JPH035554B2 - - Google Patents
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- JPH035554B2 JPH035554B2 JP12577482A JP12577482A JPH035554B2 JP H035554 B2 JPH035554 B2 JP H035554B2 JP 12577482 A JP12577482 A JP 12577482A JP 12577482 A JP12577482 A JP 12577482A JP H035554 B2 JPH035554 B2 JP H035554B2
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波受信装置たとえば超音波断層
撮像装置の受信部に関するものである。
撮像装置の受信部に関するものである。
電子走査型超音波撮像装置では、分割振動子の
各エレメントによつて電気信号に変換された各受
信信号に、電気的遅延手段によつて適当な遅延時
間を与えて互いに加算することにより受信ビーム
を形成している。
各エレメントによつて電気信号に変換された各受
信信号に、電気的遅延手段によつて適当な遅延時
間を与えて互いに加算することにより受信ビーム
を形成している。
従来の医療用超音波断層撮像装置では、上記遅
延手段としてＬ−Ｃ遅延線が用いられてきたが、
Ｌ−Ｃ遅延線には、周波数特性を落とさずに遅延
時間を大きくしようとすると高価となる点あるい
はダイナミツクフオーカス受信を行なおうとする
と遅延線の切換回路が複雑となり受信部全体とし
て高価となる点などの欠点がある。振動子により
送信された超音波パルスは、視野内の反射体によ
り反射され、近距離反射体による反射パルスから
順番に、反射体・振動子間の距離に従つた時刻に
振動子に戻つてくるが、ここで、上記ダイナミツ
クフオーカス受信とは、送波時刻からの経過時間
に従つて受信ビームの焦点距離を変化させること
により、反射体距離によらず高い受信ビーム分解
能を得ようとする受信法である。
延手段としてＬ−Ｃ遅延線が用いられてきたが、
Ｌ−Ｃ遅延線には、周波数特性を落とさずに遅延
時間を大きくしようとすると高価となる点あるい
はダイナミツクフオーカス受信を行なおうとする
と遅延線の切換回路が複雑となり受信部全体とし
て高価となる点などの欠点がある。振動子により
送信された超音波パルスは、視野内の反射体によ
り反射され、近距離反射体による反射パルスから
順番に、反射体・振動子間の距離に従つた時刻に
振動子に戻つてくるが、ここで、上記ダイナミツ
クフオーカス受信とは、送波時刻からの経過時間
に従つて受信ビームの焦点距離を変化させること
により、反射体距離によらず高い受信ビーム分解
能を得ようとする受信法である。
上述した欠点を除去する方法として、AD変換
器とデジタルメモリの組合わせを上記遅延手段と
して用い、デジタル加算器の出力信号として受信
ビームを得る方法が従来いくつか考えられてい
る。しかし、この方法には、高価なAD変換を多
数必要とする点あるいは加算処理を信号のデジタ
ル化後に行なうために信号線数が多数となる点な
ど、Ｌ−Ｃ遅延線による方法とはまた別の欠点を
持つ。
器とデジタルメモリの組合わせを上記遅延手段と
して用い、デジタル加算器の出力信号として受信
ビームを得る方法が従来いくつか考えられてい
る。しかし、この方法には、高価なAD変換を多
数必要とする点あるいは加算処理を信号のデジタ
ル化後に行なうために信号線数が多数となる点な
ど、Ｌ−Ｃ遅延線による方法とはまた別の欠点を
持つ。
本発明は、以上述べた従来方法の欠点を解決
し、比較的大きな遅延時間を与えることが可能で
ありながら周波数特性が良くかつダイナミツクフ
オーカス受信を可能とする遅延手段を比較的安価
に実現することを目的とするものである。
し、比較的大きな遅延時間を与えることが可能で
ありながら周波数特性が良くかつダイナミツクフ
オーカス受信を可能とする遅延手段を比較的安価
に実現することを目的とするものである。
かかる目的を達成するための本発明の原理をま
ず述べる。振動子により送信された超音波パルス
が焦点に仮想的においた点反射体により反射され
てできた反射波波面を考える。その波面の同一位
相面が分割振動子を構成する各振持動子エレメン
トに到達する時刻に、各受信信号をそれぞれサン
プリングし、その信号値をたとえばキヤパシタン
スの蓄積電荷量の様な物理量としてアナログ的に
保持しておき、加算すべき相手の受信信号値がサ
ンプリングされた後に保持しておいた値との和を
アナログ的にとることにより、目的とする受信ビ
ームを得るものである。
ず述べる。振動子により送信された超音波パルス
が焦点に仮想的においた点反射体により反射され
てできた反射波波面を考える。その波面の同一位
相面が分割振動子を構成する各振持動子エレメン
トに到達する時刻に、各受信信号をそれぞれサン
プリングし、その信号値をたとえばキヤパシタン
スの蓄積電荷量の様な物理量としてアナログ的に
保持しておき、加算すべき相手の受信信号値がサ
ンプリングされた後に保持しておいた値との和を
アナログ的にとることにより、目的とする受信ビ
ームを得るものである。
以下図面により本発明を説明する。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図で
あり、サンプリング発生手段Ｇは各振動子エレメ
ントを受信ビームの焦点に近い方から順に、E0，
E1，E2，……，ENとし、基本クロツク２０をも
とに送信時刻から数えた定められた時刻に各サン
プリングパルス２１〜２５を発生する。振動子エ
レメントE0からの受信信号１を前記同一位相面
がE0に到達する時刻にサンプルホールド回路S0
によりサンプルホールドし、その信号と振動子エ
レメントE1からの受信信号２とを加算器A1によ
り加算して前記同一位相面が振動子エレメント
E1に到達する時刻にサンプルホールド回路S1に
よりサンプルホールドし、その信号と振動子エレ
メントE2からの受信信号３とを加算器A2により
加算して前記同一位相面が振動子エレメントE2
に到達する時刻にサンプルホールド回路S2により
サンプルホールドし、………、その信号と振動子
エレメントENからの受信信号５とを加算器ANに
より加算して前記同一位相面が振動子エレメント
ENに到達する時刻にサンプルホールド回路SNに
よりサンプルホールドするという一連の動作によ
り得られた出力信号１５として受信ビームを形成
するものである。これらの加算器A1，A2…ANは
それぞれ通常のアナログ加算器であり、各々出力
端にはそれぞれ複数（本例では２つ）の入力端の
電圧を加算した電圧が現われている。さらにこれ
らの操作を必要に応じて受信ビーム焦点位置を変
更しながら次々に行なうことにより、時系列とし
て受信信号が得られる。
あり、サンプリング発生手段Ｇは各振動子エレメ
ントを受信ビームの焦点に近い方から順に、E0，
E1，E2，……，ENとし、基本クロツク２０をも
とに送信時刻から数えた定められた時刻に各サン
プリングパルス２１〜２５を発生する。振動子エ
レメントE0からの受信信号１を前記同一位相面
がE0に到達する時刻にサンプルホールド回路S0
によりサンプルホールドし、その信号と振動子エ
レメントE1からの受信信号２とを加算器A1によ
り加算して前記同一位相面が振動子エレメント
E1に到達する時刻にサンプルホールド回路S1に
よりサンプルホールドし、その信号と振動子エレ
メントE2からの受信信号３とを加算器A2により
加算して前記同一位相面が振動子エレメントE2
に到達する時刻にサンプルホールド回路S2により
サンプルホールドし、………、その信号と振動子
エレメントENからの受信信号５とを加算器ANに
より加算して前記同一位相面が振動子エレメント
ENに到達する時刻にサンプルホールド回路SNに
よりサンプルホールドするという一連の動作によ
り得られた出力信号１５として受信ビームを形成
するものである。これらの加算器A1，A2…ANは
それぞれ通常のアナログ加算器であり、各々出力
端にはそれぞれ複数（本例では２つ）の入力端の
電圧を加算した電圧が現われている。さらにこれ
らの操作を必要に応じて受信ビーム焦点位置を変
更しながら次々に行なうことにより、時系列とし
て受信信号が得られる。
振動子エレメントEk-1からの信号とEkからの信
号をサンプリングする時刻をそれぞれTk-1，Tk
とするとき、本発明の方法によつて処理可能な両
者の時間差の範囲を考える。時系列としての受信
信号を得るのに必要なサンプリング間隔をts，
Sk-1によりサンプルホールドされてからSkにより
サンプルホールドされるまでに最低限必要な伝達
時間をttとすると、 tt＜Tk−Tk-1＜ts … となる。従つて、ttは小さい程、tsは大きい程本
発明の適応範囲が広がる。直交サンプリング法
（quadarature sampling）を用いれば、信号包絡
線帯域をfeとしたとき、第１図に示したような信
号処理系を２系統用いて、それぞれについて、 ts＝0.5／fe … までtsを大きくすることができる。超音波パルス
エコー法の場合、中心周波数をfcとしたときfeの
大きさは、 fe＝fc／４ … の程度であるので、 ts＝２／fc … の程度までtsを大きくすることができ、本発明の
有用性は大きい。
号をサンプリングする時刻をそれぞれTk-1，Tk
とするとき、本発明の方法によつて処理可能な両
者の時間差の範囲を考える。時系列としての受信
信号を得るのに必要なサンプリング間隔をts，
Sk-1によりサンプルホールドされてからSkにより
サンプルホールドされるまでに最低限必要な伝達
時間をttとすると、 tt＜Tk−Tk-1＜ts … となる。従つて、ttは小さい程、tsは大きい程本
発明の適応範囲が広がる。直交サンプリング法
（quadarature sampling）を用いれば、信号包絡
線帯域をfeとしたとき、第１図に示したような信
号処理系を２系統用いて、それぞれについて、 ts＝0.5／fe … までtsを大きくすることができる。超音波パルス
エコー法の場合、中心周波数をfcとしたときfeの
大きさは、 fe＝fc／４ … の程度であるので、 ts＝２／fc … の程度までtsを大きくすることができ、本発明の
有用性は大きい。
第１図におけるサンプリングパルス発生手段Ｇ
の一例を第２図に示す。クロツク２０はメモリＭ
の出力データ５０に従つてカウンタC1によりカ
ウントされ、そのCARRY信号がサンプリングパ
ルス２１となる。そのパルス信号は、同時に、メ
モリＭのアドレス信号５１をつくるカウンタC2
にも入力される。
の一例を第２図に示す。クロツク２０はメモリＭ
の出力データ５０に従つてカウンタC1によりカ
ウントされ、そのCARRY信号がサンプリングパ
ルス２１となる。そのパルス信号は、同時に、メ
モリＭのアドレス信号５１をつくるカウンタC2
にも入力される。
メモリＭには、所定のサンプリング間隔を示す
信号が記憶されており、カウンタC2からの信号
によるアドレスの選択により所定のサンプリング
間隔を示すデータ５０がカウンタC1によりカウ
ントされる。なお、第２図では、第１図に示すサ
ンプリングパルス２１を得る場合について示して
いるが、サンプリングパルス２２〜２５も同じ構
成のサンプリングパルス発生手段によつて得られ
るのは勿論である。
信号が記憶されており、カウンタC2からの信号
によるアドレスの選択により所定のサンプリング
間隔を示すデータ５０がカウンタC1によりカウ
ントされる。なお、第２図では、第１図に示すサ
ンプリングパルス２１を得る場合について示して
いるが、サンプリングパルス２２〜２５も同じ構
成のサンプリングパルス発生手段によつて得られ
るのは勿論である。
第３図は、本発明の他の実施例の構成を示す図
であり、ｎ＋１個の入力信号をサンプリングパル
ス発生手段Ｇからのパルスに従つて独立した時刻
にサンプリングする手段Pk（ｋ＝１，…，ｍ）を
ｍ個組合わせることにより成り立つている。
であり、ｎ＋１個の入力信号をサンプリングパル
ス発生手段Ｇからのパルスに従つて独立した時刻
にサンプリングする手段Pk（ｋ＝１，…，ｍ）を
ｍ個組合わせることにより成り立つている。
受信ビームの焦点に近い方から順にE0，E1，
…，Eo，…，EN（Ｎ＝mn）とするとき、P1によ
りE0，E1，…，Eoからの受信信号を独立した時
刻にサンプリングしてそれらの加算値をホールド
し、P2によりその信号とEo+1，…，E2oからの受
信信号をそれぞれ独立した時刻にサンプリングし
てそれらの加算値をホールドし、P3によりその
信号とE2o+1，…，E3oからの受信信号をそれぞれ
独立した時刻にサンプリングしてそれらの加算値
をホールドし、………、Pnによりその信号と
En(o-1)+1，…，Enoからの受信信号をそれぞれ独
立した時刻にサンプリングしてそれらの加算値を
ホールドするという一連の動作により得られた出
力信号として受信ビームを形成するものである。
ただし、この独立した時刻とは、やはり第１図の
実施例と同様に、ある点反射体からの反射波の同
一位相面が各々のエレメントに到達する時刻であ
る。式と同様に、本発明によつて処理可能な時
間差の範囲を考えると、 tt＜Tk−Tk-o＜ts … となる。式と比較すると、ttに関する制限が緩
和されていることが利点である。
…，Eo，…，EN（Ｎ＝mn）とするとき、P1によ
りE0，E1，…，Eoからの受信信号を独立した時
刻にサンプリングしてそれらの加算値をホールド
し、P2によりその信号とEo+1，…，E2oからの受
信信号をそれぞれ独立した時刻にサンプリングし
てそれらの加算値をホールドし、P3によりその
信号とE2o+1，…，E3oからの受信信号をそれぞれ
独立した時刻にサンプリングしてそれらの加算値
をホールドし、………、Pnによりその信号と
En(o-1)+1，…，Enoからの受信信号をそれぞれ独
立した時刻にサンプリングしてそれらの加算値を
ホールドするという一連の動作により得られた出
力信号として受信ビームを形成するものである。
ただし、この独立した時刻とは、やはり第１図の
実施例と同様に、ある点反射体からの反射波の同
一位相面が各々のエレメントに到達する時刻であ
る。式と同様に、本発明によつて処理可能な時
間差の範囲を考えると、 tt＜Tk−Tk-o＜ts … となる。式と比較すると、ttに関する制限が緩
和されていることが利点である。
第１図におけるサンプルホールド回路S0〜SN
の回路構成の一例を第４図に示す。入力信号１は
バツフアアンプ８６を通り、スイツチング信号２
１によりON・OFFされるスイツチング素子６０
によりサンプリングされてホールドキヤパシタ７
０にホールドされ、さらにバツフアアンプ８７を
通つて出力信号４０となる。第１図における加算
回路P1〜Pnの回路構成の一例を第５図に示す。
入力信号４０および２は、抵抗９０および９１に
より抵抗加算されたのちバツフアアンプ８８を通
つて出力信号４１となる。
の回路構成の一例を第４図に示す。入力信号１は
バツフアアンプ８６を通り、スイツチング信号２
１によりON・OFFされるスイツチング素子６０
によりサンプリングされてホールドキヤパシタ７
０にホールドされ、さらにバツフアアンプ８７を
通つて出力信号４０となる。第１図における加算
回路P1〜Pnの回路構成の一例を第５図に示す。
入力信号４０および２は、抵抗９０および９１に
より抵抗加算されたのちバツフアアンプ８８を通
つて出力信号４１となる。
第５図において入力信号個数をｎ個とした回路
と第４図の回路ｎ個とを組合わせることにより、
第３図におけるP0〜Pnを構成することができる。
第３図におけるP0〜Pnの回路構成の一例をさら
に第６図に示す。入力信号１〜５は反転バツフア
アンプ８１〜８５を通り、スイツチング信号２１
〜２５によりON・OFFされるスイツチング素子
６１〜６５によりサンプリングされてホールドキ
ヤパシタ７１〜７５にホールドされ、その加算値
がアンプ８０の出力信号１５として得られる。な
お、７６は帰還用コンデンサである。
と第４図の回路ｎ個とを組合わせることにより、
第３図におけるP0〜Pnを構成することができる。
第３図におけるP0〜Pnの回路構成の一例をさら
に第６図に示す。入力信号１〜５は反転バツフア
アンプ８１〜８５を通り、スイツチング信号２１
〜２５によりON・OFFされるスイツチング素子
６１〜６５によりサンプリングされてホールドキ
ヤパシタ７１〜７５にホールドされ、その加算値
がアンプ８０の出力信号１５として得られる。な
お、７６は帰還用コンデンサである。
以上説明した様に、本発明を実施することによ
れば、高性能な超音波受信装置を比較的簡単な回
路構成により安価に実現できる。従つて、本発明
は工業的意義大である。
れば、高性能な超音波受信装置を比較的簡単な回
路構成により安価に実現できる。従つて、本発明
は工業的意義大である。
なお、以上の説明では振動子口径全体に対し本
発明を適用する場合を述べたが、本発明の適用範
囲はその様な場合だけに限定されない。すなわ
ち、たとえば、振動子口径中のある部分を受信口
径とし、その受信口径を複数の部分口径に分割し
たとき、その部分口径内の受信信号処理に対し本
発明を適用し、部分口径間の受信信号処理には他
の方法を用いることができる。
発明を適用する場合を述べたが、本発明の適用範
囲はその様な場合だけに限定されない。すなわ
ち、たとえば、振動子口径中のある部分を受信口
径とし、その受信口径を複数の部分口径に分割し
たとき、その部分口径内の受信信号処理に対し本
発明を適用し、部分口径間の受信信号処理には他
の方法を用いることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第
２図はその要部の一例を示す構成図、第３図は本
発明の他の実施例の構成を示す図、第４図〜第６
図は本発明の要部の一例を示す図である。 E0〜EN……振動子エレメント、S0〜SN……サ
ンプルホールド回路、A1〜AN……加算器、Ｇ…
…サンプリングパルス発生回路、１〜１１……受
信信号、２０……主クロツク、２１〜３４……サ
ンプリングパルス、１５〜１９……出力信号。
２図はその要部の一例を示す構成図、第３図は本
発明の他の実施例の構成を示す図、第４図〜第６
図は本発明の要部の一例を示す図である。 E0〜EN……振動子エレメント、S0〜SN……サ
ンプルホールド回路、A1〜AN……加算器、Ｇ…
…サンプリングパルス発生回路、１〜１１……受
信信号、２０……主クロツク、２１〜３４……サ
ンプリングパルス、１５〜１９……出力信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 分割振動子を形成する複数の振動子エレメン
トによつて電気信号に変換された各受信信号にそ
れぞれ遅延を与えて互いに加算することにより受
信ビームを形成する超音波受信装置において、各
振動子エレメントからの受信信号をそれぞれある
点反射体からの反射波の同一位相面が各々のエレ
メントに到達する時刻にサンプルホールドするサ
ンプルホールド素子と、サンプルホールドされた
各電気信号をアナログ信号のまま互いに加算した
出力を発する手段を具備することを特徴とする超
音波受信装置。 ２ 前記加算した出力を発する手段は、第１のエ
レメントの受信信号のサンプルホールドされた電
気信号と第２のエレメントの受信信号との加算出
力を第２のエレメント用のサンプルホールド素子
に導くよう構成され、第３エレメント以下も同様
に構成されて成る特許請求の範囲第１項に記載の
超音波受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12577482A JPS5917179A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 超音波受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12577482A JPS5917179A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 超音波受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917179A JPS5917179A (ja) | 1984-01-28 |
| JPH035554B2 true JPH035554B2 (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=14918498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12577482A Granted JPS5917179A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 超音波受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917179A (ja) |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP12577482A patent/JPS5917179A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5917179A (ja) | 1984-01-28 |
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