JPH02236482A - 遅延回路及びそれを用いた超音波診断装置 - 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、制御端子に印加する電気信子により遅延時間
を連続的に変化できる遅延回路及びこの遅延回路を整相
回路内の遅延回路として用いダイナミツクフォーカスを
可能とした超音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

超音波診断装置は、探触子により被検体に超音波を送受
波し、体内からの反射波信号に基づいて被検体内部の情
報を得るようになっている。ここで、被検体内部の深さ
の異なる各部のいずれの場所においても高い分解能の画
像が得られるようにするため、体内からの反射波の受信
に際し、受波の焦点を時間の経過と共に動的に変化させ
るダイナミックフォーカスが行われる。このとき，上記
受波の焦点合わせは、幅の狭い短冊状に形成された振動
子素子を複数個配列した探触子、あるいは同心円状に配
置した複数のリング状振動子素子から成る探触子の上記
それぞれの振動子素子からの受波信号を、遅延線を用い
て適宜遅延して加算することによって行われる。この回
路は一般に整相回路と呼ばれている。そして、受波の焦
点位置は上記の各々の遅延線の遅延時間により定まるの
で、ダイナミックフォーカスは、複数の受波信号に与え
るべき遅延時間を体内からの反射波の発生深度に応じて
動的に変更することによって実現される。

上記の遅延時間の変更は、遅延線に適切な間隔でタップ
を設け、これらのタップを電子スイッチを用いて選択切
り換えて行う。この場合、上記電子スイッチの切り換え
時にノイズが発生して、遅延線を介して受波信号に混入
することがあり、診断情報に誤った信号が出現すること
があった。そこで、このような現象を改善するために，
上記電子スイッチとしてノイズの発生の少ないスイッチ
を用いればよいが，このような電子スイッチは高価であ
るので遅延線のそれぞれのタップ毎に多数設けると価格
が上昇して経済的でないという欠点があった。

以上のような問題点に対処して、タップ切換スイッチを
備えた遅延線をそれぞれが有し焦点区間を互いに異なら
せた二系統の整相同路を交互に使用すると共に、一方の
整相回路が使用されている間に他方の整相回路のタップ
を切り換えるようにした装置が特開昭５６−１１２２３
４号公報で提案されて？る。この公報に記載さ九た従来
の超音波診断装置においては、第７図にその概念を示す
ように、複数の振動子素子１ｚ，　１ｘ．・・・ｌ　ｉ
ｎが配列され超音波を送受波するアレー型の探触子２と
、この探触子２の各振動子素子１１〜１■からの受波借
号に所定の遅延時間を与えて位相を揃え加算して出力す
る二系統の整相回路３、３′と，これらの整相同路３，
３′内の各遅延線の終端抵抗の信号を増幅する増幅器４
，４′と、上記二系統の整相回路３，３′からの出力信
号を交互に切り換ｒるための電子スイッチ５と、上記各
整相回路３，３′で整相された信号を検波，圧縮する検
波器６と、この検波器６からの出力信号を画像として表
示する表示装置７とを備えて成っていた。ここで，上記
二系統の整相回路３，３′は，それぞれ上記探触子２の
各振動子素子１１〜１ｒｌからの受波信号を入力して増
幅する定電流源出力型の増幅器８１，８２，・・・，８
ｎ；８■　，８２　，・・・８ｎ′　と、遅延線９，９
′と、これらの遅延線９，９′に適宜の間隔で設けられ
たタップを選択切り換えする電子？イッチから成るタッ
プ切換スイッチ１　０　ｚ　＋　１０　ｚ　ｔ・・・＋
　　Ｉｏｎ；　Ｌｏｔ’　，１０２’　＋　”・，１０
Ｉｌ’　とから成る。なお、第７図において、符号１′
−は電子スイッチ５及びタップ切換スイッチ１０１〜１
０ｎ，１０１′〜１０■′を切り換え制御するための制
御器である。

このように構成された超音波診断装置においては、上記
それぞれのタップ切換スイッチ１０１〜１０ｎ及び１０
１　〜１０．１　の切り換えは，それらが属する整相同
路３または３′の出力端（４，４′）が電子スイッチ５
の切り換えにより次段（６）から切り離されている間に
行われるので、上記タップ切換スイッチ１０１〜１０．
または１０１′〜１０ｎ　の動作により発生するノイズ
が次段以降の信号に混入することはない。従って、多数
必要とされる上記タップ切換スイッチ１０１〜１０．及
び１０１′〜１０ｎ’は、ノイズが発生してもよい安価
なスイッチで間に合わせることができる。

このとき、各整相回路３，３′からの出力信号を交互に
切り換える電子スイッチ５は、常に信号が流れている部
分を切り換えるので、ノイズの発生の少なく高価なスイ
ッチを用いなければならないが、その個数がわずかであ
ることから特に価格が上昇するものではなく、全体とし
てはコスト上昇を抑えることができる。これにより，ダ
イナミックフォーカス時の各タップ切換スイッチ１０１
〜１０。または１０１′〜１０．’　の切り換えにより
発生するノイズの影響を受けないようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし，このような従来の超音波診断装置においては、
第７図に示すように，二系統の整相回路３，３′　を用
意することから，高価な遅延線９，９′　を二系統分必
要とし、回路規模が大きくなるとともに、コストも上昇
するものであった。さらに、上記二系校の整相回路３，
３′からの信号に感度差があると、出力側の電子スイッ
チ５の切換えにより、表示装置７の表示される画像に明
暗の段差が発生するという間厘があった。上記感度差は
使用部品の特性のバラツキの少ないものを用いれば少な
くはできるが、そうすると部品の選択に工数を要したり
，部品の単価上昇を招いたりして，遅延回路ひいては超
音波診断装置のコスト上昇の原因となるものであった。

本発明は上記問題点に値みて成されたもので，その第一
の目的は、上記のようなタップ付遅延線ではなく、遅延
時間を電気信号によって連続的に可変設定できるととも
に、遅延時間を変更してもノイズが発生することのない
遅延回路とを実現することにある。

そして本発明の第二の目的は、上記遅延回路を用いて５
小型で良好な画像の得られる超音波診断装置，とりわけ
ダイナミックフォーカスの可能な小型で画質の良い超音
波診断装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第一の目的を達成するための遅延回路は，インダク
タとキャパシタとから成る遅延線のキャパシタを可変容
量ダイオードにて置換した可変遅延線と、この可変遅延
線の両端に設けられ電圧信号によりその抵抗値が変化で
きる可変抵抗回路と、前記可変遅延線の可変容量ダイオ
ードへ遅延時間設定のためのバイアス電圧を印加する手
段と、前記可変抵抗回路へ前記可変容量ダイオードの容
量変化に対応して遅延線の特性インピーダンスを整合す
る電圧信号を印加する手段とで構成したことを特徴とし
ている。

また上記第２の目的を達成するための超音波診断装置は
、複数の細長い棒状の振動子素子が配列されて成り超音
波を送受波する探触子と、前記振動素子群にて受信した
エコー信号の各々に被検体の深度方向に収束点が移動す
るような遅延時間を与えて位相を揃えた後に加算して順
次出力する整相同路と、この整相回路から出力された信
号を検波し画像処理して表示する手段とを備えた超音波
診断装置において、前記整相回路が、インダクタとキャ
パシタとから成る遅延線のキャパシタを可変容量ダイオ
ードにて置換した可変遅延線と、前記可変遅延線の両端
に設けられ電圧信号によりその抵抗値が変化できる可変
抵抗回路と、前記可変遅延線の可変容量ダイオードへ前
記移動する収束点に対応した遅延時間を設定するための
バイアス電圧を逐時印加する手段と、前記可変抵抗回路
へ前記可変容量ダイオードの容量変化に対応して遅延線
の特性インピーダンスを整合する電圧｛ｉ号を印加する
手段とより成る複数組の遅延回路と、この複数組の遅延
回路の出力信号を加算する手段とから成ることを特徴と
している。

〔作用〕

上記のように構成された遅延回路は、インダクタと可変
容量ダイオードから成る遅延線において、可変容量ダイ
オードのバイアス電圧を制御すると可変容量ダイオード
の静電容量が変化する。上記遅延線の遅延時間はインダ
クタをＬ，容量をＣとしたときうｍ−７でに比例するの
で、可変容量ダイオードの容量を適宜変化させれば遅延
時間は遅延時間の切換ノイズの発生もなく連続的にでも
変化させることができる。しかし、超音波診断装置のよ
うな画像装置の遅延線においては遅延時間が任意に設定
できることに加え、その出力波形特性が優れていなけれ
ばならず，特に入力信号に対しての出力信号の大きさ，
波形の歪のないことが要求される。上記のように可変容
量ダイオードの容量を変化すると遅延線の特性インピー
ダンスが変化するが、それは遅延線の両端に設けた可変
抵抗回路の抵抗値を可変容量ダイオードの容量変化に応
じて変化することで，遅延線としての特性インピーダン
スの整合性が計られる。

また、上記のように構成された超音波診断装置は、探触
子内の振動子素子にて受信したエコーの各々に所定の遅
延時間を与えて収束させるとともに、収束点を時間経過
に伴って深度方向へ移動させる動作を，整相回路内の遅
延線の可変容量ダイオードに印加するバイアス電圧を時
間経過に伴なって、移動させるべき収束点に対応して変
化させ、また、可変抵抗回路の抵抗値を変化させる電圧
信号を、前記可変容量ダイオードの容量変化に応じて変
化させる．すると整相回路の出力信号は時間経過ととも
に深度方向へ移動する収束点からのものとなり、かつ収
束点の移動に伴う従来のノイズのない、波形歪のない、
感度差のないものとなる。

また、整相回路は一系統でよいので装置の小型化が計れ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図を本発明による遅延回路の実施例を示す回路図で
ある。第１図において用いられている遅延線１００は、
従来の遅延線（ＬＣ遅延線）のキャパシタを可変容量ダ
イオード（ＶａｒｉａｂｌｅＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ　
Ｄｉｏｄｅ）　Ｃ　’　に代えたもので、その制御信号
端子Ａに印加される電気借号により遅延時間が連続的に
変化するものである。

先ず，第２図乃至第４図によって、第１図に示す遅延回
路の構成を考えるに至った思考過程を説明する。第２図
に示すインダクタＬとキャパシタＣから成る集中定数型
遅延線について説明する。

遅延線は一般に、第２図に示すように、インダクタＬと
キャパシタＣから成るローパスフィルタを複数個縦属接
続したもので構成されている。このようなＴ型又はπ型
の区分の半分をＬ型の回路と考えると，第３図の如き構
成となる。

第２図に示した遅延線の単位区間における遅延時間τは τ＝　Ｊ７７σ　　　　　　　　　　　　・・・（１）
となる。したがって、ｎ区間の遅延線の遅延時間で。は τ・＝ｎ　Ｊ７７６　　　　　　　　　　　・・・（２
）となる。

一方、特性インピーダンスＺｏは，このインピーダンス
で終端されていれば、次式（３）で与えられる。

Ｚｏ＝Ｊ『フ〒　　　　　　　　　　　　・・・（３）
（２）式より、キャパシタの静電容量Ｃを変えると遅延
時間を変えられることが理解できる。しかし、キャパシ
タの静電容量Ｃを変えると、遅延線の特性インピーダン
スＺ。が変化してしまうため、遅延線の両端の終端抵抗
は遅延線と整合するようにしないと、信号の大きさ、波
形が変わり、忠実に信号を遅延して出力することができ
なくなる．そのためここでは、上記のキャパシタの静電
容量Ｃの変化に対応して遅延線の終端抵抗の値を変化さ
せる必要が生ずる。

超音波診断装置においてダイナミックフォーカスを実現
するためには、遅延時間を高速で且つ受波信号に雑音（
ノイズ）を混入させることなく制御することを要求され
る。

この要求を実現するために、遅延線の終端抵抗の抵抗値
を電気信号で雑音を発生することなく制御する回路を考
え出した。それを第４図に示す。

第４図の回路は、電圧利得Ｇが電圧信号Ｅｖで制御でき
る増幅器１１１に一定抵抗Ｒで帰還を施してその回路の
抵抗値を可変としたものである。

上記のような増幅器１１１は、良く用いられているギル
バードセルなどにより実現でき、制御電圧Ｅｖと電圧利
得Ｇは一定の関係にあり、また周囲温度の変化による利
得Ｇの変動も小さく実用的である。ここで上記増幅器１
１１の入力端から見たインピーダンスを求める。このと
き、増幅器１１１の入力インピーダンスは無限大で出力
インピーダンスは零とし、入力端における入力電圧をＥ
，。，電流をｉ、出力端における出力電圧をＥｏｕｓ　
とすると、次式が成り立つ。

Ｅ１ｎ−　Ｒ−ｉ　　Ｅｏｕｔ＝　Ｏ　　　　　　　　
”’（４）Ｅｏｕｔ＝　　Ｇ−Ｅｔｎ”’（５） この（４）式と（５）式から Ｒ Ｅ　＋　ｎ　”　　　　ｉ　　　　　　　　　　　・・
・（６）１＋Ｇ となる。そして、この入力電圧Ｅｔｎの（６）式を電流
１で偏微分すると、入力端から見たインピーダンスＺｌ
ｌ１は次式となる。

ａｉ　　　　１＋Ｇ この（７）式において利得Ｇを変えると、入力端から見
たインピーダンスｚｔｎは変化することとなる。すなわ
ち、ここで利得Ｇを実数とすると、第４図に示す回路の
入力端と接地間は抵抗となり，その値は電圧信号Ｅｖに
より制御可能となる。例えば、利得ＧをＯか８４まで変
化させると、入力端におけるインピーダンスＺｌｎはＲ
から０．２Ｒまで変化することとなる。これにより、第
４図の回路は電圧信号で制御可能な可変抵抗回路である
ことがわかる。なお、上記増幅器１１１は、非反転形あ
るいは反転形のいずれでも良く、また帰還回路は正帰還
あるいは負帰還のいずれでも良い。

次に、第４図の可変抵抗回路を適用した本発明による遅
延時間の可変な遅延回路を第１図により詳しく説明する
。第１図において遅延線１００はインダクタＬ，可変容
量ダイオードＣ′で１区間毎にＴ型回路を構成したもの
を多数縦属接続したものとなっている。ここで可変容量
ダイオードＣ′のバイアス電圧は、制御信号端子Ａから
印加され、これにより遅延時間が制御される。一方，遅
延ｇｉｏｏの両端には整合用抵抗として、第４図に示し
た電気信号により抵抗値が変えられる可変抵抗回路１１
０が設けてある。この可変抵抗回路１１０の構成及び動
作原理は、既に第４図を用いて説明したとうりで、可変
遅延線１００の可変容量ダイオードＣ′に印加し遅延時
間を変える制御信号電圧に応じて，遅延線としての整合
がとれるように増幅器１１１へ制御信号端子Ｂから制御
電圧が印加されるようになっている。そして、遅延線１
００への入力信号は、信号源抵抗を非常に大きくするた
めの抵抗ｒ１，　　ｒ２、トランジスタＱ１から成る電
圧一電流変換回路１２０を介して入力される。すなわち
、トランジスタＱｚへの入力信号電圧に応じた信号電流
で遅延線１００は駆動される。

次に、第１図に示す遅延回路の動作について説明する。

この遅延回路の入力信号電圧は入力信号端子ＩＮに印加
される。トランジスタＱｚは、そのエミツタに接続され
た抵抗ｒ２により負帰還がかかるため、入力電圧に比例
したコクレタ信号電流が流れる。コレクタ側の抵抗ｒ１
はトランジスタＱ１のコレクタ電位を与えるもので十分
高い抵抗値に設定しておくと，トランジスタＱｌは定電
流信号源として働く。

インダクタＬと可変容量ダイオードＣ′を多数縦属接続
して成る可変遅延線１００は上記の定電流信号源により
駆動される。ここで、可変遅延線１００の信号源抵抗と
終端抵抗は、この可変遅延線１ｏＯの入出力端子には，
印加される制御信号によりその抵抗値が制御できる可変
抵抗回路１１０が接続されている。この可変遅延線１０
０の遅延時間は先に説明した如く、可変容量ダイオード
Ｃ′のバイアス電圧の大きさにより静電容量を変えるこ
とにより制御している。このバイアス電圧は制御信号端
子Ａより抵抗ｒを介して印加され、抵抗ｒは各可変容量
ダイオードＣ′を流れる償号が干渉しないように大きな
値としてある。また、可変抵抗回路１１０の抵抗値は、
制御借号端子Ａの制御信号電圧による可変遅延線１００
の遅延時間の変化に伴ない変化する特性インピーダンス
値と同じになるように制御信号端子Ｂの電圧で制御され
る。したがって、可変遅延線１０は入力側，出力側とも
常に整合がとれ、この遅延回路の出力端子○ＵＴに現わ
れる出力信号の大きさ、波形に歪が生じないで，かつ制
御信号端子Ａ，Ｂへ印加する制御借号電圧を適宜制御す
ることによって遅延時間を連続的に変えることができる
。なお、制御信号端子Ａ，Ｂに加える電圧はＤ／’Ａコ
ンパー？の出力電圧のようなものを用いることが可能で
ある． 次に、第５図により第１図に示す遅延回路の関連発明と
しての超音波診断装置について説明する。

第５図はその一実施例になる超音波診断装置のブロック
図である。′この超音波診断装置は、超音波を利用して
被検体の診断部位について断層像，Ｍモード像等を得る
もので、走査方式は電子リニア走査形とされており，例
えば短冊状又は細長い棒状に形成された複数の振動子素
子１１，　ｌｚ，・・・１ｎが一列状に配列され超音波
を送受波する探触子２と，この探触子２の各振動子素子
１１〜１ｎのうち一群の振動子素子を例えば１１〜１■
１２〜１．＋１のように順次選択して切り換えるスイッ
チ群１８と、このスイッチ群１８を介して上記探触子２
の各振動子素子１１〜１ｎのうちの上記一群の振動子素
子からの受波信号を入力し、時間と共に利得を増加させ
検診深度に応じて信号強度を補正する複数の可変利得増
幅器１９＆〜１９ｅと、この可変利得増幅器１９１〜１
９ｅからの出力信号に所定の遅延時間を与える複数の遅
延回路２０ａ〜２０ｅを有しこれらの遅延回路２０ａ〜
２０．で位相が揃えられた受波信号を加算する加算器２
１を備えた整相回路２２と、この整相回路２２で整相さ
れた信号を検波する検波器６と，この検波器６からの出
力信号を画像として表示する表示装＠７とを備えて成る
．なお，第５図においては、スイッチ群１８は５個の振
動子素子群を一端方から順次選択してそれぞれ次段の可
変利得増幅器１９ａ〜１９ｅに接続するようになってお
り、上記５個の振動子素子群を順次切り換えて並進させ
るようになっている。従って、可変利得増幅器は５個（
１９ａ〜１９ｅ）設けられている。また、上記可変利得
増幅器１９ａ〜１９ｅの動作は、制御部２３からの制御
信号Ｓｓで制御されるようになっている．ここで、本発
明においては、上記整相同路２２内の遅延回路２０ａ〜
２０ｅとしては、第１図に示す回路構成とされその制御
信号端子Ａ，Ｂに入力する電気信号により遅延時間が連
続的に変えられる遅延回路が用いられている。この遅延
回路２０ａ〜２０６は、第５図においては、２個設けら
れ、制御部２３からの制御信号Ｓｚ　（Ｓｚａ〜Ｓｚｅ
）　．Ｓｓ　（Ｓロ〜Ｓａｅ）　　（第１図における制
御信号Ａ，Ｂに印加される電圧信号）により、時間と共
に超音波ビームの収束点を深い所へ移動するようにその
遅延時間が制御されるようになっている。なお、上記の
各遅延回路２０ａ〜２０ａは、必要に応じて複数段を縦
属接続したものを用いてもよい。

なお、第５図では省略されているが、超音波診断装置で
あるので，送波のために振動子素子へ駆動パルスを供給
する探触子駆動回路、送波時の収束点を設定する送波川
遅延回路等を備えており、それらは制御部２３によって
制御されている．このように構成された超音波診断装置
の動作を説明する。被検体へ探触子２を当接し、送波の
収束点を，例えば検診部位の深度に送波用遅延回路で設
定し、探触子駆動回路によって上記一群の振動子素子へ
駆動パルスを供給する。すると、一群の振動子素子から
送波用遅延回路によって端の振動子素子が早く中晶の振
動子素子は遅れて超音波？パルス状に放射する。被検体
内に放射された超音波は体内組識の音響インピーダンス
の異なる境界でその一部が反射される。その反射エコー
を探触子２の送波に用いた振動子素子群で受信する。

被検体内における超音波の伝播速度はほぼ一定であるの
で、振動子素子にて受信したエコー信号にある関係の遅
延時間を与えると、受波の収束を行うことができる。こ
の収束点を受信時間の経過に伴って被検体の深度方向に
移動するのが、謂ゆるダイナミックフォーカスと呼ばれ
る超音波収束技術であるが、本実施例の装置においては
、受信時に各振動子素子にて受信したエコー信号をスイ
ッチ群１８を介して可変利得増幅器１９ａ〜１９ｅに導
き、そしてエコーの深度に応じた利得で増幅した後、そ
れらの信号を整相回路２２内の遅延回路２０ａ〜２０ｅ
に入力する。遅延回路２０■〜２０ｅは、制御部２３か
らの時間とともに変化する電圧信号Ｓ　ｚａ−　Ｓ　ｚ
ｅ　ｔ　Ｓ　ａａ〜Ｓ　ａｅが遅延線の各可変容量ダイ
オードと、各可変抵抗回路に各々入力されて、下記に述
べるような関係で遅延時間が連続的に時間とともに変化
させられている。したがって、まず一群の振動子素子に
て受信された浅い部位からのエコーは、遅延回路２０ａ
〜２０ｅにて個々に遅延を与えられ、被検体内のある点
（浅い収束点）から反射したものが同時に各振動子素子
へ到達したようにして加算器２１へ出力される。すなわ
ち、受信エコーの収束がなされる。振動子素子から放射
された超音波は時間の経過とともに被検体内のより深部
へ進行し、各深さの部位にてエコーを生ずる。これらの
エコーは上記の如く順次各振動子素子で受信され、スイ
ッチ群１８を介して可変利得増幅器１９ａ〜１９ｅで各
深度に応じた利得で増幅され整相回路２２へ入力される
。整相同路２２の遅延回路２０．〜２０ｅに入力されて
いる電圧信号Ｓ　Ｚ＆〜Ｓ　２ｅ　，　Ｓ　ａａ”−　
Ｓ　ａｓは上記受信時より時間経過に応じてその値が、
収束点を移動させるように変化している。したがって、
遅延回路２０＆〜２−Ｏｅを介して出力されるエコー信
号は順次上記移動する収束点からのエコーが一群の振動
子素子へ同時に到達したように位相を揃えて加算器２１
へ出力される。加算器２１では各遅延回路２０＆〜２０
ｅからの信号を加算してその信号を順次検波器６へ送り
、検波器６は入力信号を検波，圧縮し、その出力信号は
表示装置７、例えばデイジタル・スキャン・コンバータ
（Ｄｉｇｉｔａｌ　ＳｃａｎＣｏｎｖｅｒｔｅｒ　：　
Ｄ　．　Ｓ　．　Ｃ）とＣＲＴを組合せた表示装置へ送
られて表示に供される． 以上の送受信動作を探触子２における一群の振動子素子
を各送受信毎に所定個数ずつずらしなから探触子の一端
側から他端に至るまで走査を行ない超音波断層像を表示
する。

以上述べた本実施では、電子リニア走査型のダイナミッ
クフォーカスが可能な超音波診断装置において，遅延回
路はほぼ同時に駆動する駆動素子数設ければ良く、また
遅延時間は電気的に連続的に可変でき、従来のようにス
イッチングを行う必要がないので、装置が小型化できる
とともに、スイッチの切換ノイズが画像に現われること
もなくなる。また整相回路は一系統であるので、従来の
ように二系統の整相回路の感度差による影響はな？なる
。

上記実施例においては、遅延回路２０■〜２０ｅは全て
同一の物を用いて制御電圧信号ＳＺａ〜Ｓｚｅ及びＳ３
ａ”Ｓａｅにより遅延回路を制御するようにしているが
、必ずしもそうではなくとも良い。例えば、ほぼ同時に
駆動する振動子素子数（口径）が多くなり、素子間の遅
延時間差が大きすぎるものでは、遅延線の段数を変えて
も良い。また、上記実施例は電子リニア走査型装置を例
にして説明したが、リニア走査とほぼ同じ走査のコンベ
ツクス型装置であっても良いことは勿論である。

なお、上記実施例において、制御信号Ｓｘ　，　Ｓを発
生する手段の説明を省略した、これは公知のメモリー素
子，例えばＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒ
ｙ）と、Ｄ／Ａ変換器との組合せで容易に構成すること
ができるものである。

第６図は第１図に示す遅延回路の関連発明としての超音
波診断装置の他の実施例を示すブロック図である。この
超音波診断装置は、電子セクタ走査形とされており、例
えば短冊状に形成された複数の振動子素子１１１１２１
　　・・，１ｎが一列状に配列され超音波を送受波する
探触子２と、この探触子２の各振動子素子１１〜１ｎか
らの受波信号を入力し時間と共に利得を増加させ検診深
度に応じて信号強度を補正する複数の可変利得増幅器２
４ｌ，２４ｚ，・・・．２４ｎと、これら各可変利得増
幅器２４１〜２４ｌｌからの出力信号に所定の遅延時間
を与えて位相を揃え加算して出力する整相回路２５と、
この整相回路２５で整相された信号を検波する検波器６
と、この検波器６からの出力信号を画像として表示する
表示装置７とを備えて成る。そして、上記整相回路２５
は、探触子２の各振動子素子１１〜１ｎで受波するエコ
ー信号のチャンネル数の分だけ並列に設けられ各可変利
得増幅器２４１〜２４．からの出力信号に所定の遅延時
間を与える複数の遅延回路２６１，２６２，・・・，２
６ｎと、これらの遅延回路２６１〜２６．の出力側にそ
れぞれ接続され各遅延回路２６１〜２６ｎからの出力信
号の電圧を定電流信号源に変換する電圧／電流変換回路
２’７１，２７２，・・−，２７ｎと、ｎチャンネルの
入力信号線及びｍチャンネルの出力信号線が図示のよう
に交差しその交点にそれぞれアナログスイッチ２８，２
８，・・・が配設されたクロスポイントスイッチ２９と
、このクロスポイントスイッチ２９の出力信号線に適宜
の間隔でｍチャンネル分設けたタップがそれぞれ接続さ
れたタップ付ＬＣ遅延線３０とから成る。なお、上記タ
ップ付ＬＣ遅延線３０の両端部に接続された抵抗Ｒは、
該タップ付ＬＣ遅延線３０の特性インピーダンスとイン
ピーダンスマッチングをとった終端抵抗である．また，
前記可変利得増幅器２４１〜２４．の動作は、制御部２
３からの制御信号Ｓｚ’　　で制御されるようになって
いる． ここで、本実施例においては、上記整相回路２５内の遅
延回路２６１〜２６，ｌとしては、第１図に示す回路構
成とされ、その制御信号端子Ａ，　Ｂに入力する電気信
号により遅延時間が連続的に変えられる遅延回路が用い
られている．この遅延回路２６１〜２６．は、制御部２
３からの制御信号Ｓｔ’　（Ｓｚｔ’　〜Ｓｚｎ’　）
．Ｓａ’　（Ｓａｔ’　〜Ｓａｎ’　）？第１図におけ
る制御信号端子Ａ，Ｂに印加される電気信号）により、
時間と共に超音波ビームの収束点を深い所へ移動するよ
うにその収束位置が制御されるようになっている．そし
て、上記タップ付ＬＣ遅延線３０の終端抵抗Ｒに現われ
る信号電圧は、上記各遅延回路２６１〜２６■により適
宜遅延を与えられた後，さらにクロスポイントスイッチ
２９により選択されたタップ位置に対応した遅延時間に
相当する遅延が与えられ、それぞれの信号が加算される
．従って、上記の遅延回路２６１〜２６ｎは、タップ付
ＬＣ遅延線３０のタップ間隔で決まる遅延時間の分解能
をさらに細分してその遅延時間の分解能を上げるという
役割も持っている．このとき、上記タップ付ＬＣ遅延線
３０の遅延時間は，主に超音波ビームの偏向方向を設定
するための役割を行うこととなる。なお、上記遅延回路
２６１〜２６．１とタップ付ＬＣ遅延線３０との併用に
より、タップ付ＬＣ遅延線３０のタップ間隔はある程度
粗にしても問題なく、クロスポイントスイッチ２９のア
ナログスイッチ２８の数を少なくすることができる．ま
た、上記クロスポイントスイッチ２９の動作は、制御部
２３からの制御信号Ｓで制御されるようになっている。

さらに，上記の各遅延回路２６１〜２６．，は、必要に
応じて複数段を縦属接続したものを用いてもよい。

このような構成により、本実施例の電子セクタ走査形の
超音波診断装置においては，整相回路２５内の各遅延回
路２６１〜２６，ｌがその制御信号端子Ａ，Ｂへの電気
信号の入力だけで遅延時間が連続的に変えられるので，
一系統の整相同路２５だけで超音波ビームの収束点を連
続的に移動するダイナミックフォーカスが実現できる．
〔発明の効果〕 本発明による遅延回路（第１図参照）は以上のように構
成されたので，その制御信号端子Ａ，Ｈに印加する電気
信号だけで遅延時間を連続的に変化させることができる
．従って、従来のような遅延線に適宜の間隔で設けられ
たタップを電子スイッチを用いて選択切り換えをするこ
となく、その切り換え時にノイズが発生するようなこと
を完全に防止することができる．このことから、他の回
路部品等にノイズが混入するのを防止して，装置として
の信頼性を向上することができる。

また、本発明による超音波診断装置（第５図または第６
図参照）は以上のように構成されたので、整相同路内の
遅延回路として第１図に示す回路構成の遅延回路を用い
ることにより、その制御信号端子Ａ，Ｂに印加する電気
信号だけで遅延時間を連続的に変化させて所望の位置に
超音波ビームの収束点を移動することができる．従って
、従来の整相回路内の遅延線のようにノイズが発生する
ことがないので、二系統の整相回路を設けて交互に使用
する必要はなく、一系統の整相回路（２２または２５）
だけでダイナミックフォーカスを実現することができる
。このことから、回路規模を小さくすることができ、装
置を小形化できると共にコスト低下を図ることができる
．また，従来のような二系統の整相回路からの信号を切
り換えて表示するのではなく、一系統の整相回路からの
信号をそのまま表示装置７に表示するだけであるので、
？像に明暗の段差が発生することなく、均一な画質の画
像が得られ、診断をやり易くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遅延回路の一実施例を示す回路図
、第２図乃至第４図は上記遅延回路の発明に至った思考
過程を説明するための回路図、第５図は第１図に示す遅
延回路の関連発明の一実施例としての電子リニア走査型
超音波診断装置のダイナミックフォーカスに係るブロッ
ク図、第６図は同じく関連発明のその他の実施例として
の電子セクタ走査型超音波診断装置のダイナミックフォ
ーカスに係るブロック図、第７図は従来の遅延回路を用
いた超音波診断装置のダイミナツクフォーカスに係るブ
ロック図である。 １１〜ＩＩ１・振動子素子、２・・・探触子、３，２２
．２５・・・整相回路、ｌ９よ〜１９ｅ，２４ｚ〜２４
■・・・可変利得増幅器、２０ａ〜２０ｅ，２６１〜２
６ｏ・・遅延回路，２１・・・加算器、１００・・・可
変遅延線、１１０・・・可変抵抗回路、１１１・・・増
幅器、１２０・・・電圧一電流変換回路、Ａ２Ｂ　・制
御信号端子、Ｃ・・・キャパシタ，Ｃ′・・・可変容量
ダイオード、Ｑ１・・・トランジスタ、ｒ＋　　ｒ’ｌ
＋　　ｒ２，　Ｒ・・・抵抗。 冷　１閉 第４区 尺 晒２図 哄３　図 ｆ二一二一一−Ｌ一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インダクタとキャパシタから成る遅延線のキャパシ
   タを可変容量ダイオードにて置換した可変遅延線と、前
   記可変遅延線の両端に設けられ電圧信号によりその抵抗
   値が変化できる可変抵抗回路と、前記可変遅延線の可変
   容量ダイオードへ遅延時間設定のためのバイアス電圧を
   印加する手段と、前記可変抵抗回路へ前記可変容量ダイ
   オードの容量変化に対応して遅延線の特性インピーダン
   スを整合する電圧信号を印加する手段とを備えたことを
   特徴とする遅延回路。 ２、複数の細長い棒状の振動子素子が配列されて成り超
   音波を送受波する探触子と、前記振動子素子群にて受信
   したエコー信号の各々に被検体の深度方向に収束点が移
   動するような遅延時間を与えて位相を揃えた後に加算し
   て順次出力する整相回路と、この整相回路から出力され
   た信号を検波し画像処理して表示する手段とを備えた超
   音波診断装置において、前記整相回路が、インダクタと
   キャパシタから成る遅延線の前記キャパシタを可変容量
   ダイオードにて置換した可変遅延線と、この可変遅延線
   の両端に設けられ電圧信号により抵抗値が変化できる可
   変抵抗回路と、前記可変遅延線の可変容量ダイオードへ
   前記移動する収束点に対応した遅延時間を設定するため
   のバイアス電圧を逐時印加する手段と、前記可変抵抗回
   路へ前記可変容量ダイオードの容量変化に対応して可変
   遅延線の特性インピーダンスを整合する電圧信号を印加
   する手段とより成る複数組の遅延回路と、この複数組の
   遅延回路の出力信号を加算する手段とから成ることを特
   徴とする超音波診断装置。