JPH0318456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 人体の内部組織を照射する超音波の利用に関す
る最近の改良にはリアルタイム映像化がある。こ
の手法では、組織の運動を可視化し、グレイスゲ
ールで映像化する。この映像化によつて、人体の
軟組織の組成に関する診察情報を与える。更に詳
しくは、適切な電子制御を持つた変換器アレイを
使用しての超音波映像技術は成功している。この
理由としては変換器の信頼性が向上していること
と、変換器に物理的な柔軟性があること、さらに
超音波エネルギーの方向付け及びその集束が可能
であることなどが掲げられる。また、この画像技
術では照射分野、特に変換器に近接した照射分野
でのある深さについての解像度が改良されてい
る。

この分野では、素子の数を増した大型の変換器
アレイの出現が望まれている。しかし、これには
それに対応して回路構成が大きくなる。このよう
な装置を経済的に構成するには、装置構成の改良
が行われなければならない。たとえば、高解像度
を維持しながら、性能をおとすことなく専用ハー
ドウエアを最少とするシンメトリーの広汎な利用
が行えるように装置の動作を柔軟なものとする必
要がある。

このアレイ技術の従来例としては、米国特許第
4140022号がある。この特許は1979年に．H.
Maslak氏に付与され、Hewlett−Packard会社
に譲渡されたものである。この特許には、タツプ
セレクターの広汎な利用が開示されている。この
開示の装置では、タツプ選択用のアナログスイツ
チの数は入力信号の数と合計遅延線のタツプの数
との積に依存する。入力信号の数はアクテブ変換
素子の数に等しいかあるいはそれに比例する。か
かる装置の性能を改良するためには、例えば、変
換素子の数を二倍にして、対応した性能の改良に
必要な長い遅延線を収容するためにアナグロスイ
ツチの数を1/4だけ増さねばならない。これらの
アナグロスイツチは低雑音の、広帯域の素子でな
ければならず、したがつて装置価格の大幅な増大
となる。このような理由から、タツプ選択を完全
に必要のないものにするのが好ましい。上記の特
許はセクター走査方式であるが、直線走査方式で
はない。

他の従来技術の例は、米国特許第4005382号で
ある。この特許は1977年１月25日にWilliam L.
Beaver氏に付与され、Varian Associatesに譲
渡された。この特許ではタツプ選択を完全になく
している。しかし、この装置は、変換器に対する
法線上のもしくはそれに近傍した角度で超音波の
集束に必要な単調でない遅延プロフイールを与え
ることができない。この特許では、隣接遅延素子
の出力間に「遅延ゼロ」の電気的な接続を行う必
要がある。このような電気的な接続は高解像度の
映像化装置においては技術的に困難であり、同時
的に作動する変換器素子を多く必要とする。ま
た、この特許には直線走査フオーマツトに必要な
循環的な対称性（cyclical symmetry）に欠けて
いる。このフオーマツトでは順次の可聴線が駆動
される。各線は変換器に直角であるが、変換器素
子間の空間に等しいとおもわれる、変換器アレイ
に沿つた量だけずれている。

本発明によれば、下記の構成を持つ可聴波映像
化装置が提供される。すなわち、試験される物体
に可聴圧力波を繰り返し送る手段、該手段の一つ
に当たる可聴エコーを対応する電気信号に変換す
る変換器のアレイと、各変換器からの受信信号を
処理するためのほぼ同じ複数のチヤンネルと、各
走査線について、アレイの変換器の各々から得ら
れる処理された受信信号を組合わせる中間周波数
合計点とを有する可聴波映像化装置において、可
聴波映像化装置は合計遅延線並びにデイジタル制
御手段を備え、該合計遅延線により各変換器に対
する処理された受信信号を時間的重複関係で合計
点に到達させ、合計遅延線は選択的な順序で合計
遅延線を形成する複数の遅延セルを含み、各遅延
セルは(a)遅延セル入力合計点と、(b)遅延セル出力
スイツチ手段と、(c)少なくとも一つの個別的な遅
延素子とより構成され、合計手段は(1)少なくとも
一つの変換器の処理された受信信号より得られる
信号、(2)インセレクトされた信号、(3)第一の隣接
した遅延セルの出力もしくは(4)遅延セルの合計入
力信号を発生するための第二の隣接した遅延セル
の出力の少なくとも一つを含み、遅延セル出力ス
イツチは遅延セル出力を(1)第一の隣接した遅延セ
ルの入力合計装置、(2)第二の隣接した遅延セルの
入力合計手段もしくは(3)アウトセレクト通路のい
ずれかに接続し、デジタル制御手段は出力スイツ
チ手段の位置を各遅延セルと整合させ、変換器ア
レイの各特定走査線に対して予め選択した方法で
遅延線を構成することを特徴としている。

本発明の主たる目的は非常に柔軟性のある可聴
波映像化装置を提供することである。この可聴波
映像化装置は多数のアクテブな電気−機械変換素
子を経済的な形で構成したアレイに対して直線及
びセクター走査フオーマツトの両者を受け入れる
ことができる。この構成の基礎は遅延セルにあ
り、遅延セルは電子的に可変の遅延素子を含み、
さらに少なくとも一つの変換器からの受信信号に
対して専用的に設けられている。この構成は循環
的に接続した構成となつており、これにより端部
のセルを含む各セルは左右に隣接したセルを有し
ている。個々の遅延セルはデイジタル制御の下に
各走査線に対して所望の遅延プロフイールを得る
ようになつている。

各遅延セルは電子的に可変の遅延素子、制御電
気構成、合計器、並びにソリツドテートスイツチ
を有している。遅延セルは(1)変換器出力信号と遅
延セルに入力する他の信号を選択的に合成し、こ
の他の信号は(2)前の遅延セルの出力及び／又は(3)
次の遅延セルの出力、及び／又は(4)任意の他の遅
延セルからの出力を含んでいる。各遅延セルの出
力は異なつた場所の一つに選択的に与えられる。
異なつた場所とは、(1)前の遅延セルの入力、(2)次
の遅延セルの入力、またそれは映像処理用にある
いは(4)選択可能な他の遅延セルの入力に対する
「インセレクト」のためにアウトセレクトされて
もよい。

かかる構成は単調でない遅延プロフイールを得
るように合計遅延線を構成する手段を提供する。
この遅延プロフイールは、特にセクター走査モー
ドにおいて変換器の面に対する法線について、15
度程度内の範囲で方位付けられたとき、良く集束
された可聴波線に対して必要である。直線走査モ
ードでは、かかる構成は受信に基づいて平行な可
聴波線に沿つて可聴波集束を行う手段を有する。
可聴線のすべては変換器アレイに垂直であり得る
固定した角度にある。この角度は、アレイの最後
の変換器の近くに中心を置く可聴波線でも全体の
合計遅延線を利用するようなものである。この機
能は遅延セルの構成の循環的な対称性（cyclical
symmetry）より得られる。また、この機能によ
り、対応した性能を得るために、遅延セルの数を
二倍にする必要がなくなる。

本発明の他の目的は次のような遅延セル構成と
の組み合わせにある。この遅延セル構成は、遅延
に先つて、同様に処理された一つ以上の他の変換
器受信信号との位相コヒーレンスを得るように、
位相整合された複数のクロツクの一つと各変換器
受信信号をヘテロダインもしくは混合することを
含む。これにより、遅延セルの組が粗く量子化さ
れる。

本発明の他の目的は位相コヒーレントな三つ、
もしくは四つを一組みとした変換器、又は好まし
い実施例では位相コヒーレントな一対の変換器
で、遅延に接続される前に、ヘテロダインされ、
そして位相調整されたヘテロダイン受信信号を合
計する。これにより、特定の装置に必要される遅
延セルの数を実質的に減らす。

本発明は、各変換器からの受信信号の振幅の重
み付けを動的に（dynamically）更新することを
他の目的とする。

この重み付けは、集束及びサイドローブ性能を
改良するために、受信動作の種々の時間に、ゼロ
の重み付けを含んで行われる。

本発明の他の目的は、静的な振幅重み付けを含
む。この重み付けは、ゼロの重み付けを含み、直
線走査モードに対するものであり、可聴波走査線
アレイの最後の変換器素子に中心を置いたものま
で、さらにそれを含んだだ可聴波走査線を発生す
る。

本発明の他の目的は、少なくとも視野の一部に
ついてアクテブアパーチヤの寸法に対する焦点距
離の比がほぼ一定に維持することである。

本発明はセクター走査モードのみ、もしくは直
線走査モードのみ、もしくはそれらの組み合わせ
で動作する映像化装置を提供すること目的とす
る。

第１図は本発明の好適な実施例を概略的に示し
ている。この実施例は位相コヒーレント（phase
coherent）なもしくは位相整合した（phased）
一対の変換器信号を用いている。各可聴走査線に
ついて、電気−機械変換器アレイは電気的に方向
付けられ、集束される可聴圧力波を発生する。位
相整合した一対の変換器１０，１０′は関連の送
信駆動装置２０，２０′からの駆動パルスで駆動
される。駆動装置２０，２０′の振幅は送信アポ
ダイゼイシヨン（apod ization）メモリ２２に記
憶された値により重み付けられている。セクタ走
査用のアレイからの送信された可聴圧力波の放射
方向は、アレイの各変換器がパルス駆動される相
対的な時間により定められる。

適切な時間遅延を持つ信号は送信遅延素子２４
で発生される。これらの遅延値は各アクテブ変換
素子にそれぞれ与えられる。送信可聴ビームは遅
延値により方向付けられ、そして集束される。遅
延素子で発生された遅延した信号は各駆動装置２
０に与えられる。ついで、駆動装置は各変換器１
０を駆動する。

変換器１０，１０′は、たとえば、図示のよう
に０ないし127と番号を付した128個の同一の電気
−機械変換器を平面アレイ状に配列したものを二
つ隣接して配置したものである。可聴波の送信が
完了すると、位相整合した対である変換器１０，
１０′のような変換器０ないし127は人体の鏡状
（specular）及びレーリー反射体からの可聴エコ
ーを受け始める。各変換器はそのエコーを電気信
号に変換する。この電気信号は個別の受信チヤン
ネルで処理される。受信チヤンネルは各変換器に
専用に設けられている。また、変換器の各々は、
各位相整合対１０，１０′に対して、保護回路２
８，２８′、可変利得増幅器３０，３０′並びに受
信アポダイゼイシヨン増幅器３２，３２′を備え
ている。保護回路は受信チヤンネルを送信パルス
より隔離する。増幅器３２，３２′は受信アポダ
イゼイシヨンメモリ４０に記憶された値により各
受信エコー信号の振幅に重み付けを行う。走査利
得駆動装置３４は、利得制御メモリ３６に記憶し
た値に従つて、動的に更新されたバイアス及び利
得信号を可変利得増幅器３０，３０′に与える。
この振幅の重み付けは、メモリ４０に記憶された
値に従つて、受信アポダイザー（apodizer）３８
により各チヤンネルについて独立して行われる。
なお、アポダイザー３８はアポダイザー増幅器３
２，３２′に接続されている。この重み付けは受
信中に動的に変更可能である。

受信アポダイザー増幅器出力のエネルギーはそ
れに関連した変換器の中心周波数に近い。この増
幅器出力は個々に位相付けられたクロツク信号の
一つと混合される。この混合はミキサー４２，４
２′で行われる。クロツク信号は、たとえば、cos
（ω_L0ｔ＋Ω₀）及びcos（ω_L0′ｔ＋Ω₁）であり、位
相制御メモリ４６に記憶した値に従いミキサーク
ロツク発生器４４によりローカル基準発振器から
発生される。特定のクロツク位相角は、ミキサー
４２′の出力４８′が変換器１０′に対する隣接し
たチヤンネルでミキサー４２′の出力４８′と位相
コヒーレントであるように、選ばれる。ミキサー
４２，４２′の出力は、たとえば、45度以下とい
つた妥当な精度内で位相コヒーレントである。こ
れらの出力は合計（summing）増幅器５０で加
算される。これにより、アレイ中の第一の位相整
合対変換器１０，１０′に対するPi（０，ｔ）から
最後の位相整合対変換器１２５，１２５′に対す
るPi（６３，ｔ）のような位相整合された中間周
波数信号５２を形成する。もし、個々の受信チヤ
ンネルが、位相整合対のようにグループ化されな
いから、Pi（０，ｔ）は単一のグループ化されな
い受信チヤンネルからの単なる混合出力であつて
よい。

いくつかのメモリがアクセスされ、その値がデ
ジタル制御装置５４で動的に更新される。制御装
置５４はマイクロプロセツサを含んでもよい。各
変換器に対するチヤンネルにおける動的な位相シ
フト信号処理は米国特許第4140022号に記載して
いるようなものである。この明細書に記載のタツ
プセレクタ及びタツプ付きの主遅延線を用いる代
わりに、本発明では対称的な遅延セル５８のセツ
トからの合計遅延線を用いている。たとえば、５
２のような、各位相整合された中間周波数の一つ
は、対応する受信信号処理チヤンネルの位相整合
された変換器対もしくは他の変換器グループから
発生される。位相整合された中間周波数信号は位
相コヒーレントな３つもしくは４つを一組みとし
た変換器からも発生可能である。こうすれば、遅
延セルがさらに粗く量子化され、特定の装置に必
要な遅延セルの数がさらに減る。また、位相整合
された中間周波数信号は位相コヒーレントな単一
の変換器からも発生可能である。こうすれば、遅
延セルがさらに細かに量子化され、遅延セルの数
が増大し、高価となる。

各遅延セル５８は位相整合された中間周波数信
号Pi（０，ｔ）を加えるための入力合計増幅器７
０並びに三つの他の入力信号の組み合わせを含ん
でいる。各遅延セル５８は遅延素子７２をも含ん
でいる。各遅延素子は一つ以上の選択可能な遅延
をもつことが可能である。この実施例では、二つ
の選択がある。その一つは、通常の電子遅延以外
のものであり、その二つは予め選択された小さな
遅延、たとえば、230nsである。これらは、電子
遅延スイツチ装置７４の位置により選択される。

遅延セル５８₀の合計増幅器７０に対する他の
遅延セル入力は、(1)位相整合された中間周波数信
号５２に加えて、(2)合計遅延線５６における前の
遅延セル５８₆₃の出力からの入力Ai（０，ｔ）、(3)
次の遅延セル５８₁の出力Bi（０，ｔ）、(4)インセ
レクト（inselect）な遅延セル出力INSEL（０，
ｔ）（この信号は選択された遅延セルの出力より
得られる）を含む。第１図に示すように、前の遅
延セル５８₆₃は物理的には遅延線５６他端にある
が、電気的には隣接している。

各遅延セル５８は電子的遅延セル出力スイツチ
装置７６の位置に依存して三つの選択可能な出力
通路を有している。遅延セル５８₀の選択可能な
出力Ao（０，ｔ），Bo（０，ｔ）、及びOUTSEL
（０，ｔ）である。第１図に示すように、Ao（０，
ｔ）とBo（０，ｔ）は前とつぎの遅延セル５８
₆₃，５８₁に与えられる。OUTSEL（０，ｔ）に
より、遅延セルの出力は関連のアウトセレクト
（outselect）の合計増幅器７８に与えられる。こ
の出力信号は、ついで対応する電子分配スイツチ
８０によりインセレクト合計増幅器８２及びイン
セレクトスイツチ装置８４に与えられる。また、
遅延処理が完了したときは、その信号は最終映像
検波用のIF合計増幅器８６の位置の中間周波数
合計点に、そして他の処理及び表示器８８に与え
られる。関連のアウトセレクト合計増幅器７８の
出力は、また信号通路９０より外すことができ
る。

好適な実施例では、八個のアウトセレクト合計
増幅器７８を用いている。八個の隣接した遅延セ
ルのOUTSEL出力は一個のアウトセレクト合計
増幅器７８の入力に接続されている。各アウトセ
レクト合計増幅器の出力はその関連の分配スイツ
チ８０により(1)IF合計増幅器８６の一つ、及び
(2)INSELECT合計増幅器８２に与えられ、又は
信号通路９０より分離される。

５２のような中間周波数信号Pi（０，ｔ）ない
しPi（６３，ｔ）が遅延線５６に入ると順序にお
いて前の遅延セルからの中間周波数信号に加算さ
れる。この結果、全周波数が合計点で、すなわち
IF合計増幅器８６で、実質的な位相コヒーレン
トで重複した関係で組み合わせられる。IF合計
増幅器８６の出力信号の適切な周波数帯域が映像
帯域検波装置８８のフイルターで選択される。つ
いで、その信号はCRTもしくは他の表示装置の
ために処理される。合計遅延線５６の端部では循
環的な対称性（cyclical symmetry）がある。第
一の合計増幅器７０の入力Ai（０，ｔ）は最後の
遅延セル５８₆₃の出力Ao（０，ｔ）より得られ
る。最後の遅延セル５８₆₃の出力Ao（０，ｔ）の
入溶Bi（６３，ｔ）は最後の遅延セル５８₀の出力
Bo（０，ｔ）より得られる。このように遅延線は
完全に循環的である。この対称性によつて、設計
が非常に単純化される。つまり、信号の流れを制
御するために使用される同じデータが、デジタル
制御装置５４によりデータを単に回転（rotate）
させることで、多数の異なつた可聴走査線に再使
用可能となる。

幾つかの代表的な条件下で合計遅延線５６の特
性は第２ａ図、３ａ図、３ｃ図、４ａ図、５ａ図
に示すようになる。各図は特定の遅延プロフイー
ルを示している。図中、縦軸は相対遅延を示して
おり、横軸は１０，１０′といつた変換器対に対
応する。遅延プロフイールは定量化された形で正
しく示されるべきであるが、明瞭化のために、そ
れを無視している。第２ｂ図、３ｂ図、４ｂ図、
５ｂ図には、対応する合計遅延線が慨念的に図示
されている。これらの図において、各遅延セル５
８は第１図の合計増幅器７０に等価な入力合計装
置で示されている。５２のような位相整合された
変換器からの混合された中間周波数信号は隣接し
た出力と一般に加算される。

特に、第２ａ図はアレイの中心の走査線に対し
て必要とされる遅延プロフイールである。この走
査線は変換器対３１と３２の間でプロフイールに
対して垂直になつている。第２ｂ図は第２ａ図の
遅延プロフイールを具体化している合計遅延線５
６の構成を示している。位相整合された中間周波
数信号Pi（３１，ｔ）とPi（３２，ｔ）は中心遅延
セル５８₃₁と５８₃₂の入力合計装置７０に供給さ
れる。Pi（３１，ｔ）からPi（０，ｔ）からPi（３
１，ｔ）Pi（０，ｔ）を含む左への信号は遅延線
で左方向に向けられ、直列に接続された遅延セル
で遅延累積されて行く。一方、Pi（３２，ｔ）か
らPi（６３，ｔ）を含む左への信号は反対方向に
向けられる。この例では、全体のアパーチヤ
（aperture）が利用される。

端部の遅延セル５８₀の遅延セル出力装置７６
は合計されそして遅延された信号OUTSEL（０，
ｔ）を関連の合計増幅器７８に与える。端部の遅
延セル５８₆₃スイツチ７６も信号OUTSEL（６
３，ｔ）をその関連の合計増幅器７８に与える。
両信号OUTSEL（０，ｔ）、OUTSEL（６３，ｔ）
は関連の分配スイツチ８０を介して、実質的な位
相コヒーレンスで時間的に重複した関連で、IF
合計増幅器８６の合計点に与えられる。

位相整合した変換器対４８，４９間のアレイに
直角なアクテブな走査線を備えた直線走査フオー
マツトが第３ａ図に示されている。上述したよう
に、48以下の変換器対は左方向に向けられ、それ
以上の場合は右方向に向けられる。図示の遅延線
構成では、Pi（１７，ｔ）ないしPi（４８，ｔ）の
各位相整合中間周波数信号は累積したさらに大き
な遅延を持つ。Pi（１７，ｔ）は、さらに遅延を
必要としない。したがつて、遅延セル５８の出力
はスイツチ７６，７８，８０によりIF合計増幅
器８６に与えられる。アレイの他側では、信号Pi
（４９，ｔ）ないしPi（６３，ｔ）がミキサー方向
に向けられる。実際には、Pi（６３，ｔ）も前述
の循環対称性により「右」にむけられる。この循
環対称性により、それが遅延セル５８₀の合計増
幅器７０に接続され、第３ｂ図に示すように、遅
延セル５８₀ないし５８₁₆の遅延をさらに与える。
位相整合された中間周波数信号Pi（０，ｔ）ない
しPi（１６，ｔ）は第１図のアポダイザー３９及
びアポダイゼイシヨンメモリ４０に従つてアポダ
イザー増幅器３２のような受信アパーチヤ制御装
置により停止される。動的アパーチヤは位相整合
された変換器材１７ないし６３のみからなつてい
る。

静的アパーチヤ制御は順次配列された変換器対
を減勢するために使用可能である。一方、このア
パーチヤ制御は遅延プロフイールをこの循環的な
方法で右方にシフトする。これは、直線走査を維
持しながら、アレイの走査線を下方に並進させ
る。限定的な場合、最後の走査線はアレイの最後
の素子上に置かれる。この場合、第３ｃ図のよう
にアレイの半分がアクテブである。遅延セル５８
はIF合計増幅器８６にアウトセレクトされ、位
相整合中間周波数信号Pi（０，ｔ）ないしPi（０，
ｔ）はアポダイズドオフ（apotized off）する。

第４ａ図は、０ないし15度前後の間にある角度
θを方向付けるためのセクタ走査モードに必要と
される遅延プロフイールを図示している。これは
特別な対称性を持たない単調でない遅延プロフイ
ールである。図示の例では、最大の遅延が変換器
対３６と３７との間にあるとしている。３６以下
の変換器対については、遅延通路は通常の仕方で
左に向く。遅延セル５８₀の出力はIF合計増幅器
８６に与えられる。変換器対３７ないし６３に対
して必要とされる遅延は位相整合中間周波数信号
Pi（０，oot）ないしPi（０，ｔ）をそれぞれの遅
延セルを介して右に向けることで得られる。変換
器対６３の出力は、遅延セル５８₁₆ないし５８₀
によつて与えられるり必要な追加の遅延を使用す
るために、遅延セル５８₀のインセレクト線に向
けられる。遅延セル５８₁₆の出力はIF合計増幅器
８６に向けられる。

最後の例を第５ａ図及び第５ｂ図に示す。この
例は軸からずれた場合の遅延線構成である。この
場合の方向付け角度は15度以上である。かかる場
合、最大遅延はアレイの端部で発生する。それゆ
え、６３で始まる各位相整合対は左方に向き、そ
して第一の位相整合対０に向く、ついでIF合計
増幅器８６に向く。

以上述べた例は本発明の遅延セルを説明するた
めに用いたが、本発明の要旨の範囲内で種々変更
可能である。量子化の値をより小さくするため
に、遅延素子７２を幾つかの個別の遅延素子で置
き換えることが可能である。直線走査モードで遅
延セルのOUTSEL出力をIF合計増幅器８６に直
接に結合することで、アウトセレクト合計増幅装
置７８、分配スイツチ装置８０、デカツプリング
９０、インセレクト合計増幅器８２、スイツチ装
置８４を省略すことができる。セクター走査モー
ドは、最外部の遅延セル５８₀及び５８₆₃のみに
対するOUTSEL出力に対してアウトセレクト合
計増幅装置を与えることで、実施可能である。ま
た、インセレクト装置の全てを省略可能である。
さらに遅延素子を加えることで、アレイ全体につ
いて並びにセクター角のすべてについて、直線及
びセクターの組合せのモードでの走査が可能であ
る。遅延線はインセレクト装置又はアウトセレク
ト装置で動作可能である。さらに、これらの両者
でも動作可能である。この場合、循環構成は用い
られない。遅延セルOUTSEL出力を持つ多数の
アウトセレクト合計増幅器の他の構成の組み合わ
せも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置構成のブロツク図であ
る。第２ａ図はアレイの中心での平面変換器アレ
イに垂直な走査線に対する遅延プロフイールを示
す図である。第２ｂ図は第２ａ図の遅延プロフイ
ールに対する遅延セル構成を示す概念図である。
第３ａ図はアレイの変換器対４８，４９間に中心
付けられた平面変換器アレイに垂直な走査線に対
する遅延プロフイールを示す図である。第３ｂ図
は第３ａ図の遅延プロフイールに対する遅延セル
構成を示す概念図である。第４ａ図は方位付け角
度が平面変換器アレイに垂直な線よりゼロないし
約15度にある走査線に対する遅延プロフイールを
示す図である。第４ｂ図は第４ａ図の遅延プロフ
イールに対する遅延セル構成を示す概念図であ
る。第５ａ図は方位付け角度が平面変換器アレイ
に垂直な線より約15度以上にある走査線に対する
遅延プロフイールを示す図である。第５ｂ図は第
５ａ図の遅延プロフイールに対する遅延セル構成
を示す概念図である。 符号の説明、１０，１０′……位相整合された
変換器、２４……遅延セル、５６……遅延線、５
８……対称的な遅延セル、７０……合計増幅器、
７６……スイツチ装置、７８……アウトセレクト
合計増幅器、８０……分配スイツチ、８４……イ
ンセレクトスイツチ装置、８６……IF合計増幅
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試験される物体に可聴圧力波を繰り返し送る
   手段と、該手段の１つに当たる可聴エコーを対応
   する電気受信信号に変換する変換器０〜１２７の
   アレイと、前記アレイからの受信信号を処理する
   ための同じ複数のチヤンネル２８，３０，３２，
   ４８，５２と、各走査線について、アレイの変換
   器の各々から得られる処理された受信信号を組合
   わせる合計点８６と、処理された受信信号を各変
   換器に対して時間的重複関係で合計点８６に到達
   させる合計遅延線５６とを備え、前記合計遅延線
   は選択的な順序で合計遅延線を形成する複数の遅
   延セル５８を含み、各遅延セルは、少なくとも１
   つの変換器１０の処理された受信信号から得られ
   る入力信号Pi（０，ｔ）…Pi（６３，ｔ）と、遅延
   セル出力スイツチ手段７６及び入力合計手段と遅
   延セル出力スイツチ７６との間で接続可能な遅延
   セル出力信号を形成する少なくとも１つの遅延素
   子７２とを含み、前記遅延セル出力スイツチ手段
   ７６が選択的に前記遅延セル出力信号を、(a)第１
   の隣接した遅延セルの入力合計手段７０か、又
   は、(b)第２の隣接した遅延セルの入力合計手段７
   ０に接続するように配列され、更に、前記変換器
   アレイの各特定走査線に対して予め選択した方法
   で遅延線を構成するように出力スイツチ手段の位
   置を各遅延セル５８と協働させる制御手段６４を
   備えた型式の可聴波映像化装置であつて、 各遅延セル出力スイツチ手段７６が関連する遅
   延セルと協働するアウトセレクト通路OUTSEL
   （０，ｔ）…OUTSEL（６３，ｔ）と選択的に接
   続可能であり、更にまた、各遅延セル入力合計手
   段７０が、前記遅延セル合計入力信号を発生すべ
   く前記アウトセレクト通路OUTSEL（０，ｔ）…
   OUTSEL（６３，ｔ）を介して通信される他の遅
   延セル出力信号から選択された信号の組合せより
   得られる付加的入力信号INSEL（０，ｔ）…
   INSEL（６３，ｔ）を選択的に合計するために接
   続されていることを特徴とする可聴波映像化装
   置。 ２ 更に、前記遅延セル出力の選択された出力を
   前記遅延セル入力合計手段の選択された手段に組
   合せ且つ結合するインセレクト・スイツチ手段８
   ４を特徴とする請求の範囲第１項に記載の可聴波
   映像化装置。 ３ 更に、前記遅延線の出力を前記合計点８６ま
   たは前記インセレクト・スイツチ手段８４に選択
   的に接続する前記アウトセレクト通路内の出力分
   配スイツチ手段８０を特徴とする請求の範囲第２
   項に記載の可聴波映像化装置。 ４ 更に、前記変換器アレイの各特定の走査線に
   対し予め選択された様式で遅延線を構成すべく制
   御手段がそのインセレクト・スイツチ手段の位置
   と出力分配スイツチ手段を各遅延セルに対する出
   力スイツチ手段に強調させることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の可聴波映像化装置。 ５ 前記インセレクト・スイツチ手段８４に接続
   された合計された合計増幅器８２を含み、更に前
   記出力分配スイツチ手段８０が前記合計増幅器８
   ２、又は前記合計点７６の１つに前記遅延アウト
   セレクト通路を選択的に接続するか又はこれを切
   り離すことを特徴とする特許請求の範囲第２項〜
   第４項のいずれかに記載の可聴波映像化装置。 ６ 合計遅延線５６の周期的シンメトリーが最後
   の遅延セルAo（６３，ｔ）の出力を第１遅延線の
   入力合計手段に接続し、第１遅延セルBo（６３，
   ｔ）の出力をアレイ内の最後の遅延セルの入力合
   計手段に接続する制御手段によりリニア走査フオ
   ーマツトに対し達成されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の可
   聴波映像化装置。 ７ 更に、制御手段がデイジタル制御されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項のい
   ずれかに記載の可聴波映像化装置。 ８ 個別的に遅延素子２７がエレクトロニクスの
   固有の自然の電子遅延であり、又は大きい予め選
   択された値の個別的遅延であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の可聴波映像化装置。 ９ 更に、リニア走査モードにおける各走査線が
   変換器アレイに直角の所定のほぼ固定の角度にあ
   り、その位置が前記デイジタル制御手段により決
   定されることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   記載の可聴波映像化装置。 １０ 更に、各走査線が共通交差点を以つて変換
   器アレイを通じて法線に対して直角になつてお
   り、交差点が前記デイジタル制御手段により決定
   されている特許請求の範囲第１項〜第８項のいず
   れかに記載の可聴波映像化装置。 １１ 更に、各遅延セルが付加的な個別的遅延素
   子を有し、更に入力合計手段７０からの出力信号
   を１個以上の個別的遅延素子を通じて遅延セル出
   力スイツチ手段に選択的に接続し、遅延セル出力
   信号を形成すること、前記デイジタル制御手段が
   また各遅延セルに対する遅延スイツチ手段の位相
   に調和することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第１０項記載の可聴波映像化装置。 １２ 更に、前記複数個の遅延セル内の遅延素子
   の粗い量子化を可能にすべく少なくとも２個の隣
   接する変換器１０の受信信号の間の位相コヒーレ
   ンスを達成する位相調整手段４２を特徴とする特
   許請求の範囲第１項〜第１１項記載の可聴波映像
   化装置。 １３ 更に、前記位相調整手段が少なくとも２個
   の隣接した変換器１０の受信信号から位相整合さ
   れた中間周波数信号を得るために各受信処理チヤ
   ンネル内にヘテロダイン手段４２を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の可聴波
   映像化装置。 １４ 更に、少なくとも１つの変換器１０の処理
   済受信信号から得られた信号として１つの遅延セ
   ル５８に接続する各変換器グループに対する単一
   信号を発生すべく隣接した変換器１０のグループ
   から得られた受信信号の合計を行なう手段５０を
   特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の可聴
   波映像化装置。 １５ 更に、少なくとも１つの変換器の処理済み
   受信信号から得られる信号として１つの遅延セル
   ５８に接続する各変換器グループに対し１つの中
   間周波数信号を発生するよう隣接した変換器１０
   のグループから得られた受信信号を合計する手段
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の可
   聴波映像化装置。 １６ 更に、変換器アレイ１０から異なる深さに
   て変換器受信信号の位相コヒーレンスを維持する
   目的で各音響エコーの受信中、動的様式にて位相
   調整を変える手段２４，２６を特徴とする特許請
   求の範囲第１２項に記載の可聴波映像化装置。 １７ 更に、変換器アレイが送信手段を形成する
   こと及び送信アポダイゼーシヨン手段２０，２２
   が提供され、送信されている音響エネルギーの改
   善されたサイド・ローブ性能と焦点深さを広げる
   よう０から最大値まで各変換器１０に与えられた
   各送信パルスの振幅を変える目的で設けてあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第１６項
   記載の可聴波映像化装置。 １８ 更に、前記受信信号がクロスイン・ターゲ
   ツトから得られる際、外側変換器１０のアポダイ
   ゼーシヨン値を０にセツトすることにより活性化
   された受信アパーチヤーを小さく出来るよう各変
   換器受信信号の利得を０から最大値まで変える動
   的受信アポダイゼーシヨン手段３２，３８，４０
   を含み、受信信号が得られる全ての深さにおける
   フイールドの深さを改善する目的及び活性化され
   た受信アパーチヤーの形状を制御することでサイ
   ドローブの性能を改善することを目的として受信
   信号が変換器から更にターゲツトより離れている
   際、前記アパーチヤーが大きくなつていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可聴波映
   像化装置。 １９ 更に、受信深さの前記部分上で大略一定の
   横方向解像を得るべく受信の少なくとも一部分に
   わたりこれも動的に可変のアパーチヤー寸法を受
   け入れるべく動的に可変の受信焦点レンジの大略
   一定比を維持すべくデイジタル・タイミング及び
   制御手段５４を特徴とする特許請求の範囲第１８
   項記載の可聴波映像化装置。