JPH0744929B2 - 超音波結像装置 - Google Patents
超音波結像装置Info
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- JPH0744929B2 JPH0744929B2 JP61192235A JP19223586A JPH0744929B2 JP H0744929 B2 JPH0744929 B2 JP H0744929B2 JP 61192235 A JP61192235 A JP 61192235A JP 19223586 A JP19223586 A JP 19223586A JP H0744929 B2 JPH0744929 B2 JP H0744929B2
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- electrodes
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
- B06B1/0629—Square array
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Remote Sensing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、２つの向かい合った主要表面を有する圧電
セラミック材料からなる板と、前記２つの主要表面の第
１の表面上に配置されて接地電極として作用する第１の
導電性電極と、前記２つの主要表面の第２の表面上に配
置されて能動電極として作用し、その能動電極が複数の
能動トランシデューサ電極に分割され、さらにその能動
電極がその電極を通してカットされて複数の列に横方向
に分割される第２の導電性電極と、前記２つの主要表面
の１つをおおって位置する凸状の円筒状レンズと、前記
トランスデューサ電極のトランスデューサ要素にパルス
を与え、前記トランスデューサにもどるパルスエコーを
受信するスイッチングおよび回路手段と、前記トランス
デューサ電極にパルスを与えたりエコーを受信したりす
ることを制御して長手方向にトランスデューサ・システ
ムをフォーカスさせる第１の遅延手段と、を備える前記
トランスデューサ・システムを具える超音波結像装置に
関するものである。そしてこのトランスデューサ・シス
テムは線形アレイでも整相アレイであってもよい。
セラミック材料からなる板と、前記２つの主要表面の第
１の表面上に配置されて接地電極として作用する第１の
導電性電極と、前記２つの主要表面の第２の表面上に配
置されて能動電極として作用し、その能動電極が複数の
能動トランシデューサ電極に分割され、さらにその能動
電極がその電極を通してカットされて複数の列に横方向
に分割される第２の導電性電極と、前記２つの主要表面
の１つをおおって位置する凸状の円筒状レンズと、前記
トランスデューサ電極のトランスデューサ要素にパルス
を与え、前記トランスデューサにもどるパルスエコーを
受信するスイッチングおよび回路手段と、前記トランス
デューサ電極にパルスを与えたりエコーを受信したりす
ることを制御して長手方向にトランスデューサ・システ
ムをフォーカスさせる第１の遅延手段と、を備える前記
トランスデューサ・システムを具える超音波結像装置に
関するものである。そしてこのトランスデューサ・シス
テムは線形アレイでも整相アレイであってもよい。
診断用超音波トランスデューサの一般的特性は先行技術
でかなりよく知られている。現在の機械的レンズの被写
界深度はかなり制限されているから、異なった応用のた
め２つの形のトランスデューサを使用して走査対象物に
ごく接近してまたはかなり離れて結像するレンズが提案
されてきた。さらに、純粋に電子敵な解が提案されてき
ている。米国特許第4,371,805号は超音波トランスデュ
ーサ装置を開示しており、その使用周波数は改善された
結像条件、特に走査空間の像生成で増加された解像度を
提供するためある範囲で自由に選択されている。この特
許はトランスデューサの横方向と同様長手方向にも電子
的フォーカスがまた可能である実施態様を教示してい
る。この特許トランスデューサの大きな欠点は設計通り
の機能を発揮させるには複雑なエレクトロニクス部品が
要求されるということである。英国特許第1,514,050号
は階段状になっているよりむしろ固定した幾何学的形状
の電極を備えた環状のトランスデューサ装置を示唆して
いる。それは円筒状よりもむしろ円板状レンズを使用し
整相アレイには使用できない。米国特許第4,242,912号
は隣接トランスデューサ要素に時間偏倚されたパルスを
使用して超音波ビームをフォーカスする方法を開示して
いる。
でかなりよく知られている。現在の機械的レンズの被写
界深度はかなり制限されているから、異なった応用のた
め２つの形のトランスデューサを使用して走査対象物に
ごく接近してまたはかなり離れて結像するレンズが提案
されてきた。さらに、純粋に電子敵な解が提案されてき
ている。米国特許第4,371,805号は超音波トランスデュ
ーサ装置を開示しており、その使用周波数は改善された
結像条件、特に走査空間の像生成で増加された解像度を
提供するためある範囲で自由に選択されている。この特
許はトランスデューサの横方向と同様長手方向にも電子
的フォーカスがまた可能である実施態様を教示してい
る。この特許トランスデューサの大きな欠点は設計通り
の機能を発揮させるには複雑なエレクトロニクス部品が
要求されるということである。英国特許第1,514,050号
は階段状になっているよりむしろ固定した幾何学的形状
の電極を備えた環状のトランスデューサ装置を示唆して
いる。それは円筒状よりもむしろ円板状レンズを使用し
整相アレイには使用できない。米国特許第4,242,912号
は隣接トランスデューサ要素に時間偏倚されたパルスを
使用して超音波ビームをフォーカスする方法を開示して
いる。
超音波結像システムでは、トランスデューサの動作は走
査の方向（以後長手方向）と走査に直角な方向（すなわ
ち高さ方向、以後横方向）との両方向での音響ビームの
形に大きく左右される。機械的レンズは視野に垂直な方
向での線形アレイと整相アレイのフォーカスを確実にす
る。しかしながら機械的レンズは固定焦点形のレンズの
ため、被写界深度はかなり制限されている。この発明の
目的は大した複雑なエレクトロニクス部品を要しないで
エレベーションフォーカス（elevation focusing）の被
写界深度を改善せんとするものである。
査の方向（以後長手方向）と走査に直角な方向（すなわ
ち高さ方向、以後横方向）との両方向での音響ビームの
形に大きく左右される。機械的レンズは視野に垂直な方
向での線形アレイと整相アレイのフォーカスを確実にす
る。しかしながら機械的レンズは固定焦点形のレンズの
ため、被写界深度はかなり制限されている。この発明の
目的は大した複雑なエレクトロニクス部品を要しないで
エレベーションフォーカス（elevation focusing）の被
写界深度を改善せんとするものである。
この目的を達成するため本発明に関わる装置は、前記凸
状のレンズが前記第１の導電性電極をおおって位置し、
前記能動電極が少なくとも２つのカットにより長手方向
に分割され、それで前記列の各々が少なくとも３つのト
ランスデューサ電極、１つは中央電極と他の２つは側電
極を有し、３つの電極の幅が、側電極の内側縁と外側縁
間の飛行時間差が関係するすべてのフォーカスの深さで
中央電極での飛行時間差に匹敵するように選ばれ、前記
第１の遅延手段が各中央電極用に１つの遅延要素を、中
央電極に対して対称に位置する側電極の各対用に１つの
遅延要素を具えるとともに、当該結像装置がさらに第２
の遅延手段を具え、その第２の遅延手段は中央電極の全
体に対する側電極の全体を制御して前記トランスデュー
サシステムを横方向にフォーカスさせるため、中央電極
に対して対称に等距離に位置する側電極の対の全体用に
唯１つの遅延要素を具えることを特徴とするものであ
る。
状のレンズが前記第１の導電性電極をおおって位置し、
前記能動電極が少なくとも２つのカットにより長手方向
に分割され、それで前記列の各々が少なくとも３つのト
ランスデューサ電極、１つは中央電極と他の２つは側電
極を有し、３つの電極の幅が、側電極の内側縁と外側縁
間の飛行時間差が関係するすべてのフォーカスの深さで
中央電極での飛行時間差に匹敵するように選ばれ、前記
第１の遅延手段が各中央電極用に１つの遅延要素を、中
央電極に対して対称に位置する側電極の各対用に１つの
遅延要素を具えるとともに、当該結像装置がさらに第２
の遅延手段を具え、その第２の遅延手段は中央電極の全
体に対する側電極の全体を制御して前記トランスデュー
サシステムを横方向にフォーカスさせるため、中央電極
に対して対称に等距離に位置する側電極の対の全体用に
唯１つの遅延要素を具えることを特徴とするものであ
る。
低いクロストークを有する圧電材料が使用される時は、
電極のスコアリング（scoring）は十分である。圧電材
料が本質的にクロストークを有する時は、圧電材料はさ
いの目に切られねばならぬ。機械的レンズがフォーカス
からはずれた時順当に発生する位相誤差を補正するた
め、真中の長手方向領域から走査対象物の方へ送信され
電極により走査対象物から受信される信号に電子的遅延
が印加される。機械的前フォーカスがある時ほんの少し
電極が必要とされる。長手方向の電子的フォーカスは電
極を横方向に分割することにより得られる。スイッチが
各矩形電極に接続される。信号は遅延回路の充当する組
へそしてからフィードされる。機械的前フォーカストラ
ンスデューサでの電子的フォーカスのこの組合せはほと
んど要素を従って電子部品を必要としないが、以前に得
られたよりもすぐれた横方向のフォーカス特性と被写界
深度を提供し、線形と整相アレイの両者で使用されるだ
ろう。
電極のスコアリング（scoring）は十分である。圧電材
料が本質的にクロストークを有する時は、圧電材料はさ
いの目に切られねばならぬ。機械的レンズがフォーカス
からはずれた時順当に発生する位相誤差を補正するた
め、真中の長手方向領域から走査対象物の方へ送信され
電極により走査対象物から受信される信号に電子的遅延
が印加される。機械的前フォーカスがある時ほんの少し
電極が必要とされる。長手方向の電子的フォーカスは電
極を横方向に分割することにより得られる。スイッチが
各矩形電極に接続される。信号は遅延回路の充当する組
へそしてからフィードされる。機械的前フォーカストラ
ンスデューサでの電子的フォーカスのこの組合せはほと
んど要素を従って電子部品を必要としないが、以前に得
られたよりもすぐれた横方向のフォーカス特性と被写界
深度を提供し、線形と整相アレイの両者で使用されるだ
ろう。
以下添付図面を参照し実施例により本発明を詳細に説明
する。
する。
特に第１図を参照するに、この図は本発明の超音波線形
アレイと整相アレイ結像用電子的に制御可能な機械的レ
ンズの誇張された斜視形態を示している。このレンズは
板状またはストリップ状形状の圧電結晶状材料12と、一
方の側には能動電極14と他方の側には接地電極16とを有
している。機械的レンズ18はその機械的レンズと接地電
極がトランスデューサの受動的な側にあるよう接地電極
をおおって置かれている。長手方向の電子的フォーカス
は従来どおりで、能動電極14は第２図示のごとく切片
（a,b,c,……）に横方向に分割されている。
アレイと整相アレイ結像用電子的に制御可能な機械的レ
ンズの誇張された斜視形態を示している。このレンズは
板状またはストリップ状形状の圧電結晶状材料12と、一
方の側には能動電極14と他方の側には接地電極16とを有
している。機械的レンズ18はその機械的レンズと接地電
極がトランスデューサの受動的な側にあるよう接地電極
をおおって置かれている。長手方向の電子的フォーカス
は従来どおりで、能動電極14は第２図示のごとく切片
（a,b,c,……）に横方向に分割されている。
本発明によれば、裏面能動電極14はまた長手方向にスト
リップ状に、好適には３つのストリップ4,5と６に分割
される。かく分割さた線形アレイと整相アレイの機械的
レンズは視野に垂直な横方向にフォーカスを確実にする
ことができる。この図で圧電電極の裏面上の要素4a,4b,
4c,4d……は中央電極として作用し要素5a,5b,……，と6
a,6b,……，とは側電極とてて作用する。この面で拡大
された被写界深度を得るため、機械的レンズがフォーカ
スからはずれた時通常発生する位相誤差を補正するた
め、中央電極4a,4b,4c……により走査対象物に送信さ
れ、走査対象物から受信される信号に電子的遅延が印加
される。電極数のこの増加はその結果先行技術で使用さ
れた部品よりより少ないが付加的なスイッチング電子部
品を要求する。付加的なスイッチング電子部品は調整可
能な機械的レンズの電極に接触する必要があるから、機
械的レンズ電極の数が３つに、すなわち１つの中央スト
リップと２つの側ストリップに制限されるのが好適であ
る。横方向に３つ以上の電極を備えた方がよりよい動作
が得られるけれども、スイッチング要素の増大はコスト
的に効率的でない。数の制限されたストリップを備えた
最良のフォーカスはストリップ当りの位相誤差を最小に
することにより得られる。従って３つのストリップの巾
は側ストリップの内側縁と外側縁間の飛行時間差が中央
ストリップでの飛行時間差に等しいように選択される。
飛行時間差はあるフォーカスの深さについて計算され
る。しかしながら実際には機械的レンズがどのようにフ
ォーカスの深さや曲率半径が変ってもストリップは同じ
分布である。
リップ状に、好適には３つのストリップ4,5と６に分割
される。かく分割さた線形アレイと整相アレイの機械的
レンズは視野に垂直な横方向にフォーカスを確実にする
ことができる。この図で圧電電極の裏面上の要素4a,4b,
4c,4d……は中央電極として作用し要素5a,5b,……，と6
a,6b,……，とは側電極とてて作用する。この面で拡大
された被写界深度を得るため、機械的レンズがフォーカ
スからはずれた時通常発生する位相誤差を補正するた
め、中央電極4a,4b,4c……により走査対象物に送信さ
れ、走査対象物から受信される信号に電子的遅延が印加
される。電極数のこの増加はその結果先行技術で使用さ
れた部品よりより少ないが付加的なスイッチング電子部
品を要求する。付加的なスイッチング電子部品は調整可
能な機械的レンズの電極に接触する必要があるから、機
械的レンズ電極の数が３つに、すなわち１つの中央スト
リップと２つの側ストリップに制限されるのが好適であ
る。横方向に３つ以上の電極を備えた方がよりよい動作
が得られるけれども、スイッチング要素の増大はコスト
的に効率的でない。数の制限されたストリップを備えた
最良のフォーカスはストリップ当りの位相誤差を最小に
することにより得られる。従って３つのストリップの巾
は側ストリップの内側縁と外側縁間の飛行時間差が中央
ストリップでの飛行時間差に等しいように選択される。
飛行時間差はあるフォーカスの深さについて計算され
る。しかしながら実際には機械的レンズがどのようにフ
ォーカスの深さや曲率半径が変ってもストリップは同じ
分布である。
エレクトロニクス部品（スイッチ，マルチプレックス，
など）は結果的にケーブル中の導線数を削減するよう走
査ヘッドに存在していてよく、またエレクトロニクス部
品はケーブル中の音響要素と同程度の多くの導線を必要
とする主要構成物に存在していてよい。
など）は結果的にケーブル中の導線数を削減するよう走
査ヘッドに存在していてよく、またエレクトロニクス部
品はケーブル中の音響要素と同程度の多くの導線を必要
とする主要構成物に存在していてよい。
第３図は長手方向に16要素の口径を有するこの発明の調
整可能な機械的レンズ用の基本的電子回路形態のブロッ
ク線図である。要素4a,4b,4c……4kは同じ参照番号を有
する電極下の音響要素（トランスデューサ）である（こ
ゝで4aは１番目の4kは16番目の要素である）。要素7aか
ら7kと8aから8kは長手方向にフォーカスさせる遅延要素
である。要素9aと9bは受信信号の総和を表わし、要素10
は横方向へのタイミングを調整する遅延要素を表わし、
それは正または負の遅延要素であることができる。要素
10が動的に変化する時、エコーが受信される間、いわゆ
るトラッキング・フォーカスが得られる。遅延要素8a,8
b……8kはそれぞれ２つの要素5a/6a、5b/6b、などに接
続され、それにこれらグループ要素の位相要求が等しい
からである。第３図について受信中のフォーカスをこれ
まで論じてきた。同じ構造がまた送信用に使用され得
る。これはどんな深さにおいても横方向にフォーカスさ
せる。
整可能な機械的レンズ用の基本的電子回路形態のブロッ
ク線図である。要素4a,4b,4c……4kは同じ参照番号を有
する電極下の音響要素（トランスデューサ）である（こ
ゝで4aは１番目の4kは16番目の要素である）。要素7aか
ら7kと8aから8kは長手方向にフォーカスさせる遅延要素
である。要素9aと9bは受信信号の総和を表わし、要素10
は横方向へのタイミングを調整する遅延要素を表わし、
それは正または負の遅延要素であることができる。要素
10が動的に変化する時、エコーが受信される間、いわゆ
るトラッキング・フォーカスが得られる。遅延要素8a,8
b……8kはそれぞれ２つの要素5a/6a、5b/6b、などに接
続され、それにこれらグループ要素の位相要求が等しい
からである。第３図について受信中のフォーカスをこれ
まで論じてきた。同じ構造がまた送信用に使用され得
る。これはどんな深さにおいても横方向にフォーカスさ
せる。
第４図から第８図までを参照して、この発明の電子的に
調整可能な機械的レンズは、先行技術のトランスデュー
サに普通用いられてきたような標準の機械的レンズの特
性や、この発明によるレンズの電子的フォーカスの効果
を論ずれば最もよく理解される。すべてのデータは他に
記載がなければmmである。
調整可能な機械的レンズは、先行技術のトランスデュー
サに普通用いられてきたような標準の機械的レンズの特
性や、この発明によるレンズの電子的フォーカスの効果
を論ずれば最もよく理解される。すべてのデータは他に
記載がなければmmである。
標準レンズの特性は以下のごとくである。： 機械的曲率半径は50.0mmで、μｓ当り1.0mmの超音波伝
播速度を有し；従って超音波曲率半径は100.0mmに等し
い： 巾は15.0mm; 共振周波数は3.0mHzで、媒体バッキング（backing）と1
/4波長順応層があり、それで典型的な短いインパルス応
答がある；そして 二重の共振パルス励起すなわち２つの半波長の長さと１
波長はなれた短いパルスを有する。トランスデューサの
口径は0.95mmのピッチを持った16要素からなる。長手方
向フォーカスの電子焦点距離は80.0mmである。
播速度を有し；従って超音波曲率半径は100.0mmに等し
い： 巾は15.0mm; 共振周波数は3.0mHzで、媒体バッキング（backing）と1
/4波長順応層があり、それで典型的な短いインパルス応
答がある；そして 二重の共振パルス励起すなわち２つの半波長の長さと１
波長はなれた短いパルスを有する。トランスデューサの
口径は0.95mmのピッチを持った16要素からなる。長手方
向フォーカスの電子焦点距離は80.0mmである。
第４図は機械的レンズの指向性函数の主ローブの、すな
わち結像面に直角なFWHM（最大値の半分での巾）を深さ
Ｚの函数として示す。曲線は以下の特徴がある： 最良解像度は80.0mmにある；そしてより浅いより深い深
さで非フォーカスのため解像度が悪くなる。
わち結像面に直角なFWHM（最大値の半分での巾）を深さ
Ｚの函数として示す。曲線は以下の特徴がある： 最良解像度は80.0mmにある；そしてより浅いより深い深
さで非フォーカスのため解像度が悪くなる。
この発明の設計の目的はより近い範囲より離れた所の両
者での解像度を改善するにある。一例として深さＺ＝3
0.0mmとＺ＝150.0mmでの指向性を分析してみよう。FOCZ
mは機械的レンズの本来の超音波曲率半径を示す。値FOC
Zm＝100.0が第４図に示されている。FOCZlは機械的レン
ズの電子的に調整された焦点距離を意味するだろう。
者での解像度を改善するにある。一例として深さＺ＝3
0.0mmとＺ＝150.0mmでの指向性を分析してみよう。FOCZ
mは機械的レンズの本来の超音波曲率半径を示す。値FOC
Zm＝100.0が第４図に示されている。FOCZlは機械的レン
ズの電子的に調整された焦点距離を意味するだろう。
深さ30.0mm Ｚ＝30.0mmにおけるある方向の方向性函数は第６図に与
えられる（ビーム軸に対し横方向Ｙの函数としての正規
化された最大圧力Pmax）。
えられる（ビーム軸に対し横方向Ｙの函数としての正規
化された最大圧力Pmax）。
外側のフォーカスのない場合、FOCZm＝100.0の曲線（第
６図はこの距離で非フォーカスの強い影響を示す。FOCZ
m＝80.0または60.0mm、FOCZl＝30.0mmでずっとよい結果
が得られる。FOCZm＝100.0とFOCZl＝30.0でより少ない
利得が得られるだろう。明らかに、Ｚ＝30.0mmでよりよ
い結果を得るためには、FOCZmはFOCZm＝100.0のもとの
選択よりも近づけてもたらされねばならぬ。
６図はこの距離で非フォーカスの強い影響を示す。FOCZ
m＝80.0または60.0mm、FOCZl＝30.0mmでずっとよい結果
が得られる。FOCZm＝100.0とFOCZl＝30.0でより少ない
利得が得られるだろう。明らかに、Ｚ＝30.0mmでよりよ
い結果を得るためには、FOCZmはFOCZm＝100.0のもとの
選択よりも近づけてもたらされねばならぬ。
深さ150.0mm Ｚ＝150.0mmにおけるある方向の方向性函数は第５図に
与えられる（ビーム軸に対し横方向Ｙの函数としての正
規化された最大圧力Pmax）。FOCZm＝100.0で外側フォー
カスに行くにつれていくらかの利得がある。上述に示さ
れてきたごとく、FOCZmがより小さく選択されさえすれ
ば、解像度はＺ＝30.0mmで著しく改善される。第５図は
FOCZmが80.0mmまでまたは60.0mmまでにさえ減少させら
れる時は、Ｚ＝150.0mmでかなりの解像度が得られるこ
とを示している。
与えられる（ビーム軸に対し横方向Ｙの函数としての正
規化された最大圧力Pmax）。FOCZm＝100.0で外側フォー
カスに行くにつれていくらかの利得がある。上述に示さ
れてきたごとく、FOCZmがより小さく選択されさえすれ
ば、解像度はＺ＝30.0mmで著しく改善される。第５図は
FOCZmが80.0mmまでまたは60.0mmまでにさえ減少させら
れる時は、Ｚ＝150.0mmでかなりの解像度が得られるこ
とを示している。
深さ80.0mm 等価的な解像度（第７図）が次の位置で得られる：FOCZ
m＝100.0mm/外側のフォーカスはない、FOCZm＝80.0mm/
外側のフォーカスはない、そしてFOCZm＝60.0mm/FOCZl
＝80.0mm。これは次のことが期待される；位相誤差が小
さい。それで FOCZmの選択は結像の中間領域でクリティカルではな
い。
m＝100.0mm/外側のフォーカスはない、FOCZm＝80.0mm/
外側のフォーカスはない、そしてFOCZm＝60.0mm/FOCZl
＝80.0mm。これは次のことが期待される；位相誤差が小
さい。それで FOCZmの選択は結像の中間領域でクリティカルではな
い。
典型的なFWHM値は第８図で比較される。解像度の実質的
利得は長手方向に３つのストリップに分割された能動電
極でより小さな深さで得られ、レンズは本発明になる横
方向の平面で電子的にフォーカスされる。
利得は長手方向に３つのストリップに分割された能動電
極でより小さな深さで得られ、レンズは本発明になる横
方向の平面で電子的にフォーカスされる。
第１図は本発明の電子的に調整可能な機械的レンズの斜
視図、 第２図は第１図の電子的に調整可能な機械的レンズの裏
面電極の平面図、 第３図は長手方向に16要素、横方向に３要素の口径を有
する電子的に調整可能な機械的レンズの電子的形態のブ
ロック線図、 第４図は標準の機械的レンズの解像度のグラフ、 第５図はＺ＝150.0mmにおけるある方向の方向性函数を
示すグラフ、 第６図はＺ＝30.0mmにおけるある方向の方向性函数を示
すグラフ、 第７図はＺ＝80.0mmにおけるある方向の方向性函数を示
すグラフ、 第８図はＺ＝30.0、80.0と150.0mmにおける解像度の比
較を示すグラフである。 12…圧電結晶状の材料 14…能動電極 16…接地電極 18…機械的レンズ 4,5,6…３つのストリップ 4a,4b,4c,4d…，…中央電極 5a,5b…,6a,6b…，…側電極 7aから7k,8aから8k…遅延要素 9a,9b…受信信号の総和 10…遅延要素
視図、 第２図は第１図の電子的に調整可能な機械的レンズの裏
面電極の平面図、 第３図は長手方向に16要素、横方向に３要素の口径を有
する電子的に調整可能な機械的レンズの電子的形態のブ
ロック線図、 第４図は標準の機械的レンズの解像度のグラフ、 第５図はＺ＝150.0mmにおけるある方向の方向性函数を
示すグラフ、 第６図はＺ＝30.0mmにおけるある方向の方向性函数を示
すグラフ、 第７図はＺ＝80.0mmにおけるある方向の方向性函数を示
すグラフ、 第８図はＺ＝30.0、80.0と150.0mmにおける解像度の比
較を示すグラフである。 12…圧電結晶状の材料 14…能動電極 16…接地電極 18…機械的レンズ 4,5,6…３つのストリップ 4a,4b,4c,4d…，…中央電極 5a,5b…,6a,6b…，…側電極 7aから7k,8aから8k…遅延要素 9a,9b…受信信号の総和 10…遅延要素
Claims (1)
- 【請求項１】２つの向かい合った主要表面を有する圧電
セラミック材料からなる板（12）と、 前記２つの主要表面の第１の表面上に配置されて接地電
極として作用する第１の導電性電極（16）と、 前記２つの主要表面の第２の表面上に配置されて能動電
極として作用し、その能動電極が複数の能動トランスデ
ューサ電極に分割され、さらにその能動電極がその電極
を通してカットされて複数の列（a,b,c,……）に横方向
に分割される第２の導電性電極（14）と、 前記２つの主要表面の１つをおおって位置する凸状の円
筒状レンズ（18）と、 前記トランスデューサ電極のトランスデューサ要素にパ
ルスを与え、前記トランスデューサにもどるパルスエコ
ーを受信するスイッチングおよび回路手段と、 前記トランスデューサ電極にパルスを与えたりエコーを
受信したりすることを制御して長手方向にトランスデュ
ーサ・システムをフォーカスさせる第１の遅延手段（7
a,……7k;8a,……8k）と、 を備える前記トランスデューサ・システムを具える超音
波結像装置において、 前記凸状のレンズ（18）が前記第１の導電性電極（16）
をおおって位置し、 前記能動電極が少なくとも２つのカットにより長手方向
に分割され、それで前記列（a,b,c,……）の各々が少な
くとも３つのトランスデューサ電極（4,5,6）、１つは
中央電極（４）と他の２つは側電極（5,6）を有し、３
つの電極の幅が、側電極の内側縁と外側縁間の飛行時間
差が関係するすべてのフォーカスの深さで、中央電極で
の飛行時間差に匹敵するように選ばれ、 前記第１の遅延手段が各中央電極（4a,……4k）用に１
つの遅延要素（7a,……7k）を、中央電極（4a,……4k）
に対して対称に位置する側電極（5a,6a;……5k,6k）の
各対用に１つの遅延要素（8a,……8k）を具えるととも
に、 当該結像装置がさらに第２の遅延手段（10）を具え、そ
の第２の遅延手段は中央電極（４）の全体に対する側電
極（5,6）の全体を制御して前記トランスデューサシス
テムを横方向にフォーカスさせるため、中央電極に対し
て対称に等距離に位置する側電極（5a,6a;……5k,6k）
の対の全体用に唯１つの遅延要素を具えることを特徴と
する超音波結像装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/767,403 US4670683A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Electronically adjustable mechanical lens for ultrasonic linear array and phased array imaging |
| US767403 | 2001-01-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244225A JPS6244225A (ja) | 1987-02-26 |
| JPH0744929B2 true JPH0744929B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=25079371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192235A Expired - Lifetime JPH0744929B2 (ja) | 1985-08-20 | 1986-08-19 | 超音波結像装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0212737B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0744929B2 (ja) |
| CA (1) | CA1282163C (ja) |
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| ES (1) | ES2001097A6 (ja) |
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| FR2620294B1 (fr) * | 1987-09-07 | 1990-01-19 | Technomed Int Sa | Dispositif piezoelectrique a ondes negatives reduites, et utilisation de ce dispositif pour la lithotritie extra-corporelle ou pour la destruction de tissus particuliers |
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| JPH03141936A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-17 | Fujitsu Ltd | 超音波探触子 |
| US5301168A (en) * | 1993-01-19 | 1994-04-05 | Hewlett-Packard Company | Ultrasonic transducer system |
| US5349262A (en) * | 1994-02-22 | 1994-09-20 | Hewlett-Packard Company | Phased array ultrasound imaging system with dynamic elevation focusing |
| US5462057A (en) * | 1994-06-06 | 1995-10-31 | Hewlett-Packard Company | Ultrasound imaging system using line splicing and parallel receive beam formation |
| US5677491A (en) * | 1994-08-08 | 1997-10-14 | Diasonics Ultrasound, Inc. | Sparse two-dimensional transducer array |
| US5617865A (en) * | 1995-03-31 | 1997-04-08 | Siemens Medical Systems, Inc. | Multi-dimensional ultrasonic array interconnect |
| US5979239A (en) * | 1997-04-28 | 1999-11-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Ultrasonic imaging system |
| DE10018355A1 (de) * | 2000-04-13 | 2001-12-20 | Siemens Ag | Ultraschallwandler und Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallwandlers |
| JP2004523156A (ja) * | 2001-01-05 | 2004-07-29 | アー．ヤー． アンゲルセン、ビョルン | 環状アレー |
| US7618373B2 (en) | 2003-02-14 | 2009-11-17 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Microfabricated ultrasonic transducer array for 3-D imaging and method of operating the same |
| US7087023B2 (en) * | 2003-02-14 | 2006-08-08 | Sensant Corporation | Microfabricated ultrasonic transducers with bias polarity beam profile control and method of operating the same |
| US7780597B2 (en) * | 2003-02-14 | 2010-08-24 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method and apparatus for improving the performance of capacitive acoustic transducers using bias polarity control and multiple firings |
| US7635332B2 (en) * | 2003-02-14 | 2009-12-22 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method of operating microfabricated ultrasonic transducers for harmonic imaging |
| US10324033B2 (en) | 2012-07-20 | 2019-06-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image processing apparatus and method for correcting an error in depth |
| US11167154B2 (en) * | 2012-08-22 | 2021-11-09 | Medtronic, Inc. | Ultrasound diagnostic and therapy management system and associated method |
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| US9752907B2 (en) | 2015-04-14 | 2017-09-05 | Joseph Baumoel | Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH608103A5 (ja) * | 1975-12-01 | 1978-12-15 | Hoffmann La Roche | |
| JPS52131676A (en) * | 1976-04-27 | 1977-11-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Probe for ultrasonic diagnostic device |
| FR2367289A1 (fr) * | 1976-10-11 | 1978-05-05 | Anvar | Perfectionnements aux procedes et dispositifs de formation d'image acoustique |
| US4155259A (en) * | 1978-05-24 | 1979-05-22 | General Electric Company | Ultrasonic imaging system |
| US4211949A (en) * | 1978-11-08 | 1980-07-08 | General Electric Company | Wear plate for piezoelectric ultrasonic transducer arrays |
| US4385255A (en) * | 1979-11-02 | 1983-05-24 | Yokogawa Electric Works, Ltd. | Linear array ultrasonic transducer |
| US4326418A (en) * | 1980-04-07 | 1982-04-27 | North American Philips Corporation | Acoustic impedance matching device |
| DE3021449A1 (de) * | 1980-06-06 | 1981-12-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ultraschallwandleranordnung und verfahren zu seiner herstellung |
| DE3119295A1 (de) * | 1981-05-14 | 1982-12-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Einrichtung zum zerstoeren von konkrementen in koerperhoehlen |
| JPS57196969A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-03 | Shimadzu Corp | Transducer array of ultrasonic diagnostic apparatus |
| US4550606A (en) * | 1982-09-28 | 1985-11-05 | Cornell Research Foundation, Inc. | Ultrasonic transducer array with controlled excitation pattern |
| JPS59174150A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-02 | 横河メディカルシステム株式会社 | 多焦点超音波診断装置 |
| US4537074A (en) * | 1983-09-12 | 1985-08-27 | Technicare Corporation | Annular array ultrasonic transducers |
-
1985
- 1985-08-20 US US06/767,403 patent/US4670683A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-08-04 DE DE3689736T patent/DE3689736T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-08-04 EP EP86201366A patent/EP0212737B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-08-12 CA CA000515781A patent/CA1282163C/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-08-18 IL IL79757A patent/IL79757A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1986-08-18 ES ES8601157A patent/ES2001097A6/es not_active Expired
- 1986-08-19 JP JP61192235A patent/JPH0744929B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| EP0212737B1 (en) | 1994-03-23 |
| CA1282163C (en) | 1991-03-26 |
| IL79757A0 (en) | 1986-11-30 |
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| DE3689736T2 (de) | 1994-09-29 |
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