JPH03146035A - 受波整相回路 - 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！ｆＦ１ 本発明は、ｆｌ！子走査型超音波診断装置及び非破壊検
査装置等に用いられる受波整相回路に関する。 【従来の技術】 電子走査型超音波診断装置や非破壊検査装置等の受波整
相回路においては、第８図に示すような構成で信号の遅
延を行っていた。 同図においては、遅延手段としてＬＣ遅延線６０．６１
が用いられており、二つのＬＣ遅延線６０．６１はマル
チプレクサ３０及びバッファアンプＢＦを介して接続さ
れている。Ｒはインピーダンスマツチング用の抵抗であ
る。 ｉｎ端子から入力された超音波受信信号は、第一の遅延
手段６０と第二の遅延手段６Ｊの各々で遅延され、ｏｕ
ｔ端子から出力される。ここで、各々の遅延時間の和が
所望する遅延時間となる。 遅延時間の設定は、遅延線の出力端子（以下、タップ端
子という）をマルチプレクサで切り換え接続することに
よって行われる。 ［発明が解決しようとする課ａ］ フォーカス切り換えに伴い、マルチプレクサで遅延線の
タップ端子が切り換えられる。その時に、発生する切り
換えノイズがしばしば問題となる。 第７図は、第８図のマルチプレクサのコントロール信号
と切り換えノイズの関係について示したタイムチャート
である。同図において、（ａ）はマルチプレクサのコン
トロール信号、（ｂ）及び（ｃ）は切り換えノイズにつ
いて示したものである。ｔ工及びＬ２は各々の切り換え
ノイズが現れるまでの時間である。 例えば、コントロール信号が１の時にタップ端子が切り
換えられたとすると、マルチプレクサの出力端子からは
切り換えノイズＮが発生すると共に、遅延線に逆流して
いき切り換え先のタップ端子から出力される切り換えノ
イズＮ１や、インピーダンスミスマツチにより反射され
た切り換えノイズ信号Ｎ２が発生する。切り換えられる
タップ端子の違いにより、切り換えノイズは（ｂ）や（
ｃ）のようになる。いずれの場合においても、画像上に
切り換えノイズが継続的に表示されるという問題があっ
た。 この問題の解決手段として、切り換えノイズが発生して
いる期間の画像を刑期間の像を用いて補間するという方
法がある。補間される部分がされない部分に比較して少
ない場合には有効である。 しかし、フォーカス切り換えを多数行うダイナミックフ
ォーカスによる撮像においては、補間に用いる部分と補
間される部分との比率が逆転、あるいは、補間される部
分が多くなるため１画像が劣化するといった問題があっ
た。 （課題を解決するための手段） 上述の問題点を解決する手段として本発明においては、
第一の遅延線の各タップ端子と信号選択手段であるマル
チプレクサの入力端子の間にインピーダンス変換手段と
してバッファアンプを設けた。 【作用］ これにより、マルチプレクサの入力端から第一の遅延線
の各タップ端子を見込んだときのインピーダンスを極め
て低くすることができるため、マルチプレクサの切り換
えノイズが第一の遅延線に逆流することを抑止できる。 したがって、切り換えノイズＮ１やＮ２が発生しなくな
るので、ダイナミックフォーカスによる撮像においても
画像は劣化しない。 【実施例１ 以下１本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 第一図は１本発明の基本的構成例を示すブロック図であ
る。同図において、１は第一の遅延手段、２８〜２ｄは
インピーダンス変換手段、３は信号選択手段、４は第二
の遅延手段である。 第一の遅延手段１には、複数のタップ端子があり、入力
信号に対して各々異なった時間で遅延された信号を出力
する。このタップ端子は、各々インピーダンス変換手段
（２ａ〜２ｄ）に接続されており、さらにインピーダン
ス変換手段を介して信号選択手段３に接続されでいる。 信号選択手段３ば、所望する遅延時間が与太らるタップ
端子を選択して第二の遅延手段４に接続する。 ｉｎ端子から入力された超音波受信信号は、第一の遅延
手段、インピーダンス変換手段、信号選択手段、及び第
二の信号選択手段を介してｏｕｔ端子に出力される。 上述するような遅延手段上もしくは４として、ＬＣ遅延
線やサンプル＆ホールド回路が考えられる。 第２図は、第１図の構成例において、第一の遅延手段１
としてＬＣ遅延線、第二の遅延手段４としてサンプル長
ホール１回路を用いた場合について示したものである。 同図において、Ｒはインピーダンスマツチング用の抵抗
、Ｓはスイッチ、Ｃはコンデンサ、Ｂはバッファアンプ
、ｉ□〜ｉ４は遅延線の各タップ出力である。 サンプル長ホール１回路４では、信号サンプル時にスイ
ッチＳがＯＮされてコンデンサＣに電荷が蓄えられる。 そして、信号ホールド時にスイッチＳがＯＦＦされてコ
ンデンサＣに蓄えられた電荷がバッファアンプＢを介し
てｏｕｔ端子に出力される。 したがって、第７図で説明したような信号の反射がおこ
らない。 本発明は、特に上述するような構成の時に有効であり、
切り換えノイズの発生をタップ端子切り換え時のみとす
ることができる。 一般に、ＬＣ遅延線を用いて長時間の遅延を行う場合１
周波数特性が悪い、あるいはコストが高い等の問題があ
り、ＬＣ遅延線は短時間の遅延向きであるといえる。逆
に、サンプル長ホール１回路は、高い同波数での動作に
限界があり、どちらかといえば長時間の遅延向きである
といえる。これらのことを考慮して、本発明を用いる場
合、ＬＣ遅延線１で短時間の遅延を、また、サンプル長
ホール１回路４で長時間の遅延を行うことが最適である
ことはいうまでもない。 第３図は、第２図に示す構成で第一の遅延手段で短時間
の遅延を行い、第二の遅延手段で長時間の遅延を行う場
合のタイムチャートである。同図において、（ａ）はｊ
ｎ端子に入力される超音波受信信号、（ｂ）〜（ｅ）は
ＬＣ遅延線１の各タップ端子出力、（ｆ）はサンプル長
ホール１回路における信号サンプルとホールドのタイミ
ングについて示したものであり、（ｂ）〜（ｆ）は（ａ
）に対して時間軸を拡大したものである。 サンプル長ホール１回路のサンプリング周期をＴとする
と、この回路では時間Ｔ間隔でしか信号を遅延させるこ
とができない。したがって、遅延線で時間Ｔよりも短い
時間の遅延を行うのが最も効率的である。 例えば、遅延線のタップ端子出力１１．１２゜ｉ５、ｉ
４の遅延時間を各々Ｏ１τ、１ｆｉ、τｍＬ４、τ１．
８（最大遅延時間）とすると、（ａ）に示す時間ｔ０期
間の超音波受信信号は、各タップ端子出力において（ｂ
）〜（ｅ）のようになる、信号選択手段は、この４種類
の信号から必要とする遅延時間を持つものを選択する。 したがって、サンプル長ホール１回路のサンプリング周
期Ｔは。 （ｆ）に示すように遅延線の最大遅延時間で４．８より
も大きく、かつ、τｆｆ１１ｍ＋τ４．８よりも小さい
ものとなる。なお、（ｆ）のＳはサンプリング、Ｈはホ
ールドの期間を示している。 また、上述のような構成において、遅延線のタップ端子
出力をさらに多数持ち、サンプル長ホール１回路をＮ段
直列に接続したとするならば、信号遅延は連続的に（Ｏ
〜τ、、、）＋ＮＸＴの時間範囲で行える。 第３図の一例として、中心周波数５．０ＭＨｚ（帯域の
最高周波数を６．６ＭＨｚ）の−殻内な超音波信号を考
えれば、τ４．８は７０ｎｓ程度、Ｔは７５ｎｓ程度に
なる。 第４１ｉ４は、信号選択手段で発生する切り換えノイズ
とサンプル長ホール１回路のサンプル及びホールドのタ
イミングについて示したものである。 同図において、（ａ）はサンプル及びホールドのタイミ
ング、（ｂ）は信号選択手段の出力信号、（ｃ）はサン
プル長ホール１回路の出力信号、Ｓはサンプル期間、Ｈ
はホールド期間、Ｔはサンプリング周期を表す。 ここで、データのサンプルが○印で開始され、Ｘ印で終
了して×印の値がホールドされるとすると、サンプル長
ホール１回路の出力信号は（ｃ）のようになる。仮に、
サンプル期間内に信号が切り換えられ、×印の時間にな
っても静定しない場合、サンプル長ホール１回路では切
り換えノイズがのった信号をサンプルしてしまうため、
その出力信号から元の信号を再生することができない。 上述するような問題を排除する一実施例としては、第４
図に示すように、サンプル期間内に信号の切り換えを行
う。特に、ダイナミックフォーカスのようにフォーカス
切り換えが＠繁に行われるような場合には有効であり、
受信信号になんら影響を及ぼすことなくスムーズにフォ
ーカスの切り換えを行うことができる。 第５図は、本発明の実施例をより詳細に示したものであ
る。同図において、Ｃ１は直流成分を排除するためのコ
ンデンサ、ＢＦはバッファアンプ、Ｒ９はバッファアン
プのバイアス抵抗、その他の記号は第２図と同様である
。 第６図は、第５図のインピーダンス変換手段２ａ〜２ｄ
の一実施例として、エミッタフォロワ回路で構成した場
合について示したものである。 ＶＵは正の電圧、ＶＬは負の電圧、Ｔ２１は利得帯域積
が数百ＭＨｚのトランジスタ、Ｔ　ｒｚは利得帯域積が
数Ｇ　Ｈｚのトランジスタ、Ｒ工及びＲ２は抵抗である
。 利得帯域積が数百ＭＪ（ｚのトランジスタであれば、遅
延線のタップ出力に直接接続してもなんら問題はないが
、利得帯域積が数Ｇ　Ｈｚのトランジスタを接続する場
合には、しばしば発振する。そのため、（ｂ）のように
、遅延線のタップとトランジスタのベース間に発振止め
の抵抗Ｒ４を入れることが望ましい。 また、この図に示すようなバッファアンプを使用すれば
、遅延線の最終出力端子のインピーダンスマツチング用
の抵抗Ｒをバイアス設定用の抵抗として使用することが
できるというメリットがある。 以上、各実施例においては、第一の遅延手段と第二の遅
延手段でＮＩｔ威された回路について説明を行ってきた
。しかしながら、本発明は上述のような構成に限定され
るものではなく、第一の遅延手段の前に、さらに他の遅
延手段がある場合や、第二の遅延手段より後に他の遅延
手段がある場合にも有効であることはいうまでもない。 また１本発明においては、第一の遅延手段と第二の遅延
手段を同じようにＭｔ　ｒｌｉＬ／でもよく、例えば、
第二の遅延手段をＬＣ遅延線＋バッファアンプ、あるい
は、さらに信号選択手段を加える構成としてもよいこと
はいうまでもない。 【発明の効果］ 第一の遅延手段の各出力端子と信号選択手段の入力端子
の間にインピーダンス変換手段を設けて。 信号選択手段から第一の遅延手段を見込んだときのイン
ピーダンスを極めて低くした。 これにより、フォーカス切り換え時に信号選択手段で発
生する切り換えノイズが第一の遅延手段に逆流しなくな
り、切り換えノイズの発生期間を短くすることができる
ので、ダイナミックフォーカスによる撮像においても画
像は劣化しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成例を示すブロック図、第２図
は本発明の一実施例を示す図、第３図は第２図における
信号のタイムチャート、第４図はサンプル＆ホールドと
切り換えノイズの関係を示す同、第５図は本発明の一実
施例を示す回路図、第６図はインピーダンス変換回路の
一実施例を示す回路図、第７図は従来例のタイムチャー
ト、第８図は従来例の構成図である。 符号の説明 １・・・第一の信号遅延手段、２ａ〜２ｄ・・・インピ
ーダンス変換手段、３・・・信号選択手段、４・・・第
二の信号遅延手段、６０．６１・・・遅延線、３０．３
１・・・マルチプレクサ、Ｒ・・・抵抗、Ｃ・・コンデ
ンサ、Ｂ、ＢＦ・・・バッファアンプ、Ｓ・・・スイッ
チ・ 茅 ／ 困 第２創 〆・−ＭＪ九 第 侶 躬 扇 第４図 ん Ｖ乙 （えっ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アレイ型探触子の各振動子で送信及び受信する信号
   の位相を遅延制御することにより超音波ビームを形成し
   て被検体の超音波像を得る如く構成された超音波診断装
   置において、 １）エコー信号を遅延出力する端子を複数もつ第一の遅
   延手段と、 ２）該遅延手段の各出力端子に各々接続され、出力イン
   ピーダンスを低くするインピーダ ンス変換手段と、 ３）該変換手段の所望の出力を選択する信号選択手段と
   、 ４）該選択手段の出力を遅延する第二の遅延手段と、 を有して、該信号選択手段の切り換えノイズが第一の遅
   延手段に逆流することを抑止したことを特徴とする受波
   整相回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の信号遅延回路において
   、第一の遅延手段をアナログ遅延線、第二の遅延手段を
   サンプル＆ホールド回路としたことを特徴とする受波整
   相回路。 ３、特許請求の範囲第２項記載の信号遅延回路において
   、第一の遅延手段の最大遅延時間が第二の遅延手段のサ
   ンプリング周期Ｔより小さいことを特徴とする受波整相
   回路。 ４、特許請求の範囲第２項記載の信号遅延回路において
   、信号選択手段における信号切り換えが第二の遅延手段
   のホールド期間に行われることを特徴とする受波整相回
   路。