JPH076958B2 - 超音波探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アレイ状に配列された複数の超音波振動素子
を備え、超音波振動素子を電子的にスイッチングしてリ
ニアスキャンする超音波探触子に関する。

［従来の技術］ 従来、アレイ状に配列された複数の超音波振動素子を備
え、超音波振動素子を電子的にスイッチングしてリニア
スキャンする超音波探触子が知られている。

この超音波探触子10は、第４図に示すように、アレイ状
に配列された複数の超音波振動素子12を有しており、各
超音波振動素子12には信号ケーブル14を介して信号を送
受する送受信器16がそれぞれ接続されている。

そして、各超音波振動素子12はアースライン18に接続さ
れており、アースライン18はアースケーブル20を介して
各送受信器16に接続されている。

次に動作について説明する。

超音波ビームを送信する場合、各超音波振動素子12にそ
れぞれ異なる遅延時間を付与することにより、超音波ビ
ームの偏向及びフォーカシングを行っている。

また、被検体により反射された超音波（以下、エコーと
いう）を受信する際には、各超音波振動素子12で受信さ
れたエコー信号を処理することにより断層画像を得るこ
とができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の超音波探触子によれば、超音波振動素子の数
が増加する毎に、信号ケーブルと送受信器の数が増加
し、信号ケーブルの増加によりプローブの小型化に限界
があり、かつ送受信器の増加により装置が大型化すると
共にコストアップするという課題があり、特にこの超音
波探触子を内視用に使用する場合に小型化の妨げになる
という課題があった。

発明の目的 本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、超音波振動素子の数を保ったまま信号ケー
ブルと送受信器とを減少して超音波探触子の小型化及び
コストダウンを図った超音波探触子を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、アレイ状に配列
された複数の超音波振動素子から成り、ｍ個の超音波振
動素子毎にブロック分けされてｎ個の超音波振動素子ブ
ロックが構成され、一方、各超音波振動素子ブロックに
わたって共通伝送関係にあるｎ個の超音波振動素子毎に
グループ化されてｍ個の超音波振動素子グループが構成
されるアレイ振動子と、前記各超音波振動素子グループ
毎に設けられ、超音波振動素子グループを構成するｎ個
の超音波振動素子にそれぞれ一端が共通接続されたｍ本
の信号ケーブルと、前記ｍ本の信号ケーブルの他端にそ
れぞれ接続されたｍ個の送受信器と、前記ｎ個の超音波
振動素子ブロック毎に設けられ、各超音波振動素子ブロ
ックを構成するｍ個の超音波振動素子にそれぞれの一端
が共通接続されたｎ本のアースケーブルと、前記各送受
信器毎に設けられ、それぞれがｎ本のアースケーブルの
他端に並列接続され、ｎ本のアースケーブルの中から各
送受信器に接続される１本のアースケーブルを選択する
ｍ個の切替スイッチと、を含むことを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、複数の超音波振動素子は、ｎ個の超
音波振動素子ブロック（以下、ブロックという）にブロ
ック分けされ、同時に、ｍ個の超音波振動素子グループ
（以下、グループという）にグループ分けされる。ここ
で、グループを構成する各超音波振動素子は、互いに共
通伝送関係にある。

ｍ本の信号ケーブルを介してｍ個の送受信器が各グルー
プに接続され、一方、ｎ本のアースケーブルを介してｍ
個の送受信器が各ブロックに接続可能となる。よって、
切替スイッチによって、アースケーブルを選択すれば、
ブロックを選択したことになり、更にそれはグループ内
の１個の超音波振動素子を選択することを意味する。

すなわち、本発明は、信号ケーブルの本数を削減するた
め、グループという複数の超音波振動素子の共通接続関
係を成立させ、ブロックを選択することによって、その
ような共通接続関係にある複数の超音波振動素子のうち
のいずれかを選択するものである。換言すれば、本発明
は、グループ選択とブロック選択の２つの選択により超
音波振動素子の選択を行って、信号ケーブルの本数を最
大限削減するものである。なお、後述の実施例において
は、一例として、ｍ＝4,n＝２とされているが、他の数
値でもよい。

［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、本発明の一実施例による超音波探触子の構成
を示す回路図、第２図は本発明の一実施例による超音波
探触子の斜視図である。

超音波探触子10は、アレイ状に配列された複数（例えば
８個）の超音波振動素子12を有しており、複数の超音波
振動素子12は、この例では、２つのブロックすなわち１
つのブロック対11で構成され、第１図には、それがＩ側
とII側とに２分割されて示されている。以下に説明する
ように、２つのブロック間において共通伝送関係にある
２つの超音波振動素子は、上記の超音波振動素子グルー
プを構成している。すなわち、Ｉ側の１番の超音波振動
素子12とII側の５番の超音波素子12は信号ライン22によ
り並列に接続されており、信号ライン22は信号ケーブル
14aを介して送受信器16aに接続されている。

更に、信号ケーブル14aはスイッチ24のａ端子に接続さ
れており、送受信器16aはスイッチ24のｂ端子に接続さ
れている。

また、スイッチ24のｃ端子には第１のアースケーブル20
aが接続されており、スイッチ24のｄ端子には第２のア
ースケーブル20bが接続されている。

同様に、Ｉ側の２番の超音波振動素子12とII側の６番の
超音波振動素子12は信号ライン26により並列に接続され
ており、信号ライン26は信号ケーブル14bを介して送受
信器16bに接続されている。

更に、信号ケーブル14bはスイッチ28のａ端子に接続さ
れており、送受信器16bはスイッチ28のｂ端子に接続さ
れている。

また、スイッチ28のｃ端子には第１のアースケーブル20
aが接続されており、スイッチ28のｄ端子には第２のア
ースケーブル20bが接続されている。

以下、Ｉ側の３番の超音波振動素子12とII側の７番の超
音波振動素子12、Ｉ側の４番の超音波振動素子12とII側
の８番の超音波振動素子12も同様に接続されている。

そして、第１のアースケーブル20aはアースライン18aを
介してＩ側の各超音波振動素子12と接続されており、第
２のアースケーブル20bはアースライン18bを介してII側
の各超音波振動素子12と接続されている。

ついで、本実施例の動作について説明する。

Ｉ側1,2,3番の超音波振動素子12で超音波ビームを生成
する場合、スイッチ24,28,32を第３図（ａ）のように接
続する。

すると、Ｉ側１番の超音波振動素子12は、信号ライン22
及び信号ケーブル14a、かつアースライン18a及び第１の
アースケーブル20aにより送受信部16aと閉回路を構成
し、送受信部16aからの信号により駆動する。

同様に、Ｉ側２番の超音波振動素子12は、送受信部16b
と閉回路を構成し、送受信部16bからの信号により駆動
し、Ｉ側３番の超音波振動素子12も、送受信部16cと閉
回路を構成し、送受信部16cからの信号により駆動す
る。

そして、Ｉ側1,2,3番の各超音波振動素子12の遅延時間
を適当な値に選択すると、Ａ又はＢのような集束ビーム
を得られる。

この際、スイッチ24,28,32のａ端子とｄ端子とが接続す
ることにより、II側5,6,7番の超音波振動素子12は両端
が短絡されるため駆動することはない。

また、Ｉ側からII側へスキャンが移る場合、Ｉ側４番の
超音波振動素子12とII側５番の超音波振動素子12とは、
非駆動側のＩ側１番の超音波振動素子12とII側８番の超
音波振動素子12が駆動してしまうために同時に駆動でき
ないので、Ｉ側2,3,4番の各超音波振動素子12の遅延時
間を適当な値に選択して、Ｄのような集束ビームを得
る。

同様に、II側5,6,7番の各超音波振動素子12の遅延時間
を適当な値に選択して、Ｅのような集束ビームを得る。

この際、スイッチ24,28,32を第３図（ｂ）のように接続
することにより、II側5,6,7番の各超音波振動素子12は
駆動し、Ｉ側1,2,3番の各超音波振動素子12は両端が短
絡されるため駆動することはない。

以下、同様の動作によりF,G,Hのような集束ビームを
得、Ａ及びＨの集束ビームにより両端の画像を生成で
き、画質を向上することができる。

そして、被検体により反射する超音波（以下、エコーと
いう）を受信する際には、各超音波振動素子12で受信さ
れたエコー信号を処理することにより断層画像を得るこ
とができる。

上述実施例においては、超音波振動素子が８個の例を用
いて説明したが、本発明は超音波振動素子の数に限定さ
れるものではなく、超音波振動素子の数が多くなればな
るほど効果的である。

更に、上述実施例においては、複数の超音波振動素子が
１つの超音波振動素子ブロック対から成る例を用いて説
明したが、これに限らず、２つ以上のブロック対から成
るものでもよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、グループという複数の
超音波振動子の共通接続関係を成立させ、更にアースケ
ーブルの選択によりブロックを選択して、そのような共
通接続関係にある複数の超音波振動素子のうちで１つを
選択したので、信号ケーブルの本数及び送受信器の個数
を大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による超音波探触子の構成
を示す回路図、 第２図は、本発明の一実施例による超音波探触子の斜視
図、 第３図は、本発明の一実施例による超音波探触子の動作
を説明するための図、 第４図は、従来の超音波探触子の構成を示す回路図であ
る。 12……超音波探触子 16,16a〜16d……送受信器 20a……第１のアースケーブル 20b……第２のアースケーブル 24,28,32,36……スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アレイ状に配列された複数の超音波振動素
   子から成り、ｍ個の超音波振動素子毎にブロック分けさ
   れてｎ個の超音波振動素子ブロックが構成され、一方、
   各超音波振動素子ブロックにわたって共通伝送関係にあ
   るｎ個の超音波振動素子毎にグループ化されてｍ個の超
   音波振動素子グループが構成されるアレイ振動子と、 前記各超音波振動素子グループ毎に設けられ、超音波振
   動素子グループを構成するｎ個の超音波振動素子にそれ
   ぞれ一端が共通接続されたｍ本の信号ケーブルと、 前記ｍ本の信号ケーブルの他端にそれぞれ接続されたｍ
   個の送受信器と、 前記ｎ個の超音波振動素子ブロック毎に設けられ、各超
   音波振動素子ブロックを構成するｍ個の超音波振動素子
   にそれぞれの一端が共通接続されたｎ本のアースケーブ
   ルと、 前記各送受信器毎に設けられ、それぞれがｎ本のアース
   ケーブルの他端に並列接続され、ｎ本のアースケーブル
   の中から各送受信器に接続される１本のアースケーブル
   を選択するｍ個の切替スイッチと、 を含むことを特徴とする超音波探触子。