JPH05235696A - 可変遅延回路及びそれを用いた超音波診断装置 - Google Patents
可変遅延回路及びそれを用いた超音波診断装置Info
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- JPH05235696A JPH05235696A JP7210092A JP7210092A JPH05235696A JP H05235696 A JPH05235696 A JP H05235696A JP 7210092 A JP7210092 A JP 7210092A JP 7210092 A JP7210092 A JP 7210092A JP H05235696 A JPH05235696 A JP H05235696A
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 可変遅延回路において、周波数特性を改善
し、略一定の遅延時間を維持する周波数の上限を高くす
る。 【構成】 入力信号Ｅinをベースから取り込みこの入力
信号Ｅinに対して振幅が略等しく互いに180°異なる正
相信号と逆相信号とを、それぞれエミッタ及びコレクタ
から出力するトランジスタＴrのコレクタからの逆相信
号を入力する抵抗Ｒの他端に、Ｑ値を調整したインダク
タＬを直列に接続する。これにより、上記抵抗Ｒの部分
の抵抗値を周波数の高い領域で大きくし、可変遅延回路
の周波数特性を改善して、略一定の遅延時間を維持する
周波数の上限を高くすることができる。
し、略一定の遅延時間を維持する周波数の上限を高くす
る。 【構成】 入力信号Ｅinをベースから取り込みこの入力
信号Ｅinに対して振幅が略等しく互いに180°異なる正
相信号と逆相信号とを、それぞれエミッタ及びコレクタ
から出力するトランジスタＴrのコレクタからの逆相信
号を入力する抵抗Ｒの他端に、Ｑ値を調整したインダク
タＬを直列に接続する。これにより、上記抵抗Ｒの部分
の抵抗値を周波数の高い領域で大きくし、可変遅延回路
の周波数特性を改善して、略一定の遅延時間を維持する
周波数の上限を高くすることができる。
Description
【０００１】
【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と共に周波
数特性を改善した可変遅延回路、及びこの可変遅延回路
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。
気信号により遅延時間を連続的に変化できると共に周波
数特性を改善した可変遅延回路、及びこの可変遅延回路
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。
【０００２】
【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。
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。
【０００３】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。
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。
【０００４】上記の問題点に対処して、前記タップ付の
遅延線に代えて電気信号により遅延時間が制御できるよ
うにしたいわゆる可変遅延回路が特開昭55-151280号公
報で提案されている。この可変遅延回路１′は、図６に
示すように、入力信号ＥinをトランジスタＴrのベース
から取り込み該入力信号Ｅinに対して振幅が略等しく互
いに位相が180°異なる正相信号と逆相信号とをそれぞ
れエミッタ及びコレクタから出力し、上記エミッタから
の正相信号を逆電圧Ｅcの大きさにより静電容量が変化
する２個の可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の陰極同士
を共通接続したものの一端に入力させると共に、上記コ
レクタからの逆相信号を抵抗Ｒの一端に入力させ、上記
可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の他端側及び上記抵抗
Ｒの他端側を共通接続して出力信号Ｅoutを取り出し、
上記可変容量ダイオードへの逆電圧Ｅcの変化により遅
延時間が変化するようになっていた。
遅延線に代えて電気信号により遅延時間が制御できるよ
うにしたいわゆる可変遅延回路が特開昭55-151280号公
報で提案されている。この可変遅延回路１′は、図６に
示すように、入力信号ＥinをトランジスタＴrのベース
から取り込み該入力信号Ｅinに対して振幅が略等しく互
いに位相が180°異なる正相信号と逆相信号とをそれぞ
れエミッタ及びコレクタから出力し、上記エミッタから
の正相信号を逆電圧Ｅcの大きさにより静電容量が変化
する２個の可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の陰極同士
を共通接続したものの一端に入力させると共に、上記コ
レクタからの逆相信号を抵抗Ｒの一端に入力させ、上記
可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の他端側及び上記抵抗
Ｒの他端側を共通接続して出力信号Ｅoutを取り出し、
上記可変容量ダイオードへの逆電圧Ｅcの変化により遅
延時間が変化するようになっていた。
【０００５】なお、図６において、符号Ｒinはトランジ
スタＴrのベースに電位を与える抵抗、符号Ｒbは発振防
止用の抵抗を示している。また、トランジスタＴrのエ
ミッタ及びコレクタの負荷抵抗ＲＶ−，ＲＶ＋は、それ
ぞれエミッタでの信号電圧の振幅と、コレクタでの信号
電圧の振幅とが等しくなるように、略等しい大きさに決
められている。従って、上記トランジスタＴrは、位相
分割器として働く。そして、トランジスタＴrにおいて
位相が互いに180°異なる出力信号は、一方は高抵抗ｒ
を介して逆電圧Ｅcが印加される可変容量ダイオードＶ
Ｃ1，ＶＣ2を介して、他方は抵抗Ｒを介して加算され、
出力信号Ｅoutとして出力される。なお、上記可変容量
ダイオードＶＣ1，ＶＣ2のいずれか一方が固定コンデン
サであってもよい。そして、前述の公報に示された可変
遅延回路においては、図６に示す回路１′を多数段縦続
接続したものが用いられている。
スタＴrのベースに電位を与える抵抗、符号Ｒbは発振防
止用の抵抗を示している。また、トランジスタＴrのエ
ミッタ及びコレクタの負荷抵抗ＲＶ−，ＲＶ＋は、それ
ぞれエミッタでの信号電圧の振幅と、コレクタでの信号
電圧の振幅とが等しくなるように、略等しい大きさに決
められている。従って、上記トランジスタＴrは、位相
分割器として働く。そして、トランジスタＴrにおいて
位相が互いに180°異なる出力信号は、一方は高抵抗ｒ
を介して逆電圧Ｅcが印加される可変容量ダイオードＶ
Ｃ1，ＶＣ2を介して、他方は抵抗Ｒを介して加算され、
出力信号Ｅoutとして出力される。なお、上記可変容量
ダイオードＶＣ1，ＶＣ2のいずれか一方が固定コンデン
サであってもよい。そして、前述の公報に示された可変
遅延回路においては、図６に示す回路１′を多数段縦続
接続したものが用いられている。
【０００６】図６に示す可変遅延回路１′において、入
力端における入力電圧をＥin，出力端における出力電圧
をＥoutとし、可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の静電
容量をＣとし、定数をｓとすると、この回路網の伝達関
数は次式で表される。 ここに、ｓ＝ｊω（ｊ：複素数、ω：信号の角周波数）
である。なお、上記式(１）は、１次全域通過伝達関数
に相当する。この場合、位相推移量をβ(ω)とすると、 で与えられる。ここで、上記式（１）より遅延時間Ｔgd
を求めると、次式のようになる。 この式（３）において、（ωＲＣ）2≪１なる場合、遅
延時間Ｔgdは、ωの大きさによらず２ＲＣの値となり、
抵抗Ｒの抵抗値又は可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の
静電容量Ｃに比例した値となる。従って、抵抗Ｒを一定
として、可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の静電容量Ｃ
を変化させることにより、遅延時間Ｔgdを連続的に制御
可能となる。
力端における入力電圧をＥin，出力端における出力電圧
をＥoutとし、可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の静電
容量をＣとし、定数をｓとすると、この回路網の伝達関
数は次式で表される。 ここに、ｓ＝ｊω（ｊ：複素数、ω：信号の角周波数）
である。なお、上記式(１）は、１次全域通過伝達関数
に相当する。この場合、位相推移量をβ(ω)とすると、 で与えられる。ここで、上記式（１）より遅延時間Ｔgd
を求めると、次式のようになる。 この式（３）において、（ωＲＣ）2≪１なる場合、遅
延時間Ｔgdは、ωの大きさによらず２ＲＣの値となり、
抵抗Ｒの抵抗値又は可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の
静電容量Ｃに比例した値となる。従って、抵抗Ｒを一定
として、可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2の静電容量Ｃ
を変化させることにより、遅延時間Ｔgdを連続的に制御
可能となる。
【０００７】いま、図６に示した可変容量ダイオードＶ
Ｃ1，ＶＣ2を固定のコンデンサＣに変更して、回路定数
を下記のように与えた場合の出力信号の周波数−振幅特
性の計算例を図７に示し、周波数−遅延時間特性の計算
例を図８に示す。 回路定数 電源＋Ｖcc …＋12Ｖ 電源−Ｖcc …−６Ｖ 抵抗Ｒin …10ＫΩ 抵抗Ｒb …180Ω 抵抗ＲＶ＋ …１ＫΩ 抵抗ＲＶ− …１ＫΩ 抵抗Ｒ …250Ω コンデンサＣ…20ｐＦ なお、図６において、抵抗ｒは十分大きい値であるた
め、ｒの端子は開放として計算した。図８から明らかな
ように、周波数がある値より高くなると周波数の上昇に
従って遅延時間が小さくなっている。例えば、略一定の
遅延時間が約10％小さくなる周波数は、約7.8ＭHzであ
ることがわかる。
Ｃ1，ＶＣ2を固定のコンデンサＣに変更して、回路定数
を下記のように与えた場合の出力信号の周波数−振幅特
性の計算例を図７に示し、周波数−遅延時間特性の計算
例を図８に示す。 回路定数 電源＋Ｖcc …＋12Ｖ 電源−Ｖcc …−６Ｖ 抵抗Ｒin …10ＫΩ 抵抗Ｒb …180Ω 抵抗ＲＶ＋ …１ＫΩ 抵抗ＲＶ− …１ＫΩ 抵抗Ｒ …250Ω コンデンサＣ…20ｐＦ なお、図６において、抵抗ｒは十分大きい値であるた
め、ｒの端子は開放として計算した。図８から明らかな
ように、周波数がある値より高くなると周波数の上昇に
従って遅延時間が小さくなっている。例えば、略一定の
遅延時間が約10％小さくなる周波数は、約7.8ＭHzであ
ることがわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図６に示した
可変遅延回路１′においては、図８に示すように、周波
数がある値より高くなると急に遅延時間が小さくなるも
のであった。そして、図８に示すような周波数−遅延時
間特性において、略一定の遅延時間を維持する周波数の
上限を高くするには、前述の式（３）における静電容量
Ｃを小さくして１段あたりの遅延時間を小さくとり、所
要の遅延時間を得るために図６に示す可変遅延回路１′
を多数段縦続接続すればよい。ところが、このような構
成とすると、部品点数が多くなると共に回路規模も大き
くなり、さらに消費電流も増大してコスト高となるもの
であった。これに対し、上記可変遅延回路の小形化及び
コスト低下のためには、回路１段あたりの遅延時間が周
波数の高域まで低下しないことが望まれる。
可変遅延回路１′においては、図８に示すように、周波
数がある値より高くなると急に遅延時間が小さくなるも
のであった。そして、図８に示すような周波数−遅延時
間特性において、略一定の遅延時間を維持する周波数の
上限を高くするには、前述の式（３）における静電容量
Ｃを小さくして１段あたりの遅延時間を小さくとり、所
要の遅延時間を得るために図６に示す可変遅延回路１′
を多数段縦続接続すればよい。ところが、このような構
成とすると、部品点数が多くなると共に回路規模も大き
くなり、さらに消費電流も増大してコスト高となるもの
であった。これに対し、上記可変遅延回路の小形化及び
コスト低下のためには、回路１段あたりの遅延時間が周
波数の高域まで低下しないことが望まれる。
【０００９】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、周波数特性を改善した可変遅延回路、及びこの可
変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を提供する
ことを目的とする。
処し、周波数特性を改善した可変遅延回路、及びこの可
変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を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による可変遅延回路は、入力信号をトランジ
スタのベースから取り込み該入力信号に対して振幅が略
等しく互いに位相が180°異なる正相信号と逆相信号と
をそれぞれエミッタ及びコレクタから出力し、上記エミ
ッタからの正相信号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の一端に入力させると共
に、上記コレクタからの逆相信号を抵抗の一端に入力さ
せ、上記可変容量ダイオードの他端側及び上記抵抗の他
端側を共通接続して出力信号を取り出し、上記可変容量
ダイオードへの逆電圧の変化により遅延時間が変化する
可変遅延回路において、上記トランジスタのコレクタか
らの逆相信号を入力する抵抗の他端に、Ｑ値を調整した
インダクタを直列に接続したものである。
に、本発明による可変遅延回路は、入力信号をトランジ
スタのベースから取り込み該入力信号に対して振幅が略
等しく互いに位相が180°異なる正相信号と逆相信号と
をそれぞれエミッタ及びコレクタから出力し、上記エミ
ッタからの正相信号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の一端に入力させると共
に、上記コレクタからの逆相信号を抵抗の一端に入力さ
せ、上記可変容量ダイオードの他端側及び上記抵抗の他
端側を共通接続して出力信号を取り出し、上記可変容量
ダイオードへの逆電圧の変化により遅延時間が変化する
可変遅延回路において、上記トランジスタのコレクタか
らの逆相信号を入力する抵抗の他端に、Ｑ値を調整した
インダクタを直列に接続したものである。
【００１１】また、上記可変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、上記手段
の可変遅延回路を用いたものである。
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、上記手段
の可変遅延回路を用いたものである。
【００１２】
【作用】上記のように構成された可変遅延回路は、トラ
ンジスタのコレクタからの逆相信号を入力する抵抗の他
端にＱ値を調整したインダクタを直列に接続したことに
より、前述の遅延時間Ｔgdを与える式（３）において、
抵抗Ｒが周波数の高い領域で大きくなるのと等価にな
り、該遅延時間Ｔgdが低下しないようにすると共に、位
相変化を小さくする。これにより、可変遅延回路の周波
数特性を改善することができる。
ンジスタのコレクタからの逆相信号を入力する抵抗の他
端にＱ値を調整したインダクタを直列に接続したことに
より、前述の遅延時間Ｔgdを与える式（３）において、
抵抗Ｒが周波数の高い領域で大きくなるのと等価にな
り、該遅延時間Ｔgdが低下しないようにすると共に、位
相変化を小さくする。これにより、可変遅延回路の周波
数特性を改善することができる。
【００１３】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、周波数の高
い領域でも遅延時間が低下しないようにすると共に位相
変化を小さくし、周波数特性を改善した可変遅延回路を
用いることにより、高周波特性の良いダイナミックフォ
ーカスを実現することができる。
装置は、その整相回路内の遅延回路として、周波数の高
い領域でも遅延時間が低下しないようにすると共に位相
変化を小さくし、周波数特性を改善した可変遅延回路を
用いることにより、高周波特性の良いダイナミックフォ
ーカスを実現することができる。
【００１４】
【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。図１は本発明による可変遅延回路１の
実施例を示す回路図である。この可変遅延回路１は、制
御端子２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、図に示すように、入力信号Ｅinをベ
ースから取り込みこの入力信号Ｅinに対して振幅が略等
しく互いに位相が180°異なる正相信号及びその逆相信
号をそれぞれエミッタ及びコレクタから出力するトラン
ジスタＴrと、このトランジスタＴrのエミッタからの正
相信号を一端に入力すると共に逆電圧Ｅcの大きさによ
り静電容量が変化する一対の可変容量ダイオードＶ
Ｃ1，ＶＣ2と、上記トランジスタＴrのコレクタからの
逆相信号を一端に入力する抵抗Ｒと、この抵抗Ｒの他端
に直列に接続されＱ値が低く調整されたインダクタＬと
を有して成り、上記一対の可変容量ダイオードＶＣ1，
ＶＣ2の他端及びインダクタＬの他端を結合して出力信
号Ｅoutを取り出すと共に、上記可変容量ダイオードＶ
Ｃ1，ＶＣ2に印加する逆電圧Ｅcの変化により遅延時間
が変化するようになっている。なお、図１において、２
個の可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2は、その陰極同士
が共通接続されており、この部位に高抵抗ｒを介して逆
電圧Ｅcが印加されるようになっている。また、上記可
変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2のいずれか一方は固定コ
ンデンサとしてもよい。
詳細に説明する。図１は本発明による可変遅延回路１の
実施例を示す回路図である。この可変遅延回路１は、制
御端子２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、図に示すように、入力信号Ｅinをベ
ースから取り込みこの入力信号Ｅinに対して振幅が略等
しく互いに位相が180°異なる正相信号及びその逆相信
号をそれぞれエミッタ及びコレクタから出力するトラン
ジスタＴrと、このトランジスタＴrのエミッタからの正
相信号を一端に入力すると共に逆電圧Ｅcの大きさによ
り静電容量が変化する一対の可変容量ダイオードＶ
Ｃ1，ＶＣ2と、上記トランジスタＴrのコレクタからの
逆相信号を一端に入力する抵抗Ｒと、この抵抗Ｒの他端
に直列に接続されＱ値が低く調整されたインダクタＬと
を有して成り、上記一対の可変容量ダイオードＶＣ1，
ＶＣ2の他端及びインダクタＬの他端を結合して出力信
号Ｅoutを取り出すと共に、上記可変容量ダイオードＶ
Ｃ1，ＶＣ2に印加する逆電圧Ｅcの変化により遅延時間
が変化するようになっている。なお、図１において、２
個の可変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2は、その陰極同士
が共通接続されており、この部位に高抵抗ｒを介して逆
電圧Ｅcが印加されるようになっている。また、上記可
変容量ダイオードＶＣ1，ＶＣ2のいずれか一方は固定コ
ンデンサとしてもよい。
【００１５】また、図１において、符号Ｒinはトランジ
スタＴrのベースに電位を与える抵抗、符号Ｒbは発振防
止用の抵抗を示し、さらに符号Ｒlは上記インダクタＬ
に並列接続された抵抗を示している。なお、トランジス
タＴrのエミッタ及びコレクタの負荷抵抗ＲＶ−，ＲＶ
＋は、それぞれエミッタでの信号電圧の振幅と、コレク
タでの信号電圧の振幅とが等しくなるように、略等しい
大きさに決められている。従って、上記トランジスタＴ
rは、位相分割器として働くこととなる。
スタＴrのベースに電位を与える抵抗、符号Ｒbは発振防
止用の抵抗を示し、さらに符号Ｒlは上記インダクタＬ
に並列接続された抵抗を示している。なお、トランジス
タＴrのエミッタ及びコレクタの負荷抵抗ＲＶ−，ＲＶ
＋は、それぞれエミッタでの信号電圧の振幅と、コレク
タでの信号電圧の振幅とが等しくなるように、略等しい
大きさに決められている。従って、上記トランジスタＴ
rは、位相分割器として働くこととなる。
【００１６】いま、図１に示したインダクタＬの値とし
て１μＨ，抵抗Ｒlの値として100Ωを与えた場合、一定
振幅の入力電圧Ｅinに対する出力電圧Ｅoutの周波数−
振幅特性の計算例を図２に示し、周波数−遅延時間特性
の計算例を図３に示す。図２に示す周波数−振幅特性に
おいて、周波数が10ＭHzで利得が約1.25dＢ程度となっ
ており、図７に示す従来の可変遅延回路における周波数
−振幅特性の利得（約0.5dＢ）より多少大きい値になっ
ているが、図３に示す周波数−遅延時間特性において
は、周波数が10ＭHzで遅延時間の低下は約３％程度であ
り、図８に示す従来の可変遅延回路における周波数−遅
延時間特性の時間低下が約15％程度であったのに比べる
と、大幅に周波数特性が改善されることとなる。すなわ
ち、本発明においては、信号周波数を例えば10ＭHzと高
くしても、遅延時間の低下を約３％程度に抑えることが
でき、略一定の遅延時間を維持する周波数の上限を高く
することができる。
て１μＨ，抵抗Ｒlの値として100Ωを与えた場合、一定
振幅の入力電圧Ｅinに対する出力電圧Ｅoutの周波数−
振幅特性の計算例を図２に示し、周波数−遅延時間特性
の計算例を図３に示す。図２に示す周波数−振幅特性に
おいて、周波数が10ＭHzで利得が約1.25dＢ程度となっ
ており、図７に示す従来の可変遅延回路における周波数
−振幅特性の利得（約0.5dＢ）より多少大きい値になっ
ているが、図３に示す周波数−遅延時間特性において
は、周波数が10ＭHzで遅延時間の低下は約３％程度であ
り、図８に示す従来の可変遅延回路における周波数−遅
延時間特性の時間低下が約15％程度であったのに比べる
と、大幅に周波数特性が改善されることとなる。すなわ
ち、本発明においては、信号周波数を例えば10ＭHzと高
くしても、遅延時間の低下を約３％程度に抑えることが
でき、略一定の遅延時間を維持する周波数の上限を高く
することができる。
【００１７】図４は図１に示す可変遅延回路１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３1，３2，…，３ｎが一列状に配列され超音波
を送受波する探触子４と、この探触子４の各振動子素子
３1〜３ｎ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５と、このスイッチ群５を介して
上記探触子４の各振動子素子３1〜３ｎ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６ａ〜６ｅ
と、この各増幅器６ａ〜６ｅ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７ａ〜７ｅを有しこれら
の遅延回路７ａ〜７ｅで位相が揃えられた受波信号を加
算する加算器８を備えた整相回路９と、この整相回路９
で整相された信号を検波する検波器１０と、この検波器
１０からの出力信号を画像として表示する表示装置１１
とを備えて成る。
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３1，３2，…，３ｎが一列状に配列され超音波
を送受波する探触子４と、この探触子４の各振動子素子
３1〜３ｎ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５と、このスイッチ群５を介して
上記探触子４の各振動子素子３1〜３ｎ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６ａ〜６ｅ
と、この各増幅器６ａ〜６ｅ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７ａ〜７ｅを有しこれら
の遅延回路７ａ〜７ｅで位相が揃えられた受波信号を加
算する加算器８を備えた整相回路９と、この整相回路９
で整相された信号を検波する検波器１０と、この検波器
１０からの出力信号を画像として表示する表示装置１１
とを備えて成る。
【００１８】なお、図４においては、スイッチ群５は例
えば五つに分けられた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６ａ〜６ｅに接続するよう
になっており、上記五つ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
（６ａ〜６ｅ）設けられている。また、上記増幅器６ａ
〜６ｅの動作は、制御部１２からの制御信号Ｓ1で制御
されるようになっている。
えば五つに分けられた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６ａ〜６ｅに接続するよう
になっており、上記五つ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
（６ａ〜６ｅ）設けられている。また、上記増幅器６ａ
〜６ｅの動作は、制御部１２からの制御信号Ｓ1で制御
されるようになっている。
【００１９】ここで、本発明においては、上記整相回路
９内の遅延回路７ａ〜７ｅとしては、図１に示す回路構
成とされその制御端子２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可変遅延回路１が用いられて
いる。この遅延回路７ａ〜７ｅは、図４においては、５
個設けられ、制御部１２からの制御信号Ｓ2（図１にお
ける制御端子２に印加される電気信号Ｅc）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。
９内の遅延回路７ａ〜７ｅとしては、図１に示す回路構
成とされその制御端子２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可変遅延回路１が用いられて
いる。この遅延回路７ａ〜７ｅは、図４においては、５
個設けられ、制御部１２からの制御信号Ｓ2（図１にお
ける制御端子２に印加される電気信号Ｅc）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。
【００２０】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９内
の各遅延回路７ａ〜７ｅがその制御端子（２）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９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。
ニア走査形の超音波診断装置においては、整相回路９内
の各遅延回路７ａ〜７ｅがその制御端子（２）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９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。
【００２１】図５は図４に示す超音波診断装置の整相回
路９内の遅延回路７ａ〜７ｅとして実際に用いられる可
変遅延回路の構成例を示す回路図であり、図１に示す可
変遅延回路１を多少変形したものである。図５におい
て、可変遅延回路１1は二つのトランジスタＴr1，Ｔr2
を用いた回路構成とされており、入力信号をベースから
取り込む第一のトランジスタＴr1のコレクタ（逆相信号
が出力される）には、ベース接地の第二のトランジスタ
Ｔr2が接続されている。これにより、上記第一のトラン
ジスタＴr1のコレクタ側の静電容量による周波数特性の
劣化は、第二のトランジスタＴr2の入力インピーダンス
が数Ωと低いため、防止される。ここで、第一のトラン
ジスタＴr1のエミッタに接続された抵抗Ｒ1Ｖ−と、第
二のトランジスタＴr2のコレクタに接続された抵抗Ｒ1
Ｖ＋の値を等しくすることにより、上記第一のトランジ
スタＴr1のエミッタ側の出力信号とコレクタ側の出力信
号とを、振幅が略等しく互いに位相が180°異なるもの
とすることができる。
路９内の遅延回路７ａ〜７ｅとして実際に用いられる可
変遅延回路の構成例を示す回路図であり、図１に示す可
変遅延回路１を多少変形したものである。図５におい
て、可変遅延回路１1は二つのトランジスタＴr1，Ｔr2
を用いた回路構成とされており、入力信号をベースから
取り込む第一のトランジスタＴr1のコレクタ（逆相信号
が出力される）には、ベース接地の第二のトランジスタ
Ｔr2が接続されている。これにより、上記第一のトラン
ジスタＴr1のコレクタ側の静電容量による周波数特性の
劣化は、第二のトランジスタＴr2の入力インピーダンス
が数Ωと低いため、防止される。ここで、第一のトラン
ジスタＴr1のエミッタに接続された抵抗Ｒ1Ｖ−と、第
二のトランジスタＴr2のコレクタに接続された抵抗Ｒ1
Ｖ＋の値を等しくすることにより、上記第一のトランジ
スタＴr1のエミッタ側の出力信号とコレクタ側の出力信
号とを、振幅が略等しく互いに位相が180°異なるもの
とすることができる。
【００２２】なお、図５において、符号Ｒ1，Ｒ2はバイ
アス用分圧抵抗を示し、Ｒ3は第一のトランジスタＴr1
の動作点を所定の値にするための抵抗を示している。ま
た、符号Ｃ4はカップリングコンデンサを示し、Ｃ0，Ｃ
2，Ｃ3はデカップリングコンデンサを示している。さら
に、符号Ｒ0，Ｒ5は上記デカップリングコンデンサ
Ｃ0，Ｃ2，Ｃ3の効果を高めるための抵抗を示してい
る。また、符号Ｖddはプラスの電源端子を示し、符号Ｖ
ssはマイナスの電源端子を示し、ＣＮＴは遅延時間を制
御する電気信号を入力する制御端子を示している。そし
て、図５においては、このように構成された可変遅延回
路１1を１ｎに至るまでｎ段縦続接続したものを示して
いる。
アス用分圧抵抗を示し、Ｒ3は第一のトランジスタＴr1
の動作点を所定の値にするための抵抗を示している。ま
た、符号Ｃ4はカップリングコンデンサを示し、Ｃ0，Ｃ
2，Ｃ3はデカップリングコンデンサを示している。さら
に、符号Ｒ0，Ｒ5は上記デカップリングコンデンサ
Ｃ0，Ｃ2，Ｃ3の効果を高めるための抵抗を示してい
る。また、符号Ｖddはプラスの電源端子を示し、符号Ｖ
ssはマイナスの電源端子を示し、ＣＮＴは遅延時間を制
御する電気信号を入力する制御端子を示している。そし
て、図５においては、このように構成された可変遅延回
路１1を１ｎに至るまでｎ段縦続接続したものを示して
いる。
【００２３】
【発明の効果】本発明による可変遅延回路（図１参照）
は以上のように構成されたので、トランジスタのコレク
タからの逆相信号を入力する抵抗の他端にＱ値を調整し
たインダクタを直列に接続したことにより、前述の遅延
時間Ｔgdを与える式（３）において、抵抗Ｒが周波数の
高い領域で大きくなるのと等価になり、該遅延時間Ｔgd
が低下しないようにすると共に、位相変化を小さくす
る。これにより、可変遅延回路の周波数特性を改善する
ことができる。すなわち、略一定の遅延時間を維持する
周波数の上限を高くすることができる。従って、可変遅
延回路を複数段縦続接続する場合の段数を少なくするこ
とができ、可変遅延回路の全体として小形化及びコスト
低下を図ることができる。
は以上のように構成されたので、トランジスタのコレク
タからの逆相信号を入力する抵抗の他端にＱ値を調整し
たインダクタを直列に接続したことにより、前述の遅延
時間Ｔgdを与える式（３）において、抵抗Ｒが周波数の
高い領域で大きくなるのと等価になり、該遅延時間Ｔgd
が低下しないようにすると共に、位相変化を小さくす
る。これにより、可変遅延回路の周波数特性を改善する
ことができる。すなわち、略一定の遅延時間を維持する
周波数の上限を高くすることができる。従って、可変遅
延回路を複数段縦続接続する場合の段数を少なくするこ
とができ、可変遅延回路の全体として小形化及びコスト
低下を図ることができる。
【００２４】また、本発明による超音波診断装置（図４
参照）は以上のように構成されたので、その整相回路内
の遅延回路として、周波数の高い領域でも遅延時間が低
下しないようにすると共に位相変化を小さくし、周波数
特性を改善した可変遅延回路を用いることにより、高周
波特性の良いダイナミックフォーカスを実現することが
できる。従って、超音波診断装置の診断能を向上するこ
とができる。
参照）は以上のように構成されたので、その整相回路内
の遅延回路として、周波数の高い領域でも遅延時間が低
下しないようにすると共に位相変化を小さくし、周波数
特性を改善した可変遅延回路を用いることにより、高周
波特性の良いダイナミックフォーカスを実現することが
できる。従って、超音波診断装置の診断能を向上するこ
とができる。
【図１】 本発明による可変遅延回路の実施例を示す回
路図、
路図、
【図２】 上記可変遅延回路の周波数−振幅特性を示す
グラフ、
グラフ、
【図３】 同じく周波数−遅延時間特性を示すグラフ、
【図４】 図１に示す可変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、
超音波診断装置の実施例を示すブロック図、
【図５】 上記超音波診断装置の整相回路内の遅延回路
として実際に用いられる可変遅延回路の構成例を示す回
路図、
として実際に用いられる可変遅延回路の構成例を示す回
路図、
【図６】 従来の可変遅延回路を示す回路図、
【図７】 上記可変遅延回路の周波数−振幅特性を示す
グラフ、
グラフ、
【図８】 同じく周波数−遅延時間特性を示すグラフ。
１，１1，１ｎ…可変遅延回路、 ２…制御端子、 ３1
〜３ｎ…振動子素子、 ４…探触子、 ５…スイッチ
群、 ７ａ〜７ｅ…遅延回路、 ８…加算器、９…整相
回路、 １０…検波器、 １１…表示装置、 １２…制
御部、 Ｔr…トランジスタ、 ＶＣ1，ＶＣ2…可変容
量ダイオード、 Ｒ…抵抗、 Ｅc…逆電圧、 Ｌ…イ
ンダクタ。
〜３ｎ…振動子素子、 ４…探触子、 ５…スイッチ
群、 ７ａ〜７ｅ…遅延回路、 ８…加算器、９…整相
回路、 １０…検波器、 １１…表示装置、 １２…制
御部、 Ｔr…トランジスタ、 ＶＣ1，ＶＣ2…可変容
量ダイオード、 Ｒ…抵抗、 Ｅc…逆電圧、 Ｌ…イ
ンダクタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石 田 一 成 千葉県柏市新十余二２番１号 株式会社日 立メディコ技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 入力信号をトランジスタのベースから取
り込み該入力信号に対して振幅が略等しく互いに位相が
180°異なる正相信号と逆相信号とをそれぞれエミッタ
及びコレクタから出力し、上記エミッタからの正相信号
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
イオードの一端に入力させると共に、上記コレクタから
の逆相信号を抵抗の一端に入力させ、上記可変容量ダイ
オードの他端側及び上記抵抗の他端側を共通接続して出
力信号を取り出し、上記可変容量ダイオードへの逆電圧
の変化により遅延時間が変化する可変遅延回路におい
て、上記トランジスタのコレクタからの逆相信号を入力
する抵抗の他端に、Ｑ値を調整したインダクタを直列に
接続したことを特徴とする可変遅延回路。 - 【請求項２】 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、請求項１記載の
可変遅延回路を用いたことを特徴とする超音波診断装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210092A JPH05235696A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 可変遅延回路及びそれを用いた超音波診断装置 |
| US07/982,558 US5318034A (en) | 1991-11-27 | 1992-11-27 | Electrically adjustable delay circuit and ultrasonic diagnosis apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210092A JPH05235696A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 可変遅延回路及びそれを用いた超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235696A true JPH05235696A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13479657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210092A Pending JPH05235696A (ja) | 1991-11-27 | 1992-02-24 | 可変遅延回路及びそれを用いた超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235696A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019038957A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | 三菱電機株式会社 | 制御回路および電力変換装置 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP7210092A patent/JPH05235696A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019038957A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | 三菱電機株式会社 | 制御回路および電力変換装置 |
| JPWO2019038957A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-11-07 | 三菱電機株式会社 | 制御回路および電力変換装置 |
| US11025245B2 (en) | 2017-08-24 | 2021-06-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device |
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