JPS5982840A - 超音波変換装置 - Google Patents
超音波変換装置Info
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- JPS5982840A JPS5982840A JP58178361A JP17836183A JPS5982840A JP S5982840 A JPS5982840 A JP S5982840A JP 58178361 A JP58178361 A JP 58178361A JP 17836183 A JP17836183 A JP 17836183A JP S5982840 A JPS5982840 A JP S5982840A
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Classifications
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- 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
-
- G—PHYSICS
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は超音波装置、特に心臓のような種々の体内臓
物の影像出力を与えるため、医療業務に使用される超有
波装置に関するものである。
物の影像出力を与えるため、医療業務に使用される超有
波装置に関するものである。
上記の機能をする装置は例えば、１９８０年７月ａｏｌ
ｔでジェームス・エム・ジエサートの名で出願され、こ
の発明の出願人に瞼渡された米国特許出願第１７：３，
８７４号および１９７９年４月１７日にハチソン等に特
許された米国特許４．１４９．４２０号、１９８０年１
１月１８日にエグレトン等に特許された米国特許第４，
２３４，９３７号において見い出せる。
ｔでジェームス・エム・ジエサートの名で出願され、こ
の発明の出願人に瞼渡された米国特許出願第１７：３，
８７４号および１９７９年４月１７日にハチソン等に特
許された米国特許４．１４９．４２０号、１９８０年１
１月１８日にエグレトン等に特許された米国特許第４，
２３４，９３７号において見い出せる。
そのような装置では超音波エネルギーは、例えば１９８
２年２月１６日に特許され、本願の出願人に譲渡された
ドナルド・ニー・エバレットノ米国特許第４，３１６，
２７１号に示すような枢動的に装着した７に換器によυ
、体内に伝えられる。体の部分からのエコーは変換器に
反射され、それから、映像装置に使用するために電気信
号に変換される。
２年２月１６日に特許され、本願の出願人に譲渡された
ドナルド・ニー・エバレットノ米国特許第４，３１６，
２７１号に示すような枢動的に装着した７に換器によυ
、体内に伝えられる。体の部分からのエコーは変換器に
反射され、それから、映像装置に使用するために電気信
号に変換される。
この超音波変換器をトランスミッタおよびレシーバとし
て交互に動作して超音波エネルギーのパルスを発生し、
それから、電気信号を発生するため反射エコーを待つピ
ストン状素子から構成してもよく、′またＣま、超音波
エネルギーの集束ビームを発生できる１９７６年２月３
日に特許されたジョージコゾフの米国特許第３ 、９３
６．７９１号に開示された内列ｊｌ、１′Ｊ音波変換器
のような素子列から構成してもよい。特に医療分野で有
効な変換器列の交番配りｌ）；ｔｌ、９８０年１２月３
０日に特Ｗｆされたスベヒト等の米国特ｒｒｇｉ’与４
、２４１ 、６１１号に示される中央部分の周囲の年
中リングとして環状に配６された素子である。反射物体
から戻るエコーが異なった時間てｆｉｌｉ々の列の累イ
に当たる波頭を発生するというＪｌ実により、変換素子
列を採用すると面倒な事が発生ずる。遠方の物体のある
位置で個々の素子の出力が全て総和されるならば、波（
ｃｌが一方の検波器と他方の検波器に当たる時間の遅延
は、エネルギーの波長にｌ′：ｊ′ｌ・臼：等しく加３
す、器内で相殺効果を生じ、出力はＯＫなる。この問題
を克服するため、種々の素子ｐｊ二接続した遅延回路を
用いるのが普通であり、素子で受けた信号は種々の量だ
け遅らさｉＬ、ぞ）１．←τよって、相殺効果が克服さ
ハ１、加算器の出力ｔｒｉ真に各素子で受ける信号を加
えたものになる。この種の遅延Ｐ３ｉｌ！路は例えば、
上記で引用した米国特許第３．９３６．７９１号に示さ
れている。理想的には、この遅延音は物体に対する各々
の特定距離に向けて変えるべきであり、総和した信号が
変換器の全範囲の位相中に残るようにする。あいにく、
ηｆ気的に交番可能な遅延線路日５、製造するのが困難
で高価であり、従って、実際、遅延線路は通常、タブが
ちシ、これらのタブ１六伝送パルスが送られていくつか
の遅ＩＥｆｉ”帯域″を′力えた後の適当な時間で切り
換えられる。
て交互に動作して超音波エネルギーのパルスを発生し、
それから、電気信号を発生するため反射エコーを待つピ
ストン状素子から構成してもよく、′またＣま、超音波
エネルギーの集束ビームを発生できる１９７６年２月３
日に特許されたジョージコゾフの米国特許第３ 、９３
６．７９１号に開示された内列ｊｌ、１′Ｊ音波変換器
のような素子列から構成してもよい。特に医療分野で有
効な変換器列の交番配りｌ）；ｔｌ、９８０年１２月３
０日に特Ｗｆされたスベヒト等の米国特ｒｒｇｉ’与４
、２４１ 、６１１号に示される中央部分の周囲の年
中リングとして環状に配６された素子である。反射物体
から戻るエコーが異なった時間てｆｉｌｉ々の列の累イ
に当たる波頭を発生するというＪｌ実により、変換素子
列を採用すると面倒な事が発生ずる。遠方の物体のある
位置で個々の素子の出力が全て総和されるならば、波（
ｃｌが一方の検波器と他方の検波器に当たる時間の遅延
は、エネルギーの波長にｌ′：ｊ′ｌ・臼：等しく加３
す、器内で相殺効果を生じ、出力はＯＫなる。この問題
を克服するため、種々の素子ｐｊ二接続した遅延回路を
用いるのが普通であり、素子で受けた信号は種々の量だ
け遅らさｉＬ、ぞ）１．←τよって、相殺効果が克服さ
ハ１、加算器の出力ｔｒｉ真に各素子で受ける信号を加
えたものになる。この種の遅延Ｐ３ｉｌ！路は例えば、
上記で引用した米国特許第３．９３６．７９１号に示さ
れている。理想的には、この遅延音は物体に対する各々
の特定距離に向けて変えるべきであり、総和した信号が
変換器の全範囲の位相中に残るようにする。あいにく、
ηｆ気的に交番可能な遅延線路日５、製造するのが困難
で高価であり、従って、実際、遅延線路は通常、タブが
ちシ、これらのタブ１六伝送パルスが送られていくつか
の遅ＩＥｆｉ”帯域″を′力えた後の適当な時間で切り
換えられる。
この発明は変換器素子の各々の出力に、変換器素子によ
り発生する信刊に応じて、同相信号または、連相イ菖号
を発生できる異なる増幅器を設けること処よυ、整相判
型変換器での遅延線路の問題を克服する。多数のスイッ
チが異なる増幅器の出力に接続され、同相または、違和
の成分を加算回路に通過する作用を行なう時限論理回路
によシ制御される。
り発生する信刊に応じて、同相信号または、連相イ菖号
を発生できる異なる増幅器を設けること処よυ、整相判
型変換器での遅延線路の問題を克服する。多数のスイッ
チが異なる増幅器の出力に接続され、同相または、違和
の成分を加算回路に通過する作用を行なう時限論理回路
によシ制御される。
この時限論理回路は伝送パルスの伝搬時間に応じて制御
され、２つの変換器素子で受信される信号が互いに減ｐ
する傾向にある時、それらの信号の一方の位オ（ｌＶよ
それらの信号が加算するように切り押Ｓえら）する。こ
のようにして加ｐ、された出力信；５１Ｊ１、スイッチ
が切り換わらないで４１１号が加算さＪする。す、′Ｉ
含に等しいか大きい信号を常に受けることができる３、
更に、信号が相殺する状態になく、事実上、この装置の
範囲以上の出力が反射物体の距離により１〜１０のファ
クターで改善される。この発明をダ、す１ｑシて得らｉ
する別の利点は、信号のビーム幅が狭くて、これまで得
られたものよυ大きい分解能を生じることである。
され、２つの変換器素子で受信される信号が互いに減ｐ
する傾向にある時、それらの信号の一方の位オ（ｌＶよ
それらの信号が加算するように切り押Ｓえら）する。こ
のようにして加ｐ、された出力信；５１Ｊ１、スイッチ
が切り換わらないで４１１号が加算さＪする。す、′Ｉ
含に等しいか大きい信号を常に受けることができる３、
更に、信号が相殺する状態になく、事実上、この装置の
範囲以上の出力が反射物体の距離により１〜１０のファ
クターで改善される。この発明をダ、す１ｑシて得らｉ
する別の利点は、信号のビーム幅が狭くて、これまで得
られたものよυ大きい分解能を生じることである。
１臥下、本発明の実施例を図面を使用して説明する。
第１図において超音波変換器１０は同中心に配Ｗ７シた
変換器素子１２，１４．１６および１８から成る。好ま
しい実施例では、同中心の４つの環状素子列が実現する
ように仮定されているが、この発明の原理は直線列また
は４つ以下または以上の素子を含む列、まだは実際のと
ころ多数のピックオフ点のある単一超音波ピストンに適
用できるのが分かるであろう。素子１２の断面積は素子
１４の断面積よシいくぶん小さく、次に素子１４の断面
積は素子１６の断面積よりいくぶん小さく、素子１８の
断面積が一番太きいということに注目すべきである。現
状素子の実際の配列は、変換器素子１２，１４，１６．
１８の全てが同一面積であシ、従ってそれらの断面寸法
が中心から減少するのが望ましい。この変換器１０が動
作すると、第１図の右に−４で走る音波エネルギーのパ
ルスを生じ、そのパルスが変換器１０の軸線２２ＫＧう
地点２０で示すような遠方物体で反射される。変換器１
０により伝送されるエネルギーが平面波でもよく、また
、例えば上記特許第３，９３６，７９１号および第４゜
２４１．６１１号で開示された集束波でもよいことが分
かる１、全ての素子１２〜１８が共に動作して超音波パ
ルスを発生し、それから、反射エネルギーを受けるよう
にモードを変化し、または素子１２゜１４．１６がパル
スエコーを受けている間、エネルギーを伝送するために
中央素−子１８のような素子の一つを利用でき、凍だ、
素子１２−１８によリダ・ける反射エネルギーと共にエ
ネルギーの伝送が他の変換ン：（３べ子からできるのが
分かるであろう。
変換器素子１２，１４．１６および１８から成る。好ま
しい実施例では、同中心の４つの環状素子列が実現する
ように仮定されているが、この発明の原理は直線列また
は４つ以下または以上の素子を含む列、まだは実際のと
ころ多数のピックオフ点のある単一超音波ピストンに適
用できるのが分かるであろう。素子１２の断面積は素子
１４の断面積よシいくぶん小さく、次に素子１４の断面
積は素子１６の断面積よりいくぶん小さく、素子１８の
断面積が一番太きいということに注目すべきである。現
状素子の実際の配列は、変換器素子１２，１４，１６．
１８の全てが同一面積であシ、従ってそれらの断面寸法
が中心から減少するのが望ましい。この変換器１０が動
作すると、第１図の右に−４で走る音波エネルギーのパ
ルスを生じ、そのパルスが変換器１０の軸線２２ＫＧう
地点２０で示すような遠方物体で反射される。変換器１
０により伝送されるエネルギーが平面波でもよく、また
、例えば上記特許第３，９３６，７９１号および第４゜
２４１．６１１号で開示された集束波でもよいことが分
かる１、全ての素子１２〜１８が共に動作して超音波パ
ルスを発生し、それから、反射エネルギーを受けるよう
にモードを変化し、または素子１２゜１４．１６がパル
スエコーを受けている間、エネルギーを伝送するために
中央素−子１８のような素子の一つを利用でき、凍だ、
素子１２−１８によリダ・ける反射エネルギーと共にエ
ネルギーの伝送が他の変換ン：（３べ子からできるのが
分かるであろう。
とにかく、地点２０での物体から反射した音波エネルギ
ーｔ、シカ−照り；９字２４，２６．２８．３０で示す
ような線に泊って変換器１０に戻る。第１図から、通路
２４が通路２６より長く、通路２６が通路２８より長く
、通路３０が４つの５（７１路の内で最も長い。
ーｔ、シカ−照り；９字２４，２６．２８．３０で示す
ような線に泊って変換器１０に戻る。第１図から、通路
２４が通路２６より長く、通路２６が通路２８より長く
、通路３０が４つの５（７１路の内で最も長い。
他の通路に沿って戻るよシ、通路２４に沿って戻るエコ
ーがよりトい時間周期を必要とするであろう。通路長さ
の差３１１ａを示し、説明するために第１［５４１で円
弧３２を示してあり、通路２４と軸線２２に沿う変換器
棟での距離との間の差を第１図の”ｄ”で示しである。
ーがよりトい時間周期を必要とするであろう。通路長さ
の差３１１ａを示し、説明するために第１［５４１で円
弧３２を示してあり、通路２４と軸線２２に沿う変換器
棟での距離との間の差を第１図の”ｄ”で示しである。
もし、素子１日の中心から素子１２の中心才での距離を
ａとし、軸線２２に沼って変換器１８からｆｌｉＩ点２
０４での距離をＸとすると、Ｘ ＝ （Ｒ２−ｄ２）／
２ｄである。超音波エネルギーの周波数が３．５ ＭＨ
ｙ、 、体内の音速が、１５４０ｍ／秒であると仮定す
ると、超音波エネルギーの波長は０．４４Ｍ１１１１に
なるであろう。上記のように一方の受（Ｕ素子と他方の
受信素子間の信号の相殺は、距離ｄが超音波エネルギー
の全波長に等しい時に生じる。このように、距１’Ｊ
ｄが０．４４ｒｎｍ 、 ０．８８ｍｙｎ ＋ １．．
３２ｍｇ 。
ａとし、軸線２２に沼って変換器１８からｆｌｉＩ点２
０４での距離をＸとすると、Ｘ ＝ （Ｒ２−ｄ２）／
２ｄである。超音波エネルギーの周波数が３．５ ＭＨ
ｙ、 、体内の音速が、１５４０ｍ／秒であると仮定す
ると、超音波エネルギーの波長は０．４４Ｍ１１１１に
なるであろう。上記のように一方の受（Ｕ素子と他方の
受信素子間の信号の相殺は、距離ｄが超音波エネルギー
の全波長に等しい時に生じる。このように、距１’Ｊ
ｄが０．４４ｒｎｍ 、 ０．８８ｍｙｎ ＋ １．．
３２ｍｇ 。
１７６關または、２．２０＋ｎｍに等しいと、相殺効果
になるであろう。上記方程式から、ａが６．５ ｒｎｍ
であるとすれば、Ｘはそれぞれ約４７．７９ｍ、ｍ 、
２３．５７ｍｍ。
になるであろう。上記方程式から、ａが６．５ ｒｎｍ
であるとすれば、Ｘはそれぞれ約４７．７９ｍ、ｍ 、
２３．５７ｍｍ。
１５．３４酊、 １１．１２ｍｍ 、 ８．５０闘にな
る。変換器からの別の距離では、素子１２，１４．１６
．１８で受イＲする信号は、いろいろに加減して０以外
の最終加算値を生じる。変換器素子１２，１４，１６．
１８により受信されるいろいろな超音波信号の加３９：
、滅７Ｅ効果は＠’ｒ Ｚ ａ図乃至第２ｆ図の実験で
明らかにできる。
る。変換器からの別の距離では、素子１２，１４．１６
．１８で受イＲする信号は、いろいろに加減して０以外
の最終加算値を生じる。変換器素子１２，１４，１６．
１８により受信されるいろいろな超音波信号の加３９：
、滅７Ｅ効果は＠’ｒ Ｚ ａ図乃至第２ｆ図の実験で
明らかにできる。
第２ａ図において４本の曲線４０，４２，４４．４６は
わずかにずれたサイン波形を示し、第１図のそれぞれの
変換器素子１２，１４，１６．１８で受信される信号を
表わす。第２ａ図において、この状態は、物体が変換器
から相当遠方、例えば１５０ｍｍにある場合に生じる。
わずかにずれたサイン波形を示し、第１図のそれぞれの
変換器素子１２，１４，１６．１８で受信される信号を
表わす。第２ａ図において、この状態は、物体が変換器
から相当遠方、例えば１５０ｍｍにある場合に生じる。
このような状態でニ１、第１図のｄの値は相ゲ１に小さ
く、４つの波形間の距離は非常に小さい。第２ａ［ンｌ
で破線曲線４８は、便宜」二、目４；″１．（・よない
が、曲線４０．４２．４４．４６の覇４和を表わす。第
２の波形５０は破線曲線４８と同一の広がりをもつもの
で、この発明を次に説明するように用いた１、１１．に
第１図の変換器素子１２，１４，１６゜１８の加ｊ１出
力の相対変を表わす。第２ｂ図では、曲線４０，４２，
４４．４６は、物体が変換２：ζヘッドから約８０ ｍ
ｍのｙ＋−コΔ１（にある時の状態を示す。今、いろい
ろな曲線４０−４６間の距離が第２８図のＩＪ′ｌ自よ
りいく分増加し、その結果、破線４８て丞ず０１、第１
１曲線ｔ、１１、各々の曲線（が第２ａ図で１−Ｊわれ
る２１′−十分に加ｐされないので、大きさが減少して
いる３、このり１１明を用いると相対変を示す曲線５０
は曲ｇ−：＞＋４８より大きくなる。第２Ｃ図では物体
が変４９％器から約７０前にある状態を表わし、曲線４
０゜４２．４４．４６が、第２１Ｌ図、第２ｂ図より更
に離りているのが分かる。同様に、総和曲ｉ１ｉ！４８
は更に小さくなり、この発明の使用状Ｆ［ｉを表わす相
対的ｉ１４．ｉｌ ５ Ｌｌが曲線４８より相当大きい
。第２ｄ図は物体が変換器から約６０問にある状態を示
し、曲線４２，４４，４６．４８が相当に違肛１になっ
ている。
く、４つの波形間の距離は非常に小さい。第２ａ［ンｌ
で破線曲線４８は、便宜」二、目４；″１．（・よない
が、曲線４０．４２．４４．４６の覇４和を表わす。第
２の波形５０は破線曲線４８と同一の広がりをもつもの
で、この発明を次に説明するように用いた１、１１．に
第１図の変換器素子１２，１４，１６゜１８の加ｊ１出
力の相対変を表わす。第２ｂ図では、曲線４０，４２，
４４．４６は、物体が変換２：ζヘッドから約８０ ｍ
ｍのｙ＋−コΔ１（にある時の状態を示す。今、いろい
ろな曲線４０−４６間の距離が第２８図のＩＪ′ｌ自よ
りいく分増加し、その結果、破線４８て丞ず０１、第１
１曲線ｔ、１１、各々の曲線（が第２ａ図で１−Ｊわれ
る２１′−十分に加ｐされないので、大きさが減少して
いる３、このり１１明を用いると相対変を示す曲線５０
は曲ｇ−：＞＋４８より大きくなる。第２Ｃ図では物体
が変４９％器から約７０前にある状態を表わし、曲線４
０゜４２．４４．４６が、第２１Ｌ図、第２ｂ図より更
に離りているのが分かる。同様に、総和曲ｉ１ｉ！４８
は更に小さくなり、この発明の使用状Ｆ［ｉを表わす相
対的ｉ１４．ｉｌ ５ Ｌｌが曲線４８より相当大きい
。第２ｄ図は物体が変換器から約６０問にある状態を示
し、曲線４２，４４，４６．４８が相当に違肛１になっ
ている。
総和曲線４８の大きさは個々の曲線のレベノト以下に減
少しているが、この発明の使用を表わす曲線５０は曲７
ｙｉ！４０の２倍の大きさである。第２ｅ図では、物体
がダ〔換器から約５０ｍｍにある状態を表わし、個々の
＋Ｉｌ目！ｉ！４２，４４，４６が全く互いに違和であ
り、その効果は加わるより減する。結末として曲線の総
和を表わす曲線４８は０レベルをわずかに上下するだけ
である。」二記の数学的解伯で物体が変換器から４７．
７９ ｍｒｎに位置する時に第１の０ｅ号が生じるのを
思い出すであろう。この発明を用いる時の信号の相対的
大きさを表わす曲線５０が曲線４８で表わされる信号の
大きさよυ数倍大きいことに注目すべきである。第２ｆ
図は、物体が変換器ヘッドから４０ｍｍの距離にある状
態を示し、曲線４０と曲線４６が俤、近してほとんど同
相になっているが、曲線４２と曲線４４は他の２曲線に
関して違和であるのが分かる。結果として、総和曲４３
ｉ１４８は反対の意味ではあるが、第２ｅ図の揚台より
大きい。換言すれば第２ｅ図からＨｚｒ図になるにつｉ
ｌて信号シ１−０を介Ｌ２て正から負に通過する。しか
し、なから、実際ケ」、出カイ計号Ｖ」１、最後の１．
ｊけが１ルに１１になるよ、うに通′）：ぺπｉ、止さ
れる。
少しているが、この発明の使用を表わす曲線５０は曲７
ｙｉ！４０の２倍の大きさである。第２ｅ図では、物体
がダ〔換器から約５０ｍｍにある状態を表わし、個々の
＋Ｉｌ目！ｉ！４２，４４，４６が全く互いに違和であ
り、その効果は加わるより減する。結末として曲線の総
和を表わす曲線４８は０レベルをわずかに上下するだけ
である。」二記の数学的解伯で物体が変換器から４７．
７９ ｍｒｎに位置する時に第１の０ｅ号が生じるのを
思い出すであろう。この発明を用いる時の信号の相対的
大きさを表わす曲線５０が曲線４８で表わされる信号の
大きさよυ数倍大きいことに注目すべきである。第２ｆ
図は、物体が変換器ヘッドから４０ｍｍの距離にある状
態を示し、曲線４０と曲線４６が俤、近してほとんど同
相になっているが、曲線４２と曲線４４は他の２曲線に
関して違和であるのが分かる。結果として、総和曲４３
ｉ１４８は反対の意味ではあるが、第２ｅ図の揚台より
大きい。換言すれば第２ｅ図からＨｚｒ図になるにつｉ
ｌて信号シ１−０を介Ｌ２て正から負に通過する。しか
し、なから、実際ケ」、出カイ計号Ｖ」１、最後の１．
ｊけが１ルに１１になるよ、うに通′）：ぺπｉ、止さ
れる。
しか１−７ながら、この発明を利用す／）イξ１シ：を
表わす間転１４；］、総イｕ １１１１ ？・１より相
当太きい。今、；、ｉｌ、 ３図を参５Ｖ’＋ｉ＋する
コニ、１１１１ ｉ？”Ｉ！ ５ Ｇは変換器ヘッドか
らのいろいろな距離での物体についての補供のない変換
器のに、ｉ％′Ａ１１出力を表わすとコニを示す。０を
越えるのは参■１（（数字５８．６０，６２，６４．６
６にょシ表わされる点で仕じる。点５８は変換器ヘッド
から約８．５酊の距艷に位１１′イし、点６０は変換器
ヘッドから約１１゜１２計のｆｉ’［（離に位＃゛ｌし
、点６２は変換器ヘッドから約１５．３４ｍｍの距離に
位Ｉ在シ、点６４は変換器ヘッドから約２３．’５７朋
の距離に位置し、点６６は変換器ヘッドから約４７．７
９ ｍｍの距離に位置する。曲＃ｊｉ＋５６ｕ第２ａ図
乃至第２ｆ図に示す個々の曲線の配ｆｒｊで約８闘のス
タート距離から約１５０ｍｍの距）ｉｉｆｔでの遠方物
体の全位置を捜ずことで引くことができろ。上記のよう
＃Ｃ第３図の０ライン以下に延Ｏ・る曲紗部分幻、実際
」二、矯正されて０軸線土になシ、全合成４１１号は正
になる３、第３図から、反射が互いに相殺されて変換器
が出力信号を生じないいくつかの位１〆１．が変換器の
軸線に泪っであることが分かる。この問題を克服するた
め、いろいろな変換器素子１２，１４，１６．１８の出
力が反射物体への一定距陪を表わす一定時間において位
相反転を受けて、そうでなければ互いに相殺する傾向と
なる曲線が加算するという技術をこの発明は用いている
。ｂび第１図に戻ると、変換器素子１２の出力は導線７
０によって、１４で信号を接地する他の入力のある差動
増幅器７２に接続される。差動増幅器にはライン７０の
信号と同相の信号を有する第１出カフ６と、ライン７０
の信号と１８０°違和の信号を有する第２出カフＢがあ
る。同様に変換器素子１４は導線８０によシ、８４で信
号を接地する他の入力のある第２差動増幅器８２に接続
される。差動増幅器８２の同相出力をライン８６で示し
、違和出力をライン８Ｂで示す。同様に変換器素子１６
は導線９０によム９４で信号を接地する他の入力のある
第３差動増幅器９２に接＃ｊＬさ１する。差圧１ノ増帖
器９２の同相出力をライン９６で示Ｌ、違相用力をライ
ン９８で示す。ｎ後に、中火の変換器素子１８は導線１
００にょシ、１ｏ４で信号を接地する久方のある第４差
動増幅器１０２に接ｌＡ：さｉする。差動Ｊ曽１鵡器１
０２の同相出力をライン１０２で示し、違和信号をライ
ン１０８で示す。ラインγ６ｅ、１、スイッチ１１０に
、ライン７８はスイッチ１１２に、 ライン８６）ま
スイッチ１１４に、ライン８８ｉ、：１、スイッチ１１
６に、ライン９６はスイッチ１１８に、ライン９８はス
イッチ１２０に、ライン１０６はスイッチ１２２に、ラ
イン１０８はスイッチ１２４に接続さｉｌ、る。スイッ
チ１１０〜１２４の出力はそれぞれのう・イ ン １３
０ ．１３２ ．１３４ ．１３６ ．１３８ ．１４
０ ．１４２ ．１４４により、矢印１４８として示す
加ｎ出カを有する加１′）装ｊｉ’７，１４６に接続さ
れる。これらのスイッチ１１０〜１２４ハボツクス１５
０で示す時限論理回路によυオンオンされ、このホック
スはライン１５２でスイッチ１１０に、ライン１５４で
スイッチ１１２に、ライン１５Ｇでスイッチ１１４１ｔ
Ｃ、ライン１５８でスイッチ１１６に、５−１ ン１６
（ｌｔ’ｘイア−７−１１８に、ライン１６２でスイッ
チ１２０に、ライン１６４でスイッチ１２２に、ライン
１６６でスイッチ１６４につながる出力を有する。スイ
ッチ１１０と１１２ 、１１４と１１６ 、１１８と１
２０ 、１２２と１２４を別々のスイッチとして示しで
あるが、名々の対のスイッチを、加化装佑′１４６に接
続したスイッチアームと、対のスイッチに対応する増に
＋！公：÷７２．８２，９２，１０２のそれぞれに対す
る２つの出力に接続した２個の端子とを持つ即極双投ス
イソチヲ格成してもよい。この時限論理回路１５０から
の出力がスイッチアームを所扱時間で一方の接点から他
方の」妾点に動作さ七る。ライン１６７を介して素子１
２〜１８にパルスな伝送し、同時に、＠査中の体内にあ
る物体に素子からの廿のパルスを送る／ζめ、用定距肉
１〔を表わす所定時間にスイッチ１１０〜１２４に信号
を発生するために予めセットされたタイマーを始動する
標準超刊波パルスジエネレークからこの時限論理回路１
５０を構成してもよい。体内の音速が約１５４０ｍ／秒
であることが分かつているので、体内の物体への距離を
定めることができる。このようにして、適当な１１１・
り体圧ｒ准で、タイマーはスイッチ１１０〜１２４をオ
ンオフするようにセットされる。例えば、第２ａ図乃至
第２ｆ図に示すようなグラフを観察することにより、変
換器から約８５ｍｍの距離以上では、個々の信号４０〜
４６ ｒｊ：十分に互いに同相となシ、補償の必をがな
いと考えられる。従って、この時限論理回路１５０Ｖλ
スイツチ１１０ 、１１４．１１８．１２２をオンにし
、スイッチ１１２ 、１１６．１２０ 、１２４をオフ
になる動作をし、それによって差動増幅器７２゜８２．
９２，１０２からの信号の内、同相成分だけを加詩回Ｍ
１４６に力えることができる。第１図の出力１４８ ｔ
、Ｌそれで、この発明がなければ、第２ａ図の曲斎ｉ！
５０ ＶＣ示すようなものにほぼなるであろう。
表わす間転１４；］、総イｕ １１１１ ？・１より相
当太きい。今、；、ｉｌ、 ３図を参５Ｖ’＋ｉ＋する
コニ、１１１１ ｉ？”Ｉ！ ５ Ｇは変換器ヘッドか
らのいろいろな距離での物体についての補供のない変換
器のに、ｉ％′Ａ１１出力を表わすとコニを示す。０を
越えるのは参■１（（数字５８．６０，６２，６４．６
６にょシ表わされる点で仕じる。点５８は変換器ヘッド
から約８．５酊の距艷に位１１′イし、点６０は変換器
ヘッドから約１１゜１２計のｆｉ’［（離に位＃゛ｌし
、点６２は変換器ヘッドから約１５．３４ｍｍの距離に
位Ｉ在シ、点６４は変換器ヘッドから約２３．’５７朋
の距離に位置し、点６６は変換器ヘッドから約４７．７
９ ｍｍの距離に位置する。曲＃ｊｉ＋５６ｕ第２ａ図
乃至第２ｆ図に示す個々の曲線の配ｆｒｊで約８闘のス
タート距離から約１５０ｍｍの距）ｉｉｆｔでの遠方物
体の全位置を捜ずことで引くことができろ。上記のよう
＃Ｃ第３図の０ライン以下に延Ｏ・る曲紗部分幻、実際
」二、矯正されて０軸線土になシ、全合成４１１号は正
になる３、第３図から、反射が互いに相殺されて変換器
が出力信号を生じないいくつかの位１〆１．が変換器の
軸線に泪っであることが分かる。この問題を克服するた
め、いろいろな変換器素子１２，１４，１６．１８の出
力が反射物体への一定距陪を表わす一定時間において位
相反転を受けて、そうでなければ互いに相殺する傾向と
なる曲線が加算するという技術をこの発明は用いている
。ｂび第１図に戻ると、変換器素子１２の出力は導線７
０によって、１４で信号を接地する他の入力のある差動
増幅器７２に接続される。差動増幅器にはライン７０の
信号と同相の信号を有する第１出カフ６と、ライン７０
の信号と１８０°違和の信号を有する第２出カフＢがあ
る。同様に変換器素子１４は導線８０によシ、８４で信
号を接地する他の入力のある第２差動増幅器８２に接続
される。差動増幅器８２の同相出力をライン８６で示し
、違和出力をライン８Ｂで示す。同様に変換器素子１６
は導線９０によム９４で信号を接地する他の入力のある
第３差動増幅器９２に接＃ｊＬさ１する。差圧１ノ増帖
器９２の同相出力をライン９６で示Ｌ、違相用力をライ
ン９８で示す。ｎ後に、中火の変換器素子１８は導線１
００にょシ、１ｏ４で信号を接地する久方のある第４差
動増幅器１０２に接ｌＡ：さｉする。差動Ｊ曽１鵡器１
０２の同相出力をライン１０２で示し、違和信号をライ
ン１０８で示す。ラインγ６ｅ、１、スイッチ１１０に
、ライン７８はスイッチ１１２に、 ライン８６）ま
スイッチ１１４に、ライン８８ｉ、：１、スイッチ１１
６に、ライン９６はスイッチ１１８に、ライン９８はス
イッチ１２０に、ライン１０６はスイッチ１２２に、ラ
イン１０８はスイッチ１２４に接続さｉｌ、る。スイッ
チ１１０〜１２４の出力はそれぞれのう・イ ン １３
０ ．１３２ ．１３４ ．１３６ ．１３８ ．１４
０ ．１４２ ．１４４により、矢印１４８として示す
加ｎ出カを有する加１′）装ｊｉ’７，１４６に接続さ
れる。これらのスイッチ１１０〜１２４ハボツクス１５
０で示す時限論理回路によυオンオンされ、このホック
スはライン１５２でスイッチ１１０に、ライン１５４で
スイッチ１１２に、ライン１５Ｇでスイッチ１１４１ｔ
Ｃ、ライン１５８でスイッチ１１６に、５−１ ン１６
（ｌｔ’ｘイア−７−１１８に、ライン１６２でスイッ
チ１２０に、ライン１６４でスイッチ１２２に、ライン
１６６でスイッチ１６４につながる出力を有する。スイ
ッチ１１０と１１２ 、１１４と１１６ 、１１８と１
２０ 、１２２と１２４を別々のスイッチとして示しで
あるが、名々の対のスイッチを、加化装佑′１４６に接
続したスイッチアームと、対のスイッチに対応する増に
＋！公：÷７２．８２，９２，１０２のそれぞれに対す
る２つの出力に接続した２個の端子とを持つ即極双投ス
イソチヲ格成してもよい。この時限論理回路１５０から
の出力がスイッチアームを所扱時間で一方の接点から他
方の」妾点に動作さ七る。ライン１６７を介して素子１
２〜１８にパルスな伝送し、同時に、＠査中の体内にあ
る物体に素子からの廿のパルスを送る／ζめ、用定距肉
１〔を表わす所定時間にスイッチ１１０〜１２４に信号
を発生するために予めセットされたタイマーを始動する
標準超刊波パルスジエネレークからこの時限論理回路１
５０を構成してもよい。体内の音速が約１５４０ｍ／秒
であることが分かつているので、体内の物体への距離を
定めることができる。このようにして、適当な１１１・
り体圧ｒ准で、タイマーはスイッチ１１０〜１２４をオ
ンオフするようにセットされる。例えば、第２ａ図乃至
第２ｆ図に示すようなグラフを観察することにより、変
換器から約８５ｍｍの距離以上では、個々の信号４０〜
４６ ｒｊ：十分に互いに同相となシ、補償の必をがな
いと考えられる。従って、この時限論理回路１５０Ｖλ
スイツチ１１０ 、１１４．１１８．１２２をオンにし
、スイッチ１１２ 、１１６．１２０ 、１２４をオフ
になる動作をし、それによって差動増幅器７２゜８２．
９２，１０２からの信号の内、同相成分だけを加詩回Ｍ
１４６に力えることができる。第１図の出力１４８ ｔ
、Ｌそれで、この発明がなければ、第２ａ図の曲斎ｉ！
５０ ＶＣ示すようなものにほぼなるであろう。
いろいろな距ｎ１′ｔでの個々の曲線の解析によって、
う・ｒ７１４８での最良加算出力を得るため、変換器素
子１２〜１８の１以上の出力の位相を反転にするように
、特定のスイッチを動作する時に関して決定を行なうこ
とができる。第２ａ図乃至第２ｆ図に関連して使用され
る理論上の変換器の加算回路１４６からの出力１４日を
、第３図の曲＃ｉ！１６８′として示す。参照数字１６
９で示す曲線１６８の最初の部分は第３図においてはる
かに右から約８５闘まで延びる。曲線１６８のこの部分
１６９は４つの十符号” 十−＋−十＋ ”で示してあ
シ、この曲線のこの部分では第１図の変換器１２，１４
，１６．１８の出力の同相成分が加算回路１４６に通さ
れることを示す。また、曲線１６８の部分１６９ｄ１、
この発明がないと生じる状態を表わす曲線５６のはるか
な右側部分と同じであるのが分かる。第３図での約８５
闘において、第２ａ図乃至第２ｆ図の４つの曲線４０゜
４２．４４，４６１１Ｓ１．、この発明がないと加算信
号の大きさが衰え始めるｔｌと十分に別々に動く。約８
５開から約６０ｙｎ７ｎで加算信号は、第１図の外方素
子１２が位相反転ずれば増強するのが分かる。曲線１６
８のこの部分は第３図で部分１７０として示され、変換
器素ゴの状態は”＋＋＋−”として示してあυ、スイッ
チ１２２ 、１１８ 、１１４は変換器素子１８，１６
゜１４からの同相成分を通すが、時限論理回路１５０は
スイッチ１１０をオフ産し、スイッチ１１２をオンにし
て変換器素子１２からの信号の違和成分を通すことを示
しでいる。このスイッチングの結果ｄ２．３ｉ）７２１
） ｌ・゛（ｌで明らかであシ、曲線５０ ｉｆ、 １
１１１ ｌ？、”４’ ４ Ｂよりいく分高く、第３図
で約８５ｍｎから約６０初ｉｌｌ捷での距１ｘｊ）ａに
おいてライン部分１７０が曲線５６の対応部分、ｌ：す
、相５−Ｌｔ、大きくなっていることが分かる。
う・ｒ７１４８での最良加算出力を得るため、変換器素
子１２〜１８の１以上の出力の位相を反転にするように
、特定のスイッチを動作する時に関して決定を行なうこ
とができる。第２ａ図乃至第２ｆ図に関連して使用され
る理論上の変換器の加算回路１４６からの出力１４日を
、第３図の曲＃ｉ！１６８′として示す。参照数字１６
９で示す曲線１６８の最初の部分は第３図においてはる
かに右から約８５闘まで延びる。曲線１６８のこの部分
１６９は４つの十符号” 十−＋−十＋ ”で示してあ
シ、この曲線のこの部分では第１図の変換器１２，１４
，１６．１８の出力の同相成分が加算回路１４６に通さ
れることを示す。また、曲線１６８の部分１６９ｄ１、
この発明がないと生じる状態を表わす曲線５６のはるか
な右側部分と同じであるのが分かる。第３図での約８５
闘において、第２ａ図乃至第２ｆ図の４つの曲線４０゜
４２．４４，４６１１Ｓ１．、この発明がないと加算信
号の大きさが衰え始めるｔｌと十分に別々に動く。約８
５開から約６０ｙｎ７ｎで加算信号は、第１図の外方素
子１２が位相反転ずれば増強するのが分かる。曲線１６
８のこの部分は第３図で部分１７０として示され、変換
器素ゴの状態は”＋＋＋−”として示してあυ、スイッ
チ１２２ 、１１８ 、１１４は変換器素子１８，１６
゜１４からの同相成分を通すが、時限論理回路１５０は
スイッチ１１０をオフ産し、スイッチ１１２をオンにし
て変換器素子１２からの信号の違和成分を通すことを示
しでいる。このスイッチングの結果ｄ２．３ｉ）７２１
） ｌ・゛（ｌで明らかであシ、曲線５０ ｉｆ、 １
１１１ ｌ？、”４’ ４ Ｂよりいく分高く、第３図
で約８５ｍｎから約６０初ｉｌｌ捷での距１ｘｊ）ａに
おいてライン部分１７０が曲線５６の対応部分、ｌ：す
、相５−Ｌｔ、大きくなっていることが分かる。
再び、Ｑｒｒ ２ａ ｌ＝；ｌ乃至第２ｆ図で示す曲線
を解栢することによシ、約（３０ｒｎ７ｓから約４０ｍ
ｍの区域でｔよ、両方の変換器素子１２．１４からの出
力信号の位相反転により信号を更に増強できることが分
かる。
を解栢することによシ、約（３０ｒｎ７ｓから約４０ｍ
ｍの区域でｔよ、両方の変換器素子１２．１４からの出
力信号の位相反転により信号を更に増強できることが分
かる。
曲線１６８のこの部分を参照数字１７２で示し、”＋＋
−−″で指示する。曲線部分１６８は＋ＩＩ引□ｉｔ！
５Ｇの対応部分より相当高いのが分かる。それは、第２
ｅ図に示す曲線から分かるように信号４４と４６に四す
るイＲ′？ｉ４０と４４が反対の位相であシ、減算効死
よりむしイ）加幻効果が生じるからでおる。従って約６
（）ｍηＩと約４０ｉ＋ｑの間でこの時限論理回路１５
０は、スイッチ１１２ 、１１６ ｆ：オンし、スイッ
チ１１０ 、１１４を・オフにし、スイッチ１２０ 、
１２４をオンに持続すＺ〉。同様にして約４０ｔｎｍか
ら約２８闘゛までシシ、参照数字１７４と符号”十−ｍ
−”がある曲線１６８の部分を第３図で示すように、変
換器素子１２．１４．１６からの出力を位相反転するの
に望ましいのが分かる。この区域では、変換器素子１２
．１４，１６は位相が反転しており、ライン５６の対応
部分で表わされる出力より相当高い出力を生じているの
が分かる。この位相反転は、スイッチ１１２．１１６．
１２０をオンし、スイッチ１１０ 、１１４゜１１８を
オフし、スイッチ１２４をメツに持続し、位相反転さｉ
土だ信号をライン１３２ 、１３６ 、１４０に沼って
通すが、同相信号をライン１４２を介して加算回路１４
６に通す時限論理回路１５０により行なわれる。
−−″で指示する。曲線部分１６８は＋ＩＩ引□ｉｔ！
５Ｇの対応部分より相当高いのが分かる。それは、第２
ｅ図に示す曲線から分かるように信号４４と４６に四す
るイＲ′？ｉ４０と４４が反対の位相であシ、減算効死
よりむしイ）加幻効果が生じるからでおる。従って約６
（）ｍηＩと約４０ｉ＋ｑの間でこの時限論理回路１５
０は、スイッチ１１２ 、１１６ ｆ：オンし、スイッ
チ１１０ 、１１４を・オフにし、スイッチ１２０ 、
１２４をオンに持続すＺ〉。同様にして約４０ｔｎｍか
ら約２８闘゛までシシ、参照数字１７４と符号”十−ｍ
−”がある曲線１６８の部分を第３図で示すように、変
換器素子１２．１４．１６からの出力を位相反転するの
に望ましいのが分かる。この区域では、変換器素子１２
．１４，１６は位相が反転しており、ライン５６の対応
部分で表わされる出力より相当高い出力を生じているの
が分かる。この位相反転は、スイッチ１１２．１１６．
１２０をオンし、スイッチ１１０ 、１１４゜１１８を
オフし、スイッチ１２４をメツに持続し、位相反転さｉ
土だ信号をライン１３２ 、１３６ 、１４０に沼って
通すが、同相信号をライン１４２を介して加算回路１４
６に通す時限論理回路１５０により行なわれる。
同様にして約２８闘から約２０闘の間では、変換器素子
１２と変換器素子１８が同相信号を通すが、変換器素子
１４と変換器素子１６からの（ｇ号を位相反転できる最
良の組合わせとなることが分かる。
１２と変換器素子１８が同相信号を通すが、変換器素子
１４と変換器素子１６からの（ｇ号を位相反転できる最
良の組合わせとなることが分かる。
これを第３図で参照数字１７６と符号”十−一十″を与
えた曲線１６８の部分で示す。この場合、時限論理回路
１５０はスイッチ１１０ 、１１６ 、１２０ 、１２
２をオンし、スイッチ１１２ 、１１４ 、１１８ 、
１２４をオフにしテ、ライン１３０ 、１４２に同相信
号を通し、ライン１３６ 、１４０に位相反転信号を通
して加り回路１４６に送る。最後に、変換器から約２０
闘以下の距離で最良の配ｆｔ７になり、変換器素子１２
と変換器素子１６が同相（ｉ：＜ （ｊを発生シ２、変
換器素子１４と変換器素子１８が位相反転信号を発生す
る。これを第３図では曲＃’Ｗ５６の対応部分よりはる
かに大きく見える参照数子１７８と符号１十−→−−”
で示した１１目”ｊ！１６８のＢ１゛・分により足す。
えた曲線１６８の部分で示す。この場合、時限論理回路
１５０はスイッチ１１０ 、１１６ 、１２０ 、１２
２をオンし、スイッチ１１２ 、１１４ 、１１８ 、
１２４をオフにしテ、ライン１３０ 、１４２に同相信
号を通し、ライン１３６ 、１４０に位相反転信号を通
して加り回路１４６に送る。最後に、変換器から約２０
闘以下の距離で最良の配ｆｔ７になり、変換器素子１２
と変換器素子１６が同相（ｉ：＜ （ｊを発生シ２、変
換器素子１４と変換器素子１８が位相反転信号を発生す
る。これを第３図では曲＃’Ｗ５６の対応部分よりはる
かに大きく見える参照数子１７８と符号１十−→−−”
で示した１１目”ｊ！１６８のＢ１゛・分により足す。
第１図でこの配列ｄ：、スイッチ１１０ 、１１６ 、
１１８．１２４をオンにして、スイッチ１１２ 、１１
４ 、１２０ 、１２２をオフにして同相化２Ｊをライ
ン１３０，１３８に通し、位相反転信号をう・イン１３
２ 、１４４に通して加算回路１４６に送る時限ｉｉ：
１ｉｉ埋回路でＴｉＪ能になる。第３図に示す（ｉｉ’
ｊは第２８１’、１乃至第２ｆｌ；ｊｌに示す理論上の
波形と整相を理論的に１９“ｒ栢することで得た。３．
５ Ｍ Ｈｙ、で動作する環状非東東変換÷１：′Ｆて
行なわｌまた実際の測定値は第４図のクラブでイＩｊら
れた。第４図で最大出力信号のＪｋ幅１ｒＪ、１０に標
ｊ′）ρ化し、他の全てのイア；号は、最大出力信号の
分数として測定した。第４図において曲線１８０はこの
発明を用いない出力の変化を表わし、曲線１８２はこの
発明を用いた出力の変化を表わす。第４図で明らかなよ
うに変換器からの距肉１（が約９５ｍｍ〜約６０ｍ＋η
ではどの素子の整相をスイッチングしても感知できる利
点はなかった。このことは第４図に」？いて”十→−＋
十″整相のある部分１８４として分かる。１８６として
確認される曲線部分である約６０ｎｒｍから約３（ｈｎ
ｍまでは、曲線１８２は劇的に曲線１８０より増加する
。スイッチ１１０゜１１４に変換器素子１２．１４から
の同相信号が通り、スイッチ１２０ 、１２４に素子１
６．２０からの違和信号が通る最良の結果を゛＋＋−−
″整相が起こすのが分かった。これは共通の°’＋＋十
＋’整相の後で”十−１−＋−”整相が第１整相関係と
して用いられた第１図で見出された理論上の整相との差
違を表わす。しかしながら、第４図の変換器を用いた実
際の測定では、この゛＋＋→−−″整相は重要な利点を
生ぜず、従ってこの整相が省かれたことが分かった。変
換器から約３０ｔｈｍ〜約２５前での曲線１８０の部分
１８８において、”＋−＋十”の位相関係が最良である
のが分かった。即ち、スイッチ１１０ 、１１８ 、１
２２が素子１２，１６．１８ からの同相伝月を通し、
スイッチ１１４が第１図の素子１４からの違イ旧ν″ｉ
を通す。これはまた、”＋＝＋＋”整相が全く用いられ
なかった第３し１の理りＩＩｎ上の計Ｑかもの変化を表
わす。実際」二、シかしながら、この”＋−十−ピ整相
が最良の結果を生じ、従ってこの〜別な変換器を使用す
ればよいのが分かった。
１１８．１２４をオンにして、スイッチ１１２ 、１１
４ 、１２０ 、１２２をオフにして同相化２Ｊをライ
ン１３０，１３８に通し、位相反転信号をう・イン１３
２ 、１４４に通して加算回路１４６に送る時限ｉｉ：
１ｉｉ埋回路でＴｉＪ能になる。第３図に示す（ｉｉ’
ｊは第２８１’、１乃至第２ｆｌ；ｊｌに示す理論上の
波形と整相を理論的に１９“ｒ栢することで得た。３．
５ Ｍ Ｈｙ、で動作する環状非東東変換÷１：′Ｆて
行なわｌまた実際の測定値は第４図のクラブでイＩｊら
れた。第４図で最大出力信号のＪｋ幅１ｒＪ、１０に標
ｊ′）ρ化し、他の全てのイア；号は、最大出力信号の
分数として測定した。第４図において曲線１８０はこの
発明を用いない出力の変化を表わし、曲線１８２はこの
発明を用いた出力の変化を表わす。第４図で明らかなよ
うに変換器からの距肉１（が約９５ｍｍ〜約６０ｍ＋η
ではどの素子の整相をスイッチングしても感知できる利
点はなかった。このことは第４図に」？いて”十→−＋
十″整相のある部分１８４として分かる。１８６として
確認される曲線部分である約６０ｎｒｍから約３（ｈｎ
ｍまでは、曲線１８２は劇的に曲線１８０より増加する
。スイッチ１１０゜１１４に変換器素子１２．１４から
の同相信号が通り、スイッチ１２０ 、１２４に素子１
６．２０からの違和信号が通る最良の結果を゛＋＋−−
″整相が起こすのが分かった。これは共通の°’＋＋十
＋’整相の後で”十−１−＋−”整相が第１整相関係と
して用いられた第１図で見出された理論上の整相との差
違を表わす。しかしながら、第４図の変換器を用いた実
際の測定では、この゛＋＋→−−″整相は重要な利点を
生ぜず、従ってこの整相が省かれたことが分かった。変
換器から約３０ｔｈｍ〜約２５前での曲線１８０の部分
１８８において、”＋−＋十”の位相関係が最良である
のが分かった。即ち、スイッチ１１０ 、１１８ 、１
２２が素子１２，１６．１８ からの同相伝月を通し、
スイッチ１１４が第１図の素子１４からの違イ旧ν″ｉ
を通す。これはまた、”＋＝＋＋”整相が全く用いられ
なかった第３し１の理りＩＩｎ上の計Ｑかもの変化を表
わす。実際」二、シかしながら、この”＋−十−ピ整相
が最良の結果を生じ、従ってこの〜別な変換器を使用す
ればよいのが分かった。
久換器から約２５ｍｍ〜約２０前での曲線１８２の部分
１９０において、位相関係”＠−−−１−−″が最良で
あるのが分かつ／こ。即ち、スイッチ１１０ 、１１８
が素イ１２，１６から同相信号を通し、スイッチ１１６
゜１２４が第１図の素子１４，１８がらの違和（ｔｊ＋
号を通ず。これは第３し１の曲＃ １６８の部分１γ８
の理論上の整相と一致する。かくして、スイッチ１１０
〜１２４を選択的にオンすることで、変換器素子１２゜
１４．１６．１８からの同相信号または違和信号が、変
換器素子からのｙ４接の信号総和で得られる以上の十分
な値に総和出力の相対量を増すようにできることが分か
る。増加した出力信号毎を得るという利点に加えて、こ
の発明はまた以前に可能であつたよりもより狭いビーム
の（Ｆｊ号を−りえる作用をする。第５図は第４図に！
ｙ−１連して使用した同じ変換器素子で実質上、同じ整
相での変換器からの距離に対するビーノ・幅のグラフを
示す。第５図の参照数字２００で左ず上方の曲線は、こ
の発明を用いない時のビーム幅変化を表わし、下方の曲
線はこの発明を用いた時のビーム幅変化を表わす。第５
は１の約６５開から右までの参照数字２０４で示す曲線
部分では、約６０開で°′＋＋＋＋”が始まる第４は１
と同じく、）同相は”＋＋＋＋”であるのに注目すべき
であろう。第４図の６０ｍｍ以上でこの発明を用いるか
用いないかにより、信号の大きさ間にわずかな差がある
ので、この差が生じたのである。
１９０において、位相関係”＠−−−１−−″が最良で
あるのが分かつ／こ。即ち、スイッチ１１０ 、１１８
が素イ１２，１６から同相信号を通し、スイッチ１１６
゜１２４が第１図の素子１４，１８がらの違和（ｔｊ＋
号を通ず。これは第３し１の曲＃ １６８の部分１γ８
の理論上の整相と一致する。かくして、スイッチ１１０
〜１２４を選択的にオンすることで、変換器素子１２゜
１４．１６．１８からの同相信号または違和信号が、変
換器素子からのｙ４接の信号総和で得られる以上の十分
な値に総和出力の相対量を増すようにできることが分か
る。増加した出力信号毎を得るという利点に加えて、こ
の発明はまた以前に可能であつたよりもより狭いビーム
の（Ｆｊ号を−りえる作用をする。第５図は第４図に！
ｙ−１連して使用した同じ変換器素子で実質上、同じ整
相での変換器からの距離に対するビーノ・幅のグラフを
示す。第５図の参照数字２００で左ず上方の曲線は、こ
の発明を用いない時のビーム幅変化を表わし、下方の曲
線はこの発明を用いた時のビーム幅変化を表わす。第５
は１の約６５開から右までの参照数字２０４で示す曲線
部分では、約６０開で°′＋＋＋＋”が始まる第４は１
と同じく、）同相は”＋＋＋＋”であるのに注目すべき
であろう。第４図の６０ｍｍ以上でこの発明を用いるか
用いないかにより、信号の大きさ間にわずかな差がある
ので、この差が生じたのである。
ビーム幅実験時に６０ｍｍで試験した変換器ではこの発
明を用いると相当の利点を示すことが分かった。しかし
ながら、６５止り上では両回線で示されるビーム幅は実
質上同じである。従って、この特殊な変換器を医療に用
いたとすｉｌば、多分、第１図の時限論理回路１５０は
増幅器用カフ８．８８を加算回路１４６に入れ、増幅器
用カフ６．８６を遮断するようにセットすべきであろう
。約６５ｍｍ以下から３０闘伺近での参照数字２０６で
示す曲線の部分でＩ１１整相はパ→−→−〜−”であシ
第４図の場合と同じで、ビーム幅は曲線２００の対応部
分に比べて著しく少なくなっているのが分かる。約３０
ｍｍから約２５ｍｍで８照数字２０８で示す曲線の部分
でなよ、第４図に関連する場合と同様に整相は”十−＋
４− ”であり、ビーム幅は１ｆ」び曲線２００で示す
ようなこの発明を用いないものに比べて著しく少ない。
明を用いると相当の利点を示すことが分かった。しかし
ながら、６５止り上では両回線で示されるビーム幅は実
質上同じである。従って、この特殊な変換器を医療に用
いたとすｉｌば、多分、第１図の時限論理回路１５０は
増幅器用カフ８．８８を加算回路１４６に入れ、増幅器
用カフ６．８６を遮断するようにセットすべきであろう
。約６５ｍｍ以下から３０闘伺近での参照数字２０６で
示す曲線の部分でＩ１１整相はパ→−→−〜−”であシ
第４図の場合と同じで、ビーム幅は曲線２００の対応部
分に比べて著しく少なくなっているのが分かる。約３０
ｍｍから約２５ｍｍで８照数字２０８で示す曲線の部分
でなよ、第４図に関連する場合と同様に整相は”十−＋
４− ”であり、ビーム幅は１ｆ」び曲線２００で示す
ようなこの発明を用いないものに比べて著しく少ない。
最後に、約２５關から約２０闘で参照数字２１０で足す
曲線の部分では、整相は第４図の場合と同じ”＋−＋−
”であり、ビーム幅はこの発明を用いないと生じるもの
より著しく狭い。明らかにこの発明によるとビーム幅は
、仁の発明を用いる全域において、この発明を用；−な
い変換器ビーム幅より、ずっと狭い。もちろん、異なる
変換器を用いると、いろいろな点で異なる位相関係にな
ｐ１最適な結果になるかもしれない。変換器からのいろ
いろな地点で、実際の変換器からの振幅やビーム幅を測
定する実験において、最良の位相関係と使用のだめのス
イッチング地点を当業者であれば決定できるであろう。
曲線の部分では、整相は第４図の場合と同じ”＋−＋−
”であり、ビーム幅はこの発明を用いないと生じるもの
より著しく狭い。明らかにこの発明によるとビーム幅は
、仁の発明を用いる全域において、この発明を用；−な
い変換器ビーム幅より、ずっと狭い。もちろん、異なる
変換器を用いると、いろいろな点で異なる位相関係にな
ｐ１最適な結果になるかもしれない。変換器からのいろ
いろな地点で、実際の変換器からの振幅やビーム幅を測
定する実験において、最良の位相関係と使用のだめのス
イッチング地点を当業者であれば決定できるであろう。
この発明の好ましい実施例に関連して示した装面の多く
の変更や修正を当業者ではできるであろう。例えば、同
相および違和の成分を示す場合はいっでも、単に結果の
符号を変えるだけであるので正確な反位を採用でき、矯
正された信号が同じ利点を生じるであろう。更に、好寸
しい実施例に関連して述べた特殊な整相が実験に応じて
選ばれたが、使用される変換器や採用される媒体次第で
、他の型のＭＹ相がよυ望ましいことが分かるかもしり
、ない。また、当業者にとって多くの別の時限論理回路
を着想するだろう。このため、好ましい実施例の記載に
制限されるものではない。
の変更や修正を当業者ではできるであろう。例えば、同
相および違和の成分を示す場合はいっでも、単に結果の
符号を変えるだけであるので正確な反位を採用でき、矯
正された信号が同じ利点を生じるであろう。更に、好寸
しい実施例に関連して述べた特殊な整相が実験に応じて
選ばれたが、使用される変換器や採用される媒体次第で
、他の型のＭＹ相がよυ望ましいことが分かるかもしり
、ない。また、当業者にとって多くの別の時限論理回路
を着想するだろう。このため、好ましい実施例の記載に
制限されるものではない。
第１図はこの発明の変換器列および回路の概要図、第２
ａ図乃作Ｇｎ ２ ｆ図は第１図の変換器素子により受
ける信号を示すグラフ、第３図は変換器での色々な距離
での、無補償変換器とこの発明の変換器との間の理論上
の相対応答を示すグラフ、第４図は一つの変換器から得
られる実際（ｉ＋’、ｉを示す第：３Ｉンこ１と同様の
クシン、および第５１￥１は第４図で使用した変換）；
、≦を用いたビーム幅変化を示すクラフである。 １０・・・・変換器、１２，１４．１６ ・・・・変
換器ゴー、２０・・・・遠方物体、７２，８２．９２・
・・・転換＋一段、１０２・・・・差動型１４’：ｉ器
、１１０゜１１２．１１４，１１６，１１８，１２０
・・拳中スイッチ手Ｈ−：、７．１５０・・・・＋＋
’Ｌ’、 Ｆｉｌ範ν１１決定手段。 ／ｌＪｒ＃’ｌ出願人 ハネウェル・インコーホレ
ーデラド彷代厖１）人 山川数１θＪ（＃’ｌか１名）
Ｆ Ｉ Ｇ、２ａ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｃ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｅ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｂ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｔ
ａ図乃作Ｇｎ ２ ｆ図は第１図の変換器素子により受
ける信号を示すグラフ、第３図は変換器での色々な距離
での、無補償変換器とこの発明の変換器との間の理論上
の相対応答を示すグラフ、第４図は一つの変換器から得
られる実際（ｉ＋’、ｉを示す第：３Ｉンこ１と同様の
クシン、および第５１￥１は第４図で使用した変換）；
、≦を用いたビーム幅変化を示すクラフである。 １０・・・・変換器、１２，１４．１６ ・・・・変
換器ゴー、２０・・・・遠方物体、７２，８２．９２・
・・・転換＋一段、１０２・・・・差動型１４’：ｉ器
、１１０゜１１２．１１４，１１６，１１８，１２０
・・拳中スイッチ手Ｈ−：、７．１５０・・・・＋＋
’Ｌ’、 Ｆｉｌ範ν１１決定手段。 ／ｌＪｒ＃’ｌ出願人 ハネウェル・インコーホレ
ーデラド彷代厖１）人 山川数１θＪ（＃’ｌか１名）
Ｆ Ｉ Ｇ、２ａ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｃ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｅ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｂ Ｆ Ｉ Ｇ、２ｔ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）第１部分（１２）と第２部分（１４）を有する変
換器（１０）を使用し、前記部分の各々が遠方物体（２
０）からの４１１号を受ける際に基準ポテンシャルの両
（Ｆｌｌｌで変わる電気信号を発生し、遠方物体への距
離によりある柵だけ異なると、前記第１部分」、・まひ
前記第２部分か信号を愛情し、その結果、遠方物体から
の一定距離において、第１部分からのｉ−ｂ、気信号が
第２部分からのｔ１τ１気信号Ｌｕ基準ボテンシーＶル
の片（Ｆｉｌｌで変化できる装置において、第１部分お
よび第１部分に接続されで、それらの部分からＴＦｊ、
気信号を受ける変更手段（７２，８２）から成り、前記
変更手段が２つのイ）成信号を発生する動作を行ない、
前ｔ１）２つの合成（ｆｆｉ号が前記電気信号の各々に
よシ変わるが、第１の合成信号が第２の合成信号と反対
の意味罠変わり、遠方物体への距離を決めて、物体がＦ
′９１定距離より近く罠なると出力信号を発生する距離
範囲決定手段（１５０）を備え、前記変更手段に接続さ
れて該変更手段からの合成信号を受け、前記距１ｍ範囲
決定手段に接続されて、そこからの出力信号を受けるス
イッチ（１１０、１１２、１１４、１１６）を備え、前
記スイッチ手段が、所定距離より大きい距離の物体のた
めに動作可能で、第１の電気信号を通過させ、第２の電
気信号を遮断し、前記距離範囲決定手段からの出力信号
を受けると、第１電気信号からの第２合成化号を通過さ
せ、第１合成化号を遮断し、第２電気信号からの第１合
成化号を通過させ、第２合成イｇ号を遮断することを特
徴とする超音波変換装置。 （２）互いに分肉（１された複数の超音波変換器素子の
総２１１出力を増強し、各々の素子が、基準ポテンシャ
ルの片側で変化する電気信号を発生するように遠方物体
（２０）から超音波信号を受ける際に動作し、各々の変
換器素子からの電気信号が物体への距離に依存する量だ
け相対的に整相され、物体が少なくとも一定の距離に近
くなる時、加算すると０値を発生するようにこれらの電
気信号が互いに干渉−ノる装Ｌ＋°１に４．′い−（、
変換器素子（１２、１４、１６）に接続さ′Ｊ１、各Ｉ
Ｈ４気ＶＵ′ｒｊに応じて、６７１？、気４５号ｋ ２
ッ（Ｄ白−ハυ、イｉ”、 、５滑Ｃ褒換し、応答す
る電気イ、１号により、第１の合成イー書−；が同相で
、第２の合成イ、）月が違和となるＹ５ノ１作をする転
換手段（７２、８２、９２） ′ｆ：イ１１１ｊえ、物
体へのＩＩ“１仔７．ｊ ％、−誌知して物体が少なく
とも一定距離に；Ｊｌ−（なる時、出力４ｊ月を発生−
する距離範囲決定手段（１５０）をＧｌｌえ、前記転換
手段にル・続さｉして前記合成信号を受け、前記距離範
囲決定手段に接続されて出力（６号を受けるスイッチ月
・↓悶（１１０，１１２，１１４。 １１６．１１８，１２０）をイエ１１１え、前記スイッ
チ手段が第１状態で２））１合成（ｆｉ ”５を通過さ
ぜ、第２状態て第２合威信号を遮１′）［シ、出カ悄月
を受けると、少なくとも２１）２合成（ｉｊＭを通過さ
せ、第１合威信号を遮断し、加１１時の通過信号の０値
を防ぐことを特徴とする超音波変換装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US425805 | 1982-09-28 | ||
| US06/425,805 US4532615A (en) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | Phased array for an ultrasonic transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5982840A true JPS5982840A (ja) | 1984-05-14 |
Family
ID=23688120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178361A Pending JPS5982840A (ja) | 1982-09-28 | 1983-09-28 | 超音波変換装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4532615A (ja) |
| EP (1) | EP0104843A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5982840A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017525308A (ja) * | 2014-05-30 | 2017-08-31 | フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド | 作動モードのシーケンスを構成するための圧電変換器デバイス |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5044462A (en) * | 1990-07-31 | 1991-09-03 | Halliburton Logging Services, Inc. | Focused planar transducer |
| JP4201311B2 (ja) * | 2002-03-12 | 2008-12-24 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| BRPI0613349A2 (pt) * | 2005-06-20 | 2011-01-04 | Halliburton Energy Serv Inc | método de diagrafia de resistividade e aparelho de diagrafia de resistividade |
| US7696756B2 (en) * | 2005-11-04 | 2010-04-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Oil based mud imaging tool with common mode voltage compensation |
| CA2611753C (en) * | 2005-11-10 | 2013-06-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Displaced electrode amplifier |
| WO2007070777A2 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multiple frequency based leakage current correction for imaging in oil-based muds |
| US20080228074A1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Ketterling Jeffrey A | System and method for measuring acoustic pressure at multiple locations simultaneously |
| WO2012099573A1 (en) | 2011-01-18 | 2012-07-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | An improved focused acoustic transducer |
| US9224938B2 (en) | 2011-04-11 | 2015-12-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Piezoelectric element and method to remove extraneous vibration modes |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3836948A (en) * | 1972-02-11 | 1974-09-17 | Hoffmann La Roche | Echo sounding technique |
| US3936791A (en) * | 1973-09-13 | 1976-02-03 | The Commonwealth Of Australia | Linear array ultrasonic transducer |
| FR2252580B1 (ja) * | 1973-11-22 | 1980-02-22 | Realisations Ultrasoniques Sa | |
| US4234937A (en) * | 1976-08-03 | 1980-11-18 | Indianapolis Center For Advanced Research | Peak detector for resolution enhancement of ultrasonic visualization systems |
| GB1570687A (en) * | 1976-11-04 | 1980-07-09 | Nat Res Dev | Ultrasonic phase array systems |
| US4228686A (en) * | 1978-01-03 | 1980-10-21 | Raytheon Company | Fresnel focussed imaging system |
| US4169257A (en) * | 1978-04-28 | 1979-09-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Controlling the directivity of a circular array of acoustic sensors |
| US4241611A (en) * | 1979-03-02 | 1980-12-30 | Smith Kline Instruments, Inc. | Ultrasonic diagnostic transducer assembly and system |
| US4316271A (en) * | 1981-01-14 | 1982-02-16 | Honeywell Inc. | Purging and expansion mechanism |
| US4344159A (en) * | 1981-05-08 | 1982-08-10 | Honeywell Inc. | Ultrasonic transducer |
-
1982
- 1982-09-28 US US06/425,805 patent/US4532615A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-09-15 EP EP83305421A patent/EP0104843A3/en not_active Withdrawn
- 1983-09-28 JP JP58178361A patent/JPS5982840A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017525308A (ja) * | 2014-05-30 | 2017-08-31 | フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド | 作動モードのシーケンスを構成するための圧電変換器デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0104843A2 (en) | 1984-04-04 |
| EP0104843A3 (en) | 1985-06-19 |
| US4532615A (en) | 1985-07-30 |
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