JPH0263013B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、互いに隣接したトランスジユーサ
素子の固定配列からなる超音波トランスジユーサ
を有し、当該超音波トランスジユーサの前記隣接
するトランスジユーサ素子は複数の隣接した群に
連続して周期的に選択されて、被検査対象の不均
質な物体にパルス化された超音波を送信するとと
もに当該物体内の不連続部からのエコー波を受信
する超音波断面像作成システムに関するものであ
る。 超音波断面像を形成するには、従来は超音波ト
ランスジユーサを機械的に動かす方法が用いられ
てきた。これにはいくつかの欠点がある。すなわ
ち、トランスジユーサを手で動かすとすれば、走
査過程は非常に長いものとなりまた操作者の熟練
度に依存することになる。トランスジユーサをモ
ータで動かすとすれば、比較的重い水槽を通常必
要とする。さらに、水槽中での余分な移動距離が
最大可能像周波数を減少させる結果をもたらす。 それらの欠点を除くために、電子的走査を組入
れた超音波像形成システムが開発されてきた。こ
の方法では超音波ビームは時間的に直線的にシフ
トされる。 上述のような既知の超音波像形成システム（米
国特許第3881466号）においては、トランスジユ
ーサ装置は非集束超音波ビームを作成し、横方向
の分解能はトランスジユーサ素子の幅によつて決
定される。この既知のシステムにおいては、トラ
ンスジユーサ素子の幅を減少させていつても向上
できる横方向の分解能には超音波ビームの最小幅
によつて設定される限度がある。この既知のシス
テムで得られる断面像は比較的はつきりしている
が、それでも実際上より高い横方向分解能が望ま
れる応用例が数多くある。 全被検査深さにわたり高い横方向分解能を得る
ための知られた方法は、トランスジユーサ素子の
配列体を用いて実施されるいわゆるダイナミツク
集束である（米国特許第3090030号参照）。この種
類の集束においては、トランスジユーサ素子に印
加されるトランスミツタ信号間に時間とともに可
変の遅延を与えることによつて、集束の位置が、
被検査深さにわたりビームの主軸に沿つて時間的
に変えられる。この知られた方法の重要な欠点
は、比較的複雑でそのため高価な電子回路が必要
であるという点である。 従つて、本発明の目的は、最小の装置でもつ
て、医学診断の目的に充分な横方向分解能を全被
検査深さにわたつて与えることのできるシステム
を提供することである。 その特徴とするところは、超音波トランスジユ
ーサを構成する複数の群のトランスジユーサ素子
を連続的に選択可能な偶数と奇数のトランスジユ
ーサ素子で構成し、当該連続する複数の群は一方
向の素子の数を減らすとともに、これと反対方向
の素子の数を増やすことを交互に繰り返して構成
されていることである。 本発明によれば、１つの群から次の群への超音
波ビームの移動はトランスジユーサ素子配列体中
の２つの隣接する素子の中心間距離の約半分であ
る（従来技術のものでは該中心間距離に等しかつ
た）。このため、走査線数は倍加され、その結果
横方向分解能が向上される。 以下、本発明のいくつかの実施例を添付図面を
参照しながら説明する。 第１図に示されたように、既知の超音波像形成
システム（米国特許第3881466号）のトランスジ
ユーサ装置１１は隣接したトランスジユーサ素子
１２の細長い固定配列体を含んでいる。Ａ個の隣
接した素子１２の群が順次励起されてパルスを発
生する。Ａ個の素子の引続く各群の位置は直前の
群の位置からＢ個の素子分の縦方向の距離だけシ
フトされる。このようにして、超音波ビーム１３
は、等しい時間間隔をあけての各時点におけるビ
ーム１３の位置を示す一連の点鎖線の長方形１４
で示されているように、矢印Ｌの方向に移動す
る。トランスジユーサ群中のＡ個の素子はパルス
を発生するとき同時に全てが励起されるので、こ
こに示された既知のトランスジユーサ装置１１は
非集束超音波ビーム１３を発生することが注意さ
れるべきである。第１図の超音波ビームの非集束
放射特性２２が第２図に示されている。 第１図には３つの矢印Ｑ、Ｌ、Ｓで直交座標系
が定義されている。矢印Ｌはトランスジユーサ装
置１１の放射表面の長手方向軸に沿つている。矢
印Ｓは超音波ビーム１３の主軸方向に平行であ
る。矢印Ｑは矢印ＬとＳで定められる平面に直角
である。添付図面に示された断面図や正面図の位
置はこの座標系によつて定められている。 第３図は本発明を実施するためのトランスジユ
ーサ３８の好ましい構成を部分的に断面を含んで
示している。構成体３８は、アースされた完全な
電極３６および放射表面として用いられる１つの
表面３７を含んでいる。構成体３８はまた、第４
図の裏面図に示されたように、圧電層３５および
電極セグメント３１−３４を含んでいる。 構成体３８に関する上述の説明から、本発明に
よるトランスジユーサ素子が圧電層３５や完全な
電極３６のような共通した部品を持つことができ
ることは明らかである。本発明に従う構成体３８
は、単に一方の側面に電極セグメントを設け、そ
こに時間シフトされたトランスミツタ信号を供給
してそこからエコー信号を得ることによつて作動
させることができる。このように、各電極セグメ
ントが本発明に従うトランスジユーサ素子を定め
る。 本発明によつて得られる効果すなわち高い横方
向分解能は、主にトランスジユーサ装置の作動の
新規な態様によるものである。このことをまず第
２図、第４図、第５図を参照して詳細に説明す
る。 第４図は本発明に従うトランスジユーサ群２１
の電極セグメント３１−３４を示している。本発
明に従つて超音波ビームを発生させるために、第
５図に示されたように互いに時間シフトされたト
ランスミツタ信号４１，４２が電極セグメント３
１−３４へ与えられる。外側のセグメント３１，
３４に対するトランスミツタ信号は位相進みを持
つている。このようにして、ゆるく集束された超
音波ビーム２３が作成される（第２図）。 本発明の好ましい実施例において、時間シフト
はトランスミツタ信号の間のみならずトランスジ
ユーサ群の個々の素子に受信されたエコー信号の
間にも作り出される。第４図に示したトランスジ
ユーサ群２１は送信と受信のために４個の素子を
有しており、外側の素子の送信された信号と時間
シフトされたエコー信号は90゜の位相進みを持つ
ている。本発明に従えば、位相進みは高周波数の
搬送信号（例えば2MHz）の周期（360゜）に対し
て定められる。搬送信号は引続く群の電極セグメ
ントへ例えば繰返し周波数2KHzのパルス状で適
当な位相角で供給される。 本発明に従うトランスジユーサ群２１の効果は
以下の(1)−(3)の事項によつて改良することができ
る。 (1) 群の外側の素子に対する位相進みの組合せを
トランスミツタ信号約90゜、エコー信号約45゜あ
るいはトランスミツタ信号約45゜、エコー信号
約90゜と選ぶのが有利であることがわかつた。
トランスミツタおよびエコー信号に対する位相
進みのこれらの異なる値を用いた結果、本発明
に従う放射特性（第２図）は付加的にある深さ
にわたつて狭くすることができる。 (2) トランスミツタおよびエコー信号に重みづけ
をするのが有利である。第５図に示したよう
に、内側の電極セグメント３２，３３にはより
大きい振幅a₀を持つたトランスミツタ信号が供
給される。同様に、内側のセグメントから受信
されるエコー信号は外側の素子からのエコー信
号よりもより大きい重みづけ係数と相乗され
る。望ましくは、トランスミツタ信号とエコー
信号の両方に対する重みづけ比は２：１であ
る。 (3) 第１図に示されたＱ方向にも、例えばわずか
に湾曲した放射表面３７を有するトランスジユ
ーサ構成体（第６図参照）を用いることによつ
て、ゆるい集束を作り出すのが有利である。Ｑ
方向でのゆるい集束は、第７図に示したよう
な、各電極セグメントをＱ方向に３つの部分
ａ、ｂ、ｃに分割したトランスジユーサ構成体
を用いて電気的に作り出すこともできる。第７
図に示したように、このセグメントの中で斜線
で示した部分だけを用いて送信および受信を行
なう。内側の部分３２ｂ，３３ｂがトランスミ
ツタ信号４１で励起され、残りの能働部分はト
ランスミツタ信号４２で励起される。このよう
なシステムでは、湾曲した放射表面を有するト
ランスジユーサ構成体の場合よりも電気的によ
り複雑な構成となるが、平坦な放射表面を持つ
トランスジユーサ構成体でよく、より安価にな
る。 第１図に示された既知のトランスジユーサ装置
１１において、超音波ビーム１３は各送信および
受信期間の後でトランスジユーサ素子１２の幅だ
け移動できる。しかしながら、各時点で超音波ビ
ームがより小さい距離例えば素子の幅の半分だけ
移動できたら、像中のライン数は増加し分解能も
高くなる。もちろん、同じ効果は素子の幅を半分
にすることによつても得られるが、その場合は素
子の数が倍となり、従つて複雑さが増大する。 第８ａ図、第８ｂ図及び第８ｃ図に示したよう
に、本願発明によれば、、超音波ビームは素子の
幅の半分だけ移動される。その場合トランスジユ
ーサの順次選択された群７１，７２，７３は奇数
個の素子と偶数個の素子を交互に含むようにな
る。引続く群はセグメント数を一方の方向で減少
させ反対方向で増大させるということで交互に形
成される。トランスミツタ信号あるいは時間シフ
トされたエコー信号の振幅と位相は、超音波ビー
ムの形状がトランスジユーサ群の素子の数に依存
せずに実質上一様のまゝであるように選ばれる。
表および表に示す振幅と位相の関係は例えば
４素子と３素子を交互に用いる場合に非常に似た
ビーム形状を与える。

【表】

【表】 第１図から第８図に関連して上に説明した実施
例は、超音波が強い集束の場合には理想的には一
点（焦点）となるようなスポツト状に集束するの
で球面的集束と呼ぶことができる。ただし、第２
図と第６図に関連した記載によれば、ゆるい集束
だけが起るので、超音波ビームは、実際には焦点
というのではなくて狭い幅を持つたものとなる。
第９図から第１３図に関連して以下で説明する本
発明の第２の実施例においてはこれとは別のタイ
プの集束、すなわち、焦点ではなく焦線と呼ぶべ
き線に沿つた集束が行なわれる。このため、後者
は非球面的集束と呼ばれる。 本発明の第２の実施例についてまず第９ａ図、
第９ｂ図、第１０図に関連して説明する。超音波
ビームは、円錐状の波頭を持つた超音波が放射さ
れるならば、かなり長い距離にわたり有効に集束
できるということが知られている（スイス国特許
第543313号）。この種の波頭は例えば円錐状の超
音波トランスジユーサによつて放射される。本発
明に従えば、もし位相角φが、トランスジユーサ
素子９２−９８とトランスジユーサ群の中心との
距離と共に直線的に増大するようにできれば、第
９ａ図に示したトランスミツタ信号１０１−１０
４で第１６図の時間シフトされたエコー信号２０
２−２０８の場合には、円錐状の放射表面に近似
できる。第１０図は位相角φの直線的増加を示し
ている。Ｑ方向において放射表面３７を第９ｂ図
に断面図で示したような形状にすることによつ
て、反射された超音波の位相角の直線的増加を実
現できる。第９ａ図中の点線１０７は、このトラ
ンスジユーサ装置の放射表面上で一定位相の位置
を示している。簡単のために、この例のようにス
テツプ状に変化する位相の代りに、この図面では
Ｌ方向に連続的に変化する位相を示している。本
例において、一定位相の軌跡は円錐状の波頭の場
合のような円ではなくて一組の直線１０７であ
る。 より良い円錐状波頭近似は、以下にまず第１１
ａ図、第１１ｂ図、第１２図に関連して示す本発
明の実施例によつて得られる。この実施例では、
トランスミツタ信号あるいは時間シフトされたエ
コー信号の位相角は、トランスジユーサ群の中央
では対応する素子の位置の２次関数であり、端部
では直線関数である。Ｑ方向での対応する位相角
分布は、放射表面３４をトランスジユーサ装置の
断面に関し第１１ｂ図に示されたような形状にす
ることによつて得られる。第１１ｂ図中の線３７
は好ましくは双曲線である。この種の曲線は中央
領域１２７では円で端部では直線である。本実施
例で得られる改良点は、第１１ａ図に示された一
定位相の軌跡１０６が丸い角を持つようになつた
という事実によつて示されている。 第９ａ図、第１１ａ図に示した実施例における
トランスジユーサの放射群の方が第４図に示した
実施例のそれよりもより広い領域を有していると
いうことが注意されるべきである。この広い領域
のために、より高い分解能を得るために必要なよ
り大きいアパチヤが得られる。 上述の実施例においても、前に述べた実施例の
場合と同様に、トランスジユーサの放射群の内側
の部分がより大きい振幅を持ち、そこに受信され
たエコー信号が受信時により大きい重みづけ係数
と相乗され、それによつて短射程場（シヨート・
レンジ・フイールド）の改良が図れる。 第２図のようにゆるく集束された超音波ビーム
２３を得るために第４図に示したような群２１と
素子３１−３４の形状については、まず第１８図
と第１９図に関連して説明する。トランスジユー
サ群が効果的なゆるい集束効果を行なうのは、そ
の幅Ｗと長さｌが波長の15ないし30倍のときであ
る。波頭の曲率半径Ｒ（第１９図）は被検物体の
深さの半分にほゞ等しくされ、好ましくはいくら
かそれより小さいのがよい。４個の素子を含むト
ランスジユーサ群の場合には、個々の素子の幅
は、隣接する素子から放射される波の間の位相が
90゜よりそれほど大きくならないようにとられる。
もしこれらの曲率半径と位相差の値が上記の値を
越えると、それに対応してビームの形状に障害が
現われ、従つて横方向分解能も劣化する。しかし
ながら、本発明に従うゆるい集束は、少なくとも
原理的には30゜と180゜の間の位相差で得られる。 次に、トランスジユーサ素子の形状を具体例
（第１８図と第１９図）に関して説明する。第１
８図に示されたように、群の内側の２個の素子は
位相0゜で送信し、外側の２個の素子は位相90゜で
送信する。第１９図と弦の定理から次の式(1)が得
られる。 d² ₁＝2R・△ ………(1) ここで、d₁は所望の90゜の位相シフトを得るた
めの横方向シフト、Ｒは波頭の曲率半径そして
90゜の位相シフトに対応する距離である。いまの
場合波長をλとすると、式(2)となる。 △＝λ／４ ………(2) もしＲを80mm（被検物体の深さの約半分）と
し、λを0.75mm（この被長は2MHzの周波数に対
応する）とすると、d₁は5.48mmとなる。素子はト
ランスジユーサ群の中心から距離d₂＝６mmのとこ
ろにあるとする。このd₂の値は前に計算した距離
d₁にほゞ等しい。 第１３図は、超音波断面像作成システムの一ブ
ロツク回路図であつて、第１１ａ図に示したよう
に、送信および受信のために７素子のトランスジ
ユーサ群を用いている。第１３図のブロツク回路
図は、第３図に示されたようなトランスジユーサ
構成体３８、タイミング発生器１３１、タイミン
グ発生器１３１から送り出されるタイミング信号
１３２、トランスミツタ信号発生器１３３、トラ
ンスミツタ信号発生器１３３からライン１３５を
通して素子セレクタ駆動スイツチ１３８へ供給さ
れるトランスミツタ信号１３４、タイミング発生
器１３１に接続されたスイツチ１３８を制御する
ための素子カウンタおよびデコーダ１３６、トラ
ンスジユーサ群から送り出されるエコー信号１４
２、エコー信号レシーバ１４３、エコー信号レシ
ーバ１４３の出力における組合されたエコー信号
１４４、時刻感知増幅器１４５、検出器１４６、
信号プロセツサ１４７、プロセツサ１４７の出力
信号１４８、ｘ偏向発生器１５１、ｘ偏向発生器
１５１によつて与えられる偏向信号１５４、Ｙス
テージ関数発生器１５２、Ｙステージ関数発生器
１５２から送り出されるステージ関数信号１５
５、３つの入力Ｘ、Ｙ、Ｚを有するオツシロスコ
ープ１５６を示している。 タイミング発生器１３１は周期的なタイミング
パルス１３２を発生して超音波信号の送信をトリ
ガし必要な正弦信号を発生させる。トランスミツ
タ信号発生器１３３では４つの電気的トランスミ
ツタパルス１２１−１２４（第１４図参照）が発
生される。３つの信号１２２，１２３，１２４
は、0゜の位相を持つ信号１２１に対して＋30゜、＋
100゜、＋180゜の搬送信号位相に対応した位相進み
を有している。これらのトランスミツタ信号はラ
イン１３４上へ送り出される。素子セレクタ駆動
スイツチ１３８中において、トランスミツタ信号
は７本の供給ラインへ与えられる。それらのライ
ン上でのトランスミツタ信号は＋180゜、＋100゜、＋
30゜、0゜、＋30゜、＋100゜、＋180゜の位相を有して
いる。
素子カウンタおよびデコーダ１３６はスイツチ１
３８を通して送信あるいは受信のために所望の７
個の素子を駆動する。各パルスの後、第１１ａ図
における形状は、Ｌ方向に１素子分シフトされた
ものになる。同時に、トランスミツタ信号は供給
ライン上で周期的に別の位相と相互交換され、各
素子が正しい位相を有する対応したトランスミツ
タ信号を得る。エコー信号１４２は７個のスイツ
チオンされた素子からエコー信号レシーバ１４３
へ到達する。そこで、それらの信号はそれぞれ異
なる遅延を与えられ、異なる重みづけ係数と相乗
され、そして加え合わされる。レシーバ１４３の
出力信号１４４は、被検組織での減衰を補償する
時刻感知増幅器１４５を通る。信号は次に検出器
１４６によつて整流され、プロセツサ１４７を通
つてオツシロスコープ１５６のｚ入力へ与えられ
る。プロセツサ１４７は検出器１４６から送り出
される信号のダイナミツクレンジを圧縮する。 ｘ偏向発生器１５１は、最後のパルスが送り出
されてからの時間経過に比例した電圧を発生す
る。Ｙステージ関数発生器１５２はトランスジユ
ーサのスイツチオンされている群の中心軸の位置
に比例した電圧を発生する。 トランスミツタ信号発生器１３３の構成と作動
についてはまず第１４図と第１５図を参照しなが
ら説明する。タイミングパルス１３２はパルス状
高周波発生器１６１をトリガし、その発生器１６
１の出力信号１６２（パルス状搬送信号）は位相
0゜、30゜、100゜、180゜を持つ４つの信号を得るよう
にタツプ遅延ライン１６３中で遅延される。これ
らの信号は重みづけ装置１６４−１６７中で対応
した重みづけ係数と相乗される。 第１６図はエコー信号レシーバを詳細に示して
いる。エコー信号１４２は重みづけ装置１７１−
１７７中で対応した重みづけ係数と相乗される。
それらは位相シフタ１８１−１８５によつて遅延
を与えられ、加算器１８６中で加え合される。 第１３図のシステム中の素子セレクタ駆動スイ
ツチ１３８の好ましい実施例の基本的原理をまず
第１７図について説明する。第１３図の装置は７
素子の群を用いているが、簡単のためにここでは
４素子を含むトランスジユーサ群の場合について
原理を説明する。第１７図に示されたスイツチン
グダイアグラムは、４トランスジユーサ素子群の
トリガとシフトを行なうために用いることができ
る。各群のうちの内側の２個の素子（例えば群
の素子３２と３３）は第５図のようなトランスミ
ツタ信号４１でトリガされ、２個の外側の素子
（例えば群中の素子３１と３４）は第５図のよ
うなトランスミツタ信号４２でトリガされる。第
１７図において、トランスジユーサ素子は対応す
る電極セグメント３１，３２，３３等で示されて
いる。スイツチ手段１９１によつて、トランスジ
ユーサ素子は周期的に４本の供給ライン１９２−
１９５へ接続される。これら４本のラインはスイ
ツチ手段１９６を通して２本の供給ライン１９７
と１９８へ接続される。この２本の供給ライン１
９７と１９８には第５図のような振幅と位相を有
するトランスミツタ信号４１と４２が供給され
る。第１７図は２つの引続くトランスジユーサ群
（実線）、（点線）に対するスイツチ位置を
示している。スイツチ手段１９１を制御する装置
には説明は不要であろう。スイツチ手段１９６で
は、新しい群を駆動するためには、各スイツチ
（例えば２１３はその前の群を駆動するために
上側のスイツチ（例えば２１２が前に占めていた
位置と同じ位置におかれる。最も上にあるスイツ
チ２１１は最も下のスイツチ２１４が前に占めて
いた位置におかれる。スイツチ手段の電子設計が
適切なら、送信と受信用に同じスイツチを用いる
ことができる。送信と受信に別の電子スイツチを
用いる必要がある場合には、送信と受信とに別々
になつた供給ラインを用いて第１７図の回路と同
じものをもう１つ用意すればよい。 以上の実施例の説明では、第１７図にその詳細
構成が示された第１３図の素子セレクタ駆動スイ
ツチ１３８に関して、明細書の第25頁で説明した
ように、まず送受信に４個の素子が使われ、各送
信パルスの送出毎に４個の素子からなる群が一つ
の素子づつ移動される。 次に、上記構成の装置が、第８ａから第８ｃ図
に例示したように４個と３個の素子を交互に用い
る場合について説明する。第１のパルス印加時に
は、第８ａ図のように４個の素子にパルスが供給
され、第２のパルス印加時には、第８ｂ図のよう
に３個の素子にパルスが供給され、さらに第３の
パルス印加時には、第８ｃ図のように再度４個の
素子にパルスが供給される。 これらの第１から第３のパルスが印加時には、
第１７図の構成において、次のようなスイツチの
開閉位置がとられる。 １ 第１のパルス印加時：全てのスイツチが位置
２ 第２のパルス印加時： 素子３１へのスイツチ；位置（開） 素子３２−３４へのスイツチ；閉（図示のとう
り） 素子３９へのスイツチ；位置（開） スイツチ２１４；位置 スイツチ２１３；位置、（図示のとうり） スイツチ２１２；位置 スイツチ２１１；位置、（図示のとうり） ３ 第３のパルス印加時：全てのスイツチが位置
以上のような、スイツチの切り換えによつて、
素子群は第８ａ，８ｂ及び８ｃ図に示した様に順
次移動される。ここで、第１のパルス印加時には
素子３１と３４は同じ供給ライン１９８に接続さ
れ、もう一組の素子３２，３３は他の供給ライン
１９７に接続される。 第２のパルス印加時に、素子３２，３４は供給
ライン１９８に接続され、素子３３は供給ライン
１９７に接続される。 また、第３のパルス印加時には素子３２と３９
は供給ライン１９８に接続され、かつ素子３３，
３４はもう一方の供給ライン１９７に接続され
る。 次に、第１４図に示したトランスミツタ信号発
生器１３３が、４個と３個との交互に変化する素
子群にどのように適用されるかについて詳述す
る。明細書の第15頁には、この動作形態の場合に
用いられる位相角と振幅が例示されている。 ４個の素子を用いる場合（第１のパルスと第３
のパルス印加時）、信号線１２１（0゜位相）を第
１７図の供給線１９７に接続され、この信号線１
２１の相対振幅は１（例えば、50Vpp）に設定さ
れる。また、ライン１２３の信号は供給ライン１
９８に接続され、その位相は第１４図に示された
様に100゜から90゜に変化され、相対振幅は0.5（例え
ば、25Vpp）が選ばれる。 ３個の素子が駆動される場合（第２のパルスの
印加時）、ライン１２１は供給ライン１９７に接
続したままとし、ライン１２３の代わりにライン
１２２を供給ライン１９８に接続する。このライ
ン１２３と１２２の切り換えは所定のソリツド・
ステイト・スイツチを用いて行うことが出来る。
この時、ライン１２２の相対位相は30゜から45゜に
変化され、その相対振幅は１（例えば、50Vpp）
とされる。また、この例の場合にはライン１２４
は使用されない。以上のような、手順で４個と３
個の素子群が交互に用いられる。 次に、この例の場合において、第１６図のエコ
ー信号レシーバ装置１４３の動作について説明す
る。素子セレクタ駆動スイツチ１３８に接続され
ている供給ライン１９８が重みづけ装置１７１に
接続され、同様に供給ライン１９７が重みづけ装
置１７２に接続される。残りの重みづけ装置１７
３から１７７まではこの例では用いられ無い。 ここで、４つの素子が用いられる場合には（第
１と第３のパルス印加時）、重みづけ装置１７１
は信号を係数0.5で重みづけし、重みづけ装置１
７２は信号を係数１で重みづけする。位相シフタ
１８１は位相を−45゜遅延する。 また、３個の素子が用いられる場合には（第２
のパルス印加時）、重みづけ装置１７１は信号を
係数１で重みづけし、重みづけ装置１７２も同様
に係数１で重みづけを行う。位相シフタ１８１は
位相を−22.5゜遅延させる。重みづけ装置１７２
の係数の変更は、例えば、ソリツド・ステート・
スイツチで抵抗値を換えるなどすれば実現出来
る。位相シフタの位相の調整も、例えば、ソリツ
ド・ステート・スイツチでキヤパシタンスを換え
ることなどで実現出来る。重みづけ係数の選択と
位相遅の選択については明細書の15頁に例示され
ている。 この例示では正の位相（位相進み）の場合につ
いて記載されているが、実際のエコー信号レシー
バ装置では負の位相（位相遅延、遅れ）のみがも
ちいられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、既に述べた従来の超音波断面像形成
システムのトランスジユーサ装置の斜視図であ
る。第２図は、トランスジユーサ群の放射特性の
断面を、第１図の装置におけるトランスジユーサ
群のゆるく集束される放射特性と比較して示して
いる。第３図は、第１図のトランスジユーサ装置
のトランスジユーサ構成体の好ましい実施例の断
面図である。第４図は、第３図に示された構成体
のトランスジユーサ群の裏面図を４個のトランス
ジユーサ素子の場合について示している。第５図
は、第３図のトランスジユーサ群の電極セグメン
トへ印加されるトランスミツタ信号の波形を示
す。第６図は、第３図の構成体中の放射表面の、
第１図のQS面に平行な断面図であつて、表面は
超音波ビームをＱ面にゆるく集束させるために適
した形状を有している。第７図は、第３図の構成
例の裏面を示しており、そこにおいては第６図の
凹面になつた表面の代りに平坦な放射表面を用い
てＱ方向でのゆるい集束が得られるようになつて
いる。第８ａ図、第８ｂ図及び第８ｃ図は、本発
明により周期的に連続して選択されるトランスジ
ユーサ群７１，７２，７３の形状を示す図であ
る。第９ａ図は、トランスジユーサ群の裏面を示
しおり、上記群は電極セグメントを含み、超音波
像形成システムの第２の実施例に用いられてい
る。第９ｂ図は、第９ａ図のトランスジユーサ群
の放射表面の形状を示す断面図である。第１０図
は、第９ａ図のトランスジユーサ群の電極セグメ
ントに供給されるトランスミツタ信号の波形図で
ある。第１１ａ図は、超音波断面像形成システム
の好ましい実施例に用いられる７個の電極セグメ
ントを有するトランスジユーサ群の裏面図であ
る。第１１ｂ図は、第１１ａ図に示したトランス
ジユーサ群の放射表面の好ましい形状を示した断
面図である。第１２図は、本発明に従つて第１１
ａ図のトランスジユーサ群の電極セグメントへ印
加されるトランスミツタ信号の波形図である。第
１３図は第８ａから８ｃ図までに記載された構成
例を動作させる為のシステムの一実施例を示すブ
ロツク図である。第１４図は、第１３図に示した
システム中のトランスミツタ信号発生器を示すブ
ロツク図である。第１５図は、タイミング発生器
（第１３図）によつて発生されるタイミングパル
スと、タイミングパルスから取り出されたパルス
状正弦波の波形図である。第１６図は、第１３図
に示したシステム中のエコー信号レシーバを示す
ブロツク図である。第１７図は、第１３図に示し
たシステム中の素子セレクタ駆動スイツチの好ま
しい実施例の原理を示す。第１３図に示されたシ
ステムは各々７個の素子を有する群を含んでいる
が、簡単のために第１７図では４個の素子しか含
んでいないトランスジユーサ群の場合についてそ
の原理を示している。第１８図および第１９図
は、トランスジユーサ群の形状とそれの素子を示
している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに隣接したトランスジユーサ素子の固定
   配列からなる超音波トランスジユーサを有し、当
   該超音波トランスジユーサの前記隣接するトラン
   スジユーサ素子は複数の隣接した群に連続して周
   期的に選択されて、被検査対象の不均質な物体に
   パルス化された超音波を送信するとともに当該物
   体内の不連続部からのエコー波を受信する超音波
   断面像作成システムであつて、 前記複数の群のトランスジユーサ素子は連続的
   に選択可能な偶数と奇数のトランスジユーサ素子
   を含み、当該連続する複数の群は一方向の素子の
   数を減らすとともに、これと反対方向の素子の数
   を増やすことを交互に繰り返して構成されること
   を特徴とする超音波断面像作成システム。