DE69723781T2

DE69723781T2 - Ultraschall-Diagnostikgerät

Info

Publication number: DE69723781T2
Application number: DE69723781T
Authority: DE
Inventors: Akiko Uchikawa; Hisashi Akiyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-29
Also published as: EP0822422A2; CA2205615C; JPH1033530A; CA2205615A1; US5974891A; EP0822422A3; JP3327129B2; DE69723781D1; EP0822422B1

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung oder genauer eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung der Bauart mit elektronischer Fokussierung, bei der ein Ultraschallstrahl durch Steuerung der Phase eines von einer Vielzahl von piezoelektrischen Elementen gesendeten Signals konvergiert wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtungen der Bauart mit elektronischer Fokussierung wird der Ultraschallstrahl durch Verschieben der Aussendezeit der Ultraschallwellen von einer Vielzahl von piezoelektrischen Elementen korrigiert oder abgelenkt, wodurch der Brennpunkt der gesendeten Wellen gesteuert wird.
Eine erste herkömmliche Ultraschall-Diagnosevorrichtung dieser Bauart ist in der JP-A-62-277944 (JP-B-6-96016) aufgezeigt. 5 zeigt eine Konfiguration einer Ultraschallsendewellen-Fokussierungssteuerschaltung der herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtung, und 6 ist eine Zeitablauftabelle einer Ausgangswellenform der Vorrichtung. Die in 5 und 6 gezeigte herkömmliche Ultraschall-Diagnosevorrichtung enthält eine Verzögerungstakterzeugungsschaltung 51 zum Erzeugen von mehrphasigen verzögerten Taktsignalen CK1 bis CK4 und zum Steuern des Verzögerungsausmaßes ΔT, eine Verzögerungsdatenverriegelungsschaltung 52 zum Speichern der Verzögerungszeit, eine Multi plexeinrichtung 53 zum Auswählen eines Taktsignals CK0 (CK4 in 6) aus den verzögerten Taktsignalen CK1 bis CK4, einen Verzögerungsausmaßzähler 54 zum Zählen der verzögerten Taktsignale und Bestimmen des Verzögerungsausmaßes, einen Sendewellenimpulszähler 55 zum Zählen der Anzahl von Sendeimpulsen und eine Sendewellenimpulserzeugungsschaltung 56 zum Erzeugen eines Sendeimpulses.
In der herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird ein Ausgangsignal DS der Verzögerungsdatenverriegelungsschaltung 52 von dem Verzögerungsausmaßzähler 54 gezählt und ein Signal CR wird ausgegeben. Nachdem dieses Signal CR ansteigt, wird ein Sendeimpuls CP zum Erzeugen einer Ultraschallwelle erzeugt, um dadurch das Verzögerungsausmaß zu steuern.
In einer zweiten herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtung, die in der JP-A-62-180267 vorgeschlagen wird, wird andererseits eine Schwingschaltung aus mindestens einem Widerstand und mindestens einem Kondensator konfiguriert und die Frequenz der Sendeimpulse wird durch Einstellen der Kennwerte des Widerstands und des Kondensators gesteuert.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtung haben jedoch die von der Sendeimpulserzeugungsschaltung 56 ausgegebenen Sendeimpulse eine Frequenz, die durch Teilen der Frequenz der verzögerten Taktsignale erhalten wird. Zum Steuern der Frequenz und des Tastverhältnisses der Sendeimpulse ist daher eine zusätzliche Schaltung erforderlich.
Bei der zweiten vorstehend beschriebenen herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtung besteht andererseits das Problem, dass die Konstanten des Widerstands und des Kondensators zum Einstellen der Frequenz geändert werden müssen, so dass daher Widerstände und Kondensatoren erforderlich sind, die der jeweiligen Frequenz entsprechen, was dazu führt, dass der Schaltungsumfang gemäß der Anzahl der Betriebsfrequenzen der Sendeimpulse vergrößert wird. Ferner macht die Abhängigkeit der Frequenz von den Kennwerten der Widerstände und der Kondensatoren eine sehr genaue Einstellung unmöglich. Die Frequenz kann daher nicht fein eingestellt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung zu schaffen, die eine stabile Diagnose mit hoher Genauigkeit und hoher Bildqualität durchführen kann und bei der eine Steuerschaltung für die Fokussierung der gesendeten Ultraschallwellen mit einer einfachen, kleinen und preiswerten Konfiguration verwirklicht wird.
Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe wird eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung geschaffen, in welcher der Zählwert, der das Verstreichen der Zeit von einem Referenzzeitpunkt an darstellt, mit einem Verzögerungsausmaß verglichen wird, das die Zeitgebung der Umkehrung des ausgegebenen Sendesignals bestimmt, oder mit der Summe des Verzögerungsausmaßes und den akkumulierten Impulsbreiten, und das ausgegebene Sendesignal wird zum Zeitpunkt der Übereinstimmung zwischen dem Zählwert und dem Verzögerungsausmaß oder gegebenenfalls der Summe umgekehrt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung geschaffen, enthaltend eine Vielzahl von piezoelektrischen Elementen 9 jeweils zum Erzeugen einer Ultraschallwelle ansprechend auf ein an diese angelegtes Sendesignal, eine Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung 1 zum Speichern des Verzögerungsausmaßes, das zum Steuern der Phase des Sendesignals für jeweils eines der piezoelektrischen Elemente verwendet wird, eine Impulsbreitenspeichereinrichtung 2 zum Speichern der Impulsbreite, die zum Steuern der Frequenz des Sendesignals für jeweils eines der piezoelektrischen Elemente verwendet wird eine Messeinrichtung 3 zum Empfangen eines Referenzzeitsignals, das einen Referenzzeitpunkt darstellt, und Messen der seit dem Referenzzeitpunkt verstrichenen Zeit, eine Berechnungseinrichtung 4 zum Bestimmen eines Wechselpunktes des Sendesignals auf der Basis des in der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung gespeicherten Verzögerungsausmaßes, der in der Impulsbreitenspeichereinrichtung gespeicherten Impulsbreite und des Referenzzeitsignals, eine Vergleichseinrichtung 5 zum Vergleichen eines Ausgangsignals der Berechnungseinrichtung mit einem Ausgangssignal der Meßeinrichtung, einen Mehrphasen-Taktgenerator 6 zum Erzeugen einer Vielzahl von Taktsignalen, die unterschiedliche Phasen haben, eine Auswahleinrichtung 7 zum Auswählen eines der Vielzahl von Taktsignalen, die von dem Mehrphasen-Taktgenerator erzeugt werden, in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Berechnungseinrichtung in dem Fall, in dem ein Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung einen vorbestimmten Zustand zeigt, und eine Schaltung 8 zum Erzeugen des Sendesignals auf der Basis des einen der Vielzahl von Taktsignalen, das von der Auswahleinrichtung ausgewählt wurde.
Das hat zur Folge, dass der Ultraschallwellenstrahl durch Steuern des Verzögerungsausmaßes des Sendesignals, der Frequenz und des Tastverhältnisses für jedes piezoelektrische Element konvergiert werden kann, wodurch ein Bild mit hoher Qualität und hoher Genauigkeit mit stabilen Eigenschaften verwirklicht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Zeitablauftabelle, die den Betriebsablauf der in 1 gezeigten Vorrichtung darstellt.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist eine Zeitablauftabelle, die den Betriebsablauf der in 3 gezeigten Vorrichtung darstellt.
5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtung zeigt.
6 ist eine Zeitablauftabelle, die den Betriebsablauf der herkömmlichen Ultraschall-Diagnosevorrichtung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. In 1 bezeichnete Bezugszeichen 1 eine Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung zum Speichern des Verzögerungsausmaßes zur Steuerung der Phase des Sendesignals für jedes piezoelektrische Element und Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Impulsbreitenspeicher zum Speichern der Impulsbreite zur Steuerung der Frequenz des Sendesignals für jedes piezoelektrische Element. Die Impulsbreitenspeichereinrichtung 2 enthält einen Positiv-Impulsbreitenspeicher 21, einen Negativ-Impulsbreitenspeicher 22 und einen Protokoll-Impulsbreitenspeicher 23. Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Zähler zum Zählen der seit einem Referenzzeitpunkt verstrichenen Zeit mittels eines Taktsignals.
Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Prozessor zum Berechnen eines Wechselpunktes des Sendesignals von einem Referenzpunkt. Der Prozessor 4 enthält eine Auswahleinrichtung 41 zum Auswählen einer Speichereinheit der Impulsbreitenspeichereinrichtung 2, ein Addierglied 42 und ein Register 43. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Ausgangssignals des Zählers 3 mit demjenigen des Prozessors 4 und Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Mehrphasen-Taktgenerator zum Erzeugen einer Vielzahl von Taktsignalen, die unterschiedliche Phasen haben. Bezugszeichen 7 bezeichnet eine selektive Steuereinrichtung zum selektiven Steuern der von dem Mehrphasen-Taktgenerator 6 erzeugten Taktsignale. Bezugszeichen 8 bezeichnet eine Flip-Flop-Schaltung zum Erzeugen des Sendeimpulssignals und Bezugszeichen 9 ein piezoelektrisches Element. Die Ultraschall-Diagnosevorrichtung enthält eine Vielzahl der vorstehend beschriebenen Konfigurationen. Zum leichteren Verständnis wird nur eine davon nachfolgend erläutert.
Der Betriebsablauf der Ultraschall-Diagnosevorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeitablauftabelle in 2 beschrieben.
Gemäß dieser Ausführungsform werden Dezimalstellen (drei niedrigstwertige Bits) des Ausgangswertes P des Prozessors 4 für das Auswahlsignal für die selektive Steuereinrichtung 7 verwendet. 2 zeigt die drei niedrigstwertigen Bits des Ausgangssignals des Prozessors 4.
In dem Mehrphasen-Taktgenerator 6 in 1 werden acht Taktsignale clk0 bis clk7 erzeugt, wie 2 zeigt. Die Phasendifferenz ist gleich zwischen clk0 und clk1, zwischen clk1 und clk2, zwischen clk2 und clk3, ..., und zwischen clk7 und clk0. Ferner beträgt der Wert der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung 1 2,500, der Wert der Impulsbreitenspeichereinrichtung 2 beträgt 1,125 für den Positiv-Impulsbreitenspeicher 21, 1,125 für den Negativ-Impulsbreitenspeicher 22 und 0,0 für den Protokoll-Impulsbreitenspeicher 23.
Der Wert der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung 1 (2,500 im Fall von 2) wird in dem internen Register 43 des Prozessors 4 eingestellt. Ansprechend auf ein Referenzsignal trg, das einen Referenzzeitpunkt darstellt, beginnt der Zähler 3 zu arbeiten. Der Zähler 3 und der Prozessor 4 sind so ausgelegt, dass sie ansprechend auf das Ausgangssignal clk0 des Mehrphasen-Taktgenerators 6 arbeiten. Der Ausgangswert Q des Zählers 3 und ein integraler Teil des Ausgangswertes P des Prozessors 4 werden in der Vergleichseinrichtung 5 miteinander verglichen. In dem Fall, in dem der Ausgangswert Q des Zählers 3 größer ist als der Ausgangswert P des Prozessors 4, wird das Ausgangssignal cmp der Vergleichseinrichtung 5 aktiv. Wenn dieses cmp-Signal aktiv ist, gibt die selektive Steuereinrichtung 7 selektiv eines der Taktsignale clk0 bis clk7, die unterschiedliche Phasen haben und das Ausgangssignal des Mehrphasen-Taktgenerators 6 bilden, aus.
Das Signal zum Auswählen eines Taktsignals ist ein Dezimalteil (niedrigstwertiger Teil) des Ausgangswertes P des Prozessors 4. In dem in 2 gezeigten Beispiel wird dann, wenn der Ausgangswert Q des Zählers 3 2 wird, das Ausgangssignal cmp der Vergleichseinrichtung 5 aktiv. In dem Prozess ist der Dezimalteil des Ausgangswertes P des Prozessors 4 in Dezimaldarstellung 0,5. Die drei Bits, die den Dezimalteil des Ausgangswertes P darstellen, sind in Binärdarstellung "100 (B)", was "4" in Dezimaldarstellung entspricht. Daher wird ein Taktsignal ckl4 von der selektiven Steuereinrichtung 7 aus einer Vielzahl von Taktsignalen clk0 bis clk7, die unterschiedliche Phasen haben, selektiv ausgegeben.
Die Flip-Flop-Schaltung 8 wird von dem Ausgangstaktsignal tclk der selektiven Steuereinrichtung 7 angesteuert, um dadurch das aus der Flip-Flop-Schaltung 8 ausgegebene Sendesignal umzukehren. Auch in dem Fall, in dem das Sendesignal positiv ist, wird das Ausgangssignal des Positiv-Impulsbreitenspeichers 21 von der Auswahleinrichtung 41 ausgewählt und in dem Addierglied 42 zu einem Ausgangssignal P des Registers 43 addiert. Bei dem Anlegen des nächsten Taktsignals an das Register 43 wird der Ausgangswert des Addiergliedes 42 in dem Register 43 eingestellt.
In dem in 2 gezeigten Beispiel wird das Sendesignal "out", das zu der Zeitgebung des von der selektiven Steuereinrichtung 7 ausgegebenen Taktsignals clk4 ausgegeben wird, von negativ auf positiv umgekehrt. Anschließend wird ein Wert 3,625, der die Summe des Ausgangswertes 2,500 des Prozessors 4 und des Impulsbreitenwertes 1,125 bildet, in dem Register 43 an der Vorderflanke des nächsten Taktimpulses clk0 eingestellt.
Da der Ausgangswert Q des Zählers 3 in 2 3 ist, ist der Ausgangswert P des Prozessors 4 ein Wert von 3,625, und daher wird das Ausgangssignal cmp der Vergleichseinrichtung 5 aktiv. Da die drei niedrigstwertigen Bits des Ausgangssignals P "101 (B)" in Binärdarstellung und "5" in Dezimaldarstellung darstellen, wählt die selektive Steuereinrichtung 7 das Taktsignal clk5 aus, so dass das Sendesignal "out", das zu der Zeitgebung von clk5 ausgegeben wird, von positiv auf negativ umgekehrt wird. Ein ähnlicher Betriebsablauf wird wiederholt.
Wenn in 2 der Ausgangswert Q des Zählers 3 6 ist, ist der integrale Teil des Ausgangswertes P des Prozessors 4 7, und daher wird das Ausgangssignal cmp der Vergleichseinrichtung 5 deaktiviert. Da das Ausgangssignal cmp inaktiv ist, wird von der selektiven Steuereinrichtung 7 kein Taktsignal erzeugt, so dass das Sendesignal, das von der Flip-Flop-Schaltung 8 ausgegeben wird, nicht umgekehrt wird. Gleichzeitig hält die Inaktivität des Freigabesignals für das Register 43, das aus dem Ausgangssignal cmp der Vergleichseinrichtung 5 gebildet wird, den Ausgangswert des Registers 43 unverändert.
Eine Ultraschall-Diagnosevorrichtung der Bauart mit elektronischer Fokussierung verwendet eine Vielzahl von piezoelektrischen Elementen zum Konvergieren eines Ultraschallwellenstrahls. Der in 1 dargestellte Schaltungsblock ist für jedes der piezoelektrischen Elemente erforderlich. Wenn man annimmt, dass unterschiedliche Werte für die Vielzahl von piezoelektrischen Elementen in dem Protokoll-Impulsbreitenspeicher 23 eingestellt sind und in dem Addierglied 42 addiert werden, kann das von der Flip-Flop-Schaltung 8 ausgegebene Sendeimpulssignal auf eine Frequenz eingestellt werden, die von einem piezoelektrischen Element zum nächsten variiert.
Wie vorstehend beschrieben werden die Verzögerungsausmaßdaten für jedes piezoelektrische Element von der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung 1 zum Speichern des Verzögerungsausmaßes in dem internen Register 43 des Prozessors 4 eingestellt und der Zähler 3 zum Zählen der von einem Referenzzeitpunkt an verstrichenen Zeit beginnt ansprechend auf eine Referenzsignal, das ihm eingegeben wird, zu arbeiten.
Wenn das Ausgangssignal des Zählers 3 das des Registers 43 übersteigt, wird angenommen, dass die eingestellte Verzögerungszeit verstrichen ist, womit das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 5 aktiviert wird. Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 5 aktiv ist, wird eines der Taktsignale, die unterschiedliche Phasen haben, von der selektiven Steuereinrichtung 7 ausgewählt und steuert die Flip-Flop-Schaltung 8 an, was zur Folge hat, dass das Sendesignal eine erste Umkehrung durchführt.
Nach dem Erzeugen eines Taktsignals zum Steuern der Flip-Flop-Schaltung 8 werden die Summe des Ausgangssignals des internen Registers 43 des Prozessors 4 und der von der Impulsbreitensteuereinrichtung 2 ausgegebene Wert in dem Register 43 eingestellt und das Ausgangssignal des Registers 43 wird mit dem Ausgangssignal des Zählers 3 in ähnlicher Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Fall verglichen. Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 5 aktiv ist, steuert das ausgewählte Taktsignal die Flip-Flop-Schaltung 8 an, um dadurch eine zweite Umkehrung des Sendesignals durchzuführen. Dieser Betriebsablauf wird wiederholt, um ein Sendesignal zu erzeugen.
Die Frequenz des von der Flip-Flop-Schaltung 8 ausgegebenen Sendesignals kann durch Verändern des Wertes der in dem Prozessor 4 addierten Impulsbreite gesteuert werden.
Ferner in kann das Tastverhältnis des von der Flip-Flop-Schaltung 8 ausgegebenen Sendesignals unter Verwendung von unterschiedlichen Impulsbreitenwerten zwischen dem Ansteigen und Abfallen des Ausgangssignals der Flip-Flop-Schaltung 8 gesteuert werden.
Ferner kann die Frequenz des Sendesignals durch Einstellen von unterschiedlichen Werten für jeweilige piezoelektrische Elemente als in dem Prozessor 4 zu addierende Impulsbreitenwerte in dem Protokoll-Impulsbreitenspeicher 23 fein gesteuert werden. Die Richtwirkung des Ultraschallwellenstrahls in Abhängigkeit von dem Ablenkungswinkel kann somit korrigiert werden.
Ausführungsform 2
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. In 3 sind gleiche Bestandteile wie die entsprechenden Teile in der ersten Ausführungsform jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht mehr erläutert.
In 3 haben Block #0 und Block #1 die gleiche interne Konfiguration. Der Zähler 3 und der Prozessor 4 von Block #0 werden von dem Ausgangssignal clk0 des Mehrphasen-Taktgenerators 6 angesteuert. Der Zähler 3 und der Prozessor 4 von Block #1 hingegen werden von dem Ausgangssignal clk4 des Mehrphasen-Taktgenerators 6 angesteuert. Die selektive Steuereinrichtung 7 von Block #0 wählt eines der Taktsignale clk0 bis clk7, die unterschiedliche Phasen haben, und die selektive Steuereinrichtung 7 von Block #1 wählt eines der Taktsignale clk0 bis clk3, die unterschiedliche Phasen haben. Ferner steuert das von Block #0 oder #1 ausgegebene Taktsignal tclk die Flip-Flop-Schaltung 8. Ferner werden die Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung 1, die Impulsbreitenspeichereinrichtung 2 und der Mehrphasen-Taktgenerator 6 von Block #0 und Block #1 gemeinsam genutzt.
4 ist eine Zeitablauftabelle, die den Betriebsablauf gemäß dieser Ausführungsform zeigt. In dieser Ausführungsform ist ein in der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung 1 gespeicherter Wert ein Wert von 2,5 und hat drei Bits nach dem Dezimalkomma. Acht Taktsignale clk0 bis clk7 werden von dem Mehrphasen-Taktgenerator 6 erzeugt, wobei die Phasendifferenz zwischen clk0 und clk1, zwischen clk1 und clk2; zwischen clk2 und clk3, ..., zwischen clk7 und clk0 gleich ist. Ferner speichert die Impulsbreitenspeichereinrichtung 2 einen Wert von 0,5 für den Positiv-Impulsbreitenspeicher 21, von 0,875 für den Negativ-Impulsbreitenspeicher 92 und von 0,0 für den Protokoll-Impulsbreitenspeicher 23.
Der Wert der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung 1 wird in den internen Registern 43 der Prozessoren 4 von Block #0 und #1 jeweils eingestellt. Ansprechend auf ein diesen eingegebenes Referenzsignal trg beginnen die Zähler 3 von Block #0 und #1 zu arbeiten. In 4 ist dann, wenn der Wert des Ausgangssignals Q1 des Zählers 3 von Block #1 ein Wert 2 ist, das Ausgangssignal P1 des Registers 43 von Block #1 ein Wert 2,5 und das Ausgangssignal cmp1 der Vergleichseinrichtung 5 wird aktiv. Die drei niedrigstwertigen Bits des Ausgangswertes P1 des Registers 43 sind "100 (B)" in Binärdarstellung und "4" in Dezimaldarstellung. Die Taktsignale mit unterschiedlichen Phasen, die der selektiven Steuereinrichtung 7 von Block #1 zugeführt werden, sind andererseits clk0 bis clk3. Daher wird von der selektiven Steuereinrichtung 7 von Block #1 kein Taktsignal erzeugt und das von der Flip-Flop-Schaltung 8 ausgegebene Sendesignal wird nicht umgekehrt.
Wenn nun das Ausgangssignal Q0 des Zählers 3 von Block #0 einen Wert 2 hat, nimmt das Ausgangssignal P0 des Registers 43 von Block #0 einen Wert von 2,5 an, so dass daher das Ausgangssignal cmp0 der Vergleichseinrichtung 5 aktiv wird. Die drei niedrigstwertigen Bits des Ausgangssignals P0 des Registers 43 stellen "100 (B)" in Binärdarstellung und "4" in Dezimaldarstellung dar. Die Taktsignale mit unterschiedlichen Phasen, die an die selektive Steuereinrichtung 7 von Block #0 angelegt werden, sind clk4 bis clk7. Daher wird das von der Flip-Flop-Schaltung 8 ausgegebene Sendesignal zu der Zeitgebung von clk4, die von der selektiven Steuereinrichtung 7 von Block #0 ausgegeben wird, umgekehrt.
Es sei angenommen, dass das Sendesignal von negativen zu positiven Werten umgekehrt wird, wenn der Ausgangswert Q1 des Zählers 3 ist. Der Ausgangswert P1 des Prozessors 4 von Block #1 nimmt einen Wert von 3,0 an, nachdem der positive Impulsbreitenwert von 0,5 zu diesem addiert wurde. Gleichzeitig wählt die selektive Steuereinrichtung 7 von Block #1 clk0 aus und das Sendesignal wird von positiv in negativ umgekehrt.
Wenn der Ausgangswert Q0 des Zählers 3 ist, wird das Sendesignal von positiv in negativ umgekehrt. Daher nimmt der Ausgangswert P0 des Prozessors 4 von Block #0 einen Wert von 3,875 an, nachdem der positive Impulsbreitenwert von 0,875 zu diesem addiert wurde.
In dem Fall, in dem das Sendesignal nach der vorhergehenden Eingabe eines Taktsignals nicht umgekehrt wird, ist das Freigabesignal für das Register 43 nicht aktiv. Daher bleibt der Ausgangswert P0 des Prozessors 4 unverändert. In dem Fall, in dem das Sendesignal eine Umkehrung durchführt, nimmt der Ausgangswert P0 oder P1 des Prozessors 4 einen Wert an, nachdem der Wert des Positiv-Impulsbreitenspeichers 21 oder des Negativ-Impulsbreitenspeichers 22 dazu addiert wurde. In dem Fall, in dem das Sendesignal zwei Umkehrungen durchführt, nimmt der Ausgangswert P0 oder P1 des Prozessors 4 einen Wert an, nachdem die Werte sowohl des Positiv-Impulsbreitenspeichers 21 als auch des Negativ-Impulsbreitenspeichers 22 dazu addiert wurden. Ein ähnlicher Betriebsablauf wird wiederholt.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß dieser Ausführungsform jeder Block mit einem unterschiedlichen Taktsignal betrieben, so dass zwei oder mehr Taktsignale ausgewählt werden können, um die Flip-Flop-Schaltung 8 während der Ein-Taktsignal-Periode für den Prozessor 4 und den Zähler 3 anzusteuern. Die Frequenz des Sendesignals kann auf diese Weise mehr als die Taktfrequenz gesteigert werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird somit verständlich, dass gemäß dieser Erfindung der Zählwert an dem Zähler zum Zählen der von einem Referenzzeitpunkt an verstrichenen Zeit mit dem Verzögerungsausmaß zum Bestimmen der Zeitgebung des Umkehrens des ausgegebenen Sendesignals oder mit der Summe des Verzögerungsausmaßes und der akkumulierten Impulsbreiten verglichen wird und im Fall der Übereinstimmung zwischen diesen das ausgegebene Sendesignal umgekehrt wird. Die Erfindung hat daher die folgenden Auswirkungen.

1.) Da die erfindungsgemäße Vorrichtung als digitale Schaltung konfiguriert ist, die Impulssignale verwendet, werden eine hohe Genauigkeit und stabilisierte Charakteristiken erzielt.
2.) Taktsignale mit niedriger Frequenz können verwendet werden, indem die Frequenz des Sendesignals auf einen Wert eingestellt wird, der höher als das Betriebstaktsignal ist, was es ermöglicht, die Genauigkeit und Stabilität der Charakteristiken weiter zu verbessern.
3.) Das Tastverhältnis und die Frequenz der Sendesignalimpulse können in einer beliebigen kleinsten Einheit eingestellt werden, so dass damit ein Bild mit hoher Qualität erzeugt wird.
4.) Angesichts der Tatsache, dass die Frequenz des Sendesignals für jede Richtung gesteuert werden kann, in welcher der Ultraschallstrahl konvergiert wird, um die Richtwirkung des Strahls in Übereinstimmung mit dem Ablenkungswinkel zu korrigieren, kann die Bildqualität weiter verbessert werden.
5.) Das Verzögerungsausmaß und die Frequenz des Sendesignals können durch eine einzige digitale Schaltung gesteuert werden, womit die Größe und die Kosten der Vorrichtung weiter reduziert werden können.

Claims

Ultraschalldiagnosevorrichtung, enthaltend: eine Vielzahl von piezoelektrischen Elementen (9), die jeweils mit einem Sendesignal zum Erzeugen einer Ultraschallwelle versorgt werden; eine Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung (1) zum Speichern des Verzögerungsausmaßes zum Steuern der Phase des Sendesignals für jeweils eines der piezoelektrischen Elemente; eine Impulsbreitenspeichereinrichtung (2) zum Speichern der Impulsbreite zum Steuern der Frequenz des Sendesignals für jeweils eines der piezoelektrischen Elemente; eine Messeinrichtung (3) zum Empfangen eines Referenzzeitsignals, das einen Referenzzeitpunkt darstellt, und Messen der seit dem Referenzzeitpunkt verstrichenen Zeit; eine Berechnungseinrichtung (4) zum Bestimmen eines Wechselpunktes des Sendesignals auf der Basis des in der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtung gespeicherten Verzögerungsausmaßes, der in der Impulsbreitenspeichereinrichtung gespeicherten Impulsbreite und des Referenzzeitsignals; eine Vergleichseinrichtung (5) zum Vergleichen eines Ausgangsignals der Berechnungseinrichtung mit einem Ausgangssignal der Meßeinrichtung; einen Mehrphasen-Taktgenerator (6) zum Erzeugen einer Vielzahl von Taktsignalen, die unterschiedliche Phasen haben; eine Auswahleinrichtung (7) zum Auswählen eines der Vielzahl von Taktsignalen, die von dem Mehrphasen-Taktgenerator erzeugt werden, in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Berechnungseinrichtung in dem Fall, in dem ein Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung einen vorbestimmten Zustand zeigt; und eine Schaltung (8) zum Erzeugen des Sendesignals auf der Basis des einen der Vielzahl von Taktsignalen, das von der Auswahleinrichtung ausgewählt wurde.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, enthaltend für die Vielzahl von piezoelektrischen Elementen (9) eine Vielzahl der Verzögerungsausmaßspeichereinrichtungen (1), eine Vielzahl der Impulsbreitenspeichereinrichtungen (2), eine Vielzahl der Meßeinrichtungen (3), eine Vielzahl der Berechnungseinrichtungen (4), eine Vielzahl der Vergleichseinrichtungen (5), eine Vielzahl der Mehrphasen-Taktgeneratoren (6), eine Vielzahl der Auswahleinrichtungen (7) und eine Vielzahl der Sendesignalerzeugungsschaltungen (8).
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, enthaltend für jeweils eines der Vielzahl von piezoelektrischen Elementen (9) eine Vielzahl von Meßeinrichtungen (3), eine Vielzahl der Berechnungseinrichtungen (4), eine Vielzahl der Vergleichseinrichtungen (5) und eine Vielzahl der Auswahleinrichtungen (7), wodurch das Sendesignal auf eine Frequenz eingestellt wird, die nicht niedriger ist als diejenige jedes der Vielzahl von Taktsignalen, die von dem Mehrphasen-Taktgenerator erzeugt werden.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher: die Impulsbreitenspeichereinrichtung (2) die Impulsbreite zum Steuern der Frequenz des Sendesignals für jede Richtung speichert, in welche der Ultraschallstrahl konvergiert wird.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher: die Berechnungseinrichtung (4) numerische Daten ausgibt, die einen ganzzahligen Abschnitt und einen gebrochenen Abschnitt enthalten, und die Auswahleinrichtung (7) eines der Taktsignale in Übereinstimmung mit dem gebrochenen Abschnitt der von der Berechnungseinrichtung ausgegebenen numerischen Daten auswählt.