JPS6238357A - 超音波探触子の送信パルスの重み付け法 - Google Patents
超音波探触子の送信パルスの重み付け法Info
- Publication number
- JPS6238357A JPS6238357A JP60177388A JP17738885A JPS6238357A JP S6238357 A JPS6238357 A JP S6238357A JP 60177388 A JP60177388 A JP 60177388A JP 17738885 A JP17738885 A JP 17738885A JP S6238357 A JPS6238357 A JP S6238357A
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- Japan
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- pulse width
- pulse
- piezoelectric elements
- circuit
- pzt
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アレイ型超音波探触子の各素子に加える送信
パルスの重み付け方法に関する。
パルスの重み付け方法に関する。
超音波診断装置では被検体に超音波を送出し、その反射
波を受信して診断を行なうが、その超音波送受信に用い
る探触子（送、受信器）には圧電素子を複数個配列し、
各素子の駆動態様を変えてサイドロープの低減、ビーム
収束、又は電子的走査を行なうものがある。即ち胸部診
断などでは超音波ビームを扇形に走査することが行なわ
れるが、送信時について説明すると、これは複数個の圧
電素子を配列した探触子（アレイ型探触子）の各素子に
加えるパルス電圧に遅延時間差を持たせることにより電
子的に行なうことができ、またビーム収束は開口の中央
の素子に加えるパルス電圧に、両端部素子に加えるパル
ス電圧より大きな遅延時間を持たせることにより行なう
ことができる。
波を受信して診断を行なうが、その超音波送受信に用い
る探触子（送、受信器）には圧電素子を複数個配列し、
各素子の駆動態様を変えてサイドロープの低減、ビーム
収束、又は電子的走査を行なうものがある。即ち胸部診
断などでは超音波ビームを扇形に走査することが行なわ
れるが、送信時について説明すると、これは複数個の圧
電素子を配列した探触子（アレイ型探触子）の各素子に
加えるパルス電圧に遅延時間差を持たせることにより電
子的に行なうことができ、またビーム収束は開口の中央
の素子に加えるパルス電圧に、両端部素子に加えるパル
ス電圧より大きな遅延時間を持たせることにより行なう
ことができる。
探触子にパルス電圧を加えて超音波パルスを発生させ、
超音波送出方向（Ｙ軸方向とする）と直角な方向（Ｘ軸
方向、アレイ型探触子なら素子配列方向）の音圧分布を
求めると第３図の如くなり、メインローブＭＬの他に多
数のサイドロープＳＬが生じる。このサイドロープＳＬ
は、単一の圧電素子からなる探触子では実線曲線の如（
メインロープＭＬに対して可成り大きい。探触子をリニ
アアレイ型にし、各圧電素子に加える電圧を開口中央で
大、両端に行くに従って小にすると、点線曲線で示すよ
うにサイドローブが小になる。
超音波送出方向（Ｙ軸方向とする）と直角な方向（Ｘ軸
方向、アレイ型探触子なら素子配列方向）の音圧分布を
求めると第３図の如くなり、メインローブＭＬの他に多
数のサイドロープＳＬが生じる。このサイドロープＳＬ
は、単一の圧電素子からなる探触子では実線曲線の如（
メインロープＭＬに対して可成り大きい。探触子をリニ
アアレイ型にし、各圧電素子に加える電圧を開口中央で
大、両端に行くに従って小にすると、点線曲線で示すよ
うにサイドローブが小になる。
第４図はか−るサイドローブ低減対策を施した超音波送
信部の構成例を示し、１０はアレイ型探触子で複数子の
圧電素子ＰＺＴを配列してなる。
信部の構成例を示し、１０はアレイ型探触子で複数子の
圧電素子ＰＺＴを配列してなる。
１２はパルサ一群で、駆動電圧発生回路１８からの駆動
電圧を受けて圧電素子ＰＺＴに加えるパルスＰを発生す
る。パルスＰの電圧振幅Ｅｐはグラフ２０に示すように
、アレイ （開口）の中央の素子に加わるものが大で、
端になる程小、である。
電圧を受けて圧電素子ＰＺＴに加えるパルスＰを発生す
る。パルスＰの電圧振幅Ｅｐはグラフ２０に示すように
、アレイ （開口）の中央の素子に加わるものが大で、
端になる程小、である。
１４は遅延回路群で、送信制御回路１６からの信号を受
け、各パルサーが出力するパルスＰの発生タイミングを
制御し、超音波ビームの収束または電子的走査を行なう
。図示のようにパルサー及び遅延回路は各圧電素子毎に
設けられ、圧電素子数が例えば４５であれば、パルサー
及び遅延回路は各々４５個設けられる。
け、各パルサーが出力するパルスＰの発生タイミングを
制御し、超音波ビームの収束または電子的走査を行なう
。図示のようにパルサー及び遅延回路は各圧電素子毎に
設けられ、圧電素子数が例えば４５であれば、パルサー
及び遅延回路は各々４５個設けられる。
各圧電素子に加える電圧は１００Ｖ前後とかなり高電圧
であり、電流量も多い。これを各素子の位置に応じて電
圧振幅を制御するのは、素子数の多いことと相俟って可
成り厄介であり、回路規模の簡素化、小型化が難しい。
であり、電流量も多い。これを各素子の位置に応じて電
圧振幅を制御するのは、素子数の多いことと相俟って可
成り厄介であり、回路規模の簡素化、小型化が難しい。
ところで第５図に示すパルス幅２Ｔｏ、パルス振幅Ａの
パルスは周波数軸上では第６図の如くなり、これよりパ
ルス幅２Ｔｏが大であると振幅２Ａ Ｔ ｏが大となり
、周波数帯域は狭くなる。又パルス幅が小であるとこの
逆になることが分る。従ってパルス幅を変えれば、おる
関心周波数ｆ１ における振幅を変えることができ、電
圧を変えたと等価な結果を得ることができる。第７図は
これを説明する図で、ＴｏをＴＩ、Ｔ２．・・・・・・
（Ｔｏ＞−Ｔ Ｉ＞ Ｔ ２・・・・・・）に変えると
関心周波数ｆ１ における振幅がＡｏ、Ａ ＋、Ａ２．
・・・・・・と変る様子を示す。
パルスは周波数軸上では第６図の如くなり、これよりパ
ルス幅２Ｔｏが大であると振幅２Ａ Ｔ ｏが大となり
、周波数帯域は狭くなる。又パルス幅が小であるとこの
逆になることが分る。従ってパルス幅を変えれば、おる
関心周波数ｆ１ における振幅を変えることができ、電
圧を変えたと等価な結果を得ることができる。第７図は
これを説明する図で、ＴｏをＴＩ、Ｔ２．・・・・・・
（Ｔｏ＞−Ｔ Ｉ＞ Ｔ ２・・・・・・）に変えると
関心周波数ｆ１ における振幅がＡｏ、Ａ ＋、Ａ２．
・・・・・・と変る様子を示す。
サイドロープの低減に電圧による重み付けを行なうと送
信部の回路構成の簡素化、小型化が果せない。そこで本
発明は回路構成の簡素化、小型化が図れる、サイドロー
ブを低減した超音波を得るための重み付け法を提供しよ
うとするものである。
信部の回路構成の簡素化、小型化が果せない。そこで本
発明は回路構成の簡素化、小型化が図れる、サイドロー
ブを低減した超音波を得るための重み付け法を提供しよ
うとするものである。
本発明は、複数個の圧電素子を配列してなるアレイ型超
音波探触子の個々の該圧電素子に加える送信パルスの重
み付け法において、該圧電素子に加える送信パルスの幅
を、開口の両端に近い圧電素子ほど狭く、中央に行くほ
ど広くなるようにして、パルス幅による重み付けを行な
うことを特徴とするものである。
音波探触子の個々の該圧電素子に加える送信パルスの重
み付け法において、該圧電素子に加える送信パルスの幅
を、開口の両端に近い圧電素子ほど狭く、中央に行くほ
ど広くなるようにして、パルス幅による重み付けを行な
うことを特徴とするものである。
パルス幅制御なら小電力で振幅制御が可能となり、回路
構成は小型になる。幅制御すると周波数帯域も変わるが
、中央の素子に与える広幅パルスの周波数が中心周波数
例えば３．５ Ｍ Ｈｚに対し十分な帯域幅を持つよう
にすれば中央以外の素子に加えるパルスはこれより幅が
狭いから、さらに広い周波数帯域を持ち、中心周波数に
対し帯域は十分満足される。
構成は小型になる。幅制御すると周波数帯域も変わるが
、中央の素子に与える広幅パルスの周波数が中心周波数
例えば３．５ Ｍ Ｈｚに対し十分な帯域幅を持つよう
にすれば中央以外の素子に加えるパルスはこれより幅が
狭いから、さらに広い周波数帯域を持ち、中心周波数に
対し帯域は十分満足される。
第１図は本発明の実施例を示す。第４図と同様に１０は
アレイ型探触子で、複数個の圧電素子ＰＺＴを配列して
なる。１２はパルサ一群で、圧電素子ＰＺＴに加えるパ
ルスＰを発生する。パルスＰは探触子（開口）の中央の
圧電素子に加わるものは幅が広く、探触子の端の圧電素
子に加わるものは幅が狭い。このようなパルス幅制御は
回路２２により行なう、遅延回路群１４は超音波ビーム
の集束用又は電子的走査用であり、送信制御回路１６は
遅延回路およびパルス幅制御回路に信号を与えて、パル
ス発生タイミング、遅延時間およびパルス幅の制御を行
なう。
アレイ型探触子で、複数個の圧電素子ＰＺＴを配列して
なる。１２はパルサ一群で、圧電素子ＰＺＴに加えるパ
ルスＰを発生する。パルスＰは探触子（開口）の中央の
圧電素子に加わるものは幅が広く、探触子の端の圧電素
子に加わるものは幅が狭い。このようなパルス幅制御は
回路２２により行なう、遅延回路群１４は超音波ビーム
の集束用又は電子的走査用であり、送信制御回路１６は
遅延回路およびパルス幅制御回路に信号を与えて、パル
ス発生タイミング、遅延時間およびパルス幅の制御を行
なう。
パルス幅制御は遅延回路とアンドゲートを用いて行なう
ことができる。第２図はこれを説明する図で、２２ａは
該遅延回路（１４とは異なる）、２２ｂはアンドゲート
である。幅Ｗの入力パルスＰｉｎがアンドゲート２２ｂ
の一方の入力端に直接入り、また遅延時間τの遅延回路
２２ａを介して他方の入力端に入り、該アンドゲート２
２ｂは幅Ｗ−τのパルスＰｏｕｔを出力する。このよう
にすれば、遅延回路１４の周波数特性は従来のものと同
程度で良い。又遅延時間τは送信制御回路１６が設定す
る遅延量に応じて遅延回路２２ａの遅延量が変化するよ
うにすれば良い。出力パルス幅Ｗ−τはサイドローブが
低減するように設定する。
ことができる。第２図はこれを説明する図で、２２ａは
該遅延回路（１４とは異なる）、２２ｂはアンドゲート
である。幅Ｗの入力パルスＰｉｎがアンドゲート２２ｂ
の一方の入力端に直接入り、また遅延時間τの遅延回路
２２ａを介して他方の入力端に入り、該アンドゲート２
２ｂは幅Ｗ−τのパルスＰｏｕｔを出力する。このよう
にすれば、遅延回路１４の周波数特性は従来のものと同
程度で良い。又遅延時間τは送信制御回路１６が設定す
る遅延量に応じて遅延回路２２ａの遅延量が変化するよ
うにすれば良い。出力パルス幅Ｗ−τはサイドローブが
低減するように設定する。
超音波診断では単発パルスを送信する他、２パルス以上
を送信することもある（目的物が遠距離にある場合にこ
の方式が用いられる）が、本発明はいずれにも適用でき
る。
を送信することもある（目的物が遠距離にある場合にこ
の方式が用いられる）が、本発明はいずれにも適用でき
る。
本発明ではパルス幅制御をし、パルス振幅制御はしない
ので、パルサーはスイッチング回路を用い、そのオン期
間を制御信号（回路２２からの）により制御すればよい
。振幅制御の場合にはパルサーにアナログ回路を用い、
制御信号によりアナログ的に電圧制御をしなければなら
ないので制御素子は大電力になり、回路構成のコンパク
ト化が困難である。
ので、パルサーはスイッチング回路を用い、そのオン期
間を制御信号（回路２２からの）により制御すればよい
。振幅制御の場合にはパルサーにアナログ回路を用い、
制御信号によりアナログ的に電圧制御をしなければなら
ないので制御素子は大電力になり、回路構成のコンパク
ト化が困難である。
本実施例では超音波ビームの集束又は走査は、遅延回路
１４とパルス幅制御回路２２のディレィ量の組合せによ
り行われる。
１４とパルス幅制御回路２２のディレィ量の組合せによ
り行われる。
サイドローブ低域のための電圧制御は１：４程度（中央
が４、端部が１）で十分であり、パルス幅制御も同様で
、中央を４とすれば端部は１程度のパルス幅比で良い。
が４、端部が１）で十分であり、パルス幅制御も同様で
、中央を４とすれば端部は１程度のパルス幅比で良い。
以上説明したように本発明によればパルス幅制御で重み
付けし、サイドローブを低減するので送信回路を小型化
、小電力化することができる。またパルス幅を狭くする
重み付けではパルスの短縮化によるサイドローブ低減効
果もある。
付けし、サイドローブを低減するので送信回路を小型化
、小電力化することができる。またパルス幅を狭くする
重み付けではパルスの短縮化によるサイドローブ低減効
果もある。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図はパ
ルス幅制御回路の説明図、第３図はサイドローブの説明
図、第４図は振幅制御を行う超音波送信部の構成を示す
ブロック図、第５図〜第７図はパルス幅制御による振幅
制御の説明図である。 図面でＰＺＴは圧電素子、１０は探触子、２２はパルス
幅制御回路である。
ルス幅制御回路の説明図、第３図はサイドローブの説明
図、第４図は振幅制御を行う超音波送信部の構成を示す
ブロック図、第５図〜第７図はパルス幅制御による振幅
制御の説明図である。 図面でＰＺＴは圧電素子、１０は探触子、２２はパルス
幅制御回路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数個の圧電素子を配列してなるアレイ型超音波探触子
の個々の該圧電素子に加える送信パルスの重み付け法に
おいて、 該圧電素子に加える送信パルスの幅を、開口の両端に近
い圧電素子ほど狭く、中央に行くほど広くなるようにし
て、パルス幅による重み付けを行なうことを特徴とする
超音波探触子の送信パルスの重み付け法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177388A JPH0658358B2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 超音波探触子の送信パルスの重み付け法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177388A JPH0658358B2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 超音波探触子の送信パルスの重み付け法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238357A true JPS6238357A (ja) | 1987-02-19 |
| JPH0658358B2 JPH0658358B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=16030065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60177388A Expired - Fee Related JPH0658358B2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 超音波探触子の送信パルスの重み付け法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658358B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01153146A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-15 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波診断装置 |
| JPH04300530A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-23 | Shimadzu Corp | 超音波診断装置 |
| JP2008060879A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Kaijo Sonic Corp | 圧電セラミック素子駆動回路 |
| JP2013111374A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Canon Inc | 被検体情報取得装置 |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP60177388A patent/JPH0658358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01153146A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-15 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波診断装置 |
| JPH04300530A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-23 | Shimadzu Corp | 超音波診断装置 |
| JP2008060879A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Kaijo Sonic Corp | 圧電セラミック素子駆動回路 |
| JP2013111374A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Canon Inc | 被検体情報取得装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0658358B2 (ja) | 1994-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |