JPH0115248Y2

JPH0115248Y2 -

Info

Publication number: JPH0115248Y2
Application number: JP1982123944U
Authority: JP
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1982-08-16
Publication date: 1989-05-08
Also published as: JPS5927648U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、多重化された送受信回路により多数
の超音波変換素子で構成された超音波探触子を分
割して付勢し、いずれか１つの送受信回路が故障
しても他の送受信回路により不完全ながらも送受
信信号の得られる冗長化された超音波送受信装置
に関するものである。

第１図に従来の代表的な超音波送受信装置の一
例を示す。同図において、２は超音波変換素子１
を複数個平面状等に配列してなるアレイ振動子で
ある。３は送受信回路で、超音波を送波すべくア
レイ振動子２を励起するための駆動信号を送出す
ると共に振動子２より得られたエコー信号を受信
するものである。更に、送受信回路３はスイツチ
回路，遅延回路を備えていて、スイツチ回路では
リニア走査などにおいて同時に駆動する変換素子
を順次選択し、遅延回路では送受波される超音波
を集束したり音波を所望の方向に偏向させたりし
て超音波の指向性を定めるために必要な遅延量
（時間）を送受信信号に与えるようになつている。
送受信回路３の出力（各素子からのエコー信号）
は、増幅器４において加算合成されると共に適宜
に増幅処理された後、断層像として表示する画像
表示回路（図示せず）に送られる。

このような構成の場合、送受信回路３は故障率
が高く、機能上も主要な部分であるから、もし故
障が発生し動作不良となると、他の部分が正常で
あつても装置全体としては機能を果さなくなると
いう問題があつた。

本考案は、このような点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、送受信回路に異常
が生じたとしても装置全体としての動作には支障
を来さないような超音波送受信装置を実現しよう
とするものである。

以下図面を用いて本考案を詳しく説明する。第
２図は本考案に係る超音波送受信装置の一実施例
を示す構成図である。図において、３₁，３₂は第
１図の送受信回路３と同様の送受信回路、４₁，
４₂も第１図の増幅器４と同様の増幅器、５は加
算器、６はスイツチ、７は減算器、８は弁別器で
ある。送受信回路３₁は奇数番目の超音波変換素
子の付勢を、送受信回路３₂は偶数番目の超音波
変換素子の付勢をそれぞれ担当する。両者は同じ
タイミングで作動し、同一の目標物に対して同時
に超音波を投射しかつその反射波も同時に受信す
る。送受信回路３₁，３₂の出力（図では各４個の
超音波変換素子からの４つのエコー信号である）
はそれぞれ増幅器４₁，４₂で加算され、一方はエ
コー信号Ａ、他方はエコー信号Ｂとなる。加算器
５は信号Ａと信号Ｂを加算しその1/2倍の信号を
得るようになつており、減算器７は各信号の絶対
値の差｜Ａ｜−｜Ｂ｜を求めるようになつてい
る。スイツチ６は、加算器５の出力（Ａ＋Ｂ）、
増幅器４₁の出力Ａ、増幅器４₂の出力Ｂの中のい
ずれか一つを選択して出力するアナログスイツチ
であり、いずれの出力を選択するかは弁別器８に
よつて制御されるようになつている。弁別器８は
減算器７の出力を判別してスイツチ６を制御する
もので、減算器７の出力（｜Ａ｜−｜Ｂ｜）を３
つの状態に分けて検出し、この３つの状態とスイ
ツチ６の接点位置とが関連するようにスイツチ６
を駆動するものである。すなわち、｜Ａ｜−｜Ｂ
｜０のときはスイツチ６の接点位置はｂとなり
加算器５の出力が選択され、｜Ａ｜−｜Ｂ｜＞０
のときは接点位置はａとなり増幅器４₁の出力Ａ
が選択され、｜Ａ｜−｜Ｂ｜＜０のときは接点位
置はＣとなり増幅器４₂の出力Ｂが選択される。
減算器７の出力は送受信回路３₁，３₂のいずれか
一方が異常となつた場合には正又は負の信号とな
るので、これをエラー信号として利用することが
できる。

このような構成によれば、奇数番目の超音波変
換素子により送受波した場合の感度の指向性は第
２図のイのようになり、また偶数番目の超音波変
換素子による場合もやはり同図イと同じ指向性を
呈する。２系統の送受信系の出力Ａ，Ｂを加算し
たものについてみれば、同図ロに示すようなシヤ
ープな感度の指向性を示すことになる。これは１
系統の送受信系で奇数番目と偶数番目の総べての
超音波変換素子を付勢して得られる指向性に同じ
である。

２系統の送受信回路に異常がない場合には弁別
器８は減算器７の出力が０であることからスイツ
チ６をして加算器５の出力を選択し出力させる。
ところで、送受信系のいずれかに異常が生じた場
合（通常異常の生じた方の系の出力信号は零とな
る）には減算器７よりエコー信号の到来時に時を
同じくして正又は負の信号が生じるので、弁別器
８はその信号の極性に応じてスイツチ６を駆動し
て正常に作動している方の送受信系の出力を選択
し出力させる。すなわち、信号Ａ側の系に異常が
あつた場合は、減算器７の出力は負となりスイツ
チ６では信号Ｂを選択する。逆に信号Ｂ側の系に
異常があつた場合には信号Ａを選択する。このよ
うな異常時に選択された信号（Ａ又はＢ）によれ
ば、素子数が全体の半数であるので分解能が低下
するけれども一応は見られる画像が得られるの
で、不十分ではあるが超音波送受信装置としての
機能を果していることになる。

なお、信号ＡとＢから最終的なエコー信号を得
る場合第４図に示すように単に加算器５で加算し
て得るようにしてもよい。

また、増幅器４₁，４₂として、エコー信号を信
号処理する対数増幅器やその出力をビデオ信号と
するための検波増幅器までをも含めた回路として
もよい。

以上説明したように、本考案によれば、超音波
変換素子を含めて送受信系を２分割し、最終段で
は２系統の回路の出力を加算して合成することに
より、正常時には１系統の送受信装置で得たのと
同等のエコー信号が得られ、送受信回路のいずれ
か一方に異常が生じても他方の正常な送受信回路
のみの作動により、分解能は低下するものの、画
像表示のためのエコー信号を得ることができる超
音波送受信装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波送受信装置の一例を示す
構成図、第２図は本考案に係る超音波送受信装置
の一実施例を示す構成図、第３図は第２図におけ
る感度の指向性を示す図、第４図は本考案の他の
実施例を示す構成図である。１……超音波変換素子、２……アレイ振動子、
３₁，３₂……送受信回路、４₁，４₂……増幅器、
５……加算器、６……スイツチ、７……減算器、
８……弁別器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】アレイ振動子を奇数番目の振動子群と偶数番目
の振動子群との２つのグループに分けてほぼ同等
の指向性で超音波を送波及び受波し得るように構
成し同じタイミングで作動する２系統の送受信回
路と、この２つの送受信回路の出力の差を判別するこ
とによつて送受信系の異常を検知し、異常がない
場合には２つの送受信回路の出力を加算した信号
を送出し、異常があつた場合には異常のない送受
信回路側の出力を選択して送出する手段を具備した超音波送受信装置。