JPH0644038B2 - 物体映像化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば金属材中の欠陥を検出し、その欠陥
像を高解像度、実時間で表示することのできる超音波非
破壊検査装置等における物体映像化装置、もしくは、電
磁波を用いて地表面の状況を上空より遠隔操作により映
像化することのできる合成開口レーダによる物体映像化
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

まず、超音波を例にとつて、従来の物体映像化方式につ
いて説明する。従来の超音波非破壊検査等で用いられて
いる手法は、細く絞つた超音波ビームを物体に対して送
波し、その反射波を受波した時測定される送波の往復伝
播時間より、その物体の空間的情報を得ていく。その為
には複数の超音波送受信子を電気的もしくは機械的に逐
次走査して超音波ビームを物体に対して送波し、得られ
た物体の空間的情報を点物体の集合として映像化する方
式である。この方式による物体映像化装置は要易に実現
できるが、得られる画像の方位方向解像度は超音波ビー
ムの絞り込み度合に依存しており、又超音波ビームの広
がり度合は、超音波送受信子と物体までの距離に比例す
るため、得られる画像の方位方向解像度は物体までの距
離が遠くなるほど劣化するという欠点がある。

このように方位方向解像度が距離に比例して悪くなる欠
点をおぎなう手法として、合成開口法を用いた映像化方
式がある。この合成開口方式について第９図、第１０図
を用いて説明する。第９図において、(1)は超音波送受
信子で開口がｄ、(2)は超音波送受信子(1)から送波され
た超音波ビームでビームの広がり角β、(3)は映像化対
象点で、ここでは点物体としている。(4)は超音波送受
信子(1)と物体(3)の間に介在する伝播媒質、(5)は超音
波送受信子(1)の走査線である。

尚、ここでは送波超音波の周波数をｆ、伝播媒質中音速
をｃ、超音波ビーム(2)が物体(3)を見込む走査範囲の長
さをＬとしている。又、上記物体(3)はｘ−ｚ平面にお
いて(x₀,z₀)に位置しており、超音波送受信子(1)は走査
線(5)上で超音波を送受信しながら走査している。この
時点では物体(3)に対して超音波ビームを送受信した位
置を(x,o)としている。

第１０図は第９図における各走査点で送受信を行なつた
時の物体(3)からの反射波を、送信開始時間を時間原点
として図示したものである。ここで、超音波信号を送信
してから受信するまでの時間ｔ、即ち位相遅れは次式で
与えられる。

(1)で与えられる位相遅れ履歴は、第１０図中の二点鎖
線で示すように双曲線となる。そして長さＬの走査範囲
内において受信された受信信号をコヒーレント加算する
ことによつて第１０図の双曲線上に分散されている物体
からの反射波による信号強度を対応物点上に圧縮でき
る。このことは、第９図における走査線(5)上の各走査
点が、超音波ビームの広がりから決まる長さＬの開口を
有する超音波送受信子(1)の開口を順次占有形成してゆ
くこと、即ち、開口Ｌの超音波送受信子で物体に対して
超音波を照射したものと物理的に等価である。この長さ
Ｌを合成開口長といい、このようにして物体像を形成す
る方法を合成開口報という。

この時、方位方向解像度δ_xは超音波の波長をλとし
て、 となるが、Ｌは超音波ビームの広がりλ／ｄと、物点ま
での距離z₀で決まり、 であるので、(3)式を(2)式に代入して、結局、方位方向
解像度は δ_ｘ＝d ・・・(4) となる。したがつて、(4)式よりわかるように合成開口
法では、方位方向解像度は物体までの距離Z₀に依存せず
に一定で、超音波送受信子の開口ｄ程度となる。

次に、合成開口法による物体映像化方法を、例えば第９
図に示すｘ−ｚ平面を対象として実施する場合について
第１１図を用いて説明する。第11図において、合成開口
長Ｌの範囲の全走査点での受信信号群を用いて再生され
る画像化領域は直線ｌ上の各点であり、この直線ｌ上の
点Ｋを再生するのに必要な受信信号群は図中の一点鎖線
で示した双曲線上の受信信号の値である。この直線ｌは
合成開口範囲の中線をなしており、双曲線が定義される
範囲は送受信される超音波ビームの広がりで決まり、図
中の点線で示してある。即ち、画像化領域ｌを像再生す
る時は領域Ａの範囲の受信波データを用いており、一走
査ピツチずれた画像化領域ｌ′を像再生する時には、や
はり一走査ピツチ分ずれた領域Ｂのデータを用いればよ
い。この時各画素を再生するためにコヒーレント加算を
行なうべき受信信号データを決める双曲線は、画像化領
域ｌ，ｌ′について同じ形をしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の合成開口法を用いた物体映像化装置は以上のよう
に構成されているので、画像化領域を順次更新し、広範
囲の領域を画像化する場合、各走査点の受信信号列の格
納と、画像再生処理に相当な工夫を払わなければ膨大な
受信信号群を格納するメモリ容量が増大し、また、画像
再生時間が極めて長くなつてしまう。さらに、第９図に
おけるｘ−ｚ平面を画像化対象面とする場合、合成開口
処理はｘ方向について行なうことになり、ｘ軸、ｚ軸と
垂直なｙ軸（図示していない）方向については、超音波
ビーム広がりをできるだけ狭くする必要があるが、ｚ軸
方向の画像化領域が広い場合、細く絞つた超音波ビーム
をある深さの範囲でその絞り幅を保つのは物理的に困難
である。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、上記の合成開口法による画像再生方式において
もｘ軸方向、ｙ軸方向とも高解像度で、しかもメモリを
節約し、画像再生処理時間を高速化（実時間化）できる
物体映像化装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る物体映像化装置は、各走査点毎に送受信
した波動信号をＡ／Ｄ変換部でデイジタル化し、そのデ
イジタル信号を各振動波送受信子に対応したＡ／Ｄライ
ンメモリで１つのデータにまとめあげ、そしてこのＡ／
Ｄラインメモリにまとめられた受信データを二次元フレ
ームメモリに転送する際、すでに格納されているデータ
はすべて一走査分のラインシフトして直前の走査点の受
信信号列が格納されていた領域に最新の受信信号列を格
納して、次に合成開口範囲の中心線に画像を再生するた
めに、あらかじめ受信信号の走査点に沿つて位相履歴線
から計算・格納されたアドレス情報から成る位相履歴線
テーブルを参照しながら、１位相履歴線により１ピクセ
ル画像データを演算するべくフレームメモリ内データを
順次読み出し加算することにより１ライン画像データを
得、この画像データを画像表示部でスクロール表示する
ものである。

〔作用〕

この発明における合成開口処理は線画像を像再生する
が、次の走査ラインの像再生処理も、再生するラインを
中心として同じ双曲線に従つてコヒーレント加算を行な
うことから、この双曲線で与えられる位相履歴線テーブ
ルを１つ用意しておけばよい。各走査点に対応する二次
元波形メモリは合成開口長分のメモリ容量とし、各走査
点での受信データを得るたびにメモリ内容を一走査点分
シフトすることによりメモリの容量を少なくさせてい
る。さらにこの位相履歴線テーブルを読み出される波形
メモリ上のデータをコヒーレント加算する部分をマイク
ロプロセツサを用いずにＨ／Ｗ化させることにより画像
再生処理時間を高速化させている。さらに、第１図にお
けるｘ−ｚ平面に垂直なｙ方向について細く絞られた振
動波ビームが線画像再生領域において、その絞り幅を保
たせるために、単一の振動波送受信子を用いるのではな
く、複数の異なる焦点距離の振動波送受信子を用い、そ
の焦点深度の保たれている領域を重ね合わせることによ
り、等価的に振動波ビームが深い焦点深度を持つように
なつている。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は超音波の送受信系を含むデータ収集系のブロツク図
である。図において、(1)は画像化領域１〜３に焦点深
度をもつ３つの超音波送受信子アレイ、(6)は超音波送
受信子アレイ(1)に超音波を送波させる送信アンプ部、
(7)は超音波送受信子アレイ(1)の受信した超音波信号を
受信増幅する受信増幅部、(8)は受信信号をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換部、(9)，(10)，(11)は超音波送受信子
アレイ(1)の各素子の送受信に対応する受信波Ａ／Ｄデ
ータを一時格納するＡ／Ｄラインメモリ部、(12)はＡ／
Ｄラインメモリ部(9)，(10)，(11)からそれぞれ画像化
領域１，２，３からのデータをつなぎあわせる複合ライ
ンメモリ部である。また、(13)は１走査点で得られる複
合データを超音波送受信子アレイ(1)を走査するごとに
順次、シフト格納するフレームメモリ部、(14)はこれら
の動作を制御するコントロール部である。このデータ収
集系では、１つの走査点で、ラインフオーカス型超音波
送受信子アレイで超音波の送受信を行なう。アレイ素子
１が画像化領域１に焦点深度を持ち、アレイ素子２が画
像化領域２に、アレイ素子３が画像化領域３に焦点深度
を持つとする。この時、アレイ素子１で送受信した受信
波データをＡ／Ｄラインメモリ(9)に、アレイ素子２に
よる受信波データをＡ／Ｄラインメモリ(10)に、アレイ
素子３による受信波データをＡ／Ｄラインメモリ(11)に
一時格納し、Ａ／Ｄラインメモリ(9)から画像化領域１
に対応するデータをＡ／Ｄラインメモリ(10)から画像化
領域２に対応するデータを、Ａ／Ｄラインメモリ(11)か
らは画像化領域３に対応するデータをそれぞれ切り出し
て、複合ラインメモリ(12)上でつなぎあわせ、あたかも
全画像化領域にわたつて焦点深度を持つ超音波送受信子
を用いて超音波を送受信したように見なせる。この複合
ラインメモリ(12)のデータを超音波送受信子アレイ(1)
を走査するごとにフレームメモリの第１列に書き込み、
（アドレス０）各列データをすべて１列ずつシフトさせ
格納する。このフレームメモリ上に格納された複合受信
波データは、列方向が超音波送受信子アレイ(1)の走査
方向に対応し、行方向が超音波ビームの進行方向に対応
しており、このフレームメモリ上のデータを用いて像再
生処理を行なう。第２図は、この像再生処理から画像表
示までを行なう機能ブロツク図である。図において、(1
2)は３つのアレイ素子からのデータをつなぎあわせて得
たデータを一時格納する複合ラインメモリ部であり、(1
3)は複合ラインメモリ(12)から転送されてくるＡ／Ｄデ
ータを順次格納するフレームメモリで、図中に示した列
(i)が１つのメモリを示しており、これが列(i)の数分の
メモリで構成されており、アドレスバス（行ｊアドレ
ス）、チツプセレクト信号、及びＲ／Ｗ信号が各々共通
バスとして後述する画像再生制御部(22)から供給されて
いる。すなわち、フレームメモリ部(13)は列(i)のメモ
リ全てが同時にアクセスされることになる。(15)はフレ
ームメモリ部(13)のラインシフトと同時に複合ラインメ
モリ部(12)の内容を上記フレームメモリ部(13)の図中最
上部の列に格納する際に動作するラツチゲート部であ
り、図中ｉ列目のデータがラツチされ、次いでゲートが
開いてｉ＋１列目に転送される。これを行の数だけ繰り
返すことにより１ラインデータが同時にシフトされると
ともに複合ラインメモリ(12)のデータが同時にフレーム
メモリ部(13)に入力される。(16)はフレームメモリ部(1
3)の各列に対して後述する位相履歴線テーブルにより与
えられる行アドレス(i)で指定されるＡ／Ｄデータが読
み出されラツチされるラツチゲート部、(17)はラツチゲ
ート部(16)によりラツチされたデータをすべて加算する
加算部、(18)は加算部(17)の加算結果を後述する画像メ
モリ部(19)に転送する際に介するＡＮＤゲート部で、画
像メモリ部(19)をクリアする際にゲートを閉じる。(19)
は波形メモリ部(13)からラツチゲート部(16)、加算部(1
7)を通して順次出力されてくる１ピクセルデータを対応
するＫアドレスで示されるアドレスに順次格納してゆ
き、一ラインの画像データを形成する画像メモリ部であ
る。(20)はこの画像再生処理により得られた一ラインの
画像データを逐次ラインシフトしながら表示することに
よつて連続的に画像領域が更新していく形で平面画像を
表示する画像表示部、(21)は合成開口範囲内の受信信号
群から画像化対象線上の各々の点を画像再生するために
用いる位相履歴線テーブルであり、画像化対象線上の各
点を画像再生するのに必要な各位相履歴線テーブルに従
つて、各走査点に対応したフレームメモリ中の各列中の
対応値を読み出すための行アドレス情報があらかじめ演
算により求めて書きこまれている。(22)は以上の画像再
生処理を包括的に制御する画像再生制御部であり、位相
履歴線テーブル(21)にあらかじめ演算格納されている行
アドレス情報、すなわち、フレームメモリ(13)内のデー
タを読み出すべき行アドレス、加算部(17)により得られ
る上記ピクセルデータを画像メモリ部(19)に格納するＫ
アドレスを持つており、このアドレスを順次更新し、得
られる上記アドレス情報により各部を制御する。

第１図における超音波送受信子(1)は第３図に示す如く
ｙ−ｚ平面と垂直なｘ方向に走査され、ｘ方向には広が
つたビームを送波し、ｙ方向には絞られたビームを送波
するラインフオーカス型超音波送受信子アレイである。
また、画像化領域はｚ方向に広い幅を持つており、この
場合、３つの領域に分割させ、各領域に対応した焦点深
度をもつ超音波送受信子(1)を３つ並べ、これを用い
て、１つの走査点で３度の送受信を行ない、画像化領域
からの反射波信号を得る。

ここで第２図に示したフレームメモリ部(13)と位相履歴
線テーブル(21)について以下の被検材(6)が円筒配管形
状の場合についてその構成を第４図を用いて説明する。
第４図において、配管外半径をR₀配管内半径をR_iとし、
超音波送受信子は配管内半径をR_iとし、超音波送受信子
の開口をＤ、配管材中の音速をＣ、送波されている超音
波の中心周波数をｆ、配管内壁面上の点に対する合成開
口長をＬ、この合成開口長Ｌを見込む配管中心での角度
をα、超音波送受信子の超音波ビームの広がりをθ_wと
すると、超音波波長λは次のようになる。

また、超音波ビームの広がり角θ_wは、 となる。合成開口長Ｌは、角度αを用いて、 Ｌ＝Ｒ₀ ・α ・・・(7) となり、この時αは、 で与えられる。次に、画像化対象線より配管中心角度θ
に対応した配管外壁面上の走査点を考える。第４図中
で、画像化対象線上の深さz₀の位置をこの走査点より見
込む距離をｚとすると、 で与えられ、走査点がこのz₀の点を見込み得る最大角度
θは超音波ビーム広がり角θ_wで制限されてθ_z0m^ax は
次式で与えられる。

従つて、深さz₀の点に対してその点を超音波ビームが見
込み得る配管中心における画像化対象線を基準とした角
度θ_z0のとり得る範囲は、 ｜θ_z0| θ_z0 ^max ・・・(11) で与えられる。画像化対象線上で配管内壁面上の点を超
音波ビームが見込み得る走査点、すなわち図中の合成開
口長Ｌの両端にあたる走査点とこの点との距離 を伝播してくる超音波信号までを受信信号列としなけれ
ば、図中の画像化対象線の全てが画像再生されないこと
になる。

は次式で与えられる。

従つて、第２図のフレームメモリ部(13)の容量（Ｍ×Ｎ
フレームメモリ構成）に関し、列数Ｍは超音波送受信子
の走査ピツチの配管中心での角度ピツチΔθに対応し、 で与えられ、行数Ｎは超音波受信信号のＡ／Ｄ変換時の
サンプリング時間をΔt_Rとして、次式で与えられる。

ここで画像化対象線の深さZ_0kであるｋ番目の点を画像
再生する場合、以下のように第２図のフレームメモリ部
(13)の超音波受信信号群から(i,j)アドレスの波高値を
読み出し、加算してゆき、同じく第２図の画像メモリ部
(19)のｋアドレスに書き込まれることになる。第２図の
フレームメモリ部(13)のｉ列目の受信信号列に対応した
ｊアドレスの求め方を述べれば、ここでは十分である。
画像化対象線上のｋ番目の点の深さz_0kは、 で与えられ、ｉ列目の受信信号列に対応する走査点の画
像化対象線となす角度、即ち第４図におけるθ_iは、第
２図におけるフレームメモリ部(13)で、(13)式で決まる
列数Ｍを用いて次のようになる。

この走査点ｉと画像対象線ｋとの距離z_kは(15)式、(16)
式のz_0k,θ_iを用いて(9)式と同様に次式で与えられる。

上記距離z_kに対する第２図のフレームメモリ部(13)のｉ
列目の受信信号列から読み出すべき値の行アドレスｊ
は、 で与えられる。ただし、ここで画像化対象点ｋに対して
第２図のフレームメモリ部(13)において定義され得る走
査点ｉの範囲、すなわちｉアドレスの範囲は(10)式、(1
1)式、(15)式、(16)式により、次式で決まるi_k ^min 〜i_k
^max の値をとり値るものとして規定される。

i_k ^max＝（Ｍ＋１）−i_k ^min ・・・(20) また、この時のｋのとり得る最大値k^maxは次式で与えら
れる。

上記の方法によつて決まるｋ，ｉ，ｊアドレスの組み合
わせの求め方を処理フローとして示したのが第５図であ
る。第５図で示した処理フローに従つて、あらかじめ
(k,i,j)の組み合わせを計算し、第２図における位相履
歴線テーブル(21)にアドレステーブルとして書き込み格
納しておけばよいことになる。

以上のようにしてあらかじめ演算で求められた行(j)，
列(i)及びｋアドレス値が位相履歴線テーブル(21)に格
納されている状態（フオーマツト）の一列を第６図、第
７図に示す。第６図は位相履歴線テーブル(21)内の１ア
ドレスのフオーマツトを示しており、アドレスデータ区
分で指定したｉ，ｊ，ｋに対応するアドレスデータが格
納されている。

図中、ＥＮＤは１ライン演算処理終了を示すフラツグ・
ビツトである。第７図は第６図で示したフオーマツトが
複数個集合されて、１ライン分の像再生に必要な位相履
歴線テーブル(21)内の配列フオーマツトを示している。

次いで上記位相履歴線テーブル(21)を参照しながら画像
再生処理を行なう動作について第８図と第１図、第２図
を用いて説明する。第８図はかかる装置のタイミングチ
ヤートを示している。まず、測定開始前にフレームメモ
リ部(13)の全域をクリアし、その後、送受信を開始す
る。３つの超音波送受信子からなるアレイを走査し、各
走査点でそれぞれの素子による送受信を行ない、得られ
た受信波信号を処理して画像データを得、この線画像デ
ータを画像表示部(20)に転送する。次に超音波送受信子
(1)を次の走査点に移動させ前記処理を繰り返し画像デ
ータをスクロール表示する。この動作をもう少し詳細に
述べる。第１図において、測定開始前にフレームメモリ
部(13)の全域をクリアし、超音波送受信子アレイ(1)の
最初の走査点に移動させまずアレイ素子１で送受信を行
なう。この時の受信波信号を受信アンプ部(7)、Ａ／Ｄ
変換部(8)を通してＡ／Ｄラインメモリ１(9)に格納す
る。次にアレイ素子２，３についても同様の操作を行な
い、それぞれの受信データをＡ／Ｄラインメモリ２(10)
Ａ／Ｄラインメモリ３(11)に格納する。この時、アレイ
素子１は画像化領域１に焦点深度を持ち、アレイ素子２
は画像化領域２に、アレイ素子３は画像化領域３に焦点
深度を持つているとすると、各アレイ素子の受信Ａ／Ｄ
データのうち対応する画像化領域からの受信波データを
切り出し、複合ラインメモリ部(12)で１つの受信波デー
タの如く並べる。各Ａ／Ｄラインメモリから切り出す受
信データは例えばＡ／Ｄラインメモリ１からはアドレス
０からk₁、Ａ／Ｄランインメモリ２からはアドレスk₁+1
からk₂、Ａ／Ｄラインメモリ３からはアドレスk₂からＮ
となり、k₁，k₂はあらかじめ計算で求めておき、スイツ
チ設定しておく。次に、第２図に示すように、複合ライ
ンメモリ部(12)に入力された受信波データをラツチゲー
ト部(15)を通してフレームメモリ部(13)の列アドレス０
に入力する。この時フレームメモリ部(13)の複合ライン
メモリ部(12)が同じｊアドレスで同時にメモリ内容をリ
ード状態にし、得られたデータを次段のラツチゲート部
(15)にラツチした後、上記リード状態を解除する。次に
ラツチゲート部(15)のゲートを開いてラツチされていた
データを次ラインメモリの同じｊアドレスに出力してフ
レームメモリ部(13)にライトする。以上の動作をｊアド
レス０から順に更新しながら行ｊの数だけ行なうことに
よりフレームメモリ部(13)の１ラインシフトが行なわれ
ると同時に複合ラインメモリ部(12)の内容がフレームメ
モリ(13)の列アドレス０に書き込まれる。上記フレーム
メモリ部(13)のラインシフト及びデータ入力と同時に画
像メモリ部(19)をクリアするためにＡＮＤゲート部(18)
を閉じてｋアドレスを０から順に更新しながら書き込み
を行なつてクリアする。次に、画像再生処理動作につい
て説明する。ラツチゲート部(15)のゲートは上記画像再
生処理中は閉じており、上記詳述した位相履歴線テーブ
ル(21)を画像再生制御部(22)を通してＴアドレス０をか
ら順に更新していき、読み出し指定を行なうことによ
り、第６図に示したアドレス情報のｊアドレスが得ら
れ、フレームメモリ部(13)の各列から対応したｊアドレ
スで指定された受信波データが同時に読み出し指定さ
れ、対応するデータ群が読み出されてラツチゲート部(1
6)に入力される。各列から対応するｊアドレスで指定さ
れた受信波データがすべてラツチされたタイミングをみ
はからつてラツチゲート部(16)のゲートを開き、加算部
(17)により加算が行なわれる。この時、受信波データは
正負の符号を持つており、データはコヒーレント加算が
行なわれている。この加算結果を画像再生制御部(22)よ
り指定されるＫアドレスに従つて画像メモリ部(19)に書
き込ませる。この動作をＫアドレス０から順に繰り返し
行ない、第５図に示すＥＮＤフラツグビツトが検知され
るまで行なう。以上の結果得られた１ライン画像データ
を次段の画像表示部(20)に転送し、第１の走査点におけ
る送受信に関する１ラインの画像再生処理が完了する。
以後、第２の走査点以降の送受信も同様の処理動作で行
なわれ、送受信を順次続行することにより無限領域の像
再生が実現できる。

なお、この発明になる装置を送信超音波の場合について
説明したが、送波超音波が線型周波数変調（いわゆるチ
ヤープ信号）を与えた信号であつても第１図の送信アン
プ部(6)をチヤープ信号に対応した送信アンプにし、受
信アンプ部(7)とＡ／Ｄ変換部(8)の間に送信チヤープ信
号に同期したチヤープ信号を参照波として受信アンプ部
(7)の出力信号との相互相関をとるための相関器を追加
するのみでこの発明になる装置は全く同様の効果が期待
できる。また、第２図のフレームメモリ部(13)の構成を
Ｍ×Ｎのフレームメモリ構成としたが、この方式に基づ
く装置においてフレームメモリ容量Ｍ×Ｎは適用対象の
必要最大容量とすればよい。さらに、第２図中で加算部
(17)のかわりに累算器を用いて各列ｉに対して位相履歴
線テーブル(21)により指定されたｊアドレスでアクセス
されるフレームメモリ部(13)のデータを全列について累
算する方式でもよい。

さらに、この発明による装置は超音波による物体映像化
装置として説明したが、電磁波の場合、すなわちパルス
レーダによる物体もしくは物表面の映像化装置としても
全く同様の効果を奏するものである。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明による装置では、ｘ方向ｙ方向と
もに方位方向解像度の優れた合成開口法に基づく画像再
生装置であり、ｙ方向についてビームを絞り込む時の物
理的制限を解消し、必要メモリの節約と限られたメモリ
領域の有効活用が計られ、あわせて画像再生処理時間の
高速化（実時間化）を実現するための物体映像化装置が
得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の物体映像化装置の一実施例の
概要を示す図で、内第１図は送受信によつて受信波デー
タを収集する部分の概要図、第２図は得られた受信波デ
ータより画像再生処理を行ない表示する部分の概要図、
第３図は画像化対象領域を３つの深さに分割し、各領域
に対応する焦点深度を持つた素子で分割して受信データ
を得るための方式図、第４図は第２図で示したフレーム
メモリ部(13)と位相履歴線テーブル(21)とを説明するた
めの説明図、第５図は上記位相履歴線テーブル(21)を具
体的に求めるための演算処理フロー図、第６図及び第７
図は上記位相履歴線テーブル(21)を示し、上記第５図で
求められたアドレス情報が格納されている配列フオーマ
ツトを示しており、内第６図はその１アドレスのビツト
フオーマツトを示す図、第７図はアドレス情報(i,j,k)
の配列を示す図、第８図は本発明による物体映像化装置
の動作手順を示す概要タイムチヤート図、第９図は合成
開口法に基づく物体映像化方法を説明するための説明
図、第１０図は第９図における超音波送受信子(1)が画
像化対象物点(3)によつて反射され超音波信号を走査線
(5)に沿つて受信する時の受信信号の送信から受信まで
の位相履歴を示す位相履歴線図、第１１図はこの発明に
よる物体映像化装置の像再生方法を説明するための説明
図である。 図において、(1)は超音波送受信子、(8)はＡ／Ｄ変換
部、(9)〜(11)はＡ／Ｄラインメモリ部、(12)は複合ラ
インメモリ部、(13)フレームメモリ部、(15)，(16)はラ
ツチゲート部、(17)は加算部、(18)は画像メモリ部、(2
0)は画像表示部、(21)は位相履歴線テーブル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動波を用いて物体像を映像化する際に複
   数の振動波送受信器を走査して振動波ビームを対象物体
   へ照射し、振動波ビームの送信から反射波の受信までの
   位相履歴線を用いて対象物体の断面像を得る合成開口法
   に基づく物体映像化装置において、上記送受信器の走査
   方向と平行な方向には空間的に広がり、走査方向と垂直
   な方向には空間的に絞り込まれているビームを対象物体
   に照射すると共に、走査方向と垂直な方向のビームの絞
   り幅を振動波の伝播距離によらず細く保てる焦点距離の
   異なる複数の振動波素子で構成した送受信器と、上記各
   振動波素子に対応した受信信号をある定められたサンプ
   リング時間で離散化して、デジタル値を得るＡ／Ｄ変換
   器と、各振動波素子に対して上記デジタル値を格納する
   ための振動波素子数と同数のＡ／Ｄラインメモリ部と、
   各振動波素子の受信信号のうちその焦点距離に応じて切
   り出された有限部分からの信号を連続的につなぎあわせ
   て格納する１個の複合ラインメモリ部と、上記複合ライ
   ンメモリ部に格納されたデジタル値列を順次格納してゆ
   くフレームメモリ部と、上記フレームメモリ部に格納さ
   れたデジタル値群を一走査ライン相当分順次ラインシフ
   トするべく構成されたラツチゲート部と、あらかじめ計
   算された位相履歴線による上記フレームメモリ部内の対
   応アドレス情報が格納された位相履歴線テーブルと、上
   記位相履歴線テーブルから得られるアドレス情報に従つ
   て上記フレームメモリ部内のデジタル値を順次読み出
   し、一位相履歴線に対応したデータをコヒーレント加算
   する加算部と、上記加算部から順次得られる合成開口範
   囲の中心線に対応した線画像を格納する画像メモリ部
   と、上記得られた線画像データをＤ／Ａしながら逐次ス
   クロールしつつ表示する画像表示部とを備えたことを特
   徴とする物体映像化装置。
2. 【請求項２】上記振動波を超音波信号とすることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の物体映像化装置。
3. 【請求項３】上記振動波を電磁波とすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の物体映像化装置。