像
メモリ部、２１ａ，２１ｂは超音波送受信子のス
キヤン位置を示す駆動部アドレス、２３ａ，２３
ｂは累算器である。また、ラツチ１４ａ，１４
ｂ、乗算器１５ａ〜１５ｄ、アドレスカウンタ１
７ａ，１７ｂ、乗算器２３ａ，２３ｂに付加され
ている矢印は、ある所定のコントロール部（図示
されない）により、ある所要のタイミングでトリ
ガがかけられて、必要な動作をすることを示して
いる。この信号処理部においては、複素ホログラ
ムHr，Hiが各スキヤン点で得られる都度、(3)式
に従つて演算を行ない、再生像メモリ部２０ａ，
２０ｂの指定されたアドレスにおけるデータとの
コヒーレント加算を行なう。このような演算を行
つている間に超音波送受信子のスキヤンを行な
い、スキヤンが終了し、かつ必要な演算が終了し
た後に、次に続くスキヤン点に対応した超音波送
受信を行なう。
以下、第２図をも参照しながら、上記された信
号処理部の動作について説明する。この第２図
は、第１図における信号処理部の１回の像再生処
理に関する各部のタイミングとデータの動きとを
示すための説明図である。複素ホログラム信号
Hr、HiはＡ／Ｄ部５ａ，５ｂでデイジタル化さ
れ、Ａ／Ｄ操作の終了タイミングで、このデータ
はラツチ１４ａ，１４ｂにより保持される。この
ラツチ操作のタイミングでアドレスカウンタ１７
ａ，１７ｂがセツトされ、空間波動伝播関数Ｇを
格納した空間波動伝播関数メモリ部１６ａ，１６
ｂの２次元アドレス（nx、ny）が指定され、そ
の指定されたアドレスに格納されていたデータ
Gr、Giがアクセスされる。なお、この空間波動
伝播関数Ｇデータは、外部の計算機等であらかじ
め求めておき、これを例えば８ビツトの整数値に
規格化してから、空間波動伝播関数メモリ部１６
ａ，１６ｂに格納されているものである。そし
て、このアクセスされたデータは乗算器１５ａ〜
１５ｄに入力され、前記アクセスがなされてから
所定の時間後に安定化する。このデータが安定化
してから、乗算器１５ａ〜１５ｄに乗算スタート
トリガをかけて必要な乗算を行なう。この乗算器
１５ａ〜１５ｄの出力は、それぞれに、Hr・
Gr、HiGi、Hr・Gi、HiGrであり、この中で、
乗算器１５ｄの出力はさらに符号反転器１８を通
つて−HiGiとなる。この乗算および符号反転に
必要な時間だけ遅れた前記安定化したデータは、
次いで、加算器１９ａ，１９ｂにより加算され
て、（HrGr−HiGi）および（HrGi＋HiGr）と
なる。一方、駆動部アドレス２１ａ，２１ｂは
XYスキヤン位置（Nx、NY）を示しており、加
算器２２ａ，２２ｂは、それぞれに、アドレスカ
ウンタ１７ａ，１７ｂの値nx、nyとNx、NYと
を加算して、前記演算結果の（Hr・Gr−Hi・
Gi）および（HrGi＋HiGr）をコヒーレント加算
すべき再生像メモリ部２０ａ，２０ｂの２次元ア
ドレスを与える。この２次元アドレス（Nx＋
nx，NY＋ny）によりアクセスされた再生像デー
タは累算器２３ａ，２３ｂの出力側に接続されて
おり、前記演算結果（Hr・Gr−HiGi）および
（HrGi＋HiGr）が累算器２３ａ，２３ｂに入力
されるよりも早く安定化する。そして、（HrGr
−HiGi）および（HrGi＋HiGr）が累算器２３
ａ，２３ｂに入力され安定化してから累積スター
トトリガをかけ、この累算終了後に、その累算結
果を再生像メモリ部２０ａ，２０ｂのアドレス
（Nx＋nx，NY＋ny）に書込む。このデータ書込
みが終わつた後、アドレスカウンタ１７ａ，１７
ｂを進めて次の演算を行なつていき、空間波動伝
播関数Ｇの全データについて所要の演算が終了し
てから、次の送受信を行ない、上述されたと同様
な処理をくり返していく。なお、このような演算
を行なうために必要な時間は、この発明実施例装
置によれば、乗算器１５ａ〜１５ｄで所要の乗算
をしてから再生像メモリ部２０ａ，２０ｂにデー
タを書き込むまで、1μs以下の程度である。通常、
合成開口処理を行なうために必要な空間波動伝播
関数は100×100点程度であれば充分であり、この
場合、ある１個の複素ホログラムデータを処理す
るための時間は10ｍｓ程度となり、超音波の送受
信を含めても約20ｍｓ毎にスキヤン動作をくり返
すことができ、したがつて、最後の送受信を行な
つてから約10ｍｓ後には所望の再生像が得られる
ことから、画像化対象領域の像再生を実時間的に
行なうことができるものである。また、逐次画像
再構成処理を実行していくので、連続的に画像化
対象面をつなぎ合わせていくことにより、画像化
対象面の大きさを無限にとることができる。例え
ば、対象物体２が画像表示部９の中心にないとき
は、画像化対象領域を変えることにより、対象物
体２を画像表示部９の中心に表示させることがで
きるものである。
号処理部の動作について説明する。この第２図
は、第１図における信号処理部の１回の像再生処
理に関する各部のタイミングとデータの動きとを
示すための説明図である。複素ホログラム信号
Hr、HiはＡ／Ｄ部５ａ，５ｂでデイジタル化さ
れ、Ａ／Ｄ操作の終了タイミングで、このデータ
はラツチ１４ａ，１４ｂにより保持される。この
ラツチ操作のタイミングでアドレスカウンタ１７
ａ，１７ｂがセツトされ、空間波動伝播関数Ｇを
格納した空間波動伝播関数メモリ部１６ａ，１６
ｂの２次元アドレス（nx、ny）が指定され、そ
の指定されたアドレスに格納されていたデータ
Gr、Giがアクセスされる。なお、この空間波動
伝播関数Ｇデータは、外部の計算機等であらかじ
め求めておき、これを例えば８ビツトの整数値に
規格化してから、空間波動伝播関数メモリ部１６
ａ，１６ｂに格納されているものである。そし
て、このアクセスされたデータは乗算器１５ａ〜
１５ｄに入力され、前記アクセスがなされてから
所定の時間後に安定化する。このデータが安定化
してから、乗算器１５ａ〜１５ｄに乗算スタート
トリガをかけて必要な乗算を行なう。この乗算器
１５ａ〜１５ｄの出力は、それぞれに、Hr・
Gr、HiGi、Hr・Gi、HiGrであり、この中で、
乗算器１５ｄの出力はさらに符号反転器１８を通
つて−HiGiとなる。この乗算および符号反転に
必要な時間だけ遅れた前記安定化したデータは、
次いで、加算器１９ａ，１９ｂにより加算され
て、（HrGr−HiGi）および（HrGi＋HiGr）と
なる。一方、駆動部アドレス２１ａ，２１ｂは
XYスキヤン位置（Nx、NY）を示しており、加
算器２２ａ，２２ｂは、それぞれに、アドレスカ
ウンタ１７ａ，１７ｂの値nx、nyとNx、NYと
を加算して、前記演算結果の（Hr・Gr−Hi・
Gi）および（HrGi＋HiGr）をコヒーレント加算
すべき再生像メモリ部２０ａ，２０ｂの２次元ア
ドレスを与える。この２次元アドレス（Nx＋
nx，NY＋ny）によりアクセスされた再生像デー
タは累算器２３ａ，２３ｂの出力側に接続されて
おり、前記演算結果（Hr・Gr−HiGi）および
（HrGi＋HiGr）が累算器２３ａ，２３ｂに入力
されるよりも早く安定化する。そして、（HrGr
−HiGi）および（HrGi＋HiGr）が累算器２３
ａ，２３ｂに入力され安定化してから累積スター
トトリガをかけ、この累算終了後に、その累算結
果を再生像メモリ部２０ａ，２０ｂのアドレス
（Nx＋nx，NY＋ny）に書込む。このデータ書込
みが終わつた後、アドレスカウンタ１７ａ，１７
ｂを進めて次の演算を行なつていき、空間波動伝
播関数Ｇの全データについて所要の演算が終了し
てから、次の送受信を行ない、上述されたと同様
な処理をくり返していく。なお、このような演算
を行なうために必要な時間は、この発明実施例装
置によれば、乗算器１５ａ〜１５ｄで所要の乗算
をしてから再生像メモリ部２０ａ，２０ｂにデー
タを書き込むまで、1μs以下の程度である。通常、
合成開口処理を行なうために必要な空間波動伝播
関数は100×100点程度であれば充分であり、この
場合、ある１個の複素ホログラムデータを処理す
るための時間は10ｍｓ程度となり、超音波の送受
信を含めても約20ｍｓ毎にスキヤン動作をくり返
すことができ、したがつて、最後の送受信を行な
つてから約10ｍｓ後には所望の再生像が得られる
ことから、画像化対象領域の像再生を実時間的に
行なうことができるものである。また、逐次画像
再構成処理を実行していくので、連続的に画像化
対象面をつなぎ合わせていくことにより、画像化
対象面の大きさを無限にとることができる。例え
ば、対象物体２が画像表示部９の中心にないとき
は、画像化対象領域を変えることにより、対象物
体２を画像表示部９の中心に表示させることがで
きるものである。
なお、上記実施例では超音波送受信子を機械的
に走査する場合について説明してきたが、これに
限らず、例えば、超音波送受信子をアレイに組ん
で適当な電子的スイツチで切換えていくような電
子的走査の場合についても前記走査時間で充分に
追従でき、全く同様の効果を奏する。また、上記
実施例では、逐次送受信子を走査しながら像再生
処理を行なうものとされたが、第４図に示されて
いる従来例装置の信号処理部８を上記実施例の信
号処理装置と置換し、また、駆動部アドレス２１
ａ，２１ｂをアドレスカウンタと置換して、この
アドレスカウンタを用いて前記第４図に示されて
いるホログラムメモリ部６からホログラムＨを呼
び出て像再生処理を行なうようにしても、同様の
効果を奏する。さらに、第１図の空間波動伝播関
数メモリ部１６ａ，１６ｂに格納する空間波動伝
播関数Ｇを異なる距離の再生面について与えるよ
うにすれば、異なる距離の面についての像再生が
行なわれることは明らかである。
に走査する場合について説明してきたが、これに
限らず、例えば、超音波送受信子をアレイに組ん
で適当な電子的スイツチで切換えていくような電
子的走査の場合についても前記走査時間で充分に
追従でき、全く同様の効果を奏する。また、上記
実施例では、逐次送受信子を走査しながら像再生
処理を行なうものとされたが、第４図に示されて
いる従来例装置の信号処理部８を上記実施例の信
号処理装置と置換し、また、駆動部アドレス２１
ａ，２１ｂをアドレスカウンタと置換して、この
アドレスカウンタを用いて前記第４図に示されて
いるホログラムメモリ部６からホログラムＨを呼
び出て像再生処理を行なうようにしても、同様の
効果を奏する。さらに、第１図の空間波動伝播関
数メモリ部１６ａ，１６ｂに格納する空間波動伝
播関数Ｇを異なる距離の再生面について与えるよ
うにすれば、異なる距離の面についての像再生が
行なわれることは明らかである。
以上説明されたように、この発明に係る超音波
ホログラフイによる像再生装置は、合成開口法に
基づき超音波の送受信子をスキヤンして超音波を
送受しながら対象物体からの反射波より得られる
ホログラムを用いて像再生を行う超音波ホログラ
フイによる像再生装置において、各スキヤン毎に
得られるホログラムから逐次行う像再生処理のた
めに、あらかじめ算出しておいた超音波の波長及
びホログラム面と再生面の空間座標により決まる
空間波動伝播関数を格納する空間波動伝播関数メ
モリ部、この空間波動伝播関数メモリ部内の前記
空間波動伝播関数を順次アクセスするためのアド
レスカウンタ、このアドレスカウンタのアドレス
制御に基づいて前記ホログラムと前記空間波動伝
播関数との積和を求める乗算器及び第１の加算
器、再生像を格納する再生像メモリ部、前記のア
ドレスカウンタのアドレス及び前記送受信子のス
キヤン位置に基づいて、積和結果を前記再生像と
累算するために前記再生像メモリ部から対応する
再生像を読出すためのアドレスを求める第２の加
算器、並びに前記第２の加算器のアドレス制御に
基づいて前記積和結果と前記再生像を累算する累
算器を備え、前記ホログラム面の座標と前記空間
波動伝播関数とから決まる再生像座標上でコヒー
レント加算するものであり、この発明によれば、
送受信子の各スキヤン点毎にデイジタル化された
数値ホログラムデータを得て、次に続くスキヤン
動作までに逐次像再生処理を行ない、ある所定の
スキヤン以前の像再生結果と加算し、これを更新
された像再生結果にしていく操作がくり返され
て、全てのスキヤン動作の終了と同時に画像化対
象領域の再生像が得られることになる。したがつ
て、所望の再生像を短時間で得ることが可能にさ
れて、この種の装置を各種産業のために有効に適
用できるといつた効果が奏せられる。また、逐次
画像再構成処理を実行していくので、連続的に画
像化対象面をつなぎ合わせていくことにより、画
像化対象面の大きさを無限にとることができる。
ホログラフイによる像再生装置は、合成開口法に
基づき超音波の送受信子をスキヤンして超音波を
送受しながら対象物体からの反射波より得られる
ホログラムを用いて像再生を行う超音波ホログラ
フイによる像再生装置において、各スキヤン毎に
得られるホログラムから逐次行う像再生処理のた
めに、あらかじめ算出しておいた超音波の波長及
びホログラム面と再生面の空間座標により決まる
空間波動伝播関数を格納する空間波動伝播関数メ
モリ部、この空間波動伝播関数メモリ部内の前記
空間波動伝播関数を順次アクセスするためのアド
レスカウンタ、このアドレスカウンタのアドレス
制御に基づいて前記ホログラムと前記空間波動伝
播関数との積和を求める乗算器及び第１の加算
器、再生像を格納する再生像メモリ部、前記のア
ドレスカウンタのアドレス及び前記送受信子のス
キヤン位置に基づいて、積和結果を前記再生像と
累算するために前記再生像メモリ部から対応する
再生像を読出すためのアドレスを求める第２の加
算器、並びに前記第２の加算器のアドレス制御に
基づいて前記積和結果と前記再生像を累算する累
算器を備え、前記ホログラム面の座標と前記空間
波動伝播関数とから決まる再生像座標上でコヒー
レント加算するものであり、この発明によれば、
送受信子の各スキヤン点毎にデイジタル化された
数値ホログラムデータを得て、次に続くスキヤン
動作までに逐次像再生処理を行ない、ある所定の
スキヤン以前の像再生結果と加算し、これを更新
された像再生結果にしていく操作がくり返され
て、全てのスキヤン動作の終了と同時に画像化対
象領域の再生像が得られることになる。したがつ
て、所望の再生像を短時間で得ることが可能にさ
れて、この種の装置を各種産業のために有効に適
用できるといつた効果が奏せられる。また、逐次
画像再構成処理を実行していくので、連続的に画
像化対象面をつなぎ合わせていくことにより、画
像化対象面の大きさを無限にとることができる。
第１図は、この発明の実施例に係わる信号処理
装置のブロツク図、第２図は、上記された信号処
理装置の動作タイミングおよびデータの動きの説
明図、第３図は、この発明における像再生処理の
し方についての原理的な説明図、第４図は、従来
の超音波ホログラフイによる像再生装置のブロツ
ク図である。 １……超音波送受信子、２……対象物体、３…
…パルサ／レシーバ部、４……検波部、５，５
ａ，５ｂ……Ａ／Ｄ部、６……ホログラムメモリ
部、７，１６ａ，１６ｂ……空間波動伝播関数メ
モリ部、８……信号処理部、９……画像表示部、
１０……コトロール部、１１……数値ホログラム
Ｈ、１２……空間波動伝播関数Ｇ、１３……再生
像Ｆ、１４ａ，１４ｂ……ラツチ、１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄ……乗算器、１７ａ，１７ｂ
……アドレスカウンタ、１８……符号反転器、１
９ａ，１９ｂ，２２ａ，２２ｂ……加算器、２０
ａ，２０ｂ……再生像メモリ部、２１ａ，２１ｂ
……駆動部アドレス、２３ａ，２３ｂ……累算
器。なお、図中同一符号は同一または相当部分を
示す。
装置のブロツク図、第２図は、上記された信号処
理装置の動作タイミングおよびデータの動きの説
明図、第３図は、この発明における像再生処理の
し方についての原理的な説明図、第４図は、従来
の超音波ホログラフイによる像再生装置のブロツ
ク図である。 １……超音波送受信子、２……対象物体、３…
…パルサ／レシーバ部、４……検波部、５，５
ａ，５ｂ……Ａ／Ｄ部、６……ホログラムメモリ
部、７，１６ａ，１６ｂ……空間波動伝播関数メ
モリ部、８……信号処理部、９……画像表示部、
１０……コトロール部、１１……数値ホログラム
Ｈ、１２……空間波動伝播関数Ｇ、１３……再生
像Ｆ、１４ａ，１４ｂ……ラツチ、１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄ……乗算器、１７ａ，１７ｂ
……アドレスカウンタ、１８……符号反転器、１
９ａ，１９ｂ，２２ａ，２２ｂ……加算器、２０
ａ，２０ｂ……再生像メモリ部、２１ａ，２１ｂ
……駆動部アドレス、２３ａ，２３ｂ……累算
器。なお、図中同一符号は同一または相当部分を
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 合成開口法に基づき超音波の送受信子をスキ
ヤンして超音波を送受しながら対象物体からの反
射波より得られるホログラムを用いて像再生を行
う超音波ホログラフイによる像再生装置におい
て、 各スキヤン毎に得られるホログラムから逐次行
う像再生処理のために、あらかじめ算出しておい
た超音波の波長及びホログラム面と再生面の空間
座標により決まる空間波動伝播関数を格納する空
間波動伝播関数メモリ部、 この空間波動伝播関数メモリ部内の前記空間波
動伝播関数を順次アクセスするためのアドレスカ
ウンタ、 このアドレスカウンタのアドレス制御に基づい
て前記ホログラムと前記空間波動伝播関数との積
和を求める乗算器及び第１の加算部、 再生像を格納する再生像メモリ部、 前記アドレスカウンタのアドレス及び前記送受
信子のスキヤン位置に基づいて、積和結果を前記
再生像と累算するために前記再生像メモリ部から
対応する再生像を読出すためのアドレスを求める
第２の加算器、 並びに 前記第２の加算器のアドレス制御に基づいて前
記積和結果と前記再生像を累算する累算器 を備え、 前記ホログラム面の座標と前記空間波動伝播関
数とから決まる再生像座標上でコヒーレント加算
することを特徴とする超音波ホログラフイによる
像再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292766A JPS62153886A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 超音波ホログラフィによる像再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292766A JPS62153886A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 超音波ホログラフィによる像再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62153886A JPS62153886A (ja) | 1987-07-08 |
| JPH0458632B2 true JPH0458632B2 (ja) | 1992-09-18 |
Family
ID=17786059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60292766A Granted JPS62153886A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 超音波ホログラフィによる像再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62153886A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3389726B2 (ja) * | 1995-02-24 | 2003-03-24 | いすゞ自動車株式会社 | 音源探索方式 |
| GB2578094A (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-22 | Par2 Ltd | Manual Milk-Frother |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5438144A (en) * | 1977-08-31 | 1979-03-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Acoustic holography recording method |
| JPS5833280A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Hitachi Ltd | ホログラム像再生方法 |
| JPS59137040A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-06 | 株式会社東芝 | 開口合成法超音波診断装置 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60292766A patent/JPS62153886A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62153886A (ja) | 1987-07-08 |
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