JPH01265945A

JPH01265945A - 超音波送信装置

Info

Publication number: JPH01265945A
Application number: JP63091779A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Matsushima; 松島　哲也; Yutaka Fukui; 豊福井; Atsuo Iida; 安津夫飯田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1989-10-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔）既　　要〕複数の超音波振動子を駆動する送信パルスレベルの重み
付けを行って単一の超音波ビームを送出する超音波送信
装置に関し、簡単かつ小規模な回路構成で送信パルスの重み付けを可
能にし、良好な単一ビーム特性を保持しつつコストを低
減することを目的とし、複数の超音波振動子（ＳＴＲ）
を駆動する送信パルスレベルを単一ビームを生成する重
み付け分布特性に従って重み付けを行う超音波送信装置
において、前記重み付け分布特性を８〜３２段階で近似
する段階近似分布特性の段階数に等しいグループ数で、
１個以上のＳＴＲを有するＳＴＲグループと、対応する
ＳＴＲグループ内の各ＳＴＲを駆動する高電圧送信パル
スを発生する送信グループと、対応する送信グループの
出力する送信パルスの振幅を前記段階近似分布特性の対
応する段階レベルに従って重み付けを行って決定する送
信電圧制御グループを設けるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、複数の超音波振動子を駆動する送信パルスレ
ベルの重み付けを行うことにより、サイドローブ等の不
要ビームが抑制された単一の超音波ビーｌ、を送出する
超音波送信装置に関する。

〔従来の技術〕

高分解能の超音波診断装置を用いると、微細な構造や特
性が超音波画像上に表示可能であるので、詳細な診断情
報が得られ、適確な診断を行うことができる。

このような高分解能の診断画像を得るためには、指向性
が鋭くかつ細い超音波ビームを生成することが必要不可
欠である。

指向性が鋭くかつ細い超音波ビームは、一般に超音波振
動子数を増加し、開口を大きくすることにより生成する
ことができる。しかしながら、このようにすると、主方
向のビーム幅は細くなるが、主方向とは異なる方向にも
不要なビーム（サイドローブ）が生成される。これは、
開口が有限長であるため、両端の振動子から両側に拡が
る外部へと音圧レベルが急激に変化するために生ずる不
要な空間周波数成分である。

サイドローブが発生すると、このサイドローブからのエ
コーが妨害信号となって診断画像中に混入するので不都
合である。

そこで、この不要なサイドローブが発生しないようにす
るために、各超音波振動子の送信超音波パルスレベルが
、第５図の実線で示すような特定の分布（例えばガウス
分布）となるように送信強度に重み付けを行っている。

すなわち、２ｍ個の超音波振動子が直線上に配置された
とき、これらの超音波振動子の送信する超音波パルスの
レベルが図示のようなガウス分布に従うように選定する
と、中心のＣ方向にのみ鋭くかつ細い単一の超音波ビー
ムが生成され、他の方向に不要なサイドローブが生成し
ないようにすることができる。

第７図は、このような従来の超音波送信装置の構成をブ
ロック図で示したもので、同図（Ａ）は超音波送信装置
全体の構成を示したものであり、同図（Ｂ）はその送信
電圧制御回路を詳細に示したものである。

第７図において、２１は超音波振動子（ＳＴＲ）部で、
直線状に配置された複数の超音波振動子（ＳＤＲ）２１
１＋　〜２１１．．を備えている。

２２は送信ドライバ（ＴＤＲ）部で、複数の送信ドライ
バ（ＴＤＲ）２２１．〜２２１．．を備えている。各Ｔ
ＤＲ２２１，〜２２１ｎは各５ＴＲ２１１１〜２１１．
、に対応して設けられ、対応する各５ＴＲ２１１，〜２
１１．．を駆動する高電圧の送信パルスを発生する。

２３はパルスタイミング制御回路（ＰＴＣＣ）部で、複
数のパルスタイミング制御回路（ＰＴＣＣ）２３１．〜
２３１ｎを備えている。各ＰＴＣＣ２３１ｔ　〜２３１
．、は各ＴＤＲ２２１，〜２２１１、に対応して設けら
れ、対応する各ＴＤＲ２２１、〜２２１１．の送信パル
スの発生タイミングを決定する。

２４は送信電圧制御回路（ＴＶＣＣ）部で、複数の送信
電圧制御回路（ＴＶＣＣ）２４０．〜２４０゜を備えて
いる。各ＴＶＣＣ２４０，〜２４０．．はＴＤＲ２２１
，〜２２１ｎに対応して設けられ、対応する各ＴＤＲ２
２１＋〜２２１．．の出力する送信パルスの振幅が所定
の分布（ガウス分布）に従ったレベルとなるように制御
する。

２５は制御回路で、内部にプロセッサ及び制御メモリ　
（図示せず）を備え、ＰＴＣＣ２３１，〜２３１゜及び
ＴＶＣＣ２４０，〜２４０ｎにタイミング信号や制御信
号を送ってそれらの動作を制御する。

第７図（Ａ）において、対応する５ＴＲ２１１＋　、Ｔ
ＤＲ２２１ｉ　、ＰＴＣＣ２３ｉｔ及びＴＶｃｃ２４０
ｔ　　（ｉ＝１〜ｎ）は、それぞれ１つのチャネルを形
成し、各チャネルは共通の構成になっている。

第７図（Ｂ）は、１つのＴＶＣＣ２４０ｌの詳細な構成
を示したもので、この構成は他のチャネルのＴＶＣＣに
も共通するので、特に区別する必要のない限り各構成要
素を表す符号に付加するサスイックスｉ　　（１〜ｎ）
は省略する。

第７図（Ｂ）のＴＶＣＣ２４０＋　において、２４１は
レジスタで、制御回路２５より送られる重み付けデータ
を同じく制御回路２５からのロード（ＬＯＡＤ）信号に
よりラッチし、次のロード信号まで保持する。ロード信
号は、超音波パルス送信と同期して発生される。

２４２はＤ／Ａコンバータで、レジスタ２４１から取り
出されたディジタルの重み付けデータをアナログの重み
付け電圧に変換する。ＶＢＳは、Ｄ／Ａ変換を行う基準
電圧である。

２４３は電力増幅器で、入力された重み付け電圧に比例
した送信電圧を発生する。Ｖｏは、電源電圧である。

この構成において、サイドローブの発生を防止するため
には、各５ＴＲ２１１＋〜５ＴＲ２１１、の数を多くし
、その放射する超音波パルスのレベル分布を第５図の実
線のガウス分布特性にできるだけ近づける必要があるが
、それだけチャネル数が増大して装置が大型化し高価に
なる。これらを考慮して、第５図の実線のガウス分布の
レベルを６４（−２６）〜２５６（〜２８）程度の段階
に分け、各段階に５ＴＲ２１１，〜２１１．を割り当て
るようにする。

制御回路２５は、超音波パルス送信タイミングに同期し
て、ロード信号ととも所定の重み付けデータを各ＴＶＣ
Ｃ２４０，〜２４０．に送り、そのレジスタ２４１、〜
２４１．．にそれぞれラッチさせるわ各ＴＶＣＣ２４０，〜２４　Ｌに人力する重み付けデー
タは、ガウス分布特性を表すレベル数が６４個の場合は
６ビノト、２５６個の場合は８ビツトで構成される。各
重み付けデータの値は、それらが第５図の実線のガウス
分布の値となるように選定される。

各ＴＶＣＣ２４０，〜２４０．、は、そのレジスタ２４
１１〜２４１．、にラッチされた重み付けデータをＤ／
Ａコンバータ２４２Ｉ〜２４２ｏによりＤ／Ａ変換した
後、電力増幅器２４３．〜２４３ｏで増幅し、入力され
た重み付け電圧に比例した送信制御電圧を発生してＴＤ
Ｒ２２１＋〜２２■、、に供給する。

一方、制御回路２５は、各ＰＴＣＣ２３Ｌ〜２３１、、
に、超音波パルスの発生タイミングを規定するタイミン
グ信号を送る。各ＰＴＣＣ２３１１〜２３１．、は、こ
れらのタイミング信号を受けて、対応するＴＤＲ２２，
〜２２ｈに送信パルスを発生させる駆動パルスを加える
。

ＴＤＲ２２１，〜２２１．．は、対応するＰＴＣＣ２３
１ｔ〜２３１、から受けた駆動パルスのタイミンクテ、
対応すルＴＶＣＣ２４０，〜２４０゜より受けた送１言
制御電圧に比例したレベルを有する高電圧の送信パルス
を発生して、対応する５ＴＲ２１１，〜２１１ｏに供給
する。

これにより、５ＴＲ２１１＋　〜２１１ｏからは第５図
の実線で示すガウス分布に比例する振幅の超音波パルス
が放射されるので、サイドローブのない単一の鋭く細い
超音波ビームが生成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の超音波送出装置は、サイドローブのない鋭くかつ
細い超音波ビームを生成するためには、５ＴＲ２１１，
〜２１１．から放射される超音波パルスの強度の分布を
できるだけガウス分布等の所定の重み付け分布特性に近
づける必要があるという原理に立って、重み付け分布を
できるだけ多くのレベル段階に分けるようにしていた。

このため、超音波振動子ＳＴＲの数すなわちチャネル数
が多くなり、装置が大型、化しコストも高くなるという
問題があった。特にリニア走査型の超音波プローブのよ
うにチャネル数が１００を超える装置では、制御が複雑
になるため制御回路の制御メモリ容量が増大し、またＤ
／Ａコンバータのビット数が多くなるため、コストが目
立って上昇するようになるという問題があった。

本発明は、簡単かつ小規模な回路で送信パルスの重み付
けを可能にし、良好な単一ビーム特性を保持する低コス
トの超音波送信装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

各超音波振動子ＳＴＲを駆動する送信パルス振幅を規定
する各重み付け分布特性は、理想的には第５図の実線で
示す連続的な曲線分布であるので、従来はこれにできる
だけ近づけようとしていた。

しかしながら、この理想的な分布特性に従って送信パル
ス振幅の重み付けを行った場合と、同じ第５図に破線で
示すように多段階で近似した分布特性に従って送信パル
ス振幅の重み付けを行った場合との特性を実際に比較す
ると、段階数を相当に下げても、第６図に示すように理
想的な分布特性の場合と同程度のサイドローブのない鋭
くかつ細い超音波ビームが生成されるという結果が得ら
れる。

第６図において、実線は、第５図の実線で示される理想
的な重み付け分布特性に従って重み付けを行った場合に
生成される超音波ビーム特性を示したものであり、破線
は、第５図の破線で示される８段階の段階近似分布特性
に従って重み付けを行った場合に生成される超音波ビー
ム特性を示したものである。ここで、横軸は超音波ビー
ムの中心軸との角度を示し、縦軸は超音波ビームの中心
軸上の強度とその角度方向の強度の比を表す。

この第６図の結果を見ると、８段階の重み付けを行えば
、十分に良好な特性の超音波ビームが生成されることが
わかる。

本発明は、この点に着目し、８段階程度までの少ない段
階数で重み付けを行うことにより、超音波送出装置の構
成を簡単化したものである。

以下、前述の課題を解決するために本発明が採用した解
決手段を、第１図を参照して説明する。

第１図は、本発明の基本構成をブロック図で示したもの
である。

第１図において、ＩＩＡ〜ＩＩＦは超音波振動子（ＳＴ
Ｒ）グループで、単一ビームを生成する重み付け分布特
性を８〜３２段階で近似する段階近似分布特性の段階数
ＧＮＩに等しいグループ数で構成され、１個以上の超音
波振動子（ＳＴＲ）を有している。

１２Ａ〜１２ＰはＳＴＲグループＩＩＡ〜１１Ｍに対応
して設けられた送信グループで、各送信グループ１２Ａ
〜１２Ｐは、対応するＳＴＲグループ１１Ａ〜ｌｌＰ内
にある各ＳＴＲを駆動する高電圧の送信パルスを発生す
る。

１３Ａ〜１３Ｐは送信電圧制御（ＴＶＣ）グループで、
各送信グループ１２Ａ〜１２Ｆに対応して設けられ、各
ＴＶＣグループ１３Ａ〜１３Ｐは、対応する送信グルー
プ１２Ａ〜１２Ｐの出力する送信パルスの振幅を前述の
段階近似分布特性の対応する段階レベルに従って重み付
けを行って決定する。

各ＴＶＣグループ１３Ａ〜１３Ｐがその制御に使用する
重み付け分布には、例えばガウス分布が用いられ、この
ガウス分布レベルをグループ数で等分することにより段
階近似分布特性が生成される。

各送信グループ１２Ａ〜１２Ｐは、重み付け電圧を生成
する基準となる基準電圧ＶＩＩＳよりグループ数ＧＮに
等しい段階数の重み付け電圧を設定し、これらの電圧か
らアナログスイッチ手段によりそのグループに対応する
重み付け電圧を選択して重み付けを行うことができる。

また、従来と同様にＤ／Ａコンバータを用いて重み付け
電圧を生成して重み付けを行うこともできる。

また、この基準電圧Ｖａｓを可変にし、基準電圧ＶＢＳ
のレベルを調整することにより各グループの送信パルス
のレベルを可変制御し、生成される超音波ビームの強度
を可変制御することができる。

〔（乍　　用〕単一ビームを生成する重み付け分布特性を近似する段階
近似分布特性の段階数６８を８〜３２段階の範囲内で選
定する。

ＴＶＣグループ１３Ａ　〜１３Ｐは、この段階近似分布
特性の対応する重み付けレベルに基づいて各グループ毎
の送信レベル制御信号を発生して対応する送信グループ
１２Ａ〜１２Ｐに供給する。

各送信グループ１２Ａ〜１２Ｐは、入力されたそれぞれ
の送信レベル制御信号に比例した高電圧の送信パルスを
対応する各ＳＴＲグループ１１Ａ〜ＩＩＰ内の各ＳＴＲ
に供給する。

これにより、各ＳＴＲグループ１１Ａ〜ＩＩＰの各ＳＴ
Ｒからは、第５図の破線で示される段階近似分布に比例
する振幅の超音波パルスが放射されるので、第６図の破
線で示すようにサイドローブのない単一の鋭く細い超音
波ビームが生成される。

以上のようにして、単一ビームを生成する重み付け分布
特性を近似する段階近似分布特性の段階数を従来よりも
大幅に少い８〜３２段階に選定することにより、各ＴＶ
Ｃグループ１３Ａ〜１３Ｐは簡単かつ小規模な回路で送
信パルスの重み付けを行うことが可能となり、良好な単
一ビーム特性を保持しつつ、全体の装置を簡単化してコ
ストを低減させることができる。

特に、各ＴＶＣグループ１３Ａ〜１３Ｐにおいて、重み
付け電圧を生成する基準となる基準電圧ＶａＳよりグル
ープ数Ｇやに等しい段階数の重み付け電圧を設定し、こ
れらの電圧からアナログスイッチ手段によりそのグルー
プに対応する重み付け電圧を選択して重み付けを行うに
すると、高価なり／Ａコンバータが不要となり、制御メ
モリの°容量が少なくて済むので、更にコストを低減さ
せることができる。

また、基準電圧ＶＢＳを可変にすれば、この基準電圧Ｖ
ａＳのレベルを調整することにより各グループの送信パ
ルスのレベルを可変制御し、生成される超音波ビームの
強度を容易に可変制御することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を、第２図〜第５図を参照して説明する
。第２図は本発明の一実施例の構成の説明図、第３図は
同実施例の送信電圧制御回路（ＴＶＣＣ）の説明図、第
４図は同実施例の他の送信電圧制御回路（ＴＶＣＣ）の
説明図である。第５図は、既に説明した重み付け分布特
性（実線）及び段階近似分布特性（破線）である。以下
、段階近似分布特性の段数Ｇドが８段階（したがってグ
ループ数は１６）である場合の実施例について説明する
。

（Ａ）実施例の構成第２図において、ＳＴＲグループ１１Ａ〜１１Ｍ、送信
グループ１２Ａ〜１２Ｐ及びＴＶＣグループ１３Ａ〜１
３Ｐについては、第１図で説明したとおりである。

説明を簡単にするために、各グループは１チヤンネルで
あるとする。したがって、ＳＴＲグループ１１Ａ〜１１
Ｐは、それぞれ１個の超音波振動子（ＳＴＲ）１１１Ａ
〜１１１Ｐを備えている。

送信グループｌ　２　Ａ〜１２Ｐにおいて、１２１Ａ〜
１２１Ｐは各５ＴＲＩＩＩＡ〜１１ＩＰに対応して設け
られた各送信ドライバ（ＴＤＲ）で、対応する各５ＴＲ
ＩＩＩＡ〜１１１Ｐに駆動する高電圧の送信パルスを発
生する。１２２Ａ〜１２２Ｐは各ＴＤＲ１２１Ａ〜１２
１Ｐに対応して設けられたパルスタイミング制御回路（
ＰＴＣＣ）で、対応する各ＴＤＲ１２１Ａ〜１２１Ｐの
送信パルスの発生タイミングを決定する。

各ＴＶＣグループ１３Ａ　〜１３Ｐは、ツレツレ１個の
送信電圧制御回路（ＴＶＣＣ）１３０Ａ〜１３０Ｐを備
えている。

１４は制御回路で、内部にプロセッサ及び制御メモリ　
（図示せず）を備え、ＰＴＣＣ１２２Ａ〜１２２Ｐ及び
ＴＶＣＣｌ　３０　Ａ〜１３０Ｐにタイミング信号や制
御信号を送ってそれらの動作を制御する。したがって、
制御回路１４は、これら両者のグループの機能を持つも
のである。

次に、ＴＶＣＣ１３０Ａ〜１３０Ｐの構成を第３図を参
照して説明する。ＴＶＣＣ１３０Ａ〜１３０Ｐの構成は
共通であるので、各構成要素の符号は数字で示し、特に
区別する必要がある場合にのみＡ〜Ｐの記号を付するこ
とにする。

第３図は、アナログスイッチ手段を用いて所定重み付け
レベルに対応する送信レベル制御信号を生成するＴＶＣ
Ｃ１３０の一例を示したものである。

図において、Ｖ　Ｂ　５は、各重み付け電圧を生成する
基準となる基準電圧である。１３１１〜１３１８は分圧
抵抗で、等しい抵抗値Ｒを有し、基準電圧ＶＩＩＳを８
段階に分圧して、８段階の重み付け電圧Ｖｗｌ−Ｖｗ６
を発生する。

１３２はアナログマルチプレクサ（ＡＭＰＸ）で、重み
付け電圧Ｖｗ、〜Ｖ　ｗ　ａの１つを選択する。

１３３はレジスタで、制御回路１４より送られる３ビツ
トの選択信号を同じく制御回路１４からのロード（Ｌｏ
ｏｄ　）信号によりラッチし、次のロード信号まで保持
する。ロード信号は超音波パルス送信と同期して発生さ
れる。このレジスタ１３３にラッチされた選択信号はＡ
ＭＰＸ１３２に加えられ、その指示する１つの重み付け
電圧の選択を制御する。

１３４は電力増幅器で、選択された重み付け電圧に比例
した送信制御電圧を発生する。

（Ｂ）実施例の動作制御回路１４は、超音波パルス送信タイミングに同期し
て、ロード信号とともに所定の選択信号を各ＴＶＣＣ１
３０Ａ〜１３０Ｐに送り、それぞれのレジスタ１３３Ａ
〜１３３Ｐにラッチされる。

各ＴＶＣＣ１３０Ａ〜１３０ＰのＡＭＰＸ１３２Ａ〜１
３２Ｐは、そのレジスタ１３３Ａ〜１３３Ｐの選択信号
に制御されて、重み付け電圧ＶＨ〜Ｖｗ８の中の１つを
選択する。ＴＶＣＣ１３０Ａ〜１３０Ｐに対応する５Ｔ
ＲＩＩＩＡ〜１１１Ｐがこの順で直線上に配置される場
合、ＡＭＰＸＩ３２Ａ〜１３２Ｈは、Ｖ　ｗ　＋　〜Ｖ
　ｗ　ａを、１３２Ｉ〜１３２ＰはＶｗａ〜Ｖ□をそれ
ぞれ選択する。

電力増幅器１３４Ａ〜１３４Ｐは、人力された重み付け
電圧に比例した送信制御電圧を発生して、対応するＴＤ
Ｒ１２１Ａ〜１２１Ｐに供給する。

一方、制御回路１４は、各ＰＴＣＣ１２２Ａ〜１２２Ｐ
に、超音波パルスの発生タイミングを規定するタイミン
グ信号を送る。各ＰＴＣＣ１２２Ａ〜１２２Ｐは、これ
らのタイミング信号を受けて、対応するＴＤＲ１２１Ａ
〜１２１Ｐに送信パルスを発生させる駆動パルスを加え
る。

ＴＤＲ１２１Ａ〜１２１Ｐは、対応するＰＴＣＣ１２２
Ａ〜１２２Ｐから受けた駆動パルスのタイミングで、対
応するＴＶＣＣ１３０Ａ〜１３０Ｐより受けた送信制御
電圧に比例したレベルを有する高電圧の送信パルスを発
生して、対応する５ＴＲＩＩＩＡ〜１１１Ｐに供給する
。

これにより、各５ＴＲＩＩＩＡ〜１１１Ｐからは、第５
図の破線で示される段階近似分布に比例する振幅の超音
波パルスが放射されて、第６図の破線で示すようにサイ
ドローブのない単一の鋭く細い超音波ビームが生成され
る。

このように、アナログスイッチ手段を用いてＴＶＣＣ１
３０を構成することにより、Ｄ／Ａコンバータを用いて
３ビツトのディジタル重み付けデータを対応する重み付
け電圧にＤ／Ａ変換する場合よりも簡単かつ低コストの
回路で構成することができる。このことは、次の実施例
（Ｃ）についても同様である。

（Ｃ）他の実施例第４図は、アナログスイッチ手段を用いて所定の重み付
けレベルに対応する送信制御電圧を生成するＴＶＣＣｌ
　３０の他の一例を示したものである。

図において、１３６は、演算増幅器で構成される電力増
幅器であり、Ｖｏはその電源電圧である。

ＶＢＳは、各重み付け電圧Ｖｗｌ〜Ｖｗｇを生成する基
準となる基準電圧で、１３７９は、演算増幅器１３６の
負端子と基準電圧ＶＢＳ間に接続される抵抗である。

１３７、〜１３７８は電力増幅器１３６の帰環回路に挿
入される分圧抵抗て、抵抗１３７．〜１３７９は等しい
抵抗１直Ｒを有する。これにより、分圧抵抗１３　Ｌ　
〜１３７ｇ　ニハ、基準電圧ＶａＳの１〜８倍の重み付
け電圧Ｖｙｌ〜Ｖ　ｗ　ａが発生する。

１３８はアナログマルチプレクサ（ＡＭＰＸ）で、重み
付け電圧Ｖ　ｗ　（〜ＶＷＢの１つを選択する。

１３９はレジスタで、制御回路１４より送られる３ビツ
トの選択信号を同じく制御回路１４からのロード（Ｌｏ
ａｄ）信号によりラッチし、次のロード信号まで保持す
る。このレジスタ１３９にラッチされた選択信号は、Ａ
ＭＰＸ　１３８に加えられ、その指示する１つの重み付
け電圧の選択を制御する。

この構成において、制御回路１４より３ビツトの選択信
号がロード信号とともに送られると、選択信号はレジス
タ１３９にラッチされ、次のロード信号すなわち次の超
音波パルス送信タイミングまで保持する。

ＡＭＰＸ１３８は、レジスタ１３９の選択信号に制御さ
れてその指示する重み付け電圧を選択して、電力増幅器
１３６に人力し、この重み付け電圧に比例した送信制御
電圧を発生して、対応するＴＤＲ１２１に供給。

以下、前述の第３図の場合と同様にして、各ＰＴＣＣ１
２２Ａ〜１２２Ｐ、ＴＤＲ１２１Ａ〜１２ＬＰ及び５Ｔ
ＲＩＩＩＡ〜ＩＩＩＰの動作が行われ、単一の超音波ビ
ームが生成される。

以上、アナログスイッチ手段でＴＶＣＣ１３０を構成す
る場合の実施例について説明したが、本発明は、第７図
に示した従来装置と同様にＤ／Ａコンバータを用いてＴ
ＶＣＣｌ　３０を構成することができる。その場合でも
、従来の６〜８ビツトのＤ／Ａコンバータの代りに３〜
５ビツトのＤ／、ヘコンバータで構成可能であるので、
従来装置よりも回路構成を簡単化しコストを低減するこ
とができる。

また、送信制御電圧のレベルは、基準電圧ＶＢ５に比例
するので、基準電圧Ｖ　Ｂ　５のレベルを可変構造にす
れば、基準電圧ＶＨ５を調整することにより超音波パル
スのレベルを調整され、生成される超音波ビームの強度
を容易に調整することができることは、先に説明したと
おりである。

更に、各ＴＤＲ１２１Ａ〜１２１Ｐにおいて、その出力
する送信パルスの振幅は、対応するＰＴＣＣ１２２Ａ〜
１２２Ｐから入力される駆動パルスの振幅を変えること
により制御することができる。したがって、ＰＴＣＣ１
２２Ａ〜１２２Ｐの発生する駆動パルスの振幅を、ＴＶ
ＣＣ１３０Ａ〜１３０Ｂと同様な制御回路を用いて対応
する重み付け電圧に従って制御することにより、ＴＤＲ
１２１Ａ〜１２１Ｐから発生される送信パルスの振幅を
重み付けることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、次の諸効果が得
られる。

（１）理想的な重み付け分布特性を８〜３２段階の段階
近似分布特性で近似することにより、簡単かつ小規模な
回路で超音波振動子を駆動する送信パルスの重み付けを
行うことが可能となり、良好な単一ビーム特性を保持し
つつ、全体の装置を簡単化してコストを低減させること
ができる。

（２）　　Ｄ／Ａコンバータを使用しないアナログスイ
ッチ手段等による重み付け電圧の生成が可能となるので
、Ｄ／Ａコンバータを使用する場合よりも更にコストを
低減することができる。

（３）重み付け電圧を生成する基準となる基準電圧を可
変にすることにより、各超音波振動子を駆動する送信パ
ルスの振幅を可変制御し、生成される超音波ビームの強
度を容易に可変制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本構成の説明図、第２図は、本発
明の一実施例の構成の説明図、第３図は、同実施例の送
信電圧制御回路＜ＴＶＣＣ）の説明図、第４図は、同実施例の池の送信電圧制御回路（ＴＶＣＣ
）の説明図、第５図は、単一ビームを生成する重み付け分布特性及び
段階近似分布特性の説明図、第６図は、重み付け分布特性及び段階近似分布特性によ
って生成されるビーム特性の説明図、第７図は、従来の超音波送信装置の説明図である。第１図〜第４図において、１１八〜１１Ｐ・・・超音波振動子（ＳＴＲ）グループ
、ｒｌ　ＩＡ　〜１１１　Ｐ・ｍ音波’１ｄＪＪ子（Ｓ
ＴＲ）、１２Ａ〜１２Ｆ・・・送信グループ、１２１Ａ
〜１２ＩＰ・・・送信ドライバ（ＴＤＲ）　、１２２Ａ
〜１２２Ｐ・・・パルスタイミング制御回路（ＰＴＣＣ
）、１３Ａ〜１３Ｐ・・・送信電圧制御（ＴＶＣ）グル
ープ、１３０　　（１３０Ａ〜１３０Ｐ）・・・送信電
圧制御回路（ＴＶＣＣ）　、１４・・・制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の超音波振動子を駆動する送信パルスレベルを
単一ビームを生成する重み付け分布特性に従って重み付
けを行う超音波送信装置において、（Ａ）単一ビームを生成する重み付け分布特性を８〜３
２段階で近似する段階近似分布特性の段階数Ｇ＿Ｎに等
しいグループ数で構成され、１個以上の超音波振動子を
有する超音波振動子グループ（１１Ａ〜１１Ｐ）と、（Ｂ）各超音波振動子グループ（１１Ａ〜１１Ｐ）に対
応して設けられ、対応する超音波振動子グループ（１１
Ａ〜１１Ｐ）内にある各超音波振動子を駆動する高電圧
の送信パルスを発生する送信グループ（１３Ａ〜１３Ｐ
）と、（Ｃ）各送信グループ（１２Ａ〜１２Ｐ）に対応して設
けられ、対応する送信グループ（１２Ａ〜１２Ｐ）の出
力する送信パルスの振幅を前記段階近似分布特性の対応
する段階レベルに従って重み付けを行って決定する送信
電圧制御グループ（１３Ａ〜１３Ｐ）、を備えたことを特徴とする超音波送信装置。２、各送信グループ（１２Ａ〜１２Ｐ）は、重み付け電
圧を生成する基準となる基準電圧（Ｖ＿Ｂ＿Ｓ）よりグ
ループ数Ｇ＿Ｎに等しい段階の重み付け電圧を設定し、
これらの電圧からアナログスイッチ手段によりそのグル
ープに対応する重み付け電圧を選択して重み付けを行う
ことを特徴とする請求項１記載の超音波送信装置。３、基準電圧（Ｖ＿Ｂ＿Ｓ）を可変にし、基準電圧（Ｖ
＿Ｂ＿Ｓ）のレベルを調整することにより各グループの
送信パルスのレベルを可変制御し、生成される超音波ビ
ームの強度を可変制御することを特徴とする請求項２記
載の超音波送信装置。