JPH0762670B2

JPH0762670B2 - 超音波装置

Info

Publication number: JPH0762670B2
Application number: JP61284129A
Authority: JP
Inventors: ライナー、メラー; ゲルト、ヘツツエル; ウルリツヒ、ザウゲオン; グスターフ、ボーハイム; ビクトール、ツリンスキ
Original assignee: シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 1985-12-02
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: DE3603042A1; JPS62133349A; DE3672581D1; EP0226821B1; EP0226821A1; US4707813A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複数超音波変換器要素における所定数の受信
焦点位置を、動的に変化させる超音波装置であって、前
記各超音波変換器要素の後に、受信された超音波エコー
信号に対する時間遅延回路を有する受信チャネルが接続
されており、前記時間遅延回路が、種々の所定時間遅延
値間の切換のために制御装置と接続されている超音波装
置に関する。

この種の超音波装置は、市販品として入手可能である。

［従来の技術］診断用超音波技術では、フェイズドアレーデバイスは、
変換器アレーとして構成されており、変換器アレーの個
々の変換器要素は、時間をずらされて作動される。その
際、隣接し合った各変換器容素間の時間遅延ないし時間
のずれは、同じである。時間遅延の変化により、超音波
走査線は、電子的に回動されるが、それは、単一の超音
波変換器を、その回転軸の回りで回動させて、機械的に
走査する場合と同様に作用するのである。受信焦点化
は、フェイズドアレーデバイスの場合でも行なうことが
できる。そのために、回動に必要な遅延に加えて、焦点
化用の遅延も行なわなければならない。従って、本発明
による動的焦点化は、フェイズドアレー超音波装置の場
合でも行なうことができるのである。

超音波検査技術において、超音波アレー（超音波アンテ
ナ）の受信焦点位置の変化を、所謂電子的焦点合わせに
より達成することは、通常行われている。そのために、
超音波アレーの各変換器要素または一変換器要素群にお
いて、受信エコー信号が、相異なって遅延させられる。
こうして、曲げられた受信曲線がシュミレートされ、こ
の受信曲線は、曲がりの強さに応じて相異なる焦点を有
する。フェイズドアレーデバイスでは、焦点合わせだけ
でなく、付加的に出射方向の変更も行われる。この所謂
回動は、同じく電子的時間遅延を介して行われる。

動的な焦点合わせでは、超音波信号が送信され、続い
て、反射された超音波エコーが、設定された焦点位置で
次々と受信される。フェイズドアレーデバイスまたはマ
ルチチャネルの大形アンテナでは、１つの超音波行の受
信の間に、即ち、動的に、受信焦点位置を頻繁に切換え
得ることが望まれる。開口補正付きの大形アンテナで
は、例えば、一超音波行当たり、10個の焦点位置が得ら
れなければならない。フェイズドアレーデバイスでは、
一般に、全アンテナにより動作される。この場合、一超
音波行当たり、10個よりも多数の焦点位置が必要となる
ことがある。

超音波エコー信号の受信中に、焦点位置が、切換装置、
例えば、通常のアナログスイッチにより高速で切換えら
れる場合、切換時に、これらのスイッチからスパイクま
たはスイッチングクリックが生ずる。それにより、特
に、受信チャネルにおいて、深さに依存する増幅装置
が、切換装置の後に位置している場合、画像障害が生じ
るという欠点がある。

もう１つの欠点は、各焦点位置間の切換が、過度に突発
的に行われる場合に生ずる。即ち、その場合、画像スク
リーン上に、カットオフエラーにより生じたエコー微細
構造が種々異なって表示されることにより、各焦点位置
間の境界面が画面に現われるようになる。

そこで、突発的な切換を避けるために、既にリニアアレ
ーを有する超音波装置では、焦点位置を“ソフト”に、
即ち、例えば、10μｓ以内の時間に亘って遅延作動する
方法が採られている。この手段は、焦点位置が少数であ
る場合、例えば、１つの超音波行の受信中焦点位置が３
つある場合には有効である。即ち、その場合、遅延作動
領域は、個々の焦点位置の有効領域に比べて短い。従っ
て、切換の際に、有効信号を誤らせることがある比較的
高い周波数成分は殆ど生じない。更に、チャネル数が少
なければ、切換のための費用もそれほどかさまない。
“ソフト”な切換のために必要な遅延作動要素の数は、
受信チャネル数と焦点位置との積により決定される。焦
点位置の前記の「有効領域」とは、アレーが一定の電子
的回動を有する時間を意味する。

しかし、フェイズドアレーデバイスまたは多くの焦点位
置を有する大形受信アンテナでは、この手段は、もはや
有効ではない。と言うのは、個々の焦点位置の有効領域
が、切換時間の付近に位置するので、極端な場合には、
切換だけが行われて、超音波エコー信号は、もはや、一
定の有効領域内で受信されないからである。

つまり、超音波装置の超音波変換器アレーの各変換器要
素の後には、受信された超音波信号用の一つの時間遅延
回路を具備した一つの受信チャネルが接続されている。
動的に、即ち、順次連続して、走査行に沿って受信焦点
を変化させるために、受信中の各遅延時間が切換えられ
るが、このような切換え過程により、画像信号に障害が
生じるのである。焦点位置が極めて少数の場合に限っ
て、所謂ソフトな切換えが行なわれる。しかし、複数の
焦点位置の場合、必要な切換え時間が長くなり過ぎ、そ
のために、不充分な画像信号しか得られなくなるのであ
る。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は、多くの焦点位置を有する超音波装置に
おいて、各焦点位置に対して一つの有効領域を達成する
ことにある。

本発明の目的は、動的な焦点合わせを使用する前述のよ
うな超音波装置において、そのつどの切換過程により惹
起される周波数スペクトルが、受信された超音波エコー
信号の周波数帯域内に顕著に位置して像擾乱を生じるこ
とがないようにして、妥当な費用で短い切換時間を達成
することにある。

［問題点を解決するための手段］この課題は、本発明によると、時間遅延された超音波エ
コー信号を形成するため、時間遅延回路の少なくとも一
部分が二重に設けられていて、第１の部分回路および第
２の部分回路が形成されるように構成されており、前記
第１の部分回路および第２の部分回路は、夫々種々異な
った時間遅延値で遅延されるように構成されており、遅延作動乃至付活用回路が設けられており、該遅延作動用回路の構成は、ａ）前記第１の部分回路が非作動状態にあって、制御装
置により、他の時間遅延値T_iに切り換えられる場合、そ
のつど前記第２の部分回路が受信チャネル内で作動状態
にされ、ｂ）前記第２の部分回路が非作動状態にあって、前記制
御装置により、前記時間遅延値T_iとは異なる他の時間遅
延値T_jに切り換えられる場合、その都度前記第１の部分
回路が受信チャネル内で作動状態にされる、ようにして解決される。

つまり、本発明によると、画像信号内に障害信号を惹起
せずに、短い切換え時間が実現される多数の受信チャネ
ルを具備した超音波装置を提供することができ、そのた
めに、本発明によると、遅延回路が少なくとも部分的に
二重に設けられており、その際、付加的に、遅延作動用
回路が設けられており、この装置により、遅延作用が作
動されたり、変えられたりし、つまり、この回路は、ス
イッチのように作動するのである。

［作用効果］この本発明特有の構成により、制御装置が、他の所定の
時間遅延値への切換、即ち、他の焦点位置への切換を、
エコー信号の受信に影響せずに、行い得るようにするこ
とができる。こうして、スイッチングクリックが、有効
エコー信号に重畳されて伝達されるのが防止されるとい
う重要な効果を達成し得る。他の焦点位置への切換が、
夫々丁度非作動状態にされた部分回路内で行なわれ、即
ち、この部分回路が受信チャネル内において作動状態に
されていない間に行われるようにすることにより、切換
により惹起されるスイッチングクリックが受信チャネル
に影響し得ないようにすることができる。

スイッチングクリックの、このような消去は、従来技術
では、焦点切換用のスイッチング時点の相異なる位置の
２つの等しい超音波行を撮像し、続いて、両超音波行の
うちで、スイッチングクリックがエコー信号に影響を及
ぼさなかった像データのみを、擾乱されていない超音波
行の合成のため利用していたが、そうすることにより、
撮像時間が２倍になるという欠点を甘受しなければ、達
成されなかったのである。

遅延作動用回路の適当な選択により、遅延作動時間は、
個々の焦点位置の実際の有効領域が失われないようにし
て短縮することができ、１μｓ〜５μｓの切換時間が可
能である。

さらに、遅延作動用回路に“ソフト”な切換機能を持た
せることにより、高速切換の際に、遅延作動用回路を通
って受信チャネル内に到達する超音波エコー信号内のカ
ットオフエラーを減ずることができる。

占有場所がわずかですむ、特に、簡単で経済的な実施例
は、第１の部分回路は、多くの第１の入力端を有する第
１の加算遅延線を有しており、第２の部分回路は、多く
の第２の入力端を有する第２の加算遅延線を有してお
り、前記第１の入力端および前記第２の入力端には、夫
々所定の遅延時間が対応付けられており、所定数の受信
チャネルのうちの当該各受信チャネルが、選択に従っ
て、前記両遅延線の任意の入力端と接続可能であり、そ
れにより、前記両遅延線の夫々の出力端に、所定の前記
受信チャネルの超音波エコー信号が、時間遅延の後に、
超音波和信号として出力され、前記第１の部分回路の前
記超音波信号および前記第２の部分回路の前記超音波和
信号は、遅延作動用回路に供給されているようにして達
成される。

この手段により、各個の超音波受信チャネルに対して、
２つの固有の部分回路を設ける必要がないようにするこ
とができる。後で実施例を用いて詳述するように、例え
ば、４つの受信チャネルを１つに加算する遅延線と接続
して、夫々スパイクなしに、一方の部分回路の超音波和
信号から他方の部分回路の超音波和信号へ、および、そ
の逆に遅延作動させることができる。即ち、このように
して、一受信チャネルあたりの費用（二重の部分回路）
を、４つの受信チャネルに対して同一の費用（二重の部
分回路）に減ずることができる。その際、１つの焦点位
置から次の焦点位置へのスパイクなしの遅延作動の利点
は、完全に保たれている。

この最後にあげた実施例において、第１の遅延線の超音
波和信号は、第１のアナログ−ディジタル変換器に供給
されており、第２の遅延線の超音波和信号は、第２のア
ナログ−ディジタル変換器に供給されており、前記第１
のアナログ−ディジタル変換器の出力端は、ディジタル
マルチプレクサの第１の入力端に接続されており、前記
第２のアナログ−ディジタル変換器の出力端は、前記デ
ィジタルマルチプレクサの第２の入力端に接続されてお
り、それにより、前記第１のアナログ−ディジタル変換
器および前記第２のアナログ−ディジタル変換器および
前記ディジタルマルチプレクサは、遅延作動回路を形成
することは特に有利である。

［実施例］第１図には、超音波エコー信号に対する信号源として、
超音波アレーの、接地されている単一の超音波変換器１
が示されている。信号源は内部抵抗Zoを有する。超音波
エコー信号は、バッファ増幅器を介して、多数のタップ
５を備えた遅延線３を有する時間遅延回路２に供給され
る。相続くタップ５から、そのつど超音波エコー信号
を、時間遅れＴ＝T_j−T_iだけ遅延させて取り出す必要が
ある。時間遅れはT₁,T₂,…T_i,T_j…T_nで示されている。
時間遅れＴの細かさは、タップ５の数により決定され
る。大形アレーまたはアンテナでは、この数ｎは、例え
ば、ｎ＝10であり、フェイズアレーデバイスでは、ｎ＝
64までの数が有効であり得る。遅延線３（最大時間遅れ
T_n）の終端は、終端抵抗Zaを介してHF接地点に接続され
ている。終端抵抗Zaは、前段に接続されているバッファ
増幅器の出力抵抗と同一の抵抗値を有する。

各タップ５から、第１の接続線7aが、第１のマルチプレ
クサ9aのｎ個の入力端の１つに接続されている。各接続
線7aに、マルチプレクサ9aの切換時のスイッチングクリ
ックが、遅延線３の方向に伝播するのを防止するため
に、第１のバッファ増幅器11aが接続されている。この
バッファ増幅器は、さらに、信号を高抵抗で遅延線から
取り出す役割をも果たす。即ち、第１のマルチプレクサ
9aは、その入力側に、タップ５の数ｎに相応して全体で
ｎ個の入力端を有する。マルチプレクサ9aの出力側は、
遅延作動用回路13の第１の入力端に接続されている。

各タップ５には、第２の接続線7bが接続されていて、こ
れらの第２の接続線7bは、第２のマルチプレクサ9bの入
力側におけるｎ個の入力端に接続されている。各接続線
7bには、第１の接続線7aと同様に、第２のバッファ増幅
器11bが配置されており、それにより、第２のマルチプ
レクサ9bの切換の際に生じるスイッチングクリックが遅
延線３に到達するのが防止される。第２のマルチプレク
サ９の出力側は、遅延作動用回路13の第２の入力端と接
続されている。遅延作動用回路13は、時間遅延された超
音波エコー信号を、その後の処理のために出力する出力
端15を有する。

マルチプレクサ9a,9bは、２つの制御信号C1,C2により、
入力側の夫々１つの入力端と当該のマルチプレクサ9a,9
bの出力端との間を導通させる制御装置14と接続されて
いる。この構成は、例えば、米国特許第4208916号明細
書から公知である。この場合、特に強調すべきことは、
マルチプレクサ9a,9bは、交互に制御装置14から所与の
パターンに従って導通接続されるように駆動、乃至、作
動されることである。

この実施例では、遅延線３、第１の接続線7a、第１のバ
ッファ増幅器11aおよび第１のマルチプレクサ9aは、遅
延作動用回路13に接続されている第１の部分回路2Aを形
成している。遅延線３、第２の接続線7b、第２のバッフ
ァ増幅器11bおよび第２のマルチプレクサ9bは、出力側
で同じく遅延作動用回路13に接続されている第２の部分
回路2Bを形成している。遅延作動用回路13は、交互に第
１および第２のマルチプレクサ9aまたは9bの出力端をそ
の出力端15に接続する。この切換は、後で一層詳細に説
明するように、“ソフト”に行われることが好ましい。

超音波変換器要素１によって受信された超音波エコー信
号は、ｎ個の相異なる時間遅延値T₁,T₂,…T_i,T_j,…T_nを
もって個々のタップ５から取り出され得る。超音波信号
の受信の際、超音波エコー信号は、第１のマルチプレク
サ9aを介して遅延作動用回路13に供給される。この遅延
作動用回路は、例えば、第１のマルチプレクサ9aに関し
て第１の時間セクション内での受信開始の際に導通状態
にあり、従って、超音波エコー信号は、出力端15にその
後の処理のために供給される。

焦点位置Ｉ（第1a図参照）により、例えば、遅延時間T₁
に相応して撮像されるこの第１の時間セクション内に、
第２のマルチプレクサ9bは切換えられ、次の、即ち、第
２の焦点位置IIの方向に向きが変えられる。その際、例
えば、遅延時間T₂を有する第２のタップは、第２の焦点
位置IIに相応して、第２のマルチプレクサ９により遅延
作動用回路13の第２の入力端に接続されている。後で、
一層詳細に説明する作動状態に相応して、第１、第３お
よび第５の時間セクション間に遅延作動用回路13により
第１のマルチプレクサ9aの入力端から連続的に第２のマ
ルチプレクサ9bの入力端への遅延作動が行われる。この
遅延作動過程が終了すると、出力端15には、第２のマル
チプレクサ9bの、同じく導通状態にされた第２の入力端
に供給される超音波エコー信号が出力されている。即
ち、時間遅延回路２の、この状態では、第２の部分回路
2Bを介して、超音波エコー信号の遅延がT₂で行われる。

後続の第２の時間セクションでは、第１の部分回路2B
が、第１のマルチプレクサ9aの切換により、例えば、遅
延時間T₃で、第３の焦点位置IIIの処理のための設定に
向かわせられる。

時間遅延T₂を有する第２の焦点位置IIの有効領域が終了
すると、遅延作動用回路13により再びソフトに、時間遅
延T₃の設定を有する第１のマルチプレクサ9aが接続され
ているその第１の入力端に切換えられ、そこから、超音
波エコー信号のその後の受信が行われる。この交互切換
の過程は、全ての所望の焦点位置I,II,III…が通過され
るまで繰り返される。このことは、第1a図中に遅延作動
用回路13の第１および第２の入力端に関する移行特性に
より示されている。

この手段の利点は、マルチプレクサ9a,9bの切換によ
り、時間が失われないことである。切換は、当該の部分
回路2A,2Bが作動状態にされていない時、そのつど行わ
れる。この時間節減は、多くの焦点位置、例えば、10
個、または、それ以上の焦点位置I,III,…Ｘを必要とす
る場合には非常に有効である。他の重要な利点として、
接続線7aまたは7b内にバッファ増幅器11a,11bが配置さ
れているので、スイッチングパルスまたはクリックが、
逆方向に進んで、遅延線３に到達することはない。これ
らのスイッチングクリックは、当該のマルチプレクサ9
a,9bが非作動状態に切換えられている時にしか生じな
い。即ち、各個の超音波行に対して、スイッチングクリ
ックのない遅延させられた超音波エコー信号を得て、こ
れらの行のエコー信号の仕方で、10枚の像を合成するこ
とが可能である。

第２図には、第１図の実施例と同一の技術的利点が得ら
れる時間遅延回路２の第２の実施例が示されている。同
一の構成要素には、同一の参照符号が付されている。内
部抵抗Zoを有する超音波変換器要素１が、第１のインピ
ーダンス変換器またはバッファ増幅器11aを介して超音
波エコー信号を、終端抵抗Zaを有する第１の遅延線3aに
供給する。遅延線3aには、夫々時間遅延値T₁,T₂,…T_nが
対応付けられているｎ個のタップ5aが設けられている。
この場合にも、任意の隣接するタップに対して、Ｔ＝T_j
−T_iが成り立つ。タップ5aは、個々にマルチプレクサ9a
の入力側の入力端と接続されている。タップ5aの数ｎに
相応して、マルチプレクサ9aは、ｎ個の入力端を有す
る。マルチプレクサ9aは、制御信号C1に従って、入力端
の夫々１つをその出力端に接続する。この出力端は、遅
延作動用回路13の入力端と接続されている。第１のバッ
ファ増幅器11a、第１の遅延線3aおよび第１のマルチプ
レクサ9aは、超音波エコーの時間遅延用の第１の部分回
路2Aを形成する。同様に、バッファ増幅器11b、第２の
遅延線3bおよび第２のマルチプレクサ9bから、第２の部
分回路2Bが構成されている。第２の部分回路2Bは、遅延
作動用回路13の入力端と超音波変換器要素１との間に接
続されている。この実施例における第１の部分回路2Aか
ら第２の部分回路2Bへの、およびその逆の交互の遅延作
動切換の方式は、第１図で説明した方式と同じである。
この場合、スイッチングクリックが、そのつど作動状態
にされた部分回路2A,2Bに到達するのを防止するため、2
n個のバッファ増幅器を設ける必要がなく、（数ｎが大
きいと、非常に費用がかさむ）、全部で２個のバッファ
増幅器11a,11bを、夫々遅延線3a,3bの前に使用すれば足
りる。その際、第２の遅延線3bの付加的な費用は、甘受
し得る範囲である。

第３図には、第１図および第２図を用いて説明した時間
遅延回路２が、回動の設定のためにフェーズドアレーデ
バイス内にどのように使用され得るかの一例が示されて
いる。同じ構成要素には、同じ参照符号が付されてい
る。第３図には、フェーズドアレーデバイスのｐ個、例
えば、ｐ＝32個の受信チャネルが示されている。第１の
受信チャネルの超音波変換器要素１から、超音波エコー
信号が、組合わせに相応して、既述の第１図または第２
図の遅延回路２および遅延作動用回路13から構成されて
いる動的焦点合わせ装置17に供給される。動的焦点合わ
せ装置17は、第１図によれば、遅延線３、接続線7a,7
b、バッファ増幅器11a,11b、マルチプレクサ9a,9bおよ
び遅延作動用回路13から構成されている。第２図によれ
ば、動的焦点合わせ装置17は、バッファ増幅器11a,11
b、遅延線3a,3b、接続線5a,5b、マルチプレクサ9a,9bお
よび遅延作動用回路13から構成されている。第１図およ
び第２図の遅延作動用回路13の参照符号15を付されてい
る出力端が、第３図にも同じく示されている。動的焦点
合わせ装置17内の遅延線３は、例えば、T_n＝500nsの最
大値を有する。超音波アレーのｐ個の超音波要素1₁,1₂
…1_pの各々に対して、同じ形式で構成された焦点合わせ
装置17を有する同形式の受信チャネルが設けられてい
る。全てのｐ＝32個の装置17は、共働してアレーの夫々
の受信焦点を形成する。

各受信チャネル内で、遅延作動用回路13の出力端15は、
マルチプレクサ19の対応付けられている入力端に接続さ
れている。即ち、マルチプレクサ19は、受信チャネルの
数に相応してｐ個の入力端を有する。マルチプレクサ19
は、駆動信号Ｃを介して制御されて、入力端の数ｐを出
力端の所定数ｍに変換する。これは、用途に合った所定
の機能により行われ、その方法は、フェーズドアレー技
術分野で公知である。

マルチプレクサ19のｍ個の出力端のうち第１の出力端
は、バッファ増幅器22を介して加算器23に接続された第
１の遅延線21に接続されている。加算器23により、マル
チプレクサ19の第２の出力端の遅延チャネルエコー信号
は、第１の遅延出力信号に加算され、それと同時に、第
２の出力端に対応付けられている第２の遅延線21に供給
される。この手段は、マルチプレクサ19の第（ｍ−１）
出力端に、最後の遅延線21が通されるまで繰り返され
る。その出力は、第ｍ出力端の遅延させられない出力信
号と一緒に、第（ｍ−１）バッファ増幅器22に供給され
る。この順次連続して通される一連の遅延線21は、最後
のバッファ増幅器22に信号Ａを供給し、そこから、アレ
ーの特定の曲がり状態（焦点合わせ装置17により予め与
えられる）に対して、また、アレーの特定の回動角度
（遅延線21により予め与えられる）に対して、超音波エ
コー信号が取り出される。即ち、遅延線21は、フェーズ
ドアレーに対して、回動角度を設定する役割を果たす。
全ての遅延線21の遅延時間の合計は、５μｓ〜20μｓの
範囲内にあり、例えば、７μｓである。

第４図には、第３図と異なり、全時間遅延の時間遅延回
路が、二重に設けられている実施例が示されている。こ
こで、「全時間遅延」とは、アレーの湾曲を介して、動
的焦点合わせの役割をする時間遅延も、回動方向の電子
的設定の役割をする時間遅延も意味する。第４図の実施
例では、各超音波要素1₁,1₂…1_pに関して、時間遅延回
路の全ての構成要素が二重に構成されている。このこと
は、参照符号により示されている。即ち、各部分回路2
A,2Bは、夫々微細遅延用の遅延線3₁a,3₂a,…3_pa、変換
比p:nを有する第１のマルチプレクサ19aおよび第１の粗
遅延線21aから構成されている。時間遅延回路2Aの全出
力端Aaは、遅延作動用回路13の第１の入力端に接続され
ている。同様のことが、部分回路2Bの要素に対して当嵌
まる。この実施例では、前述の利点が、フェーズドアレ
ーにおける回動の粗遅延の際にも達成され得ることが示
され得る。

第５図には、遅延作動用回路13の１つの実施例が示され
ている。これは、第１図、第２図または第４図中に使用
され得るが、第１図および第２図に対してのみ説明す
る。マルチプレクサ9aの出力端は、第１の連続的に制御
可能なゲート24の入力端に接続されており、このゲート
は、第１のアナログ制御要素25、例えば、第１の低域通
過フィルタ27、第１のディジタル−アナログ変換器29お
よび第１のPROM31から成る駆動回路を有するトランジス
タ、制御可能な増幅器または乗算器から構成されてい
る。

第２のマルチプレクサ9bの出力端は、第２の連続的に制
御可能なゲート33の入力端に接続されており、このゲー
トは、第２のアナログ制御要素35、例えば、同様に第２
の低域通過フィルタ37、第１のディジタル−アナログ変
換器39および第１のPROM41から成る駆動回路を有するト
ランジスタから構成されている。第１および第２のゲー
ト24,33は、夫々、加算要素47の両入力端に接続されて
いるゲート出力端43または45を有する。加算要素47の出
力端は、第１図および第２図の遅延作動用回路13の出力
端15と同一である。

第１および第２のゲート24,33は、それらの駆動回路を
介して、クロック発生器49に接続される。これらの駆動
回路を介して、始動または停止信号を、超音波装置の制
御装置14からゲート24,33に供給することができる。

第１および第２のPROM31,41に、第１または第２の遅延
作動用のゲート関数51,53が記憶されている（第６図参
照）。遅延作動用のゲート関数51,53は、夫々互いに相
補性であるように選定されている。ここで「相補性」と
は、両遅延作動用ゲート関数51,53が予め与え得る値、
例えば、１の補数を成すことを意味する。第１のゲート
関数51が、例えば、正弦二乗状の経過を有するならば、
余弦二乗状の経過を有する第２のゲート関数53を選定す
る必要がある。例えば、ハミングまたはハニング関数ま
たは他の窓関数のような他の適当なゲート関数を用いる
ことができる。ゲート関数51,53の選定の際に重要なこ
とは、他方の関数が、ゲート24,33の導通状態に対し
て、その最大値に到達している時、一方の関数が、遅延
作動用回路13の非作動状態に相応して、夫々零に低下し
ていることである。即ち、交互に、第１のゲート24から
第２のゲート33へ、およびその逆に遅延作動されなけれ
ばならない。指摘しておくべきこととして、第１の遅延
作動用ゲート関数51および第２の遅延作動用ゲート関数
53は、夫々他の焦点位置への切換の際にのみ、その規定
通りの遅延作動用ゲート関数を有する。対応付けられて
いる焦点位置I,II,III…の有効領域内の一定の焦点位置
において、超音波エコー信号が受信されるならば、ゲー
ト24,33は、夫々その導通または遮断状態のままであ
る。この状態は、第６図に明瞭に示されている。

第１図に示されているように、加算要素47を、増幅器と
して構成することは、目的にかなっている。第２図に示
されているように、夫々第１および第２のゲート24,33
と加算要素47との間に、別のバッファ増幅器61または63
を設けることは有意義であり得る。

第６図には、上下に並べた３つの信号経過が、時間ｔに
関して示されている。第１の信号経過は、第１のゲート
24の制御入力端に与えられる第１のゲート関数55を示
す。第２の信号経過は、第２のそのゲート33の制御入力
端に与えられる第２のゲート関数57を示す。第３の信号
経過は、時間Δｔの間に、クロック信号Ｒがクロック発
生器49から第１および第２のPROM31および41に与えられ
ることを示す。

第１のゲート関数55は、遅延作動用ゲート関数51および
直線経過59から成っている。直線経過59は、クロック信
号Ｒが、もはや、PROM31に供給されない時に現れる。こ
の直線経過59は、対応付けられているマルチプレクサ11
aの接続された入力端を介して定められている所定の焦
点位置I,II,III,…の間にエコー信号が受信される時、
常に生ずる。第１の部分回路2Aが、その時、作動状態に
されているか否かに応じて、直線経過59は、値１または
値０を占める。直線経過59の長さは、異なって選定され
ていてよい。なぜならば、種々の焦点位置の有効領域
も、同じ長さでなくてよいからである。

第６図から明らかなように、第２のゲート関数57を示す
第２の信号経過は、遅延作動用ゲート関数53および直線
経過59から成っている。重要なことは、直線経過59の間
に、両ゲート関数55,57が、互いに逆の導通特性を示す
ことである。一方が、最大値、例えば、１であれば、他
方は、値０を占めなければならず、逆に、一方が、値０
であれば、他方は、値１を占めなければならない。PROM
31,41に記憶されている遅延作動用ゲート関数51または5
3によりゲート関数55,57が決定されている時間Δｔの遅
延作動段階の間、遅延作動用ゲート関数51,53は互いに
逆向きの経過を有する。第１の遅延作動用ゲート関数51
がソフトに（例えば、正弦二乗関数に相応して）上昇す
ると、第２の遅延作動用ゲート関数53は、余弦二乗状の
経過に従って低下する。その際、両遅延作動用ゲート関
数51,53の相補性は、保たれている。こうして、前後に
接続されている第１の部分回路2Aを有する第１のゲート
24から、前段に接続されている第２の部分回路2Bを有す
る第２のゲート33へのソフトな遅延作動切換、および、
その逆のソフトな遅延作動切換が行われる。前記のよう
に、遅延されたエコー信号の周波数帯に関して、切換過
程の所望の周波数特性を得るため、遅延作動切換は、可
能な限りリフトに行なわれなければならない。切換過程
で生ずる切換パルスの周波数スペクトルは、可能な限り
エコー信号の周波数帯の外側に位置していなければなら
ない。

以下、各部分回路に対して所定数、例えば、４つの受信
チャネルが、一つに纏められている実施例について、説
明する。

第７図には、超音波変換器要素の１つのアレーにより作
動する医用超音波装置の４つの受信チャネルHF1〜HF4
が、示されている。受信チャネルHF1〜HF4は、各時点
で、４つの変換器要素からなる１つの群に対応付けられ
ており、そうすることにより、これらの４つの変換器要
素の信号は、位相補正されて加算することができる。こ
の技術は、フェーズドアレーにもリニアアレーにも適し
ている。４つの隣接する変換器要素の１つの群の中で、
補正すべき位相差は、例えば、補正のためには、500ns
で十分である程度に、小さい。群毎に残される位相差
は、この方法によって、一走査行の間一定に保たれるの
で、動的な変化は生じない。

この技術をリニアアレーに応用する際、変換器要素の数
が、HFチャネルの数よりも大きく、例えば、128または6
4であれば、公知の方式で、HFチャネルにより形成され
る開口が、各変換器要素に沿って、ステップ状に切換え
る手段により動かされ得る。

送信後に、変換器要素から、超音波エコー信号が発生さ
れる。超音波エコーを検査対象、即ち、患者の相異なる
深さからも等しく良好に受信し得るように、前記の所謂
動的焦点合わせが不可欠である。動的焦点合わせの際
に、種々の超音波変換器要素から供給される超音波エコ
ー信号は、夫々電子的に予め定められた時間遅延値だけ
遅延させられる。即ち、深さに依存して、所謂電子的焦
点合わせが行われる。所定の時間遅延値は、相異なる焦
点位置または焦点深さに対して相異なっている。即ち、
１つの受信行内で、１つの焦点位置から次の焦点位置へ
到達するためには、時間遅延回路で切換が行われなけれ
ばならない。このような切換は、一般に、表示される像
にスパイクを発生して、擾乱として現れる。

４つの受信チャネルHF1〜HF4の群によって、このような
スパイクにより擾乱をいかにして防止するかを、以下説
明する。そのために、各受信チャネルHF1〜HF4は、夫々
節点92,94,96,98を有し、そのうち、各々１つの接続線
が、２つの同一の部分回路ＩおよびIIに接続されてい
る。残りの（64−４）＝60個の受信チャネルの各々は、
相応に４つの受信チャネルから成り、２つの固有の同一
の部分回路と接続されている１つの群に纏められてお
り、各々所定遅延時間が、焦点合わせの進行中に対応付
けられる。節点92〜98から、夫々接続線が、第１の部分
回路Ｉのバッファ増幅器102,104,106および108に接続さ
れており、かつ、第２の部分回路II内のバッファ増幅器
202,204,206および208に接続されている。各バッファ増
幅器102〜108および202〜208の出力端は、夫々４つの部
分から成るアナログマルチプレクサ112,114,116,118ま
たは212,214,216,218の入力端と接続されている。各部
分マルチプレクサ112,114,116,118ならびに212,214,21
6,218は、例えば、1:16マルチプレクサ回路として市販
品として入手可能である。各４つの部分マルチプレクサ
は、出力側で並列接続されている。

アナログマルチプレクサ112,114,116,118ならびに212,2
14,216,218は、夫々、後に接続されていて、加算する第
１または第２の遅延回路120または220が有し得る入力端
の数と同数の出力端を有する。さもなければ、選択が行
われなければならない。例えば、夫々16個の入力端が設
けられている。マルチプレクサ112,114,116,118ならび
に212,214,216,218の各出力端と、それらに対応付けら
れている遅延線120または220の当該の入力端との間に、
遅延線へのマッチングを行う夫々１つの増幅器122また
は222が接続されている。

各遅延線120,220で、入力端に与えられた超音波エコー
信号は、そのつど入力端の遅延値に相応して遅延させら
れる。こうして、当該の遅延線120または220の出力端12
4および224に、遅延させられたエコー信号が、超音波和
信号として供給される。

両出力端124,224は、遅延作動用回路126に接続されてい
る。遅延作動用回路126は、出力端Ａを有し、この出力
端に、切換状態に応じて、第１の部分回路Ｉの出力端12
4の超音波和信号もしくは第２の部分回路IIの出力端224
の超音波和信号が供給される。そのつど供給される和信
号は、公知の仕方で事後処理され、画像スクリーン（図
示せず）上に表示される。

遅延作動用回路126は、各部分回路I,IIに対して、アナ
ログ−ディジタル変換器128または228ならびに共通のデ
ィジタルマルチプレクサ130を含んでいる。第１の部分
回路Ｉの和信号は、第１の遅延線120の出力端124から第
１のアナログ−ディジタル変換器128に供給される。そ
こで、和信号は、ディジタル和信号に変換されて、ディ
ジタルマルチプレクサ130の第１の入力端に供給され
る。同様に、第２の部分回路IIの和信号は、第２の遅延
線220の出力端224から第２のアナログ−ディジタル変換
器228に供給される。その出力端は、ディジタルマルチ
プレクサ130の第２の入力端に接続されている。ディジ
タルマルチプレクサ130は、供給されている駆動信号に
応じて、第１の入力端もしくは第２の入力端をその出力
端Ａに接続する。この切換は、スパイクなしに行われる
ので、像擾乱は避けられる。

中央制御ユニット132が、アナログマルチプレクサ回路1
12〜118および212〜228の各々と両アナログ−ディジタ
ル変換器128,228とディジタルマルチプレクサ130とに接
続されている。中央制御ユニット132は、アナログマル
チプレクサ112〜118および212〜228の各制御入力端に、
16個の出力端のうちの４つの出力端に、その４つの入力
端が接続されているべきかについての情報を供給する。

前記のように、各節点92〜98には、節点92には受信チャ
ネルHF1からの超音波エコー信号、節点94には受信チャ
ネルHF2からの超音波エコー信号（以下同様）というよ
うに、夫々１つの超音波エコー信号が供給されている。
受信チャネルHF1の超音波エコー信号は、バッファ増幅
器102および202により増幅された後に、アナログ部分マ
ルチプレクサ112または212の各１つの入力端に供給され
る。高い逆方向減衰を有するこれらのバッファ増幅器10
2,202は、アナログマルチプレクサの切換の際に生じる
スパイクの影響を節点92〜98に及ぼさないようにすると
いう重要な役割を果たす。即ち、非作動状態にされた部
分回路のアナログマルチプレクサ回路の切換は、作動状
態にすべき部分回路に、スパイクによる像擾乱を惹起す
ることはない。アナログ部分マルチプレクサ112の入力
端は、中央制御ユニット132からの情報により、例え
ば、第１の出力端１に接続されている。このことは、第
７図中に第１の出力端における太い線により示されてい
る。各マルチプレクサ回路112〜118および212〜218は、
前記のように、例えば、16個の出力端を有し、これらの
出力端は、夫々付属の遅延線120または220の16個の入力
端の１つと接続されている。入力端は、１から16までの
一連の番号を付されている。

同様の形式で、受信チャネルHF2,HF3およびHF4は、第１
の部分回路Ｉの対応付けられている部分マルチプレクサ
回路114,116〜118を介して、例えば、マルチプレクサ11
2〜118の第３、第５〜第８の出力端に接続されており、
従って、第１の遅延線120の相応の入力端に接続されて
いる。このことは、第７図中に太い線により示されてい
る。第１のマルチプレクサ回路112〜118の第１、第３、
第５〜第８の出力端の作動化は、所定の焦点位置、例え
ば、第９の焦点位置内の受信を意味する。

第２の部分回路IIでは、受信チャネルHF1〜HF4が、同じ
く第２の遅延線220の相応の４つの入力端に接続されて
いる。しかし、中央制御ユニット132により、第１の遅
延線120の場合とは異なる４つの入力端への接続が行わ
れている。これらの入力端は、例えば、太い線により示
されているように、第２の遅延線220では、入力端2,4,6
および９である。従って、第２の遅延線220の入力端2,
4,6および９に供給されたエコー信号は、他の時間遅延
値で遅延させられ、このことは、前記の電子的焦点合わ
せでは他の所定の焦点位置に相当する。

第１の部分回路Ｉの遅延線120で、超音波エコー信号
は、その接続された入力端に相応して、相異なる遅延作
用を受ける。遅延線120の遅延時間が、例えば、全体で5
00nsであり、また16個の入力端が、500ns/16＝31.25ns
の等しい遅延時間セクションに分割されていれば、入力
端１に与えられる受信チャネルHF1の超音波エコー信号
は、約500nsの遅延作用を受け、入力端３に与えられる
受信チャネルHF2の超音波エコー信号は、約438nsの遅延
作用を受け、入力端５に与えられる受信チャネルHF3の
超音波エコー信号は、約375nsの遅延作用を受け、ま
た、入力端８に与えられる受信チャネルHF4の超音波エ
コー信号は、約281nsの遅延作用を受ける。遅延線220
が、同じく、例えば、500nsの最大遅延を有する第２の
部分回路IIの図示されている切換状態における相応の値
は、469ns,406ns,344nsまたは250nsである。

第１の遅延線120の出力端124に、加算する超音波エコー
信号が、第１の超音波和信号として与えられる。その
際、この超音波和信号は、制御ユニット132により決定
される第ｍ焦点位置を考慮に入れて実現されている。そ
の際、第２の遅延線220の出力端に出力される超音波和
信号は、第１の焦点位置に隣接しており、この第１の焦
点位置に直接深さ方向に続く第（ｍ＋１）焦点位置を考
慮に入れて実現されている。

出力端Ａにおいて、部分回路Ｉの超音波和信号から部分
回路IIの超音波和信号へ遅延作動される必要がある場
合、ディジタルマルチプレクサ回路130が、中央制御ユ
ニット132により相応に切換えられなければならない。
即ち、切換後、第１の入力端は、部分回路Ｉの端子と接
続されておらず、第２の入力端が、出力端Ａにおいて部
分回路IIの端子と接続されている。焦点位置ｍから（ｍ
＋１）への切換は、前記のように、スパイクを生ずるこ
となしに行われるので、像擾乱を惹起することはない。

この切換過程の直後、即ち、部分回路IIがまだ作動状態
にある時、第１の部分回路Ｉの部分マルチプレクサ112
ないし118が、新しい焦点位置（ｍ＋２）に切換えられ
る。そのために、中央制御ユニット132により、部分マ
ルチプレクサ112〜118の入力端が、他の出力端と接続さ
れる。例えば、マルチプレクサ112は、その第３の出力
端で遅延線120の第３の入力端に接続されており、部分
マルチプレクサ114は、その第５の出力端で遅延線120の
第５の入力端に接続されており、部分マルチプレクサ11
6は、その第７の出力端で遅延線120の第７の入力端に接
続されており、部分マルチプレクサ118は、その第10の
出力端で、遅延線120の第10の入力端に接続されてい
る。それから生ずる焦点位置（ｍ＋２）は、その時点で
も能動化されている部分回路の作動状態に比べて変位さ
れている。

この作動過程は、１つの受信行で、全ての受信焦点位置
1,2m,（ｍ＋１），（ｍ＋２）が通過されるまで、交番
的に繰り返される。前または後に接続されている構成要
素は、行ブランキング間隔内で、次の送信および受信行
に切換えられる。こうして、比較的わずかな費用で、ス
イッチングクリックがあまりない動的焦点合わせを行な
って、超音波撮像を達成することができる。粗開口スイ
ッチオフは、簡単に、両アナログ−ディジタル変換器
の、一方の遮断により実現することができる。

第８図および第９図では、第７図の構成要素と同じ構成
要素には、同じ参照符号が付されている。第８図および
第９図の装置は、第７図の装置と遅延作動用回路126の
構成および超音波アレーの開口スイッチオフ（開口切
換）用回路の構成の点で異なっている。

開口スイッチオフは、簡単に、超音波要素に起因して生
じて、信号処理の際に必要とされない超音波エコー信号
を、遅延線120または220の前で高周波的に短絡すること
により達成される。そのために、バッファ増幅器122の
出力端が、中央制御ユニット132によりHF接地に接続さ
れる。

第８図には、第16入力端が、HF接地が接続され得ること
のみが記入されている。

第８図では、遅延作動用回路126は、第１の高速スイッ
チ134および第２の高速スイッチ136、ならびに、その後
に接続されているアナログ−ディジタル変換器138によ
り実現されている。第１の部分回路Ｉの超音波和信号
は、第１の高速スイッチ134の第１の接点に接続されて
いる。同様に、第２の部分回路IIの超音波和信号は、第
２の高速スイッチ136の第１の接点に接続されている。
両高速スイッチ134,136の第２の接点は、夫々アナログ
−ディジタル変換器138の入力端に接続されている。両
スイッチ134,136は、互いに反対方向に動作する。つま
り、中央制御ユニット132が、第２のスイッチ136を開く
と、第１のスイッチ134を閉じ、第１のスイッチ134を開
くと、第２のスイッチ136を閉じるのである。即ち、両
スイッチ134,136は、一方が閉じられた状態では、他方
は開かれた状態にあるのである。

高速スイッチ134,136は、中央制御ユニット132と接続さ
れている各１つの制御入力端を有する。同様に、アナロ
グ−ディジタル変換器138が、中央制御ユニット132と接
続されている。

中央制御ユニット132で、スイッチ134,136は、夫々アナ
ログ−ディジタル変換器138が、丁度ブランキング間隔
を有する時に切換えられる。切換の際生ずる電圧ピーク
（“スパイク”）は短く、アナログ−ディジタル変換器
のブランキング間隔内で生じる程度である。即ち、スイ
ッチ134,136の切換の前および後の超音波走査は、切換
過程により影響されない。即ち、アナログ−ディジタル
変換器138の出力端Ａには、そのつど超音波和信号が、
スパイクなしに供給される。

第９図では、遅延作動用回路126は、減衰可能な増幅器
として構成されているゲート144〜146と、その後に接続
されている加算増幅器とから構成されている。第１の部
分回路Ｉの超音波和信号は、第１の減衰可能な増幅器14
4に供給されている。同様に、第２の部分回路IIの超音
波和信号は、第２の減衰可能な増幅器146に供給されて
いる。両ゲート144,146は、スパイクなしに、特別な切
換機能を介して、中央制御ユニット132により互いに逆
方向に非作動状態にしたり、作動状態にしたりすること
ができる。後に接続されている両増幅器148,150は、両
信号の加算のみを行なう。

この場合、開口スイッチオフは、アナログマルチプレク
サ112,212の出力端16が選択されることにより達成され
る。出力端16は、負荷抵抗R_Lを介して接地点に接続され
ている。負荷抵抗R_Lの値は、マッチング増幅器122,222
の入力抵抗の値と同じオーダーである。バッファ増幅器
102〜108および202〜208は、常に同一負荷である。従っ
て、超音波情報が通過しないマッチング増幅器152,154
が、中央制御ユニット132による開口スイッチオフの際
に接続される。このマッチング増幅器152,154は、その
他のマッチング増幅器122,222の各動作点の安定化の役
割を果たす。即ち、そうすることにより、HF供給の突然
の中止により生ずる擾乱が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、超音波装置に対する２つの部分回路を有する
時間遅延回路の第１の実施例を示す図、第1a図は、第１
図の回路の作動方法の説明に供する曲線図、第２図は、
時間遅延回路の第２の実施例を示す図、第３図は、夫々
２つの部分回路を有する時間遅延回路を使用したフェイ
ズアレーデバイスにおける動的焦点合わせの応用を示す
図、第４図は、フェイズアレーデバイスに対する夫々２
つの部分回路を有する別の応用例を示す図、第５図は、
遅延作動用回路の実施例を示す図、第６図は、第５図の
遅延作動用回路の作動方法の説明に供する機能進行を示
す図、第７図は、２つの部分回路を有する４つの超音波
受信チャネルの時間遅延回路の有利な実施例を示す図、
第８図は、高速スイッチおよびアナログ−ディジタル変
換器を有する遅延作動用回路を示す図、第９図は、特別
な切換機能を介して制御可能な２つの減衰装置を有する
遅延作動用回路を示す図である。１……超音波変換器要素、２……時間遅延回路、2A,2B
……部分回路、３……遅延線、５……タップ、9a,9b…
…マルチプレクサ、11a,11b……バッファ増幅器、13…
…遅延作動乃至付勢用回路、14……制御装置、15……出
力端、17……焦点合わせ装置、19……マルチプレクサ、
21……遅延線、22……バッファ増幅器、23……加算器、
24……ゲート、27……低域通過フィルタ、31……PROM、
33……ゲート、35……アナログ制御回路、37……低域通
過フィルタ、39……ディジタル−アナログ変換器、41…
…PROM、43,45……ゲート出力端、47……加算回路、49
……クロック発生器、92〜98……節点、102〜108……バ
ッファ増幅器、112〜118……アナログマルチプレクサ、
120……遅延線、122……マッチング増幅器、124……出
力端、126……遅延作動用回路、128……アナログ−ディ
ジタル変換器、130……ディジタルマルチプレクサ、132
……中央制御ユニット、134,136……スイッチ、138……
アナログ−ディジタル変換器、144,146……ゲート、14
8,150……増幅器、152,154……マッチング増幅器、202
〜208……バッファ増幅器、212〜218……アナログマル
チプレクサ、220……遅延線、222……マッチング増幅
器、224……出力端、228……アナログ−ディジタル変換
器、HF1〜HF4……受信チャネル、I,II……部分回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者グスターフ、ボーハイムドイツ連邦共和国チルンドルフ、ウイーゼンシユトラーセ８ (72)発明者ビクトール、ツリンスキドイツ連邦共和国エルランゲン、フアルケンシユトラーセ18 (56)参考文献特開昭56−104269（ＪＰ，Ａ) 米国特許4173007（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数超音波変換器要素（1;1₁、1₂、…1_p）
における所定数の受信焦点位置を、動的に変化させる超
音波装置であって、前記各超音波変換器要素（1;1₁、
1₂、…1_p）の後に、受信された超音波エコー信号に対す
る時間遅延回路（２）を有する受信チャネルが接続され
ており、前記時間遅延回路（２）は、種々の所定時間遅
延値（T₁、T₂、…T_u）間の切換のために制御装置（14）
と接続されている超音波装置において、時間遅延された超音波エコー信号を形成するため、時間
遅延回路（２）の少なくとも一部分が二重に設けられて
いて、第１の部分回路（2A）および第２の部分回路（2
B）が構成されており、前記第１の部分回路（2A）およ
び第２の部分回路（2B）は、夫々種々異なった時間遅延
値で遅延されるように構成されており、遅延作動用回路（13）が設けられており、該遅延作動用回路（13）の構成は、ａ）前記第１の部分回路（2A）が非作動状態にあって、
制御装置（14）により、他の時間遅延値T_iに切り換えら
れる場合、そのつど前記第２の部分回路（2B）が受信チ
ャネル内で作動状態にされ、ｂ）前記第２の部分回路（2B）が非作動状態にあって、
前記制御装置（14）により、前記時間遅延値T_iとは異な
る他の時間遅延値T_jに切り換えられる場合、そのつど前
記第１の部分回路（2A）が受信チャネル内で作動状態に
される、ようにされていることを特徴とする超音波装置。
【請求項２】時間遅延回路全体が二重に設けられている
特許請求の範囲第１項記載の超音波装置。
【請求項３】第１の部分回路（2A）は、多数のタップ付
の一つの第１の遅延線（3a）および一つの第１のマルチ
プレクサ（9a）を有しており、第２の部分回路（2B）
は、多数のタップ付の一つの第２の遅延線（3b）および
一つの第２つのマルチプレクサ（9b）を有しており、前
記第１のマルチプレクサ（9a）の入力側は、対応付けら
れている前記第１の遅延線（3a）と接続されており、前
記第１のマルチプレクサ（9a）の出力側は、遅延作動用
回路（13）と接続されており、前記第２のマルチプレク
サ（9b）の入力側は、対応付けられている前記第２の遅
延線（3b）と接続されており、前記第２のマルチプレク
サ（9b）の出力側は、前記遅延作動用回路（13）と接続
されている特許請求の範囲第１項記載の超音波装置。
【請求項４】第１の部分回路（2A）は、一つの第１のマ
ルチプレクサ（9a）を有しており、第２の部分回路（2
B）は、一つの第２のマルチプレクサ（9b）を有してお
り、前記第１および第２のマルチプレクサ（9a,9b）の
入力側は、当該両マルチプレクサ（9a,9b）に共通の遅
延線（３）と接続されており、前記第１および第２のマ
ルチプレクサ（9a,9b）の出力側は、遅延作動用回路（1
3）と接続されている特許請求の範囲第１項記載の超音
波装置。
【請求項５】第１のマルチプレクサ（9a）の入力側の各
入力端の前に、一つの第１のバッファ増幅器（11a）が
設けられており、第２のマルチプレクサ（9b）の入力側
の各入力端の前に、一つの第２のバッファ増幅器（11
b）が設けられている特許請求の範囲第４項記載の超音
波装置。
【請求項６】第１の遅延線（3a）の前に、第１のバッフ
ァ増幅器（11a）が設けられており、第２の遅延線（3
b）の前に、第２のバッファ増幅器（11b）が設けられて
いる特許請求の範囲第３項記載の超音波装置。
【請求項７】遅延作動用回路（13）が、第１および第２
の制御可能なゲート（24,33）を含んでおり、前記第１
のゲート（24）は、第１の部分回路（2A）の出力端に接
続されており、前記第２のゲート（33）は、第２の部分
回路（2B）の出力端に接続されており、前記第１および
第２のゲート（24,33）の出力端は、加算回路（47）の
各入力端に接続されている特許請求の範囲第１項〜第６
項までのいずれか１項記載の超音波装置。
【請求項８】第１のゲート（24）と加算回路（47））と
の間に、一つの第１のバッファ増幅器（61）が設けられ
ており、第２のゲート（33）と前記加算回路（47）との
間に、一つの第２のバッファ増幅器（63）が設けられて
いる特許請求の範囲第７項記載の超音波装置。
【請求項９】第１のゲート（24）および第２のゲート
（33）が、加算回路（47）として設けられている増幅器
の入力端に接続されている特許請求の範囲第７項記載の
超音波装置。
【請求項１０】第１の制御可能なゲート（24）は、第１
のゲート関数（55）が記憶された第１のPROM（31）を有
しており、第２の制御可能なゲート（33）は、第２のゲ
ート関数（57）が記憶された第２のPROM（41）を有して
おり、前記第１のPROM（31）の後に、第１のディジタル
アナログ変換器（29）を介して第１のアナログ制御要素
（25）の制御入力側が接続されており、前記第２のPROM
（41）の後に、第２のディジタルアナログ変換器（39）
を介して第２のアナログ制御要素（35）の制御入力側が
接続されている特許請求の範囲第７項〜第９項までのい
ずれか１項記載の超音波装置。
【請求項１１】第１のゲート関数（55）は、第２のゲー
ト関数（57）に対して１の補数である特許請求の範囲第
10項記載の超音波装置。
【請求項１２】遅延作動用の第１のオーバラップ関数
（51）は、正弦波状の経過を有する特許請求範囲第10項
記載の超音波装置。
【請求項１３】制御可能な前記第１のゲート（24）は、
第１の低域通過フィルタ（27）を有しており、制御可能
な前記第２のゲート（33）は、第２の低域通過フィルタ
（37）を有している特許請求の範囲第７項〜第12項まで
のいずれか１項記載の超音波装置。
【請求項１４】フェーズドアレーデバイスとして構成さ
れており、該フェーズドアレーデバイス内に、アレーの
電子的回動を決定するための時間遅延回路（２）が設け
られている特許請求の範囲第１項〜第13項記載までのい
ずれか１項記載の超音波装置。
【請求項１５】第１の部分回路（Ｉ）は、多くの第１の
入力端を有する第１の加算遅延線（120）を有してお
り、第２の部分回路（II）は、多くの第２の入力端を有
する第２の加算遅延線（220）を有しており、前記第１
の各入力端および前記第２の各入力端には、夫々所定の
遅延時間が対応付けられており、所定数の受信チャネル
（HF1〜HF64）のうちの当該各受信チャネル（HF1〜HF6
4）は、選択により、前記両遅延線（120,220）の任意の
入力端と接続することができ、それにより、前記両遅延
線（120,220）の夫々の出力端（124,224）に、所定の前
記受信チャネル（HF1〜HF64）の超音波エコー信号が、
時間遅延の後、超音波和信号として出力され、前記第１
の部分回路（Ｉ）の前記超音波信号および前記第２の部
分回路（II）の前記超音波和信号は、遅延作動用回路
（126）に供給されている特許請求の範囲第１項〜第14
項までのいずれか１項記載の超音波装置。
【請求項１６】各受信チャネル（HF1〜HF64）の各出力
側は、夫々第１の各バッファ増幅器（102〜108）を介し
て、多数の出力端を具備した第１の各アナログマルチプ
レクサ（112〜118）の各入力端に接続されており、か
つ、夫々第２の各バッファ増幅器（202〜208）を介し
て、多数の出力端を具備した第２の各アナログマルチプ
レクサ（212〜218）の各入力端に接続されており、前記
第１の各アナログマルチプレクサ（112〜118）の各出力
端は、複数の第１のマッチング増幅器（122）を介し
て、第１の遅延線（120）の、前記第１の各アナログマ
ルチプレクサ（112〜118）の各出力端に対応付けられて
いる各入力端に接続されており、前記第２の各アナログ
マルチプレクサ（212〜218）の各出力端は、複数の第２
のマッチング増幅器（222）を介して、第２の遅延線（2
20）の、前記第２の各アナログマルチプレクサ（212〜2
18）の各出力端に対応付けられている各入力端に接続さ
れている特許請求の範囲第15項記載の超音波装置。
【請求項１７】開口スイッチングオフのために、マルチ
プレクサ（112〜118,212〜218）の出力端の少なくとも
１つがHF接地に接続されている特許請求の範囲第15項ま
たは第16項記載の超音波装置。
【請求項１８】第１の遅延線（120）の超音波信号は、
第１のアナログ−ディジタル変換器（128）に供給され
ており、第２の遅延線（220）の超音波和信号は、第２
のアナログ−ディジタル変換器（228）に供給されてお
り、前記第１のアナログ−ディジタル変換器（128）の
出力端は、ディジタルマルチプレッサ（130）の第１の
入力端に接続されており、前記第２のアナログ−ディジ
タル変換器（228）の出力端は、前記ディジタルマルチ
プレクサ（130）の第２の入力端に接続されており、そ
れにより、前記第１のアナログ−ディジタル変換器（12
8）および前記第２のアナログ−ディジタル変換器（22
8）および前記ディジタルマルチプレッサ（130）は、遅
延作動用回路（126）を構成する特許請求の範囲第１項
〜第17項までのいずれか１項記載の超音波装置。
【請求項１９】第１の遅延線（120）の超音波和信号
は、第１の高速スイッチ（134）に供給され、第２の遅
延線（220）の超音波和信号は、第２の高速スイッチ（1
36）に供給されており、前記第１の高速スイッチ（13
4）の出力端および前記第２の高速スイッチ（136）の出
力端は、共通にディジタルマルチプレクサ（138）の入
力端に供給されており、前記第１の高速スイッチ（13
4）および前記第２の高速スイッチ（136）を、アナログ
−ディジタル変換器（138）のブランキング間隙内で、
相互に逆方向に作動する制御装置（134）が設けられて
いる特許請求の範囲第１〜第17項までのいずれか１項記
載の超音波装置。