JPH04117953A - 受波整相回路およびこれを用いた超音波撮像装置 - Google Patents
受波整相回路およびこれを用いた超音波撮像装置Info
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- JPH04117953A JPH04117953A JP2236950A JP23695090A JPH04117953A JP H04117953 A JPH04117953 A JP H04117953A JP 2236950 A JP2236950 A JP 2236950A JP 23695090 A JP23695090 A JP 23695090A JP H04117953 A JPH04117953 A JP H04117953A
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、受波整相回路およびこれを用いた超音波撮像
装置、特に電子走査型超音波撮像装置に関するものであ
る。
装置、特に電子走査型超音波撮像装置に関するものであ
る。
従来の超音波撮像装置における受波整相回路としては、
例えば、特開昭６１−７６１４２号公報に開示されてい
る如く、サンプリングによる遅延手段を用いた整相回路
が知られている。
例えば、特開昭６１−７６１４２号公報に開示されてい
る如く、サンプリングによる遅延手段を用いた整相回路
が知られている。
上記従来技術は、ダイナミックフォーカスのための遅延
切換雑音が発生したり、並列サンプリングによる固定バ
タン雑音が発生し、Ｓ／Ｎを劣化させていた。
切換雑音が発生したり、並列サンプリングによる固定バ
タン雑音が発生し、Ｓ／Ｎを劣化させていた。
本発明は、上記遅延切換雑音や固定バタン雑音を消去す
ることによりＳ／Ｈの良い超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。
ることによりＳ／Ｈの良い超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。
■−記目的を達成するために、雑音記憶手段と差動手段
により、受波整相信号から雑音４引きさることによりＳ
／Ｎを改善し、たちのである。
により、受波整相信号から雑音４引きさることによりＳ
／Ｎを改善し、たちのである。
以下、本発明の実施例を第１，２図により説明する。
第１図に示す、１−１−、］−−２，・・は各配列振動
子からの受信信号整相入力端子、２−１．２−２．
は４の整相部人力を切り換えるスイッチ、３−１．３−
２． は整相部入力端子、４は遅延手段４−４．１
−２ ・・、と切換手段５１．５−−２． ・ から
なる整相部６は整相部各出力を加算する手段、７は雑音
記憶読み出し手段、８は該読み出し手段入力端子、９は
読み出し手段出力端子、１０はその制御手段、】１は第
２図に示すＷＥクロック入力端子、１２は第２図に示す
Ｙクロック入力端子、１３は差動手段、１４は該差動手
段の非反転入力端子、１５は該手段差動反転入力端子、
１６は整相加算出力端Ｙ−である。
子からの受信信号整相入力端子、２−１．２−２．
は４の整相部人力を切り換えるスイッチ、３−１．３−
２． は整相部入力端子、４は遅延手段４−４．１
−２ ・・、と切換手段５１．５−−２． ・ から
なる整相部６は整相部各出力を加算する手段、７は雑音
記憶読み出し手段、８は該読み出し手段入力端子、９は
読み出し手段出力端子、１０はその制御手段、】１は第
２図に示すＷＥクロック入力端子、１２は第２図に示す
Ｙクロック入力端子、１３は差動手段、１４は該差動手
段の非反転入力端子、１５は該手段差動反転入力端子、
１６は整相加算出力端Ｙ−である。
第２図（、ｌ）に示ずＷＦクロックがＨの区間で：１
は、スイッチ２−．１．２−２． ・・は第２図（：
ン）となり、４の整相部で発タトする雑音ｙ７の雑音記
憶読み出し手段に記憶される。次にＷｌにが１、の区間
で、整相部入力端子３−１ｔ、３−２．・ に加えられ
た信号は、超音波ビー１１の焦点位置やビーム方向に対
応して所望の遅延が、遅延手段４−１゜４−２． と
切換手段５−１．５−２． ・ によってそれぞれ設
定され、加算手段６によって整相加算された後、差動手
段］、３の人力１４に加えられるが、６の加算手段出力
信号には、４の整相部で発生する雑音が含まれているた
め、差動手段１３の人力１５には、９の雑音記憶読出し
手段から、第２図（１）のＷＥタロツクが工、となり、
スイッチ２−１．２−２．・ は第２図（ｃ）となった
状態で読み出された雑音が加えられて、１３の差動手段
にて入力］４と１５との差をとり、雑音のない信号を］
６の整相加算出力端子に得ることができる。
ン）となり、４の整相部で発タトする雑音ｙ７の雑音記
憶読み出し手段に記憶される。次にＷｌにが１、の区間
で、整相部入力端子３−１ｔ、３−２．・ に加えられ
た信号は、超音波ビー１１の焦点位置やビーム方向に対
応して所望の遅延が、遅延手段４−１゜４−２． と
切換手段５−１．５−２． ・ によってそれぞれ設
定され、加算手段６によって整相加算された後、差動手
段］、３の人力１４に加えられるが、６の加算手段出力
信号には、４の整相部で発生する雑音が含まれているた
め、差動手段１３の人力１５には、９の雑音記憶読出し
手段から、第２図（１）のＷＥタロツクが工、となり、
スイッチ２−１．２−２．・ は第２図（ｃ）となった
状態で読み出された雑音が加えられて、１３の差動手段
にて入力］４と１５との差をとり、雑音のない信号を］
６の整相加算出力端子に得ることができる。
第２図の（、）は第１図の２−１．２−２゜のスイッチ
、及び］０の制御手段に加えられるクロックのタイミン
グチャートを示す。Ｙは送波クロツタ、ＷＥはフレーム
同期クロックである。
、及び］０の制御手段に加えられるクロックのタイミン
グチャートを示す。Ｙは送波クロツタ、ＷＥはフレーム
同期クロックである。
第２図（ｂ）、（ｃ）は、スイッチ２−１．２２、
・を、ｗＥで制御する場合の動作状態を示す。
・を、ｗＥで制御する場合の動作状態を示す。
整相部４を構成する遅延手段４−１．．４−２゜や、切
換手段５−コ、５−２． としては、第３図（ａ）
に示したサンプリング遅延素子５ｃ２ｏ−，１，（例え
ば、スイッチドキャパシタ、ＣＣ１，）、Ａ ／ Ｄ変
換器とラインメモリなど）を１個、又は複数個並列接続
し、その並列出力を並直列に読み出す切換器３０−１と
組合わせたものを用いることができる。また、第２図（
１））や（ｃ）に示【たＬうな、アナログ遅延線ＤＩ、
と切換器アレーＭ Ｉ） Ｘを組合わせたものを用いる
こともできる。、 第・・１図は、超音波診断装置のＢモート像登形成する
場合のフレーｌＮ同期クロックＷＥと送波時刻クロック
Ｙのタイミングを示す図である。フレー／、回１ｔ１１
時間間隔は′■゛て、送波時間間隔はしである。
換手段５−コ、５−２． としては、第３図（ａ）
に示したサンプリング遅延素子５ｃ２ｏ−，１，（例え
ば、スイッチドキャパシタ、ＣＣ１，）、Ａ ／ Ｄ変
換器とラインメモリなど）を１個、又は複数個並列接続
し、その並列出力を並直列に読み出す切換器３０−１と
組合わせたものを用いることができる。また、第２図（
１））や（ｃ）に示【たＬうな、アナログ遅延線ＤＩ、
と切換器アレーＭ Ｉ） Ｘを組合わせたものを用いる
こともできる。、 第・・１図は、超音波診断装置のＢモート像登形成する
場合のフレーｌＮ同期クロックＷＥと送波時刻クロック
Ｙのタイミングを示す図である。フレー／、回１ｔ１１
時間間隔は′■゛て、送波時間間隔はしである。
また、フレーム同期クロックＷＥがＩ（の区間（例えば
、ＹがＡの区間）は、ブランキング区間、又は初期設定
区間として、超音波の送受信は行なわれない。ＹのＢ□
、Ｂ２．・・・の区間は、送波１回目、２回目、 に
対応した超音波受信区間４示す。
、ＹがＡの区間）は、ブランキング区間、又は初期設定
区間として、超音波の送受信は行なわれない。ＹのＢ□
、Ｂ２．・・・の区間は、送波１回目、２回目、 に
対応した超音波受信区間４示す。
第５図は、本発明による雑音記憶読出しの原理を示すタ
イミングチャートである。Ｙは送波時刻であり、第４図
を拡大したものである。但し、破線矢印のタイミングは
送波しない。Ｆは受波の焦点路離に対応して整相部の各
遅延をダイナミックに切換える時刻を示す。遅延切換時
刻Ｆに対応して遅延手段４．−１．４．−２． ・・
・や切換手段５１．５−２．・・・ による切換雑音が
発生し、反射エコーがない場合、加算手段６の出力には
第４図の切換雑音で示した時刻に、Ａ、Ｂｌ、Ｂ２゜の
各区間において同一雑音振幅で繰返し発生する。従って
、Ｂｌ、、Ｔ３２． ・・区間の反射エコーのある場
合、加算手段６の出力は第５図の信号ｄで示したような
反射エコーに雑音が重なった信号となり、Ｓ／Ｎが劣化
している。
イミングチャートである。Ｙは送波時刻であり、第４図
を拡大したものである。但し、破線矢印のタイミングは
送波しない。Ｆは受波の焦点路離に対応して整相部の各
遅延をダイナミックに切換える時刻を示す。遅延切換時
刻Ｆに対応して遅延手段４．−１．４．−２． ・・
・や切換手段５１．５−２．・・・ による切換雑音が
発生し、反射エコーがない場合、加算手段６の出力には
第４図の切換雑音で示した時刻に、Ａ、Ｂｌ、Ｂ２゜の
各区間において同一雑音振幅で繰返し発生する。従って
、Ｂｌ、、Ｔ３２． ・・区間の反射エコーのある場
合、加算手段６の出力は第５図の信号ｄで示したような
反射エコーに雑音が重なった信号となり、Ｓ／Ｎが劣化
している。
リニアやコンベックス走査に対する整相部では、Ｂｌ、
Ｂ２．・・・・・区間での遅延時間が同一なので、切換
雑音も各区間で同一である。従って、送受信しないへ区
間でＢｌ、Ｂ２．・・・・・・区間と同一の遅延切換を
行ない、切換雑音を発生させ、加算手段６の出力におけ
る切換雑音を第１図に示した雑音記憶読出し手段７に記
憶する。Ｂｌ、Ｂ２． ・・・・・区間では、雑音記
憶読出し手段７で記憶した雑音を差動手段１３の入力１
５に繰り返し読み出し、差動手段１３により入力１４と
入力１５の差を取ることによって、差動手段１３の出力
に雑音のない信号を得ることができる。
Ｂ２．・・・・・区間での遅延時間が同一なので、切換
雑音も各区間で同一である。従って、送受信しないへ区
間でＢｌ、Ｂ２．・・・・・・区間と同一の遅延切換を
行ない、切換雑音を発生させ、加算手段６の出力におけ
る切換雑音を第１図に示した雑音記憶読出し手段７に記
憶する。Ｂｌ、Ｂ２． ・・・・・区間では、雑音記
憶読出し手段７で記憶した雑音を差動手段１３の入力１
５に繰り返し読み出し、差動手段１３により入力１４と
入力１５の差を取ることによって、差動手段１３の出力
に雑音のない信号を得ることができる。
セクタ走査のようなりｌ、Ｂ２．・・・・・・区間での
各遅延時間が異なる場合には、第４図に示した１フレ一
ム区間Ｔの１回目を初期設定区間として、送波を行なわ
ず遅延切換だけ行なって雑音を記憶し、２回目以降のフ
レーム区間において受信信号と雑音との差を取ることに
より、リニアやコンベックスと同様の雑音消去が可能な
ことは明らかである。
各遅延時間が異なる場合には、第４図に示した１フレ一
ム区間Ｔの１回目を初期設定区間として、送波を行なわ
ず遅延切換だけ行なって雑音を記憶し、２回目以降のフ
レーム区間において受信信号と雑音との差を取ることに
より、リニアやコンベックスと同様の雑音消去が可能な
ことは明らかである。
第６図は、周期的に繰返されるその他の固定バタン雑音
を示す図である。例えば、遅延手段として、第２図（ａ
）に示したようなサンプリング遅延手段ＳＣを並列に用
いる場合、（ここでは、３並列で説明するが、並列数は
任意である。）サンプリング周期をτとして、並列サン
プリング周期３τごとに、ＳＣのオフセット差や利得差
が固定バタン雑音として発生し、Ｓ／Ｎを劣化させる。
を示す図である。例えば、遅延手段として、第２図（ａ
）に示したようなサンプリング遅延手段ＳＣを並列に用
いる場合、（ここでは、３並列で説明するが、並列数は
任意である。）サンプリング周期をτとして、並列サン
プリング周期３τごとに、ＳＣのオフセット差や利得差
が固定バタン雑音として発生し、Ｓ／Ｎを劣化させる。
この種の周期的固定バタン雑音も、本発明の雑音記憶読
出し手段７と差動手段１３によって、切換雑音と同様に
消去できることは明らかである。
出し手段７と差動手段１３によって、切換雑音と同様に
消去できることは明らかである。
第７図は、本発明の雑音記憶読出し手段の実施例を示す
ものである。雑音記憶読出し手段人力８に加えられた雑
音は、１７の増幅器でＡ倍することで雑音信号レベルを
Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに合わせ、かつ制御
部で発生する雑音に対する影響を最小とする。その後、
１８のＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換され、１９
のラッチで一時保持され、２０のメモリに記憶される。
ものである。雑音記憶読出し手段人力８に加えられた雑
音は、１７の増幅器でＡ倍することで雑音信号レベルを
Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに合わせ、かつ制御
部で発生する雑音に対する影響を最小とする。その後、
１８のＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換され、１９
のラッチで一時保持され、２０のメモリに記憶される。
次に該メモリより読み出された信号は２１のラッチで一
時保持された後、２２のＤ／Ａ変換器でアナログ信号に
変換され、２３の減衰器で１／Ａに減衰された後、短遅
延手段３ｏで時刻合せを行ない１３の差動手段の入力１
５に加えられる。１３の差動手段の入力１４には、整相
加算後の出力信号が直接加えられて、入力１４と１５と
の差をとった雑音を含まない信号が１６の整相加算出力
端子に得られる。
時保持された後、２２のＤ／Ａ変換器でアナログ信号に
変換され、２３の減衰器で１／Ａに減衰された後、短遅
延手段３ｏで時刻合せを行ない１３の差動手段の入力１
５に加えられる。１３の差動手段の入力１４には、整相
加算後の出力信号が直接加えられて、入力１４と１５と
の差をとった雑音を含まない信号が１６の整相加算出力
端子に得られる。
次に、第７図の雑音記憶読出し手段の制御回路１０の動
作を第８図のタイミングチャートにより説明する。第７
図のＡＮＤ回路２４の入力に、第８図に示すクロックＹ
とＷＥを加え、その出力を２５で遅延した後、ＮＯＲ回
路２６の入力にクロックＹとともに加えると、その出力
ＣＬＲはＲ区間はＷ区間よりもｔｏだけパルス幅が広く
なるため、２７のカウンターがアドレス信号を発生する
時間が読出し区間では、書込み区間よりｔｏだけ早くな
る。２８のラッチは２７で発生したアドレス信号を一時
保持した後、２０のメモリに加える。
作を第８図のタイミングチャートにより説明する。第７
図のＡＮＤ回路２４の入力に、第８図に示すクロックＹ
とＷＥを加え、その出力を２５で遅延した後、ＮＯＲ回
路２６の入力にクロックＹとともに加えると、その出力
ＣＬＲはＲ区間はＷ区間よりもｔｏだけパルス幅が広く
なるため、２７のカウンターがアドレス信号を発生する
時間が読出し区間では、書込み区間よりｔｏだけ早くな
る。２８のラッチは２７で発生したアドレス信号を一時
保持した後、２０のメモリに加える。
メモリ２０は２８のラッチからの信号をＷ区間で記憶し
、Ｒ区間で２８のラッチに読出すが、読出し区間は書込
み区間よりｔ。たけ早くなる。ラッチ１９，２１．２８
はＡＤ１８のサンプリングクロック周期Ｔに周期してい
るので、遅延２５によりＴの整数倍で読出し時刻も制御
できる。また、Ｔ以下の短い遅延手段τにより、差動ア
ンプ１３の入力信号１４と、キャンセル信号１５の位相
を精度よく合わせた後、引き算を行なう。
、Ｒ区間で２８のラッチに読出すが、読出し区間は書込
み区間よりｔ。たけ早くなる。ラッチ１９，２１．２８
はＡＤ１８のサンプリングクロック周期Ｔに周期してい
るので、遅延２５によりＴの整数倍で読出し時刻も制御
できる。また、Ｔ以下の短い遅延手段τにより、差動ア
ンプ１３の入力信号１４と、キャンセル信号１５の位相
を精度よく合わせた後、引き算を行なう。
第９図は超音波撮像装置の例を示す図である。
超音波を送受信する配列振動子では、送波部からの送波
信号を切換器で選択された振動子だけ受信し、所望の送
波ビームを形成する。また、反射エコーは配列振動子で
受信され切換器で選択された信号だけ受信増幅器によっ
て増幅される。受信増幅器の出力は、本発明による受波
整相回路によって所望の受波ビームが形成され、信号処
理部によってＴＧＣ，圧縮、検波などの信号処理を行な
った後、表示部によって画像表示される。第９図は超音
波診断装置のうち、リニアまたはコンペックス装置の例
で説明したが、セクタ装置では切換器は不要である。ま
た、電子走査型超音波探傷装置も同様の構成で実現でき
る。
信号を切換器で選択された振動子だけ受信し、所望の送
波ビームを形成する。また、反射エコーは配列振動子で
受信され切換器で選択された信号だけ受信増幅器によっ
て増幅される。受信増幅器の出力は、本発明による受波
整相回路によって所望の受波ビームが形成され、信号処
理部によってＴＧＣ，圧縮、検波などの信号処理を行な
った後、表示部によって画像表示される。第９図は超音
波診断装置のうち、リニアまたはコンペックス装置の例
で説明したが、セクタ装置では切換器は不要である。ま
た、電子走査型超音波探傷装置も同様の構成で実現でき
る。
本発明によれば、遅延切換雑音や固定バタン雑音を消去
した、Ｓ／Ｎの良い画像を得ることができる。
した、Ｓ／Ｎの良い画像を得ることができる。
第１図は本発明の実施例を示す受波整相回路のブロック
図、第２図は入カスインチの切換のタイミング図、第３
図は遅延手段と切換手段の例を示すブロック図、第４図
はフレーム同期と送波時刻を示すタイミング図、第５図
は本発明の雑音消去原理を説明するためのタイミング図
、第６図は固定バタン雑音の例を示すタイミング図、第
７図は本発明の雑音記憶読み出し回路を示すブロック図
、第８図は上記読み出し回路のタイミング図、第９図は
本発明の実施例の超音波撮像装置を示すブロック図であ
る。 １−１．１−２．−・・・・は整相入力端子、２−１゜
２−２． はランダムノイズカット用スイッチ、３−
１．３−２． ・ は整相部入力端子、４は整相部、
４−１．・４−２． ・・は遅延手段、５−１゜５−
２． は切換手段、６は加算手段、７は雑音記憶読み
出し手段、８は該手段入力、９は該手段出力、１０は制
御手段、１１はクロックＷＥ入力端子、１２はクロック
Ｙ入力端子、１３は差動増幅手段、１４は該手段非反転
入力端子、］−５は該手段の反転入力端子、１Ｇは整相
加算出力端子、］７は利得Ａ倍の増幅器、１８はＡ ／
Ｄ変換器、ｊ−９はラッチ回路、２０はメモリ回路、
２１はラッチ回路、２２はＤ／Ａ変換器、２３は利得１
／Ａの減衰器、２４はＡＮＤ回路、２５は遅延回路、２
６はＮＯＲ回路、２７ばカウンタ回路、２８はラッチ回
路。
図、第２図は入カスインチの切換のタイミング図、第３
図は遅延手段と切換手段の例を示すブロック図、第４図
はフレーム同期と送波時刻を示すタイミング図、第５図
は本発明の雑音消去原理を説明するためのタイミング図
、第６図は固定バタン雑音の例を示すタイミング図、第
７図は本発明の雑音記憶読み出し回路を示すブロック図
、第８図は上記読み出し回路のタイミング図、第９図は
本発明の実施例の超音波撮像装置を示すブロック図であ
る。 １−１．１−２．−・・・・は整相入力端子、２−１゜
２−２． はランダムノイズカット用スイッチ、３−
１．３−２． ・ は整相部入力端子、４は整相部、
４−１．・４−２． ・・は遅延手段、５−１゜５−
２． は切換手段、６は加算手段、７は雑音記憶読み
出し手段、８は該手段入力、９は該手段出力、１０は制
御手段、１１はクロックＷＥ入力端子、１２はクロック
Ｙ入力端子、１３は差動増幅手段、１４は該手段非反転
入力端子、］−５は該手段の反転入力端子、１Ｇは整相
加算出力端子、］７は利得Ａ倍の増幅器、１８はＡ ／
Ｄ変換器、ｊ−９はラッチ回路、２０はメモリ回路、
２１はラッチ回路、２２はＤ／Ａ変換器、２３は利得１
／Ａの減衰器、２４はＡＮＤ回路、２５は遅延回路、２
６はＮＯＲ回路、２７ばカウンタ回路、２８はラッチ回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、振動子の各素子に対応して所要の遅延を与える整相
部と、整相部の各出力を加算する加算手段と、送信ブラ
ンキング期間（又は初期設定期間中）に整相部加算後の
雑音を増幅した後、記憶し、受信期間中にそれを読み出
す記憶読み出し手段と、前記記憶読み出し手段を制御す
る手段と、ブランキング期間中に入力をグランドレベル
に接続して、ランダム雑音をカットするスイッチ手段を
有することを特徴とする受波整相回路。 ２、前記記憶読み出し手段として、アナログメモリ（例
えば、スイッチドキャパシタやＣＣＤ）を用いたことを
特徴とする請求項１記載の受波整相回路。 ３、請求項１もしくは２に記載の前記受波整相回路を用
いたことを特徴とする超音波撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236950A JPH04117953A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 受波整相回路およびこれを用いた超音波撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236950A JPH04117953A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 受波整相回路およびこれを用いた超音波撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04117953A true JPH04117953A (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=17008163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2236950A Pending JPH04117953A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 受波整相回路およびこれを用いた超音波撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04117953A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106901774A (zh) * | 2015-09-09 | 2017-06-30 | 精工爱普生株式会社 | 超声波模块、超声波装置以及超声波模块的控制方法 |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP2236950A patent/JPH04117953A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106901774A (zh) * | 2015-09-09 | 2017-06-30 | 精工爱普生株式会社 | 超声波模块、超声波装置以及超声波模块的控制方法 |
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