JP2669204B2 - 探査装置 - Google Patents
探査装置Info
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- JP2669204B2 JP2669204B2 JP3203056A JP20305691A JP2669204B2 JP 2669204 B2 JP2669204 B2 JP 2669204B2 JP 3203056 A JP3203056 A JP 3203056A JP 20305691 A JP20305691 A JP 20305691A JP 2669204 B2 JP2669204 B2 JP 2669204B2
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- difference
- calculation
- wave
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52023—Details of receivers
- G01S7/52025—Details of receivers for pulse systems
- G01S7/52026—Extracting wanted echo signals
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は探査装置に関し、さら
に詳細にいえば、超音波を用いる音響探査に代表され
る、パルスエコー法と同じ原理に基づく探査装置に関す
る。
に詳細にいえば、超音波を用いる音響探査に代表され
る、パルスエコー法と同じ原理に基づく探査装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から図３に示すように、送波点９１
から超音波パルスを定期的に送波し、反射体９２により
反射して戻ってくるパルスエコーを受波点９３において
とらえ、エコーの強度に基づいて媒体の密度が変わる境
界面の位置を計測する、いわゆるパルスエコー法が広く
知られている。
から超音波パルスを定期的に送波し、反射体９２により
反射して戻ってくるパルスエコーを受波点９３において
とらえ、エコーの強度に基づいて媒体の密度が変わる境
界面の位置を計測する、いわゆるパルスエコー法が広く
知られている。
【０００３】また、近年、医用無侵襲計測機器の中で超
音波断層撮影装置が著しい普及を遂げ、診断精度の向上
に大きく貢献してきた。超音波断層撮影装置に代表され
る超音波診断装置の動作原理はアクティブ・ソナーの原
理として広く知られているパルスエコー法と同じであ
る。ここで、反射波の強度の時間波形を観測するモード
をＡモード（図４参照）、１次元的に接触子を走査し閾
値を設けて走査方向と深さ方向の２次元像を観測するモ
ードをＢモード（図５参照）、走査を２次元的に行なっ
て同じ深さの２次元像を観測するモードをＣモード（図
６参照）という。したがって、超音波診断装置を使用
し、目的とする診断の種類に応じてＡモード、Ｂモー
ド、Ｃモードを選択することにより、人体に傷をつける
ことなく人体内部の診断を行なうことができる。
音波断層撮影装置が著しい普及を遂げ、診断精度の向上
に大きく貢献してきた。超音波断層撮影装置に代表され
る超音波診断装置の動作原理はアクティブ・ソナーの原
理として広く知られているパルスエコー法と同じであ
る。ここで、反射波の強度の時間波形を観測するモード
をＡモード（図４参照）、１次元的に接触子を走査し閾
値を設けて走査方向と深さ方向の２次元像を観測するモ
ードをＢモード（図５参照）、走査を２次元的に行なっ
て同じ深さの２次元像を観測するモードをＣモード（図
６参照）という。したがって、超音波診断装置を使用
し、目的とする診断の種類に応じてＡモード、Ｂモー
ド、Ｃモードを選択することにより、人体に傷をつける
ことなく人体内部の診断を行なうことができる。
【０００４】また、同様の原理に基づく超音波探傷装置
を使用することにより各種構造物の内部の傷の有無等を
検査することができる。
を使用することにより各種構造物の内部の傷の有無等を
検査することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記超音波診断装置の
空間分解能は５mm程度であり、癌の早期発見等の用途に
要求される空間分解能（１mm程度）と比較すれば空間分
解能が低すぎるのであるから、癌の早期発見等の用途に
は適用できないという不都合がある。また、空間分解能
を高めるために（解像度を高めるために）、送信超音波
のバースト波の長さを短くすることが考えらている。具
体的には、超音波の周波数を高くすることによりバース
ト波形を簡単に短くできるのであるから、送信超音波パ
ルスの周波数として高い周波数を選択してバースト波を
短くすることが一般的に選択される。しかし、周波数を
高くすれば、超音波の減衰が顕著になり、人体の深部の
診断には適用できなくなってしまうという新たな不都合
が発生する。また、周波数を高くすることなくバースト
波形を短くするために、短いバースト波形を出力できる
探触子を使用することが考えられるが、新たな探触子の
開発には試行錯誤による素材の研究を伴ない、必然的に
開発が長期化してしまうという不都合があり、現状にお
いて直ちに適用できるものではない。
空間分解能は５mm程度であり、癌の早期発見等の用途に
要求される空間分解能（１mm程度）と比較すれば空間分
解能が低すぎるのであるから、癌の早期発見等の用途に
は適用できないという不都合がある。また、空間分解能
を高めるために（解像度を高めるために）、送信超音波
のバースト波の長さを短くすることが考えらている。具
体的には、超音波の周波数を高くすることによりバース
ト波形を簡単に短くできるのであるから、送信超音波パ
ルスの周波数として高い周波数を選択してバースト波を
短くすることが一般的に選択される。しかし、周波数を
高くすれば、超音波の減衰が顕著になり、人体の深部の
診断には適用できなくなってしまうという新たな不都合
が発生する。また、周波数を高くすることなくバースト
波形を短くするために、短いバースト波形を出力できる
探触子を使用することが考えられるが、新たな探触子の
開発には試行錯誤による素材の研究を伴ない、必然的に
開発が長期化してしまうという不都合があり、現状にお
いて直ちに適用できるものではない。
【０００６】さらに、超音波パルスの周波数を高めるこ
となく空間分解能を向上させる方法として、送信波形お
よび受信波形に基づいて高速フーリエ変換演算（以下、
ＦＦＴ演算と略称する）を行なってインパルス応答を求
める方法が知られている。しかし、データのサンプル数
が２ｎ個でなければならないという制約があるのみなら
ず、演算装置が大型化し、しかもリアルタイム性がなく
なってしまうという不都合があるので、リアルタイム性
が重視される人体の診断には余り用いられていない。
となく空間分解能を向上させる方法として、送信波形お
よび受信波形に基づいて高速フーリエ変換演算（以下、
ＦＦＴ演算と略称する）を行なってインパルス応答を求
める方法が知られている。しかし、データのサンプル数
が２ｎ個でなければならないという制約があるのみなら
ず、演算装置が大型化し、しかもリアルタイム性がなく
なってしまうという不都合があるので、リアルタイム性
が重視される人体の診断には余り用いられていない。
【０００７】以上には超音波診断装置における探査方法
についてのみ説明したが、超音波探傷装置、レーダ等に
おいても同様の不都合がある。
についてのみ説明したが、超音波探傷装置、レーダ等に
おいても同様の不都合がある。
【０００８】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、送信波を変更しなくても空間分解能を高
めることができ、しかもリアルタイム性を達成できる新
規な探査装置を提供することを目的としている。
たものであり、送信波を変更しなくても空間分解能を高
めることができ、しかもリアルタイム性を達成できる新
規な探査装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の探査装置は、送信波を複数個のパルス
列として記録するパルス列記録手段と、各パルスおよび
所定値が割当てられた該当するインパルス応答に基づく
演算を行なって、該当するインパルス応答を次のパルス
に対応する演算に反映させるインパルス応答演算手段
と、各インパルス応答演算手段により得られる演算結果
を畳み込み演算する演算結果用畳み込み演算手段と、畳
み込み演算結果と受信波パルスとの差を算出する差算出
手段と、算出された差に基づいて各インパルス応答演算
手段におけるインパルス応答を補正する補正手段とを含
んでいる。但し、インパルス応答演算手段がパルス列記
録手段および補正手段を含んでいてもよい。
めの、請求項１の探査装置は、送信波を複数個のパルス
列として記録するパルス列記録手段と、各パルスおよび
所定値が割当てられた該当するインパルス応答に基づく
演算を行なって、該当するインパルス応答を次のパルス
に対応する演算に反映させるインパルス応答演算手段
と、各インパルス応答演算手段により得られる演算結果
を畳み込み演算する演算結果用畳み込み演算手段と、畳
み込み演算結果と受信波パルスとの差を算出する差算出
手段と、算出された差に基づいて各インパルス応答演算
手段におけるインパルス応答を補正する補正手段とを含
んでいる。但し、インパルス応答演算手段がパルス列記
録手段および補正手段を含んでいてもよい。
【００１０】請求項２の探査装置は、受信波パルスに先
行する受信波パルスを出力する先行受信波パルス出力手
段と、先行する受信波パルスに対応させて演算結果用畳
み込み演算手段および差算出手段と、各インパルス応答
演算手段に対応させて該当する差算出手段により得られ
る差を畳み込み演算して補正手段に供給する差用畳み込
み演算手段とをさらに含んでいる。
行する受信波パルスを出力する先行受信波パルス出力手
段と、先行する受信波パルスに対応させて演算結果用畳
み込み演算手段および差算出手段と、各インパルス応答
演算手段に対応させて該当する差算出手段により得られ
る差を畳み込み演算して補正手段に供給する差用畳み込
み演算手段とをさらに含んでいる。
【００１１】
【作用】請求項１の探査装置であれば、送信波を送波
し、反射波を受信して受信波に基づいて媒体の密度が変
化する境界面の位置を計測する場合に、送信波を複数個
のパルス列としてパルス列記録手段に記録しておき、イ
ンパルス応答演算手段により、各パルスおよび所定値が
割当てられた該当するインパルス応答に基づく演算を行
なって得られた演算結果を次のパルスに対応する演算に
反映させる。そして、演算結果用畳み込み演算手段によ
って、各インパルス応答演算手段により得られる演算結
果を畳み込み演算し、差算出手段により畳み込み演算結
果と受信波パルスとの差を算出し、算出された差に基づ
いて補正手段により各インパルス応答演算手段における
インパルス応答を補正するのであるから、特殊な送波
器、受波器を用いなくても高い空間分解能を達成でき
る。そして、高周波帯域での減衰率が大きい媒質であっ
ても、送信波のパルス周波数を低くし、しかも受信波の
サンプリング・レートを高めることにより、探査範囲の
拡大および高空間分解能化を達成できる。さらに、ＦＦ
Ｔ処理と異なり、リアルタイムでインパルス応答を得る
ことができる。
し、反射波を受信して受信波に基づいて媒体の密度が変
化する境界面の位置を計測する場合に、送信波を複数個
のパルス列としてパルス列記録手段に記録しておき、イ
ンパルス応答演算手段により、各パルスおよび所定値が
割当てられた該当するインパルス応答に基づく演算を行
なって得られた演算結果を次のパルスに対応する演算に
反映させる。そして、演算結果用畳み込み演算手段によ
って、各インパルス応答演算手段により得られる演算結
果を畳み込み演算し、差算出手段により畳み込み演算結
果と受信波パルスとの差を算出し、算出された差に基づ
いて補正手段により各インパルス応答演算手段における
インパルス応答を補正するのであるから、特殊な送波
器、受波器を用いなくても高い空間分解能を達成でき
る。そして、高周波帯域での減衰率が大きい媒質であっ
ても、送信波のパルス周波数を低くし、しかも受信波の
サンプリング・レートを高めることにより、探査範囲の
拡大および高空間分解能化を達成できる。さらに、ＦＦ
Ｔ処理と異なり、リアルタイムでインパルス応答を得る
ことができる。
【００１２】請求項２の探査装置であれば、現在の受信
波パルスのみならず先行する受信波パルスをも考慮して
インパルス応答を補正するのであるから、ノイズに対す
る耐性を高めることができ、より高精度に媒体の密度が
変化する境界面の位置を計測できる。
波パルスのみならず先行する受信波パルスをも考慮して
インパルス応答を補正するのであるから、ノイズに対す
る耐性を高めることができ、より高精度に媒体の密度が
変化する境界面の位置を計測できる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の探査装置の一実施例として
の超音波探査装置の要部を示すブロック図であり、送波
器から送波される所定のパルス周波数の超音波をｎ個の
パルスからなるパルス列として得た場合の各パルスのピ
ーク値ｘ0，ｘ1，・・・，ｘnを乗数とし、推定すべき
インパルス応答ｇj，ｇ(j-1)，・・・，ｇ(j-n)を被乗
数とする演算を行なうインパルス応答演算部１0，１1，
・・・，１nと、全ての演算部から出力される演算結果
に基づく畳み込み演算を行なう畳み込み演算部２と、畳
み込み演算結果および受波波形を所定のサンプリング・
レートでサンプリングすることにより得られる受信波パ
ルスを入力として両者の差を算出する演算結果用差算出
部３と、第１段目の演算部１０に対して未知のインパル
ス応答ｇjについて仮想の初期値を与える乱数発生器４
とを有している。そして、インパルス応答演算部１0，
１1，・・・，１nは上記差に基づいて該当するインパル
ス応答を補正する補正部１0a，１1a，・・・，１naを含
んでおり、各補正部により補正されたインパルス応答を
次段のインパルス応答演算部に供給するようにしてい
る。尚、最終段の補正部１naにより補正されたインパル
ス応答は超音波探査結果として出力される。
説明する。図１はこの発明の探査装置の一実施例として
の超音波探査装置の要部を示すブロック図であり、送波
器から送波される所定のパルス周波数の超音波をｎ個の
パルスからなるパルス列として得た場合の各パルスのピ
ーク値ｘ0，ｘ1，・・・，ｘnを乗数とし、推定すべき
インパルス応答ｇj，ｇ(j-1)，・・・，ｇ(j-n)を被乗
数とする演算を行なうインパルス応答演算部１0，１1，
・・・，１nと、全ての演算部から出力される演算結果
に基づく畳み込み演算を行なう畳み込み演算部２と、畳
み込み演算結果および受波波形を所定のサンプリング・
レートでサンプリングすることにより得られる受信波パ
ルスを入力として両者の差を算出する演算結果用差算出
部３と、第１段目の演算部１０に対して未知のインパル
ス応答ｇjについて仮想の初期値を与える乱数発生器４
とを有している。そして、インパルス応答演算部１0，
１1，・・・，１nは上記差に基づいて該当するインパル
ス応答を補正する補正部１0a，１1a，・・・，１naを含
んでおり、各補正部により補正されたインパルス応答を
次段のインパルス応答演算部に供給するようにしてい
る。尚、最終段の補正部１naにより補正されたインパル
ス応答は超音波探査結果として出力される。
【００１４】さらに詳細に説明すると、送波超音波の各
パルスのピーク値ｘ（τ）がｘ0，ｘ1，・・・，ｘnで
あるから、時刻ｊにおける境界面のインパルス応答をＧ
j、計測された反射波（受信波）をｙjとし、放射される
超音波パルス波の音圧が小さく線形加算性が成立する場
合には、受信波ｙjが数１で表現できる。
パルスのピーク値ｘ（τ）がｘ0，ｘ1，・・・，ｘnで
あるから、時刻ｊにおける境界面のインパルス応答をＧ
j、計測された反射波（受信波）をｙjとし、放射される
超音波パルス波の音圧が小さく線形加算性が成立する場
合には、受信波ｙjが数１で表現できる。
【００１５】
【数１】 したがって、各インパルス応答演算部において正確なイ
ンパルス応答が設定されていれば畳み込み演算部２から
出力される畳み込み演算結果Ｏj（数２参照）は受信波
ｙjと一致し、演算結果用差算出部３から出力される差
ｙj−Ｏjは０となる。
ンパルス応答が設定されていれば畳み込み演算部２から
出力される畳み込み演算結果Ｏj（数２参照）は受信波
ｙjと一致し、演算結果用差算出部３から出力される差
ｙj−Ｏjは０となる。
【００１６】
【数２】 しかし、実際には全てのインパルス応答演算部において
正確なインパルス応答を設定できる場合は皆無であり、
計測時にノイズが混入するため、推定したインパルス応
答ｇ(j-i)と実際のインパルス応答Ｇ(j-i)とのずれに対
応する差ｙj−Ｏjが演算結果用差算出部３から出力され
る。
正確なインパルス応答を設定できる場合は皆無であり、
計測時にノイズが混入するため、推定したインパルス応
答ｇ(j-i)と実際のインパルス応答Ｇ(j-i)とのずれに対
応する差ｙj−Ｏjが演算結果用差算出部３から出力され
る。
【００１７】そして、演算結果用差算出部３から出力さ
れる差ｙj−Ｏjに基づいて各インパルス応答演算部に含
まれる補正部において次式で示す補正演算を行なって推
定したインパルス応答を補正する。 ｇ(j-i)＝ｇ(j-i)＋ε・（ｙj−Ｏj）・ｘi ここで、εとはインパルス応答の収束速度および安定性
に影響を及ぼすパラメータであり、微小な正の数に設定
される。
れる差ｙj−Ｏjに基づいて各インパルス応答演算部に含
まれる補正部において次式で示す補正演算を行なって推
定したインパルス応答を補正する。 ｇ(j-i)＝ｇ(j-i)＋ε・（ｙj−Ｏj）・ｘi ここで、εとはインパルス応答の収束速度および安定性
に影響を及ぼすパラメータであり、微小な正の数に設定
される。
【００１８】したがって、推定されたインパルス応答ｇ
(j-i)が上記補正演算に基づく補正分だけ実際のインパ
ルス応答Ｇ(j-i)に接近する。そして、補正されたイン
パルス応答ｇ(j-i)は次の時刻における処理に対応すべ
く次段のインパルス応答演算部に供給され、同様の処理
が反復される。この結果、インパルス応答演算部１0，
１1，・・・，１nにおいて順次上記処理が行なわれるこ
とにより実際のインパルス応答Ｇ(j-i)に高精度に近似
できるインパルス応答ｇ(j-i)が得られる。
(j-i)が上記補正演算に基づく補正分だけ実際のインパ
ルス応答Ｇ(j-i)に接近する。そして、補正されたイン
パルス応答ｇ(j-i)は次の時刻における処理に対応すべ
く次段のインパルス応答演算部に供給され、同様の処理
が反復される。この結果、インパルス応答演算部１0，
１1，・・・，１nにおいて順次上記処理が行なわれるこ
とにより実際のインパルス応答Ｇ(j-i)に高精度に近似
できるインパルス応答ｇ(j-i)が得られる。
【００１９】以上の説明から明らかなように、ｎ段のイ
ンパルス応答補正処理が行なわれた後は、データが得ら
れる毎に直ちにインパルス応答を得ることができ、リア
ルタイム処理を達成できる。また、送出パルスの周波数
を低くして減衰を小さくし、データ列を得るためのサン
プリング・レートを高めることにより簡単に高解像度化
できる。
ンパルス応答補正処理が行なわれた後は、データが得ら
れる毎に直ちにインパルス応答を得ることができ、リア
ルタイム処理を達成できる。また、送出パルスの周波数
を低くして減衰を小さくし、データ列を得るためのサン
プリング・レートを高めることにより簡単に高解像度化
できる。
【００２０】
【実施例２】図２はこの発明の探査装置の他の実施例と
しての音響探査装置の要部を示すブロック図であり、図
１の実施例と異なる点は、畳み込み演算部２および演算
結果用差算出部３のほかにも畳み込み演算部２ａ，２ｂ
および演算結果用差算出部３ａ，３ｂを設けた点、受信
波を所定時間だけ遅延させた状態で演算結果用差算出部
３ａ，３ｂに供給する遅延回路５ａ，５ｂを設けた点、
インパルス応答演算部１n+1，１n+2をさらに設けた点お
よび各インパルス応答演算部に対応させて差用畳み込み
演算部６0，６1，・・・，６n，６n+1，６n+2を設け、
差用畳み込み演算部からの演算結果を該当するインパル
ス応答演算部に含まれる補正部に供給する点のみであ
る。
しての音響探査装置の要部を示すブロック図であり、図
１の実施例と異なる点は、畳み込み演算部２および演算
結果用差算出部３のほかにも畳み込み演算部２ａ，２ｂ
および演算結果用差算出部３ａ，３ｂを設けた点、受信
波を所定時間だけ遅延させた状態で演算結果用差算出部
３ａ，３ｂに供給する遅延回路５ａ，５ｂを設けた点、
インパルス応答演算部１n+1，１n+2をさらに設けた点お
よび各インパルス応答演算部に対応させて差用畳み込み
演算部６0，６1，・・・，６n，６n+1，６n+2を設け、
差用畳み込み演算部からの演算結果を該当するインパル
ス応答演算部に含まれる補正部に供給する点のみであ
る。
【００２１】そして、インパルス応答演算部１0，１1，
・・・，１nからの演算結果を畳み込み演算部２に、イ
ンパルス応答演算部１1，１2，・・・，１n，１n+1から
の演算結果を演算結果用畳み込み演算部２ａに、インパ
ルス応答演算部１2，１3，・・・，１n，１n+1，１n+2
からの演算結果を演算結果用畳み込み演算部２ｂにそれ
ぞれ供給しているとともに、演算結果用差算出部３から
の差を差用畳み込み演算部６0，６1，・・・，６nに、
演算結果用差算出部３ａからの差を差用畳み込み演算部
６1，６2，・・・，６n，６n+1に、演算結果用差算出部
３ｂからの差を差用畳み込み演算部６2，６3，・・・，
６n，６n +1，６n+2にそれぞれ供給している。
・・・，１nからの演算結果を畳み込み演算部２に、イ
ンパルス応答演算部１1，１2，・・・，１n，１n+1から
の演算結果を演算結果用畳み込み演算部２ａに、インパ
ルス応答演算部１2，１3，・・・，１n，１n+1，１n+2
からの演算結果を演算結果用畳み込み演算部２ｂにそれ
ぞれ供給しているとともに、演算結果用差算出部３から
の差を差用畳み込み演算部６0，６1，・・・，６nに、
演算結果用差算出部３ａからの差を差用畳み込み演算部
６1，６2，・・・，６n，６n+1に、演算結果用差算出部
３ｂからの差を差用畳み込み演算部６2，６3，・・・，
６n，６n +1，６n+2にそれぞれ供給している。
【００２２】したがって、この実施例の場合には、各演
算結果用畳み込み演算部および演算結果用差算出部によ
り実施例１と同様に差を算出する。この結果、時刻ｊに
おける差ｄj＝ｙj−Ｏjと、時刻ｊ−１における差ｄj-1
＝ｙj-1−Ｏj-1と時刻ｊ−２におけるｄj-2＝ｙj-2−Ｏ
j-2とが同時に得られる。そして、これらの差はそれぞ
れ該当する差用畳み込み演算部に供給され、差用畳み込
み演算部からの演算結果が該当するインパルス応答演算
部の補正部に供給される。ここで、差用畳み込み演算部
６i（ｉ＝２，３，・・・，ｎ）は演算結果用差算出部
３，３ａ，３ｂからの差ｄj，ｄj-1，ｄj-2に対応して
荷重ｘi，ｘi+1，ｘi+2が設定されており、ｘi・ｄj＋
ｘi+1・ｄj-1＋ｘi +2・ｄj-2の畳み込み演算を行なって
演算結果を該当するインパルス応答演算部の補正部に供
給する。また、差用畳み込み演算部６0は演算結果用差
算出部３からの差ｄjに対応して荷重ｘ0が設定されてお
り、ｘ0・ｄjの畳み込み演算を行なって演算結果を該当
するインパルス応答演算部の補正部に供給し、差用畳み
込み演算部６1は演算結果用差算出部３，３ａからの差
ｄj，ｄj-1に対応して荷重ｘ0，ｘ1が設定されており、
ｘ0・ｄj＋ｘ1・ｄj-1の畳み込み演算を行なって演算結
果を該当するインパルス応答演算部の補正部に供給し、
差用畳み込み演算部６n+1は演算結果用差算出部３ａ，
３ｂからの差ｄj-1，ｄj-2に対応して荷重ｘn-1，ｘnが
設定されており、ｘn・ｄj-1＋ｘn-1・ｄj-2の畳み込み
演算を行なって演算結果を該当するインパルス応答演算
部の補正部に供給し、差用畳み込み演算部６n+2は演算
結果用差算出部３ｂからの差ｄj-2に対応して荷重ｘnが
設定されており、ｘn・ｄj-2の畳み込み演算を行なって
演算結果を該当するインパルス応答演算部の補正部に供
給する。
算結果用畳み込み演算部および演算結果用差算出部によ
り実施例１と同様に差を算出する。この結果、時刻ｊに
おける差ｄj＝ｙj−Ｏjと、時刻ｊ−１における差ｄj-1
＝ｙj-1−Ｏj-1と時刻ｊ−２におけるｄj-2＝ｙj-2−Ｏ
j-2とが同時に得られる。そして、これらの差はそれぞ
れ該当する差用畳み込み演算部に供給され、差用畳み込
み演算部からの演算結果が該当するインパルス応答演算
部の補正部に供給される。ここで、差用畳み込み演算部
６i（ｉ＝２，３，・・・，ｎ）は演算結果用差算出部
３，３ａ，３ｂからの差ｄj，ｄj-1，ｄj-2に対応して
荷重ｘi，ｘi+1，ｘi+2が設定されており、ｘi・ｄj＋
ｘi+1・ｄj-1＋ｘi +2・ｄj-2の畳み込み演算を行なって
演算結果を該当するインパルス応答演算部の補正部に供
給する。また、差用畳み込み演算部６0は演算結果用差
算出部３からの差ｄjに対応して荷重ｘ0が設定されてお
り、ｘ0・ｄjの畳み込み演算を行なって演算結果を該当
するインパルス応答演算部の補正部に供給し、差用畳み
込み演算部６1は演算結果用差算出部３，３ａからの差
ｄj，ｄj-1に対応して荷重ｘ0，ｘ1が設定されており、
ｘ0・ｄj＋ｘ1・ｄj-1の畳み込み演算を行なって演算結
果を該当するインパルス応答演算部の補正部に供給し、
差用畳み込み演算部６n+1は演算結果用差算出部３ａ，
３ｂからの差ｄj-1，ｄj-2に対応して荷重ｘn-1，ｘnが
設定されており、ｘn・ｄj-1＋ｘn-1・ｄj-2の畳み込み
演算を行なって演算結果を該当するインパルス応答演算
部の補正部に供給し、差用畳み込み演算部６n+2は演算
結果用差算出部３ｂからの差ｄj-2に対応して荷重ｘnが
設定されており、ｘn・ｄj-2の畳み込み演算を行なって
演算結果を該当するインパルス応答演算部の補正部に供
給する。
【００２３】したがって、時刻ｊにおける受信波のみな
らず時刻ｊ−１，ｊ−２における受信波に対する差を
得、得られた全ての差に基づいて補正部によりインパル
ス応答を補正し、補正されたインパルス応答を次段のイ
ンパルス応答演算部に供給して同様の処理を反復するの
であるから、受信波に瞬間的にノイズが重畳されていて
もノイズの影響を大巾に低減でき、高精度の超音波探査
を達成できる。
らず時刻ｊ−１，ｊ−２における受信波に対する差を
得、得られた全ての差に基づいて補正部によりインパル
ス応答を補正し、補正されたインパルス応答を次段のイ
ンパルス応答演算部に供給して同様の処理を反復するの
であるから、受信波に瞬間的にノイズが重畳されていて
もノイズの影響を大巾に低減でき、高精度の超音波探査
を達成できる。
【００２４】実施例２においては、時刻ｊ，ｊ−１，ｊ
−２の各時点における受信波を考慮してインパルス応答
を推定するようにしているが、考慮する受信波の時点を
増加させてノイズに対する耐性をさらに高めることが可
能である。尚、この発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、例えば、超音波診断装置、ソナー、レーダ
等種々の分野に適用することができるほか、この発明の
要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を施す
ことが可能である。
−２の各時点における受信波を考慮してインパルス応答
を推定するようにしているが、考慮する受信波の時点を
増加させてノイズに対する耐性をさらに高めることが可
能である。尚、この発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、例えば、超音波診断装置、ソナー、レーダ
等種々の分野に適用することができるほか、この発明の
要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を施す
ことが可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、特殊な
送波器、受波器を用いなくても高い空間分解能を達成で
きるのみならず、高周波帯域での減衰率が大きい媒質で
あっても、送信波のパルス周波数を低くし、しかも受信
波のサンプリング・レートを高めることにより、探査範
囲の拡大および高空間分解能化を達成でき、さらに、Ｆ
ＦＴ処理と異なり、リアルタイムでインパルス応答を得
ることができるという特有の効果を奏する。
送波器、受波器を用いなくても高い空間分解能を達成で
きるのみならず、高周波帯域での減衰率が大きい媒質で
あっても、送信波のパルス周波数を低くし、しかも受信
波のサンプリング・レートを高めることにより、探査範
囲の拡大および高空間分解能化を達成でき、さらに、Ｆ
ＦＴ処理と異なり、リアルタイムでインパルス応答を得
ることができるという特有の効果を奏する。
【００２６】請求項２の発明は、請求項１の効果に加
え、該当する時点の受信波のみならず先行する受信波を
も考慮してインパルス応答を推定するのであるから、ノ
イズに対する耐性を高めることができるという特有の効
果を奏する。
え、該当する時点の受信波のみならず先行する受信波を
も考慮してインパルス応答を推定するのであるから、ノ
イズに対する耐性を高めることができるという特有の効
果を奏する。
【図１】この発明の探査装置の一実施例としての音響探
査装置の要部を示すブロック図である。
査装置の要部を示すブロック図である。
【図２】この発明の探査装置の他の実施例としての音響
探査装置の要部を示すブロック図である。
探査装置の要部を示すブロック図である。
【図３】パルス・エコー法の原理を説明する概略図であ
る。
る。
【図４】反射波の強度の時間波形を観測するモードを説
明する概略図である。
明する概略図である。
【図５】１次元的に接触子を走査し閾値を設けて走査方
向と深さ方向の２次元像を観測するモードを説明する概
略図である。
向と深さ方向の２次元像を観測するモードを説明する概
略図である。
【図６】走査を２次元的に行なって同じ深さの２次元像
を観測するモードを説明する概略図である。
を観測するモードを説明する概略図である。
２，２ａ，２ｂ 演算結果用畳み込み演算部 ３，３ａ，３ｂ 演算結果用差算出部 ５ａ，５ｂ
遅延回路 １0，１1，・・・，１n，１n+1，１n+2 インパルス応
答演算部 １0a，１1a，・・・，１na，１（n+1)a，１(n+2)a 補
正部 ６0，６1，・・・，６n，６n+1，６n+2 差用畳み込み
演算部
遅延回路 １0，１1，・・・，１n，１n+1，１n+2 インパルス応
答演算部 １0a，１1a，・・・，１na，１（n+1)a，１(n+2)a 補
正部 ６0，６1，・・・，６n，６n+1，６n+2 差用畳み込み
演算部
Claims (2)
- 【請求項１】 送信波を送波し、反射波を受信して受信
波に基づいて媒体の密度が変化する境界面の位置を計測
する探査装置において、送信波を複数個のパルス列とし
て記録するパルス列記録手段（１0）（１1）・・・（１
n）と、各パルスおよび所定値が割当てられた該当する
インパルス応答に基づく演算を行なうとともに、該当す
るインパルス応答を次のパルスに対応する演算に反映さ
せるインパルス応答演算手段（１0）（１1）・・・（１
n）と、各インパルス応答演算手段（１0）（１1）・・
・（１n）により得られる演算結果を畳み込み演算する
演算結果用畳み込み演算手段（２）と、畳み込み演算結
果と受信波との差を算出する差算出手段（３）と、算出
された差に基づいて各インパルス応答演算手段（１0）
（１1）・・・（１n）におけるインパルス応答を補正す
る補正手段（１0a）（１1a）・・・（１na）とを含んで
いることを特徴とする探査装置。 - 【請求項２】 受信波に先行する受信波を出力する先行
受信波出力手段（５ａ）（５ｂ）と、先行する受信波に
対応させて演算結果用畳み込み演算手段（２ａ）（２
ｂ）および差算出手段（３ａ）（３ｂ）と、各インパル
ス応答演算手段（１0）（１1）・・・（１n）（１n+1）
（１n+2）に対応させて該当する差算出手段により得ら
れる差を畳み込み演算して補正手段（１0a）（１1a）・
・・（１na）（１(n+1)a）（１(n+2)a）に供給する差用
畳み込み演算手段（６0）（６1）・・・（６n）
（６n+1）（６n+2）とをさらに含んでいる請求項１に記
載の探査装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203056A JP2669204B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 探査装置 |
| DE69223058T DE69223058T2 (de) | 1991-08-13 | 1992-08-12 | Überwachungsgerät |
| PCT/JP1992/001036 WO1993003674A1 (en) | 1991-08-13 | 1992-08-12 | Inspection apparatus |
| US08/193,164 US5450849A (en) | 1991-08-13 | 1992-08-12 | Location apparatus |
| EP92917815A EP0605720B1 (en) | 1991-08-13 | 1992-08-12 | Inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203056A JP2669204B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 探査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0542140A JPH0542140A (ja) | 1993-02-23 |
| JP2669204B2 true JP2669204B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=16467613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3203056A Expired - Lifetime JP2669204B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 探査装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5450849A (ja) |
| EP (1) | EP0605720B1 (ja) |
| JP (1) | JP2669204B2 (ja) |
| DE (1) | DE69223058T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993003674A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6023632A (en) * | 1997-07-16 | 2000-02-08 | Wilk; Peter J. | Ultrasonic medical system and associated method |
| US8179305B2 (en) * | 2009-08-12 | 2012-05-15 | Tektronix, Inc. | Enhanced impulse response measurement of an FM radar transmitter pulse |
| CN102375139B (zh) * | 2010-08-12 | 2016-03-02 | 特克特朗尼克公司 | Fm雷达发射机脉冲的增强的脉冲响应测量 |
| CN103238193B (zh) | 2010-12-07 | 2016-03-02 | 如碧空株式会社 | 电容器、电容器用壳体及带有电路的基板 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5919852A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-01 | Fujitsu Ltd | 超音波生体組織特性測定方式 |
| NO831718L (no) * | 1983-05-13 | 1984-11-14 | Vingmed As | Fremgangsmaate og apparat ved blodstroem-hastighetsmaaling med ultralyd for dannelse av todimensjonal avbildning av blodets hastighet |
| JPS60127457A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-08 | Fujitsu Ltd | 超音波媒体特性値測定装置 |
| GB2178876B (en) * | 1984-12-03 | 1989-06-21 | Commw Of Australia | Systolic architectures for sonar processing |
| JPS62192146A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-22 | 富士通株式会社 | 超音波媒体測定装置 |
| DE3788757D1 (de) * | 1986-08-20 | 1994-02-24 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur adaptiven Fokussierung bei einem medizinischen Ultraschall-Bildgabegerät. |
| US4788981A (en) * | 1986-10-16 | 1988-12-06 | Olympus Optical Co., Ltd. | Pulse compression apparatus for ultrasonic image processing |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP3203056A patent/JP2669204B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-08-12 US US08/193,164 patent/US5450849A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-12 EP EP92917815A patent/EP0605720B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-12 WO PCT/JP1992/001036 patent/WO1993003674A1/ja active IP Right Grant
- 1992-08-12 DE DE69223058T patent/DE69223058T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0605720B1 (en) | 1997-11-05 |
| EP0605720A1 (en) | 1994-07-13 |
| DE69223058D1 (de) | 1997-12-11 |
| JPH0542140A (ja) | 1993-02-23 |
| EP0605720A4 (en) | 1995-01-25 |
| WO1993003674A1 (en) | 1993-03-04 |
| US5450849A (en) | 1995-09-19 |
| DE69223058T2 (de) | 1998-04-09 |
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Legal Events
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