DE3600533C2

DE3600533C2 -

Info

Publication number: DE3600533C2
Application number: DE3600533A
Authority: DE
Inventors: Taketoshi Tochigi Jp Iida
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1988-03-10
Also published as: JPH0693894B2; JPS61162938A; DE3600533A1; US4663973A

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Abtastgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2.

Ultraschall-Abtastgeräte lassen sich allgemein in solche des Sektorabtasttyps und solche des Linearabtasttyps einteilen. Bei ersterem wird mittels eines Wandlerfeldes ein Untersuchungsobjekt mit dem vom Abtastgerät projizierten Ultraschallstrahl abgetastet. Die in der Echowelle vom Untersuchungsobjekt enthaltene Bildinformation wird auf einem Kathodenstrahlenröhren-Bildschirm wiedergegeben. Da nur die Echowellen entsprechend den Brennpunkten empfangen werden, sind die Echosignale von den Wandlerelementen des Wandlerfeldes um unterschiedliche Zeitspannen zueinander verzögert. Zur Erzielung solcher Verzögerungs-Zeitspannen werden bei dem herkömmlichen Abtastgerät N Wandlerelemente, in einer Reihe von einem Kanal 1 bis einem Kanal N angeordnet, durch N Schaltelemente mit einer Verzögerungsleitung verbunden. Die N Schaltelemente weisen jeweils n Schaltkontakte auf, welche mit n Anzapfungen der Verzögerungsleitung verbunden sind. Diese Schaltkontakte werden entsprechend Ablenkwinkeln von 0° bis ±R° des Ultraschallstrahls geschaltet, so daß die durch jeden Ablenkwinkel spezifizierte Echowelle empfangen werden kann.

Das herkömmliche Abtastgerät benötigt für jedes Schaltelement dieselbe Anzahl von Kontakten, wie Anzapfungen der Verzögerungsleitung vorliegen. Die Zahl der Anschlüsse des Schaltelements hängt vom maximalen Ablenkwinkel ab. Für einen großen Ablenkwinkel ist daher eine große Zahl von Anschlüssen nötig. Je größer die Zahl der Anschlüsse ist, um so mehr Kontakte sind für das Schaltelement erforderlich. Ein Schaltelement mit einer derart großen Kontaktzahl ist aber unvermeidbar groß und besitzt eine große Streukapazität. Elektrisch betrachtet, wirft dies ein Übersprechen-Problem bei Verschlechterung des Frequenzgangs des Ultraschall-Abtastgeräts auf.

Aus der US-PS 43 92 379 ist ein Ultraschall-Abtastgerät der eingangs genannten Art mit einem Wandlerfeld mit n in einer Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen, einer Verzögerungsleitung mit einer Vielzahl von Anzapfungen, einer zwischen dem Wandlerfeld und der Verzögerungsleitung liegenden ersten Schalteinrichtung zum Verbinden der Ultraschall-Wandlerelemente mit zugeordneten Anzapfungen der Verzögerungsleitung, einer zweiten Schalteinrichtung und einer Addierstufe bekannt. Dieses Ultraschall- Abtastgerät hat zwei Gruppen von "Phasenanordnungen" die jeweils über eine mit Anzapfungen versehene Verzögerungsleitung verfügen. Beide Gruppen werden mittels eines Umschalters während der Zeitdauer des Empfangs von reflektierten Wellen abwechselnd mit einem logarithmischen Verstärker verbunden und die in den Gruppen enthaltenen Schalteinrichtungen werden jeweils betätigt, wenn die zugehörige Gruppe nicht mit dem logarithmischen Verstärker verbunden ist. Mit anderen Worten, bei dem bekannten Ultraschall- Abtastgerät werden die Anzapfungen der Gruppe verändert, die gerade nicht für eine Anzeige herangezogen wird.

Weiterhin ist im "Journal of the Acoustical Society of America", Vol. 75, No. 6, Juni 1984, Seiten 1837-1847 eine digitale Strahlformung schmalbandiger Signale mittels Phasenverschiebung beschrieben, wobei K Wandlerelemente in einander überlappenden Gruppen angeordnet sind. Aus dieser Unterteilung von Wandlerelementen in sich überlappende Gruppen kann jedoch nicht auf eine Zuordnung von etwa genau zwei Gruppen von sich nicht überlappenden Wandlerelemente zu drei bzw. zwei Verzögerungsleitungen geschlossen werden.

Aus der GB-PS 15 03 532 ist ein Ultraschall-Abtastgerät bekannt, bei dem ebenfalls n Ultraschall-Wandlerelemente in Gruppen unterteilt sind, wobei n Sende/Empfangspunkte auf einem Abtastkopf vorgesehen sind. Jeder dieser n Sende/Empfangspunkte gibt dabei die Mitte einer ausgewählten Gruppe der Wandlerelemente wieder. Damit ist es möglich, ein Wandlerfeld eines Ultraschall-Abtastgeräts in eine Vielzahl von Gruppen zu unterteilen, wodurch aber noch kein Ultraschall-Abtastgerät erhalten wird, bei dem etwa nur zwei solcher, sich nicht überlappender Gruppen vorgesehen und in spezieller Weise mit drei bzw. zwei Verzögerungsleitungen verbunden sind.

In der FR-OS 23 99 661 ist ein Ultraschall-Abtastgerät erläutert, bei dem eine Vielzahl von in Gruppen angeordneten Ultraschallwandlerelementen bezüglich der Anzahl der Ultraschallwandlerelemente in jeder Gruppe verändert bzw. eingestellt wird, um so die Brennweite des Geräts zu verändern.

Aus der US-PS 39 19 683 ist ein Ultraschall-Abtastgerät bekannt, bei dem n Ultraschallwandlerelemente über n Schalter und n Ansteuerimpulsgeneratoren mit einem Verzögerungsimpulsgenerator verbunden sind, welcher wiederum an einen Steuersignalgenerator angeschlossen ist.

Schließlich ist in der Entgegenhaltung US-PS 42 35 111 ein Ultraschall-Abtastgerät beschrieben, bei dem nach der Aussendung eines Signals im Empfangsbetrieb von einem niedrigen Wert auf einen hohen Wert verändert wird, um so eine optimale Bildqualität zu erzielen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultraschall- Abtastgerät der eingangs genannten Art so mit Verzögerungsleitungen auszustatten, daß mit einer verkleinerten Anzahl von Anzapfungen eine rasche Änderung der Betriebsart vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Ultraschall-Abtastgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2 erfindungsgemäß durch die in deren jeweiligen kennzeichnenden Teilen enthaltenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 3 bis 6.

Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Abtastgerät ist die Anzahl der Anzapfungen gegenüber bestehenden Geräten um einen Faktor 2, also auf die Hälfte vermindert. Das Ultraschall-Abtastgerät hat so infolge der verkleinerten Anzahl von Anzapfungen der Verzögerungsleitung auch eine verkleinerte Zahl von Schaltkontakten der Wähleinrichtung, die mit den Anzapfungen der Verzögerungsleitung verbunden ist. Hierzu sind die in einer Reihe angeordneten Wandlerelemente, die Wähleinrichtung und die Verzögerungsleitungseinheit jeweils in zwei Blöcke unterteilt. Die von diesen Blöcken erhaltenen Ultraschall- Echosignale werden durch die betreffende Verzögerungsleitung summiert. Eines der summierten Signale von beiden Blöcken wird über eine feste Verzögerungsleitung an die Addierstufe angelegt. Das andere dieser Signale wird unmittelbar an die Addierstufe angelegt. Die Addierstufe addiert sodann diese Echosignale.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Ultraschall-Abtastgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung einer Charakteristik einer Verzögerungszeit entsprechend Ablenkwinkeln von 0° bis +R° für die Sektorabtastung,

Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Abtastwinkels eines Empfangsstrahls für die Sektorabtastung von Winkeln von 0° bis +R°,

Fig. 4 eine graphische Darstellung einer Charakteristik einer Verzögerungszeit entsprechend Ablenkwinkeln von 0° bis -R° bei der Sektorabtastung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Abtastwinkels eines Empfangsstrahls für die Sektorabtastung von Winkeln von 0° bis -R°,

Fig. 6 ein Schaltbild eines Ultraschall-Abtastgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7 ein Schaltbild eines Schaltkreisteils bei einem Ultraschall-Abtastgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ultraschall-Abtastgerät umfaßt eine Ultraschall-Sonde 11 eine Anzahl von Ultraschall- Wandlerelementen 1-2 M. Diese Sonde ist in einen ersten und einen zweiten Block unterteilt. Der erste Block enthält Ultraschall-Wandlerelemente 1-M, der zweite Block Ultraschall-Wandlerelemente M+1-2 M. Die Wandlerelemente 1-M des ersten Blocks sind jeweils über Verstärker 12₁-12 _M mit den Basis-Elektroden von Schalttransistoren 13 ₁-13 _M verbunden. Die Wandlerelemente M+1-2 M des zweiten Blocks sind jeweils über Verstärker 12 _M+1-12 _2M an die Basis-Elektroden von Schalttransistoren 13 _M+1-13 _2M angeschlossen.

Die Kollektoren der Schalttransistoren 13₁-13 _M sind jeweils mit den Sammelkontakten einer Wähleinheit aus Schaltelementen 14₁-14 _M im ersten Block 10-1 verbunden. Die Kollektoren der Schalttransistoren 13 _M+1-13 _2M sind jeweils mit den Sammelkontakten einer Wähleinheit aus Schaltelementen (z. B. Analogschalter) 14 _M+1-14 _2M im zweiten Block 10-2 verbunden. Die Ausgangskontakte C 1-CN der Schaltelemente 14₁-14 _M sind an Anzapfungen bzw. Klemmen oder Anschlüsse T 1-TN einer Verzögerungsleitung 15-1 mit einer Lauf- oder Verzögerungszeit von maximal T/2 angeschlossen. Die Ausgangskontakte C 1-CN der Schaltelemente 14 _M+1-14 _2M sind an die Anzapfungen bzw. Anschlüsse T 1-TN einer Verzögerungsleitung 15-2 mit einer Lauf- oder Verzögerungszeit von maximal T /2 angeschlossen.

Jedes Schaltelement wählt einen der Ausgangskontakte C 1-CN nach Maßgabe des Ablenkwinkels und der Brennweite des Ultraschallstrahls. Mittels eingebauter Programme wird bestimmt, welches Element welchen Ausgangskontakt nach Maßgabe von Ablenkwinkel und Brennweite wählt.

Die Ausgangsklemmen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 sind mit den Sammelklemmen von Schaltern 16-1 und 16-2 verbunden, deren Kontakte 16 _1a und 16 _2b über eine feste Verzögerungsleitung 17 und einen Verstärker 18 mit einer Addierstufe 19 verbunden sind. Die Kontakte 16 _1b und 16 _2a der Schalter 16-1 bzw. 16-2 sind unmittelbar an die Addierstufe 19 angeschlossen.

Nachstehend ist die Arbeitsweise des Ultraschall-Abtastgeräts mit dem beschriebenen Aufbau erläutert. Wenn der Ultraschallstrahl eine Sektorabtastung von Winkeln 0°-+R°, d. h. über den halben Zyklus gemäß Fig. 2, durchführt, schließen die Schalter 16-1 und 16-2 die Kontakte 16 _1b bzw. 16 _2b. Dabei werden die Echosignale von den Ultraschall-Wandlerelementen 1-M der Kanäle 1-M über die Schaltelemente 14₁-14 _M im ersten Block 10-1 zur Verzögerungsleitung 15-1 geliefert. Jedes Schaltelement 14₁-14 _M wird dabei mit einem der Kontakte C 1-CN verbunden. Die Echosignale von den Wandlerelementen 14₁-14 _M werden sequentiell von einer Mindestverzögerungszeit 0 bis zur maximalen Verzögerungszeit T/2 verzögert. Sodann werden diese Signale zur Lieferung eines Signals S 1 addiert. Das Signal S 1 wird über den Kontakt 16 _1a der Addierstufe 19 eingegeben.

Beim Ultraschall-Abtastgerät gemäß dieser Ausführungsform werden die Echosignale durch Ströme gebildet, die selektiv über die Kollektor-Emitterstrecken der Transistoren 13₁-13 _M über die Schaltelemente 14₁-14 _M fließen. Diese Ströme fließen dann, wenn die Ausgangsspannungssignale der Ultraschall-Wandlerelemente 1-M selektiv an die Basis-Elektroden der Transistoren 13₁-13 _M angelegt werden.

Die Echosignale von den Wandlerelementen M+1 -2 M der Kanäle M-2 M werden der Verzögerungsleitung 15-2 über die Schaltelemente 14 _M+1-14 _2M im zweiten Schaltungs- Block 10-2 zugeführt. Dabei sind oder werden die Schaltelemente 14 _M+1-14 _2M jeweils mit den Kontakten C 1-CN verbunden. Die Echosignale von den Wandlerelementen M+1-2 M werden sequentiell von einer Mindestverzögerungszeit 0 bis zur maximalen Verzögerungszeit T/2 verzögert und dann zur Lieferung eines Echosignals S 2 addiert. Das Signal S 2 wird der Addierstufe 19 über den Kontakt 16 _1a, die feste Verzögerungsleitung 17 der Verzögerung T/2 und den Verstärker 18 eingegeben.

Die Signale S 1 und S 2 werden an der Stelle der Schalter 16-1 und 16-2 der maximalen Verzögerung T/2 unterworfen. Da das Signal S 2 die feste Verzögerungsleitung 17 einer Verzögerung von T/2 durchläuft, wird es mit einem Maximum von T verzögert. Fig. 3 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Verzögerungszeit des Echosignals und den Kanälen 1-M. In Fig. 3 steht die ausgezogene Linie für die Beziehung, die bei Ablenkung des Ultraschallstrahls bis zu einem Winkel R° vorliegt. Diese gerade Linie verschiebt sich waagerecht gegenüber der Kanalmitte (M), wenn die Schaltelemente 14₁-14 _2M jeweils sequentiell von den Kontakten C 1 auf CN umgeschaltet werden. Wenn die gerade Linie waagerecht liegt, werden alle Echosignale mit derselben Verzögerungszeit (T/2) verzögert. In diesem Zustand liegt der Ultraschallstrahl in der Position des Winkels 0°. Wenn der Ultraschallstrahl um Winkel 0° bis - R° abgelenkt wird, schalten die Schalter 16-1 und 16-2 auf die Kontakte 16 _1a bzw. 16 _2a um. Wie im Fall des erwähnten Halbzyklus (oder der Halbperiode) werden die Echosignale von den Wandlerelementen 1-M der Kanäle 1-M zur Verzögerungsleitung 15-1 über die Schaltelemente 14₁-14 _M im ersten Block 10-1 geliefert. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Schaltelemente 14₁-14 _M auf die Kontakte C/1 umgeschaltet worden. Die Echosignale von den Wandlerelementen 1-M werden daher sämtlich in einem verzögerten Zustand zusammenaddiert. Das addierte Echosignal S 1 wird der Addierstufe 19 über die feste oder Festzeit-Verzögerungsleitung 17 und den Verstärker 18 eingegeben. Somit wird das um die Zeit T/2 verzögerte Signal S 1 an die Addierstufe 19 angelegt. Echosignale von den Wandlerelementen M+1-2 M der Kanäle M-2 M werden zur Verzögerungsleitung 15-2 über die Schaltelemente 14 _M+1-14 _2M im zweiten Block 10-2 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Schaltelemente 14 _M+1-14 _2M auf die Kontakte CN umgeschaltet. Die Echosignale von den Wandlerelementen M+1-2 M werden daher sämtlich einer maximalen Verzögerung von T/2 unterworfen und zusammenaddiert. Das addierte Echosignal S 2 wird über den Kontakt 16 _2a unmittelbar an die Addierstufe 19 angelegt.

In diesem Zustand bzw. unter dieser Bedingung werden die der Addierstufe 19 zugeführten Signale S 1 und S 2 mit dem Maximum von T/2 verzögert. Dieser Zustand zeigt an, daß der Ablenkwinkel des Ultraschallstrahls 0° beträgt. Aus diesem Zustand werden die Schaltelemente 14₁-14 _M und 14 _M+1-14 _2M sequentiell umgeschaltet. Im Gegensatz zu der in Fig. 3 gezeigten Charakteristik variiert die Verzögerungscharakteristik gemäß Fig. 5 geradlinig und nach rechts unten. Insbesondere werden dabei die Schaltelemente 1-M (14₁-14 _M) jeweils sequentiell von den Kontakten C 1 auf die Kontakte CN umgeschaltet. Die Echosignale von den Wandlerelementen 1-M werden sequentiell einer Verzögerung 0-T/2 unterworfen und zusammenaddiert. Das addierte Echosignal S 1 wird über den Kontakt 16 _1a, die Verzögerungsleitung 17 und den Verstärker 18 der Addierstufe 19 eingespeist. Echosignale 14 _M+1-14 _2M der Kanäle M-2 M werden über den zweiten Schaltungs-Block 10-2 der Verzögerungsleitung 15-2 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Schaltelemente 14 _M+1-14 _{2 M} sequentiell mit den Kontakten C 1-CN verbunden. Mit diesem Umschaltvorgang werden die Echosignale von den Wandlerelementen M+1-2 M sequentiell um die Zeiten 0 bis T /2 verzögert und zusammenaddiert. Das addierte Echosignal S 2 wird über den Kontakt 16 _2a unmittelbar an die Addierstufe 19 angelegt.

Durch Wiederholung der vorstehend beschriebenen Arbeitsreihenfolge wird der Ultraschallstrahl um Winkel -R°, 0° und +R° abgelenkt. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden die Echosignale von der Sonde 11 mit den Kanälen 1- 2 M in zwei Blöcke unterteilt, und diese Signale werden sodann verarbeitet. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung braucht dabei nicht alle Kanäle 1-2 M, sondern nur die Hälfte der Kanäle zu umfassen. Durch dieses Merkmal werden eine Verkleinerung der Abmessungen der Verzögerungsleitung und eine Senkung der Herstellungskosten realisiert. Außerdem halbiert sich im Vergleich zum bisherigen Gerät die nötige Zahl von Klemmen oder Anschlüssen für die Schaltelemente. Durch die verkleinerte Zahl von Anschlüssen verringert sich offensichtlich die den Schaltelementen eigene Streukapazität sowie der Durchschaltwiderstand der Elemente. Infolgedessen wird eine Beeinflussung der Echosignale durch Störsignale ("Rauschen") verringert.

In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Anzapfungen bzw. Ausgangsklemmen der Verzögerungsleitungen 15-2 und 15-2 in erstem bzw. zweitem Block 10-1 bzw. 10-2 mit gemeinsamen Klemmen bzw. Sammelklemmen von Schaltern 16-1 und 16-2 verbunden sind. Die Kontakte 16 _1bund 16 _2a der Schalter 16-1 bzw. 16-2 sind zusammengeschaltet und weiterhin an die Ausgangsklemme angeschlossen. Der Kontakt 16 _1a des Schalters 16-1 ist mit einem Höchstverzögerungsanschluß der Verzögerungsleitung 15-2 verbunden. Der Kontakt 16 _2a des Schalters 16-2 ist über einen Verstärker 18-2 mit einem Höchstverzögerungsanschluß der Verzögerungsleitung 15-1 im ersten Block 10-1 verbunden.

Wenn bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 die Schalter 16-1 und 16-2 auf die Kontakte 16 _1a bzw. 16 _2a umgeschaltet sind, wird das die Verzögerungsleitung 15-1 im Block 10-1 durchlaufende Echosignal über den Kontakt 16 _1a und den Verstärker 18-1 an den Höchstverzögerungsanschluß der Verzögerungsleitung 15-2 im Block 10-2 angelegt. Das Echosignal wird durch die Verzögerungsleitung 15-2 mit der maximalen Verzögerungszeit T/2 verzögert. Das verzögerte Signal wird über den Kontakt 16 _2a des Schalters 16-2 zur Ausgangsklemme ausgegeben. Andererseits wird das Echosignal vom zweiten Block 10-2 über den Kontakt 16 _2a an die Ausgangsklemme angelegt. Das Echosignal vom ersten Block 10-1 wird daher durch die Verzögerungsleitung 15-1 in diesem Block um die Verzögerungsgröße dieser Verzögerungsleitung und weiterhin durch die Verzögerungsleitung 15-2 des zweiten Blocks 10-2 um T/2 verzögert. Die in Fig. 5 als schraffierter Abschnitt angegebene Verzögerungszeit wird durch eine derartige Verzögerung als die Summe der Verzögerungen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 gewährleistet.

Wenn die Schalter 16-1 und 16-2 auf die Kontakte 16 _1b bzw. 16 _2b umgeschaltet sind, wird das Echosignal vom Block 10-1 über den Kontakt 16 _1b an die Ausgangsklemme angelegt. Das Echosignal vom Block 10-2 wird über den Kontakt 16 _2b und den Verstärker 18-2 dem Höchstverzögerungsanschluß der Verzögerungsleitung 15-1 im ersten Block 10-1 aufgeprägt. Das Echosignal wird durch die Verzögerungsleitung 15-1 um die maximale Verzögerungszeit von T/2 verzögert und über den Kontakt 16 _1a zur Ausgangsklemme ausgegeben. In diesem Fall wird das Echosignal vom ersten Block 10-1 durch dessen Verzögerungsleitung 15-1 um deren Verzögerungsgröße und weiterhin durch die Verzögerungsleitung 15-2 des zweiten Blocks 10-2 um die Zeit T/2 verzögert. Die in Fig. 5 als schraffierter Abschnitt dargestellte Verzögerungszeit wird durch eine solche Verzögerung als Summe der Verzögerungen oder Verzögerungsgrößen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 sichergestellt. In diesem Fall wird das Echosignal vom zweiten Block 10-2 durch dessen Verzögerungsleitung 15-2 um deren Verzögerungsgröße verzögert, um weiterhin durch die Verzögerungsleitung 15-1 des ersten Blocks 10-1 um die Zeit T/2 verzögert zu werden. Die in Fig. 3 als schraffierter Abschnitt angegebene Verzögerungszeit wird durch eine solche Verzögerung als die Summe der Verzögerungen oder Verzögerungsgrößen der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 sichergestellt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, werden bei der zweiten Ausführungsform die Verzögerungsleitungen der Blöcke 10-1 und 10-2 anstelle der festen Verzögerungsleitung 17 bei der ersten Ausführungsform verwendet. Mit dieser Anordnung können die Zahl der Verzögerungselemente verkleinert und die Herstellungskosten verringert werden.

Bei diesen Ausführungsformen wird durch die Impedanz der festen Verzögerungsleitung 17 oder der Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 der Blöcke 10-1 bzw. 10-2 der Pegel bzw. die Größe des an die Addierstufe 19 oder die Ausgangsklemme angelegten Signals auf etwa die Hälfte reduziert. Zum Ausgleich für diesen Pegelabfall sind der Verstärker 18 oder die Verstärker 18-1 und 18-2, deren Verstärkungsgrad jeweils für eine solche Pegelkompensation zweckmäßig gewählt ist, am Ausgang der Verzögerungsleitung 17 oder der Kontakte 16 _1a und 16 _2b vorgesehen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei umfaßt der Echosignal-Verzögerungsabschnitt, welcher die Verzögerungsleitungen 15-1 und 15-2 oder diese Leitungen sowie eine weitere Verzögerungsleitung 17 gemäß den vorher beschriebenen Ausführungsformen aufweist, Verzögerungsleitungselemente 15 _E1-15 _EN sowie jeweils zwischen diese Elemente eingeschaltete Verstärker A 1-AN. Durch die Anordnung der Verstärker wird ein Pegelabfall durch die Verzögerungsleitungselemente kompensiert. Ersichtlicherweise können die Kompensier-Verstärker für eine zweckmäßige Zahl von Verzögerungsleitungselementen, d. h. von mehr als drei Elementen, vorgesehen sein.

Wie vorstehend beschrieben, werden die Echosignale von einer Vielzahl von Kanälen des Ultraschall-Abtastgeräts in mindestens zwei Blöcke unterteilt. Diese in Blöcke unterteilten Signale werden der festen Verzögerungsleitungseinheit unterworfen. Die Zahl der Schaltelemente zum Ablenken des Ultraschallstrahls kann verkleinert werden. Dies führt zu einer Kostenverringerung sowie zu einer Verkleinerung der Streukapazität und des Durchschaltwiderstands der Schaltelemente.

Claims

1. Ultraschall-Abtastgerät zum Ablenken oder Führen von Ultraschallstrahlen, mit

- einem Wandlerfeld (11) mit 2 M in einer Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen (1-2 M) zum Umwandeln von von den Ultraschall-Wandlerelementen empfangenen Ultraschall-Echosignalen in elektrische Echosignale, wobei M ganzzahlig ist, und einer Verzögerungsleitungseinheit mit einer Vielzahl von Anzapfungen (T 1-TN) zur Gewährleistung jeweils verschiedener Verzögerungszeiten für die elektrischen Signale,
- einer zwischen dem Wandlerfeld (11) und der Verzögerungsleitungseinheit liegenden Wähleinrichtung (14) zum Verbinden der Ultraschall-Wandlerelemente (1-2 M) mit den ausgewählten Anzapfungen (T 1-TN) der Verzögerungsleitungseinheit entsprechend dem jeweiligen Ablenkwinkel der Ultraschallstrahlen,
- einer Schalteinrichtung (16-1, 16-2), welche der Verzögerungsleitungseinheit nachgeordnet ist, und
- einer Addierstufe (19),

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verzögerungsleitungseinheit eine erste, eine zweite und eine dritte Verzögerungsleitung (15-1, 15-2, 17) umfaßt, die jeweils die halbe Zeitdauer (T/2) der maximalen Verzögerungszeit (T) aufweisen,
- die Wähleinrichtung (14) eine mit den Wandlerelementen (1-M, M+2-2 M) verbundene erste und zweite Wähleinheit (14₁ bis 14 _M, 14 _M+1 bis 14 _2M) umfaßt,
- die erste und die zweite Verzögerungsleitung (15-1, 15-2) mit jeweils einer Vielzahl von Anzapfungen (T 1-TN) an die entsprechende erste und zweite Wähleinheit (14₁ bis 14 _M, 14 _M+1 bis 14 _2M) angeschlossen ist,
- die Schalteinrichtung ( 16-1, 16-2) den Ausgang der ersten oder zweiten, einen Verzögerungsleitung (15-1, 15-2) mit dem Eingang der dritten Verzögerungsleitung (17) verbindet und
- die Addierstufe (19) das Ausgangssignal der zweiten oder ersten, anderen Verzögerungsleitung (15-2, 15-1) mit dem Ausgang der dritten Verzögerungsleitung (17) verbindet.

2. Ultraschall-Abtastgerät zum Ablenken oder Führen von Ultraschallstrahlen, mit

- einem Wandlerfeld (11) mit 2 M in einer Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen (1-2 M) zum Umwandeln von von den Ultraschall-Wandlerelementen empfangenen Ultraschall-Echosignalen in elektrische Echosignale, wobei M ganzzahlig ist, und einer Verzögerungsleitungseinheit mit einer Vielzahl von Anzapfungen (T 1-TN) zur Gewährleistung jeweils verschiedener Verzögerungszeiten für die elektrischen Echosignale,
- einer zwischen dem Wandlerfeld (11) und der Verzögerungsleitungseinheit liegenden Wähleinrichtung (14) zum Verbinden der Ultraschall-Wandlerelemente (1-2 M) mit den ausgewählten Anzapfungen (T 1-TN) der Verzögerungsleitung entsprechend dem jeweiligen Ablenkwinkel der Ultraschallstrahlen, und
- einer Schalteinrichtung (16),

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verzögerungsleitung (15) eine erste und eine zweite Verzögerungsleitung (15-1, 15-2) umfaßt, die jeweils die halbe Zeitdauer (T/2) der maximalen Verzögerungszeit (T) aufweisen,
- die Wähleinrichtung (14) eine mit den Wandlerelementen (1-M, M+1-2 M) verbundene erste und zweite Wähleinheit (14₁ bis 14 _M, 14 _M+1 bis 14 _2M) umfaßt, und
- die Schalteinrichtung (16) den Ausgang der ersten oder zweiten, einen Verzögerungsleitung (15-1, 15-2 ) mit dem Eingang der zweiten oder ersten anderen Verzögerungsleitung (15-2, 15-1) verbindet.

3. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (18) an den Ausgang der dritten Verzögerungsleitung (17) angeschlossen ist.

4. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Verzögerungsleitung (15-1, 15-2) jeweils eine Anzahl von Verzögerungsleitungselementen (15 _{E 1}-15 _EN) mit festen Verzögerungszeiten aufweisen und daß mehrere Verstärker (A 1-AN) bei mindestens einem der Verzögerungsleitungselemente jeweils in Reihe geschaltet sind.

5. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Wähleinheit jeweils einen Analogschalter (14₁- 14 _M, 14 _M+1-14 _2M) aufweisen.

6. Ultraschall-Abtastgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung mit einem Verstärker (18-1, 18-2) zum Kompensieren des Pegelabfalls des Echosignals verbunden ist.