DE2618178B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2618178B2 DE2618178B2 DE2618178A DE2618178A DE2618178B2 DE 2618178 B2 DE2618178 B2 DE 2618178B2 DE 2618178 A DE2618178 A DE 2618178A DE 2618178 A DE2618178 A DE 2618178A DE 2618178 B2 DE2618178 B2 DE 2618178B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- delay
- transducer elements
- electroacoustic transducer
- ultrasonic
- 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.)
- Ceased
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 28
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 3
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 2
- 206010011469 Crying Diseases 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- 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
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/345—Circuits therefor using energy switching from one active element to another
-
- 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
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
- G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
- G01S15/8918—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array the array being linear
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Ultraschall-Tomograph gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieser soll
derart ausgelegt werden, daß die von mehreren elektroakustischen Wandlerelementen ausgesandten
Ultraschallstrahlen in Linearform abgetastet werden können und in einer Sektorform innerhalb eines
Sichtfeldbereiches abgelenkt werden können.
Indem man Ultraschallimpulsstrahlen, die von elektroakustischen
Wandlerelementen ausgesendet werden, die Möglichkeit gibt, in einen Gegenstand einzudringen,
der geprüft werden soll, und indem man die zurückgewonnenen Echos von denjenigen Abschnitten des
Gegenstandes auffängt, die eine unterschiedliche akustische Impedanz besitzen, läßt sich der innere
Zustand des Gegenstandes aus den resultierenden Empfangssignalen in Erfahrung bringen. Indem man
diesen Vorgang hinsichtlich jeden Abschnittes des Gegenstandes ausführt, läßt sich der gesamte innere
Zustand des Gegenstandes in Erfahrung bringen. Dieses Verfahren ist bekannt als Ultraschallwellen-Tomographie.
Üblich sind verschiedene Gerätetypen, welche Ultraschallwellen aussenden und empfangen und ebenso für
Abtastfunktionen und für die Durchführung der erwähnten Ultraschallwellen-Tomographie geeignet
sind. Es ist beispielsweise ein ultraschallwellensendendes und -empfangendes Gerät aus der US-PS 37 89 833
bekannt, welches mit einer Anzahl von ausreichend kleinen elektroakustischen Wandlerelementen versehen
ist, die zu einem früheren Zeitpunkt auf der gleichen flachen Ebene in einer linearen Form angeordnet
wurden und so ausgelegt sind, daß eine vorgeschriebene Zahl von Wandlerelementen gleichzeitig in ihrer
Anordnungsrichtung erregt werden können und auch eins nach dem anderen in elektrischem Sinne verschoben
erregt werden kann. Dieser Gerätetyp ist jedoch mit Nachteilen behaftet, da das Intervall zwischen den
Ultraschallstrahlen, die die Möglichkeit erhalten, in den Gegenstand einzudringen und innerhalb des Sichtfeldbereiches
fallen, im wesentlichen das gleiche ist, als dasjenige Intervall zwischen den angeordneten elektroakustischen
Wandlerelementen, wobei eine Anzahl von kleinen elektroakustischen Wandlerelementen sehr
ι dicht angeordnet werden muß, um die Auflösung des
Gerätes zu erhöhen, was jedoch zu Herstellungsschwierigkeiten bei einem Ultraschall-Tomograph führt und
gleichzeitig zu einer Erhöhung der Leitungszahlen, Schalter usw. führt, die an der Anordnung vorgesehen
in werden müssen.
Neben diesem bekannten linearen Abtastverfahrer, ist auch ein Sektorabtastverfahren in der Zeitschrift
»Ultrasonics«, Band 6, Seiten 153 bis 159, Juli 1968, beschrieben, welches zusammen mit dem linearen
i) Abiastverfahren einige Vorteile aufweist und worin
bereits beschrieben ist, daß es günstiger ist, wenn die Ultraschallstrahlen im Falle einer Zeitverzögerung mit
einem bestimmten Neigungswinkel emittiert werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät zu schaffen,
welches die Möglichkeit bietet, durch Ultraschallstrahlen einen photographischen Gegenstand innerhalb eines
Sichtfeldbereiches in Intervallen abzutasten, von denen jeder kleiner ist als derjenige zwischen den elektroaku-
r> stischen Wandlerelementen, wobei gleichzeitig nicht nur die Zahi der elektroakustischen Wandlerelemente,
der Leitungen, der Schalter usw. vermindert werden soll, sondern auch die verwendeten Schaltungen vereinfacht
werden sollen und darüber hinaus die Auflösung des
jo Gerätes erhöht werden soll.
In einer Hinsicht schafft die vorliegende Erfindung ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät, weiches eine
Zahl N von elektroakustischen Wandlerelementen besitzt, die auf einer flachen Ebene angeordnet sind, mit
i) einer selektiven Verbindungseinrichtung, um aufeinanderfolgend
jedes einer Zahl M (M< N) von elektroakustischen Wandlerelemenien zum Senden von Ultraschallwellen
zu erregen, mit einer Einrichtung zum Ablenken des Ultraschallstrahls, der von der Anzahl M
der elektroakustischen Wandlerelemente ausgesendet wurde, und zwar durch relative Verzögerung der der
Anzahl M der Elemente zugeführten Eingangsgrößen, so daß die von den jeweiligen elektroakustischen
Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen
4) im wesentlichen in einem solchen Ausmaß abgelenkt
und abgetastet werden können, so daß sie sich nicht innerhalb eines Hauptbereiches des Sichtfeldes gegeneinander
schneiden; mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Abhängigkeit
jo von der aus dem Sichtfeldbereich reflektierten und
empfangenen Ultraschallwelle, und mit Mitteln für die Darstellung von Bildern in Abhängigkeit von dem durch
die zuletzt genannte Vorrichtung erzeugten elektrischen Signal, und zwar unter Anwendung von gleichen
Y) Abstand aufweisenden und parallelen Abtastzeilen.
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät, welches eine
Vielzahl von elektroakustischen Wandlerelementen besitzt, die auf einer flachen Ebene linear angeordnet
bo sind, mit einer Einrichtung für die selektive Verzögerung
eines elektrischen Sendesignals, welches den genannten elektroakustischen Wandlerelementen zugeleitu
wird, so daß die von den jeweiligen elektroakustischen Wandlerelenienten ausgesendeten Ultraschall-
b> strahlen im wesentlichen bis zu einem solchen Ausmaß
abgelenkt und abgetastet werden können, daß innerhalb eines Hauptbereiches des Sichtfeldes keine Überschneidungen
stattfinden, mit einer Einrichtung zum selekti-
ven Verbinden des elektrischen Sendesignals, welches durch die Verzögerungseinrichtung geleitet wurde, mit
einer ausgewählten Anzahl von benachbarten Elementen der Vielzahl der elektroakustischen Wandlerelemente,
mit Empfängermitteln mit einem Empfänger zum Empfangen der von einem Gegenstand innerhalb
des Sichtfeldbereiches reflektierten Ultraschallstrahls, und zwar über die elektroakustischen Wandlerelemente,
um ein Empfangssignal zu erzeugen, weiter eine Verzögerungseinrichtung zum Verzögern der von den
jeweiligen elektroakustischen Wandlerelementen erhaltenen Empfangssignale, und zwar um die gleiche
Verzögerungszeit wie diejenige beim Sendebetrieb, und Mittel für die Darstellung eines Bildes oder Abbildung
des Gegenstandes in Abhängigkeit von einem elektrischen Empfangssignal aus dem Empfänger, und zwar
unter Verwendung von gleichem Abstand aufweisenden und parallel verlaufenden Abtastzeilen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild für die Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips,
F i g. 2 und 3 je ein Ultraschallstrahl-Sendemuster für die Erläuterung des Betriebes der Schaltung gemäß
Fig.l,
Fig.4 ein Muster oder Schema von Abtastzeilen auf
einer Darstell- oder Anzeigeeinheit, welches im wesentlichen in parallel verlaufende Abtaststrahlen mit
Hilfe einer Anzeigevorrichtung umgewandelt wurde,
F i g. 5, 6 und 7 jeweils einen Stromlaufplan mit einer
Schaltungsstruktur für die Erzeugung von horizontalen und vertikalen Ablenksignalen einer Darstell- oder
Anzeigevorrichtung und
Fig.8 ein Blockschaltbild des Gerätes gemäß einer
Ausführungsform nach der Erfindung.
Gemäß Fig.l ist der Taktimpulsgenerator C mit einem Sendeimpulsgenerator P verbunden und schickt
gleichzeitig ein Steuersignal zu den Verzögerungsschaltungen
Di bis D% und ebenso zu einem Schaltcrkreis S.
Die Verzögerungsschaltungen Di bis D=, sind so
konstruiert, daß die Länge der Verzögerungszeit des vom Sendeimpulsgenerator Peingeführten Sendeimpulses
und des Empfangsimpulses über die elektroakustischen Wandlerelemente in fünf Stufen in einer
spezifizierten Aufeinanderfolge in Abhängigkeit von dem Taktimpuls des Generators Cvariiert werden kann.
Beispielsweise sei angenommen, daß die Verzögerungszeit sich zwischen 0 und 32 nsec bewegt. Die
Verzögerungsschaltungen D^ bis Di sind so ausgelegt,
daß der Sendeimpuls um die Längen von 0 nsec, 8 nsec, 16 nsec, 24 nsec und 32 nsec jeweils verzögert wird.
Nimmt man daher an, daß die Verzögerungsdauer der Verzögerungsschaltung Di auf 32 nsec eingestellt ist, so
sind die Schaltungen D2, Dj, Da und D5 auf 24 nsec, 16
nsec, 8 nsec und 0 nsec eingestellt. Hinsichtlich des nächsten Sendeimpulscs des Generators P und des
nächsten reflektierten Impulses werden die Schaltungen D2, D1, Da, D', und Di jeweils eingestellt auf 32 nsec, 24
nsec, 16 nsec, 8 nsec und 0 nsec. Auf diese Weise wird die
fünf Stufen Zeitvcrzögcrungssteucrung der Vcrzögerungsschaltungcn Di bis Di wiederholt durchgeführt.
Die Ausgangsgrößen der VerzögcrungsschalUingcn
Di bis D', gelangen zum Schaltcrkreis S über die
Anschlüsse fli bis B',. Der Schalterkrcis Ssenclct selektiv
den empfangenen Sendeimpuls in einer Anzahl N von
cleklroakustischen Wandlcrclemcntcn 7Ί, T1 Tn aus
und sendet selektiv den reflektierten Impuls, der über
die Elemente 71 bis Tn empfangen wurde, zu den
Vcrzögerungsschaltungen und ist aus einer Anzahl N von elektronischen Schaltern Si, S2, ■■■, Sn zusammengesetzt
und ebenso aus einem Steuerabschnitt, der an späterer Stelle beschrieben werden soll, der derart
arbeitet, daß die Schalter Si, S2 Sn für je fünf
aufeinanderfolgende Schalter, und zwar entsprechend ihrer Anordnungsrichtung in Abhängigkeit von dem
Taktimpuls des Generators C, eingeschaltet werden, und jedesmal, wenn dieser Taktimpuls in die Schaltung S
eingespeist wird, werden die Elemente elektrisch eins nach dem anderen in ihrer Anordnungsrichtung
verschoben oder versetzt. Die Eingangsseiten der
Schalter Si, S2 Sn sind bei jedem fünften Schalter
klassifiziert, so daß die ganze Anordnung in fünf Gruppen eingeteilt werden kann, wobei diese Gruppen
jeweils mit den Anschlüssen B\ bis B', verbunden sind.
Die erste Gruppe besteht aus den Schaltern Si, Se, Sn,
..., und die zweite Gruppe besteht aus S2, S7, S12,... Es
sei hervorgehoben, daß in Fi g. 1 das Zeichen Weinen
Empfänger anzeigt, und zwar für den Empfang des rückkehrenden Echos von einem photographischen
Objekt, welches innerhalb eines Bereiches des Sichtfeldes gelegen ist, wobei dieses Empfangen über die
elektroakustischen Wandlerelemente Γι bis Tn und die
Verzögerungsschaltungen Di bis D5 erfolgt, um ein
Reproduktionssignal zu erzeugen. Das Signal aus dem Empfänger W wird als Bild oder Abbildung auf einer
Anzeigevorrichtung DPdargestellt, und zwar so wie bei einer Kathodenstrahlröhre.
Im folgenden soll nun die Betriebsweise des Gerätes,
welches gemäß Fig. 1 aufgebaut ist, erläutert werden.
Es sei zunächst angenommen, daß der größte Abstand innerhalb eines Hauptfeldes der elektroakustischen
Wandlerelementanordnung, die aus den elektroakustischen Wandlerelementen 7Ϊ bis Tnzusammengesetzt ist,
welche auf einer flachen Ebene angeordnet ist, gleich 1 ist; der Abstand von Mitte zur Mitte zweier
benachbarter Elemente beträgt gleich d;d\e Geschwindigkeit
des durch einen zu prüfenden Gegenstand hindurchlaufenden Schalls beträgt gleich v. Dann wird
die Verzögerungszeit /1 der Verzögerungsschaltung D\
eingestelltauf
Ί =
Ad2
2Ir
2Ir
In ähnlicher Weise werden die Verzögcrungszcilcn I2,
ti, I4 und H der Verzögcrungsschaltungen D2, Ds, D4 und
D5 jeweils eingestellt auf
2Ir
Ά =
21 r
il2
2Ir
2Ir
und (', = 0, um also eine relative Zeitdauerdifferenz von
Ί zu erhalten. Bei dem zuvor angegebenen Beispiel
beträgt diese ^ = 8 nsec.
Wenn unter diesen Bedingungen der Taktimpulsgcncralor
C arbeitet, so werden Tnktimpulsc mit festgelegten Intervallen von dem Generator C ausgescndcl,
und es werden Sendeimpulse mil festgelegten Intervallen von dem Impulsgenerator /' erzeugt, der
diese Taklimpulse als Eingangssignal empfängt. Wenn von dem Generator C der erste Taktimpuls erzeugt
wird, so verzögert die Vcrzögcrungsschaltung Di ihren
empfangenen Sendeimpuls um beispielsweise 32 nsec und die VerzögcrungsschalUingcn D>, Di, D4 und D1
diesen Sendeimpuls um 24 nsec, 16 nsec, 8 nsec und O
nsec. Nach dem Empfang dieses ersten Taktimpulses werden lediglich die Schalter St bis Si des Schalterkreises
5 geschlossen, so daß der verzögerte Sendeimpuls jeweils über die Anschlüsse B\ bis B-, jeweils in die
elektroakustischen Wandlerelemcnte 71 bis T, eingeführt wird. Dabei wird das Element Τ·>
zuerst erregt, und dann nach 8 nsec wird das Element T4 erregt. In
ähnlicher Weise werden jedesmal nach dem Verstreichen von 8 nsec die Elemente T1, T2 und 7Ί erregt. Als
Ergebnis der Erregung der Elemente 71 bis 7? nach dem
Empfang des Sendeimpulses, der einer Zeitverzögerung unterzogen wird, werden die Ultraschallstrahlcn, die
von den Elementen 71 bis T^ ausgesendet werden,
geneigt, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, und zwar in einer Richtung, die nach oben geneigt verläuft, und zwar unter
Bildung eines Winkels von QM mit der geraden Linie Q, die in äquivalenter Weise die Sendewellenfront eines
Zentrums, beispielsweise bei Ts der fünf Elemente 71 bis
7s schneidet. Der Ultraschallstrahl A\ wird nämlich in
der genannten geneigten Richtung ausgesendet. Dieser Strahl A\ wird von dem Gegenstand innerhalb eines
Sichtfeldes des Gerätes reflektiert und wird erneut durch die Elemente 71 bis T-, aufgefangen und wird
zusammenaddiert für die Umwandlung in ein elektrisches Signal, welches von dem Empfänger W über die
Verzögerungsschaltungen D\ bis D-, empfangen wird. Wenn das Empfangsstrahlsignal durch die Verzögerungsschaltungen
D\ bis D-, hindurchgelangt ist, wird es der gleichen Zeitverzögerung wie bei der Sendung
unterworfen. Daher befinden sich die fünf Empfangssignale, die von den Verzögerungsschaltungen D\ bis D-,
zum Empfänger W gesendet werden, gegenüber der in entgegengesetzter Richtung von der Richtung des
Ultraschallstrahls A1 reflektierten Welle in Phase und
gelangen in den Empfänger W in Form eines zusammengesetzten Signals. Das vom Empfänger W
empfangene Signal wird zur Darstellvorrichtung DP gesendet, die aus einer Kathodenstrahlröhre bestehen
kann, so daß ein Bild oder Abbild des Gegenstandes entsprechend dem Ultraschallstrahl A1 dargestellt wird.
Wenn dann als nächstes der zweite Taktimpuls vom Generator C ausgesendet wird, so wird auch die
Verzögerungsschaltung D2 abgeändert, um eine Verzögerung
von 32 nsec vorzusehen, und weiter werden die Verzögerungsschaltungen D1, D4, D5 und D\ abgeändert,
so daß sie jeweils Verzögerungszeiten von 24 nsec, 16 nsec, 8 nsec und 0 nsec vorsehen.
Gleichzeitig werden lediglich die Schalter S2 bis 5b des
Schalterkreises 5 eingeschaltet, so daß die elektroakustischen Wandlcrelemente T7 bis Tb durch den zweiten
Sendeimpuls erregt werden. In diesem Fall wird das Element Th zu Beginn erregt, und das Element T2 wird
zuletzt erregt. Daher wird, wie sich der Fig. 2 entnehmen läßt, ein Ultraschallstrahl Ai parallel zum
Strahl A1 von dem Element T4 in einem Abstand dvon
dem Strahl A\ ausgesendet. Wenn in ähnlicher Weise der dritte Taklimpuls von dem Generator C ausgesendet
wird, so wird in äquivalenter Weise ein Ultraschallstrahl A1 von dem Element T-, unter einem Ablcnkwinkcl
von Bm ausgesendet. Ähnlich werden äquivalente
Ultraschallstrahlcn A4 bis A(N 4) von den Elementen Th
bis T1N 1) mit dem gleichen Ablcnkwinkcl von QM
ausgesendet.
Wenn der äquivalente IJltruschallstrahl A/n 4) von
dem elektroakustischen Wandlcrclcmcnt 7}\ 2) ausgesendet
wird, so wird der Schallcrkrcis S nach dem Empfang des nächsten Tnktimpulscs in den gleichen
Zustand zurückgeführt wie derjenige, wenn der erste Taktimpuls vom Generator C ausgesendet wird.
Andererseits wird die größte Länge der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen Dt bis D-, kleiner als
·■) 32 nsec, beispielsweise 28 nsec, und die Verzögerungszeit der Schaltungen wird geändert und in Einheiten von
7 nsec in fünf Stufen bis zu 0 nsec (inklusive) eingeteilt. Als Ergebnis erreicht nach einem Betriebszyklus der
äquivalente Ultraschallstrahl Au* der von dem Element
7~i entsprechend dem ersten Taktimpuls des Generators
C ausgesendet wird, einen Ablenkwinkel von Θμ- ι, der
kleiner ist als Θμ des Strahls A\. In ähnlicher Weise werden Strahlen A2b bis Afn-^t* die zu dem Strahl Au,
parallel verlaufen und deren Abstände jeweils voneinan-
|-> der d betragen, jeweils von den Elementen T4 bis T1N-2)
ausgesendet.
In dieser Weise lassen sich die Ultraschallstrahlen, die
in äquivalenter Weise von den Elementen T) bis Γ^-2)
ausgesendet werden, von einem Ablenkwinkel von Θμ
2(i über die Mittellinie ζ)bis zu einem Ablenkwinkel -Θμ
dadurch ändert, indem die größte Länge bzw. Dauer der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen D1 bis
Di verändert wird. Wie sich aus F i g. 3 erkennen läßt,
kann man denjenigen Abschnitt des überprüften Feldes,
2") welches dem Abstand d entsprechend Element-zu-Element
entspricht, sehr fein durch einen Strahl abtasten.
Im Falle des Beispiels gemäß Fig.3 ist das Intervall
zwischen den Strahlabtastzeilen sehr klein. Auf einer Darstellfläche der darstellenden Vorrichtung DP in
j(i Form der Kathodenstrahlröhre lassen sich daher die
geneigten Abtastzeilen in Form von gleichen Abstand besitzenden parallelen Linien gemäß Fig.4 darstellen.
In diesem Fall hört der größte Fehler in der Nachbarzone der Wellen aussendenden Flächen der
i) elektroakustischen Wandlerelemente Γι bis Tn und in
der weitest entfernten Fläche oder Zone von den Wellen aussendenden Flächen auf. In der genannten
Nachbarzone erreicht die Schallfeldverteilung jedoch eine komplizierte Form, und das Schallfeld erstreckt
sich in eine Schnittebene oder Teilebene, die im wesentlichen die gleiche Fläche wie die Vibrationsfläche
des Elementes aufweist uüd aus diesem Grund fällt der Darstellfehler nicht ins Gewicht. Andererseits besitzen
die Strahlen der am weitesten entfernten Fläche eine
v> erweiterte Strahlenbreite, so daß ebenfalls der Fehler
vernachlässigbar ist. Da demzufolge die Intervalle auf der gleichen flachen Ebene zwischen den Abtastzeilen,
und zwar die Intervalle zwischen den Abiastpunkten, untereinander gleich gemacht werden können, wird das
V) Darstellverfahren sehr vereinfacht, so daß die Darstellung
beispeilsweise durch einen nicht kostspieligen Fernsehraonitor mit einer Signalverarbeitung entsprechend
eines weiten Gradalionsbereichcs und eine Speicherung für die Reproduktion in einem Speicherclc-
Ti ment unmittelbar durchgeführt werden kann.
Als nächstes soll ein Beispiel einer Schaltung erläutert werden, um die Abtastzeilen parallel und mil gleichem
Abstand verlaufen zu lassen, wie dies in Fig.4 gezeigt
ist, und zwar unter Hinweis auf die Fig.5, 6 und 7.
wi F i g. 5 zeigt den grundlegenden Aufbau einer Schaltung
zur Erzeugung eines horizontalen Ablenksignals Wund eines vertikalen Ablenksignals V für die Verwendung in
der darstellenden Vorrichtung DP in Form der Kathodenstrahlröhre, und zwar in Synchronisation mit
hi dem Taklimpuls aus dem Taktgenerator Cder Fig. I,
wobei diese Schaltung mit einer Anzeigevorrichtung DP in Form einer Kathodenstrahlröhre ausgestaltet ist. Ein
Taktimpuls mit einer Frequenz von beispielsweise 4
kHz wird von dem Generator C der Fig. 1 zu einem
Sägezahngenerator und zu einem Stufenfunktionsgenerator 52 der Fig. 5 über einen Eingangsanschluß 50
geliefert. Der Sägezahngenerator 51 erzeugt in geeigneter Weise das horizontale Ablenksignal H,
während der Stufenfunktionsgenerator 52 das vertikale Ablenksignal Verzeugt.
Der Sägezahngenerator 51 ist gemäß Fig.6 aufgebaut.
Gemäß Fig.6 gelangt ein Taktimpuls CP am Eingangsanschluß 61 zu einer Integrierschaltung 64, die
aus einem Operationsverstärker 62 und einer Integrierkapazität 63 zusammengesetzt ist, und gelangt ebenso
zu einer Treiberstufe 65. Die Treiberstufe 65 sendet ein Steuersignal zum Gateanschluß eines FET-Schalters 66,
der parallel zur Integrierkapazität 63 geschaltet ist. Die Treiberstufe 65 erzeugt ein AUS-Signal während der
Periode des Taktimpulses CP entsprechend einem hohen Spannungswert und erzeugt ein EIN-Signal
während der niedrigen Spannungsperiode des Impulses, und zwar für den FET-Schalter 66. Da demnach der
FET-Schalter 66 während einer Periode »AUS« ist, in welcher der Taktimpuls CP, der dem Eingangsanschluß
61 aufgedrückt wird, einen hohen Spannungswert besitzt, so integriert die Integrationsschaltung 64 diesen
eingeführten Taktimpuls CP, so daß das Potential am Ausgangsanschluß 67 im wesentlichen linear ansteigt.
Wenn der Taktimpuls CP sich vom hohen Spannungswert auf den niedrigen Spannungswert ändert, so wird
der FET-Schalter 66 »EIN« geschaltet, um zu bewirken, daß die Integrierkapazität 63 über den FET-Schalter 66
entladen wird und das Potential am Ausgangsanschluß 67 schnell abfällt. Der zuvor erläuterte Betrieb wird
wiederholt in Abhängigkeit vom Taktimpuls des Generators C der Fig. 1 durchgeführt, um am
Ausgangsanschluß 67 ein sägezahnförmiges horizontales Ablenksignal H zu erhalten, welches mit dem
Taktimpuls CP, wie gezeigt, synchronisiert ist.
Der Stufenfunktionsgenerator 52 ist gemäß Fig. 7 aufgebaut. Ein Taktimpuls CP mit einer Frequenz von
beispielsweise 4 kHz, der einem Eingangsanschluß 71 aufgedrückt wird, gelangt zu einem Binärzähler 72. Der
Binärzähler 72 besitzt eine Zählkapazität von 128 entsprechend der Zahl von beispielsweise 140 Abtastzeilen
der Darstellvorrichtung DP in Form der Kathodenstrahlröhre, und der SCD(Binär-verschlüsselte
Dezimale) numerische Ausgangswert des Zählers 72 wird in einen Digital/Analog (D/A)-Wandler 73
gesendet, um an einem Ausgangsanschluß 74 eine Ausgangsspannung zu erhalten, welche dem BCD
numerischen Wert entspricht. Diese Ausgangsgröße besteht, wie gezeigt, aus einem vertikalen Ablenksignal
V einer Stufenfuiiktion, dessen Spannung um das
Ausmaß einer Stufe in entsprechender Beziehung zu einem Taktimpuls geändert wird. Der Stufenfunktions-Generator
52 besitzt weiter eine Schaltung, damit die Kathodenstrahlröhre eine verschachtelte Abtastung
durchführt. Diese Schaltung ist zusammengesetzt aus einem Feldlösch-Eingangsanschluß 75, einem Rahmenlösch-Eingangsanschluß
76 und einem Flip-Flop 77. Das Feldlösch-Signal am Eingangsanschluß 75 gelangt zu
einem Taktanschluß des Flip-Flops 77 und ebenso zu einem Löschanschluß des Binärzählers 72. Ein Ausgangsanschluß
des Flip-Flops 77 ist mit einem Anschluß 2° des D/A-Wandlers 73 ,verbunden. Der Flip-Flop 77
wird durch ein Rahmenlöschsignal zurückgestellt, welches dem Eingangsanschluß 76 aufgedrückt wird.
Zunächst wird durch ein Rahmcnrückstellsignal, welches zum Eingangsanschluß 76 gelangt, der Flip-Flop
77 zurückgestellt. Wenn unter diesen Bedingungen ein anfängliches Feldlöschsignal dem Eingangsanschluß
75 zugeführt wird, so wird der Binärzähler 72 gelöscht, während der Flip-Flop 77 gesetzt wird. Als Ergebnis
ι gelangt ein Ausgangssignal des Flip-Flops 77 zum
Anschluß 2° des D/A-Wandlers 73, um zunächst am Ausgangsanschluß 74 ein Ausgangssignal zu erhalten,
welches dem BCD numerischen Wert von 1 des D/A-Wandlers 73 entspricht. Wenn unter diesen
in Bedingungen ein erster Taktimpuls zum Anschluß 71
gelangt, so wird ein Ausgangssignal entsprechend einem BCD numerischen Wert von 2 aus dem Binärzähler 72
zum D/A-Wandler 73 übertragen. Da der D/A-Wandler 73 zuvor einen BCD numerischen Wert von 1 erhalten
ι") hatte, und zwar in Einklang mit der set-Ausgangsgröße
des Flip-Flops 77, wird von dem D/A-Wandler 73 ein Spannungssignal entsprechend dem BCD numerischen
Wert von 3 erhalten. Wenn der zweite Taktimpuls auftritt, wird von dem D/A-Wandler 73 ein Spannungs-
2Ii signal entsprechend einem BCD numerischen Wert von
5 erzeugt. Ähnlich wird eine Stufenspannung V entsprechend einem ungeraden BCD numerischen Wert
von dem D/A-Wandler 73 erhalten.
Wenn daher eine Rahincnabtastung vervollständigt
_>■> ist, wird der Flip-Flop 77 durch das nächste Feldlöschsignal
zurückgestellt, und der Binärzähler 72 wird ebenfalls gelöscht. In diesem Zustand entspricht die
Ausgangsgröße des D/A-Wandlers 73 einem BCD numerischen Wert von 0. Wenn unter diesen Bedingunjd
gen der erste Taktimpuls erzeugt wird, sendet der Binärzähler 72 einen BCD numerischen Wert von 2 zum
D/A-Wandler 73, um am Ausgangsanschluß 74 ein Spannungssignal entsprechend dem BCD numerischen
Wert zu erhalten. Wenn in ähnlicher Weise der zweite
)j Taktimpuls auftritt, wird am Ausgangsanschluß 74 ein
Spannungssignal entsprechend einem BCD numerischen Wert von 4 erzeugt. In ähnlicher Weise wird von
dem D/A-Wandler 73 eine Stufenspannung V entsprechend dem geraden BCD numerischen Wert erhalten.
Durch eine Kombination der zuvor genannten zwei Typen von Stufenfunktionssignalen V, V mit dem
horizontalen Ablenksignal H, kann die Kathodenstrahlröhre eine verschachtelte Abtastung durchführen.
Als nächstes soll unter Hinweis auf Fig.8 ein
Als nächstes soll unter Hinweis auf Fig.8 ein
4> Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Einzelheiten
beschrieben werden. In F i g. 8 sind Teile und Abschnitte, welche demjenigen von Fig. 1 entsprechen, mit den
gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Erläuterung des Prinzips der Erfindung unter Verwendung von
r>o F i g. 1 wurden die fünf Verzögerungsschaltungen D\ bis
D=, verwendet, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 werden jedoch acht Verzögerungsschaltungen
D\ bis Dt verwendet. Die Verzögerungsschaltungen D\
bis Dx müssen daher Verzögerungszeiten aufweisen, die
1Si jeweils in acht Stufen variieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind daher MOS-Analogschaltcr S\ bis Ss
jeweils mit den Verzögerungsschaltungen D\ bis Dg
kombiniert, die durch ein Steuersignal einer 3-Bit Konfiguration eines Steuersignalgencrators 81 ge-
M) steuert werden, um jede Verzögerungsschaltung D\ bis
Ai auf eine gewünschte Länge der Verzögerungszeit
einzustellen. Der MOS-Analogschalter besteht in
geeigneter Weise aus einem Schalter.
Wenn nach dem Empfang eines Ausgangssignals eine
hr) Abtastschaltung 82, die durch den Taktgenerator 83
getrieben wird, der Steuersignal-Generator 81 und der Taktgenerator 83 getrieben werden, so wird der erste
Taktimpuls von dem Taktgenerator 83 zu den
Verzögerungsschaltungen D\ bis D» gesendet. Die
Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen D\ bis Dg wird so bestimmt, daß der Ultraschallstrahl, der
äquivalent von den elektroakustischen Wandlerelementen 71 bis 7Jt in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal r>
der MOS-Schalter S\ bis 5« ausgesendet wird, bis zu
einer Position von dl von einer Stelle aus abgelenkt
wird, die einen größten Abstand / innerhalb eines Hauptfeldes von dem Element aufweist. Es sei
beispielsweise angenommen, daß der Elemeni-zu-Element-Abstand
d= 1,5 mm, c//2 = 0,75 mm. Der in obiger
Weise verzögerte Sendeimpuls wird von den Verzögerungsschaltungen D\ bis D8 zu den auf einer Seite
gelegenen Eingangsanschlüssen von NAND-Gliedern 84-1 bis 84-8 zugeführt. Den anderen Eingangsanschlüs- ι -,
sen der NAND-Glieder 84-1 bis 84-8 werden Torsteuersignale des ersten bis achten von 64 Ausgangsanschlüssen
der Schalter-Steuerschaltungen 85 zugeführt, die durch eine Ausgangsgröße der Abtastschaltung 82
getrieben werden. Derselbe Impuls erregt somit die :o
elektroakustischen Wandlerelemente 71 bis Ts über die
NAND-Glieder 84-1 bis 84-8 und die Impulsgeber 86-1 bis 86-8. Als Ergebnis werden die von den Elementen 71
bis Ts ausgesendeten Ultraschallstrahlen zu einer Stelle hin abgelenkt, die von derjenigen entsprechend einem 2->
Zentrum der Frontfläche der Elemente 71 bis Ta einen
Abstand von d/2 aufweist und werden von dieser Stelle reflektiert, um zu den Elementen 71 bis Ts zurückzulaufen.
Die in die Elemente 71 bis T8 einlaufenden Ultraschallstrahlen werden erneut in elektrische Signale jo
umgewandelt und werden in Begrenzer 87-1 bis 87-8 geschickt, um eine übermäßige Zunahme des Eingangspegels zu verhindern. Die reproduzierten elektrischen
Signale gelangen über die Begrenzer 87-1 bis 87-8 durch Dioden-Schalterkreise 89-1 bis 89-8, die in einen »EIN«- j >
Zustand eingestellt sind, und gelangen auch zu den Pegel-Konvertern 88-1 bis 88-8, die durch ein Ausgangs- l
signal aus der Schalter-Steuerschaltung 85 getrieben werden, und gelangen dann zu den Kapazitäts-Kupplungsschaltungen
90-1 bis 90-8 und werden dann nach w einer Verstärkung in den Verstärkern 91-1 bis 91-8 zu
den Empfangs-Verzögerungsschaltungen D\„ bis D«,,
gesendet. Die Empfangs-Verzögerungsschaltungen D\a
bis D8., werden nach dem Empfang des Ausgangssignals
der MOS-Schalter S\a bis S8., auf die gleichen Verzöge- -t >
rungszeiten eingestellt, wie diejenigen, auf welche die Sende-Verzögerungsschaltungen D\ bis Ds eingestellt
sind. Daher sind alle Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen D\a bis Dsa gegenüber der in entgegengesetzter
Richtung zur Richtung des gesendeten >u Ultraschallstrahls reflektierten Welle in Phase und
werden dann nach Zusammensetzen durch eine Zusammensetzschaltung in Form von Widerständen R\
bis Rk in einem Verstärker 92 verstärkt und erscheinen
an dem Ausgangsanschluß 93. Dieser Ausgangsanschluß r, 93 ist beispielsweise mit dem Empfänger IVder Fig. 1
verbunden.
Nach dem Empfang der nächsten Ausgangsgröße aus der Abtastschaltung 82 werden der Steuersignal-Generator
81 und die Schalter-Stcuerschaltung 85 getrieben, wi
so daß das zweite Taktinipulssignal von dem Taktgenc rator 83 erzeugt wird. Als Ergebnis gelangen die
Torsteuersignalc vom zweiten bis neunten Ausgangsanschluß zu dem NAND-Gliedern 84-2 bis 84-9. Es sei
erwähnt, daß die Verzögcrungsschaltung D\ mit dem br>
Element Tt über das NAND-Glied 84-1 verbunden ist
und ebenso nach jeder achten Folge mit den Elementen ft, Tv, T2-, über die NAND-Glieder 84-9, 84-17,
84-25 verbunden ist, obwohl dies nicht dargestellt
ist. In ähnlicher Weise ist die Verzögerungsschaltung Di
ir.it den Elementen Γ2, /10, 71», Γ20, .... über die
NAND-Glieder 84-2,84-10,84-18,84-26,..., verbunden.
Auch ist in ähnlicher Weise die Verzögerungsschaltung Dk mit den Elementen Ts, -7Ib, 724, ..., TM über die
NAND-Glieder 84-8,84-16,84-24,..., 84-64 verbunden.
Wenn demnach die NAND-Glieder 84-2 bis 84-9 geöffnet sind, werden die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen
Ο, bis Ds den jeweiligen spezifizierten
Verzögerungen unterworfen und werden jeweils zu den Elementen Γ2 bis Tg gesendet. Danach werden die
Ultraschallstrahlen, die von den Elementen T2 bis T9
ausgesendet werden um d/2 gegenüber einer geraden Linie abgelenkt, die senkrecht zur Frontfläche der
Elemente T2 bis Tg verläuft. Die von dem Gegenstand,
der innerhalb eines Sehbcreichsfeldes fällt, reflektierte Ultraschallwelle wird erneut von den Elementen T2 bis
T) aufgefangen und erscheint über die Empfänger-Verzögerungsschaltungen
D\a bis Dga an dem Ausgangsanschluß
93. Danach wird in ähnlicher Weise während das die Ultraschallwelle aussendende Element elektrisch
jeweils um eins verschoben wird, und zwar zu einem Element höherer Nummerierung entsprechend der
Steuerung der NAND-Glieder 84-1 bis 84-64 durch die Ausgangsgröße der Schalter-Steuerschaltung 85, die
zuvor erläuterte Betriebsweise wiederholt durchgeführt, his eine Ultraschallwelle von den Elementen T57
bis T64 ausgelassen wird. Der zuvor erläuterte Betrieb
entspricht einer Einfeldabtastung durch beispielsweise irgendeine gewünschte ungerade Abtastzeile der
verschachtelten Abtastung der Kathodenstrahlröhre, wie dies unter Hinweis auf F i g. 7 erläutert wurde.
Wenn von den elektroakustischen Elementen T57 bis
T64 Ultraschallstrahlen ausgesendet werden und von
diesen erneut aufgefangen werden, so werden alle Verzögerungsschaltungen Di bis Ds und D\a bis Dga
durch die Ausgangsgröße des Steuersignal-Generators 81 so gesteuert, daß eine Verzögerungszeit entgegengesetzt
zu dem zuvor erläuterten Fall vorgesehen wird. Wenn unter dieser Bedingung durch das Ausgangssignal
der Schalter-Steuerschaltung 85 eine Torsteuerung durchgeführt wird, so daß die Gatter der NAND-Glieder
84-1 bis 84-64 ihrerseits acht um acht geöffnet werden, so werden Ultraschallstrahlen jeweils von den
Elementen 71 bis TM in Richtung von -d/2 zu den
Ultraschallwellen aussendenden Flächen der Elemente 71 bis 71,4 ausgesendet und werden von den Elementen
Γι bis Th4 aufgefangen. Wenn dann auf diese Weise die
Strahlaussendung und der Empfang des Strahls mit einem Ablenkwinkel von -d/2 über die gesamten
Elemente Ti bis T^4 durchgeführt wurde, wird die
Bilddarstellung entsprechend den empfangenen Strahlen an der Kathodenstrahlröhre vorgenommen. Der
zuvor erläuterte Betrieb entspricht der nächsten Feldabtastung durch beispielsweise irgendwelche gewünschten
geradzahligen Abtastzeilen der verschachtelten Abtastung der Kathodenstrahlröhre, wie dies
unter Hinweis auf Fig. 7 erläutert wurde. Die zuvor erwähnte Darstellung an der Kathodenstrahlröhre wird
unter Verwendung der Schaltungen durchgeführt, die unter Hinweis auf Fig.5 und 6 erläutert wurden und
auch unter Verwendung von gleichen Abstand besitzenden und parallel verlaufenden Abtastzeilen. Der
Abtastzcilen zu Abtastzeilen-lniervall eines dargestellten
Schirmbildes, welches einem aus zwei Feldern zusammengesetzten Rahmen entspricht, die aus zwei
verschachtelten Abtastungen resultieren, entsnricht der
Hälfte des Abstandes d zweier benachbarter Elemente T\ bis 7m, nämlich d/2.
Die vorangegangene Beschreibung betrifft den Fall, bei welchem der Send.^impuls eines einzelnen Taktimpuls-Generators
auf mehrere elektroakustische Wandlerelemente über einen Schalterkreis verteilt wird.
Wenn jedoch die Taktimpulsgeneratoren, deren Anzahl deijenigen der elektroakustischen Wandlerelemenle
entspricht, so eingestellt werden, daß sich spezifizierte Phasenbeziehungen mit diesen Elementen ergeben, und
wenn sie jeweils direkt mit einem entsprechenden der Elemente verbunden sind, so kann der Schalterkreis und
die Verzögerungsschaltung weggelassen werden. Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel wird der
Ultraschallstrahl einer Verschiebung unterworfen, wobei der Ablenkwinkel unverändert gehalten wird und
wobei danach dieser Ablenkwinkel verändert wird. Es ist jedoch ebenso möglich, den Strahl nach der
Veränderung des Abtastwinkels zu verschieben.
Wie sich aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt, wird durch die vorliegende Erfindung ein
Ultraschallsende- und Empfangsgerät geschaffen, wel ches die Ullraschallstrahl-Abtastung in einem Interval
durchzuführen vermag, der kleiner ist als der Abstanc von elektroakustischer! Wandlerelement zu elektro
akustischem Wandlerelement, was unter Verwendung einer kleineren Anzahl von Elementen möglich ist, se
daß erfindungsgemäß das Gerät nicht nur als Ganze: vereinfacht wird, sondern auch die Auflösung de;
Gerätes erhöht wird.
Obwohl das zuvor erläuterte Ausführungsbeispie eine kombinierte Abtastung einer linearen Abtastung
und einer Sektorabtastung durchführt, ist es weitei möglich, die Linear- und Sektorabtastungen mit dei
Strahlfokussierung in einem Sichtfeld der Ultraschallwelle, die von einer Vielzahl von elektroakustischen
Wandlerelementen ausgesendet werden, zu verbinden Dies wird dadurch erreicht, indem man den einzelner
Verzögerungsleitungen eine vorbestimmte Verzögerungszahl erteilt, um den Ultraschallstrahl zusätzlich zu
einer Verzögerungszeit zu fokussieren, um die lineare und Sektorabtastung durchzuführen.
u 4 Bhiti /ciclnumucn
Claims (12)
1. Ultraschall-Tomograph mit einer Mehrzahl von elektroakustischer! Wandlerelementen in linearer
Anordnung, die mit Hilfe von Verzögerungseinheiten nacheinander erregbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß folgende Einrichtungen und Merkmale vorgesehen sind: eine Anzahl von Λ/
elektroakustischen Wandlerelementen, die auf einer Ebene angeordnet sind, selektive Verbindungen um
aufeinanderfolgend jedes einer Anzahl M (M< N) von elektroakustischen Wandlerelementen für die
Aussendung von Ultraschallwellen zu erregen, eine Einrichtung zum Ablenken des von der Anzahl M
elektroakustischen Wandlerelemente ausgesendeten Ultraschallstrahls durch relative Verzögerung
der der Anzahl M von Elementen zugeführten Eingangsgröße, so daß die jeweils von den
elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen bis im wesentlichen zu einem
solchen Ausmaß abgelenkt und abgetastet bzw. periodisch bewegt werden, daß sich die Strahlen
innerhalb eines Hauptsichtfeldbereiches nicht untereinander schneiden, eine Generatoreinrichtung zum
Erzeugen eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der empfangenen Ultraschallwelle, die aus dem
Sichtfeldbereich reflektiert wurde, und eine Darstelleinrichtung, um die BÜder in Abhängigkeit von dem
elektrischen Signal der genannten Generatoreinrichtung unter Anwendung gleichen Abstand aufweisender
und parallel verlaufender Abtastzeilen darzustellen.
2. Ultraschall-Tomograph mit einer Mehrzahl von elektroakustischen Wandlerelementen in linearer
Anordnung, die mit Hilfe von Verzögerungseinheiten nacheinander erregbar sind, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale und Einrichtungen: mehrere linear auf einer Ebene angeordnete
elektroakustische Wandlerelemente, eine Einrichtung für die selektive Verzögerung eines elektrischen
Sendesignals, welches den elektroakustischen Wandlerelementen zugeführt wird, so daß die von
den jeweiligen elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen im wesentlichen
bis zu einem solchen Ausmaß abgelenkt und abgetastet bzw. periodisch bewegt werden, daß sie
sich nicht innerhalb eines Hauptsichtfeldbereiches untereinander schneiden, eine Einrichtung für die
selektive Verbindung des durch die Verzögerungseinrichtung geführten elektrischen Sendesignals mit
einer ausgewählten Anzahl benachbarter Elemente der Vielzahl der elektroakustischen Wandlerelemente,
Empfängermittel mit einem Empfänger zum Empfangen des von einem innerhalb des Sichtbereiches
gelegenen Gegenstandes reflektierten Ultraschallstrahls über die elektroakustischen Wandlerelemente,
um dadurch ein Empfangssignal zu erzeugen, Verzögerungsmittel zum Verzögern der von den jeweiligen elektroakustischen Wandlerelemencen
erhaltenen Empfangssignale, um den gleichen Zeitverzögerungsbetrag wie beim Sendebetrieb
und eine Anzeigeeinrichtung für die Darstellung eines Bildes oder Abbildes des Gegenstandes in
Abhängigkeit von dem elektrischen Empfangssignal des Empfängers unter Verwendung gleichen Abstand
besitzender und parallel verlaufender Abtastzeilen.
3. Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv einstellbaren Verzögerungsmittel
mehrere erste Verzögerungsschaltungen enthalten, die gleichzeitig mit dem Sendesignal
ι versorgt werden, ebenso mehrere erste MOS-Schalter
für die Steuerung der Verzögerungszeit der ersten Verzögerungsschaltungen, und einen Steuersignal-Generator
zum Vorsehen eines Treibersignals für die ersten MOS-Schalter.
ι»
4. Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die selektiven Verbindungsmittel mehrere NAND-Gatter enthalten, die in Blocks
aufgeteilt bzw. abgezweigt sind entsprechend der Zahl der ersten Verzögerungsschaltungen, so daß sie
Ii gemeinsam untereinander verbunden sind, und eine
Schalter-Steuerschaltung zum Vorsehen eines Torsteuersignals für die NAND-Gatter.
5. Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängermittel mehrere Begrenzer
enthalten, die das Auftreten bzw. Weiterleiten einer zu großen Eingangsgröße verhindern und die
mit den Empfangssignalen beschickt werden, die jeweils von den elektroakustischen Wandlerelementen
reproduziert werden, Diodenschalterkreise, die
2> mit den Ausgangssignalen der Begrenzer versorgt
werden, einem Pegel-Konverter für die Steuerung des »EIN«- und des »AUS«-Betriebes des Diodenschalterkreises,
einen Verstärker für die Verstärkung des durch den Diodenschalterkreis hindurch
jo gelangten Empfangssignals, mehrere zweite Verzögerungsschaltungen,
die mit einem Ausgangssignal des Verstärkers versorgt werden, mehrere zweite MOS-Schalter für die Steuerung der Verzögerungszeit
der zweiten Verzögerungsschaltun-
j-> gen in der Weise gemäß dem Sendebetrieb, einen
Steuersignal-Generator zum Vorsehen eines Treibersignals für die zweiten MOS-Schalter und eine
Einrichtung zum Zusammensetzen des durch die zweite Verzögerungsschaltung hindurch gelangten
■to Empfangssignals, um dieses zum Empfänger zu
senden.
6. Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellvorrichtung einen Sägezahngenerator
zum Erzeugen eines horizontalen
4ϊ Ablenksignals enthält, welches mit dem elektrischen
Sendesignal synchronisiert ist, und Mittel zum Erzeugen eines vertikalen Ablenk-Stuienfunktionssignals,
welches mit dem elektrischen Sendesignal synchronisiert ist.
>o
7. Tomograph nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sägezahngenerator aus einer Integrierschaltung mit einem Operationsverstärker
und einer Integrierkapazität zusammengesetzt ist und das elektrische Sendesignal integriert, daß
)-> weiter ein FET-Schalter parallel zur Integrierkapazität
geschaltet ist und daß eine Treiberstufe zum »EIN«- oder »AUS«-Schalten des FET-Schalters in
Abhängigkeit von dem elektrischen Sendesignal vorgesehen ist.
w)
8. Tomograph nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stufenfunktions-Generatoreinrichtung einen Binärzähler zum Zählen des elektrischen
Sendesignals enthält und ebenso einen A'D-Wandler zum Erzeugen eines analogen Spannungssignals
b5 entsprechend dem Zählinhalt des Binärzählers.
9. Tomograph nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenfunktions-Generatoreinrichtung
Schaltungsmittel enthält, um ein verschachtel-
tes Abtast-Feldsignal einem Löschanschluß des Binärzählers zuzuführen, weiter einen Flip-Flop mil
einem Taktanschluß, der mit dem Feldsignal versorgt wird, und mit einem Löschanschluß, der mit
einem Rahmensignal versorgt wird, und eine Einrichtung zum Zuführen eines Ausgangssignals
des Flip-Flops zu einem Eingangsanschluß des A/D-Wandlers, um dadurch die verschachtelte
Abtastung in Abhängigkeit von der Ablenkung der Ultraschallstrahlen durchzuführen.
10. Tomograph nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler mit Eingangs-Bits
versorgt ist, die um wenigstens ein Bit größer sind als die Ausgangs-Bits des Binärzählers.
11. Tomograph nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler mit Eingangs-Bits versorgt ist, die um wenigstens ein Bit
größer sind als die Ausgangs-Bits des Binärzählers.
12. Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv betätigbare Verzögerungseinrichtung
Mittel enthält, um dem elektrischen Sendesignal eine Verzögerungszeit zu erteilen, so daß innerhalb des Sichtfeldbereiches die
von der Vielzahl der elektroakustischen Wandlerelemente gesendete Ultraschallwelle fokussiert wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50050350A JPS51124915A (en) | 1975-04-25 | 1975-04-25 | Ultrasonic wave transmit-receive wave device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2618178A1 DE2618178A1 (de) | 1976-11-04 |
DE2618178B2 true DE2618178B2 (de) | 1978-06-15 |
Family
ID=12856451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762618178 Ceased DE2618178A1 (de) | 1975-04-25 | 1976-04-26 | Ultraschallsende- und empfangsgeraet |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4075598A (de) |
JP (1) | JPS51124915A (de) |
DE (1) | DE2618178A1 (de) |
GB (1) | GB1547608A (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0008637A1 (de) * | 1978-09-13 | 1980-03-19 | Picker Corporation | Vorrichtung und Verfahren zur elektronisch gesteuerten Ultraschallabtastung |
EP0010304A1 (de) * | 1978-10-20 | 1980-04-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultraschalldiagnosegerät |
EP0015130A1 (de) * | 1979-02-20 | 1980-09-03 | The Commonwealth Of Australia | Vorrichtung zur Formung des Strahlenbündels einer linearen Ultraschallwandleranordnung |
EP0017382A1 (de) * | 1979-03-20 | 1980-10-15 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Mit Ultraschall arbeitendes Bildgerät |
EP0049518A1 (de) * | 1980-10-08 | 1982-04-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Abtasten eines Objekts zu dessen Abbildung mittels Ultraschall-Echo-Tomographie |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52131679A (en) * | 1976-04-28 | 1977-11-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnostic device |
JPS53114282A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-05 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnosing device |
JPS5424479A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-23 | Shimadzu Corp | Ultrasonic wave diagnosing device |
US4159462A (en) * | 1977-08-18 | 1979-06-26 | General Electric Company | Ultrasonic multi-sector scanner |
US4140022B1 (en) * | 1977-12-20 | 1995-05-16 | Hewlett Packard Co | Acoustic imaging apparatus |
US4127034A (en) * | 1977-12-23 | 1978-11-28 | General Electric Company | Digital rectilinear ultrasonic imaging system |
JPS5499379A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-06 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic video device |
US4241608A (en) * | 1978-01-24 | 1980-12-30 | Unirad Corporation | Ultrasonic scanner |
JPS5812022B2 (ja) * | 1978-05-10 | 1983-03-05 | 沖電気工業株式会社 | 超音波映像装置 |
JPS5529359A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-01 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic wave reflection device |
JPS5580504U (de) * | 1978-11-29 | 1980-06-03 | ||
JPS5618850A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-23 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnosing device |
DE3010210A1 (de) * | 1980-03-17 | 1981-09-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ultraschall-array |
US4319489A (en) * | 1980-03-28 | 1982-03-16 | Yokogawa Electric Works, Ltd. | Ultrasonic diagnostic method and apparatus |
JPS5717856A (en) * | 1980-07-08 | 1982-01-29 | Toshiba Corp | Ultrasonic flaw detecting method |
JPS5838854A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toshiba Corp | 超音波透視装置 |
JPS5871164U (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-14 | 横河電機株式会社 | 超音波探触子 |
EP0215972B1 (de) * | 1985-09-24 | 1990-12-05 | Hewlett-Packard GmbH | Schaltmatrix |
EP0272347B1 (de) * | 1986-12-24 | 1989-06-07 | Hewlett-Packard GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen des Profils der Intensität eines Ultraschallbündels |
US10317528B2 (en) * | 2016-03-03 | 2019-06-11 | Microchip Technology Incorporated | Core independent ultrasonic proximity sensing peripheral |
CN116722863B (zh) * | 2023-08-10 | 2023-10-17 | 山东商业职业技术学院 | 一种超声波测量回波波谷同步触发电路 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3166731A (en) * | 1959-11-24 | 1965-01-19 | Chemetron Corp | Ultrasonic testing device |
JPS565536B2 (de) * | 1973-05-21 | 1981-02-05 | ||
JPS5519392B2 (de) * | 1973-07-25 | 1980-05-26 |
-
1975
- 1975-04-25 JP JP50050350A patent/JPS51124915A/ja active Granted
-
1976
- 1976-04-21 US US05/678,758 patent/US4075598A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-04-26 GB GB16769/76A patent/GB1547608A/en not_active Expired
- 1976-04-26 DE DE19762618178 patent/DE2618178A1/de not_active Ceased
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0008637A1 (de) * | 1978-09-13 | 1980-03-19 | Picker Corporation | Vorrichtung und Verfahren zur elektronisch gesteuerten Ultraschallabtastung |
EP0010304A1 (de) * | 1978-10-20 | 1980-04-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultraschalldiagnosegerät |
EP0015130A1 (de) * | 1979-02-20 | 1980-09-03 | The Commonwealth Of Australia | Vorrichtung zur Formung des Strahlenbündels einer linearen Ultraschallwandleranordnung |
EP0017382A1 (de) * | 1979-03-20 | 1980-10-15 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Mit Ultraschall arbeitendes Bildgerät |
EP0049518A1 (de) * | 1980-10-08 | 1982-04-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Abtasten eines Objekts zu dessen Abbildung mittels Ultraschall-Echo-Tomographie |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5610058B2 (de) | 1981-03-05 |
US4075598A (en) | 1978-02-21 |
JPS51124915A (en) | 1976-10-30 |
DE2618178A1 (de) | 1976-11-04 |
GB1547608A (en) | 1979-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2618178B2 (de) | ||
EP0176038B1 (de) | Echtzeitdarstellung eines Ultraschall-Compound-Bildes | |
DE3025628C2 (de) | ||
DE4345380C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Erhöhen der Bildwechselfrequenz eines Phased-Array-Bildsystems | |
DE19505501C2 (de) | Ultraschallaufnahmegerät | |
DE2851417C2 (de) | Ultraschall-Diagnosegerät | |
DE2215001C3 (de) | Vorrichtung zur Untersuchung innerer Körperorgane mittels Ultraschall | |
DE2643918C3 (de) | Gerät zur Ultraschallabtastung | |
DE2435666C3 (de) | ||
DE2811544C3 (de) | Ultraschallsender/Empfänger | |
DE3043047C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallabbildung mit radialen Abtaststrahlen, mit einem hinter einer linearen Transduktoranordnung liegenden hypothetischen Ausgangspunkt | |
DE2854749A1 (de) | Anlage und verfahren zur digitalen geradlinigen ultraschall-abbildung | |
DE3121513A1 (de) | Impulsgesteuerte ultraschallabbildungs-einrichtung und -verfahren | |
DE3525179A1 (de) | Verfahren und geraet zur ultraschall-abtastung eines objekts | |
DE2920826A1 (de) | Ultraschall-abbildungssystem | |
DE2424582B2 (de) | Ultraschallwellensende- und empfangsgeraet | |
DE2435666B2 (de) | Ultraschall-abbildungsanordnung | |
DE69106049T2 (de) | Ultraschallbildgerät mit adaptiver Phasenaberrationskorrektur. | |
DE3003967A1 (de) | Ultraschallabbildungssystem | |
DE2447247A1 (de) | Akustische abbildungsvorrichtung mit einem schall-bild-wandler | |
DE3624668C2 (de) | ||
DE2920852A1 (de) | Ultraschall-abbildungsanordnung | |
DE3850660T2 (de) | Ultraschall-diagnosevorrichtung. | |
DE3634504C2 (de) | ||
DE2752070B2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8235 | Patent refused |