JPS6234049A

JPS6234049A - 超音波走査方法および装置

Info

Publication number: JPS6234049A
Application number: JP60173079A
Authority: JP
Inventors: デイートリツヒ、ハスラー
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1985-08-06
Filing date: 1985-08-06
Publication date: 1987-02-14
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: JPH0627730B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、相並んで位置する多数の超音波変換器素子を
有する１つの超音波ヘッドにより１つの対象物を走査す
るための方法であって、受信の際に１つの直線状の走査
行に沿って次々と異なる数の超音波変換器素子が能動化
され、またそれによって異なる深度範囲からの受信用と
して設定される方法に関する。さらに本発明は、この方
法を実施するための装置に関する。

〔従来の技術〕

検査対象物の超音波走査のためには通常いわゆる並列ス
キャナが使用される。この並列スキャナでは超音波ヘッ
ドは相並んで位置する多数の超音波変換器素子を含んで
おり、これらの超音波変換器素子は送信の際および受信
の際に個々にまたは群として能動化される。１つの走査
行に沿う受信の際には冒頭に記載した方法が使用され得
る（ドイツ連邦共和国特許出願公開第２６４３９１８号
明細書）。すなわち、検査対象内の走査深度の増大と共
に増大する数の超音波変換器素子が能動化される。しか
し、開口はこの走査方法では比較的小さい。なぜならば
、すべての超音波変換器素子の全数のうち常に単一の素
子または１つの群しか使用されないからである。従って
、物理学的に考えられる最大横分解能は得られない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、冒頭に記載した種類の方法を、特に並
列走査の際の分解能を改善し得るように構成すること、
またこの方法を実施するための装置を提供することであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本発明によれば、１つの走査行に沿う受信
の際に開口が段階的に拡大され、その際に開口の重心が
走査方向に超音波ヘッドの超音波変換器素子を経て移動
し、またその際にそのつどの能動的開口の方向特性が、
直線状の走査行をほぼ近似するジグザグ状の走査曲線が
生ずるように設定され・その際に対象物内の最大の走査
深度ではすべての超音波変換器素子が受信用に切換えら
れていることを特徴とする超音波走査方法により達成さ
れる。

開口移動は他の超音波変換器素子を連続的にスイッチオ
ンすることにより発生される。また方向特性はそれ自体
は公知の仕方で（たとえば電子的手段により）開口、湾
曲および能動的受信面の重み関数（Ｂｅｌｅｇｕｎｇｓ
ｆｕｎｋｔｉｏｎ）により設定または決定され得る。

このような仕方では１つの走査行（像行）に沿う各深度
点に、斜め走査の結果として通常の方法の場合よりも大
きい１つの特定の開口が対応付けられている。公知のよ
うに、超音波装置内の分解能は、開口が大きいほど大き
い。この方法は、１つの深度範囲に対応付けられている
開口の完全利用を可能にし、従って像表示の際に改善さ
れた分解能を与える。

その際、個々の開口段階内で方向特性がそれぞれ、直線
状の走査行上の有効開口がそれぞれ同一の角度のもとに
０眺める（ｓｃｈａｕｅｎ）”ように設定されることは
好ましい。それによって全走査深度を経てほぼ一定の集
束度、すなわち一定のＦ値が生ずる。

その際、分解能は深度に無関係に、すなわち一定に設定
可能である。

本発明の１つの実施態様によれば、１つの走査行に沿う
受信の際に開口に、たとえばガウス分布関数または傾い
た、すなわち非対称なくたとえばガウス関数に類似の）
関数に従って構成されている１つの開口重み関数（Ａｐ
ｅｒｔｕｒｂｅｌｅｇｕｎｇ）　　（″シェーディング
）が対応付けられている。その際、この開口重み関数は
受信されたエコー信号の重みに関する１つの尺度である
。開口重み関数を適当に選定すれば、超音波像がほぼサ
イドローブ−アーティファクトなしに得られる。

本方法を実施するための装置は、本発明によれば、各超
音波変換器素子の後に１つの固有の深度等化増幅器が接
続されており、その出力信号がそれぞれ対応付けられて
いるスイッチング装置に与えられており、このスイッチ
ング装置が各走査行に対する１つの制御装置の制御下に
次々と複数個の開口を設定し、各スイッチング装置の後
に信号遅延のための１つの構成要素が接続されており、
この構成要素がそれぞれ各開口に対する制御装置の制御
下に１つの付属の湾曲を設定し、また信号遅延のための
構成要素の出力信号が１つの加算要素に導かれており、
その出力信号が信号処理要素により１つの像信号に変換
可能であることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。

第１図によれば、１つの対象物の超音波走査のために、
相並んで位置する多数（Ｎ）個の超音波変換器素子２を
有する１つの超音波ヘッドが設けられている。たとえば
全体でＮ＝２°７＝１２８個の超音波変換器素子２が並
列に相並んで設けられていてよい。こうして、これらの
超音波変換器素子２は、たとえば８ａｍの長さであって
よい１つのリニアアレーの構成要素である。第２図によ
れば、個々の超音波変換器素子２の幅すは８０１ｍ／１
２８＝０．６２５＋＋ｎである。たとえば３．５　Ｍ　
Ｈｚの超音波周波数では、この幅は１波長のほぼ１．５
倍に相当する。並列スキャナの左端に置かれている超音
波変換器素子は２１で、また右端に置かれている超音波
変換器素子は２Ｎで示されている。

ここに使用されている受信方法を説明するため、先行の
送信の際には小さい開口、すなわち少数の超音波変換器
素子２の群が左から初めて右へ順次にスイッチオンされ
るものとする。その際、左側には変換器素子における１
つの小さい突出部（υｂｅｒｓ　ｔａｎｄ）が走査幅と
向かい合って存在していてよい。各送信パルスの際には
超音波変換器素子２における所与の群のみがスイッチオ
ンされており・またこの群が各送信パルスの後に且つそ
の結果としてのエコー信号の受信の後に１ステツプずつ
右方に移動する。その際、先ず第１の走査行または像行
Ｚ１に沿って１つの送信パルスが出射されるものとする
。その直後に、検査すべき対象物の異なる深度範囲から
生ずるエコー信号が本発明の方法により選択された超音
波変換器素子２によりこの走査行Ｚ１に沿って受信され
、且つ１つの信号処理装置内で処理される。その際、さ
らに、第１の走査行または像行Ｚｌは左側に置かれてい
る縁杆と同一であるものとする。その後に走査行は１ス
テツプずつ右方に移動する。

走査行Ｚ１に沿う受信の際には、増大する開口および所
与の受信方向特性により動作される。すなわち、所望の
直線状の走査行Ｚ１をほぼ近似するジグザグ状の走査曲
線が生ずる。これは３つの任意に取り出された深度範囲
に対して第１図中に記入されている。３つの深度範囲は
Δｔ１、Δｔ２およびΔｔ３で示されている。第１図中
の図示と異なり、これらの深度範囲Δｔ１、Δｔ２およ
びΔｔ３は実際には、走査される全深度範囲と比較して
はるかに小さい。なぜならば、肝要なことはそれぞれ中
心部に置かれている対象点■、■および■をできるかぎ
り良好に捕捉することであるからである。受信中の走査
の際には実際には個々の走査される深度範囲は、図示と
異なり、直接に並び合っている。しかし、第１図中には
、図面を見易くするために、離して図示されている。

走査行Ｚ１に沿う受信走査の開始時には小さい開口によ
り動作される。これは超音波ヘッドの左縁における開口
ＡＩにより図示されている。その際、開口ＡＩは左縁素
子２１を含んでいる。明らかなように、開口Ａｌ内では
比較的少数の素子２しか能動化されていない。超音波装
置の電気的集束は公知の電子的手段により湾曲に１に相
応して設定されて、いる。その際、湾曲に１は中心点と
しての対象点Ｉの回りの１つの円の一部分である。

その際、湾曲断片に１の各個の超音波変換器素子２１（
ｉ＝１・・・Ｎ）の間隔はそれぞれこの素子２、の設定
された遅延時間に相当する。左側に置かれている縁杆Ｚ
１の走査のために第１の超音波変換器素子２１が受信の
際に最大の遅延を受け、他の右側に置かれている素子は
その受信信号に、線素子２１からの間隔の増大と共に減
少する遅延を加算の際に受けることは注目すべきである
。こうして、超音波ヘッドを対象物■に集束させること
ができる。

所与の湾曲に１を有する受信は、所与の深度ｔ１１から
のエコー信号が入射するとき開始され、また受信は、所
与の深度ｔ１２からのエコー信号が入射しているとき中
断される。その際、超音波ヘッドは対象点Ｉに集束した
状態に留まる。これは、それ自体は公知の仕方で、相応
の方向特性を予め与えることにより達成される。こうし
てスイッチオン継続時間中は走査行Ｚ１の方向ではなく
、それに対して斜めに線Ｌ１に沿って受信される。スイ
ッチオン時間中に走査される範囲は実線で記入されてい
る斜めの区間Ｓ１により与えられている。

受信走査は次いで、範囲Δｔ１に続く深度範囲により継
続される。図面を見易くするため、第１図中には別の離
れた深度範囲Δｔ２が記入されている。この深度範囲Δ
ｔ２には１つの拡大された開口Ａ２、すなわち一層大き
な数または群の同時に能動化された超音波変換器素子が
相当し、その際に再び左縁素子２１が含まれている。能
動的開口の重心は走査方向に、すなわち右方に超音波変
換器素子２を経て移動していると言うことができる。拡
大された開口Ａ２には再び、能動的超音波素子により受
信され且つ次いで加算される超音波エコー信号の時間遅
れの他の設定が相当する。これは湾曲に２により示され
ている。ここでも、左側に置かれている線素子２１は最
大の時間遅延を受け、今やスイッチオンされている群の
他の右側に置かれている超音波素子２は、右側に位置す
るものほど小さい時間遅延を受ける。開口Ａ２は、超音
波アレーが一層深い位置に置がれている対象点■上に集
束するように選定されている。この開口Ａ２は、前記の
ように、所与の深度ｔ２１からのエコー信号が到来すれ
ば直らに能動化される。

この開口Ａ２による受信は、所与の一層深い深度範囲ｔ
２２からのエコー信号が能動化された超音波変換器素子
２上に到来すれば直ちに中断される。すなわち、能動化
時間中は、選択された方向特性の結果として、斜めの線
Ｌ２に沿う走査が、一層詳細には関心のある対象点■を
含んでいる区間Ｓ２に沿ってのみ行われる。また再び走
査が、走査行Ｚ１に沿う走査の代わりに、それに対して
斜めの走査が、一層詳細には区間Ｓ２に沿って深度ｔ２
１とｔ２２との間で行われる。

このステップ状で斜めの走査は間隙なしに走査行Ｚ１に
沿って、一層詳細にはジグザグ状の走査曲線が生ずるよ
うに継続する。これは第２図中に示されている。

第１図中には、最大深度に置かれている対象点■の受信
走査がどのように行われるかも記入されている。この対
象点■を走査するためには、すべての超音波変換器素子
２１、・・・２．・・・２Ｎが能動化されている。開口
は、この場合、Ａ３で示されている。対象点■上への集
束のためには個々の能動化された素子２ト・・・２１・
・・２Ｎにより受信された超音波エコー信号が湾曲に３
を有する１つの円弧に相応して時間的にａ延させられる
。次いで集束は１つの斜めの線Ｌ３に沿って行われ、そ
のうち信号評価のために実際には、対象点■を含んでい
る区間Ｓ３のみが利用される。

直線状の走査行Ｚ１上のまさに有効な各開口Ａ１、Ａ２
、Ａ３がほぼ同一の角度のもとに“眺める”ことは強調
されるべきである。

第１図中に示されている走査方法の結果は深度に無関係
に一定な分解能である。その際、特記すべきことは、開
口Ａおよび湾曲にの連動（Ｍｉｔｌａｕｆｅｎ）により
生ずる１つのジグザグ線により走査行Ｚ１が近似される
ことである。

同一の仕方で、並列に右側に並んで位置する第２の走査
行Ｚ２（図示せず）の近似も行われる。

送信後に、この場合にも再び、走査行Ｚ２のジグザグ状
の近似が行われる。全く同様にして走査行Ｚ、・（ｉ＝
１・・・Ｎ）の走査も行われる。

個々の深度範囲Δｔが機械的且つ電気的観点での超音波
ヘッドのディメンジョニングの選定により十分に小さく
選定されれば、各個の走査行または像行ｚｉ　　（ｉ＝
１ないしＮ）内で最大可能な開口Ａが利用されるという
利点が得られる。このことは高い分解能を有する超音波
像が得られることに通ずる。

第１図によれば、湾曲の組に１、Ｋ２、Ｋ３の代わりに
、湾曲に３の左側開始点ですべて開始する湾曲の組Ｋｌ
　’、Ｋ２’、Ｋ３が使用され得る。その際、湾曲Ｋｌ
’およびに２’は鎖線で記入されている。Ｚ１以外の走
査行に対して湾曲の共通開始点は同じくアレー上の走査
行の位置に置かれる。湾曲の組ＫＬ　’、Ｋ２　’、Ｋ
３は、遅延要素のための装置費用および座標表示内の遅
延時間測定の変換が減ぜられるという利点を有する。

第１図中には左の走査行または像行Ｚ１に対して、対象
点■の走査のための縁ビームＲが記入されている。これ
は右の縁杆Ｚｎに対して角度Ｔだけ傾けられている。計
算の結果、この角度Ｔは超音波ヘッドの前記のディメン
ジョニングにおいて２２°であってよいことが示されて
いる。

第２図には、個々の超音波変換器素子２１、・・・２ビ
・・２Ｎの幅に関するい（つかの考察が示されている。

１つの個別素子２、たとえば右縁素子２８を考察すると
、その幅すは“グレーティング・ローブの抑制のために
小さくなければならないことが知られている。最も望ま
しいのはλ／２　（λは波長）の値である。しかし、ｂ
　＝　１．５λの値が（比較的わずかな揺動を有する）
並列走査に対しては十分であることが示されている。さ
らに留意すべきことは、個別超音波変換器素子２Ｎの固
有方向作用が、斜めに入射する超音波ビームを受信し得
るように抑制されていなければならないことである。考
察の結果、（ジグザグ用失が考慮され、はぼ全波長に相
当する０、　４５　龍の幅が生じている）前記のディメ
ンジョニングにおいては約３ｄＢの強度低下が角度β＝
２７°において生ずることが知られている。換言すれば
、第１図中に記入されている角度γ　（前記のように２
２°であってよい）においては線素子２Ｎの強度低下は
３ｄＢ以上であってはならず、このことは、この線素子
が３．５　Ｍ　Ｉｌｚにおいて１．０λの幅を有するな
らば保証されている。４ＭＨｚにおいては３ｄＢの強度
低下がｂ　＝　０．４１の素子幅において得られる。

中央杆、すなわち素子２Ｎ／２の場所における行では、
ジグザグ状の曲線経過なしの対称なアンテナが生ずる。

第３図には、第１図中の要素と同一の要素および同一作
用の要素に対しては同一の参照符号が付されている。第
３図には直線状の走査行Ｚ１のジグザグ状の近似が詳細
に示されており、参照符号Ｚｌ’を付されている。表示
すべき像行Ｚｌ　　（ｉ＝１・・・Ｎ）は、この場合に
も、各送信パルスの後に走査方向に、すなわち右方に１
ステツプずつ移動する。

第３図で注目すべきことは、各開口Ａ１、Ａ２およびＡ
３に対応付けられている湾曲に１、Ｋ２またはに３が開
口重み関数Ｂ１、Ｂ２またはＢ３を付されていることで
ある。専門用語でときどき“シェーディングまたは“ア
ポダイジングとも呼ばれるこのような開口重み関数は、
１つの対象点１、■または■の走査の際に能動化された
超音波変換器素子２により受信されたエコー信号が異な
る重み付けをされて加算されることに通ずる。重み付け
、従ってまた開口重み関数Ｂ１、Ｂ２またはＢ３の形態
は実際の要求にかなっている。

図示されているように、両側に１つの緩い準連続的移行
を有するそれぞれ１つの関数が選定されることは有利で
ある。この開口重み関数８１、Ｂ２またはＢ３の使用は
、繰作用により方形重み関数においては生ずるであろう
サイドローブの抑制に通ずる。

第３図に示されている左縁杆Ｚ１に対する開口重み関数
Ｂ１、Ｂ２またはＢ３において特に強調すべきことは、
非対称な１シエーデイングが生ずることである。換言す
れば、感度ローブの重心はそれぞれ湾曲に１、Ｋ２また
はに３の中心に位置せず、左方にずらされていることで
ある。それによって、走査の際の切換の数を対称な“シ
ェーディングの際よりも小さくすることができる。

他の像行２．には他の開口重み関数が対応付けられてい
てよい。

開口連動の結果として、最大走査深度ではすべての存在
するｎ＝１２８個の超音波変換器素子２が常に同時に問
い合わされ、従ってまた常に機能している。（第１図の
開口連動はその他の点では直角状の可変の開口重み関数
としても解釈され得る。）　異なる開口重み関数により
個々の超音波変換器素子２の寄与は異なって重み付けさ
れる。

こうして、それぞれ開口の右側に位置する素子の開口Ａ
１およびＡ２における信号寄与は考慮されない。これは
開口連動または開口重み関数の作用として解釈され得る
。

第３図に示されている実施例では、こうして走査行Ｚ１
が１つのジグザグ状の走査曲線Ｚｌ’により、一層詳細
には開ロＡ、湾曲におよび開口重み関数Ｂの連動により
近似される。同様なことが他の走査行ｚｉ　　（ｉ＝１
・・・Ｎ）に対してもあてはまる。

再び言及すべきこととして、左縁杆Ｚ１の走査の際には
１つの小さい（図示されていない）突出部が左縁におけ
る超音波変換器素子２に存在していてよい。これは、場
合によっては、１つの個別超音波変換器素子の幅よりも
大きい１つの開口において送信時に垂直に出射し得るよ
うにするために必要である。

リニアアレーによる従来の技術では、同一の像領域幅お
よび同一の開口において第１図および第３図の実施例に
くらべて２倍の長さのアレーを必要としよう。すなわち
、両側に１つの半アレーを突出部として必要としよう。

さらに指摘すべきこととして、超音波アレーは超音波変
換器素子から成る１つのマトリックスを有する多重行ア
レーまたは面状アレーとして構成されていてもよい。そ
の場合、走査方向に対して垂直な集束を行うこともでき
る。

第４図には、第３図で説明した方法を実施するだめの装
置の１つの実施例が示されている。この装置には同じく
たとえばＮ＝１２８個の超音波変換器素子２が設けられ
ている。通常の仕方で、これらは送信時に１つの送信器
６から送信信号を与えられる。送信器６と同じく超音波
変換器素子２に接続されている１つの受信器８との間に
（図示されていない）通常の減結合要素が接続されてい
る。

各１つの超音波変換器素子２により受信された超音波エ
コー信号は１つの固有のＴＧＣまたは深度等化増幅器１
０に導かれる。個々の深度等化増幅器１０は、同一の反
射の際に大きい深度からのエコー信号が小さい深度から
のエコー信号と同一の振幅を得るようにする。こうして
一種のレベル正規化が行われる。同時に一種のダイナミ
ックス局附が達成される。すなわち、受信されたエコー
信号に対してダイナミックスレンジは、後続の構成要素
を考慮に入れて、５０ｄＢで十分であることが示されて
いる。

Ｎ＝１２８個の深度等化増幅器１０では、これらが同期
して動作するように注意すべきである。

これはたとえば、同一の製造ロフトからの同一に構成さ
れたＩＣを使用することにより達成され得る。さらに、
すべての深度等化増幅器１０を使用前または使用時に同
一の感度に合わせることができる。これは自動的に行わ
れ得る。

深度等化増幅器１０から導き出された出力信号の各々は
１つの固有のスイッチング装置１２に供給される。これ
らのスイッチング装置１２の各々は本質的に１つの制御
装置、好ましくは１つのマイクロプロセッサ１４の制御
下にある１つのスイッチである。スイッチング装置１２
の切換位置はそれぞれ選択される開口を決定する。

スイッチング装置１２を通過した出力信号はそれぞれ、
同じ（マイクロプロセッサ１４により制御される設定可
能な構成要素１６および１８に供給される。これらの構
成要素１６．１８はそれぞれ必要とされる湾曲Ｋを実現
する。構成要素１８は特に設定可能な遅延要素であり、
各像行Ｚｉ内の集束の目的で湾曲Ｋを設定する役割をす
る。１０μｓの遅延時間がわずかな費用で実現可能であ
ることが示されている。しかし、さらに費用を低減する
ため、それ自体は公知の混合技術が使用され得る。すな
わち、構成要素１６は周波数ｆを混合する混合要素であ
ってよい。たとえば、このような混合技術により、たと
えば２ないし５Ｍ１（ｚの関心のある周波数帯がＯない
し３ＭＨｚの周波数帯に、または直角技術ではＯないし
１．５ＭＨｚの２チヤネルに下方シフトされ得る。構成
要素１６．１８はたとえば約３０ＭＨｚの範囲の高いほ
うの周波数への混合を行うように構成されていてもよい
。この場合には、遅延の設定を行う追加的な表面音響デ
バイスが使用される。

構成要素１８から出力される出力信号は、同じくマイク
ロプロセッサ１４の制御下にあるそれぞれ１つの重み付
は用構成要素２０に導かれる。これらの重み付は用構成
要素２０は、それぞれの開口重み関数を実現する役割を
する。原理的には重み付は用構成要素２０は、それぞれ
の開口に対する所与の重み関数Ｂに従ってマイクロプロ
セッサ１４により抵抗値を変更される可変抵抗であって
よい。換言すれば、重み付は用構成要素２０は感度重み
付けまたは“シェーディングを発生する。また、重み付
は用構成要素２０はたとえば第１図および第３図中で重
み関数ＢｌおよびＢ２において望ましくない（右側に置
かれている）超音波素子を不能動化する役割をもし得る
。この場合、スイッチ１２は省略され得る。

こうして処理された個々のエコー信号は個々の重み付は
用構成要素２０から１つの加算要素２２に与えられ、そ
こで加算または重畳される。加算要素２２内で重畳され
た信号は次いで公知の仕方で１つの復調器に、また続い
て１つのアナログ−ディジタル変換器２６に導かれる。

次いで爾後の処理が通常の仕方で行われて、１つの像信
号が発生され、それが１つの像表示または像記録装置に
与えられる。

図示の例と異なり、加算要素２２の出力信号は先ず高周
波信号として１つのアナログ−ディジタル変換器に与え
られ、それから次いで整流された信号が得られ、この信
号がディジタル低域通過フィルタ内で爾後処理されても
よい。この種の信号処理もそれ自体は公知である。この
場合、一層大きなグイナミソクスが得られるという利点
が生ずる。

以上に説明した方法は並列走査のみではなく台形走査の
実現にも使用され得る。台形の両縁範囲内でそれぞれ直
線状の走査行が比較的少数のジグザグ状ステップで近似
され得る。

〔発明の効果〕

従来の方法にくらべて、以上に説明した方法の利点は下
記のように要約される。アレーの全長が“能動的開口”
になり、また公知の走査、すなわら走査の目的でのシフ
トが音場の重心線または受信方向特性の揺動およびシフ
トの組み合わせにより置換される。開口連動が深度に無
関係な分解能、すなわち一定のＦ数を可能にし、また好
ましくは非対称な開口重み関数が有害なサイドローブを
抑制する。こうして、アレー−Ｂスキャナにおいて位置
分解能を高め得る。同時に、深度座標に対する位置分解
能の依存性が減ぜられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１つの走査行に沿う走査の際に開口が連動する
並列スキャナによる超音波走査方法の概要図、第２図は
第１図中の一部分を示す部分図、第３図は連動する開口
に１つの所与の開口重み関数が対応付けられている、第
１図による方法のもう１つの実施例の概要図、第４図は
第３図に示されている方法を実施するための装置の回路
図である。２・・・超音波変換器素子、６・・・送信器、８・・・
受信器、１０・・・深度等化増幅器、１２・・・スイッ
チング装置、１４・・・マイクロプロセッサ、１６・・
・周波数混合要素、１８・・・設定可能遅延要素、２０
・・・重み付は用構成要素、２２・・・加算要素、２４
・・・復調器、２６・・・アナログ−ディジクル変換器
、Ａ・・・開口、Ｂ・・・開口重み関数、Ｋ・・・湾曲
、Ｒ・・・縁ビーム、Ｚ・・・走査行

Claims

【特許請求の範囲】１）相並んで位置する多数の超音波変換器素子を有する
１つの超音波ヘッドにより１つの対象物を走査するため
の方法であって、受信の際に１つの直線状の走査行に沿
って次々と異なる数の超音波変換器素子が能動化され、
またそれによって異なる深度範囲からの受信用として設
定される方法において、１つの走査行（Ｚ１）に沿う受
信の際に開口（Ａ１、Ａ２、Ａ３）が段階的に拡大され
、その際に開口（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の重心が走査方向
に超音波ヘッドの超音波変換器素子（２＿１ないし２＿
Ｎ）を経て移動し、またその際にそのつどの能動的開口
（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の方向特性が、直線状の走査行（
Ｚ１）をほぼ近似するジグザグ状の走査曲線（Ｚｉ）が
生ずるように設定され、その際に対象物内の最大の走査
深度ではすべての超音波変換器素子（２＿１ないし２＿
Ｎ）が受信用に切換えられていることを特徴とする超音
波走査方法。２）１つの走査行（Ｚｉ）に沿う受信の際に湾曲（Ｋ１
、Ｋ２、Ｋ３）が開口（Ａ１、Ａ２、Ａ３）に連動し、
その際に各湾曲（Ｋ）に、受信されたエコー信号の重み
付けられた和の１つの尺度である１つの開口重み関数（
Ｂ）が対応付けられていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の方法。３）超音波ヘッドの中心の外側に位置する走査行（Ｚｉ
）の走査の際には開口重み関数（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）が
非対称であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の方法。４）開口重み関数（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）が近似的に連続
な関数であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
載の方法。５）最も深い深度範囲内の並列走査の際には開口（Ａ３
）が、縁ビーム（Ｒ）が超音波ヘッドの法線方向から２
５°以上偏差しないように設定されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
に記載の方法。６）相並んで位置する多数の超音波変換器素子を有する
１つの超音波ヘッドにより１つの対象物を走査するため
の装置であって、受信の際に１つの直線状の走査行に沿
って次々と異なる数の超音波変換器素子が能動化され、
またそれによって異なる深度範囲からの受信用として設
定される装置において、各超音波変換器素子（２）の後
に１つの固有の深度等化増幅器（１０）が接続されてお
り、その出力信号がそれぞれ対応付けられているスイッ
チング装置（１２）に与えられており、このスイッチン
グ装置（１２）が各走査行（Ｚｉ）に対する１つの制御
装置（１４）の制御下に次々と複数個の開口（Ａ）を設
定し、各スイッチング装置（１２）の後に信号遅延のた
めの１つの構成要素（１６、１８）が接続されており、
この構成要素（１６、１８）がそれぞれ各開口（Ａ）に
対する制御装置（１４）の制御下に１つの付属の湾曲（
Ｋ）を設定し、また信号遅延のための構成要素（１６、
１８）の出力信号が１つの加算要素（２２）に導かれて
おり、その出力信号が信号処理要素（２４、２６）によ
り１つの像信号に変換可能であることを特徴とする超音
波走査装置。７）信号遅延のための各構成要素（１６、１８）と加算
要素（２２）との間にそれぞれ１つの重み関数設定要素
（２０）が接続されており、この重み関数設定要素（２
０）が各開口（Ａ）に対する制御装置（１４）の制御下
に１つの付属の開口重み関数（Ｂ）を設定することを特
徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。８）信号遅延のための各構成要素（１６、１８）が周波
数混合の原理に従って動作することを特徴とする特許請
求の範囲第６項または第７項記載の装置。９）制御装置（１４）が１つのマイクロプロセッサであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第８項
のいずれか１項に記載の装置。