JPS6224093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトランスジユーサを含む電気−音響変
換器と、該変換器の所定のトランスジユーサを超
音波像の記憶及び／又は表示装置に又は送信超音
波ビームを発生させるための電気信号を発生する
発生器に選択的に接続する複数個のスイツチを具
える超音波走査／表示装置に関するものである。

斯る装置は医用に特に有用である。

斯る装置の一例がフランス国特許第2231016号
明細書に開示されている。この明細書には１列の
超音波トランスジユーサが設けられた測定ヘツド
のトランスジユーサを順次スイツチングすること
により超音波を送受する装置が記載されている。
これがため物体の電子走査のために１方向に集束
される超音波ビームを送信及び受信することがで
きる。

本発明の目的はトランスジユーサマトリツクス
を走査中同心リング状に動作させて互いに直交す
る２方向に２重集束を可能にする電子回路を比較
的少数の電子スイツチを用いて比較的簡単且つ安
価に実現せんとするにある。２重集束装置の解像
度は従来の装置の解像度よりも著しく高くなる。

この目的のために、本発明は、多数のトランス
ジユーサを行列に配列して成る矩形マトリツクス
を具える電気−音響変換器と、該変換器の所定の
複数個のトランスジユーサを超音波ビームを発生
するための電気信号を発生する発生器又は超音波
エコー信号を受信し蓄積し且つ／又超音波エコー
の像を表示する装置に選択的に接続する複数個の
スイツチを含む超音波走査装置において、前記マ
トリツクスの長さ方向に延在する各行内の一群の
順次のトランスジユーサと、対応する一群の第１
共通入力端子との間の接続を設定する複数個のス
イツチを具えるスイツチング装置であつて、各行
内のトランスジユーサ群の位置を変化して全ての
行のトランスジユーサ群が相まつてマトリツクス
の行方向に移動する矩形走査区域を構成するよう
機能する第１スイツチング装置（第３図）と；
各々前記第１共通入力端子の１対を相互接続する
複数個のスイツチを具えるスイツチング装置であ
つて、これらスイツチで相互接続される第１共通
入力端子対は当該スイツチング装置が各トランス
ジユーサ群内の、該トランスジユーサ群の中心に
対し対称に位置するトランスジユーサ対を相互接
続するよう選択してある第２スイツチング装置
（第５図）と；前記相互接続された第１共通入力
端子の群を順位をつけて配列してある第２端子の
選択した端子に接続し、各トランスジユーサ対を
該対のトランスジユーサと走査区域の中心との間
の距離に対応する順位を有する第２端子に接続す
るよう機能する３スイツチング装置（第７図）
と；これら第２端子を相互接続して走査区域内
に、略々円形に相互接続されたトランスジユーサ
のリングを形成し、各リングを各別の出力線
（Ui）に接続する相互接続装置（第８図）とを具
えていることを特徴とする。

本発明の好適例では、前記相互接続装置の出力
線を、超音波ビーム発生用の電気信号を発生する
発生器（第１１図のＧ）の出力端子に又は超音波
像の記憶及び／又は表示装置（第１２図のＡ，
Ｍ）の入力端子に接続する方向性結合器を具える
第４スイツチング装置（第１０図）を設ける。

本発明の他の好適例では、各出力線と発生器と
の間の接続線及び各出力線と記憶及び／又は表示
装置との間の接続線中に遅延素子を設ける。

図面につき本発明を説明する。

第１図は“トランスジユーサマトリツクス”と
一般に称される二次元の電気−音響変換器を示
す。この装置は電子走査及び集束装置（図示せ
ず）に接読される。

この装置自体は既知である。これがため、以下
においてこの装置は本発明の理解を容易にする限
りにおいて説明する。

この電気−音響変換器はトランスジユーサが多
数の行３に配列された板１として形成される。

これらトランスジユーサは圧電気板１（一般に
圧電セラミツク材料の板で構成される）の一方の
主表面上に設けられた小さな個々の金属化表面素
子で形成することができる。板１の他方の主表面
は全体を完全に金属化するのが普通である。

各トランスジユーサは接続線を有する。これが
ため、接続線の数は、トランスジユーサの数に板
１の背面電極のための１本の接続線を加えた数に
なる。

斯くして第１図に示す電気−音響変換器はｎ行
ｍ列のトランスジユーサマトリツクスとして構成
される。このマトリツクスは矩形となる（ｎ＜
ｍ）。

本発明の一例ではこのマトリツクスをｎ＝32行
×144列で構成して4608個のトランスジユーサを
具えるものとする。

第１図は本発明で使用する走査方法も示すもの
である。

各トランスジユーサは接続線を有するため、マ
トリツクスの所定の複数トランスジユーサを時間
隔Δｔ中走査及び集束用電気装置に接続し、これ
らトランスジユーサでマトリツクス内に走査区域
を構成することができる。例えば第１時間間隔Δ
t1中に第１図の矩形区域２で走査区域を構成す
る。時間隔Δt1中は区域２のトランスジユーサの
みが作動する。次いで、次の時間隔Δt2中に、マ
トリツクスの長さ方向に平行な走査軸を表わす矢
Ｆの方向に１列だけ右に移動した同一の大きさの
矩形区域で走査区域を構成する。

これら順次の移動の結果として走査区域２は周
期Ｔ（例えば60〜80ms）中にマトリツクスの全
表面を横切つて移動する。この処理を順次の周期
Ｔで繰返えす。

マトリツクスに沿つた走査区域２の移動によ
り、マトリツクスの長さ方向（行方向）に平行に
延在してマトリツクスを２等分する走査平面４が
形成される。

平面５は走査軸Ｆに対して垂直な走査区域の対
称面である。

本発明装置の上記の例では、走査区域２はn′＝
32行×m′＝32列で構成した。走査区域内の各行
の一連のトランスジユーサ群が相まつて単位矩形
区域を構成する。

第２図は本発明で使用する集束方法を示すもの
である。

この説明を簡単にするために、ここではマトリ
ツクスは16行のトランスジユーサ（R1……R8及
びR101……R108）を具えるものとする。

このマトリツクスの各方形は１個のトランスジ
ユーサを示す。集束はトランスジユーサを同心リ
ング状にグループ化することによつて実現する。
既知の原理では、この集束には同心リングの形態
に配列したトランスジユーサを使用する必要があ
る。

本発明では、トランスジユーサマトリツクスは
矩形のトランスジユーサで形成されるため、同心
集束リングを完全な円形リングに近似した形状に
する。第図には、斜線を付したトランスジユーサ
から成る略々円形のリング又はリング部分を限界
する同心円及び円弧を示してある。集束は完全な
円形のリングに配列されたトランスジユーサを用
いる場合と同様に実現でき、集束の効率は略々同
等となる。円弧２２１及び２２２は外側集束リン
グを限界する。方形２２０は環状配列トランスジ
ユーサシステムにおける中心円板に相当する。こ
の円板と同様に、方形２２０はエコー信号を構成
する超音波パルスを送信するのみならず、斯るパ
ルスを受信する必要がある。第２図には円２２３
及び２２４で限界されたトランスジユーサの中間
リングも示す。これらリング（又はリング部分）
は相まつて同心集束リングを構成する。

如何なる瞬時においても、この集束リングは矢
Ｆの方向に移動する上述の走査区域２（第２図に
も示す）内に位置させる。移動走査区域を最も有
効に使用するためには、走査区域の中心部の数個
の完全なリングと共に走査区域の残部の所定数の
リング部分も用いるのが有利である。

最後に、これらトランスジユーサを後に詳述す
るスイツチング装置により相互接続する方法を第
２図につき説明する。同心集束リングを形成する
ためには、時間隔Δt1中にトランスジユーサを所
定の態様に相互接続する。次いで、次の時間隔Δ
t2中トランスジユーサを異なる態様に相互接続し
て同心集束リングを再び形成する。以下に、時間
隔Δt1中のトランスジユーサの相互接続を行毎に
説明する。

行Ｒ１においては、トランスジユーサ２２５及
び２２５′を後述するスイツチング装置により相
互接続する。トランスジユーサ２２７及び２２
７′及びトランスジユーサ２２９及び２２９′につ
いても同様である。

一般に、同一のリング又は同一のリング部分に
属する全てのトランスジユーサを時間隔Δt1中相
互接続する。例えば行Ｒ１のトランスジユーサ２
２９及び２２９′、行Ｒ１０１の２２８及び２２
８′等をそれぞれ相互接続する。時間隔Δt2中、
走査区域２は１列又はそれ以上の距離に亘つて移
動する。この時間隔Δt2中、時間隔Δt1中と同一
の形状であるが走査区域と同一の距離に亘つて移
動した同心集束リングを形成する。このように、
走査区域２と同心集束リングはマトリツクスの全
長に亘つて徐々に移動する。

上述のスイツチング装置は同一の行の選択され
たトランスジユーサ間（例えば、時間隔Δt1中は
トランスジユーサ２２９及び２２９′間）を相互
接続する。接続の順次切換えにより（例えば２２
９を２２９′に、２２９′を２３０′にする）、走査
区域２を（例えば１列の距離だけ）移動すること
ができる。次いで種々の相互接続トランスジユー
サ間を相互接続する。斯くして前記集束リングが
形成される。例えば、行Ｒ１のトランスジユーサ
２２９及び２２９′を行Ｒ１０１のトランスジユ
ーサ２２８及びNN８′等に接続する。これがた
め、これら相互接続を達成するためには、走査区
域の中心にあつて走査軸Ｆに垂直な対称面５（第
１図）に対し対称な位置を利用することができ
る。以後、対称面５の右側に位置するトランスジ
ユーサについてはその符号の上にアクセント記号
“′”を付け、対称面の左側に位置するトランスジ
ユーサについてはその符号の上にアクセント記号
を付けない。

上述の相互接続を実現するには、走査面４（第
１図）の両側に位置するトランスジユーサの対称
性を利用することもできる。

第３図は、１行（例えば行Ｒ１）の、走査区域
内の一群の順次のトランスジユーサに至る接続を
設定する複数のスイツチから成る第１スイツチン
グ装置を示す。第１図の例ではマトリツクスはｎ
＝32×ｍ＝144とし、走査区域２は32×32トラン
スジユーサの方形区域とした。

第３図に示すスイツチング装置は、例えばN.
V.Philips社製のHEF 4051B型の32個のアナログ
多重スイツチ（CAMで示す）を具える。各スイ
ツチは８個の選択入力端子と、１個の共通入力端
子と、３個の制御端子を有する。これらスイツチ
は２方向スイツチ、即ち共通入力端子から選択入
力端子の１個へ、及びその逆へ信号を導通し得る
スイツチとするのが好適である。これらスイツチ
は２個づつ対にし、各対のスイツチの選択入力端
子を９個のトランスジユーサに接続する。これが
ため32個のスイツチCAMは１個のマトリツクス
行の32／２×９＝144個のトランスジユーサに接
続する。

第１スイツチング装置の動作は次の通りであ
る。時間隔Δｔ中、各スイツチCAMの共通入力
端子〜、〜をこのスイツチの選択入力端
子の１個に、これら32個の共通入力端子が常に32
個の連続番号のトランスジユーサに接続されるよ
うにする。接続されるトランスジユーサの番号の
順序は共通入力端子の番号の順序と同一こなると
は限らない。斯くしてこれら32個のトランスジユ
ーサが単位トランスジユーサ群を構成する。これ
を第４図の表に時間隔Δt1〜Δt17について示
す。この表は各時間隔中共通入力端子〜に接
続されるトランスジユーサのみを示す。共通入力
端子に接続されるトランスジユーサは共通入力
端子に接続されるトランスジユーサの番号に16
を加えればよい（ｘ＝１〜16）。

第３図に示すように、２個の順次の選択入力端
子に接続するマトリツクスの２個のトランスジユ
ーサの番号は16づつ相違する。例えば、共通入力
端子，を有するスイツチCAMの選択入力端
子はトランスジユーサ１，１７，３３，４９，６
５，８１，９７，１１３，１２９に接続する。

第４図の表から明らかなように、第１スイツチ
ング装置の共通入力端子〜に接続されるトラ
ンスジユーサは走査区域の左半部に対応し、共通
入力端子〜に接続されるトランスジユーサは
走査区域の右半部に対応する。また、奇数番の共
通入力端子には奇数番のトランスジユーサが、偶
数番の共通入力端子には偶数番のトランスジユー
サが接続される。

本例では、トランスジユーサのマトリツクスは
144×32である。これがため、32行のトランスジ
ユーサに対する全ての接続を達成するためには第
３図に示すようなスイツチング装置が32個必要と
なる。

これら32個のスイツチング装置は合計で144×
32＝4608個の選択入力端子と、1024（32×32）個
の共通入力端子を有する。時間隔Δｔにこれら共
通入力端子に接続されるトランスジユーサが走査
区域を構成する。

スイツチCAMの共通入力端子に接続される選
択入力端子はこのスイツチの制御端子Ａ，Ｂ及び
Ｃの制御信号により決定される。これら制御信号
は２進信号で、第９図に示す制御装置により発生
され、その動作については後に詳述する。

以上要約すると、第１スイツチング装置は各瞬
時において走査区域の１部を構成するトランスジ
ユーサを決定する。これらトランスジユーサの順
序はこれらが接続される共通入力端子の順序に必
ずしも一致しない。

複数個の第２のスイツチング装置（この一例を
第５図に示す）によつて走査区域の対称面５に対
し対称に位置する該区域内のトランスジユーサ間
の相互接続を設定する。これらの相互接続は、上
述したようにマトリツクスのトランスジユーサに
規則正しい順序で接続されない第１スイツチング
装置の共通入力端子間で達成する。

第５図に示す第２スイツチング装置は16個のア
ナログ多重スイツチCAM１〜CAM１６を具え、
図に示すようにそれらの共通入力端子には第１ス
イツチング装置の奇数番の共通入力端子を接続
し、それらの選択入力端子には第１スイツチング
装置の偶数番の共通入力端子を接続してこれらス
イツチで相互接続される第１スイツチング装置の
共通入力端子が走査区域の対称面５に対し対称に
位置するトランスジユーサ対を相互接続するよう
にする。例えば、スイツチCAM１〜８の共通入
力端子に第１スイツチング装置の奇数番の共通入
力端子，…を接続し、それらの選択入力端
子に第１スイツチング装置の偶数番の共通入力端
子，，を接続して走査区域の対称面５に対
し対称に位置する走査区域の右半部の奇数番トラ
ンスジユーサと左半部の偶数番トランスジユーサ
とが相互接続されるようにすると共に、スイツチ
CAM９〜１６の共通入力端子に第１スイツチン
グ装置の奇数番の共通入力端子，…を接続
し、それらの選択入力端子に第１スイツチング装
置の偶数番の共通入力端子，…を接続して
走査区域の対称面５に対し対称に位置する走査区
域の左半部の奇数番トランスジユーサと右半部の
偶数番トランスジユーサとが相互接続されるよう
にする。

第６図は第２スイツチング装置によつて第１ス
イツチング装置の共通入力端子間に設定し得る接
続の一列を示す。

一般に、第２スイツチング装置は第１スイツチ
ング装置の奇数番の共通入力端子と偶数番の共通
入力端子とを相互して走査区域の対称面５に対し
て対称に位置する２個のトランスジユーサを相互
接続するものである。他の時間隔Δｔにおいては
他の接続を設定する必要があること明らかであ
り、これは制御端子Ａ，Ｂ，Ｃの制御信号の組合
わせを変えることにより達成する。斯くして第２
スイツチング装置の共通入力端子において走査区
域の中心面５に対し対称に位置する該区域内のト
ランスジユーサの相互接続が行毎に設定される。
これらトランスジユーサ間の相互接続は一定の順
序で得られない。これはトランスジユーサの順序
が共通入力端子の順序に一致するとは限らないこ
とを意味する。これは、共通入力端子及びが
隣接して位置するトランスジユーサに必ずしも対
応しないためである。これがため、第７図で示す
ような複数個の第３のスイツチング装置を用い、
これら第３スイツチング装置により、順次変更さ
れる対称トランスジユーサ間の相互接続の順序を
復元する必要がある。これにより相互接続は走査
区域の外側のトランスジユーサから内側のトラン
スジユーサの方向に、又はその逆の方向に順序よ
く配列することができる。

第３スイツチング装置（第７図に示す）も第３
及び第５図に示すスイツチング装置に用いたのと
同様のアナログ多重スイツチで構成する。これら
スイツチも後述する制御装置により同様に制御す
る。第３スイツチング装置に用いる各スイツチは
16個の選択入力端子を有するものが好適である。
或は又、１スイツチ当りの選択入力端子数を使用
するスイツチ数を増大することにより減少させる
ことができる。

第３スイツチング装置は16個のスイツチを具
え、図に示すようにそれらの共通入力端子に第２
スイツチング装置の共通入力端子を接続し、これ
ら共通入力端子に順次接続されるこれらスイツチ
の選択入力端子には第２スイツチング装置の共通
入力端子に順次得られる相互接続トランスジユー
サ対の対称面からの距離に対応する順位ａ，ｂ…
ｐをつけてある。順位ａは走査区域の中心に位置
するトランスジユーサに対応し、順位ｂ，ｃ，ｄ
…はその外側に順に位置するトランスジユーサ対
に対応し、順位ｐは最も外側のトランスジユーサ
対に対応する。従つて、この第３スイツチング装
置によれば第２スイツチング装置により相互接続
されたトランスジユーサ対がそれらの中心面から
の距離に対応する順位の端子に接続される。

第３スイツチング装置のスイツチの制御端子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは第１及び第２スイツチング装置
の制御端子と同様に、後述の制御装置から発生す
る制御信号を受信する。

第８図に示すようにマトリツクスの同一行（例
えば行Ｒ１）の順次のトランスジユーサ対に対応
する第３スイツチング装置の16×16の順位端子
“ａ”，“ｂ”…“ｐ”を同一順位のものどうし相
互接続して同一の符号“ａ”，“ｂ”…“ｐ”を付
した16個の接続線に減少させる。

第１スイツチング装置、第２スイツチング装置
及び第３スイツチング装置を具える回路網はマト
リツクスの同一行のトランスジユーサへの接続及
びトランスジユーサ間の所要の接続を達成し得る
のみならず、走査面４に対する対称性を考慮し
て、面４に対し対称に位置する第２行のトランス
ジユーサへの接続（例えば第２図の行Ｒ１及びＲ
１０１）も達成することができる。これがため、
走査面に対して対称に位置する２個の行のトラン
スジユーサ間を直接接続するときは、32行のマト
リツクスで送信される超音波を走査及び集束する
には第１、第２及び第３スイツチング装置の16個
の回路網で充分である。これら16個の回路網
（各々16個の接続“ａ”〜“ｐ”を有する）を更
に相互接続装置において相互接続して第２図につ
き述べた同心集束リングを形成する。この目的の
ために相互接続装置には16個の選択部材Ｓを設
け、各々をＲ１及びＲ１０１のような関連する行
の各対に対応させる。これら選択部材の各々によ
り接続ａ〜ｐの１個以上をUiのような複数個の
出力線の１個に接続することができる。例えば７
個の同心集束リング（Ｆ１〜Ｆ７で示す）を形成
することができ、この場合には７個の出力線Ｕ１
〜Ｕ７が必要となる。

第２図に示す同心集束リング、特に円２２３及
び２２４で限界されるリングについて考察すれ
ば、このリングを形成する走査区域のトランスジ
ユーサに対する相互接続を表わす式は容易に見出
せる。表記を簡単にするため、例えば行Ｒ１及び
Ｒ１０１の４個のトランスジユーサ２２９−２２
９′−２２８−２２８′（第１図の面４及び５に対
し対称）間の相互接続をaR１で示す。この表記
に従えば、円２２３及び２２４間のリングに属す
るトランスジユーサの相互接続を決定する式Fi
は Fi；｛aR6＋bR6＋cR5＋dR5 ＋eR4＋eR3＋fR2＋fR1｝ となる（＋符号は出力線Uiによる相互接続を表
わす）。これがため、当業者であれば選択した同
心集束リングを決定する式を導くことができる。
第８図にはこの同心集束リングの構成を決定する
相互接続をFiで記号化して示す。

これがため、各時間隔Δｔ中、複数個の第１、
第２及び第３スイツチング装置及び相互接続装置
より成る回路網によつて集束リングＦ１，…Fi
…に対応する集束リングにより集束を実現でき、
スイツチCAMは２方向に作動し得るために、こ
の集束を送信中並びにエコー信号の受信中に実現
することができる。この場合、この回路網は送／
受信機及び前記制御装置にも接続する必要があ
る。この制御装置（第９図に示す）は第１〜第３
図スイツチング装置のスイツチCAMを制御し得
る複数個の２進信号を発生する。

第９図において、中心クロツク発生器Ｈは例え
ば数ＭHzの所定の一定周波数パルスを発生する。
第１分周回路Ｄ１（16分の１に分周する）の４個
の出力端子から第３スイツチング装置（第７図）
のスイツチCAMを制御する２進信号を供給する
と共に出力Ａ，Ｂ及びＣを第２スイツチング装置
（第５図）の制御接続線にも供給する。次いで分
周されたクロツク信号を第２分周回路（８分の１
に分周する）に供給し、その３個の出力信号Ａ，
ＢおよびＣを３個のシフトレジスタSR１，SR
２，SR３に供給する。各シフトレジスタSR１，
SR２，SR３は16個の出力端子を有し、これら出
力端子には第１スイツチング装置を制御する48個
の信号Ａ１，Ｂ１，Ｃ１……Ａ１６，Ｂ１６，Ｃ
１６が発生する。シフトレジスタSR１，SR２，
及びSR３のクロツク入力端子（Cl）は中心クロ
ツク発生器Ｈに接続する。

第１０図は第４スイツチング装置を示す。この
装置は送信超音波ビームを発生するための電気信
号を発生する発生器を選択されたトランスジユー
サの接続線に、又はこれら接続線を受信超音波を
記憶及び／又は再生する装置に電気的に接続する
ものである。この目的のために、この第４スイツ
チング装置は一方の側を前述の相互接続部材の出
力線Ｕ１〜Unに接続し、他方の側を送信機及び
受信機に接続する。送信機に接続する端子をＥ
１，Ｅ２…Ei…Enで示し、受信機に接続する端
子を（受信超音波像を記憶及び／又は表示する装
置）をRE１，RE２，…REi…REnで示す。

第４スイツチング装置は主として方向性結合器
BP１，BP２，…BPi…BPnで構成する。これら方
向性結合器は第１０図に矢で示す方向にのみ信号
を通す接続を構成する。これがため、端子Ｅ１，
Ｅ２，…Ei…Enは第４スイツチング装置の信号
入力端子を構成し、端子RE１，RE２，…REi…
REnは出力端子を構成する。方向性結合器は種々
に構成することができる。例えば、これら結合器
はスイツチで構成できる。その理由は、送信信号
及び受信信号を異なる時間隔中に送受するためで
ある。他の既知の結合器を用いることもできる。

このようにして送信信号を第１、第２及び第３
スイツチング装置の回路網を経てマトリツクスの
トランスジユーサに供給して超音波を発生させ
る。これら超音波は超音波が通る媒体中の種々の
障害物又は屈折率の差により反射され、発生した
エコー信号をこのとき受信トランスジユーサとし
て作動する同一のトランスジユーサで受信する。

第１１図は送信超音波ビームを発生させるため
の電気信号を発生する発生器の好適例を示す。こ
の送信機は既知の構成のもので、送信側で信号の
前置集束を実現する。パルス発生器Ｇは数ＭHzの
周波数のパルス列を発生する。これらパルスに遅
延素子Ｇ１，Ｇ２，…Gi…Gnにおいて順次減少
する遅延を与える。各遅延素子Giの出力端子を
第４スイツチング装置の対応する入力端子Eiに
接続する。これがため、最初のパルスは最後の遅
延素子の出力端子（En）に発生し、このパルス
は走査区域２の最も外側の同心リングFnに供給
される。次いで、次のパルスは最後から１つ前の
遅延素子（Ｅ_o-1）に発生し、以下同様にして最
後に端子Ｅ１にパルスが発生し、中心からの同心
リングＦ１に供給される。

これら遅延素子の遅延時間は、それらの遅延時
間と同心集束リング（本発明では同心円形リング
に近似した形状）の平均半径が反比例するように
する。遅延素子の数は最大で同心集束リングの数
に等しくする。しかし、所要の集束の品質に応じ
て、同一の遅延素子、例えばＧ１を２個以上の同
心リングＦ１，Ｆ２に接続して置換素子数を減少
させることができる。

第１２図は信号処理装置を示す。この装置は多
数のアナログ遅延回路Ｌ１，Ｌ２，…Li…Ln
（例えばPCCD又はCCDと一般に称されている回
路）を具える。

各遅延回路Liの入力端子を第４スイツチング装
置の端子RE１，RE２，…REi…REnの少くとも
１個に接続する。これがため、遅延回路Liの入力
端子は相互接続部材の出力線Uiからの信号Fiを
受信する。入力端子Ｅ１，Ｅ２，…Ei…Enへの
送信機の接続の場合と同様に、１個以上の信号
Fiを１個の遅延回路Liに供給することもできるこ
と明らかである。この場合、遅延回路Liの数を減
少することができる。

遅延回路Liの全ての出力端子を加算増幅器Ａの
入力端子Ｓ１〜Snに接続する。これがため、こ
の増幅器は回路Liで遅延されたエコー信号を加算
する。この加算の結果得られた信号はビデオ信号
SVを構成し、受信超音波像を記憶及び／又は表
示する装置Ｍに供給することができる。これがた
め、信号SVは本装置によつて検査した物体の超
音波像を表わす。遅延回路Liにより導入する遅延
は円形に近似した集束リングの平均半径の二乗の
関数として変化する。これら遅延は“トラツキン
グ集束”と一般に称される動作に従つて各送信後
に変えることができる。

第１２図は遅延回路Liに対する制御信号を発生
する装置も示す。この装置はクロツク発生器Ｈか
ら発するパルスで周期的に駆動されて所定の関数
Ｌ（ｔ）、例えばｃ／ｔ（ｃ＝定数）に従つて時
間と共に変化する電圧信号を発生する電圧発生器
１２１を具える。これら電圧信号はｎ個の電圧制
御発振器VCVCO１，VCO２，…VCOi…VCOn
に供給する。選択された関数Ｌ（ｔ）は発振器
VCOiの入力特性に依存する。これら発振器は例
えば電圧に反比例した遅延信号を供給する。抵抗
Ｒ１，Ｒ２，…Ri…Rnは電圧信号をｎ個の発振
器VCOiに分配する。

信号SVは、走査区域２の走査速度が慣例の表
示装置、例えばテレビジヨンモニタの標準特性に
適合する限り、慣例の表示装置に供給することが
できる。この走査速度はクロツク周波数の周波数
に依存する。

本発明は、第１スイツチング装置（第３図）に
よりトランスジユーサマトリツクス内に矩形の走
査区域を構成する各行のトランスジユーサ群を選
択し、第２スイツチング装置（第５図）により各
トランスジユーサ群の走査区域の中心に対し対称
に位置するトランスジユーサ対を相互接続し、第
３スイツチング装置（第７図）によりこれら相互
接続トランスジユーサ対を走査区域の中心からの
距離の順に並べ、このように走査区域の中心から
距離の順に並べられた相互接続トランスジユーサ
対を相互接続装置（第８図）により同心リング状
に相互接続することにより走査区域内に同心集束
トランスジユーサリングを形成するようにしたも
のであり、本発明によればトランスジユーサマト
リツクスを走査中同心リング状に動作させて２重
集束を得る電子回路を複数個の同一タイプの電子
スイツチで実現し得るため、IC回路で簡単且つ
小型に安価に実現することができ、実用上極めて
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例の電気−音響変換器
の斜視図、第２図は第１図に示す変換器の１部の
平面図、第３図は第１スイツチング装置の一例の
構成図、第４図は第１スイツチング装置の動作説
明図、第５図は第２スイツチング装置の一例の構
成図、第６図は第２スイツチング装置の動作説明
図、第７図は第３スイツチング装置の一例の構成
図、第８図は相互接続装置の一例の構成図、第９
図は制御装置の一例の構成図、第１０図は第４ス
イツチング装置の一例の構成図、第１１図は送信
超音波ビーム発生用の電気信号を発生する発生器
の一例の構成図、第１２図は受信信号を処理する
装置の一例の構成図である。 第１図（電気−音響変換器） １……圧電気板、２……走査区域、３……トラ
ンスジユーサ行、４……走査面、５……走査区域
対称面、Ｆ走査軸； 第２図（トランスジユーサマトリツクス） Ｒ１〜Ｒ８；Ｒ１０１〜Ｒ１０８……トランス
ジユーサ行、２２０；２２１，２２２；２２３，
２２４……同心集速リングの近似限界線、２２
５，２２５′，２２７，２２７′，２２８，２２
８′……トランスジユーサ； 第３図（第１スイツチング装置） CAM……アナログ多重スイツチ、〜，
〜……共通入力端子、１〜１４４……トランス
ジユーサ、Ａ１，Ｂ１，Ｃ１；Ａ２，Ｂ２，Ｃ
２；−Ａ１６，Ｂ１６，Ｃ１６……制御信号； 第５図（第２スイツチング装置） CAM１〜CAM１６……アナログ多重スイツ
チ、〜，〜……第１スイツチング装置の
スイツチの共通入力端子、Ａ，Ｂ，Ｃ……制御信
号； 第７図（第３スイツチング装置） ，……，，，…………第２スイツ
チング装置の共通入力端子、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ……
制御信号、ａ，ｂ……ｐ……選択入力端子； 第８図（相互接続装置） ａ，ｂ……ｐ……第３スイツチング装置の選択
入力端子、Ｓ……選択部材、Ui……出力線、Fi
……集速リング、； 第９図（制御装置） Ｈ……中心クロツク発生器、Ｄ１，Ｄ２……分
周器、SR１，SR２，SR３……シフトレジスタ； 第１０図（第４スイツチング装置） BP１〜BPn……方向性結合器、Ｅ１〜En送信
機接続端子、RE１〜REn……受信機接続端子； 第１１図（送信機） Ｇ……パルス発生器、Ｇ１〜Gn……遅延線； 第１２図（受信機） Ｌ１〜Ln……遅延線、Ａ……加算増幅器、Ｍ
……記憶及び／又は表示装置、１２１……電圧発
生器、VCO１〜VCOn……電圧制御発振器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数のトランスジユーサを行列に配列して成
   る矩形マトリツクスを具える電気−音響変換器
   と、該変換器の所定の複数個のトランスジユーサ
   を超音波ビームを発生するための電気信号を発生
   する発生器又は超音波エコー信号を受信し蓄積し
   且つ／又超音波エコーの像を表示する装置に選択
   的に接続する複数個のスイツチを含む超音波走査
   装置において、 前記マトリツクスの長さ方向に延在する各行内
   の一群の順次のトランスジユーサと、対応する一
   群の第１共通入力端子との間の接続を設定する複
   数個のスイツチを具えるスイツチング装置であつ
   て、各行内のトランスジユーサ群の位置を変化し
   て全ての行のトランスジユーサ群が相まつてマト
   リツクスの行方向に移動する矩形走査区域を構成
   するよう機能する第１スイツチング装置（第３
   図）と、 各々前記第１共通入力端子の１対を相互接続す
   る複数個のスイツチを具えるスイツチング装置で
   あつて、これらスイツチで相互接続される第１共
   通入力端子対は当該スイツチング装置が各トラン
   スジユーサ群内の、該トランスジユーサ群の中心
   に対し対称に位置するトランスジユーサ対を相互
   接続するよう選択してある第２スイツチング装置
   （第５図）と、 前記相互接続された第１共通入力端子の群を順
   位をつけて配列してある第２端子の選択した端子
   に接続し、各トランスジユーサ対を該対のトラン
   スジユーサと走査区域の中心との間の距離に対応
   する順位を有する第２端子に接続するよう機能す
   る第３スイツチング装置（第７図）と、 これら第２端子を相互接続して走査区域内に、
   略々円形に相互接続されたトランスジユーサのリ
   ングを形成し、各リングを各別の出力線（Ui）
   に接続する相互接続装置（第８図）とを具えてい
   ることを特徴とする超音波走査装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、前記
   相互接続装置の出力線（Ui）を、超音波ビーム
   発生用の電気信号を発生する発生器（第１１図の
   Ｇ）の出力端子（Ei）に又は超音波像の記憶及
   び／又は表示装置（第１２図のＡ，Ｍ）の入力端
   子（REi）に接続する方向性結合器（BPi）を具
   える第４スイツチング装置（第１０図）を具えて
   いることを特徴とする超音波走査装置。 ３ 特許請求の範囲１記載の装置において、各出
   力線（Ui）と発生器（Ｇ）との間の接続線及び
   各出力線（Ui）と記憶及び／又は表示装置
   （Ａ，Ｍ）との間の接続線中に遅延素子（Gi及び
   Li）を具えていることを特徴とする超音波走査装
   置。