JPH02134142A - 電子ラジアル型超音波ビーム装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子ラジアル型超音波ビーム装置、更に詳し
くは、複数個の超音波振動子を円筒状の基板上に配設し
て超音波ビームをラジアル方向に送受波してスキャンす
る電子ラジアル型超音波ビーム装置に関する。

［従来の技術］ この種の電子ラジアル型超音波ビーム装置としては、例
えば特開昭５４−１４９６１５号公報に示されるものが
知られている。この技術手段は第１０図に示されるよう
に、帯板状の電気ひずみ振動子の一面に可撓性の薄板２
を接着すると共に、同振動子の上記薄板２を接着してい
ない面に溝１を形成し、これによって分割形成された超
音波振動子（エレメント）３による多数個の電気ひずみ
振動子の平面配列による振動子群を形成し、しがるのち
、エレメント３を配列させた薄板２を所定の円筒（図示
されず）に巻き、その両端部を図示のように接告剤４に
よって接むして、各エレメント３が放射状に超音波、ビ
ーム１８を送受波して電子スキャンを行なうように構成
されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の電子ラジアル型超音波ビーム装置の
超音波振動子は、上述したように帯板状のひずみ振動子
をカッティングによって個々のエレメントに形成するよ
うにしているため、そのカッティングピッチが大きく、
各エレメント３からラジアル方向に送受波して電子スキ
ャンをしても像形成が極めて不鮮明でモニタ画面での像
解析に支障を来していた。従って、カッティングピッチ
を小さくして分解能を上げる試みが種々なされている。

ところが、カッティングピッチを細かくすればする程、
第８図に示す如く、そのピッチ幅とフレキシブル基板両
端の接着部分のエレメント間に生ずる隙間との差が大き
くなってしまう。例えば、第１０図に示すようにエレメ
ント間が広ければ、接合部の隙間４ａと、各エレメント
３間の隙間、即ちピッチ幅３ａとは余り変らず支障はな
いが、第８図に示すように、カッティングピッチ幅３ｂ
が小さくなると、接合部に生ずる隙間４ｂとの差が大き
くなり、第９図に示すように走査のためにエレメント３
をｌｉ、２ｉ、３ｉ、、２ｉ、３ｉ４ｉ、３ｉ、４ｉ、
５ｉと駆動していくと、上記隙間４ｂの所でかなり大き
な走査の抜けが生じ、超音波ビームのモニタ画像に走査
の飛びを生じてしまうという欠点となる。

本発明の目的は、上述したようにカッティングピッチを
小さくし分解能を向上した場合に超音波ビーム装置に生
じる欠点を解消し、円環状の超音波ビームアレイの全周
に亘って上記隙間による抜けがなく、安定した走査がで
きるようにした電子ラジアル型超音波ビーム装置を提供
するにある。

［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、電子ラジアル型
超音波ビーム装置において、複数個の超音波振動子を列
設した可撓性基板を円筒状に形成する際、可撓性基板の
接合部分における超音波振動子間の間隔を、各振動子の
配置間隔の整数倍とすると共に、上記接合部分における
超音波振動子間の間隔位置での走査を、該間隔に隣設す
る超音波振動子を駆動して行なうための駆動素子切換回
路およびディレィラインと、を具備したことを特徴とす
るものである。

［作　用］ 上記駆動素子切換回路およびディレィラインによって、
上記接合部分の超音波振動子のエレメントが存在しない
箇所においても、エレメントが配置されているように、
その周囲のエレメントが作用し、エレメントが存在した
と同様に焦点を合わせる。

［実　施　例］ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す電子ラジアル型超
音波ビーム装置の平面図である。この超音波ビーム装置
ＩＡは、第２図に示すように、比較的厚味のある帯板状
の圧電素子等の振動子を多少長めの薄い帯状のフレキシ
ブル基板２の上面に接着した後、幅方向に等間隔に平行
する狭いピッチの溝３ｂによって同形状の超音波振動子
エレメント３として形成配列させ、これを図示されない
円柱体の周囲に対して、フレキシブル基板２を巻き回し
、その両端部を接む剤４によって結合して円筒状として
形成したものである。そして、フレキシブル基板２の両
端部の結合部分におけるエレメントの間隔、即ち結合両
端部のエレメント１１゜３０ｉの間４ｂは、エレメント
２個分、即ち２つのエレメント１０１ｉ、１０２ｉ分た
けであくようにして接続されている。そして、このよう
に構成された超音波ビーム装置ＩＡにおける各エレメン
ト１１〜３０ｉには、第３図に示すように（第３図にお
いては図面を簡略にするためエレメントおよびそれらに
接続する配線等は大１１１に簡略されている）、送信系
のパルサー５および受信系の駆動素子切換回路１０がそ
れぞれ接続されている。

上記パルサー５は同期制御器６に接続されている可変デ
イレイ７に接続され、同可変デイレイ７は上記同期制御
器６に接続される駆動素子切換回路８に接続されており
、同切換回路８は同期制御器６に接続された送信トリガ
回路９に接続されている。この送信トリガ回路９は、同
期制御器６から超音波エレメント３を駆動するためのタ
イミングトリガが出力されたとき、このトリガの幅を超
音波エレメント３の周波数に合うように制御する役目を
する。

一方、受信系は、上記同期制御器６に接続される駆動素
子切換回路１０が該同期制御器６に接続される可変デイ
レイ１１を介して加算器１２に接続されている。そして
、同加算に１２は、アンプＡＭＰ１３．Ａ／Ｄコンバー
タ１４を介して、上記同期制御器６に接続されたＤＳＣ
（ディジタルスキャンコンバータ）１５に接続され、同
ＤＳＣ１５はモニタ１６に接続されている。

このように構成された超音波ビーム装置ＩＡの作用を述
べると、先ず、第３図に示される同期制御器６より信号
が送られ、送信トリガ回路９から送信トリガが駆動素子
切換回路８に送られる。すると、同駆動素子切換回路８
では、第４図（＾）に示すように、エレメント３のｌｉ
、２ｉ、３１を選択して、同エレメントｌｉ、２ｉ、３
ｉに接続された信号ラインに送信トリガを送る。同送信
トリガは可変デイレイ７に入力され、第４図（Ａ）のＡ
点に超音波ビーム１８が集束されるように、上記エレメ
ント２１にデイレイ１７が与えられる。

そして、上記デイレイ１７の与えられた送信トリガはパ
ルサー５に入力され、昇圧されて上記エレメントｉｆ、
２ｉ、３ｉを振動させる。

すると、超音波ビーム装ｊ！ＩＡの円筒の中心０と上記
エレメント２１を結ぶ線の延長上に各エレメント１　ｔ
、　　２ｉ、　　３ｉより超音波ビームは送波される。

また、それと同時に上記同期制御器６により駆動素子切
換回路１０は、上記エレメント１ｉ、２ｉ、３ｉを選択
しているので、上記エレメントｌｉ、２ｉ、３ｉに受信
信号が受波される。

このエレメント１　ｔ、２ｉ、３ｉに受波された信号は
、可変デイレイ１１によりディレイ二が与えられ、整相
され、整相された信号は、加算器１２によって加算され
、ＡＭＰ１３で増幅され、増幅された信号は上記ＤＳＣ
（ディジタルスキャンコンバータ）１５に入力され、図
示されないメモリに蓄積される。

次いで、同様にして第４図（Ｂ）に示すように、エレメ
ント２ｉ、３ｉ、４ｉが選択さ、エレメント３１に上記
エレメント２１が与えられたと同量のデイレイ１７が与
えられ、円筒状の超音波ビーム装置の中心Ｏと上記エレ
メント３１を結ぶ直線の延長上のＢ点に集束されるよう
に超音波ビームがエレメント２ｉ、３ｉ、４ｉから送波
される。

そして、これと同時に上記エレメント２１〜４１で送波
され被検体で反射された超音波ビームがエレメント２１
〜４１に受波され、その受波信号は上記第４図（Ａ）で
示した場合と全く同様に整相され、加算され、増幅され
、上記ＤＳＣ１５に入力され図示されないメモリに蓄積
される。

次いで、第４図（Ｃ）に示すように、エレメント３ｉ、
４ｉ、５ｉが選択され、上記第４図（Ａ）。

（Ｂ）の場合と全く同様に作用する。以下についても、
上記超音波振動子の結合部分を除いて全く同様に作用す
る。

そして、エレメント２〜２９まで同様に順次走査され、
やがて超音波ビーム装置ＩＡにおける上記結合部分のエ
レメント２つ分の空白部分に走査が至ると、第５図（Ａ
）〜（Ｄ）に示すように作用する。

この空白部分のブランクエレメント１０１゜１０２をま
たぐ走査手段は、先ず、第５図（＾）に示すように、エ
レメント３０ｉ上を送波する場合は、上記第３図の駆動
素子切換回路８．１０により、エレメント２９ｉ、３０
ｉ、ｌｉが選択される。そして超音波ビーム１８が集束
点Ｇに集束するようにデイレイ量を与え送波して、受波
された超音波ビームを上記受信系を通じて、上記ＤＳＣ
１５を介してメモリ（図示されず）に格納される。

次に、第５図（Ｂ）に示すように、仮想エレメント１０
１１上を走査する場合は、駆動するエレメントは上記第
５図（＾）における場合と同様にエレメント２９ｉ、３
０ｉ、ｌｉを選択し、ニレメン）１０１　ｉの延長上の
集束点Ｆに超音波ビームが集束するようにデイレイ量を
与えて送波し、受波された超音波ビームを上記受信系を
通して上記Ｄ５Ｃ１５を介して図示されないメモリに同
様に格納する。

次いで、第５図（Ｃ）に示すように、仮想エレメント１
０２１上を走査する場合は、駆動するエレメントは、３
０ｉ、ｌｉ、２ｉを選択し、超音波ビーム１８が集束点
Ｅに集束するようにディレイ二を与えて送波し、受波さ
れた超音波を上記受信系を通じて上記ＤＳＣ１５を介し
図示されないメモリに同様に格納する。

そして次に、第５図（Ｄ）に示すように、エレメント１
１を走査する場合は、エレメント３０ｉ。

１ｉ、２ｉを選択し、超音波ビーム１８が集束点りに集
束するようにデイレイ量を与えて送波し、受波された超
音波を上記受信系を通して上記ＤＳＣ１５を介しメモリ
（図示されず）に同様に取り込む。これで１フレームの
走査が終ったことになり、メモリ（図示されず）はモニ
タ１６へ出力する。

このように、本発明では、結合部分におけるエレメント
間のブランクをエレメントの整数倍にし、駆動素子およ
びデイレイ量を調整することによ−ノて、上記実施例の
如く、３０エレメントでエレメント間にブランクのある
振動子かブランクのない３２エレメントの振動子のビー
ムのように、モニタ上に映し出される。従って、振動子
間のビ・ソチを細かくし分解能を上げても空白部分にお
ける走査抜けを生じることなく、超音波ビームのモニタ
画面上の飛びも解消でき診断を一段と容易にする。

第６図は、本発明の第２実施例を示す電子ランアル型超
音波ビーム装置ＩＢの構成プロ・ンク図である。この超
音波ビーム装置も上記第３図の超音波ビーム装置ＩＡと
ほぼ同様に構成されているか、上記第３図にビーム装置
ＩＡにおける増幅器ＡＭＰ１Ｂが可変増幅器３０となっ
ている点て相違しているだけである。このように増幅器
ＡＭＰ１３を可変増幅器３０とすることによって、上記
第１実施例における超音波ビーム装置よΔのエレメント
３０．１および仮想エレメント１０１，１０２のαゲイ
ンを調整することができる。従って、それだけ調整が容
易になるという効果か得られる。

その他の作用、効果は、上記第１実施例における超音波
ビーム装置ＩＡと全く同様である。

第７図は、本発明の第３実施例を示す電子ラジアル型超
音波ビーム装置１Ｃにおける超音波振動子の平面図であ
る。この超音波振動子エレメント３の構成は、上記第１
．第２実施例における超音波振動子エレメント３のよう
に、１枚のフレキシブルＪ！板２を丸めて円筒状にした
ものでなく、例えば、図示のように、同形状にコンベッ
クス型の振動子３１，３２，３３．３４の４枚を接合し
て円筒形状にしたもので、それぞれの接合部分のエレメ
ント３間の間隔をエレメント１つ分だけあけるようにし
である。

このように構成した超音波ビーム装置ＩＣの接合部分の
仮想エレメントに対しても第３図に示す電気回路と全く
同様な電気回路によってデイレイ量を調整すれば、第１
実施例の超音波ビーム装置ＩＡと全く同１１に作用し、
同様な効果を得ることかできる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電子う／アル型超
音波ビーム装置の電子ラジアル走査において、その分解
能を向上させるために、超音波振動子のカッティングピ
ッチを小さくしてもフレキシブル話板の接合部分に生ず
る隙間による走査抜けが生しないので、分解能の高い３
６０°全周方向の電子ラジアルスキャンができ、従来の
不具合を除去した電子ラジアル型超音波ビーム装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す′電子ラジアル型
超音波ビーム装置の超音波振動子の平面図、第２図は、
上記第１図の超音波振動子の製造工程の一例を示す斜視
図、 第３図は、上記第１実施例の超音波ビーム装置の構成ブ
ロック図、 第４図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）　、第５図（Ａ）　、　
（［１）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）は、上記第１実施例
の超音波ビーム装置の動作を説明するための作用図、 第６図は、本発明の第２実施例を示す電子ラジアル型超
音波ビーム装置の構成ブロック図、第７図は、本発明の
第３実施例を示す電子ラジアル型超音波ビーム装置の超
音波振動子の平面図、第８図は、カッティングピッチを
細かくした場合の超音波ビーム装置の欠点を説明するた
めの超音波振動子の平面図、 第９図は、上記第８図の超音波振動子の走査順を説明す
るための線図、 第１０図は、従来の電子ラジアル型超音波ビーム装置の
超音波振動子の平面図である。 １、ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・・・・電子ラジアル型超音
波ビーム装置 ２・・・・・・・・・・・・フレキシブル基板（可撓性
基板）３・・・・・・・・・・エレメント（超音波振動
子）１．４ａ、４ｂ・・・・・・・・・接合部分におけ
るエレメントの間隙 特許出願人　　　オリンパス光学工業株式会社特許出願
人　　　藤　　　川　　　七　　　部馬３ 図 馬？ 馬４ （Ａ） ％５ 因 （Ａ） ＋ （Ｃ） （Ｄ） ｌ〜１Ｂ 馬６図 猥８図 ％９区 ３ｊ■面目坦匝団−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の超音波振動子を帯状の可撓性基板上の等
   間隔位置に固定し、同基板の両端を接合して円筒形基板
   とすることにより各振動子からラジアル方向に超音波ビ
   ームが送、受波されるようにした電子ラジアル型超音波
   ビーム装置において、上記可撓性基板の接合部分におけ
   る超音波振動子間の間隔を、各振動子の配置間隔の整数
   倍に形成する手段と、上記接合部分における超音波振動
   子間の間隔位置での走査を、該間隔に隣設する超音波振
   動子を駆動して行なうための駆動素子切換回路およびデ
   ィレィラインと、 を具備したことを特徴とする電子ラジアル型超音波ビー
   ム装置。