JPH0131149B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0131149B2 JPH0131149B2 JP58160103A JP16010383A JPH0131149B2 JP H0131149 B2 JPH0131149 B2 JP H0131149B2 JP 58160103 A JP58160103 A JP 58160103A JP 16010383 A JP16010383 A JP 16010383A JP H0131149 B2 JPH0131149 B2 JP H0131149B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- distance
- focusing
- angle
- present
- 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.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/534—Details of non-pulse systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (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〕
本発明は、超音波映像装置等に適応できる方位
角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関す
る。
角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関す
る。
特に、体表面にほぼ平行に位置する被検物体へ
のフオーカシングを簡単な構成により改善し得る
方位角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関
する。
のフオーカシングを簡単な構成により改善し得る
方位角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関
する。
従来のフエーズド・アレイ・ソーナーにて行わ
れていた被検物体に対するフオーカシングは、探
触子の位置すなわち開口中心からの距離が一定の
線上で行つていた。
れていた被検物体に対するフオーカシングは、探
触子の位置すなわち開口中心からの距離が一定の
線上で行つていた。
これは、第１図に示すように、フオーカシング
の最適距離が円弧状になるので、被検物体が方位
角（探触子の中心軸からの超音波ビームの振れ
角）にかかわらず、等距離に位置する場合、例え
ば直腸内から腸内壁をみる場合には満足なフオー
カシングが行えるが、体表面に探触子を置く場合
のフオーカルラインは体表面とほぼ平行に位置す
る被検物体の面とは一致せず、したがつて十分な
フオーカスを被検物体の視野角度範囲内の全域に
亘り行うことが困難であり、画像品質の劣化を招
く欠点があつた。
の最適距離が円弧状になるので、被検物体が方位
角（探触子の中心軸からの超音波ビームの振れ
角）にかかわらず、等距離に位置する場合、例え
ば直腸内から腸内壁をみる場合には満足なフオー
カシングが行えるが、体表面に探触子を置く場合
のフオーカルラインは体表面とほぼ平行に位置す
る被検物体の面とは一致せず、したがつて十分な
フオーカスを被検物体の視野角度範囲内の全域に
亘り行うことが困難であり、画像品質の劣化を招
く欠点があつた。
このため、被検物体内の傷を検出する走査型超
音波探傷装置において、検出した傷の深さを求め
て、この深さに合わせて焦点距離を表面から一定
に調整し、またビームの集束強度を一定に調整す
る技術が提案されている（特開昭58−113746号公
報）。
音波探傷装置において、検出した傷の深さを求め
て、この深さに合わせて焦点距離を表面から一定
に調整し、またビームの集束強度を一定に調整す
る技術が提案されている（特開昭58−113746号公
報）。
しかし、このように、超音波探触子のフオーカ
ルラインを表面と平行にすべての距離に対して決
定して走査するためには、走査する一つ一つの音
線ごとにその位相を変えて焦点距離を制御する必
要があり、焦点距離を調整するための送受信装置
の構成が複雑となる問題がある。
ルラインを表面と平行にすべての距離に対して決
定して走査するためには、走査する一つ一つの音
線ごとにその位相を変えて焦点距離を制御する必
要があり、焦点距離を調整するための送受信装置
の構成が複雑となる問題がある。
本発明の目的は、体表面にほぼ平行して位置す
る被検物体のフオーカシングを扇状のまま２段階
に切替えて画像品質を向上させながら、送受信装
置の回路構成が簡単である方位角適応型フエーズ
ド・アレイ・ソーナーを提供することにある。
る被検物体のフオーカシングを扇状のまま２段階
に切替えて画像品質を向上させながら、送受信装
置の回路構成が簡単である方位角適応型フエーズ
ド・アレイ・ソーナーを提供することにある。
本発明は、方位角に応じてフオーカスの状況を
２段階で変えることにより画像品質の向上を図る
ものであつて、複数個の振動子が配列されて構成
されたアレイ探触子と、この探触子を位相駆動し
て送受信される超音波ビームを扇状に走査するこ
とにより対象物の画像を得る送受信装置とを備え
た方位角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに
おいて、前記送受信装置は、前記扇状に走査して
得られる対象物の画像が鮮明に得られる領域の前
記探触子からの距離が、ひとつの走査の間に、前
記超音波ビームの中心からの角度θの小さいとき
にはその扇状領域の距離を短く、角度θが大きい
ときにはその扇状領域の距離を長く、２段階に切
替え設定する手段を備えたことを特徴とする。
２段階で変えることにより画像品質の向上を図る
ものであつて、複数個の振動子が配列されて構成
されたアレイ探触子と、この探触子を位相駆動し
て送受信される超音波ビームを扇状に走査するこ
とにより対象物の画像を得る送受信装置とを備え
た方位角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに
おいて、前記送受信装置は、前記扇状に走査して
得られる対象物の画像が鮮明に得られる領域の前
記探触子からの距離が、ひとつの走査の間に、前
記超音波ビームの中心からの角度θの小さいとき
にはその扇状領域の距離を短く、角度θが大きい
ときにはその扇状領域の距離を長く、２段階に切
替え設定する手段を備えたことを特徴とする。
以下、図面を用いて本発明の原理を詳しく説明
する。
する。
第２図および第３図は本発明のフオーカシング
を説明する図である。本発明の原理を第１図に示
す従来例装置でのフオーカシングと対比させなが
ら説明すると、体表面１２にほぼ平行な深さD1
とD2との間に存在する被検物体１３を探触子１
１の開口中心から一定距離Ｒ（ただし、Ｒは探触
子開口部と被検物体との最短距離R1と、探触子
開口部と視野内被検物体との最遠距離R2との中
間値）を保ちながらフオーカシングを行つている
ので、そのフオーカルラインは円弧状となり、被
検物体内の注目する直線状の等深度断面とは一致
しない。
を説明する図である。本発明の原理を第１図に示
す従来例装置でのフオーカシングと対比させなが
ら説明すると、体表面１２にほぼ平行な深さD1
とD2との間に存在する被検物体１３を探触子１
１の開口中心から一定距離Ｒ（ただし、Ｒは探触
子開口部と被検物体との最短距離R1と、探触子
開口部と視野内被検物体との最遠距離R2との中
間値）を保ちながらフオーカシングを行つている
ので、そのフオーカルラインは円弧状となり、被
検物体内の注目する直線状の等深度断面とは一致
しない。
ところで、本発明の装置では第２図の例えば深
さD1に沿うように近似的にフオーカルラインを
設定し、すなわち、方位角θに応じて異なるフオ
ーカシングを行い、表面に平行な線に沿うように
超音波ビームを集束させるものであり、したがつ
て装置の視野角θ2内の被検物体のある深さの領域
全域に亘り鮮明な画像を得ることができる。
さD1に沿うように近似的にフオーカルラインを
設定し、すなわち、方位角θに応じて異なるフオ
ーカシングを行い、表面に平行な線に沿うように
超音波ビームを集束させるものであり、したがつ
て装置の視野角θ2内の被検物体のある深さの領域
全域に亘り鮮明な画像を得ることができる。
そこで、第３図において、画像を特に鮮明に得
たい領域の境界を定める方位角をθ1とすると、方
位角θ≦θ1の範囲では探触子開口部から一定距離
R11を半径のフオーカルライン上にてフオーカシ
ングを行い、方位角θ2＞θ＞θ1（ただし、θ2はビ
ーム走査最大角）の領域では、例えば次式、すな
わち、 R21×cos（θ1＋θ2／２）≒R11≒D1 を満足するR21を探触子開口部を中心とする半径
のフオーカルライン上にてフオーカシングを行つ
て第２図に示すフオーカシングに近似させること
ができる。
たい領域の境界を定める方位角をθ1とすると、方
位角θ≦θ1の範囲では探触子開口部から一定距離
R11を半径のフオーカルライン上にてフオーカシ
ングを行い、方位角θ2＞θ＞θ1（ただし、θ2はビ
ーム走査最大角）の領域では、例えば次式、すな
わち、 R21×cos（θ1＋θ2／２）≒R11≒D1 を満足するR21を探触子開口部を中心とする半径
のフオーカルライン上にてフオーカシングを行つ
て第２図に示すフオーカシングに近似させること
ができる。
このように、本発明では、R12（ただしR12≒
D2）を半径とするフオーカルラインを設定して
集束度の高いフオーカシングを行うことができ
る。
D2）を半径とするフオーカルラインを設定して
集束度の高いフオーカシングを行うことができ
る。
次に、上述の方法を実行する実施例装置の構成
および動作につき説明する。第４図は本発明のフ
エーズド・アレイ・ソーナーの要部構成図であ
る。トリガー発生器１のの出力は送信用デイレー
マツプ回路２ａの入力に接続され、デイレーマツ
プ回路２ａの出力は、パルサー３に接続される。
パルサー３の出力は探触子の各トランスデユーサ
４に結合される。探触子の各トランスデユーサ４
は、受信アンプ５の入力に接続され、その受信ア
ンプ５の出力は受信用のデイレーマツプ回路２ｂ
の入力に接続される。このデイレーマツプ回路２
ｂの出力は信号処理回路６の入力に接続される。
トリガー発生器１および両デイレーマツプ回路２
ａ，２ｂはコントローラ７により制御される。同
図において、デイレーマツプ回路２ａおよび２ｂ
とコントローラ７が本発明にかかわる部分であ
る。
および動作につき説明する。第４図は本発明のフ
エーズド・アレイ・ソーナーの要部構成図であ
る。トリガー発生器１のの出力は送信用デイレー
マツプ回路２ａの入力に接続され、デイレーマツ
プ回路２ａの出力は、パルサー３に接続される。
パルサー３の出力は探触子の各トランスデユーサ
４に結合される。探触子の各トランスデユーサ４
は、受信アンプ５の入力に接続され、その受信ア
ンプ５の出力は受信用のデイレーマツプ回路２ｂ
の入力に接続される。このデイレーマツプ回路２
ｂの出力は信号処理回路６の入力に接続される。
トリガー発生器１および両デイレーマツプ回路２
ａ，２ｂはコントローラ７により制御される。同
図において、デイレーマツプ回路２ａおよび２ｂ
とコントローラ７が本発明にかかわる部分であ
る。
第４図において、コントローラ７によりタイミ
ング制御されてトリガー発生器１から発生したト
リガーは、送信用デイレーマツプ回路２ａに与え
られる。デイレーマツプ回路２ａでは、トランス
デユーサ４と同数のデイレーラインが用意されて
いて、各デイレーラインの遅延量はコントローラ
７により制御され、ビームの本発明にかかわるフ
オーカシングを考慮に入れて、送受ビームの振れ
角が所定の角度となるように遅延時間分布が決定
される。このようなデイレーマツプ回路２ａを介
して得た遅延出力はパルサー３に与えられる。パ
ルサー３は同時に付勢されるトランスデユーサ４
に個別に直結されていて、各パルサー３に対応す
るデイレーラインの出力によつて付勢され、トラ
ンスデユーサ駆動パルスを発生し、各トランスデ
ユーサ４を励振させる。これによりトランスデユ
ーサ４から定められた方角にフオーカシングされ
た超音波ビームが投射される。
ング制御されてトリガー発生器１から発生したト
リガーは、送信用デイレーマツプ回路２ａに与え
られる。デイレーマツプ回路２ａでは、トランス
デユーサ４と同数のデイレーラインが用意されて
いて、各デイレーラインの遅延量はコントローラ
７により制御され、ビームの本発明にかかわるフ
オーカシングを考慮に入れて、送受ビームの振れ
角が所定の角度となるように遅延時間分布が決定
される。このようなデイレーマツプ回路２ａを介
して得た遅延出力はパルサー３に与えられる。パ
ルサー３は同時に付勢されるトランスデユーサ４
に個別に直結されていて、各パルサー３に対応す
るデイレーラインの出力によつて付勢され、トラ
ンスデユーサ駆動パルスを発生し、各トランスデ
ユーサ４を励振させる。これによりトランスデユ
ーサ４から定められた方角にフオーカシングされ
た超音波ビームが投射される。
その後トランスデユーサ４の各エレメントで受
波され電気信号に変換された各エコー信号は受信
アンプ５にてそれぞれ所定の増幅率で増幅され、
続いて送信用デイレーマツプ回路２ａと同じ遅延
時間分布に設定された受信用デイレーマツプ回路
２ｂを経由して各エコー信号の同時性を補正した
後１本の信号に合成され、信号処理回路６に導か
れる。信号処理回路６にて処理された信号はビデ
オ信号出力端子に接続される。
波され電気信号に変換された各エコー信号は受信
アンプ５にてそれぞれ所定の増幅率で増幅され、
続いて送信用デイレーマツプ回路２ａと同じ遅延
時間分布に設定された受信用デイレーマツプ回路
２ｂを経由して各エコー信号の同時性を補正した
後１本の信号に合成され、信号処理回路６に導か
れる。信号処理回路６にて処理された信号はビデ
オ信号出力端子に接続される。
ここで、本発明の特徴とするところは、コント
ローラ７とデイレーマツプ回路２ａ，２ｂの動作
であり、このフオーカシングが２段階に切り換え
て行われるところにある。すなわち、第３図で方
位角θの絶対値が大きい領域 θ1＜｜θ｜＜θ2 のときには、フオーカシングを距離R21に定め、
方位角θの絶対値が小さい領域 ｜θ｜＜θ1 のときには、フオーカシングを距離R11に定め
る。この切り換えは、デイレーマツプの接続パタ
ーンを変更することにより行われる。
ローラ７とデイレーマツプ回路２ａ，２ｂの動作
であり、このフオーカシングが２段階に切り換え
て行われるところにある。すなわち、第３図で方
位角θの絶対値が大きい領域 θ1＜｜θ｜＜θ2 のときには、フオーカシングを距離R21に定め、
方位角θの絶対値が小さい領域 ｜θ｜＜θ1 のときには、フオーカシングを距離R11に定め
る。この切り換えは、デイレーマツプの接続パタ
ーンを変更することにより行われる。
このようにすることにより、表面からの深さが
D1の面にほぼ沿つた面をフオーカシング面とし
て、例えば体表面にほぼ平行にある被検物体の影
像を鮮明に捉えることができる。
D1の面にほぼ沿つた面をフオーカシング面とし
て、例えば体表面にほぼ平行にある被検物体の影
像を鮮明に捉えることができる。
なお、上記の説明では、送信用デイレーマツプ
回路２ａにてコントローラ７の制御により、フオ
ーカシングおよび振れ角が設定されているが、受
信用デイレーマツプ回路２ｂにて行つてもよい。
回路２ａにてコントローラ７の制御により、フオ
ーカシングおよび振れ角が設定されているが、受
信用デイレーマツプ回路２ｂにて行つてもよい。
さらに、送信用デイレーマツプ回路２ａと受信
用デイレーマツプ回路２ｂとを別々に設定しても
よい。すなわち、送信用デイレーマツプ回路２ａ
と受信用デイレーマツプ回路２ｂに異なるフオー
カルラインを設定すると、ある深さの領域の画像
を鮮明にるフオーカシング効果を得ることができ
る。
用デイレーマツプ回路２ｂとを別々に設定しても
よい。すなわち、送信用デイレーマツプ回路２ａ
と受信用デイレーマツプ回路２ｂに異なるフオー
カルラインを設定すると、ある深さの領域の画像
を鮮明にるフオーカシング効果を得ることができ
る。
本発明は、全ての深さにわたつて同一平面のフ
オーカルラインで走査する構成に比べて、特別な
ハードウエアを付加あるいは構成することなく、
２段階の深さのほぼ表面に平行な面に沿つた扇状
のフオーカルラインで走査する簡単な構成の回路
により、体表面にほぼ平行に存在する被検物体の
画像を向上させることができる。
オーカルラインで走査する構成に比べて、特別な
ハードウエアを付加あるいは構成することなく、
２段階の深さのほぼ表面に平行な面に沿つた扇状
のフオーカルラインで走査する簡単な構成の回路
により、体表面にほぼ平行に存在する被検物体の
画像を向上させることができる。
第１図は従来のフオーカシングを説明する図。
第２図は本発明の原理を説明する図。第３図は本
発明の原理を説明する図。第４図は本発明実施例
装置の要部を示すブロツク構成図。 １……トリガー発生器、２ａ，２ｂ……デイレ
ーマツプ回路、３……パルサー、４…アレイ・ト
ランスデユーサ、５……受信アンプ、６……信号
処理回路、７……コントローラ、８……ビデオ信
号出力端子、１１……探触子、１２……体表面、
１３……被検物体。
第２図は本発明の原理を説明する図。第３図は本
発明の原理を説明する図。第４図は本発明実施例
装置の要部を示すブロツク構成図。 １……トリガー発生器、２ａ，２ｂ……デイレ
ーマツプ回路、３……パルサー、４…アレイ・ト
ランスデユーサ、５……受信アンプ、６……信号
処理回路、７……コントローラ、８……ビデオ信
号出力端子、１１……探触子、１２……体表面、
１３……被検物体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の振動子が配列されて構成されたアレ
イ探触子と、 この探触子を位相駆動して送受信される超音波
ビームを扇状に走査することにより対象物の画像
を得る送受信装置と を備えた方位角適応型フエーズド・アレイ・ソー
ナーにおいて、 前記送受信装置は、 前記扇状に走査して得られる対象物の画像が鮮
明に得られる領域の前記探触子からの距離が、ひ
とつの走査の間に、前記超音波ビームの中心から
の角度θの小さいときにはその扇状領域の距離を
短く、角度θが大きいときにはその扇状領域の距
離を長く、２段階に切替え設定する手段を備えた ことを特徴とする方位角適応型フエーズド・アレ
イ・ソーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160103A JPS6052782A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160103A JPS6052782A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052782A JPS6052782A (ja) | 1985-03-26 |
| JPH0131149B2 true JPH0131149B2 (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=15707911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58160103A Granted JPS6052782A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052782A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017086035A (ja) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | 伊藤ハム株式会社 | チーズが載置された加工食品の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55129776A (en) * | 1979-03-29 | 1980-10-07 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Sound field scanning method in phased array sonar |
| JPS58113746A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Toshiba Corp | 電子走査型超音波探傷装置 |
| JPS58140657A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-20 | Hitachi Medical Corp | 超音波送受波器 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58160103A patent/JPS6052782A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6052782A (ja) | 1985-03-26 |
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