JP2011024883A - 超音波診断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】アレイ振動子のグルーピング処理に関する改良技術を提供する。
【解決手段】2Dアレイ振動子10は、複数のサブアレイに区分けされる。代表的にSA1からSA4までの4つのサブアレイが拡大図示されている。さらに、2Dアレイ振動子10は、複数の振動子領域に分割される。一点鎖線により分割された(I)から(IV)の4つの領域が4つの振動子領域を示している。そして、各サブアレイごとにそれに属する複数の振動素子を複数の素子グループに纏めるグルーピング処理が実行される。その際、各振動子領域ごとにそれに属する複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンが設定される。例えば、サブアレイSA1とサブアレイSA2は、同じ振動子領域(IV)に属しているため、サブアレイSA1とサブアレイSA2に対して共通のグルーピングパターンが設定される。
【選択図】図1

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、アレイ振動子を利用して超音波ビームを形成する技術に関する。
複数の振動素子を2次元的に配列して構成された2次元アレイ振動子が知られている。2次元アレイ振動子は例えば数千個の振動素子で構成され、これらの振動素子が電子的に制御され、超音波ビームが2次元的に走査されて3次元的にエコーデータが収集される。
2次元アレイ振動子を構成する複数の振動素子を制御するにあたって、各振動素子ごとに独立に信号線を設けると、2次元アレイ振動子の全体で振動素子の総数だけ、例えば数千本もの信号線が必要になる。数千本もの信号線を利用すると、振動素子が収められたプローブと装置本体とを結ぶプローブケーブルが太くなり、また、プローブケーブルと装置本体との接続部のコネクタの端子も多数になる。もちろん、送受信系の回路規模の増大も無視できない。こうした事情から、複数の振動素子と装置本体とを結ぶ信号線の数(チャンネル数)を減らすための技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、超音波ビームのフォーカス点をアレイ振動子面上に投影し、その投影点を中心として複数の同心リングを設定して、各同心リングに属する複数の振動素子に対して共通の遅延量を対応付ける旨の技術が記載されている。これにより、チャンネル数を同心リングの個数にまで大幅に削減できる。しかし、各同心リングに属する複数の振動素子を電気的に纏めるためのスイッチング回路が極めて複雑になり、そのスイッチング回路を制御するためのデータ量も膨大になる。
また、特許文献2には、2次元アレイ振動子を複数のサブアレイに区分けし、各サブアレイ内において同一の遅延量に対応する複数の振動素子を接続(グルーピング)する旨の技術が記載されている。特許文献2のようなサブアレイ化により、サブアレイを用いない場合(例えば特許文献1)に比べて、チャンネル数は増えるもののスイッチング回路の規模を小さくできる。しかし、そのスイッチング回路を制御するためのデータ量は膨大なままである。
例えば、スイッチング回路により複数の振動素子を電気的に纏めるためには、装置本体からプローブにその制御のための情報が与えられる。そして、ビームの偏向角度やフォーカスの深さに応じてスイッチング回路を制御するためには、装置本体からプローブに与えるべき情報が極めて膨大になる。例えば数千個もの振動素子に関する情報を転送すると、数十マイクロ秒程度の転送時間が必要になり、フレームレートの低下などの別の問題が懸念される。
また、特許文献3には、フォーカスの深さを無限大に固定してビーム偏向のみの制御とすることにより、ビームの制御を単純化して情報量を減らす旨の技術が記載されている。しかし、単純にフォーカスの深さを無限大にすると、ビームの絞り込み等が劣化してビームの精度が落ちるため、画像の分解能等を低下させてしまう。
特開2001−286467号公報 特開2005−342194号公報 特開2000−33087号公報
このような状況において、本願の発明者は、超音波ビームの制御のための情報量を抑えつつ超音波ビームの劣化を抑える技術について研究開発を重ねてきた。特にアレイ振動子を構成する複数の振動素子を複数の素子グループに纏めるグルーピング処理に注目した。
本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、アレイ振動子のグルーピング処理に関する改良技術を提供することにある。
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、複数の振動素子で構成されたアレイ振動子と、前記アレイ振動子を複数のサブアレイに区分して、各サブアレイごとにそれに属する複数の振動素子を複数の素子グループに纏めるグルーピング処理部と、同一の素子グループに纏められる複数の振動素子を定めたグルーピングパターンを設定する制御部と、複数のサブアレイに亘って各サブアレイごとに纏められた複数の素子グループを利用して超音波ビームを形成するビーム形成部と、を有し、前記アレイ振動子は、複数の振動子領域に分割され、前記制御部は、各振動子領域ごとにそれに属する複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンを設定する、ことを特徴とする。
この超音波診断装置によれば、各振動子領域ごとにそれに属する複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンが設定されるため、これら複数のサブアレイの各々に対して個別のグルーピングパターンを設定する場合に比べて、グルーピングパターンに関する情報量を少なくすることができる。また、複数の振動子領域の各々に応じたグルーピングパターンを設定することにより、アレイ振動子全体で共通のグルーピングパターンを設定する場合に比べて、ビームの絞り込み等の精度を高めることができる。
望ましい具体例として、前記制御部は、超音波ビームを形成する際に同一の遅延量に対応する複数の振動素子を同一の素子グループとするグルーピングパターンを設定する、ことを特徴とする。
望ましくは、超音波ビームの理想的なフォーカス位置に基づいて前記複数の振動子領域の各々に対して仮想的な無限遠フォーカス方向が設定され、各振動子領域に設定された無限遠フォーカス方向に応じて各振動子領域ごとに前記共通のグルーピングパターンが設定される、ことを特徴とする。
望ましくは、前記各振動子領域に属する複数の振動素子の配列状態に応じて各振動子領域内に基準位置が設定され、前記理想的なフォーカス位置のアレイ振動子面上における投影位置と各振動子領域の前記基準位置とを結んだ直線に沿って、各振動子領域ごとに前記無限遠フォーカス方向が設定される、ことを特徴とする。
望ましい具体例として、各振動子領域内に設定される前記基準位置は、各振動子領域の重心位置である、ことを特徴とする。
望ましくは、超音波ビームを形成する際に同一の遅延量となる地点を結んだ理想的な遅延等量線からのずれに応じて各振動素子ごとに遅延量が微調整されることを特徴とする。
望ましい具体例として、前記アレイ振動子は、2次元的に配列された複数の振動素子で構成される2次元アレイ振動子である、ことを特徴とする。
望ましい具体例として、前記2次元アレイ振動子は、振動子面の中央から放射状に伸長される仮想的な境界線により複数の振動子領域に分割される、ことを特徴とする。
望ましい具体例として、前記2次元アレイ振動子は、振動子面の中央を取り囲むように設定される仮想的な境界線により複数の振動子領域に分割される、ことを特徴とする。
望ましい具体例として、前記2次元アレイ振動子は、3つ以上の振動子領域に分割される、ことを特徴とする。
本発明により、アレイ振動子のグルーピング処理に関する改良技術が提供される。例えば、各振動子領域ごとにそれに属する複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンを設定することにより、これら複数のサブアレイの各々に対して個別のグルーピングパターンを設定する場合に比べて、グルーピングパターンに関する情報量を少なくすることができる。また、複数の振動子領域の各々に応じたグルーピングパターンを設定することにより、アレイ振動子全体で共通のグルーピングパターンを設定する場合に比べて、ビームの絞り込み等の精度を高めることができる。
本発明の実施において好適な超音波診断装置の2Dアレイ振動子を示す図である。 ビーム偏向がない場合の無限遠フォーカス方向を説明するための図である。 共通のグルーピングパターンを説明するための図である。 ビーム偏向がある場合の無限遠フォーカス方向を説明するための図である。 本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。 ビームの精度に関する比較結果を示す図である。 遅延等量線PLと素子グループの関係を説明するための図である。 振動子領域の様々な分割パターンを示す図である。
以下に本発明の好適な実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の2Dアレイ振動子10を示す図である。2Dアレイ振動子10は、複数の振動素子を2次元的に配列して構成される。例えば、縦方向と横方向に2次元的に複数の振動素子が配列されて、図1に示すように、2Dアレイ振動子10の振動子面が正方形状に形成される。なお、円状に2次元的に複数の振動素子が配列されて、2Dアレイ振動子10の振動子面が円状に形成されてもよい。
また、2Dアレイ振動子10は、複数のサブアレイに区分けされる。図1において、破線により格子状に区分けされた複数の正方形の各々がサブアレイである。図1には、代表的にSA1からSA4までの4つのサブアレイが拡大図示されている。各サブアレイはいくつかの振動素子で構成される。例えば各サブアレイが9つの振動素子で構成される。図1において、SA1からSA4の各サブアレイ内の格子状に配列された9つの正方形が9つの振動素子を示している。
さらに、2Dアレイ振動子10は、複数の振動子領域に分割される。図1において、一点鎖線により分割された(I)から(IV)の4つの領域が4つの振動子領域を示している。図1において、(I)から(IV)の各振動子領域は、25個のサブアレイで構成されている。なお、図1は、本発明を実施する際の一例を示しているに過ぎず、各サブアレイを構成する振動素子の個数や、各振動子領域を構成するサブアレイの個数は、図1の例に限定されない。
2Dアレイ振動子10を構成する複数の振動素子は電子的に制御され、これにより、超音波ビームが2次元的に走査されて3次元的にエコーデータが収集される。その電子的な制御においては、各振動素子に応じた遅延量(遅延時間)が設定される。例えば、各振動素子に対してその振動素子に応じた遅延量だけ遅延処理された送信信号が供給され、2Dアレイ振動子10を構成する複数の振動素子により送信ビームが形成される。また、例えば、各振動素子から得られる受信信号に対してその振動素子に応じた遅延量だけ遅延処理を施してから2Dアレイ振動子10を構成する複数の振動素子の受信信号を加算することにより、受信ビームに沿った受信信号が形成される。
本実施形態においては、超音波ビームを形成する際に同一の遅延量に対応する複数の振動素子を同一の素子グループとするグルーピングパターンに基づいてグルーピング処理が行われる。そのグルーピング処理においては、各サブアレイごとにそれに属する複数の振動素子が複数の素子グループに纏められる。そして、各振動子領域ごとにそれに属する複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンが設定される。
例えば、図1に示すサブアレイSA1とサブアレイSA2は、同じ振動子領域(IV)に属しているため、サブアレイSA1とサブアレイSA2に対して共通のグルーピングパターンが設定される。図1において、サブアレイSA1とサブアレイSA2内の各振動素子に付されたアルファベットは、その振動素子が属するグループを示しており、同じアルファベット同士が同じグループになる。サブアレイSA1内のアルファベットの配置パターンとサブアレイSA2内のアルファベットの配置パターンは互いに一致している。つまり、サブアレイSA1内の複数の振動素子に関するグルーピングパターンと、サブアレイSA2内の複数の振動素子に関するグルーピングパターンが互いに一致している。
同様に、図1に示すサブアレイSA3とサブアレイSA4は、同じ振動子領域(III)に属しているため、サブアレイSA3とサブアレイSA4に対して共通のグルーピングパターンが設定される。
各振動子領域内において共通のグルーピングパターンを設定するにあたっては、超音波ビームの理想的なフォーカス位置に基づいて複数の振動子領域の各々に対して仮想的な無限遠フォーカス方向が設定され、各振動子領域に設定された無限遠フォーカス方向に応じて各振動子領域ごとに共通のグルーピングパターンが設定される。
図2は、ビーム偏向がない場合の無限遠フォーカス方向を説明するための図である。図2には、2Dアレイ振動子10の正方形状の振動子面が示されており、その振動子面の中央の真上に超音波ビームのフォーカス点Fが存在する。また、2Dアレイ振動子10の振動子面上におけるフォーカス点Fの投影位置が投影点F´である。
無限遠フォーカス方向を設定するにあたって、各振動子領域に属する複数の振動素子の配列状態に応じて各振動子領域内に基準位置が設定される。図2においては、その基準位置として、各振動子領域の重心位置Cが設定されている。つまり、振動子領域(I)を構成する複数の振動素子により形成される振動子面の重心位置がCであり、同様に、振動子領域(II)の重心位置がCであり、振動子領域(III)の重心位置がCであり、振動子領域(IV)の重心位置がCである。
そして、各振動子領域ごとに、重心位置Cと投影点F´とを結ぶ直線に沿って、無限遠フォーカス方向が設定される。つまり、重心位置Cと投影点F´とを結ぶ直線に沿って振動子領域(I)の無限遠フォーカス方向Dが設定され、重心位置Cと投影点F´とを結ぶ直線に沿って振動子領域(II)の無限遠フォーカス方向Dが設定され、重心位置Cと投影点F´とを結ぶ直線に沿って振動子領域(III)の無限遠フォーカス方向Dが設定され、重心位置Cと投影点F´とを結ぶ直線に沿って振動子領域(IV)の無限遠フォーカス方向Dが設定される。
さらに、各振動子領域に設定された無限遠フォーカス方向に応じて各振動子領域ごとに共通のグルーピングパターンが設定される。
図3は、共通のグルーピングパターンを説明するための図である。図3には、図1と同じ2Dアレイ振動子10の正方形状の振動子面が示されており、図3においても、破線により格子状に区分けされた複数の正方形の各々がサブアレイである。また、図3には、各振動子領域ごとの無限遠フォーカス方向が示されている。つまり、振動子領域(I)の無限遠フォーカス方向Dと、振動子領域(II)の無限遠フォーカス方向Dと、振動子領域(III)の無限遠フォーカス方向Dと、振動子領域(IV)の無限遠フォーカス方向Dが示されている。
そして、各振動子領域ごとに、無限遠フォーカス方向に基づいて、遅延量に関する等高線(遅延等量線)が設定される。遅延等量線PLは、超音波ビームを形成する際に同一の遅延量となる地点を結んだ線であり、無限遠フォーカス方向に対して直交するように設定される。なお、図3に示す遅延等量線PLの位置と間隔は、図示のための一例であり、例えば、複数の振動素子の位置と間隔に応じて、遅延等量線PLの位置と間隔を決定すればよい。
本実施形態においては、同一の遅延量に対応する複数の振動素子を同一の素子グループに纏める。そこで、遅延等量線PLに沿って並んだ複数の振動素子が同一の素子グループに纏められる。例えば、図3の振動子領域(IV)において、各サブアレイごとに遅延等量線PLに沿って複数の振動素子を纏めることにより、図1に示したサブアレイSA1とサブアレイSA2のような共通のグルーピングパターンが形成される。他の振動子領域についても、遅延等量線PLに沿って複数の振動素子を纏めることにより、共通のグルーピングパターンが形成される。
図4は、ビーム偏向がある場合の無限遠フォーカス方向を説明するための図である。ビーム偏向がある場合においても、ビーム偏向がない場合(図2参照)と同じ原理で、無限遠フォーカス方向が設定される。
図4においても、2Dアレイ振動子10の正方形状の振動子面が示されている。なお、図4においては、その振動子面の真上から離れた位置に超音波ビームのフォーカス点Fが存在する。また、2Dアレイ振動子10の振動子面が含まれる平面上におけるフォーカス点Fの投影位置が投影点F´である。
そして、図4においても、各振動子領域ごとに、重心位置Cと投影点F´とを結ぶ直線に沿って、無限遠フォーカス方向が設定される。なお、図4においては重心位置をCと表現している。
投影点F´の座標を(xf,yf)とし、各振動子領域の重心位置Cの座標を(xi,yi)とすると、各振動子領域の無限遠フォーカス方向Φ(x軸に対する角度)は次式のようになる。
Figure 2011024883
なお、無限遠フォーカス方向Φに沿った無限遠を便宜的に超遠距離Dとし、例えばD=100mとすると、無限遠フォーカス座標(Xi,Yi)が次式のようになる。
Figure 2011024883
そして、無限遠フォーカス座標(Xi,Yi)を中心とする同心円の円周に沿って、遅延量に関する等高線(遅延等量線)を設定すると、無限遠フォーカス方向Φに対して直交する直線に限りなく近い遅延等量線PLが設定される。そのため、図4に示すビーム偏向がある場合においても、各振動子領域ごとに、無限遠フォーカス方向Φに対して直交するように遅延等量線PLが設定される。
図5は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。図5の超音波診断装置は、プローブ100と本体200を有しており、プローブ100と本体200とがケーブルを介して互いに接続される。
プローブ100は、2Dアレイ振動子10(図1参照)を備えている。2Dアレイ振動子10は、複数の振動素子12を2次元的に配列して構成される。また、2Dアレイ振動子10は、複数のサブアレイ1〜nに区分けされ、さらに、複数の振動子領域I〜IVに分割される。
そして、複数のサブアレイ1〜nの各々に対してスイッチング回路20が設けられている。各スイッチング回路20は、対応するサブアレイに含まれる複数の振動素子を複数の素子グループに纏めるグルーピング処理を実行する。
各スイッチング回路20は、例えばクロスポイントスイッチであり、各スイッチング回路20内において、複数の振動素子12に対応した複数の素子信号線と、複数の素子グループに対応した複数のグループ信号線が、互いに交差するように配置される。なお、図5においては、各スイッチング回路20ごとに、複数のグループ信号線からなるグループ信号線束22が図示されている。
各スイッチング回路20内において、信号線の交差する各交差位置には、スイッチが設けられており、スイッチのオンオフに応じて、各素子信号線と各グループ信号線が互いに電気的に接続され又は電気的に切り離されてグルーピング処理が実現される。そのグルーピング処理においては、各サブアレイに対して設定されたグルーピングパターンが利用される。
装置本体200は、送受信部30を備えている。送信時において、送受信部30は、複数のスイッチング回路20の各々に対して、グループ信号線束22に含まれる複数のグループ信号線を介して、各グループごとに遅延処理された送信信号を出力する。そして、各スイッチング回路20が、各グループごとにそれに属する複数の振動素子12に対して送信信号を出力する。こうして、2Dアレイ振動子10を構成する複数の振動素子12に対して、遅延処理された送信信号が供給されて送信ビームが形成される。
一方、受信時において、各スイッチング回路20は、複数の振動素子12の各々から得られる受信信号を各グループごとに纏めてグループ信号を形成し、グループ信号線束22に含まれる複数のグループ信号線を介して、送受信部30へ出力する。送受信部30は、各スイッチング回路20から得られる各グループごとのグループ信号に対して、そのグループに応じた遅延処理を施し、複数のスイッチング回路20から得られる遅延処理後の複数のグループ信号を加算する。こうして、2Dアレイ振動子10を構成する複数の振動素子12から得られる受信信号が纏められ、受信ビームに沿ったエコーデータが得られる。
画像形成部40は、複数の受信ビームに沿って得られるエコーデータに基づいて画像データを形成する。そして、その画像データに対応した超音波画像が表示部50に表示される。例えば、超音波ビームが2次元的に走査されて3次元的にエコーデータが収集され、3次元の超音波画像が形成される。もちろん、2次元の超音波画像が形成されてもよい。
制御部60は、図5の超音波診断装置内の各部を集中的に制御する。特に、制御部60は、複数のスイッチング回路20に対して、グルーピングパターンを設定するための制御データを出力する。なお、制御部60は、予めメモリなどに記憶されたグルーピングパターンを利用してもよいし、超音波ビームのフォーカス点の位置等に応じて演算によりグルーピングパターンを決定してもよい。
本実施形態においては、各振動子領域内において複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンが設定される。そのため、制御部60は、同じ振動子領域に属する複数のスイッチング回路20に対して、同一の制御データを出力すればよい。例えば、領域Iに属する複数のスイッチング回路20に対して、共通の制御データが出力される。したがって、制御部60は、振動子領域の個数(例えば4つ)の制御データを出力すればよい。
図6は、ビームの精度に関する比較結果を示す図である。図6には、音場シミュレーションによるy方向のビーム特性が示されており、横軸はy方向の角度であり縦軸に音場の強さが示されている。
図6には、グルーピング処理に関する3パターンの比較結果が示されている。波形72は、フォーカス距離を無限大として偏向のみを考慮することにより、2Dアレイ振動子の全域に亘って共通のグルーピングパターンを用いた場合の音場である。また、波形74は2Dアレイ振動子の全域に亘って各サブアレイごとに個別にグルーピングパターンを設定した場合の音場である。
これに対し波形70は、本実施形態による音場である。つまり、各振動子領域内において複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンを設定した場合の音場である。
3パターンを比較すると、音場が最大となるメインローブについては殆ど差が見られない。ところが、メインローブからずれたグレーティングローブにおいて、3パターンの間に比較的大きな差が見られる。
ビーム特性においてグレーティングローブは小さいことが望ましい。3パターンのうち波形74は、2Dアレイ振動子の全域に亘って各サブアレイごとに個別にグルーピングパターンを設定しているため、グレーティングローブが最も小さくビームの精度がよい。そして、波形72は、2Dアレイ振動子の全域に亘って共通のグルーピングパターンを用いた簡略化されたビーム制御のため、グレーティングローブが最も大きくビームの精度がよくない。
これに対し、本実施形態による音場である波形70は、波形72に比べてグレーティングローブが小さく、波形74に極めて近いレベルにまでグレーティングローブが抑えられている。
波形74は、各サブアレイごとに個別にグルーピングパターンを設定しているため、膨大なグルーピングパターンの情報が必要になる。これに対し、本実施形態による音場である波形70は、各振動子領域内において複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンを設定すればよいため、グルーピングパターンの情報が小さく抑えられる。例えば、164個のサブアレイの各々に対して個別のグルーピングパターンを設定すると164種類のパターンが必要になるが、本実施形態では、4つの振動子領域に対して4種類のグルーピングパターンを設定すればよい。つまり、グルーピングパターンの種類を164種類から4種類に激減させることができる。
このように、本実施形態によれば、グルーピングパターンの種類を激減させつつ、ビームの精度を維持することが可能になる。
なお、図3を利用して説明したように、本実施形態においてグルーピングパターンを設定する際には、遅延等量線PLに沿って並んだ複数の振動素子が同一の素子グループに纏められる。
図7は、遅延等量線PLと素子グループの関係を説明するための図である。図7には、破線で示す正方形状のサブアレイSAが示されており、サブアレイSA内に含まれる複数の丸印が複数の振動素子を示している。図7の例においては、縦方向と横方向にそれぞれ8個の振動素子が配列され、64個の振動素子によりサブアレイSAが構成されている。そして、サブアレイSAに対して、実線で示される遅延等量線PLが設定され、遅延等量線PLに沿って複数の振動素子が同一の素子グループに纏められる。
図7に示すような遅延等量線PLが設定されると、遅延等量線PL上と遅延等量線PLの近傍に位置する複数の振動素子が同一の素子グループに纏められる。図7において、遅延等量線PL上と遅延等量線PLの近傍に位置する複数の振動素子が二重丸印で示されている。つまり、これら二重丸印で示される複数の振動素子が、同一の素子グループに纏められて同一の遅延量に対応付けられる。
ところが、二重丸印で示される複数の振動素子の中には、振動素子12fのように遅延等量線PL上に位置する素子もあれば、振動素子12sのように遅延等量線PLからずれた素子もある。遅延等量線PLは、理想的に同一の遅延量となる地点を結んだ線である。したがって、その遅延等量線PLからのずれが互いに異なる振動素子同士、例えば振動素子12fと振動素子12sは、厳密には互いに遅延量が異なる。
そこで、遅延等量線PLからのずれに応じて各振動素子ごとに遅延量が微調整されてもよい。例えば、図5に示す各振動素子12とスイッチング回路20の間に、遅延量の微調整回路を挿入し、遅延等量線PLからのずれに応じて各振動素子12ごとに遅延量を微調整する。そして、受信時においては、複数の振動素子12から得られる受信信号が遅延量を微調整されてからグループ信号に纏められ、また、送信時においては、各グループに対応した送信信号が各振動素子12に応じて遅延量を微調整されてから各振動素子12に送られる。各振動素子12ごとに遅延量を微調整することにより、超音波ビームの精度をさらに高めることが可能になる。
図8は、振動子領域の様々な分割パターンを示す図である。(A)から(E)の各々において、実線で囲まれた正方形や円は2Dアレイ振動子の振動子面を示しており、その振動子面内に描かれた一点鎖線が振動子領域の境界である。
2Dアレイ振動子は、振動子面の中央から放射状に伸長される仮想的な境界線により複数の振動子領域に分割され、必要に応じて、振動子面の中央を取り囲むように設定される仮想的な境界線により複数の振動子領域に分割される。
(A)においては、正方形の振動子面が(1)から(8)までの8つの振動子領域に分割されている。また(B)においては、円形の振動子面が(1)から(8)までの8つの振動子領域に分割されている。さらに(C)〜(E)にも円形の振動子面について分割パターン例が示されている。
このように、振動子領域の様々な分割パターンが可能であり、もちろん、図1や図8に記載された分割パターン以外の分割パターンを利用してもよい。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
10 2Dアレイ振動子、20 スイッチング回路、30 送受信部、40 画像形成部、50 表示部、60 制御部。

Claims (10)

  1. 複数の振動素子で構成されたアレイ振動子と、
    前記アレイ振動子を複数のサブアレイに区分して、各サブアレイごとにそれに属する複数の振動素子を複数の素子グループに纏めるグルーピング処理部と、
    同一の素子グループに纏められる複数の振動素子を定めたグルーピングパターンを設定する制御部と、
    複数のサブアレイに亘って各サブアレイごとに纏められた複数の素子グループを利用して超音波ビームを形成するビーム形成部と、
    を有し、
    前記アレイ振動子は、複数の振動子領域に分割され、
    前記制御部は、各振動子領域ごとにそれに属する複数のサブアレイに対して共通のグルーピングパターンを設定する、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 請求項1に記載の超音波診断装置において、
    前記制御部は、超音波ビームを形成する際に同一の遅延量に対応する複数の振動素子を同一の素子グループとするグルーピングパターンを設定する、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  3. 請求項2に記載の超音波診断装置において、
    超音波ビームの理想的なフォーカス位置に基づいて前記複数の振動子領域の各々に対して仮想的な無限遠フォーカス方向が設定され、各振動子領域に設定された無限遠フォーカス方向に応じて各振動子領域ごとに前記共通のグルーピングパターンが設定される、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  4. 請求項3に記載の超音波診断装置において、
    前記各振動子領域に属する複数の振動素子の配列状態に応じて各振動子領域内に基準位置が設定され、前記理想的なフォーカス位置のアレイ振動子面上における投影位置と各振動子領域の前記基準位置とを結んだ直線に沿って、各振動子領域ごとに前記無限遠フォーカス方向が設定される、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  5. 請求項4に記載の超音波診断装置において、
    各振動子領域内に設定される前記基準位置は、各振動子領域の重心位置である、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
    超音波ビームを形成する際に同一の遅延量となる地点を結んだ理想的な遅延等量線からのずれに応じて各振動素子ごとに遅延量が微調整される、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
    前記アレイ振動子は、2次元的に配列された複数の振動素子で構成される2次元アレイ振動子である、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  8. 請求項7に記載の超音波診断装置において、
    前記2次元アレイ振動子は、振動子面の中央から放射状に伸長される仮想的な境界線により複数の振動子領域に分割される、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  9. 請求項8に記載の超音波診断装置において、
    前記2次元アレイ振動子は、振動子面の中央を取り囲むように設定される仮想的な境界線により複数の振動子領域に分割される、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  10. 請求項7から9のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
    前記2次元アレイ振動子は、3つ以上の振動子領域に分割される、
    ことを特徴とする超音波診断装置。
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