JPH0375173B2 - - Google Patents

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JPH0375173B2
JPH0375173B2 JP57022859A JP2285982A JPH0375173B2 JP H0375173 B2 JPH0375173 B2 JP H0375173B2 JP 57022859 A JP57022859 A JP 57022859A JP 2285982 A JP2285982 A JP 2285982A JP H0375173 B2 JPH0375173 B2 JP H0375173B2
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波を用いて被検体の断層像を得る
超音波装置の送受波器に係り、特に1つの送波ビ
ームに対し2つの受波ビームを得る電子走査形の
送受波器に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より電子走査形の超音波装置においては、
配列振動子の全口径から振動子切換手段によつて
送受波口径を選択設定し、1本の走査線上の超音
波エコー信号を取り込み、次いで送受波口径を振
動子素子ピツチだけ移動して新たな走査線上のエ
コー信号を取り込むというように走査するもので
あつた。この走査方式で超音波走査線密度を向上
させようとすると、素子の配列ピツチを小さくす
る必要があるが、素子の配列ピツチを小さくする
ということは、素子自体を小さくすることにも通
じ、送波エネルギの観点から、そして素子の加工
の観点から限界があつた。この問題は1/2ピツチ
走査法によつて解決された。しかしこの1/2ピツ
チ走査法を用いれば走査線密度は向上するが、走
査方向の検査領域が決められている場合には、表
示画像のフレームレートが低下するという問題が
生ずるものであつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
そこで、上記した走査線密度の向上とフレーム
レートの低下防止を一挙に解決するものとして、
1つの送波ビームに対し複数の受信ビームを生成
する技術が特開昭54−38693号公報、特開昭55−
52746号公報等で提案されている。これらの提案
技術にて、特開昭54−38693号公報は走査方法を
開示していないが、特開昭55−52746号公報に開
示された技術では、送受波口径は各送受信サイク
ル毎に移動するとともに、隣り合う送受信サイク
ル同志で受波ビームの一部が重複するように信号
を取り込むことが開示されている。
しかしながら、フレームレートの向上という観
点からながめた場合、特開昭55−52746号は改良
すべき点を残しているものである。
本発明は、走査線密度の向上とフレームレート
の向上とを同時に解決し得る複数ビーム同時受信
走査方式の超音波装置における簡略化された送受
波口径移動制御技術を提供することを目的として
いる。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、配列振動子の全口径から振動子切
換手段により送波口径とこの送波口径を含みそれ
より大きな受波口径とを選択し、前記振動子切換
手段を制御することにより所定振動子数ずつ前記
送受波口径を移動させながら検査断面を集束超音
波ビームで走査して断層像を得る超音波装置の送
受波器において、前記送受波口径を2つ送受信サ
イクル毎に移動制御する走査制御手段と、前記2
つの送受信サイクルの第1及び第2の送受信サイ
クルの各送波ビーム中心同志が所定距離の間隔を
なすように各送波ビームを生成する送波ビーム生
成手段と、前記第1及び第2の送受信サイクル毎
に各々の送波ビーム方向に対し2つの受波ビーム
を並列に生成する受波ビーム生成手段とを備える
ことにより達成される。
〔作用〕 振動子切換手段により送波口径と、送波口径よ
り大きな受波口径が選択され、送波口径内の振動
子に超音波パレス打ち出しのための駆動パルスが
供給される。駆動パルスは送波ビーム生成手段を
介して振動子へ供給され、送波ビームの指向性は
送波ビーム生成手段によつて制御される。
送受波口径は走査制御手段によつて、2つの送
受信サイクル毎に所定振動子数ずつ順次移動制御
されるようになつている。この2つの送受信サイ
クル間に同一位置へ保持された送波口径に対し、
送波ビーム生成手段は各サイクル同志で送波ビー
ムの中心が所定距離だけずれた位置、好ましくは
送波口径の中心に対称となる位置へ生ずるように
する。
一方受波ビーム生成手段は、各送波ビームに対
し2つの受波ビームを並列に、好ましくは各送波
ビームに対し対称となる位置へ生ぜしめる。
次に、送受波口径を前回の第2の送受信サイク
ルの受波ビームが重複せず、かつ等間隔となる位
置へ移動して同じように送受信を繰り返す。
これにより、送受波口径の1回の移動量が大き
くでき、即ち振動子の切換制御回数を減らせる。
実施例 以上、本発明の一実施例を第1図乃至第4図を
用いて説明する。
第2図は実施例における送波口径と受波口径の
関係を示している。図において、uは超音波振動
子素子、DTは送波口径で素子数はM個、DRは受
波口径で素子数はK個で、送波口径DT<受波口
径DR(M<K、M及びKは整数)であるとしてい
る。
いま、送波口径DTと受波口径DRとの関係を、
DR=4DTとすると、受波主ビーム幅は送波の1/4
となる。また、送受波ビームの総合指向特性は送
波ビームの指向特性と受波ビームの指向特性の積
で表わされるので、送波ビームに対する受波ビー
ムの指向性を任意に設定することで、送受の総合
指向特性を変化できる。
第1図は本実施例の超音波走査方法を示してい
る。この図にて受波口径は第2図に示すようにな
つている。省略されている。第1図において、送
波口径DTの中心がC1にあるときが、受信を2回
行い、次いで送波口径DTの中心がC2にあるとき
も同様に送受信を2回行うというようにして検査
領域を超音波走査するのである。
この送波口径が同一位置にあるときに、送波ビ
ームは、第1回目の送信と第2回目の送信とで異
なる方向へ送波され、第1回目の送波ビームは送
波口径DTの中心C1より左側へDT/16だけ離れた
T0方向へ送波され、第2回目の送波ビームは中
心C1より右側へDT/16だけ離れたT1方向へ送波
される。
これらの各送波ビームに対し複数、例えば2つ
の受波ビームを同時に得るのである。前にも述べ
たように、送波と受波とで異なつた指向性を与え
ると送受の総合指向特性はその積となるので、本
実施例では、1つの送波T0の指向性に対し送受
の総合指向特性でT0に対し各々DT/32だけ離れ
た所に受波ビームR0,R1を得るようにし、次い
で、送波T1の指向性に対し、送受の総合指向特
性でT1に対し各DT/32だけ離れた所に受波ビー
ムを得る。
次に送受波口径をDT/N(Nは整数で適宜設定
できる。)移動させ、送波口径中心位置をC2とし
て、中心C2に対しDT/16だけ離れたT2,T3方向
へ送波し、それらのT2,T3に対しそれぞれDT
32だけ離れた複数の受波ビームを得る。このよう
にして得られた受波ビームR0,R1,…の各々の
ビーム間隔はDT/16の等間隔配列となる。
尚、上記実施例では送受波口径の移動量を
DT/4としたが、素子ピツチの2倍以上の任意
の値で良い。また、上記実施例では受波口径を送
波口径よりかなり大口径としている(焦点深度が
浅くなる。)ので、第2図に示すように細い集束
ビームを得るためには、深度方向に集束点を動的
に移動する所謂、ダイナミツク・フオーカス法を
用いることが望ましい。
また、上記実施例の送受信を行う上で次の事項
を考慮に入れなければならない。すなわち、前述
の送波口径DTで、口径の中心からDT/16だけ離
れた所に送波ビームを形成すると言つても、送波
ビームは振動子配列面に直交する方向ではなく、
送波ビームのピークの軌跡は前記直交方向に対し
微小角だけ傾斜したものとなることは避けられな
い。そこで必要に応じて、受波ビームの形成時に
その影響をダイナミツク・フオーカス法で補償し
て、送受総合のビーム指向性が、振動子配列面に
直交するようにする必要がある。
次に、本発明の一実施例の構成を第3図により
説明する。第3図において、1は配列振動子で
384素子が配列されたもの、2は振動子切換器で
送受波口径を切換接続するとともに、送受波口径
の移動のための切換接続をするもの、3は送波駆
動回路、4は前置増幅器、5は受波整相器で前述
の複数受波ビーム形成のために、前記特開昭54−
38693号に記載されているように複数系統の整相
回路を有している。6は圧縮回路、7は検波回
路、8は表示器、9は制御部、10は受波ダイナ
ミツク・フオーカス用メモリであり、圧縮回路6
及び検波回路7、表示器8は複数受波ビームを並
列処理可能に構成されている。
a,b,cは制御部9の制御出力信号であり、
それぞれ切換器2、送波駆動回路3、受波ダイナ
ミツク・フオーカス用メモリ10を制御するもの
である。また、dは受波ダイナミツク・フオーカ
ス用メモリ10の出力であり、メモリ10に記憶
された各深度毎に振動子の個々の受信信号に与え
る遅延時間を整相器5へ供給するものである。
このような構成において、振動子切換器2は、
384個の全素子から、送波口径DTとして48素子、
受波口径DRとして192素子を制御部9からの信号
aにより選択する。送波駆動回路3は制御部9か
らの信号bにより送波口径48素子の各素子毎に与
えるパルス信号の振幅位相を制御し、その制御さ
れた駆動パルスが切換器2を介して各素子へ選択
的に与えられる。このとき送波ビームは、例えば
前述のように、口径DTの中心に対し左右にDT
16だけずれた所へ、第1、第2送受信サイクルで
T0方向、T1方向へ打ち分けられる。この送波ビ
ームの打ち分けは、48素子の配列と送波ビームの
指向性を決める送波の集束点との幾何学的配置か
ら求めら各素子に与える遅延時間を駆動パルスへ
与えるという公知の方法で行える。
いま送波方向をT0とした場合、送波ビームに
対応するエコー信号を192素子の受波口径で受信
し、前置増幅器4で増幅し、その信号を制御部9
からの信号Cにより制御された受波ダイナミツ
ク・フオーカス用メモリ10が出力する遅延デー
タdを入力する2系統の整相回路5a,5bで順
次整相加算する。この整相加算された2つの出力
信号が送波ビームに対し、送受の総合指向特性で
送波ビームからDT/32だけそれぞれずれたもの
となるように遅延データdは出力される。
その後受信信号は圧縮回路6、検波回路7を経
て、表示器8へ入力され、それぞれ1本ずつ超音
波走査線として表示される。次に、制御部9の制
御信号aにより、第1図に示すようにT1方向へ
送波し、上記とほぼ同様に受信する。この送信及
び受信は制御データを入れ替えるだけで良い。
次いで、第1図に示すように送受波口径を
DT/Nだけ順次移動して検査断面を超音波走査
して、表示器8上に断層像を表示する。
次に、本実施例のように送波口径を同一位置に
保持しておいて2方向の超音波ビームを送波する
ための振動子切換回路2の一構成例を第4図によ
り説明する。上記実施例は送波口径を48素子とし
たが説明を簡単にするために、送波口径を8素子
(8チヤンネル)とし、送波口径の移動を素子配
列ピツチの3倍として説明する。
第4図aにおいて、31〜38は送波駆動回路の第
1チヤンネルから第8チヤンネル#1〜12…は振
動子素子No.を示し、SW1、SW2、…SW10、…は
スイツチを示し、RCはリングカウンタ、Clはク
ロツク信号を示している。図にも示すように、送
波駆動回路の第iチヤンネルはスイツチSW1を経
て#i、#(i+8)、…の素子へ接続されてい
る。(但し、iは1から8までの整数である。) スイツチSW1は素子の総数と同数のビツトを持
つリングカウンタRCの各ビツト出力により制御
され、ビツト出力が“1”のときON、“0”の
ときOFFとなる。
先ず初期状態のときリングカウンタはクロツク
信号ClによりSW1〜SW8に対応するビツトが
“1”とされ、その結果SW1〜SW8がON、他の
スイツチはOFFとなる。このとき送波駆動回路
の出力は第4図dの1に示すように位相制御さ
れ、かつ図示してないが所定の振幅重み付けがさ
れている。この送波駆動回路の出力が#1〜#8
の振動子素子へ与えられ、矢印(イ)で示す方向へ送
波ビームが形成される。次に、リングカウンタ
RCの状態が同一のまま、送波駆動回路の出力を
第4図2に示すように位相制御する。すると矢印
(ロ)で示す方向へ送波ビームが形成される。
送波口径の移動は、クロツク信号Clによつてリ
ングカウンタRCをシフト、この場合3ビツトシ
フトすることで行われる。すなわち、クロツク信
号ClがリングカウンタRCへ入力すると、リング
カウンタRCは第4図bからcの状態となり、ス
イツチSW4〜SW11がONとなる。この場合、送
波駆動回路の出力が第4図dの1,2の如く位相
制御されていると、振動子素子#4〜#11へは第
4図dの3,4の如く位相制御された信号が入力
してしまう。したがつて、(イ)、(ロ)の如く送波ビー
ムを得るためには、送波駆動回路の出力を適宜入
れ換える等の制御を必要とする。
以上、複数送波ビームを得つつ送波口径を移動
する切換器について説明したが、複数受波ビーム
を得る場合にも基本的に同様な構成が採用でき
る。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、送受波口径
同一位置にて2つの送受信サイクルを設け、各送
受信サイクル同志で送波ビームの指向性を異なら
せるとともに、それらの各送波ビームに対し複数
の受波ビームを得るようにしたので、送受波口径
の移動制御を従来装置より粗いピツチで行つても
走査線密度が劣化しないとともに、口径移動制御
の簡略化が計れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明
における送受波口径を示す図、第3図は本発明の
一実施例の構成を示すブロツク図、第4図は複数
送波ビームを形成する口径移動制御を説明する図
である。 DT……送波口径、DR……受波口径、1……配
列振動子、2……振動子切換器、3……送波駆動
回路、5……受波整相器、8……表示器、9……
制御部、10……受波ダイナミツク・フオーカス
用メモリ、RC……リングカウンタ、SW……ス
イツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 配列振動子の全口径から振動子切換手段によ
    り送波口径とこの送波口径を含みそれより大きな
    受波口径とを選択し、前記振動子切換手段を制御
    することにより所定振動子数ずつ前記送受波口径
    を移動させながら検査断面を集束超音波ビームで
    走査して断層像を得る超音波装置の送受波器にお
    いて、 前記送受波口径を2つの送受信サイクル毎に移
    動制御する走査制御手段と前記2つの送受信サイ
    クルの第1及び第2の送受信サイクルの各送波ビ
    ーム中心同志が所定距離の間隔をなすように各送
    波ビームを生成する送波ビーム生成手段と、前記
    第1及び第2の送受信サイクル毎に各各の送波ビ
    ーム方向に対し2つの受波ビームを並列に生成す
    る受波ビーム生成手段とを備えたことを特徴とす
    る超音波送受波器。 2 前記第1及び第2の送受信サイクルの送波ビ
    ーム同志が送波口径の中心に対し対称位置に形成
    されるとともに、各送波ビームに対応する2つの
    受波ビームは送波ビームに対し対称位置に生成さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の超音波送受波器。
JP57022859A 1982-02-17 1982-02-17 超音波送受波器 Granted JPS58141140A (ja)

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JP57022859A JPS58141140A (ja) 1982-02-17 1982-02-17 超音波送受波器

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JPS58141140A JPS58141140A (ja) 1983-08-22
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6052784A (ja) * 1983-08-31 1985-03-26 Yokogawa Medical Syst Ltd 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ−

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5552746A (en) * 1978-10-16 1980-04-17 Aloka Co Ltd Electronic scanning signal processor in ultrasoniccwave disgnosis device
JPS55106142A (en) * 1979-02-08 1980-08-14 Shimadzu Corp Ultrasoniccwave diagnosis device
JPS56151029A (en) * 1980-04-23 1981-11-21 Tokyo Keiki Kk Ultrasonic diagnosis apparatus

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JPS58141140A (ja) 1983-08-22

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