JP3327129B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
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- 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
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- G10K11/345—Circuits therefor using energy switching from one active element to another
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の圧電素子の
送波信号の位相を制御することにより超音波ビームを収
束させる電子フォーカス方式の超音波診断装置に関する
ものである。
送波信号の位相を制御することにより超音波ビームを収
束させる電子フォーカス方式の超音波診断装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子フォーカス方式の超音波診断
装置においては、複数の圧電素子からの超音波打ち出し
時間を各素子毎にずらし送波フォーカスを制御すること
で、超音波送波ビームを収束させたり偏向させたりして
いる。
装置においては、複数の圧電素子からの超音波打ち出し
時間を各素子毎にずらし送波フォーカスを制御すること
で、超音波送波ビームを収束させたり偏向させたりして
いる。
【０００３】従来この種の超音波診断装置が特開昭６２
−２７７９４４号に提案されている。図５は従来の超音
波診断装置の超音波送波フォーカス制御回路の構成を示
すものであり、図６はその出力波形のタイミング図であ
る。従来の超音波診断装置は、図５および図６に示すよ
うに、ΔＴの遅延量を制御するために多相の遅延クロッ
クＣＫ１〜ＣＫ４を生成する遅延クロック作成回路５１
と、遅延時間を格納する遅延データラッチ回路５２と、
遅延クロックＣＫ１〜ＣＫ４から１本のクロックＣＫ０
（図６ではＣＫ４）を選択するマルチプレクサ５３と、
遅延量を決定するために遅延クロックを計数する遅延量
計数用カウンタ５４と、送波パルス数を計数する送波パ
ルス数計数用カウンタ５５と、送波パルスを発生する送
波パルス発生回路５６とを備えたものである。
−２７７９４４号に提案されている。図５は従来の超音
波診断装置の超音波送波フォーカス制御回路の構成を示
すものであり、図６はその出力波形のタイミング図であ
る。従来の超音波診断装置は、図５および図６に示すよ
うに、ΔＴの遅延量を制御するために多相の遅延クロッ
クＣＫ１〜ＣＫ４を生成する遅延クロック作成回路５１
と、遅延時間を格納する遅延データラッチ回路５２と、
遅延クロックＣＫ１〜ＣＫ４から１本のクロックＣＫ０
（図６ではＣＫ４）を選択するマルチプレクサ５３と、
遅延量を決定するために遅延クロックを計数する遅延量
計数用カウンタ５４と、送波パルス数を計数する送波パ
ルス数計数用カウンタ５５と、送波パルスを発生する送
波パルス発生回路５６とを備えたものである。
【０００４】従来の超音波診断装置は上記構成により、
遅延データラッチ回路５２の出力ＤＳを遅延量計数用カ
ウンタ５４が計数しＣＲを出力し、この出力ＣＲが立ち
上がった後に、超音波発生用送波パルスＣＰが生成され
ることで遅延量を制御していた。
遅延データラッチ回路５２の出力ＤＳを遅延量計数用カ
ウンタ５４が計数しＣＲを出力し、この出力ＣＲが立ち
上がった後に、超音波発生用送波パルスＣＰが生成され
ることで遅延量を制御していた。
【０００５】また、特開昭６２−１８０２６７号に提案
されている超音波診断装置では、抵抗器とコンデンサに
よって発振回路が構成されいるものであり、送波パルス
の周波数はこの抵抗器とコンデンサの特性値を設定する
ことで制御されていた。
されている超音波診断装置では、抵抗器とコンデンサに
よって発振回路が構成されいるものであり、送波パルス
の周波数はこの抵抗器とコンデンサの特性値を設定する
ことで制御されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来の超音波診断装置では、送波パルス発生回路５
６から出力される送波パルスは遅延クロックを分周した
周波数であるため、送波パルスの周波数やデューティ比
を制御するためには、別途他に回路を用意する必要があ
った。
１の従来の超音波診断装置では、送波パルス発生回路５
６から出力される送波パルスは遅延クロックを分周した
周波数であるため、送波パルスの周波数やデューティ比
を制御するためには、別途他に回路を用意する必要があ
った。
【０００７】また、上記第２の従来の超音波診断装置で
は、周波数を設定するために抵抗器やコンデンサの定数
を変えなければならないため、必要な周波数分の抵抗器
やコンデンサを用意することが必要となり、送波パルス
の使用周波数に応じて回路規模が大きくなるという問題
があった。さらに、周波数は抵抗器やコンデンサの特性
値に依存するため精度の高い設定はできないため、周波
数を微調することができないという問題があった。
は、周波数を設定するために抵抗器やコンデンサの定数
を変えなければならないため、必要な周波数分の抵抗器
やコンデンサを用意することが必要となり、送波パルス
の使用周波数に応じて回路規模が大きくなるという問題
があった。さらに、周波数は抵抗器やコンデンサの特性
値に依存するため精度の高い設定はできないため、周波
数を微調することができないという問題があった。
【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であり、高精度、高画質に安定した診断ができるととも
に、簡単で小型かつ安価な構成で超音波送波フォーカス
制御回路を可能とする優れた超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。
であり、高精度、高画質に安定した診断ができるととも
に、簡単で小型かつ安価な構成で超音波送波フォーカス
制御回路を可能とする優れた超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基準からの時間経過を計数するカウンタ
値と出力される送波信号の反転タイミングを決定する遅
延量あるいは遅延量にパルス幅を累積加算した値とを比
較して一致した場合に出力される送波信号を反転させる
ようにしたものである。
成するために、基準からの時間経過を計数するカウンタ
値と出力される送波信号の反転タイミングを決定する遅
延量あるいは遅延量にパルス幅を累積加算した値とを比
較して一致した場合に出力される送波信号を反転させる
ようにしたものである。
【００１０】これにより、圧電素子毎に送波信号の遅延
量と周波数とデューティ比を制御して超音波ビームを収
束させることができ、高精度にかつ特性を安定させ高画
質の画像を得ることができる。
量と周波数とデューティ比を制御して超音波ビームを収
束させることができ、高精度にかつ特性を安定させ高画
質の画像を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】 本発明の請求項１記載の発明
は、圧電素子毎に送波信号の位相を制御する遅延量を記
憶する遅延量記憶器と、前記圧電素子毎に前記送波信号
の周波数を制御するパルス幅を記憶するパルス幅記憶器
と、基準からの経過時間を計数するカウンタと、基準か
ら送波信号の変化点を演算する演算器と、この演算器と
前記カウンタとの出力を比較する比較器と、位相の異な
る複数のクロックを生成する多相クロック生成器と、こ
の多相クロック生成器が生成するクロックを選択する選
択制御器と、この選択制御器で選択されるクロックによ
り送波信号を出力するトグル回路とを備え、前記カウン
タと前記演算器は前記多相クロック生成器の出力のうち
所定のクロックで動作し、前記カウンタの出力値が前記
演算器の出力値の整数部より大きいかあるいは等しくな
ったとき前記比較器の出力がアクティブとなり、前記比
較器の出力がアクティブとなったとき前記選択制御器は
前記多相クロック生成器が生成する前記複数のクロック
から一本のクロックを選択して出力し、この選択された
一本のクロックが前記トグル回路を駆動して出力する送
波信号を反転させ、前記所定のクロックが前記カウンタ
と前記演算器を動作させ前記比較器の出力により前記選
択制御器が一本のクロックを選択し前記トグル回路を駆
動して出力する送波信号を反転させる動作を繰り返すこ
とで前記トグル回路がパルスを生成し、圧電素子毎に送
波信号の遅延量と周波数とデューティ比を制御して超音
波ビームを収束させることができ、高精度にかつ特性を
安定させることができるという作用を有する。
は、圧電素子毎に送波信号の位相を制御する遅延量を記
憶する遅延量記憶器と、前記圧電素子毎に前記送波信号
の周波数を制御するパルス幅を記憶するパルス幅記憶器
と、基準からの経過時間を計数するカウンタと、基準か
ら送波信号の変化点を演算する演算器と、この演算器と
前記カウンタとの出力を比較する比較器と、位相の異な
る複数のクロックを生成する多相クロック生成器と、こ
の多相クロック生成器が生成するクロックを選択する選
択制御器と、この選択制御器で選択されるクロックによ
り送波信号を出力するトグル回路とを備え、前記カウン
タと前記演算器は前記多相クロック生成器の出力のうち
所定のクロックで動作し、前記カウンタの出力値が前記
演算器の出力値の整数部より大きいかあるいは等しくな
ったとき前記比較器の出力がアクティブとなり、前記比
較器の出力がアクティブとなったとき前記選択制御器は
前記多相クロック生成器が生成する前記複数のクロック
から一本のクロックを選択して出力し、この選択された
一本のクロックが前記トグル回路を駆動して出力する送
波信号を反転させ、前記所定のクロックが前記カウンタ
と前記演算器を動作させ前記比較器の出力により前記選
択制御器が一本のクロックを選択し前記トグル回路を駆
動して出力する送波信号を反転させる動作を繰り返すこ
とで前記トグル回路がパルスを生成し、圧電素子毎に送
波信号の遅延量と周波数とデューティ比を制御して超音
波ビームを収束させることができ、高精度にかつ特性を
安定させることができるという作用を有する。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、パルス幅記
憶器は、超音波ビームが収束する方向毎に送波信号の周
波数を制御するパルス幅を記憶するようにしたものであ
り、超音波ビームが収束する方向毎に送波信号の周波数
を制御して、偏向角度によるビームの周波数の指向性を
補正できるため、高画質の画像を得ることができるとい
う作用を有する。
憶器は、超音波ビームが収束する方向毎に送波信号の周
波数を制御するパルス幅を記憶するようにしたものであ
り、超音波ビームが収束する方向毎に送波信号の周波数
を制御して、偏向角度によるビームの周波数の指向性を
補正できるため、高画質の画像を得ることができるとい
う作用を有する。
【００１３】また、請求項３記載の発明は、カウンタ
と、演算器と、比較器と、選択制御器とをそれぞれ複数
組設け、送波信号の周波数を使用されるクロックの周波
数以上に設定するようにしたものであり、低周波のクロ
ックで構成されるため、さらに、特性が安定するという
作用を有する。
と、演算器と、比較器と、選択制御器とをそれぞれ複数
組設け、送波信号の周波数を使用されるクロックの周波
数以上に設定するようにしたものであり、低周波のクロ
ックで構成されるため、さらに、特性が安定するという
作用を有する。
【００１４】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態における超音波診
断装置の構成を示すブロック図である。図１において、
１は圧電素子毎に送波信号の位相を制御する遅延量を記
憶する遅延量記憶器、２は圧電素子毎に送波信号の周波
数を制御するパルス幅を記憶するパルス幅記憶器であ
る。パルス幅記憶器２は、正パルス幅記憶器２１と負パ
ルス幅記憶器２２と微パルス幅記憶器２３とから構成さ
れている。３はクロック信号により基準からの経過時間
を計数するカウンタである。
を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態における超音波診
断装置の構成を示すブロック図である。図１において、
１は圧電素子毎に送波信号の位相を制御する遅延量を記
憶する遅延量記憶器、２は圧電素子毎に送波信号の周波
数を制御するパルス幅を記憶するパルス幅記憶器であ
る。パルス幅記憶器２は、正パルス幅記憶器２１と負パ
ルス幅記憶器２２と微パルス幅記憶器２３とから構成さ
れている。３はクロック信号により基準からの経過時間
を計数するカウンタである。
【００１５】４は基準から送波信号の変化点を演算する
演算器であり、この演算器４は、パルス幅記憶器２の記
憶器を選択する選択器４１、加算器４２およびレジスタ
４３とから構成されている。５はカウンタ３と演算器４
の出力を比較する比較器、６は位相の異なる複数のクロ
ックを生成する多相クロック生成器である。７は多相ク
ロック生成器６からのクロックの選択制御を行う選択制
御器、８は送波信号のパルスを生成するトグル回路であ
る。
演算器であり、この演算器４は、パルス幅記憶器２の記
憶器を選択する選択器４１、加算器４２およびレジスタ
４３とから構成されている。５はカウンタ３と演算器４
の出力を比較する比較器、６は位相の異なる複数のクロ
ックを生成する多相クロック生成器である。７は多相ク
ロック生成器６からのクロックの選択制御を行う選択制
御器、８は送波信号のパルスを生成するトグル回路であ
る。
【００１６】以上のように構成された本実施の形態にお
ける超音波診断装置の動作について図２に示すタイミン
グ図を参照して説明する。本実施の形態では、演算器４
の出力Ｐの下位３ビットが選択制御器７の選択信号に使
用されおり、図２には演算器４の出力Ｐの下位３ビット
を表示している。
ける超音波診断装置の動作について図２に示すタイミン
グ図を参照して説明する。本実施の形態では、演算器４
の出力Ｐの下位３ビットが選択制御器７の選択信号に使
用されおり、図２には演算器４の出力Ｐの下位３ビット
を表示している。
【００１７】図１における、多相クロック生成器６で生
成されるクロックは、図２に示すように、ｃｌｋ０から
ｃｌｋ７の８本であり、ｃｌｋ０とｃｌｋ１、ｃｌｋ１
とｃｌｋ２、ｃｌｋ２とｃｌｋ３、………、ｃｌｋ７と
ｃｌｋ０の位相差はそれぞれ等しくなっている。また、
遅延量記憶器１の値は、２．５００であり、パルス幅記
憶器２の値は、正パルス幅記憶器２１の値が１．１２
５、負パルス幅記憶器２２の値が１．１２５、微パルス
幅記憶器２３の値が０．０である。 （段落００２１参照）
成されるクロックは、図２に示すように、ｃｌｋ０から
ｃｌｋ７の８本であり、ｃｌｋ０とｃｌｋ１、ｃｌｋ１
とｃｌｋ２、ｃｌｋ２とｃｌｋ３、………、ｃｌｋ７と
ｃｌｋ０の位相差はそれぞれ等しくなっている。また、
遅延量記憶器１の値は、２．５００であり、パルス幅記
憶器２の値は、正パルス幅記憶器２１の値が１．１２
５、負パルス幅記憶器２２の値が１．１２５、微パルス
幅記憶器２３の値が０．０である。 （段落００２１参照）
【００１８】遅延量記憶器１の値（図２においては、
２．５００）が演算器４内のレジスタ４３に設定され
る。基準信号ｔｒｇが入力されるとカウンタ３が動作を
開始する。カウンタ３と演算器４は多相クロック生成器
６の出力のうちｃｌｋ０で動作する。カウンタ３の出力
値Ｑと演算器４の出力値Ｐの整数部分が比較器５で比較
される。カウンタ３の出力値Ｑの方が大きいときには比
較器５の出力ｃｍｐがアクティブになる。このｃｍｐ信
号がアクティブのとき選択制御器７は多相クロック生成
器６の出力信号である位相の異なる複数のクロックｃｌ
ｋ０〜ｃｌｋ７から一本のクロックを選択して出力す
る。
２．５００）が演算器４内のレジスタ４３に設定され
る。基準信号ｔｒｇが入力されるとカウンタ３が動作を
開始する。カウンタ３と演算器４は多相クロック生成器
６の出力のうちｃｌｋ０で動作する。カウンタ３の出力
値Ｑと演算器４の出力値Ｐの整数部分が比較器５で比較
される。カウンタ３の出力値Ｑの方が大きいときには比
較器５の出力ｃｍｐがアクティブになる。このｃｍｐ信
号がアクティブのとき選択制御器７は多相クロック生成
器６の出力信号である位相の異なる複数のクロックｃｌ
ｋ０〜ｃｌｋ７から一本のクロックを選択して出力す
る。
【００１９】クロックを選択する信号は、演算器４の出
力値Ｐの下位信号である。図２に示す例においては、カ
ウンタ３の出力値Ｑが２になったとき比較器５の出力ｃ
ｍｐがアクティブになる。このとき演算器４の出力値Ｐ
の小数点以下は１０進数で０．５である。出力値Ｐの小
数点以下を示す３ビットは２進数で１００（Ｂ）であ
り、１０進数で４であるので、選択制御器７は位相の異
なる複数のクロックｃｌｋ０〜ｃｌｋ７からｃｌｋ４を
選択して出力する。
力値Ｐの下位信号である。図２に示す例においては、カ
ウンタ３の出力値Ｑが２になったとき比較器５の出力ｃ
ｍｐがアクティブになる。このとき演算器４の出力値Ｐ
の小数点以下は１０進数で０．５である。出力値Ｐの小
数点以下を示す３ビットは２進数で１００（Ｂ）であ
り、１０進数で４であるので、選択制御器７は位相の異
なる複数のクロックｃｌｋ０〜ｃｌｋ７からｃｌｋ４を
選択して出力する。
【００２０】選択制御器７の出力クロックｔｃｌｋがト
グル回路８を駆動し、トグル回路８から出力される送波
信号が反転する。また、送波信号が正であれば、選択さ
れた正パルス幅記憶器２１の出力が選択器４１で選択さ
れてレジスタ４３の出力Ｐと加算器４２で加算される。
レジスタ４３に次のクロックが入力されたときに、加算
器４２の出力値がレジスタ４３に設定される。
グル回路８を駆動し、トグル回路８から出力される送波
信号が反転する。また、送波信号が正であれば、選択さ
れた正パルス幅記憶器２１の出力が選択器４１で選択さ
れてレジスタ４３の出力Ｐと加算器４２で加算される。
レジスタ４３に次のクロックが入力されたときに、加算
器４２の出力値がレジスタ４３に設定される。
【００２１】図２に示す例では、選択制御器７から出力
されたｃｌｋ４のタイミングで出力される送波信号ｏｕ
ｔが負から正へ反転する。そして次のｃｌｋ０の立ち上
がりで演算器４の出力値２．５００にパルス幅値１．１
２５が加算された値３．６２５がレジスタ４３に設定さ
れる。
されたｃｌｋ４のタイミングで出力される送波信号ｏｕ
ｔが負から正へ反転する。そして次のｃｌｋ０の立ち上
がりで演算器４の出力値２．５００にパルス幅値１．１
２５が加算された値３．６２５がレジスタ４３に設定さ
れる。
【００２２】図２において、カウンタ３の出力Ｑが３の
とき、演算器４の出力Ｐは３．６２５であるので、比較
器５の出力ｃｍｐはアクティブとなり、出力Ｐの下位３
ビットは２進数で１０１（Ｂ）であり、１０進数では５
となり、選択制御器７においてはｃｌｋ５が選択され、
このｃｌｋ５のタイミングで出力される送波信号ｏｕｔ
が正から負に反転する。以下、同様の動作を繰り返す。
とき、演算器４の出力Ｐは３．６２５であるので、比較
器５の出力ｃｍｐはアクティブとなり、出力Ｐの下位３
ビットは２進数で１０１（Ｂ）であり、１０進数では５
となり、選択制御器７においてはｃｌｋ５が選択され、
このｃｌｋ５のタイミングで出力される送波信号ｏｕｔ
が正から負に反転する。以下、同様の動作を繰り返す。
【００２３】図２において、カウンタ３の出力Ｑが６の
とき、演算器４の出力Ｐの整数部分は７であるので、比
較器５の出力ｃｍｐはアクティブではなくなる。出力ｃ
ｍｐがアクティブではないので、選択制御器７からクロ
ックは出力されず、トグル回路８から出力される送波信
号も反転しない。同時に比較器５の出力ｃｍｐはレジス
タ４３のイネーブル信号であるので、これがアクティブ
ではないためにレジスタ４３の出力値も変化しない。
とき、演算器４の出力Ｐの整数部分は７であるので、比
較器５の出力ｃｍｐはアクティブではなくなる。出力ｃ
ｍｐがアクティブではないので、選択制御器７からクロ
ックは出力されず、トグル回路８から出力される送波信
号も反転しない。同時に比較器５の出力ｃｍｐはレジス
タ４３のイネーブル信号であるので、これがアクティブ
ではないためにレジスタ４３の出力値も変化しない。
【００２４】電子フォーカス方式の超音波診断装置で
は、超音波ビームを収束させるために複数の圧電素子が
使用される。これら複数の圧電素子毎に、図１に示す回
路ブロックが必要となる。ここで、圧電素子毎に異なる
値を微パルス幅記憶器２３に設定し、加算器４２に加算
すると、トグル回路８から出力される送波パルスを圧電
素子毎に異なる周波数に設定することができる。
は、超音波ビームを収束させるために複数の圧電素子が
使用される。これら複数の圧電素子毎に、図１に示す回
路ブロックが必要となる。ここで、圧電素子毎に異なる
値を微パルス幅記憶器２３に設定し、加算器４２に加算
すると、トグル回路８から出力される送波パルスを圧電
素子毎に異なる周波数に設定することができる。
【００２５】以上のように、遅延量を記憶する遅延量記
憶器１から圧電素子毎の遅延量データが演算器４内のレ
ジスタ４３に設定され、基準からの経過時間を計数する
カウンタ３は基準信号が入力されると動作を開始し、レ
ジスタ４３の出力よりもカウンタ３の出力が大きくなっ
た際に、設定された遅延時間が経過したともなされ、比
較器５の出力がアクティブになる。比較器５の出力がア
クティブのとき、選択制御器７により位相の異なる複数
のクロックから一本のクロックが選択され、選択された
一本のクロックがトグル回路８を駆動して送波信号が一
回目の反転をする。
憶器１から圧電素子毎の遅延量データが演算器４内のレ
ジスタ４３に設定され、基準からの経過時間を計数する
カウンタ３は基準信号が入力されると動作を開始し、レ
ジスタ４３の出力よりもカウンタ３の出力が大きくなっ
た際に、設定された遅延時間が経過したともなされ、比
較器５の出力がアクティブになる。比較器５の出力がア
クティブのとき、選択制御器７により位相の異なる複数
のクロックから一本のクロックが選択され、選択された
一本のクロックがトグル回路８を駆動して送波信号が一
回目の反転をする。
【００２６】トグル回路８を駆動するクロックが発生す
ると、演算器４内のレジスタ４３の出力とパルス幅を記
憶したパルス幅記憶器２からの値を加算した値がレジス
タ４３に設定され、上記と同様にして、レジスタ４３の
出力とカウンタ３の出力が比較され、比較器５の出力が
アクティブのとき、選択された一本のクロックがトグル
回路８を駆動して送波信号が二回目の反転をする。この
動作を繰り返すことにより、送波信号が生成される。
ると、演算器４内のレジスタ４３の出力とパルス幅を記
憶したパルス幅記憶器２からの値を加算した値がレジス
タ４３に設定され、上記と同様にして、レジスタ４３の
出力とカウンタ３の出力が比較され、比較器５の出力が
アクティブのとき、選択された一本のクロックがトグル
回路８を駆動して送波信号が二回目の反転をする。この
動作を繰り返すことにより、送波信号が生成される。
【００２７】ここで、演算器４内で加算されるパルス幅
の値を変化させることで、トグル回路８から出力される
送波信号の周波数を制御することができる。
の値を変化させることで、トグル回路８から出力される
送波信号の周波数を制御することができる。
【００２８】また、トグル回路８の出力が立ち上がると
きと立ち下がるときで異なるパルス幅の値を用いること
により、出力される送波信号のデューティ比を制御する
ことができる。
きと立ち下がるときで異なるパルス幅の値を用いること
により、出力される送波信号のデューティ比を制御する
ことができる。
【００２９】さらに、演算器４内で加算するパルス幅の
値に圧電素子毎に異なる値を微パルス幅記憶器２３に設
定して加算することにより、送波信号の周波数を微細に
制御することができ、偏向角度による超音波ビームの指
向性を補正することができる。
値に圧電素子毎に異なる値を微パルス幅記憶器２３に設
定して加算することにより、送波信号の周波数を微細に
制御することができ、偏向角度による超音波ビームの指
向性を補正することができる。
【００３０】（実施の形態２）図３は他の実施の形態に
おける超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
図３において、上記第１の実施の形態と同一の構成につ
いては同一符号を記して説明を省略する。
おける超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
図３において、上記第１の実施の形態と同一の構成につ
いては同一符号を記して説明を省略する。
【００３１】図３において、ブロック＃０とブロック＃
１の内部は同じ構成となっている。ブロック＃０のカウ
ンタ３と演算器４は多相クロック生成器６の出力のうち
ｃｌｋ０で駆動され、ブロック＃１カウンタ３と演算器
４は多相クロック生成器６の出力のうちｃｌｋ４で駆動
される。ブロック＃０の選択制御器７では位相の異なる
複数のクロックｃｌｋ４〜ｃｌｋ７の内から一本が選択
され、ブロック＃１の選択制御器７では位相の異なる複
数のクロックｃｌｋ０〜ｃｌｋ３の内から一本が選択さ
れる。また、ブロック＃０またはブロック＃１から出力
されるクロックｔｃｌｋがトグル回路８を駆動する。さ
らに、遅延量記憶器１とパルス幅記憶器２と多相クロッ
ク生成器６はブロック＃０とブロック＃１で共通であ
る。
１の内部は同じ構成となっている。ブロック＃０のカウ
ンタ３と演算器４は多相クロック生成器６の出力のうち
ｃｌｋ０で駆動され、ブロック＃１カウンタ３と演算器
４は多相クロック生成器６の出力のうちｃｌｋ４で駆動
される。ブロック＃０の選択制御器７では位相の異なる
複数のクロックｃｌｋ４〜ｃｌｋ７の内から一本が選択
され、ブロック＃１の選択制御器７では位相の異なる複
数のクロックｃｌｋ０〜ｃｌｋ３の内から一本が選択さ
れる。また、ブロック＃０またはブロック＃１から出力
されるクロックｔｃｌｋがトグル回路８を駆動する。さ
らに、遅延量記憶器１とパルス幅記憶器２と多相クロッ
ク生成器６はブロック＃０とブロック＃１で共通であ
る。
【００３２】図４は本実施の形態における動作を示すタ
イミング図である。本実施の形態では、遅延量記憶器１
の値は２．５であり、小数点以下を３ビットとしてい
る。多相クロック生成器６で生成されるクロックは、ｃ
ｌｋ０からｃｌｋ７の８本であり、ｃｌｋ０とｃｌｋ
１、ｃｌｋ１とｃｌｋ２、ｃｌｋ２とｃｌｋ３、……
…、ｃｌｋ７とｃｌｋ０の位相差はそれぞれ等しくなっ
ている。また、パルス幅記憶器２の値は、正パルス幅記
憶器２１の値が０．５、負パルス幅記憶器２２の値が
０．８７５、微パルス幅記憶器２３の値が０．０であ
る。
イミング図である。本実施の形態では、遅延量記憶器１
の値は２．５であり、小数点以下を３ビットとしてい
る。多相クロック生成器６で生成されるクロックは、ｃ
ｌｋ０からｃｌｋ７の８本であり、ｃｌｋ０とｃｌｋ
１、ｃｌｋ１とｃｌｋ２、ｃｌｋ２とｃｌｋ３、……
…、ｃｌｋ７とｃｌｋ０の位相差はそれぞれ等しくなっ
ている。また、パルス幅記憶器２の値は、正パルス幅記
憶器２１の値が０．５、負パルス幅記憶器２２の値が
０．８７５、微パルス幅記憶器２３の値が０．０であ
る。
【００３３】遅延量記憶器１の値がブロック＃０および
ブロック＃１の演算器４内のレジスタ４３にそれぞれ設
定される。基準信号ｔｒｇが入力されるとブロック＃０
およびブロック＃１のカウンタ３が動作を開始する。図
４において、ブロック＃１のカウンタ３の出力Ｑ１の値
が２のとき、ブロック＃１のレジスタ４３の出力Ｐ１の
値が２．５であり、比較器５の出力ｃｍｐ１はアクティ
ブになる。レジスタ４３の出力Ｐ１の下位３ビットは２
進数で１００（Ｂ）であり１０進数では４となる。一
方、ブロック＃１の選択制御器７に供給されている位相
の異なるクロックは、ｃｌｋ０〜ｃｌｋ３であるので、
ブロック＃１の選択制御器７からはクロックは出力され
ず、トグル回路８から出力される送波信号は反転しな
い。
ブロック＃１の演算器４内のレジスタ４３にそれぞれ設
定される。基準信号ｔｒｇが入力されるとブロック＃０
およびブロック＃１のカウンタ３が動作を開始する。図
４において、ブロック＃１のカウンタ３の出力Ｑ１の値
が２のとき、ブロック＃１のレジスタ４３の出力Ｐ１の
値が２．５であり、比較器５の出力ｃｍｐ１はアクティ
ブになる。レジスタ４３の出力Ｐ１の下位３ビットは２
進数で１００（Ｂ）であり１０進数では４となる。一
方、ブロック＃１の選択制御器７に供給されている位相
の異なるクロックは、ｃｌｋ０〜ｃｌｋ３であるので、
ブロック＃１の選択制御器７からはクロックは出力され
ず、トグル回路８から出力される送波信号は反転しな
い。
【００３４】次に、ブロック＃０のカウンタ３の出力Ｑ
０の値が２のとき、ブロック＃０のレジスタ４３の出力
Ｐ０の値が２．５であるので、比較器５の出力ｃｍｐ０
はアクティブになる。レジスタ４３の出力Ｐ０の下位３
ビットは２進数で１００（Ｂ）であり１０進数では４と
なる。ブロック＃０の選択制御器７に供給されている位
相の異なるクロックは、ｃｌｋ４〜ｃｌｋ７であるの
で、ブロック＃０の選択制御器７から出力されるｃｌｋ
４のタイミングでトグル回路８から出力される送波信号
は反転する。
０の値が２のとき、ブロック＃０のレジスタ４３の出力
Ｐ０の値が２．５であるので、比較器５の出力ｃｍｐ０
はアクティブになる。レジスタ４３の出力Ｐ０の下位３
ビットは２進数で１００（Ｂ）であり１０進数では４と
なる。ブロック＃０の選択制御器７に供給されている位
相の異なるクロックは、ｃｌｋ４〜ｃｌｋ７であるの
で、ブロック＃０の選択制御器７から出力されるｃｌｋ
４のタイミングでトグル回路８から出力される送波信号
は反転する。
【００３５】送波信号が負から正に反転すると、カウン
タ出力Ｑ１の値が３のとき、ブロック＃１の演算器４の
出力Ｐ１は正パルス幅値０．５が加算された値３．０に
なる。このときブロック＃１の選択制御器７ではｃｌｋ
０が選択され、送波信号が正から負へ反転する。
タ出力Ｑ１の値が３のとき、ブロック＃１の演算器４の
出力Ｐ１は正パルス幅値０．５が加算された値３．０に
なる。このときブロック＃１の選択制御器７ではｃｌｋ
０が選択され、送波信号が正から負へ反転する。
【００３６】カウンタ出力Ｑ０の値が３のときは、送波
信号が正から負へ反転したのでブロック＃０の演算器４
の出力値Ｐ０は正パルス幅値０．８７５が加算された値
３．８７５になる。
信号が正から負へ反転したのでブロック＃０の演算器４
の出力値Ｐ０は正パルス幅値０．８７５が加算された値
３．８７５になる。
【００３７】演算器４の出力値Ｐ０またはＰ１は、前ク
ロック入力後に送波信号の反転がなかった場合は、レジ
スタ４３のイネーブル信号がアクティブでないため変化
しないが、送波信号の反転が一回あった場合は、正パル
ス記憶器２１または負パルス記憶器２２のいずれかの値
が加算された値になり、送波信号の反転が二回あった場
合は、正パルス記憶器２１と負パルス記憶器２２の両方
の値が加算された値になる。以下、同様の動作を繰り返
す。
ロック入力後に送波信号の反転がなかった場合は、レジ
スタ４３のイネーブル信号がアクティブでないため変化
しないが、送波信号の反転が一回あった場合は、正パル
ス記憶器２１または負パルス記憶器２２のいずれかの値
が加算された値になり、送波信号の反転が二回あった場
合は、正パルス記憶器２１と負パルス記憶器２２の両方
の値が加算された値になる。以下、同様の動作を繰り返
す。
【００３８】以上のように、本実施の形態によれば、各
ブロックを異なるクロックで動作させることにより、演
算器４とカウンタ３のクロック一回の間にトグル回路８
を駆動するクロックを二本以上選択することができ、送
波信号の周波数をクロック周波数以上にすることができ
る。
ブロックを異なるクロックで動作させることにより、演
算器４とカウンタ３のクロック一回の間にトグル回路８
を駆動するクロックを二本以上選択することができ、送
波信号の周波数をクロック周波数以上にすることができ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明は、基準からの時間
経過を計数するカウンタ値と出力される送波信号の反転
タイミングを決定する遅延量あるいは遅延量にパルス幅
を累積加算した値とを比較して一致した場合に出力され
る送波信号を反転させるようにしたものであり、以下の
ような効果を有するものである。
経過を計数するカウンタ値と出力される送波信号の反転
タイミングを決定する遅延量あるいは遅延量にパルス幅
を累積加算した値とを比較して一致した場合に出力され
る送波信号を反転させるようにしたものであり、以下の
ような効果を有するものである。
【００４０】（１）パルス信号によるディジタル回路で
構成しているため、高精度にかつ特性を安定させること
ができる。
構成しているため、高精度にかつ特性を安定させること
ができる。
【００４１】（２）使用されるクロックの周波数以上に
送波信号の周波数を設定することにより、低周波数のク
ロックで構成できるため、さらに、高精度にかつ特性を
安定させることができる。
送波信号の周波数を設定することにより、低周波数のク
ロックで構成できるため、さらに、高精度にかつ特性を
安定させることができる。
【００４２】（３）送波信号パルスのデューティ比及び
周波数を任意に最小単位を小さくして設定できるため、
高画質の画像を得ることができる。
周波数を任意に最小単位を小さくして設定できるため、
高画質の画像を得ることができる。
【００４３】（４）超音波ビームが収束する方向毎に送
波信号の周波数を制御して、偏向角度によるビームの周
波数の指向性を補正できるため、さらに、高画質の画像
を得ることができる。
波信号の周波数を制御して、偏向角度によるビームの周
波数の指向性を補正できるため、さらに、高画質の画像
を得ることができる。
【００４４】（５）送波信号の遅延量と周波数を一つの
ディジタル回路で構成することができるため、装置を小
型化しさらに安価にすることができる。
ディジタル回路で構成することができるため、装置を小
型化しさらに安価にすることができる。
【図１】本発明の一実施の形態における超音波診断装置
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図２】同実施の形態の動作を示すタイミング図
【図３】本発明の他の実施の形態における超音波診断装
置の構成を示すブロック図
置の構成を示すブロック図
【図４】同実施の形態の動作を示すタイミング図
【図５】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図６】従来の超音波診断装置の動作を示すタイミング
図
図
１ 遅延量記憶器 ２ パルス幅記憶器 ３ カウンタ ４ 演算器 ５ 比較器 ６ 多相クロック生成器 ７ 選択制御器 ８ トグル回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−70758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−103944（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−9736（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−169916（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−299335（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電素子毎に送波信号の位相を制御する
遅延量を記憶する遅延量記憶器と、前記圧電素子毎に前
記送波信号の周波数を制御するパルス幅を記憶するパル
ス幅記憶器と、基準からの経過時間を計数するカウンタ
と、基準から送波信号の変化点を演算する演算器と、こ
の演算器と前記カウンタとの出力を比較する比較器と、
位相の異なる複数のクロックを生成する多相クロック生
成器と、この多相クロック生成器が生成するクロックを
選択する選択制御器と、この選択制御器で選択されるク
ロックにより送波信号を出力するトグル回路とを備え、
前記カウンタと前記演算器は前記多相クロック生成器の
出力のうち所定のクロックで動作し、前記カウンタの出
力値が前記演算器の出力値の整数部より大きいかあるい
は等しくなったとき前記比較器の出力がアクティブとな
り、前記比較器の出力がアクティブとなったとき前記選
択制御器は前記多相クロック生成器が生成する前記複数
のクロックから一本のクロックを選択して出力し、この
選択された一本のクロックが前記トグル回路を駆動して
出力する送波信号を反転させ、前記所定のクロックが前
記カウンタと前記演算器を動作させ前記比較器の出力に
より前記選択制御器が一本のクロックを選択し前記トグ
ル回路を駆動して出力する送波信号を反転させる動作を
繰り返すことで前記トグル回路がパルスを生成し、前記
圧電素子毎に送波信号の遅延量と周波数とのデューティ
比を制御して超音波ビームを収束させることを特徴とす
る超音波診断装置。 - 【請求項２】 前記パルス幅記憶器は、前記超音波ビー
ムが収束する方向毎に前記送波信号の周波数を制御する
パルス幅を記憶することを特徴とする請求項１記載の超
音波診断装置。 - 【請求項３】 前記カウンタと、前記演算器と、前記比
較器と、前記選択制御器とをそれぞれ複数組設け、前記
送波信号の周波数を使用されるクロックの周波数以上に
設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19190196A JP3327129B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 超音波診断装置 |
| EP97106994A EP0822422B1 (en) | 1996-07-22 | 1997-04-28 | Ultrasonic wave diagnostic apparatus |
| DE69723781T DE69723781T2 (de) | 1996-07-22 | 1997-04-28 | Ultraschall-Diagnostikgerät |
| US08/850,518 US5974891A (en) | 1996-07-22 | 1997-05-02 | Ultrasonic wave diagnostic apparatus with beam convergence and clock signal selection |
| CA002205615A CA2205615C (en) | 1996-07-22 | 1997-05-15 | Ultrasonic wave diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19190196A JP3327129B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1033530A JPH1033530A (ja) | 1998-02-10 |
| JP3327129B2 true JP3327129B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=16282342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19190196A Expired - Fee Related JP3327129B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 超音波診断装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5974891A (ja) |
| EP (1) | EP0822422B1 (ja) |
| JP (1) | JP3327129B2 (ja) |
| CA (1) | CA2205615C (ja) |
| DE (1) | DE69723781T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6544179B1 (en) | 2001-12-14 | 2003-04-08 | Koninklijke Philips Electronics, Nv | Ultrasound imaging system and method having automatically selected transmit focal positions |
| US7844650B2 (en) * | 2006-05-26 | 2010-11-30 | Pmc Sierra Inc. | Pulse output direct digital synthesis circuit |
| US7475310B2 (en) * | 2006-08-09 | 2009-01-06 | Advantest Corporation | Signal output circuit, and test apparatus |
| JP2012239813A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Sony Corp | 信号処理装置、信号処理システム、プローブ、信号処理方法、および、プログラム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60103944A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | 株式会社東芝 | 超音波検査装置 |
| JPS62180267A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探傷装置 |
| US4841492A (en) * | 1987-08-05 | 1989-06-20 | North American Philips Corporation | Apodization of ultrasound transmission |
| US4870971A (en) * | 1987-08-05 | 1989-10-03 | North American Philips Corporation | Transmit focus generator for ultrasound imaging |
| JP2720417B2 (ja) * | 1992-12-03 | 1998-03-04 | 松下電器産業株式会社 | 遅延パルス発生装置 |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP19190196A patent/JP3327129B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-28 EP EP97106994A patent/EP0822422B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-28 DE DE69723781T patent/DE69723781T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-02 US US08/850,518 patent/US5974891A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 CA CA002205615A patent/CA2205615C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
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| DE69723781T2 (de) | 2004-04-22 |
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| US5974891A (en) | 1999-11-02 |
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| CA2205615A1 (en) | 1998-01-22 |
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