JPH0257242A - メカニカルセクタ型超音波診断装置 - Google Patents
メカニカルセクタ型超音波診断装置Info
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- JPH0257242A JPH0257242A JP63208723A JP20872388A JPH0257242A JP H0257242 A JPH0257242 A JP H0257242A JP 63208723 A JP63208723 A JP 63208723A JP 20872388 A JP20872388 A JP 20872388A JP H0257242 A JPH0257242 A JP H0257242A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、超音波ビームの走査を、トランスデユーサの
機械的走査によシ行なうメカニカルセクタ型超音波診断
装置に関するものである。
機械的走査によシ行なうメカニカルセクタ型超音波診断
装置に関するものである。
従来の技術
従来より、メカニカルセクタ型超音波診断装置は、超音
波探触子中に備えられているトランスデユーサを、モー
タの駆動力を利用してメカニカルに一方向回転、または
往復回転（揺動）運動させることにより、超音波ビーム
の走査を行なっている。以下、図面を参照しながら上記
従来例について説明する。
波探触子中に備えられているトランスデユーサを、モー
タの駆動力を利用してメカニカルに一方向回転、または
往復回転（揺動）運動させることにより、超音波ビーム
の走査を行なっている。以下、図面を参照しながら上記
従来例について説明する。
第５図に示すようにフレーム１の先端側でトランスデュ
ーサ２の回転軸３がベアリング４を介して回転可能に保
持されている。フレーム１の内方で従動軸５がベアリン
グ６を介して回転可能に支持され、従動軸５の中央部と
側方に従動歯車７と駆動タイミングベルトプーリ８が取
り付けられている。回転軸３上に従動タイミングベルト
プーリ９が取り付けられ、これら駆動タイミングベルト
プーリ８と従動タイミングベルトプーリ９にタイミング
ベル）１０ が掛けられている。フレーム】には直流の
モータ１１ が取り付けられ、モータ１１の駆動軸１２
がフレーム１に挿通され、駆動軸１２の内方突出端部に
駆動歯車１３が取シ付けられ、この駆動歯車１３が上記
従動歯車７にかみ合わされている。したがって、モータ
１１ の駆動により駆動歯車１３、従動歯車７を介して
従動軸５が回転され、この従動軸５０回転により駆動タ
イミングベルトプーリ８、タイミングベルト１０、従動
タイミングベルトプーリ９を介して回転軸３およびトラ
ンスデユーサ２が一方向回転、または往復回転（揺動）
される。モータ１１の駆動軸１２にはロータリーエンコ
ーダ１４、若しくはポテンシコメータなどの位置検出器
が取シ付けられ、モータ駆動回路１５ により駆動され
るモータ】１ の駆動軸１２の回転位置（トランスデュ
ーサ２の回転位置）が時々刻々検出される。このロータ
リーエンコーダ１４により得られた回転位置情報とリフ
ァレンスクロック発生回路１６からのリファレンスクロ
ックに基づいてＰＬＬ （フェイズロックループ）制御
回路１７の制御によりモータ１駆動回路１５を介してモ
ータ１１ の駆動軸１２の回転速度（トランスデューサ
２の回転速度）が制御される。
ーサ２の回転軸３がベアリング４を介して回転可能に保
持されている。フレーム１の内方で従動軸５がベアリン
グ６を介して回転可能に支持され、従動軸５の中央部と
側方に従動歯車７と駆動タイミングベルトプーリ８が取
り付けられている。回転軸３上に従動タイミングベルト
プーリ９が取り付けられ、これら駆動タイミングベルト
プーリ８と従動タイミングベルトプーリ９にタイミング
ベル）１０ が掛けられている。フレーム】には直流の
モータ１１ が取り付けられ、モータ１１の駆動軸１２
がフレーム１に挿通され、駆動軸１２の内方突出端部に
駆動歯車１３が取シ付けられ、この駆動歯車１３が上記
従動歯車７にかみ合わされている。したがって、モータ
１１ の駆動により駆動歯車１３、従動歯車７を介して
従動軸５が回転され、この従動軸５０回転により駆動タ
イミングベルトプーリ８、タイミングベルト１０、従動
タイミングベルトプーリ９を介して回転軸３およびトラ
ンスデユーサ２が一方向回転、または往復回転（揺動）
される。モータ１１の駆動軸１２にはロータリーエンコ
ーダ１４、若しくはポテンシコメータなどの位置検出器
が取シ付けられ、モータ駆動回路１５ により駆動され
るモータ】１ の駆動軸１２の回転位置（トランスデュ
ーサ２の回転位置）が時々刻々検出される。このロータ
リーエンコーダ１４により得られた回転位置情報とリフ
ァレンスクロック発生回路１６からのリファレンスクロ
ックに基づいてＰＬＬ （フェイズロックループ）制御
回路１７の制御によりモータ１駆動回路１５を介してモ
ータ１１ の駆動軸１２の回転速度（トランスデューサ
２の回転速度）が制御される。
発明が解決しようとする課題
従来のメカニカルセクタ型超音波診断装置は、超音波診
断画像を得るために、上記のようにトランスデューサ２
を一方向回転、または往復回転（揺動）運動させて超音
波ビームの走査を行ない、このトランスデユーサ２はＰ
ＬＬ制御回路１７などのフィードバック制御系で一定回
転速度となるように制御している。一方、メカニカルセ
クタ型超音波診断装置はスキャニング動作機構の部品の
精度や組立状態によってスキャニング動作機構の負荷が
超音波探触子ごとに異なり、まだ、スキャニング動作機
構の摩耗や変形などの経時的な変化、使用環境条件の変
化によっても負荷が変化する。
断画像を得るために、上記のようにトランスデューサ２
を一方向回転、または往復回転（揺動）運動させて超音
波ビームの走査を行ない、このトランスデユーサ２はＰ
ＬＬ制御回路１７などのフィードバック制御系で一定回
転速度となるように制御している。一方、メカニカルセ
クタ型超音波診断装置はスキャニング動作機構の部品の
精度や組立状態によってスキャニング動作機構の負荷が
超音波探触子ごとに異なり、まだ、スキャニング動作機
構の摩耗や変形などの経時的な変化、使用環境条件の変
化によっても負荷が変化する。
しかしながら、上記従来例の一般的なＰＬＬ制御では、
リファレンスクロック発生回路１６からのリファレンス
クロックが固定であるので、負荷の大きさに相当する目
標位置に対する誤差を生じる。
リファレンスクロック発生回路１６からのリファレンス
クロックが固定であるので、負荷の大きさに相当する目
標位置に対する誤差を生じる。
この誤差はメカニカルセクタ型超音波診断装置において
、目標とする超音波ビームの走査位置に対して実際の走
査位置に誤差を生じる。この誤差量が一画像表示の間で
変化すると、超音波診断画像に歪や揺れを生じる。この
画像歪や揺れは超音波診断における寸法計測などの場合
に誤差を生じ、誤診につながるという課題があった。
、目標とする超音波ビームの走査位置に対して実際の走
査位置に誤差を生じる。この誤差量が一画像表示の間で
変化すると、超音波診断画像に歪や揺れを生じる。この
画像歪や揺れは超音波診断における寸法計測などの場合
に誤差を生じ、誤診につながるという課題があった。
本発明は、このような従来例の課題を解決するものであ
シ、画像表示的、あるいは診断を中断している間に、超
音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷変
動を検出し、負荷によって発生する超音波ビーム走査位
置の誤差を補正することができ、したがって、画像の揺
れや歪を最小にし、画像上での寸法計測による誤差をな
くし、誤診を低減することができるようにしたメカニカ
ルセクタ型超音波診断装置を提供することを目的とする
ものである。
シ、画像表示的、あるいは診断を中断している間に、超
音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷変
動を検出し、負荷によって発生する超音波ビーム走査位
置の誤差を補正することができ、したがって、画像の揺
れや歪を最小にし、画像上での寸法計測による誤差をな
くし、誤診を低減することができるようにしたメカニカ
ルセクタ型超音波診断装置を提供することを目的とする
ものである。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は、
トランスデユーサ、このトランスデューサをメカニカル
にスキャニング動作させるための機構およびその駆動用
のモータを有するメカニカルセクタ型の超音波探触子と
、この超音波探触子をスキャニング動作させるためのモ
ータの駆動回路と、上記超音波探触子のスキャニング動
作機構の動作負荷を測定する測定手段と、上記モータの
駆動軸の回転角度検出手段々、上記測定手段で測定した
負荷と上記回転角度検出手段で検出した回転位置の情報
に基づき、上記負荷量に応じて発生するスキャニング位
置の誤差を算出し、この誤差を補正するように上記モー
タ駆動回路を制御する補正制御手段を具備したものであ
る。
トランスデユーサ、このトランスデューサをメカニカル
にスキャニング動作させるための機構およびその駆動用
のモータを有するメカニカルセクタ型の超音波探触子と
、この超音波探触子をスキャニング動作させるためのモ
ータの駆動回路と、上記超音波探触子のスキャニング動
作機構の動作負荷を測定する測定手段と、上記モータの
駆動軸の回転角度検出手段々、上記測定手段で測定した
負荷と上記回転角度検出手段で検出した回転位置の情報
に基づき、上記負荷量に応じて発生するスキャニング位
置の誤差を算出し、この誤差を補正するように上記モー
タ駆動回路を制御する補正制御手段を具備したものであ
る。
そして、上記補正制御手段が測定手段で測定した負荷と
回転角度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、
スキャニング位置の誤差を補正するタイミングでリファ
レンスクロックを発生するファレンスタイミング発生手
段と、このリファレンスクロックを用いてモータ駆動回
路を制御するＰＬＬ制御回路を備え、または上記補正制
御手段が測定手段で測定した負荷と回転角度検出手段で
検出した回転位置の情報に基づき、スキャニング位置の
誤差を補正するための係数を設定する誤差補正係数設定
手段と、リファレンスクロックを発生するリファレンス
クロック発生手段と、このリファレンスクロックを用い
てモータ駆動回路を制御するＰＬＬ制御回路と、上記誤
差補正係数設定手段で設定された誤差補正係数に基づき
、上記ＰＬＬ回路のＰＬＬゲインを可変して上記モータ
駆動回路を制御するＰＬＬゲイン可変手段を備えたもの
である。
回転角度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、
スキャニング位置の誤差を補正するタイミングでリファ
レンスクロックを発生するファレンスタイミング発生手
段と、このリファレンスクロックを用いてモータ駆動回
路を制御するＰＬＬ制御回路を備え、または上記補正制
御手段が測定手段で測定した負荷と回転角度検出手段で
検出した回転位置の情報に基づき、スキャニング位置の
誤差を補正するための係数を設定する誤差補正係数設定
手段と、リファレンスクロックを発生するリファレンス
クロック発生手段と、このリファレンスクロックを用い
てモータ駆動回路を制御するＰＬＬ制御回路と、上記誤
差補正係数設定手段で設定された誤差補正係数に基づき
、上記ＰＬＬ回路のＰＬＬゲインを可変して上記モータ
駆動回路を制御するＰＬＬゲイン可変手段を備えたもの
である。
作 用
本発明は、上記構成によシ次のような作用を有する。
測定手段によりメカニカルセクタ型の超音波探触子のス
キャニング動作機構の負荷および負荷変動を測定し、こ
の測定情報と回転角度検出手段によるモータの駆動軸の
回転位置情報に基づき、上記負荷量に応じて発生するス
キャニング位置、すなわち超音波ビームの走査位置の誤
差を算出し、この誤差を補正するようにモータ駆動回路
を補正制御手段により制御する。
キャニング動作機構の負荷および負荷変動を測定し、こ
の測定情報と回転角度検出手段によるモータの駆動軸の
回転位置情報に基づき、上記負荷量に応じて発生するス
キャニング位置、すなわち超音波ビームの走査位置の誤
差を算出し、この誤差を補正するようにモータ駆動回路
を補正制御手段により制御する。
実際の画像表示モードでは、走査位置誤差を補正するよ
うに超音波ビーム送信のタイミングを制御するか、若し
くは走査位置誤差が一定となるようにモータの駆動軸の
回転速度を制御することによって超音波画像の歪をなく
し、画像上にキャリパ−を設定し、寸法を計測する場合
の誤差を最小にすることができる。
うに超音波ビーム送信のタイミングを制御するか、若し
くは走査位置誤差が一定となるようにモータの駆動軸の
回転速度を制御することによって超音波画像の歪をなく
し、画像上にキャリパ−を設定し、寸法を計測する場合
の誤差を最小にすることができる。
実施例
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
まず、本発明の第１の実施例について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例におけるメカニカルセク
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図である。
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図である。
本実施例において、トランスデューサ２をスキャニング
動作するための機構は、上述した第５図に示す従来のメ
カニカルセクタ型の超音波探触子と同じであるので、図
示省略する。
動作するための機構は、上述した第５図に示す従来のメ
カニカルセクタ型の超音波探触子と同じであるので、図
示省略する。
本実施例は、負荷変動によって発生する超音波ビーム走
査位置誤差を補正するため、リファレンスクロックを変
化させるようにしたものであり、第１図において、２１
はモータ１１ を駆動する駆動回路、２２はモータ１１
に印加するための直流電圧、２３は切り換えスイッチ
であり、モータ駆動回路２１と直流電圧２２をモータ１
１ に対して切り換える。２４はＰＬＬ （フェイズロ
ックループ）制御回路であり、ロータリーエンコーダ１
４の信号と後述するリファレンスタイミング発生器２９
からのリファレンスクロック信号との位相を比較してモ
ータ駆動回路２１の補正制御を行なう。
査位置誤差を補正するため、リファレンスクロックを変
化させるようにしたものであり、第１図において、２１
はモータ１１ を駆動する駆動回路、２２はモータ１１
に印加するための直流電圧、２３は切り換えスイッチ
であり、モータ駆動回路２１と直流電圧２２をモータ１
１ に対して切り換える。２４はＰＬＬ （フェイズロ
ックループ）制御回路であり、ロータリーエンコーダ１
４の信号と後述するリファレンスタイミング発生器２９
からのリファレンスクロック信号との位相を比較してモ
ータ駆動回路２１の補正制御を行なう。
２５は回転角度検出器であり、ロータリーエンコーダ１
４の信号よりモータ１１の駆動軸１２、すなわちトラン
スデユーサ２の回転角度（回転位置）を検出する。２６
は速度検出器であり、ロータリーエンコーダ１４の信号
よりモータ１１ の駆動軸１２の回転速度を検出する。
４の信号よりモータ１１の駆動軸１２、すなわちトラン
スデユーサ２の回転角度（回転位置）を検出する。２６
は速度検出器であり、ロータリーエンコーダ１４の信号
よりモータ１１ の駆動軸１２の回転速度を検出する。
２７はモータ電流算出器であり、速度検出器２６で得ら
れた回転速度からモータ１１の電流を算出する。２８は
負荷トルク算出器であり、電流算出器２７で得られたモ
ータ１１ の電流からモータ１１ の発生トルク、すな
わちスキャニング動作機構の負荷の大きさを算出する。
れた回転速度からモータ１１の電流を算出する。２８は
負荷トルク算出器であり、電流算出器２７で得られたモ
ータ１１ の電流からモータ１１ の発生トルク、すな
わちスキャニング動作機構の負荷の大きさを算出する。
２９はリファレンスタイミング発生器であり、負荷トル
ク算出器２８と回転角度検出器２５からの情報に基づい
てスキャニング動作機構の負荷の大きさに比例して位相
差を補正したタイミングでリファレンスクロックをＰＬ
Ｌ制御回路２４に送出する。
ク算出器２８と回転角度検出器２５からの情報に基づい
てスキャニング動作機構の負荷の大きさに比例して位相
差を補正したタイミングでリファレンスクロックをＰＬ
Ｌ制御回路２４に送出する。
上記構成において、以下、その動作について説明する。
超音波探触子内のトランスデューサ駆動用に用いられて
いる直流モータ１１ の発生トルクは、このモータ１１
に流れる電流の大きさに比例する。
いる直流モータ１１ の発生トルクは、このモータ１１
に流れる電流の大きさに比例する。
ま°た、直流電圧を印加したモータ１１は、下記（１）
式の関係を保ちながらスキャニング動作機構の負荷の大
きさに応じて駆動軸１２の回転速度を変化させ、負荷の
大きさとモータ１１ の発生トルクが常に等しい関係を
保ちながら駆動軸１２が回転することになる。つまり、
スキャニング動作機構の負荷が大きい場合には、モータ
１１ はその駆動軸１２の回転速度を下げてモータ電流
を増やし、発生トルクを増加させる。逆に負荷が小さい
場合には、モータ１１はその駆動軸１２の回転速度を上
げてモータ電流を減らし、モータ１１の発生トルクを減
少させる。
式の関係を保ちながらスキャニング動作機構の負荷の大
きさに応じて駆動軸１２の回転速度を変化させ、負荷の
大きさとモータ１１ の発生トルクが常に等しい関係を
保ちながら駆動軸１２が回転することになる。つまり、
スキャニング動作機構の負荷が大きい場合には、モータ
１１ はその駆動軸１２の回転速度を下げてモータ電流
を増やし、発生トルクを増加させる。逆に負荷が小さい
場合には、モータ１１はその駆動軸１２の回転速度を上
げてモータ電流を減らし、モータ１１の発生トルクを減
少させる。
Ｎ＝ （Ｖｉｎ−ＩＭｘＲＭ）÷Ｋａ ＝−・
（１）ただし、Ｖｉｎ （Ｖ）は印加電圧、Ｋａ（Ｖ／
ｒｐｍ）はモータ発電定数、Ｎ（ｒｐｍ） はモータ
駆動軸回転速度、ＩＭ （Ａ）はモータ電流、ＲＭ （
Ω）はモータコイル抵抗である。
（１）ただし、Ｖｉｎ （Ｖ）は印加電圧、Ｋａ（Ｖ／
ｒｐｍ）はモータ発電定数、Ｎ（ｒｐｍ） はモータ
駆動軸回転速度、ＩＭ （Ａ）はモータ電流、ＲＭ （
Ω）はモータコイル抵抗である。
そこで、駆動中のモータ１１ の発生トルクを検出する
ことにより、負荷の大きさを求めることができる。上述
したように、モータ１１の発生トルクは下記の（２）式
で表わされるように、モータ １１に流れる電流の大き
さに比例する。
ことにより、負荷の大きさを求めることができる。上述
したように、モータ１１の発生トルクは下記の（２）式
で表わされるように、モータ １１に流れる電流の大き
さに比例する。
Ｔｔ ＝ ＴＭ ＝ ＩＭ ｘ Ｋｔ
、、、 、、、（２）ただし、ＴＭ （ｊｊ−ぼ）はモ
ータ発生トルク、ＴＬ（ｇ・ｃＴｎ）は負荷トルク、Ｋ
Ｌ （ｐ −ｃｒｎ／ Ａ ）はモータのトルク定数で
ある。
、、、 、、、（２）ただし、ＴＭ （ｊｊ−ぼ）はモ
ータ発生トルク、ＴＬ（ｇ・ｃＴｎ）は負荷トルク、Ｋ
Ｌ （ｐ −ｃｒｎ／ Ａ ）はモータのトルク定数で
ある。
したがって、モータ１１ の電流を検出し、既知のモー
タトルク定数を上記（２）式に代入すれば、モータ１１
の発生トルクＴＭ 、すなわちスキャニング動作機構の
負荷を求めることができる。そして、本実施例では、モ
ータ１１の電流値を直接検出せずにモータ１１の駆動軸
１２の回転速度を検出する。
タトルク定数を上記（２）式に代入すれば、モータ１１
の発生トルクＴＭ 、すなわちスキャニング動作機構の
負荷を求めることができる。そして、本実施例では、モ
ータ１１の電流値を直接検出せずにモータ１１の駆動軸
１２の回転速度を検出する。
まず、切り換えスイッチ２３を操作して直流電圧２２を
超音波探触子内のモータ１１ に印加する。
超音波探触子内のモータ１１ に印加する。
直流電圧２２を印加したモータ１１ は、スキャニング
動作機構の負荷とモータ１１ の発生トルクがバランス
を保ちながら回転する。速度検出器２６はＰＬＬ制御に
使用しているロータリーエンコーダ１４の信号のパルス
周期からモータ１１の駆動軸１２の時々刻々の回転速度
Ｎ（ｒｐｍ） を下記の（３）式によって算出するこ
とができる。
動作機構の負荷とモータ１１ の発生トルクがバランス
を保ちながら回転する。速度検出器２６はＰＬＬ制御に
使用しているロータリーエンコーダ１４の信号のパルス
周期からモータ１１の駆動軸１２の時々刻々の回転速度
Ｎ（ｒｐｍ） を下記の（３）式によって算出するこ
とができる。
ただし、θ（ｒａｄ）はエンコーダピッチ、Ｔ（Ｓｅｃ
）はエンコーダパルス周期である。
）はエンコーダパルス周期である。
モータ電流算出器２７は上記回転速度Ｎと既知の定数を
上記（１）式に代入してモータ１１ に流れている電流
を算出する。負荷トルク算出器２８はモータ電流算出器
２７で算出したモータ電流にトルク定数Ｋｔ を乗算す
ることにより上記のようにモータ１１ の発生トルクを
求める。回転角度検出器２５はロータリーエンコーダ１
４の信号を常に監視している。この回転角度検出器２５
でＰＬＬ制御用のロータリーエンコーダ１４の信号から
検出した回転位置（角度）の情報と負荷トルク算出器２
８からの負荷情報に基づき回転位置（角度）に対応した
速度変動を算出することができる。つまり、スキャニン
グ動作機構の負荷をモータ１１ の駆動軸１２の回転位
置、すなわちトランスデユーサ２の走査位置に対応して
算出することができる。
上記（１）式に代入してモータ１１ に流れている電流
を算出する。負荷トルク算出器２８はモータ電流算出器
２７で算出したモータ電流にトルク定数Ｋｔ を乗算す
ることにより上記のようにモータ１１ の発生トルクを
求める。回転角度検出器２５はロータリーエンコーダ１
４の信号を常に監視している。この回転角度検出器２５
でＰＬＬ制御用のロータリーエンコーダ１４の信号から
検出した回転位置（角度）の情報と負荷トルク算出器２
８からの負荷情報に基づき回転位置（角度）に対応した
速度変動を算出することができる。つまり、スキャニン
グ動作機構の負荷をモータ１１ の駆動軸１２の回転位
置、すなわちトランスデユーサ２の走査位置に対応して
算出することができる。
第２図は切り換えスイッチ２３を直流電圧２２側に切り
換え、負荷測定モードで測定したモータ１１の駆動軸１
２の回転角度と負荷の大きさを表わした図である。
換え、負荷測定モードで測定したモータ１１の駆動軸１
２の回転角度と負荷の大きさを表わした図である。
そして、リファレンスタイミング発生器２９では、上記
のように回転角度検出器２５と負荷トルク算出器２８か
らの情報に基づき、負荷の大きさに比例した位相差を想
定し、切り換えスイッチ２３の操作により負荷測定モー
ドからＰＬＬ制御モードに切り換わると、想定した位相
差を補正したタイミングでリファレンスクロックを発生
する。
のように回転角度検出器２５と負荷トルク算出器２８か
らの情報に基づき、負荷の大きさに比例した位相差を想
定し、切り換えスイッチ２３の操作により負荷測定モー
ドからＰＬＬ制御モードに切り換わると、想定した位相
差を補正したタイミングでリファレンスクロックを発生
する。
ＰＬＬ制御回路２４でこの補正したリファレンスタイミ
ングクロックとロータリーエンコーダ１４ からの信号
との位相を比較してモータ駆動回路２１をＰＬＬ制御す
ることによって、回転中の負荷変動による速度変動を補
正した一定速度回転を実現することができる。
ングクロックとロータリーエンコーダ１４ からの信号
との位相を比較してモータ駆動回路２１をＰＬＬ制御す
ることによって、回転中の負荷変動による速度変動を補
正した一定速度回転を実現することができる。
第３図（ａ）は、切り換えスイッチ２３をＰＬＬ制御側
に接続し、−船釣なＰＬＬ制御を行なっている従来例の
場合のリファレンスクロックＡとロータリーエンコーダ
信号Ｂの関係を示している。この第３図（ａ）では負荷
の大きい所でリファレンスクロックＡに対してロータリ
ーエンコーダ信号Ｂの位相差が大きくなり、負荷の小さ
い所で上記位相差が小さくなっていることを示している
。この位相差は固定ゲインのＰＬＬ制御系では負荷の大
きさに比例する。一方、第３図（ｂ）は補正したりファ
レンスクロックＡによりＰＬＬ制御をすることによって
、ロータリーエンコーダ信号Ｂが一定のタイミングで発
生し、モータ１１ の駆動軸１２が一定速度で回転して
いることを示している。
に接続し、−船釣なＰＬＬ制御を行なっている従来例の
場合のリファレンスクロックＡとロータリーエンコーダ
信号Ｂの関係を示している。この第３図（ａ）では負荷
の大きい所でリファレンスクロックＡに対してロータリ
ーエンコーダ信号Ｂの位相差が大きくなり、負荷の小さ
い所で上記位相差が小さくなっていることを示している
。この位相差は固定ゲインのＰＬＬ制御系では負荷の大
きさに比例する。一方、第３図（ｂ）は補正したりファ
レンスクロックＡによりＰＬＬ制御をすることによって
、ロータリーエンコーダ信号Ｂが一定のタイミングで発
生し、モータ１１ の駆動軸１２が一定速度で回転して
いることを示している。
以上述べたように、メカニカルセクタ型超音波探触子を
超音波診断装置本体に接続し、画像表示をする前に超音
波探触子のスキャニング動作機構の負荷を測定し、この
負荷によって発生する誤差を補正するようにＰＬＬ制御
系を制御することによって、超音波探触子のスキャニン
グ速度を一定にし、画像歪や揺れをなくすことができる
。
超音波診断装置本体に接続し、画像表示をする前に超音
波探触子のスキャニング動作機構の負荷を測定し、この
負荷によって発生する誤差を補正するようにＰＬＬ制御
系を制御することによって、超音波探触子のスキャニン
グ速度を一定にし、画像歪や揺れをなくすことができる
。
次に本発明の第２の実施例について説明する。
第４図は本発明の第２の実施例におけるメカニカルセク
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図である。本実
施例は負荷変動によって発生する超音波ビーム走査位置
誤差を補正するため、ＰＬＬ制御系のゲインを可変とし
たものである。本実施例において、上記第１の実施例と
同一部分については同一符号を付してその説明を省略ｊ
〜、異なる構成について説明する。第４図において、３
０はリファレンスクロック発生器であり、リファレンス
クロックをＰＬＬ制御回路２４に送出する。３１は誤差
補正係数設定器であシ、回転角度検出器２５で検出した
回転位置の情報と負荷トルク算出器２８で測定した負荷
の情報に基づき、負荷によって発生するスキャニング位
置の誤差を補正するだめ係数を設定する。３２はＰＬＬ
ゲイン設定回路であり、誤差補正係数設定器３１で設定
された誤差補正係数に基づき、ＰＬＬ制御回路２４のゲ
インを可変してモータ駆動回路２１を制御する。
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図である。本実
施例は負荷変動によって発生する超音波ビーム走査位置
誤差を補正するため、ＰＬＬ制御系のゲインを可変とし
たものである。本実施例において、上記第１の実施例と
同一部分については同一符号を付してその説明を省略ｊ
〜、異なる構成について説明する。第４図において、３
０はリファレンスクロック発生器であり、リファレンス
クロックをＰＬＬ制御回路２４に送出する。３１は誤差
補正係数設定器であシ、回転角度検出器２５で検出した
回転位置の情報と負荷トルク算出器２８で測定した負荷
の情報に基づき、負荷によって発生するスキャニング位
置の誤差を補正するだめ係数を設定する。３２はＰＬＬ
ゲイン設定回路であり、誤差補正係数設定器３１で設定
された誤差補正係数に基づき、ＰＬＬ制御回路２４のゲ
インを可変してモータ駆動回路２１を制御する。
本実施例によれば、誤差補正係数設定器３１で設定され
た誤差補正係数に基づき、ＰＬＬ制御回路２４ のゲイ
ンを可変することにより、リファレンスクロック発生器
３０からＰＩ、Ｌ制御回路２４に送出される固定のリフ
ァレンスクロックに対して一定の誤差量を保ちながら、
モータ１１ の駆動軸１２を一定速度で回転させ、トラ
ンスデューサ２の走査速度を一定にすることができ、走
査位置誤差による画像歪や揺れをなくすことができる。
た誤差補正係数に基づき、ＰＬＬ制御回路２４ のゲイ
ンを可変することにより、リファレンスクロック発生器
３０からＰＩ、Ｌ制御回路２４に送出される固定のリフ
ァレンスクロックに対して一定の誤差量を保ちながら、
モータ１１ の駆動軸１２を一定速度で回転させ、トラ
ンスデューサ２の走査速度を一定にすることができ、走
査位置誤差による画像歪や揺れをなくすことができる。
なお、上記第１、第２の実施例においては、モタ電流を
検出する手段として、速度検出器２６、モータ電流算出
器２７を使用しているが、これらに替えてモータコイル
に直列に抵抗を接続し、この抵抗の両端電圧を検出して
電流を求めるようにしても良い。
検出する手段として、速度検出器２６、モータ電流算出
器２７を使用しているが、これらに替えてモータコイル
に直列に抵抗を接続し、この抵抗の両端電圧を検出して
電流を求めるようにしても良い。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、メカニカルセクタ型
超音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷
変動を測定し、この測定情報と回転角度検出手段による
モータの駆動軸の回転位置情報に基づき、上記負荷量に
応じて発生するスキャニング位置、すなわち超音波ビー
ムの走査位置の誤差を算出し、この誤差を補正するよう
にモータ駆動回路を補正制御手段により制御するように
しているので、トランスデユーサ走査位置誤差を最小で
一定にするように補正することができ、メカニカルセク
タ型超音波探触子におけるスキャニング動作機構の固有
差、経時変化、環境条件の変化にも対応した走査位置誤
差の補正を行なうことができる０このように、トランス
デューサの走査位置を補正することにより、超音波診断
画像の歪や揺れを最小にし、画像上での寸法計測による
誤差をなくし、超音波画像診断における誤診を低減する
ことができる。
超音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷
変動を測定し、この測定情報と回転角度検出手段による
モータの駆動軸の回転位置情報に基づき、上記負荷量に
応じて発生するスキャニング位置、すなわち超音波ビー
ムの走査位置の誤差を算出し、この誤差を補正するよう
にモータ駆動回路を補正制御手段により制御するように
しているので、トランスデユーサ走査位置誤差を最小で
一定にするように補正することができ、メカニカルセク
タ型超音波探触子におけるスキャニング動作機構の固有
差、経時変化、環境条件の変化にも対応した走査位置誤
差の補正を行なうことができる０このように、トランス
デューサの走査位置を補正することにより、超音波診断
画像の歪や揺れを最小にし、画像上での寸法計測による
誤差をなくし、超音波画像診断における誤診を低減する
ことができる。
第１図は本発明の第１の実施例におけるメカニカルセク
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図、第２図は第
１図に示す第１の実施例において、モータ電流算出器と
負荷トルク算出器からの情報に基づいて得られたモータ
の駆動軸の回転角度と負荷トルクの関係を示す図、第３
図（ａ）は−船釣な従来のＰＬＬ制御によって定速度回
転をした場合のリファレンスクロックとエンコーダ信号
の関係を示す図、第３図（ｂ）は第１図に示す第１の実
施例において、リファレンスクロックのタイミングを変
化させ、負荷変動によって生じるスキャニング位置誤差
を補正した場合のリファレンスクロックとエンコーダ信
号の関係を示す図、第４図は本発明の第２の実施例にお
けるメカニカルセクタ型超音波診断装置を示す概略ブロ
ック図、第５図は従来のメカニカルセクタ型超音波診断
装置を示す構成図である。 １１・・・モータ、１２・・・駆動軸、１４ ・ ロー
タリーエンコーダ、２１・・・モータ駆動回路、２２
直流電圧、２３ ・切り換えスイッチ、２４・・・
ＰＬＬ制御回路、２５ 回転角度検出器、２６ ・速
度検出器、２７・・・モータ電流算出器、２８・・負荷
トルク算出器、２９・・・リファレンスタイミング発生
器、３０・・・リファレンスクロック発生器、３１・
誤差補正係数設定器、３２ 、、、 ＰＬＬゲイン可変
器。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名回東
Ｊ年曵 図 （イ）負巧小 （口と貢再天 （伺頁苛〕ｊ＼ （′Ｏ）負荷Ｌ＼ δ７ １１ 一一−→−一ト ス〒ヤニング′旨神（π１ り′よび′ズキャニン７″イ肛１【 一一一一一 −一 スヤヤニニグ目才東４江１ ふ゛まＵ゛ス去ヤニニク゛′４狂ｉ
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図、第２図は第
１図に示す第１の実施例において、モータ電流算出器と
負荷トルク算出器からの情報に基づいて得られたモータ
の駆動軸の回転角度と負荷トルクの関係を示す図、第３
図（ａ）は−船釣な従来のＰＬＬ制御によって定速度回
転をした場合のリファレンスクロックとエンコーダ信号
の関係を示す図、第３図（ｂ）は第１図に示す第１の実
施例において、リファレンスクロックのタイミングを変
化させ、負荷変動によって生じるスキャニング位置誤差
を補正した場合のリファレンスクロックとエンコーダ信
号の関係を示す図、第４図は本発明の第２の実施例にお
けるメカニカルセクタ型超音波診断装置を示す概略ブロ
ック図、第５図は従来のメカニカルセクタ型超音波診断
装置を示す構成図である。 １１・・・モータ、１２・・・駆動軸、１４ ・ ロー
タリーエンコーダ、２１・・・モータ駆動回路、２２
直流電圧、２３ ・切り換えスイッチ、２４・・・
ＰＬＬ制御回路、２５ 回転角度検出器、２６ ・速
度検出器、２７・・・モータ電流算出器、２８・・負荷
トルク算出器、２９・・・リファレンスタイミング発生
器、３０・・・リファレンスクロック発生器、３１・
誤差補正係数設定器、３２ 、、、 ＰＬＬゲイン可変
器。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名回東
Ｊ年曵 図 （イ）負巧小 （口と貢再天 （伺頁苛〕ｊ＼ （′Ｏ）負荷Ｌ＼ δ７ １１ 一一−→−一ト ス〒ヤニング′旨神（π１ り′よび′ズキャニン７″イ肛１【 一一一一一 −一 スヤヤニニグ目才東４江１ ふ゛まＵ゛ス去ヤニニク゛′４狂ｉ
Claims (3)
- （１）トランスデューサ、このトランスデューサをメカ
ニカルにスキャニング動作させるための機構およびその
駆動用のモータを有するメカニカルセクタ型の超音波探
触子と、この超音波探触子をスキャニング動作させるた
めのモータの駆動回路と、上記超音波探触子のスキャニ
ング動作機構の動作負荷を測定する測定手段と、上記モ
ータの駆動軸の回転角度検出手段と、上記測定手段で測
定した負荷と上記回転角度検出手段で検出した回転位置
の情報に基づき、上記負荷量に応じて発生するスキャニ
ング位置の誤差を算出し、この誤差を補正するように上
記モータ駆動回路を制御する補正制御手段を具備したメ
カニカルセクタ型超音波診断装置。 - （２）補正制御手段が測定手段で測定した負荷と回転角
度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、スキャ
ニング位置の誤差を補正するタイミングでリファレンス
クロックを発生するリファレンスタイミング発生手段と
、このリファレンスクロックを用いてモータ、駆動回路
を制御するＰＬＬ制御回路を備えた請求項１記載のメカ
ニカルセクタ型超音波診断装置。 - （３）補正制御手段が測定手段で測定した負荷と回転角
度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、スキャ
ニング位置の誤差を補正するための係数を設定する誤差
補正係数設定手段と、リファレンスクロックを発生する
リファレンスクロック発生手段と、このリファレンスク
ロックを用いてモータ駆動回路を制御するＰＬＬ制御回
路と、上記誤差補正係数設定手段で設定された誤差補正
係数に基づき、上記ＰＬＬ回路のＰＬＬゲインを可変し
て上記モータ、駆動回路を制御するＰＬＬゲイン可変手
段を備えた請求項１記載のメカニカルセクタ型超音波診
断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208723A JPH0749038B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | メカニカルセクタ型超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208723A JPH0749038B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | メカニカルセクタ型超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0257242A true JPH0257242A (ja) | 1990-02-27 |
| JPH0749038B2 JPH0749038B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16561017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63208723A Expired - Lifetime JPH0749038B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | メカニカルセクタ型超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749038B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0622959A (ja) * | 1992-07-08 | 1994-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JP2000201933A (ja) * | 1999-01-18 | 2000-07-25 | Aloka Co Ltd | 超音波診断装置 |
| WO2004058073A1 (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波探触子 |
| WO2004082482A1 (ja) | 2003-03-20 | 2004-09-30 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | 超音波探触子および超音波診断装置 |
| EP1912325A3 (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-30 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Electronic line shaft with phased lock loop filtering and predicting |
| CN102602626A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 南通中集罐式储运设备制造有限公司 | 溢流盒及罐式集装箱 |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP63208723A patent/JPH0749038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0622959A (ja) * | 1992-07-08 | 1994-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JP2000201933A (ja) * | 1999-01-18 | 2000-07-25 | Aloka Co Ltd | 超音波診断装置 |
| WO2004058073A1 (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波探触子 |
| US8083681B2 (en) | 2002-12-24 | 2011-12-27 | Panasonic Corporation | Ultrasonic probe |
| WO2004082482A1 (ja) | 2003-03-20 | 2004-09-30 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | 超音波探触子および超音波診断装置 |
| JPWO2004082482A1 (ja) * | 2003-03-20 | 2006-06-15 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子および超音波診断装置 |
| EP1912325A3 (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-30 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Electronic line shaft with phased lock loop filtering and predicting |
| CN102602626A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 南通中集罐式储运设备制造有限公司 | 溢流盒及罐式集装箱 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0749038B2 (ja) | 1995-05-31 |
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