JPH0352311A - 遅延回路及びこの遅延回路を用いた超音波診断装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、制御端子に印加する電気信号により遅延時間
を連続的に変化できる遅延回路及びこの遅延回路を整相
回路内の遅延回路として用いダイナミックフォーカスを
可能とした超音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

超音波診断装置は，探触子により被検体に超音波を送受
波し，体内からの反射波信号に基づいて被検体内部の情
報を得るようになっている．ここで、被検体内部の深さ
の異なる各部のいずれの場所においても高い分解能の画
像が得られるようにするため、体内からの反射波の受信
に際し、受波の焦点を時間の経過と共に動的に変化させ
るダイナミックフォーカスが行われる．このとき、上記
受波の焦点合わせは、幅の狭い短冊状に形成された振動
子素子を複数個配列した探触子、あるいは同心円状に配
置した複数のリング状振動子素子から成る探触子の上記
それぞれの振動子素子からの受波信号を、遅延線を用い
て適宜遅延して加算することによって行われる．この回
路は一般に整相回路と呼ばれている。そして、受波の焦
点位置は上記の各々の遅延線の遅延時間により定まるの
で，ダイナミックフォーカスは、複数の受波信号に与え
るべき遅延時間を体内からの反射波の発生深度に応じて
動的に変更することによって実現される．上記の遅延時
間の変更は、遅延線に適切な間隔でタップを設け，これ
らのタップを電子スイッチを用いて選択切り換えて行う
．この場合、上記電子スイッチの切り換え時にノイズが
発生して、遅延線を介して受波信号に混入することがあ
り，診断情報に誤った信号が出現することがあった．そ
こで、このような現象を改善するために、上記電子スイ
ッチとしてノイズの発生の少ないスイッチを用いればよ
いが，このような電子スイッチは高価であるので遅延線
のそれぞれのタップ毎に多数設けると価格が上昇して経
済的でないという欠点があった． 以上のような問題点に対処して、タップ切換スイッチを
備えた遅延線をそれぞれ有し焦点区間を互いに異ならせ
た二系統の整相回路を交互に使用すると共に、一方の整
相回路が使用されている間に他方の整相回路のタップを
切り換えるようにした装置が特開昭５６−工１２２３４
号公報で提案されている。この公報に記載された従来の
超音波診断装置は，第７図に示すように，複数の振動子
素子１１９１２１・・・，１ｎが配列され超音波を送受
波するアレー型の探触子２と，この探触子２の各振動子
素子１，〜１ｎからの受波信号に所定の遅延時間を与え
て位相を揃え加算して出力する二系統の整相回路３，３
′と，これらの整相回路３，３′内の各遅延線の終端抵
抗の信号を増輻する増幅器４，４′と、上記二系統の整
相回路３，３′からの出力信号を交互に切り換えるため
の電子ス？ッチ５と、上記各整相回路３，３′で整相さ
れた信号を検波，圧縮する検波器６と，この検波器６か
らの出力信号を画像として表示する表示装置７とを備え
て成っていた．ここで、上記二系統の整相回路３，３′
は、それぞれ上記探触子２の各振動子素子１．〜ｉｎか
らの受波信号を入力して増幅する定電流源出力型の増幅
器８■，８２，・・・８ｎ；８■　，８■　　・・・，
８ｎ′と、遅延線９，９′と，これらの遅延線９，９′
に適宜の間隔で設けられたタップを選択切り換えする電
子スイッチから成るタップ切換スイッチ１０．，１０．
，・・・Ｉｏｎ　：　Ｌｏ１　　１０＊　　　−ｇ　Ｉ
ｏｎ’　とから成る．なお，第７図において，符号１１
は電子スイッチ５及びタップ切換スイッチ１０■〜Ｉｏ
ｎ，１０１′〜Ｉｏｎ’　を切り換え制御するための制
御器である． このように構威された超音波診断装置においては、上記
それぞれのタップ切換スイッチ１０，〜Ｉｏｎ及び１０
．’〜１０ｎ’の切り換えは、それらが属する整相回路
３または３′の出力端（４，４′）が電子スイッチ５の
切り換えにより次段（６）から切り離されている間に行
われるので、上記タップ切換スイッチ１０１〜Ｉｏｎま
たはＩＱ　，　７〜１０ｎ′の動作により発生するノイ
ズが次段以降の信号に混入することはない．従って、多
数必要とされる上記タップ切換スイッチ１０．〜１０ｎ
及び１０１′〜１０ｎ′は、ノイズが発生してもよい安
価なスイッチで間に合わせることができる．このとき、
各整相回路３，３′からの出力信号を交互に切り換える
電子スイッチ５は、常に信号が流れている部分を切り換
えるので、ノイズの発生の少ない高価なスイッチを用い
なければならないが，その個数がわずかであることから
特に価格が上昇するものではなく、全体としてはコスト
上昇を抑えることができる．これにより、ダイナミック
フォーカス時の各タップ切換スイッチ１　０１”’　１
　０　ｎまたは１０．′〜Ｉｏｎ’の切り換えにより発
生するノイズの影響を受けないようにしていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、このような従来の超音波診断装置においては、
第７図に示すように、二系統の整相回路３，３′を用意
することから，高価な遅延線９，９′を二系統分必要と
し，回路規模が大きくなると共に、コストも上昇するも
のであった．さらに、上記二系統の整相回８３，３’か
らの信号に感度差があると，出力側の電子スイッチ５の
切り換えにより、表示装Ｗ７に表示される画像に明暗の
段差が発生することとなるので，使用部品については特
性バラツキの少ないものを用いる必要があり、そのため
に多くの調整時間を要し、これもコスト上昇の原因とな
るものであった。なお，上記二系薊の整相回路３，３′
の感度差が少なくなっても、各系統の焦点の位置が異な
ることから受信感度も異なることとなり、やはり出力側
の電子スイッチ５の切り換えにより、表示装置７に表示
される画像に明暗の段差が発生することとなるものであ
った。

そこで、本発明は，このような問題点を解決することが
できる超音波診断装置及びこの超音波診断装置に用いる
遅延回路を提供することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために，本発明による遅延回路は，
インダクタと逆電圧の大きさにより静電容量が変化する
可変容量ダイオードとを用い、この可変容量ダイオード
の逆電圧の変化により遅延時間が変化する可変遅延線を
構成すると共に，この可変遅延線の信号源抵抗及び終端
抵抗として、利得が電気信号で制御できる増幅器に一定
抵抗で帰還を施して回路の抵抗値を可変とする可変抵抗
回路を用い、上記可変遅延線の遅延時間の変化に伴って
可変抵抗回路の抵抗値を変えるようにしたものである． この場合、上記可変遅延線の信号源抵抗の部分は，高周
波変圧器と上記の可変抵抗回路とを組み合わせて定電圧
信号源とし、この定電圧信号源で上記可変遅延線を駆動
するようにしてもよい．また，上記遅延回路の関連発明
としての超音波診断装置は、複数の振動子素子が配列さ
れ超音波を送受波する探触子と，この探触子の各振動子
素子からの受波信号に所定の遅延時間を与える遅延回路
を有しこれらの遅延回路で位相が揃えられた受波信号を
加算して出力する整相回路と、この整相回路で整相され
た信号を検波する検波器と，この検波器からの出力信号
を画像として表示する表示装置とを備えて成る超音波診
断装置において、上記整相回路内の遅延回路として、イ
ンダクタと逆電圧の大きさにより静電容量が変化する可
変容量ダイオードとを用い、この可変容量ダイオードの
逆電圧の変化により遅延時間が変化する可変遅延線を構
成すると共に、この可変遅延線の信号源抵抗及び終端抵
抗として、利得が電気信号で制御できる増幅器に一定抵
抗で帰還を施して回路の抵抗値を可変とする可変抵抗回
路を用い、上記可変遅延線の遅延時間の変化に伴って可
変抵抗回路の抵抗値を変えるようにした遅延回路を用い
たものである． そして、上記各遅延回路の制御端子に印加する電気信号
を時間と共に変えることにより、各遅延回路の遅延時間
を連続的に変化させてダイナミックフォーカスを行うよ
うにすると効果的である．〔作　用〕 上記のように構成された遅延回路は，インダクタと可変
容量ダイオードとで構成する可変遅延線の上記可変容量
ダイオードの逆電圧の変化により遅延時間を変化させる
と共に，上記可変遅延線の両端に設けられた整合抵抗と
しての可変抵抗回路の抵抗値を，上記可変遅延線の遅延
時間の変化に伴って変えることにより、常に上記可変遅
延線と可変抵抗回路のインピーダンス整合をとり、遅延
時間の変化による遅延特性が劣化しないように動作する
． また，上記のように構成された超音波診断装置は、その
整相回路内の遅延回路として、常に可変遅延線と可変抵
抗回路のインピーダンス整合をとり，遅延時間の変化に
よる遅延特性が劣化しないようにした遅延回路を用いる
ことにより、一系統の整相回路だけでダイナミックフォ
ーカスを可能とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する． 第１図は本発明による遅延回路の実施例を示す回路図で
ある．この遅延回路は，従来の遅延線を用いたものと異
なり、その制御端子に印加される電気信号により遅延時
間が連続的に変化するもので，その構成を考えるに至っ
た思考過程を第２図（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説
明する．まず，第２図に従来の整相回路に用いられてい
る集中定数形遅延線の単位部分の回路構成を示す．この
単位部分は、第２図（ａ）または（ｂ）に示すようにＴ
形の対称回路とされており、同図（ａ）の回路はインダ
クタＬ／２，Ｌ／２とキャパシタＣとを有して或り、定
Ｋ形低域フィルタと呼ばれるものであり、同図（ｂ）の
回路は上記（ａ）に示した二つのインダクタＬ／２が電
磁結合しているためその結果得られる等価回路であり、
誘導ｍ形低域フィルタと呼ばれるものである．そして，
上記の単位部分を多数従属接続することにより集中定数
形遅延線が構成される．このような構成の集中定数形遅
延線を用いると、必要な遅延時間を分布定数形遅延線よ
りも小さい信号減衰で、しかも小形化して得ることがで
きる。

ここで、第２図（ａ）の定Ｋ形低域フィルタにおいて，
フィルタの両端は特性インピーダンスＲ，＝７で終端さ
れているものと仮定する．いま、入力として理想的なス
テップ電圧を加えると、出力電圧の遅延時間ｔＳ及び立
ち上がり時間ｔ，は、 ｔＳ＝　１．０７　ＪＴＩ　　　　　　　　　　　−　
（１）ｔｔ　＝１−１３　ｆ［Ｃ　　　　　　　　　　
　　　・・・（２）となる．この単位部分がｎ個従属接
続されている場合の全体の遅延時間ｔｄ及び立ち上がり
時間ｔ，は， ｔｄ　＝ｎ　’　ｔｅ，　　　　　　　　　　　　　　
　・−（３）ｔ．＝　ｔ１・”（ｉｒ　　　　　　　　
　　　　−　（４）となる。よって，上記ｔｄ及びｔ，
が与えられたとき，必要な区間の数ｎ及びインダクタＬ
並びにキャパシタＣは，次式で与えられる． １．０７ｎ ｔｄ Ｃ＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（７）１．０７　ｎ　Ｒｅ また，単位部分として第２図（ｂ）に示す誘導ｍ形低域
フィルタを用いると、遅延時間ｔ，１と立ち上がり時間
ｔ，との比が同じ場合は、同図（ａ）に示す定Ｋ形低域
フィルタを用いるのと比べて従属接続する区間数ｎが約
１６％少なくてよい．このとき，同図（ｂ）において例
えばｍ＝１．２７とすると、伝達信号の波形のオーバシ
ュート及びｔエ／ｔ，に関しては同Ｗｉ　（ａ）に示す
定Ｋ形低域フィルタを用いるよりも優れている． 以上述べたように、インダクタＬとキャパシタＣとから
成る集中定数形遅延線の遅延時間ｔ，１は、第（３）式
により与えられることがわかる．そして，第２図（ａ）
または（ｂ）のいずれの形のフィルタを用いても、その
キャパシタＣの容量を変えることにより、集中定数形遅
延線の遅延時間を可変とすることができる。

そこで，本発明においては、第２図（ａ）または（ｂ）
に示す単位部分を多数従属接続して或る集中定数形遅延
線におけるキャパシタＣを、逆電圧の大きさにより静電
容量が変化する可変容量ダイオードで構成することによ
り、第１図に示す本発明による遅延回路が実現される．
すなわち、本発明による遅延回路は，第１図に示すよう
に，インダクタＬと逆電圧の大きさにより静電容量が変
化する可変容量ダイオードｖｃ，ｖｃ’　とを用い，こ
の可変容量ダイオードＶＣ，ＶＣ’の逆電圧の変化によ
り遅延時間が変化する可変遅延線１２を構成すると共に
、この可変遅延線１２の信号源抵抗及び終端抵抗として
、利得が電気信号で制御できる増幅器に一定抵抗で帰還
を施して回路の抵抗値を可変とする可変抵抗回路１３ａ
，１３ｂを用いて構成されている。

上記可変遅延線ｌ２は、インダクタＬ，Ｌと、複数個の
可変容量ダイオードｖｃ，ｖｃ’　を一組？したものと
をＴ形の対称回路に接続して或る単位部分を、多数従属
接続して構威されている。そして，一方の可変容量ダイ
オードＶＣの陰極と、他方の可変容量ダイオードＶＣ′
の陰極とが共通接続されると共に、上記一方の可変容量
ダイオードＶＣの陽極はそのまま接地され、他方の可変
容量ダイオードＶＣ′の陽極はインダクタＬ及び抵抗Ｒ
を介して接地されている．このため、上記の各可変容量
ダイオードＶＣとｖＣ′には，同じ直流電位が印加され
ることとなる．また、上記二個の可変容量ダイオードｖ
ｃ，ｖｃ’の陰極同士を共通接続した箇所には，制御部
ｌ４からそれぞれ抵抗ｒを介して逆電圧Ｅｃ１が印加さ
れ、この逆電圧Ｅｃ■によって静電容量を変えて遅延時
間が制御される．なお，上記の抵抗ｒは、各組の可変容
量ダイオードｖｃ，ｖｃ’　に制御信号線ｌ５を介して
信号が流れ、それぞれの可変容量ダイオードＶｃ，ｖｃ
’の組相互間で干渉するのを．防止するために設けたも
のである． なお，第１図において、符号Ｒは可変遅延線１２の入力
端ａまたは出力端ｂをそれぞれ接地するための抵抗を示
しており、上記可変遅延線１２の信号源抵抗または終端
抵抗の一部となるもので，この抵抗Ｒの接地により各組
の可変容量ダイオードｖｃ，’ｖｃ’の陽極の直流電位
は接地レベルと同じにされている。また、符号Ｃは直流
阻止用のカップリングコンデンサである． ここで、上記可変遅延線１２は，各組の可変容量ダイオ
ードｖｃ，ｖｃ’の逆電圧の大きさによりその静電容量
を変化させると、遅延時間と共に特性インピーダンスも
変化する．このことから、信号の入出力端ａ，ｂでイン
ピーダンスの不整合による信号波形の変形や伝送効率の
変動が生じないように，信号源抵抗と終端抵抗は，遅延
時間の制御に対応して常に上記可変遅延線１２と整合す
るように変化させる必要がある．そのため，上記信号源
抵抗と終端抵抗の部分には、電気信号により抵抗値が変
化する可変抵抗回路１３ａ，１３ｂがそれぞれ設けてあ
る．この可変抵抗回路１３ａ，１３ｂは，第３図に示す
ように、可変利得増幅器１６の利得Ｇをその制御電圧Ｅ
Ｃ２により変えて，その入力抵抗を連続的に変化させる
ことができるものである． 以下に、この可変抵抗回路１３ａ，工３ｂの動作を第３
図を参照して説明する。第３図の回路は、電圧利得Ｇが
制御電圧Ｅｃ，で制御できる可変利得増幅器１６に一定
抵抗Ｒｆで帰還を施してその回路の抵抗値を可変とした
ものである。上記のような可変利得増幅器１６は，よく
用いられているギルバードセルなどにより実現でき、制
御電圧Ｅｃ，と電圧利得Ｇは一定の関係にあり，周囲温
度の変化による利得Ｇの変動が小さく実用的である。こ
こで、上記可変利得増幅器１６の入力端１７から見たイ
ンピーダンスを求める．このとき、可変利得増幅器１６
の入力インピーダンスは無限大で、出力インピーダンス
は零とし、入力端工７における入力電圧をＥｉｎ，電流
をｉ，出力端１８における出力電圧をＥ　ｏｕｔとする
と，次式が或り立つ．Ｅｉｎ　−　Ｒｆ−ｉ　−　Ｅｏ
ｕｔ　＝Ｏ　　　　　　　・＝　（８）Ｅｏｕｔ　＝　
−Ｇ−Ｅｉｎ　　　　　　　　　　−　（９）この第（
８）式と第（９）式からＥｏｕｔを消去すると、 Ｒｆ Ｅｉｎ　＝　　　　　　ｉ　　　　　　　　　　　　　
−　（１０）１＋Ｇ となる。そして、この入力電圧Ｅｉｎの式を電流ｉで偏
微分すると、入力端ｌ７から見たインピーダンスＺｉｎ
は次式のようになる． ａｉ　　　　１＋Ｇ この第（１１）式において利得Ｇを変えると、入力端１
７からみたインピーダンスＺｉｎは変化することとなる
。すなわち、第３図に示す回路の入力端１７と対地間の
抵抗は，制御電圧Ｅｃ，により制御可能となる。例えば
、利得ＧをＯから４まで変化させると、入力端１７にお
けるインピーダンスＺｉｎは、Ｒｆから０．２Ｒｆまで
変化することとなる．これにより、第３図に示す回路は
可変抵抗回路となる．なお、以上の説明においては、負
帰還の場合について述べたが、正帰還を施した場合にお
いても可変抵抗回路となる。この場合は，利得Ｇは？の
値をとるものと考えればよい． なお，第工図において，可変遅延線ｌ２の入力端ａには
，電圧一電流変換器１９が設けられており、この電圧一
電流変換器ｌ９を介して入力信号電圧が定電流信号に変
換され，この定電流信号で上記可変遅延Ｉ！１２を廓動
するようになっている。

また，可変遅延線１２の出力端ｂには、掛算器２０が設
けられている．この掛算器２０は、上記可変遅延線１２
の特性インピーダンスＲ０が変ると，該可変遅延線１２
の出力端ｂに現われる信号電圧はｉＲａとなり、Ｒ０の
大きさにより変化するため、これを補正するものである
．そして、この掛算器２０の倍率は、制御部１４から送
出される制御電圧Ｅｃｓで制御されるようになっている
．このように構成された遅延回路において，可変遅延線
１２のタップＴエ，Ｔ，，Ｔ，，・・・，Ｔｎと出力端
ｂとの間の遅延時間は，それぞれｔ■，ｔ２，ｔａｐ・
・・　ｔｎで与えられるものとすると、各タップＴ，，
Ｔ，，Ｔ，，−，Ｔｎに１，　（ｔ）　ｔ　ｉｔ　（ｔ
）　１　１３　（ｔ）・・・，　ｉｎ（ｔ）なる定電流
信号を加えると，上記可？遅延線１２の終端には、下の
式のごとくそれぞれｔ１？　ｔ２，ｔ３ｊ・・・　ｔｎ
なる遅延を与えた後に加算された信号ｅ０が現われる． ８ａ　”　Ｒｅ（ｌｘ（ｔ　　ｔ，）＋ｘ，（ｔ　　ｔ
，）＋ｘ，（ｔ　　ｔａ）＋・・・＋ｉｎ（ｔ−ｔｎ）
）・・・（１２）従って、上記のタップＴ■〜Ｔｎを適
切に選ぶことにより、複数の信号にそれぞれ一定の関係
で遅延を与えた後に加算する操作が可能となる．第４図
は本発明による遅延回路の他の実施例を示す回路図であ
る．この実施例は、上述の可変遅延線１２の信号源抵抗
の部分を、高周波変圧器２１と前述の可変抵抗回路１３
ａとを組み合わせて定電圧信号源とし，この定電圧信号
源により上記可変遅延線１２を輛動するようにしたもの
である．このとき、高周波変圧器２１の二次巻線の一端
は可変抵抗回路１３ａに接続され、他端は可変遅延線１
２の入力端ａ側に接続されているため、その可変遅延線
１２は、上記可変抵抗回路１３ａで信号源抵抗が制御さ
れる定電圧信号源により翻動されることとなる．これは
、第１図に示すように、？圧一電流変換器１９を用いた
定電流信号源で可変遅延，１１１２を騨動した場合は、
その特性インピーダンスＲ０が遅延時間の変化に伴って
変るため，上記可変遅延線１２の出力端ｂに現われる信
号電圧の大きさが変動することとなるので，その信号電
圧の大きさが変化しないようにするためである．この実
施例の場合は，第１図における可変遅延線１２の出力端
ｂに設けた掛算器２０を不要とすることができる． 第５図は第１図または第４図に示す遅延回路の関連発明
としての超音波診断装置の実施例を示すブロック図であ
る．この超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の
診断部位について断層像を得るもので、電子リニア走査
形とされており，例えば短冊状に形成された複数の振動
子素子１１，１■・・・，１ｎが一列状に配列され超音
波を送受波する探触子２と，この探触子２の各振動子素
子１■〜１ｎのうち一群の振動子素子のみを順次選択し
て切り換えるスイッチ群２２と、このスイッチ群２２を
介して上記探触子２の各振動子素子１１〜１ｎのうちの
一群からの受波信号を入力し時間と共に利得を増加させ
検診深度に応じて信号強度を補正する複数の増幅器２３
ａ〜２３ｅと、この各増幅器２３ａ〜２３ｅからの出力
信号に所定の遅延時間を与える複数の遅延回路２４ａ〜
２４ｅを有しこれらの遅延回路２４ａ〜２４ｅで位相が
揃えられた受波信号を加算する加算器２５を備えた整相
回路２６と、この整相回路２６で整相された信号を検波
する検波器６と、この検波器６からの出力信号を画像と
して表示する表示装置７とを備えて或る．なお，第５図
においては、スイッチ群２２は５本の振動子素子群を一
端方から順次選択してそれぞれ次段の増幅器２３ａ〜２
３ｅに接続するようになっており、上記５本の振動子素
子群を順次切り換えて並進させるようになっている。従
って、増幅器は５個（２３ａ〜２３ｅ）設けられている
。また、上記増幅器２３ａ〜２３ｅの動作は、制御部１
４からの制御信号Ｓ１で制御されるようになっている． ここで、本発明においては、上記整相回路２６内の遅延
回路２４ａ〜２４ｅとしては、第１図または第４図に示
す回路構戒とされその制御端子に入力する電気信号によ
り遅延時間が連続的に変えられる遅延回路が用いられて
いる。この遅延回路２４ａ〜２４ｅは、第５図において
は、５個設けられ、制御部１４からの制御信号Ｓ．　（
第工図または第４図における制御端子に印加される電気
信号Ｅｅ，　，　Ｅａｔ　ｖ　ＥＣ３）により、時間と
共に超音波ビームの収束点を深い所へ移動するようにそ
の収束位置が制御されるようになっている．なお．上記
の各遅延回路２４ａ〜２４ｅは、必要に応じて複数段を
従属接続したものを用いてもよい。

このような構成により、本実施例の電子リニア走査形の
超音波診断装置においては、整相回路２６内の各遅延回
路２４ａ〜２４ｅがその制御端子への電気信号の入力だ
けで遅延時間が連続的に変えられるので、一系統の整相
回路２６だけで超音波ビームの収束点を連続的に移動す
るダイナミックフォーカスが実現できる． 第６図は第１図または第４図に示す遅延回路の？連発明
としての超音波診断装置の他の実施例を示すブロック図
である．この超音波診断装置は、電子セクタ走査形とさ
れており，例えば短冊状に形成された複数の振動子素子
１■，１■，・・・，ｉｎが一列状に配置され超音波を
送受波する探触子２と、この探触子２の各振動子素子１
■〜１ｎからの受波信号を入力し時間と共に利得を増加
させ検診深度に応じて信号強度を補正する複数の可変利
得増幅器２７■，２７■，・・・，２７ｎと、これら各
可変利得増幅器２７１〜２７ｎからの出力信号に所定の
遅延時間を与えて位相を揃え加算して出力する整相回路
２８と、この整相回路２８で整相された信号を検波する
検波器６と，この検波器６からの出力信号を画像として
表示する表示装置７とを備えて成る．そして、上記整相
回路２８は，探触子２の各振動子素子１１〜１ｎで受波
するエコー信号のチャンネル数の分だけ並列に設けられ
各可変利得増幅器２７Ｌ〜２７ｎからの出力信号に所定
の遅延時間を与える複数の遅延回路２９１，２９■，・
・・，２９ｎと、これらの遅延回路２９■〜２９ｎの出
力側にそれぞれ接続され各遅延回路２９１〜２９ｎから
の出力信号の電圧を定電流信号源に変換する電圧／電流
変換回路３０１，３０．，・・・，３０ｎと，ｎチャン
ネルの入力信号線及びｍチャンネルの出力信号線が図示
のように交差しその交点にそれぞれアナログスイッチ３
１，３１，・・・が配設されたクロスポイントスイッチ
３２と、このクロスポイントスイッチ３２の出力信号線
に適宜の間隔でｍチャンネル分設けたタップがそれぞれ
接続されたタップ付ＬＣ遅延線３３とから或る．なお，
上記タップ付ＬＣ遅延線３３の両端部に接続された抵抗
Ｒは、該タップ付ＬＣ遅延線３３の特性インピーダンス
とインピーダンスマッチングをとった終端抵抗である．
また，前記可変利得増幅器２７１〜２７ｎの動作は、制
御部１４からの制御信号Ｓユ′で制御されるようになっ
ている． ここで、本実施例においては、上記整相回路２８内の遅
延回路２９１〜２９ｎとしては、第工図または第４図に
示す回路構成とされその制御端子？入力する電気信号Ｅ
ｃ■ｐ　Ｅｃ２ｇ　Ｅｃａにより遅延時間が連続的に変
えられる遅延回路が用いられている．この遅延回路２９
■〜２９ｎは，制御部ｌ４からの制御信号８２′（第１
図または第４図における制御端子に印加される電気信号
Ｅ　ｃ１＋　Ｅ　Ｃ，　ＩＥｃ，）により、時間と共に
超音波ビームの収束点を深い所へ移動するようにその収
束位置が制御されるようになっている．そして，上記タ
ップ付ＬＣ遅延線３３の終端抵抗Ｒに現われる信号電圧
は、上記各遅延回路２９１〜２９ｎにより適宜遅延を与
えられた後、さらにクロスポイントスイッチ３２により
選択されたタップ位置に対応した遅延時間に相当する遅
延が与えられ、それぞれの信号が加算される．従って，
上記の遅延回路２９１〜２９ｎは、タップ付ＬＣ遅延線
３３のタップ間隔で決まる遅延時間の分解能をさらに細
分してその遅延時間の分解能を上げるという役割も持っ
ている。

このとき，上記タップ付ＬＣ遅延線３３の遅延時間は、
主に超音波ビームの偏向方向を設定するための役割を行
うこととなる．なお、上記遅延回路２９１〜２９ｎとタ
ップ付ＬＣ遅延線３３との併用により、タップ付ＬＣ遅
延線３３のタップ間隔はある程度粗にしても問題なく、
クロスポイントスイッチ３２のアナログスイッチ３１の
数を少なくすることができる。また、上記クロスポイン
トスイッチ３２の動作は、制御部１４からの制御信号Ｓ
３で制御されるようになっている．さらに、上記の各遅
延回路２９１〜２９ｎは、必要に応じて複数段を従属接
続したものを用いてもよい。

このような構成により，本実施例の電子セクタ走査形の
超音波診断装置においては、整相回路２８内の各遅延回
路２９１〜２９ｎがその制御端子への電気信号の入力だ
けで遅延時間が連続的に変えられるので、一系統の整相
回路２８だけで超音波ビームの収束点を連続的に移動す
るダイナミックフォーカスが実現できる． 〔発明の効果〕 本発明による遅延回路（第１図または第４図参照）は以
上のように構成されたので，その制御端子に印加する電
気信号だけで遅延時間を連続的に変化させることができ
る．従って，従来のような遅延線に適宜の間隔で設けら
れたタップを電子スイッチを用いて選択切り換えをする
ことなく、その切り換え時にノイズが発生するようなこ
とを完全に防止することができる．このことから、他の
回路部品等にノイズが混入するのを防止して、装置とし
ての信頼性を向上することができる。

また、本発明による超音波診断装置（第５図または第６
図参照）は以上のように構成されたので、整相回路内の
遅延回路として第１図または第４図に示す回路構成の遅
延回路を用いることにより、その制御端子に印加する電
気信号だけで遅延時間を連続的に変化させて所望の位置
に超音波ビームの収束点を移動することができる．従っ
て、従来の整相回路内の遅延線のようにノイズが発生す
ることがないので、二系統の整相回路を設けて交互に使
用する必要はなく、一系統の整相回路（２６または２８
）だけでダイナミックフォーカスを実現することができ
る．このことから，回路規模を小さくすることができ，
装置を小形化できると共にコスト低下を図ることができ
る．また、従来のような二系統の整相回路からの信号を
切り換えて表示するのではなく，一系統の整相回路から
の信号をそのまま表示装置７に表示するだけであるので
，画像に明暗の段差が発生することなく、均一な画質の
画像が得られ、診断をやり易くすることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遅延回路の実施例を示す回路図、
第２図（ａ）及び（ｂ）は上記の遅延回路の構成を考え
るに至った思考過程を説明するための回路図、第３図は
可変抵抗回路の内部構成を示す回路図、第４図は本発明
による遅延回路の他の実施例を示す回路図、第５図は第
１図または第４図に示す遅延回路の関連発明としての超
音波診断装置の実施例を示すブロック図、第６図は同じ
く関連発明としての超音波診断装置の他の実施例を示す
ブロック図、第７図は従来の超音波診断装置を示すブロ
ック図である． １・・・振動子素子，　２・・・探触子，６・・・検波
器、 ７・・・表示装置、　　１２・・・可変遅延線、　１３
ａ，１３ｂ・・・可変抵抗回路、　　１４・・・制御部
，１６・・・可変利得増幅器，　　１９・・・電圧一電
流変換器、２０・・・掛算器、　２１・・・高周波変圧
器、　２３ａ〜２３ｅ・・・増幅器，　２４ａ〜２４ｅ
，２９１〜２９ｎ・・・遅延回路，　２５・・・加算器
、　２６，２８・・・整相回路，　２７１〜２７ｎ・・
・可変利得増幅器、　Ｌ・・・インダクタ．　　ｖｃ．
ｖｃ’・・・可変容量ダイオード、　Ｅｃ１・・・逆電
圧、　Ｅ　Ｃ，　，　Ｅ　Ｃ３・・・制御電圧、　Ｒｆ
・・・一定抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）インダクタと逆電圧の大きさにより静電容量が変
   化する可変容量ダイオードとを用い、この可変容量ダイ
   オードの逆電圧の変化により遅延時間が変化する可変遅
   延線を構成すると共に、この可変遅延線の信号源抵抗及
   び終端抵抗として、利得が電気信号で制御できる増幅器
   に一定抵抗で帰還を施して回路の抵抗値を可変とする可
   変抵抗回路を用い、上記可変遅延線の遅延時間の変化に
   伴って可変抵抗回路の抵抗値を変えるようにしたことを
   特徴とする遅延回路。
2. （２）上記可変遅延線の信号源抵抗の部分は、高周波変
   圧器と上記の可変抵抗回路とを組み合わせて定電圧信号
   源とし、この定電圧信号源で上記可変遅延線を駆動する
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の遅延回路。
3. （３）複数の振動子素子が配列され超音波を送受波する
   探触子と、この探触子の各振動子素子からの受波信号に
   所定の遅延時間を与える遅延回路を有しこれらの遅延回
   路で位相が揃えられた受波信号を加算して出力する整相
   回路と、この整相回路で整相された信号を検波する検波
   器と、この検波器からの出力信号を画像として表示する
   表示装置とを備えて成る超音波診断装置において、上記
   整相回路内の遅延回路として、インダクタと逆電圧の大
   きさにより静電容量が変化する可変容量ダイオードとを
   用い、この可変容量ダイオードの逆電圧の変化により遅
   延時間が変化する可変遅延線を構成すると共に、この可
   変遅延線の信号源抵抗及び終端抵抗として、利得が電気
   信号で制御できる増幅器に一定抵抗で帰還を施して回路
   の抵抗値を可変とする可変抵抗回路を用い、上記可変遅
   延線の遅延時間の変化に伴って可変抵抗回路の抵抗値を
   変えるようにした遅延回路を用いたことを特徴とする超
   音波診断装置。
4. （４）上記各遅延回路の制御端子に印加する電気信号を
   時間と共に変えることにより、各遅延回路の遅延時間を
   連続的に変化させてダイナミックフオーカスを行うよう
   にした請求項３記載の超音波診断装置。