DE3600533A1 - Ultraschall-abtastgeraet - Google Patents

Ultraschall-abtastgeraet

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DE3600533A1
DE3600533A1 DE19863600533 DE3600533A DE3600533A1 DE 3600533 A1 DE3600533 A1 DE 3600533A1 DE 19863600533 DE19863600533 DE 19863600533 DE 3600533 A DE3600533 A DE 3600533A DE 3600533 A1 DE3600533 A1 DE 3600533A1
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delay
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Taketoshi Tochigi Iida
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Toshiba Corp
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    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
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Description

Ultraschall-Abtastgerät
Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Abtastgerät des Sektorabtasttyps.
\J Ultraschall-Abtastgeräte lassen sich allgemein in solche des Sektorabtasttyps und solche des Linearabtasttyps einteilen. Bei ersterem wird mittels einer eine Ultraschall-Wandlerreihe (oder -array) aufweisenden Ultraschallsonde ein Untersuchungsobjekt mit dem von der Sonde projizierten Ultraschallstrahl abgetastet. Die in der Echowelle vom Untersuchungsobjekt enthaltene Bildinformation wird auf einem Kathodenstrahlröhren-Bildschirm wiedergegeben. Da nur die Echowellen entsprechend den Brennpunkten empfangen werden, sind die Echosignale von den Wandlerelementen um unterschiedliche Zeitspannen (zueinander) verzögert. Zur Erzielung solcher Verzögerungsperioden bei der herkömmlichen Sonde werden N Wandlerelemente, in einer Reihe von Kanal 1 bis Kanal N angeordnet (arrayed), durch N Schalt(er)elemente mit einer Verzögerungsleitung verbunden. Die N Schaltelemente weisen jeweils η Schalt(er)-kontakte auf/ welche mit η Klemmen oder Anschlüssen der Verzögerungsleitung verbunden sind. Diese Schaltkontakte werden entsprechend Ablenkwinkeln von 0° bis ±9° des Ultraschallstrahls geschaltet, so daß die durch jeden Ablenkwinkel spezifizierte Echowelle empfangen werden kann.
Der herkömmliche Schalt(er)kreis benötigt für jedes
.6-
Schaltelement dieselbe Zahl von Kontakten, wie Anschlüsse der Verzögerungsleitung vorliegen. Die Zahl der Anschlüsse des Schaltelements hängt vom maximalen Ablenkwinkel ab. Für einen großen Ablenkwinkel ist daher eine große Zahl von Anschlüssen nötig. Je größer die Zahl der Anschlüsse ist, um so mehr Kontakte sind für das Schaltelement erforderlich. Das Schaltelement mit einer derart großen Kontaktzahl ist unvermeidbar groß. Das große Schaltelement besitzt eine große Streukapazität. Elektrisch betrachtet, wirft dies ein Übersprechen-Problem bei Verschlechterung des Frequenzgangs des Ultraschall-Abbildungsgeräts auf.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ultra schall-Abtastgeräts, das eine verkleinerte Zahl von Klemmen oder Anschlüssen der Verzögerungsleitung und eine verkleinerte Zahl von Schaltkontakten der Schaltelemente, die mit den Anschlüssen der Verzögerungsleitung verbunden sind, benötigt.
% 20 Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist ein Ultraschall-Abtastgerät mit einer (einem) Wandlerreihe (oder -feld) aus einer Vielzahl von Ultraschall-Wandlerelementen und einer über getrennte Schaltelemente mit den Wandlerelementen verbundenen Verzögerungsleitungseinheit. Die Wandlerreihe, die Schaltelemente und die Verzögerungsleitung sind jeweils in zwei Blöcke unterteilt. Die von diesen Blöcken erhaltenen Ultraschall-Echosignale werden durch den betreffenden Verzögerungsleitungsabschnitt summiert. Eines der summierten Signale von beiden Blöcken wird über eine feste Verzögerungsleitung an eine Addierstufe angelegt. Das andere dieser Signale wird unmittelbar an die Addierstufe angelegt. Die Addierstufe addiert sodann diese Echosignale.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild eines Ultraschall-Abtastgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine graphische Darstellung einer Charakteristik einer Verzögerungszeit entsprechend Ablenkwinkeln von 0° bis +θ° für die Sektorabtastung, 10
Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Abtastwinkels
eines Empfangsstrahls für die Sektorabtastung von Winkeln von 0° bis +θ°,
Fig. 4 eine graphische Darstellung einer Charakteristik einer Verzögerungszeit entsprechend Ablenkwinkeln von 0° bis -Θ0 bei der Sektorabtastung,
Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Abtastwinkels eines EmpfangsStrahls für die Sektorabtastung von Winkeln von 0° bis -θ°,
Fig. 6 ein Schaltbild eines Ultraschall-Abtastgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 7 ein Schaltbild eines Schalt(er)kreisteils bei
einem Ultraschall-Abtastgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 30
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ultraschall-Abtastgerät umfaßt eine Ultraschall-Sonde 11 eine Anzahl von Ultraschall-Wandlerelementen 1 - 2M. Diese Sonde ist in einen ersten und einen zweiten Block unterteilt. Der erste Block enthält Ultraschall-Wandlerelemente 1 - M, der
zweite Block Ültraschall-Wandlerelemente M+1 - 2M. Die Wandlerelemente 1 - M des ersten Blocks sind jeweils über
Verstärker 12., - 12., mit den Basis-Elektroden von ι Μ
Schalttransistoren 13.. - 13., verbunden. Die Wandlerele-
1 M
mente M+1 - 2M des zweiten Blocks sind jeweils über Verstärker 12M+1 - 122M an die Basis-Elektroden von Schalttransistoren 13M+1 - 132M angeschlossen.
Die Kollektoren der Schalttransistoren 13.. - 13„ sind jeweils mit den Sammelkontakten von Wählern, d.h. Schalt(er)elementen 14. - 14M,im ersten Schaltungs-Block 10-1 verbunden. Die Kollektoren der Schalttransistoren 13w+1 - 132M sind jeweils mit den Sammelkontakten von Schalt(er)elementen (z.B. Analogschalter TC4O51 der Fa. TOSHIBA CORP., Japan) 14M+- - 142M im zweiten Schaltungs-Block 10-2 verbunden. Die Ausgangskontakte C1 - CN der Schaltelemente 14, - 14., sind an Klemmen oder Anschlüs-
1 M
se T1 - TN einer Verzögerungsleitung 15-1 mit einer Lauf- oder Verzögerungszeit von maximal T/2 angeschlossen. Die Ausgangskontakte C1 - CN der Schaltelemente 14„+1 - 142M sind an die Anschlüsse T1 - TN einer Verzögerungsleitung 15-2 mit einer Lauf- oder Verzögerungszeit von maximal T/2 angeschlossen.
Jedes Schaltelement wählt einen der Ausgangskontakte C1 - CN nach Maßgabe des Ablenk- oder Führungswinkels (steering angle) und der Brennweite des UltraschallStrahls. Mittels eingebauter Programme wird bestimmt, welches Element welchen Ausgangskontakt nach Maßgabe von Führungswinkel und Brennweite wählt.
Die Ausgangsklemmen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 sind mit den Sammelklemmen von Schaltern 16-1 und 16-2 verbunden, deren Kontakte 16.. und 16~. über eine
1 a 2t>
feste Verzögerungsleitung 17 und einen Verstärker 18 mit
.9·
einer Addierstufe 19 verbunden sind. Die Kontakte 16.
2 sind unmittelba an die Addierstufe 19 angeschlossen
und 162 der Schalter 16-1 bzw. 16-2 sind unmittelbar
Nachstehend ist die Arbeitsweise des Ultraschall-Abtastgeräts mit dem beschriebenen Aufbau erläutert. Wenn der Ultraschallstrahl eine Sektorabtastung von Winkeln
00 - +θ°, d.h. über den halben Zyklus gemäß Fig. 2, durchführt, schließen die Schalter 16-1 und 16-2 die Kontakte 16.., bzw. 162,. Dabei werden die Echosignale von den Ultraschall-Wandlerelementen 1 - M der Kanäle
1 - M über die Schaltelemente 14., - 14.. im ersten Block
ι Μ
10-1 zur Verzögerungsleitung 15-1 geliefert. Jedes Schaltelement 14., - 14„ wird dabei mit einem der Kontakte
ι M
C1 - CN verbunden. Die Echosignale von den Wandlerelementen 14.. - 14 werden sequentiell von einer Mindestverzögerungszeit O bis zur maximalen Verzögerungszeit T/2 verzögert. Sodann werden diese Signale zur Lieferung eines Signals S1 addiert. Das Signal S1 wird über den Kontakt 16- der Addierstufe 19 eingegeben.
Beim Ultraschall-Abtastgerät gemäß dieser Ausführungsform werden die Echosignale durch Ströme gebildet, die selektiv über die Kollektor-Emitterstrecken der Transistoren 13 .j - 13 über die Schaltelemente 14«. - 14 fließen. Diese Ströme fließen dann, wenn die Ausgangsspannungssignale der Ultraschall-Wandlerelemente 1 - M selektiv an die Basis-Elektroden der Transistoren 13.. - 13 angelegt werden.
Die Echosignale von den Wandlerelementen M+1 - 2M der Kanäle M - 2M werden der Verzögerungsleitung 15-2 über die Schaltelemente 14M+1 - 142M im zweiten Schaltungs-Block 10-2 zugeführt. Dabei sind oder werden die Schaltelemente 14M+1 - 142M jeweils mit den Kontakten C1 - CN
verbunden. Die Echosignale von den Wandlerelementen M+1 - 2M werden sequentiell von einer Mindestverzögerungszeit O bis zur maximalen Verzögerungszeit T/2 verzögert und dann zur Lieferung eines Echosignals S2 addiert. Das Signal S2 wird der Addierstufe 19 über den Kontakt 16- , die feste Verzögerungsleitung 17 der Verzögerung T/2 und den Verstärker 18 eingegeben.
Die Signale S1 und S2 werden an der Stelle der Schalter 16-1 und 16-2 der maximalen Verzögerung T/2 unterworfen. Da das Signal S2 die feste Verzögerungsleitung 17 einer Verzögerung von T/2 durchläuft, wird es mit einem Maximum von T verzögert. Fig. 3 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Verzögerungszeit des Echosignals und den Kanälen 1 - M. In Fig. 3 steht die ausgezogene Linie für die Beziehung, die bei Ablenkung des Ultraschallstrahls bis zu einem Winkel Θ0 vorliegt. Diese gerade Linie verschiebt sich waagerecht gegenüber der Kanalmitte (M), wenn die Schaltelemente 14- - 142M jeweils sequentiell von den Kontakten C1 auf CN umgeschaltet werden. Wenn die gerade Linie waagerecht liegt, werden alle Echosignale mit derselben Verzögerungszeit (T/2) verzögert. In diesem Zustand liegt der Ultraschallstrahl in der Position des Winkels 0°.
Wenn der Ultraschallstrahl um Winkel 0° bis-Θ° abgelenkt oder geführt wird, schalten die Schalter 16-1 und 16-2 auf die Kontakte 16- bzw. 162_ um. Wie im Fall des erwähnten Halbzyklus (oder der Halbperiode) werden die Echosignale von den Wandlerelementen 1 - M der Kanäle 1 - M zur Verzögerungsleitung 15-1 über die Schaltelemente 14- - 14M im ersten Schaltungs-Block 10-1 geliefert. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Schaltelemente 14- - 14„ auf die Kontakte C/1 umgeschaltet worden. Die Echosignale von den Wandlerelementen 1 - M werden daher sämtlich in
einem verzögerten Zustand zusaininenaddiert. Das addierte Echosignal S1 wird der Addierstufe 19 über die feste oder Festzeit-Verzögerungsleitung 17 und den Verstärker 18 eingegeben. Somit wird das um die Zeit T/2 verzögerte Signal S1 an die Addierstufe 19 angelegt. Echosignale von den Wandlerelementen M+1 - 2M der Kanäle M - 2M werden zur Verzögerungsleitung 15-2 über die Schaltelemente 14M+1 - 142M im zweiten Schaltungs-Block 10-2 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Schaltelemente ^M+1 ~ ^?M au^ ^e Kontakte CN umgeschaltet. Die Echosignale von den Wandlerelementen M+1 - 2M werden daher sämtlich einer maximalen Verzögerung von T/2 unterworfen und zusammenaddiert. Das addierte Echosignal S2 wird über den Kontakt 16» unmittelbar an die Addierstufe 19 angelegt.
In diesem Zustand bzw. unter dieser Bedingung werden die der Addierstufe 19 zugeführten Signale S1 und S2 mit dem Maximum von T/2 verzögert. Dieser Zustand zeigt an, daß äer Ablenkwinkel des Ultraschallstrahls 0° beträgt. Aus diesem Zustand werden die Schaltelemente 14., - 14,. und
ι M
14„+1 - 14-w sequentiell umgeschaltet, im Gegensatz zu der in Fig. 3 gezeigten Charakteristik variiert die Verzögerung scharakter is tik gemäß Fig. 5 geradlinig und nach rechts unten. Insbesondere werden dabei die Schaltelemente 1 - M (14.. - 14M) jeweils sequentiell von den Kontakten C1 auf die Kontakte CN umgeschaltet. Die Echosignale von den Wandlerelementen 1 - M werden sequentiell einer Verzögerung O - T/2 unterworfen und zusammenaddiert. Das addierte Echosignal S1 wird über den Kontakt 16.. , die Verzögerungsleitung 17 und den Verstärker 18 der Addierstufe 19 eingespeist. Echosignale 14 1 - 142M der Kanäle M - 2M werden über den zweiten Schaltungs-Block 10-2 der Verzögerungsleitung 15-2 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt werden <sind)die Schaltelemente 14 „· - 14"
M+1 2M
sequentiell
mit den Kontakten C1 - CN verbunden (worden). Mit diesem Umschaltvorgang werden die Echosignale von den Wandlerelementen M+1 - 2M sequentiell um die Zeiten O bis T/2 verzögert und zusammenaddiert. Das addierte Echosignal S2 wird über den Kontakt 162a unmittelbar an die Addierstufe 19 angelegt.
Durch Wiederholung der vorstehend beschriebenen Arbeitsreihenfolge wird der Ultraschallstrahl um Winkel -θ°, 0° und +θ° abgelenkt. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden die Echosignale von der Sonde 11 mit den Kanälen 1 - 2M in zwei Blöcke unterteilt, und diese Signale werden (sodann) verarbeitet. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung braucht dabei nicht alle Kanäle 1 - 2M, sondern nur die Hälfte der Kanäle zu umfassen. Durch dieses Merkmal werden eine Verkleinerung der Abmessungen der Verzögerungsleitung und eine Senkung der Herstellungskosten realisiert. Außerdem halbiert sich im Vergleich zum bisherigen Gerät die nötige Zahl von Klemmen oder Anschlüssen für die Schaltelemente.
Durch die verkleinerte Zahl von Anschlüssen verringert sich offensichtlich die den Schaltelementen eigene Streukapazität sowie der Durchschaltwiderstand der Elemente. Infolgedessen wird eine Beeinflussung der Echosignale durch Störsignale ("Rauschen") verringert.
In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Ausgangsklemmen der Verzögerungsleitungen 15-2 und 15-2 in erstem bzw. zweitem Schaltungs-Block 10-1 bzw. 10-2 mit gemeinsamen Klemmen bzw. Sammelklemmen von Schaltern 16-1 und 16-2 verbunden sind. Die Kontakte 1O1J3 und 162 der Schalter 16-1 bzw. 16-2 sind zusammengeschaltet und weiterhin an die Ausgangsklemme angeschlossen. Der Kontakt 16^_ ä.es Schalters 16-1 ist mit einem Höchstverzögerungsanschluß
der Verzögerungsleitung 15-2 verbunden. Der Kontakt des Schalters 16-2 ist über einen Verstärker 18-2 mit einem Höchstverzögerungsanschluß der Verzögerungsleitung 15-1 im ersten Schaltungs-Block 10-1 verbunden.
Wenn bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 die Schalter 16-1 und 16-2 auf die Kontakte 16.. bzw. 162a umgeschaltet sind, wird das die Verzögerungsleitung 15-1 im Block 10-1 durchlaufende Echosignal über den Kontakt 16. und
ι a dßn Verstärker 18-1 an den Höchstverzögerungsanschluß der Verzögerungsleitung 15-2 im Block 10-2 angelegt. Das Echosignal wird durch die Verzögerungsleitung 15-2 mit der maximalen Verzögerungszeit T/2 verzögert. Das verzögerte Signal wird über den Kontakt 162a des Schalters 16-2 zur Ausgangsklemme ausgegeben. Andererseits wird das Echosignal vom zweiten Schaltungs-Block 10-2 über den Kontakt 162 an die Ausgangsklemme angelegt. Das Echosignal vom ersten Schaltungs-Block 10-1 wird daher durch die Verzögerungsleitung 15-1 in diesem Block um die Verzögerungsgröße dieser Verzögerungsleitung und weiterhin durch die Verzögerungsleitung 15-2 des zweiten Schaltungs-Blocks 10-2 um T/2 verzögert. Die in Fig.5 als schraffierter Abschnitt angegebene Verzögerungszeit wird durch eine derartige Verzögerung als die Summe der Verzögerungen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 gewährleistet.
Wenn die Schalter 16-1 und 16-2 auf die Kontakte 16-, bzw. 16p, umgeschaltet sind, wird das Echosignal bom Block 10-1 über den Kontakt 16.., an die Ausgangsklemme angelegt. Das Echosignal vom Block 10-2 wird über den
Kontakt 16~. und den Verstärker 18-2 dem Höchstver-2b
zögerungsanschluß der Verzögerungsleitung 15-1 im ersten Schaltungs-Block 10-1 aufgeprägt. Das Echosignal wird durch die Verzögerungsleitung 15-1 um die maximale Ver-
zögerungszeit von T/2 verzögert und über den Kontakt 16 zur Ausgangsklemme ausgegeben. In diesem Fall wird das Echosignal vom ersten Schaltungs-Block 10-1 durch dessen Verzögerungsleitung 15-1 um deren Verzögerungsgröße (amount of delay) und weiterhin durch die Verzögerungsleitung 15-2 des zweiten Schaltungs-Blocks 10-2 um die Zeit T/2 verzögert. Die in Fig. 5 als schraffierter Abschnitt dargestellte Verzögerungszeit wird durch eine solche Verzögerung als Summe der Verzögerungen oder Verzögerungsgrößen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 sichergestellt. In diesem Fall wird das Echosignal vom zweiten Schaltungsblock 10-2 durch dessen Verzögerungsleitung 15-2 um deren Verzögerungsgröße verzögert/ um weiterhin durch die Verzögerungsleitung 15-1 des ersten Schaltungsblocks 10-1 um die Zeit T/2 verzögert zu werden. Die in Fig. 3 als schraffierter Abschnitt angegebene Verzögerungszeit wird durch eine solche Verzögerung als die Summe der Verzögerungen oder Verzögerungsgrößen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 sicher- gestellt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, werden bei der zweiten Ausführungsform die Verzögerungsleitungen der Blöcke 10-1 und 10-2 anstelle der festen Verzögerungsleitung 17 bei der ersten Ausführungsform verwendet. Mit dieser Anordnung können die Zahl der Verzögerungselemente verkleinert und die Herstellungskosten verringert werden.
Bei diesen Ausführungsformen wird durch die Impedanz der festen Verzögerungsleitung 17 oder der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 der Blöcke 10-1 bzw. 10-2 der Pegel bzw. die Größe des an die Addierstufe 19 oder die Ausgangsklemme angelegten Signals auf etwa die Hälfte reduziert. Zum Ausgleich für diesen Pegelabfall sind der Verstärker 18 oder die Verstärker 18-1 und 18-2, deren
/s· ■■■ ■
Verstärkungsgrad jeweils für eine solche Pegelkompensation zweckmäßig gewählt ist, am Ausgang der Verzögerungsleitung 17 oder der Kontakte 161a und 162b vorgesehen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.7 dargestellt. Dabei umfaßt der Echosignal-Verzögerungsabschnitt, welcher die Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 oder diese Leitungen sowie eine weitere Verzögerungsleitung 17 gemäß den vorher beschriebenen Ausführungsformen aufweist, Verzögerungsleitungselemente 15^1 - 15_. sowie jeweils zwischen diese Elemente eingeschaltete Verstärker A1 - AN. Durch die Anordnung der Verstärker wird ein Pegelabfall durch die Verzögerungsleitungselemente kompensiert. Ersichtlicherweise können die Kompensier-Verstärker für eine zweckmäßige Zahl von Verzögerungsleitungselementen, d.h. von mehr als drei Elementen, vorgesehen sein.
Wie vorstehend beschrieben, werden die Echosignale von einer Vielzahl von Kanälen der Ultraschall-Wandlersonde in mindestens zwei Blöcke unterteilt. Diese in Blöcke unterteilten Signale werden der festen Verzögerungsleitungseinheit unterworfen. Die Zahl der Schaltelemente zum Ablenken des Ultraschallstrahls kann verkleinert werden. Dies führt zu einer Kostenverringerung sowie zu einer Verkleinerung der Streukapazität und des Durchschaltwiderstands (on resistance) der Schaltelemente .
Leerseite -

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE
1. Ultraschall-Abtastgerät zum Ablenken oder Führen (steering) von Ultraschallstrahlen in einer Ebene, gekennzeichnet durch
ein(e) Wandlerreihe oder -feld mit 2M in einer Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen (1 - 2M) zum Umwandeln von Ultraschall-Echos in elektrische Echosignale (mit M = eine ganze Zahl), eine erste Verzögerungsleitungseinheit (15-1) mit einer Vielzahl von Anzapfungen (T1 - TN) zur Gewährleistung verschiedener Lauf- oder Verzögerungszeiten, eine erste Gruppe von Wählern (14- - 14„), die jeweils mit den ersten bis M-ten Utraschall-Wandlerelementen (1 - M) der Wandlerreihe verbunden sind und die jeweils das betreffende der ersten bis M-ten Ultraschall-Wandlerelemente mit einer der Anzapfungen der ersten Verzögerungsleitungseinheit verbinden, um die Verzögerungszeiten der Echosignale von erstem bis M-tem Wandlerelement zu variieren, eine zweite Verzögerungsleitungseinheit (15-2) mit einer Vielzahl von Anzapfungen (T1 - TN) zur Gewährleistung unterschiedlicher Verzögerungszeiten, eine zweite Gruppe von Wählern (14 «. - 14~M) , die
mit den (M+1)-ten bis 2M-ten Ultraschall-Wandlerelementen der Wandlerreihe verbunden sind und die jeweils das betreffende der (M+1)-ten bis 2M-ten Ultraschall-Wandlerelemente mit einer der Anzapfungen der zweiten Verzögerungsleitungseinheit verbinden, um die Verzögerungszeiten der Echosignale der (M+1)-ten bis 2M-ten Wandlerelemente zu variieren,
eine dritte Verzögerungsleitungseinheit (17) mit einer vorbestimmten Lauf- oder Verzögerungszeit, eine Einheit (19) zum Addieren des Ausgangssignals der dritten Verzögerungsleitungseinheit und des Ausgangssignals einer der ersten und zweiten Verzögerungsleitungseinheiten und
Schalt(er)einheiten (16-1/ 16-2) zum abwechselnden Verbinden der Ausgänge von erster und zweiter Verzögerungsleitungseinheit mit der dritten Verzögerungsleitung(seinheit) und der Addiereinheit.
2. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (18) an den Ausgang der dritten Verzögerungsleitungseinheit angeschlossen ist.
3. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Verzögerungsleitungseinheit jeweils eine Anzahl von Verzögerungsleitung sei ementen C5E1 - 15EN) mit festen Lauf- oder Verzögerungszeiten aufweisen und daß mehrere Verstärker (A1 - AN) bei mindestens einem der Verzögerungsleitungselemente jeweils in Reihe geschaltet sind.
4. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Gruppe von Wählern jeweils einen Analogschalter (14- - 14 , 14M+- - I^j^) aufweisen.
5. Ultraschall-Abtastgerät zum Ablenken oder Führen von
Ultraschallstrahlen in einer Ebene, gekennzeichnet durch
ein(e) Wandlerreihe oder -feld mit 2M in einer Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen (1 - 2M) zum
Umwandeln von Ultraschall-Echos in elektrische Echosignale (mit M = eine ganze Zahl), eine erste Verzögerungsleitungseinheit (15-1) mit einer Vielzahl von Anzapfungen (T1 - TN) zur Gewährleistung verschiedener Lauf- oder Verzögerungszeiten, eine erste Gruppe von Wählern (14.. - 14..) , die jeweils mit den ersten bis M-ten Ultraschall-Wandlerelementen (1 - M) der Wandlerreihe verbunden sind und die jeweils das betreffende der ersten bis M-ten Ultraschall-Wandlerelemente mit einer der Anzapfungen der ersten Verzögerungsleitungseinheit verbinden, um die Verzögerungszeiten der Echosignale von erstem bis M-tem Wandlerelement zu variieren,
eine zweite Verzögerungsleitungseinheit (15-2) mit einer Vielzahl von Anzapfungen (T1 - TN) zur Gewährleistung unterschiedlicher Spitzen (tops) oder Verzögerungszeiten ,
eine zweite Gruppe von Wählern (14M+1 - 142„), die mit den (M+1)-ten bis 2M-ten ültraschall-Wandlerelementen der Wandlerreihe verbunden sind und die jeweils das betreffende der (M+1)-ten bis 2M-ten Ultraschall-Wandlerelemente mit einer der Anzapfungen der zweiten Verzögerungsleitungseinheit verbinden, um die Verzögerung szeiten der Echosignale der (M+1)-ten bis 2M-ten Wandlerelemente zu variieren, und eine Schalt(er)einheit (16) zum abwechselnden Einspeisen des Ausgangssignals der ersten Verzögerungsleitungseinheit in die zweite Verzögerungsleitungseinheit oder umgekehrt.
6. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt (er) einheit mit einem Verstärker (18-1, 18-2) zum Kompensieren des Pegelabfalls des Echosignals verbunden ist.
7. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Verzögerungsleitungseinheit jeweils eine Anzahl von Verzögerungsleitung se lernen ten (15E1 - 15EN) mit festen Lauf- oder Verzögerungszeiten aufweisen und daß mehrere Verstärker (A1 - AN) bei mindestens einem der Verzögerungsleitungselemente jeweils in Reihe geschaltet sind.
8. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Gruppe von Wählern jeweils einen Analogschalter (14.. - 14,., 14M+- - 142M) aufweisen.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2766282B2 (ja) * 1988-12-24 1998-06-18 株式会社東芝 超音波診断装置
DE4414081C1 (de) * 1994-04-22 1995-10-12 Sonident Anstalt Verfahren und Vorrichtung zum Abtasten eines Ultraschallfeldes
US8241217B2 (en) 1995-06-29 2012-08-14 Teratech Corporation Portable ultrasound imaging data
US5590658A (en) * 1995-06-29 1997-01-07 Teratech Corporation Portable ultrasound imaging system
US5763785A (en) * 1995-06-29 1998-06-09 Massachusetts Institute Of Technology Integrated beam forming and focusing processing circuit for use in an ultrasound imaging system
US7500952B1 (en) 1995-06-29 2009-03-10 Teratech Corporation Portable ultrasound imaging system
SG134188A1 (en) * 2006-01-11 2007-08-29 Sony Corp Display unit with sound generation system
US20100228130A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-09 Teratech Corporation Portable ultrasound imaging system
US11777552B2 (en) * 2016-11-10 2023-10-03 Leltek Inc. Method for transceiving signals and transceiver using the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919683A (en) * 1973-05-21 1975-11-11 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus
GB1503532A (en) * 1974-03-01 1978-03-15 Philips Ltd Untrasonic examination
FR2399661A1 (fr) * 1977-08-05 1979-03-02 Anvar Perfectionnements aux dispositifs de formation d'images ultrasonores en echographie b
US4235111A (en) * 1976-09-29 1980-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for ultrasonic scanning
US4392379A (en) * 1980-02-12 1983-07-12 Yokogawa Electric Works Ultrasonic diagnostic equipment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4257271A (en) * 1979-01-02 1981-03-24 New York Institute Of Technology Selectable delay system
JPS55158706U (de) * 1979-05-04 1980-11-14
JPH0138540Y2 (de) * 1980-06-30 1989-11-17
US4534359A (en) * 1982-12-02 1985-08-13 General Electric Company Method and means for determining frequency selective tissue attenuation in a baseband ultrasonic imaging system
US4505156A (en) * 1983-06-21 1985-03-19 Sound Products Company L.P. Method and apparatus for switching multi-element transducer arrays
JPS6176142A (ja) * 1984-09-25 1986-04-18 株式会社日立製作所 超音波受波整相回路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919683A (en) * 1973-05-21 1975-11-11 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus
GB1503532A (en) * 1974-03-01 1978-03-15 Philips Ltd Untrasonic examination
US4235111A (en) * 1976-09-29 1980-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for ultrasonic scanning
FR2399661A1 (fr) * 1977-08-05 1979-03-02 Anvar Perfectionnements aux dispositifs de formation d'images ultrasonores en echographie b
US4392379A (en) * 1980-02-12 1983-07-12 Yokogawa Electric Works Ultrasonic diagnostic equipment

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z: f. Acoust. Soc. Am., Vol. 75, No. 6, June 1984, S. 1837-1847
US-Z: J. Acoust. Soc. Am., Vol. 75, No. 6, June 1984, S. 1837-1847 *

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US4663973A (en) 1987-05-12
JPH0693894B2 (ja) 1994-11-24
JPS61162938A (ja) 1986-07-23

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