JPS60102556A - 超音波装置 - Google Patents
超音波装置Info
- Publication number
- JPS60102556A JPS60102556A JP58211229A JP21122983A JPS60102556A JP S60102556 A JPS60102556 A JP S60102556A JP 58211229 A JP58211229 A JP 58211229A JP 21122983 A JP21122983 A JP 21122983A JP S60102556 A JPS60102556 A JP S60102556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- signals
- resonance mode
- subject
- transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
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】
＋ａ＋ 発明の技術分野
本発明は、超音波装置に係り、特に超音波トランスデユ
ーサの基本共振モードだけでなく１次共振モードを用い
て、Ｓ／Ｎ比の良い超音波信号を取り出す方式に関する
。
ーサの基本共振モードだけでなく１次共振モードを用い
て、Ｓ／Ｎ比の良い超音波信号を取り出す方式に関する
。
（ｂン 技術の背景
最近の超音波装置の適用例を見ると、例えば地質調査３
石油探査等の分野において、複数個の受信用探触子を設
け、それぞれの探触子で受信した超音波反射信号を、磁
気テープ等の媒体に記録する時に、各探触子で受信した
反射信号の重合を行い、Ｓ／Ｎ比を向上させることが行
われている。
石油探査等の分野において、複数個の受信用探触子を設
け、それぞれの探触子で受信した超音波反射信号を、磁
気テープ等の媒体に記録する時に、各探触子で受信した
反射信号の重合を行い、Ｓ／Ｎ比を向上させることが行
われている。
この場合の超音波反射像は、上記記録媒体を計算機で処
理して、ディスプレイ上に表示するものであり、実時間
性を問わないで、Ｓ／Ｎ比の向上だけに着目したもので
ある。
理して、ディスプレイ上に表示するものであり、実時間
性を問わないで、Ｓ／Ｎ比の向上だけに着目したもので
ある。
上記反射信号を重合して、Ｓ／Ｎ比を向上させる他の方
法として、１つの超音波トランスデユーサから、複数回
送信を繰り返して、その受信超音波信号を足し合わせる
方法があるが、やはり実時間性に欠けるという問題を持
っている。
法として、１つの超音波トランスデユーサから、複数回
送信を繰り返して、その受信超音波信号を足し合わせる
方法があるが、やはり実時間性に欠けるという問題を持
っている。
一方、超音波トランスデユーサは基本共振モードの他に
、ｎ次（一般に、ｎは奇数）の共振モードを持つことが
分かっており、この特性を利用すれば、１つの超音波ト
ランスデユーサから、複数個の振動モードの超音波を、
時間的に少しずらせて送出することができるので、この
反射信号を重合して、Ｓ／Ｎ比を向上させることが期待
できる。
、ｎ次（一般に、ｎは奇数）の共振モードを持つことが
分かっており、この特性を利用すれば、１つの超音波ト
ランスデユーサから、複数個の振動モードの超音波を、
時間的に少しずらせて送出することができるので、この
反射信号を重合して、Ｓ／Ｎ比を向上させることが期待
できる。
本発明は、この超音波トランスデユーサの複数の共振モ
ードでの共振特性を利用する方法に関連している。
ードでの共振特性を利用する方法に関連している。
（Ｃ１従来技術と問題点
従来の超音波装置において、被検体の、例えば内臓の外
形と細部構造を同時に見ようとすると、広帯域の超音波
トランスデユーサを必要とした。
形と細部構造を同時に見ようとすると、広帯域の超音波
トランスデユーサを必要とした。
然し、広帯域のトランスデユーサは、作ることが困姓で
あり、例えできたとしても、超音波信号を送受信する効
率が悪く、結果としてＳ／Ｎ比も悪くなるという問題が
あった。
あり、例えできたとしても、超音波信号を送受信する効
率が悪く、結果としてＳ／Ｎ比も悪くなるという問題が
あった。
そこで、超音波受信波のＳ／Ｎ比を改善する為に、該受
信波形の重合を行う方法が知られているが、この方法は
、複数回送信を繰り返して、受信反射波を足し合わすも
のであり、その足し合わせに時間がかかる為、動いてい
る被検体を実時間で捉えることができない問題があった
。
信波形の重合を行う方法が知られているが、この方法は
、複数回送信を繰り返して、受信反射波を足し合わすも
のであり、その足し合わせに時間がかかる為、動いてい
る被検体を実時間で捉えることができない問題があった
。
又、上記広帯域のトランスデユーサから複数の周波数の
超音波に分けて、同時に送出する方式があるが、送信用
トランジスタの耐圧の問題の為、超音波の各周波数成分
が、単一の超音波を送出する場合に比べて減少し、やは
り充分なＳ／Ｎ比が得られない等の欠点があった。
超音波に分けて、同時に送出する方式があるが、送信用
トランジスタの耐圧の問題の為、超音波の各周波数成分
が、単一の超音波を送出する場合に比べて減少し、やは
り充分なＳ／Ｎ比が得られない等の欠点があった。
（ｄｌ 発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑み、実時間を損なうことな
く、Ｓ／Ｎ比の良い超音波信号を取り出す方法を提供す
ることを目的とするものである。
く、Ｓ／Ｎ比の良い超音波信号を取り出す方法を提供す
ることを目的とするものである。
（ａｌ 発明の構成
そしてこの目的は、本発明によれば：
（１） 超音波駆動回路により、超音波トランスデユー
サを駆動して、被検体に超音波パルスを送出し、被検体
からの超音波信号を超音波トランスデユーサにより検出
する超音波装置において、該超音波トランスデユーサの
基本共振モード及び０次共振モードでの送受信回路を具
備する。
サを駆動して、被検体に超音波パルスを送出し、被検体
からの超音波信号を超音波トランスデユーサにより検出
する超音波装置において、該超音波トランスデユーサの
基本共振モード及び０次共振モードでの送受信回路を具
備する。
（２）上記各共振モードの超音波パルスを、僅かの時間
を置いて、被検体に送出し、被検体からの超音波信号を
周波数分析して、各共振モードの超音波信号を得る回路
と、該回路の各共振モードの出力の時間ずれを補正し、
加算する超音波信号合成回路を持つ。
を置いて、被検体に送出し、被検体からの超音波信号を
周波数分析して、各共振モードの超音波信号を得る回路
と、該回路の各共振モードの出力の時間ずれを補正し、
加算する超音波信号合成回路を持つ。
超音波装置を提供することによって達成され、実時間性
を損なうことなく、且つＳ／Ｎ比の良い超音波信号を取
り出すことができる利点がある。
を損なうことなく、且つＳ／Ｎ比の良い超音波信号を取
り出すことができる利点がある。
（ｆ） 発明の実施例
先ず、本発明の主旨を要約すると、本発明は超音波トラ
ンスデユーサが、基本共振モードの他に、ｎ次（一般に
、ｎは奇数）の共振モードを持つことと、狭帯域トラン
スデユーサが広帯域トランスデユーサに比較して、送受
信効率が良いことに着目して、Ｓ／Ｎ比の良い超音波信
号を取り出すようにしようとするものであり、具体的に
は僅かに時間をずらせて、複数の振動モードの超音波パ
ルスを、被検体に送出し、被検体からの超音波信号を、
各振動モード毎にフィルタを用いて弁別した後、各振動
モード毎の該出力を、適当に選択して、時間補正をした
後重合することにより、実時間性を損なうことなく、Ｓ
／Ｎ比の良い超音波信号を取り出すようにしたものであ
る。
ンスデユーサが、基本共振モードの他に、ｎ次（一般に
、ｎは奇数）の共振モードを持つことと、狭帯域トラン
スデユーサが広帯域トランスデユーサに比較して、送受
信効率が良いことに着目して、Ｓ／Ｎ比の良い超音波信
号を取り出すようにしようとするものであり、具体的に
は僅かに時間をずらせて、複数の振動モードの超音波パ
ルスを、被検体に送出し、被検体からの超音波信号を、
各振動モード毎にフィルタを用いて弁別した後、各振動
モード毎の該出力を、適当に選択して、時間補正をした
後重合することにより、実時間性を損なうことなく、Ｓ
／Ｎ比の良い超音波信号を取り出すようにしたものであ
る。
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
第１図は超音波トランスデユーサの共振モードを説明す
る図であり、第２図は本発明の一実施例をブロック図で
示した図であり、第３図は第２図で説明したブロック図
の主要部の超音波信号の波形を示した図である。
る図であり、第２図は本発明の一実施例をブロック図で
示した図であり、第３図は第２図で説明したブロック図
の主要部の超音波信号の波形を示した図である。
第１図は超音波トランスデユーサの各振動モード別の周
波数スペクトラムを示したもので、横軸は周波数ｆ、縦
軸は送受信レベルを示しており、基本共振モードの周波
数ｆ１の他に、奇数次の共振モードｆ３． ｆ５．−−
−−−−一を持っていることが理解できる。
波数スペクトラムを示したもので、横軸は周波数ｆ、縦
軸は送受信レベルを示しており、基本共振モードの周波
数ｆ１の他に、奇数次の共振モードｆ３． ｆ５．−−
−−−−一を持っていることが理解できる。
次に、第３図を参照しながら、第２図によって、本発明
の詳細な説明する。この図において、ｌは各共振モード
の周波数特性を持つ駆動信号を出力する超音波駆動回路
（ａ、ｂ、ｃ）、２は電力増幅器、３は増幅器、４は帯
域通過フィルタ（Ａ。
の詳細な説明する。この図において、ｌは各共振モード
の周波数特性を持つ駆動信号を出力する超音波駆動回路
（ａ、ｂ、ｃ）、２は電力増幅器、３は増幅器、４は帯
域通過フィルタ（Ａ。
Ｂ、Ｃ）、５は合成装置、５１は遅延回路、５２は合成
回路、そして６は狭帯域のトランスデユーサ。
回路、そして６は狭帯域のトランスデユーサ。
７は被検体、８は切り替えスイッチである。
今、超音波駆動回路（ａ、ｂ、ｃ）１によって、各共振
モードの周波数特性を持つ駆動信号で、切り替えスイッ
チ８により、略同時に（実際には、僅かに時間をずらせ
て）ａ、ｂ、ｃの順に、超音波トランスデユーサ６を励
振し、被検体７に超音波パルスを送出すると、被検体７
からの超音波信号は、各振動モードｆｌ、 ｆ２． ｆ
３の混合した超音波信号であるが、帯域通過フィルタ（
Ａ、Ｂ、Ｃ）により、各振動モードの超音波信号ａ″、
ｂ′。
モードの周波数特性を持つ駆動信号で、切り替えスイッ
チ８により、略同時に（実際には、僅かに時間をずらせ
て）ａ、ｂ、ｃの順に、超音波トランスデユーサ６を励
振し、被検体７に超音波パルスを送出すると、被検体７
からの超音波信号は、各振動モードｆｌ、 ｆ２． ｆ
３の混合した超音波信号であるが、帯域通過フィルタ（
Ａ、Ｂ、Ｃ）により、各振動モードの超音波信号ａ″、
ｂ′。
Ｃ“に分離される。〔第３図（ロ）参照〕これらの信号
を、例えば遅延回路５１により、同一検体からの超音波
信号が重なるように補正して、合成回路５２によって足
し合わせることにより、実時間を損なうことなく、Ｓ／
Ｎ比も向上させることができる。
を、例えば遅延回路５１により、同一検体からの超音波
信号が重なるように補正して、合成回路５２によって足
し合わせることにより、実時間を損なうことなく、Ｓ／
Ｎ比も向上させることができる。
上記、合成回路５２での足し合わせ方法としては、各共
振モードの超音波信号ａ′〜Ｃ°の検波出力を足し合わ
せるとか、各超音波信号ａ′〜Ｃ′から一定周波数に変
換して足し合わせる等の方法がある。
振モードの超音波信号ａ′〜Ｃ°の検波出力を足し合わ
せるとか、各超音波信号ａ′〜Ｃ′から一定周波数に変
換して足し合わせる等の方法がある。
上記動作の各部の信号波形を第３図に示しているが、（
イ）は電力増幅器２の出力波形であり、（１」）は帯域
通過フィルタ（Ａ、Ｂ、Ｃ）４の各出力波形ａ゛〜Ｃ°
と、その遅延回路５１の出力波形である。そして（ハ）
は駆動パルスａ、ｂ、ｃの周波数スペクトラムを示した
ものである。
イ）は電力増幅器２の出力波形であり、（１」）は帯域
通過フィルタ（Ａ、Ｂ、Ｃ）４の各出力波形ａ゛〜Ｃ°
と、その遅延回路５１の出力波形である。そして（ハ）
は駆動パルスａ、ｂ、ｃの周波数スペクトラムを示した
ものである。
この図から明らかな如く、遅延回路５１を通すことによ
り、各振動モードの被検体７からの超音波信号ａ′〜Ｃ
′が同一タイミングに合わせられているので、簡単な回
路で各振動モードの超音波信号を足し合わセることがで
きることになる。
り、各振動モードの被検体７からの超音波信号ａ′〜Ｃ
′が同一タイミングに合わせられているので、簡単な回
路で各振動モードの超音波信号を足し合わセることがで
きることになる。
従来方式が、同じ周波数の超音波信号を複数回被検体に
送出して、その反射信号を重合し、Ｓ／Ｎ比の向上を得
ているのに対して、本発明は１つの超音波トランスデユ
ーサの０次共振モードでの振動特性を利用して、僅かな
時間遅れで、複数個の各振動モードの超音波パルスを送
出し、被検体からの反射信号を遅延回路で補正して、同
一タイミングで、各振動モードの周波数の異なる超音波
信号を重合する所に特徴があり、殆ど同時に各振動モー
ドの超音波信号を送出しているので、実時間性を損なう
ことなく、上記重合によってＳ／Ｎ比の向上も得られる
ものである。
送出して、その反射信号を重合し、Ｓ／Ｎ比の向上を得
ているのに対して、本発明は１つの超音波トランスデユ
ーサの０次共振モードでの振動特性を利用して、僅かな
時間遅れで、複数個の各振動モードの超音波パルスを送
出し、被検体からの反射信号を遅延回路で補正して、同
一タイミングで、各振動モードの周波数の異なる超音波
信号を重合する所に特徴があり、殆ど同時に各振動モー
ドの超音波信号を送出しているので、実時間性を損なう
ことなく、上記重合によってＳ／Ｎ比の向上も得られる
ものである。
又、本方式では広帯域のトランスデユーサは必要ないの
で、送受信の効率も良く、各振動モードの超音波信号を
、適宜組み合わせることにより、広帯域トランスデユー
サと同じ機能も得ることができる。
で、送受信の効率も良く、各振動モードの超音波信号を
、適宜組み合わせることにより、広帯域トランスデユー
サと同じ機能も得ることができる。
（ｇｌ 発明の効果
以上、詳細に説明したように、本発明の超音波装置は、
超音波ｌ・ランスデューサが、基本共振モードの他に、
ｎ次（一般に、ｎは奇数）の共振モードを持つことと、
狭帯域トランスデユーサが広帯域トランスデユーサ・に
比較して、送受信効率が良いことに着目して、該トラン
スデユーサを用い、時間的に僅かにずらせて複数の振動
モードの超音波パルスを、被検体に送出し、被検体から
の超音波信号を、各振動モード毎にフィルタを用いて弁
別した後、各振動モード毎の該出力を、適当に選択して
、重合するように動作させているので、実時間性を損な
うことなく、広帯域で、且つ効率の良い超音波信号の送
受信が可能となり、被検体の周波数特性が平坦であれば
、理論値に近いＳ／Ｎ比（ｎ個の振動モードで駆動した
時、ｎの％乗倍となる）で取り出すことができる効果が
ある。
超音波ｌ・ランスデューサが、基本共振モードの他に、
ｎ次（一般に、ｎは奇数）の共振モードを持つことと、
狭帯域トランスデユーサが広帯域トランスデユーサ・に
比較して、送受信効率が良いことに着目して、該トラン
スデユーサを用い、時間的に僅かにずらせて複数の振動
モードの超音波パルスを、被検体に送出し、被検体から
の超音波信号を、各振動モード毎にフィルタを用いて弁
別した後、各振動モード毎の該出力を、適当に選択して
、重合するように動作させているので、実時間性を損な
うことなく、広帯域で、且つ効率の良い超音波信号の送
受信が可能となり、被検体の周波数特性が平坦であれば
、理論値に近いＳ／Ｎ比（ｎ個の振動モードで駆動した
時、ｎの％乗倍となる）で取り出すことができる効果が
ある。
第１図は超音波トランスデユーサの共振モードを説明す
る図、第２図は本発明の一実施例をブロック図で示した
図、第３図は第２図で説明したブロック図の主要部の超
音波信号の波形を示した図である。 図面において、１は超音波駆動回路（ａ、ｂ。 ｃ）、２は電力増幅器、３は増幅器、４は帯域通過フィ
ルタ（Ａ、Ｂ、Ｃ）、５は合成装置、５１は遅延回路、
５２は合成回路、６はトランスデユーサ。 ７は被検体、 ｆｌ、 ｆ２． ｆ３は各共振モードの
中心周波数、をそれぞれ示す。
る図、第２図は本発明の一実施例をブロック図で示した
図、第３図は第２図で説明したブロック図の主要部の超
音波信号の波形を示した図である。 図面において、１は超音波駆動回路（ａ、ｂ。 ｃ）、２は電力増幅器、３は増幅器、４は帯域通過フィ
ルタ（Ａ、Ｂ、Ｃ）、５は合成装置、５１は遅延回路、
５２は合成回路、６はトランスデユーサ。 ７は被検体、 ｆｌ、 ｆ２． ｆ３は各共振モードの
中心周波数、をそれぞれ示す。
Claims (2)
- （１） 超音波駆動回路により、超音波トランスデユー
サを駆動して、被検体に超音波パルスを送出し、被検体
からの超音波信号を超音波トランスデユーサにより検出
する超音波装置において、該超音波トランスデユーサの
基本共振モード及び１次共振モードでの送受信回路を具
備したことを特徴とする超音波装置。 - （２）上記各共振モードの超音波パルスを、僅かの時間
を置いて、被検体に送出し、被検体からの超音波信号を
周波数分析して、各共振モードの超音波信号を得る回路
と、該回路の各共振モードの出力の時間ずれを補正し、
加算する超音波信号合成回路を持つことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の超音波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211229A JPS60102556A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 超音波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211229A JPS60102556A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 超音波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102556A true JPS60102556A (ja) | 1985-06-06 |
Family
ID=16602420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58211229A Pending JPS60102556A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | 超音波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102556A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2593919A1 (fr) * | 1986-02-04 | 1987-08-07 | Labo Electronique Physique | Appareil d'examen de milieux par echographie ultrasonore |
| JPS63298185A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Nippon Signal Co Ltd:The | 超音波物体感知装置 |
| JP2023542048A (ja) * | 2020-08-31 | 2023-10-04 | バルピレク | コヒーレント波で対象を撮像する方法及びシステム |
-
1983
- 1983-11-10 JP JP58211229A patent/JPS60102556A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2593919A1 (fr) * | 1986-02-04 | 1987-08-07 | Labo Electronique Physique | Appareil d'examen de milieux par echographie ultrasonore |
| JPS63298185A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Nippon Signal Co Ltd:The | 超音波物体感知装置 |
| JP2023542048A (ja) * | 2020-08-31 | 2023-10-04 | バルピレク | コヒーレント波で対象を撮像する方法及びシステム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7393324B2 (en) | Ultrasonic transmitting and receiving apparatus | |
| US4702258A (en) | Device for combined B-scan and B/A imaging | |
| US6918875B2 (en) | Ultrasound measurement apparatus | |
| JP3242864B2 (ja) | 超音波診断装置および超音波診断用の超音波送受信方法 | |
| JP2003265466A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH03261463A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP2648605B2 (ja) | 水中探知装置 | |
| JPH0469583A (ja) | 水中探知装置 | |
| JP2003102733A (ja) | 超音波撮像方法および超音波診断装置 | |
| JPS5990555A (ja) | 多周波超音波映像装置 | |
| JP3530636B2 (ja) | 地層探査装置 | |
| JP2625666B2 (ja) | アクティブソーナー実験装置 | |
| JPS58198332A (ja) | 超音波診断装置 | |
| RU1798749C (ru) | Способ вибросейсмической разведки | |
| CN119098372A (zh) | 多频换能器的脉冲激励信号生成方法及系统、设备、介质 | |
| JP2002202362A (ja) | 送信装置、送信方法および水中探知装置 | |
| JPH0326607B2 (ja) | ||
| SU870987A2 (ru) | Регистратор гидроакустических сигналов | |
| JPS58109040A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPS5869537A (ja) | 超音波撮像装置 | |
| JPH0251149B2 (ja) | ||
| JPS59166138A (ja) | 超音波振動子の駆動方法 | |
| JPS58163349A (ja) | 超音波振動子の駆動回路 | |
| JPS60242365A (ja) | 超音波検査装置 | |
| JPH0264493A (ja) | アクティブソーナー装置 |