JPH0414018B2 - - Google Patents

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JPH0414018B2
JPH0414018B2 JP58211262A JP21126283A JPH0414018B2 JP H0414018 B2 JPH0414018 B2 JP H0414018B2 JP 58211262 A JP58211262 A JP 58211262A JP 21126283 A JP21126283 A JP 21126283A JP H0414018 B2 JPH0414018 B2 JP H0414018B2
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ultrasonic
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delay time
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JP58211262A
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JPS60103944A (ja
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Susumu Uchama
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE19843440853 priority patent/DE3440853A1/de
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Publication of JPH0414018B2 publication Critical patent/JPH0414018B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341—Circuits therefor
    • G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
    • 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
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
    • G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
    • G01S15/8918—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array the array being linear

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波を生体内に放射し、生体内から
の反射波（超音波エコー）を検出してこの検出出
力をもとに生体の断層像を表示して診断に供する
超音波検査装置に関するものである。
〔発明の技術的背景〕
医用超音波装置においては超音波振動子より超
音波を生体内に放射し、その超音波の生体内から
の反射波を再び超音波振動子で検出してこれより
生体内の断層像を表示して診断に供している。
ところで、生体の超音波断層像を得るためには
生体内で超音波のビームを走査することが必要で
ある。そして、超音波のビームを走査する方式と
しては機械的に超音波振動子を移動させて超音波
ビームを走査させる機械走査方式と、多数の微小
超音波振動子を並設してなる超音波探触子を用
い、これらの微小超音波振動子のうち例えば所望
超音波ビーム放射位置を中心に隣接するいくつか
の振動子を一組として選択し、この一組の微小超
音波振動子について超音波ビームの放射方向、焦
点位置などに応じて定まる各々の超音波振動子に
対する適宜な遅延時間をもつて各々の超音波振動
子に励振パルスを与え、超音波を励振させこの励
振された各々の超音波振動子からの超音波の位相
差による干渉を利用して前記所望の放射位置、放
射方向、焦点位置となる超音波ビームを得るよう
にした電気的制御によつて超音波ビームのリニ
ア、セクタ走査のできる電子走査方式の二種類が
ある。
電子走査方式は高分解能を得るために配列され
た微小の短冊状超音波振動子（アレイ形超音波振
動子）に所望の遅延時間を与えて超音波を放射さ
せることにより、所望の距離において超音波ビー
ムを収束させ、一方、受信の際も各々の微小超音
波振動子の受信信号に所望の遅延を与えてから加
算し、合成することにより所望の受信指向性を得
る方式がとられている。
ところで従来、電子走査方式の超音波診断装置
における上記遅延手段として第１図に示すように
インダクタンスＬとコンデンサＣを用いたLC遅
延線を用いている。
すなわち、図は送信時の遅延回路を示すもので
図に示すようにＭ個のタツプ１，２，…Ｍを有す
るLC遅延線１１と前記タツプを選択するマルチ
プレクサ群１２を用い、図示しない基準信号発振
回路より出力された信号ｅをLC遅延線１１に印
加することによつてこのLC遅延線１１の各タツ
プより各々のタツプ位置に対応した遅延時間だけ
遅延されて出力される該信号ｅをマルチプレクサ
群１２により選択して取り出す。
マルチプレクサ群１２は励振すべき１組分の微
小超音波振動子数分のマルチプレクサを有してお
り、各々のマルチプレクサはLC遅延線１１の全
タツプ数分の端子を有していて図示しないコント
ロール回路より出力された遅延時間指定のための
遅延時間制御信号ｆを受けてタツプを選択し、そ
のタツプから得られる遅延された信号ｅを得、こ
れを超音波励振パルスを発生するパルサに与えて
励振パルスを発生させる。各々のマルチプレクサ
にはそれぞれ微小超音波振動子励振に必要な遅延
時間を得ることのできるようなタツプを選択する
遅延時間制御信号ｆが与えられているので、各々
のマルチプレクサからは前記遅延時間制御信号ｆ
により定まる遅延時間分、遅延された信号ｅが
d1，d2，…dNとして得られることになる。尚、遅
延時間制御信号ｆは各々のマルチプレクサに対応
して各別に与えられ、各々必要な遅延時間を得
る。
ところが、このような遅延回路においてはLC
遅延線１１における各タツプ間での遅延時間にバ
ラツキがある。従つて、遅延時間が長くなると遅
延誤差も大きくなり、そのため、各タツプでの遅
延時間を実測して誤差分を知り、その誤差を補う
べく補正用の遅延線を付加するなどして補正して
使用するようにしていた。
そのため、実測や補正に手間がかゝる他、超音
波送信時のパワーを大きくできるバースト駆動
（超音波励振パルスを単一パルスでなく、複数パ
ルス列で行う方式）に用いようとするとLC遅延
線では周波数特性が劣化するために高精度のバー
スト駆動は実現できず、また、LC遅延線の場合、
装置自体が大型化すると云う欠点があつた。
そこでLC遅延線に代えてデイジタル的に遅延
処理する方式のものが提案された。
第２図はかゝる方式の遅延素子を用いた超音波
装置のブロツク図である。図中２１はアレイ形の
超音波探触子であつて、２１1，２１2，…２１ｎ
は各超音波振動子である。２２は基準信号（クロ
ツクパルス）を発生する基準信号発振回路、２３
は全体の制御を司るコントロール回路である。２
４は上述したデイジタル式の遅延回路であり、前
記基準信号発振回路２２より与えられる基準信号
ｅを受けてこれをコントロール回路２３より与え
られる遅延時間制御信号ｆに対応した遅延時間だ
け遅延させ出力するものである。
超音波探触子２１がセクタ走査用のものである
とすれば該超音波探触子２１はｎ個ある超音波振
動子２１1〜２１ｎに対し超音波送信方向と収束
点（焦点）Ｆにより各々定まる所定の遅延時間分
ずつ遅延された超音波励振パルスを与えなければ
ならないので、超音波送信方向、収束点に応じコ
ントロール回路２３より出力される各超音波振動
子２１1，〜２１ｎに必要な各々の遅延時間を設
定する遅延時間制御信号ｆにより遅延時間設定さ
れて遅延回路２４は基準信号ｅを各々の超音波振
動子２１1，…２１ｎ別の遅延を与えて出力する
ものである。従つて、遅延回路２４は超音波振動
子数分の遅延ユニツトを有している。この遅延ユ
ニツトは各々デイジタルカウンタを用いて構成し
てあり、遅延時間制御信号ｆに対応したパルス数
だけ基準信号をカウントすると設定されたパルス
幅、周期、波数のパルスとなるよう基準信号を加
工して出力する。
２５は複数の系統に分けてある送信回路であ
り、前記遅延回路２４より与えられる各超音波振
動子２１1〜２１ｎ別の遅延された基準信号ｄを
それぞれ受けてバースト駆動用の励振パルス（波
数が複数の場合）または単一のパルス駆動用のパ
ルス（波数１の場合）ｂを各別に発生し、これを
各々対応する超音波振動子２１1〜２１ｎに与え
る回路であつて、これら遅延回路２４及び送信回
路２５により送信部２６を形成している。
２７は超音波振動子２１1〜２１ｎよりそれぞ
れ出力される受信エコーの検出出力ｃを各格別に
増幅するバツフア回路であり、また２８はこのバ
ツフア回路２７より各別に出力される各超音波振
動子２１1〜２１ｎの検出出力の増幅後の出力を
各々送信時に与えた遅延時間分の遅延を与えて出
力するLC遅延線によるアナログ式の遅延回路で
ある。
この遅延回路２８に対する遅延時間設定も前記
送信部２６の遅延回路２４と同様、コントロール
回路２３の出力する遅延時間制御信号ｆにより行
われる。２９は加算回路であり、前記遅延回路２
８より各超音波振動子２１1〜２１ｎ別に出力さ
れる超音波エコー検出出力の遅延後の出力を加算
する回路である。
次に上記構成の装置の作用について説明する。
本装置においては基準信号発振回路２２より、
２種類の基準信号ｈ及びｅが出力される。基準信
号ｈは所定パルス幅t1を持ち所定周期Taで発生
されるパルス信号であり、また基準信号ｅは基準
信号ｈが出力されるとその立下り時より所定時間
幅分、所定周波数の複数のパルス列のかたちで出
力される。
基準信号発振回路２２から出力された基準信号
ｈはコントロール回路２３に与えられ、これを受
けるとコントロール回路２３は予め設定された超
音波の走査方向、収束点に対応してこれに必要な
各超音波振動子２１1，…２１ｎの遅延タイミン
グを得るべく、制御信号ｆを出力して遅延回路２
４，２８に与える。また、予め設定された波数
Ｎ、パルス幅Pw、周期Ｔを与えるべく設定信号
遅延回路２４に与える。すると遅延回路２４，２
８は各々の超音波振動子２１1，〜２１ｎに対応
する遅延ユニツトが各々必要な遅延時間となるよ
うに設定されまた遅延回路２４では更に波数Ｎ、
パルス幅Pw、周期Ｔが設定される。
一方、基準信号ｈが出力されると続いて基準信
号発振回路２２より所定時間だけ、基準信号ｅが
出力され、遅延回路２４の各遅延ユニツトに入力
される。この基準信号ｅはパルス列であり、これ
を受けた各遅延ユニツトはこのパルス列をカウン
トしながら設定された遅延時間分のカウントを進
め、各々該設定遅延時間分のカウントが成される
と基準信号ｈを分周して設定パルス幅、設定周期
となるように加工し、設定波数分、前記基準信号
ｅを遅延基準信号ｂとして出力して送信回路２５
の該遅延ユニツト対応の系統に与える。そして、
ここで遅延基準信号ｂのパルス列は励振パルスに
変換されてバースト駆動用の励振パルス列とな
り、該系統対応の超音波振動子２１1，〜２１ｎ
に与えられる。
これにより各々の超音波振動子２１1，〜２１
ｎは各々与えられた励振パルス列によりバースト
駆動され、バースト駆動の超音波ビームとなつて
前記コントロール回路２３により設定された走査
方向、収束深さで送波される。
この送波超音波のエコーは各超音波振動子２１
１，〜２１ｎにより検出され、各々電気信号に変
換されてバツフア回路２７に送られる。そして、
ここでそれぞれ各別に増幅されて遅延回路２８に
送られ、各々送信時に与えられた遅延時間分の遅
延が成されて加算回路２９へ送られる。そして、
送られた各々の信号はここで加算合成される。こ
れにより、この加算合成された信号は送信時の超
音波ビームの収束点Ｆ方向についての受信信号ｇ
となる。この受信信号ｇは受信部３０より出力さ
れた後、図示しない画像表示装置に与えられ、画
像表示に供される。
次に新たな基準信号ｈが発生するとコントロー
ル回路２３は再び次の走査方向に対する新たな制
御信号を出力し、遅延回路２４，２８に与える。
そして、基準信号ｅが出力されると遅延回路２４
は上述同様の動作を行い、これにより各超音波振
動子２１1，〜２１ｎに必要な遅延時間を有する
遅延基準信号ｄが得られる。この各遅延基準信号
は送信回路２５により各々励振パルス化されて対
応の超音波振動子２１1，〜２１ｎに与えられ、
各々の超音波振動子２１1，〜２１ｎを励振させ
る。そして、超音波が送信され、そのエコーは
各々の超音波振動子２１1，〜２１ｎにて検出さ
れ、増幅され、遅延回路２８による前述同様な遅
延の後、加算され、受信信号ｇとして出力され
る。
このようにして、順次超音波の送信毎に超音波
の送波方向が所定角度ずつ切り換えられ、セクタ
スキヤンが成されて、このセクタスキヤンによる
超音波断層像が得られることになる。
この場合、波数を１に設定すればパルス駆動の
超音波送信となり、波数を複数に設定すればバー
スト駆動の超音波送信となる。また、超音波探触
子には周波数で分けると何種類かのものがあり、
用いる超音波探触子によつて異なつた周波数を有
する。従つて、最適な周波数に設定しバースト駆
動、パルス駆動の選択を行えるようにするるため
に波数、パルス幅、周期の設定ができるようにし
てある。
ここで、バースト駆動は１回の送信に複数パル
ス列で駆動する方式であり、送信パワーを大きく
できるのでエコーレベルも大となることから、血
流情報を超音波のドツプラ効果を利用して得る場
合などにおいてエコーレベルの弱い血流情報をバ
ースト駆動を用いることによつて得ることできる
ようになる。
ところで、第２図の方式の場合、送信部２６の
遅延ユニツトは基準信号発振回路２２の出力する
基準信号ｈを加工して出力するため、この基準信
号ｈの周期により量子化されたバースト周期しか
得ることができない。また、理論的には高精度の
遅延時間の設定が可能であるが、そのためには基
準信号の周波数を極めて高くする必要があり、こ
のような高周波数に対処できる素子の入手は現状
では困難である。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、高
精度な遅延時間を得ることができると共に高速な
動作速度の素子を用いずともこれを実現すること
ができるようにした遅延回路を有する超音波検査
装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕 すなわち、本発明は上記目的を達成するため、
多数の超音波振動子を並設した電子走査方式の超
音波探触子を用い、これら超音波振動子に与える
励振パルスのタイミングを励振に供する各超音波
振動子に対応してそれぞれ設けられた遅延手段を
用いて制御することにより超音波ビームの走査制
御を行うとともにその反射波を検出して受信信号
を得、これより超音波像を得る検査装置におい
て、基準信号を発振する基準信号発振手段と、こ
の基準信号を位相シフトしてそれぞれ位相差を与
え、多相化して出力する位相シフト手段と、予め
設定された各励振タイミング毎における各超音波
振動子の遅延時間情報及び予め設定された周波数
及び波数の情報を所定タイミング毎に出力する制
御手段と、励振に供する各超音波振動子にそれぞ
れ対応して設けられ、前記遅延時間情報を受け、
これに対応する前記位相シフト手段の各相のうち
の一相を選択する選択手段、前記遅延時間情報を
受けこれをプリセツトすると共に前記選択手段の
出力をカウントするカウンタ、前記周波数情報を
桁選択情報として受けてこれに対応する前記カウ
ンタの桁出力を前記カウンタのカウント値がプリ
セツト値に達すると抽出し励振パルス発生に用い
る抽出手段、前記波数情報を受け前記抽出手段の
出力をカウントしてそのカウント値が前記波数情
報対応の値に達すると該抽出手段の出力を停止さ
せる計数手段とよりなる遅延手段を設けて構成
し、上記遅延手段は位相シフト手段により基準信
号（クロツクパルス）に対し、それぞれ所定の位
相差を持たせた複数相のクロツク列のうちの一相
を遅延時間情報に対応させて選択し、これを該遅
延時間情報に対応したプリセツト値に設定された
カウンタによりカウントすると共に超音波振動子
の励振させるべき周波数に対応した分周比の出力
の得られる前記カウンタ桁位置を選択し、この桁
位置の出力を前記カウンタのカウント値がプリセ
ツト値に達した時点より抽出し、この抽出出力に
て励振パルスを発生させ、また、この抽出出力が
前記波数情報値に達した時、抽出を停止させるよ
うにし、基準信号をそれぞれ位相の異なるクロツ
ク列に多相化して出力したことによつてこれらの
うち遅延時間に応じた位相のクロツク列を選択す
れば所望の遅延時間を得るに最適なタイミングの
クロツクが得られ、高精度に遅延時間を設定でき
ると共に多相化により基準信号は高周波を用いず
とも精度を維持でき、また、カウンタの桁を選択
することによつて所望の周波数の励振パルスを得
られるようにする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について第３図〜第４
図を参照しながら説明する。
第３図は本装置の構成を示すブロツク図であ
る。
図中３１はアレイ形の超音波探触子であつて３
１1，３１2，…３１ｎは各超音波振動子である。
また、３２は基準信号（クロツクパルス）を発生
する基準信号発振回路、３３は全体の制御を司る
コントロール回路である。３４は位相シフト回路
であり、前記基準信号発振回路３２の出力する基
準信号を受けてこれをそれぞれ位相差Δtを持つ
クロツク列となるように多相化して出力する。
３５はデイジタル遅延回路であり、前記位相シ
フト回路３４の出力するクロツク列を各相別に受
け、これをコントロール回路３３の出力する制御
出力によつて一相を選択すると共にコントロール
回路３３の出力する波数Ｎ、分周比ｌ、遅延時間
の各制御データを受けてこの波数、分周比、遅
延時間となる前記クロツク列をカウントし、これ
により得たクロツクを送信回路３６に与えるもの
である。超音波探触子３１がセクタスキヤン用の
ものであるとすれば該超音波探触子３１はｎ個あ
る超音波振動子３１1，〜３１ｎに対し超音波送
信方向と収束点により各々定まる所定の遅延時間
分ずつ遅延された超音波励振パルスを与えなけれ
ばならないので、超音波送信方向、収束点に応じ
コントロール回路３３より出力される各超音波振
動子３１1，〜３１ｎに必要な各々の遅延時間を
設定する遅延時間の制御出力ｆに対応した遅延時
間で励振用のパルスを与えるべく遅延回路３５は
ｎ個設けて各々特定の超音波振動子３１1，〜３
１ｎに１つずつ対応させてあり、図では対応する
超音波振動子３１1，〜３１ｎに合わせて各々３
５−１，３５−２，〜３５−ｎと添え字を付して
区別してある。
ここで、デイジタル遅延回路３５は位相シフト
回路３４から送出される多相分のクロツク列のう
ち任意の一相を選択して出力するクロツク選択回
路３５ａ、この選択された一相のクロツク列をカ
ウントするプリセツト形のバイナリーカウンタ３
５ｂ、このカウンタ３５ｂのキヤリーCY出力に
よりセツトされるＲ−Ｓ型のフリツプフロツプ３
５ｃ、前記カウンタ３５ｂの各桁出力を入力と
し、前記フリツプフロツプ３５ｃの前記分周比ｌ
の設定値を受けるとこれらに対応するカウンタ３
５ｂの桁出力を選択し、且つ、これを前記フリツ
プフロツプ３５ｃのＱ出力を受けた時点でゲート
を開いてクロツク選択回路３５ａの出力に同期し
て抽出し、これを出力すると共にカウンタ３５ｄ
のキヤリー出力を受けるとゲートを閉じて出力を
停止するデータセレクタ３５ｅよりなる。前記カ
ウンタ３５ｄはコントロール回路３３の出力する
波数Ｎの設定データを受けてそのデータ値にプリ
セツトされると共にデータセレクタ３５ｅの出力
をカウントしてそのカウント値がプリセツト値に
達するとキヤリー出力を出すものである。
３６−１，〜３６−ｎは送信回路で、各々デイ
ジタル遅延回路３５−１，〜３５−ｎと１対１で
対応しており、その対応する遅延回路のデータセ
レクタ３５ｅより与えられる出力を受けてこれよ
り超音波励振パルスを出力し、対応する超音波振
動子３１1，〜３１ｎに与えるものである。
３７−１，〜３７−ｎは前置増幅器であり、
各々前記超音波振動子３１1，〜３１ｎと１対１
で対応していて該対応する超音波振動子からのエ
コー検出出力を受けてこれを増幅する。
３８−１，〜３８−ｎはこれら前置増幅器３７
−１，〜３７−ｎに対応して設けられた受信用の
遅延回路であり、これはアナログ式の遅延素子
（LC遅延線等）を用いていて前記コントロール回
路３３の出力する遅延時間の制御出力ｆを受けて
その出力に対応した遅延時間に設定されると共に
対応する前置増幅器３７−１，〜３７−ｎの出力
を遅延する。
３９はこれら遅延回路３８−１，〜３８−ｎの
出力を受けてこれらを加算して出力する加算器で
あり、加算後の出力ｇは表示装置へと送られて超
音波断層像の表示に供される。
尚、コントロール回路３３は各超音波振動子３
１1，〜３１ｎに走査方向等に応じて必要な遅延
時間の制御出力ｆを発生し、各々の超音波振動子
３１1，〜３１ｎの系統別に対応する遅延回路３
５−１，〜３５−ｎ、３８−１，〜３８−ｎに与
えるようにしており、また、波数Ｎ及び分周比ｌ
は図示しないコンソールよりオペレータがパルス
駆動、バースト駆動のセレクトを行うと共に使用
する超音波探触子に応じた周波数設定を行うこと
により対応するデータが出力されるようになつて
いる。
次に上記構成の本装置の作用について第４図、
第５図のタイムチヤートを参照しながら説明す
る。
オペレータがパルス駆動であるかバースト駆動
であるのかを設定し、また周波数を使用して超音
波探触子３１に合わせて設定したとする。すると
コントロール回路３３はこれに対応して波数Ｎ、
分周比ｌを設定する。そして、オペレータが走査
開始指令Ｐを与えると基準信号発振器３２より所
定の周波数の基準信号（クロツクパルス；第４図
ｅ）が出力され位相シフト回路３４に与えられ
る。そしてこの位相シフト回路３４により第４図
e1′，e2′，e3′，e4′のようにそれぞれ位相差Δtを
持
つように多相化される。この多相化されたクロツ
クパルスはクロツク選択回路３５ａに送られる。
一方、基準信号発振回路３２からは所定の超音
波送信間隔となるよう、前記クロツクパルスｅを
分周した基準信号ｈが出力されコントロール回路
３３に与えられる。
するとコントロール回路３３はこれを受ける毎
に予め設定された超音波の送信方向、収束点に対
応してこれに必要な各超音波振動子３１1，〜３
１ｎの遅延タイミングを得る制御出力ｆを各別に
出力して各々の対応する遅延回路３５−１，〜３
５−ｎ、３８−１，〜３８−ｎに与える。また、
これと同時に波数Ｎ、分周比ｌのデータも各遅延
回路３５−１，〜３５−ｎに出力する。
これにより、遅延回路３８−１，〜３８−ｎは
各々入力された制御出力ｆに対応する遅延時間に
設定され、また、遅延回路３５−１，〜３５−ｎ
は各々制御出力ｆによつてクロツク選択回路３５
ａがどの相のクロツクパルスを選ぶかが設定され
ると共に該制御出力ｆに対応する遅延時間となる
ようにカウンタ３５ｂがプリセツトされる。従つ
て、クロツク選択回路３５ａからはこの選択され
た相のクロツク列が出力されカウンタ３５ｂ、デ
ータセレクタ３５ｅに送られる。
また、コントロール回路３３からの波数Ｎのデ
ータはカウンタ３５ｄに送られ、カウンタ３５ｄ
はＮがプリセツトされる。また、コントロール回
路３３からの分周比ｌのデータはデータセレクタ
３５ｅに送られ、データセレクタ３５ｅはこのｌ
に対応してカウンタ３５ｂの桁を選択する。
クロツク選択回路３５ａの出力するクロツク列
（第４図e′）を受けるとカウンタ３５ｂはこれを
カウントして、そのカウント値がプリセツト値に
達するとキヤリー出力（第４図CY）を発生する。
このキヤリー出力はフリツプフロツプ３５ｃに出
力され、これを受けてフリツプフロツプ３５ｄは
セツトされ、Ｑ出力端子より出力（第４図Ｑ）が
発生する。
この出力（第４図Ｑ）はデータセレクタ３５ｅ
に与えられ、これを受けるとデータセレクタ３５
ｅはゲートが開いてカウンタ３５ｂの選択した桁
の出力を通す。その出力はクロツク選択回路３５
ａの出力するクロツク列e′に同期して行われる。
そして、このデータセレクタ３５ｅの出力は対
応する送信回路３６−１，〜３６−ｎに送られ、
ここで励振パルス（第４図d1〜do）に変換されて
各々の対応する超音波振動子３１1，〜３１ｎに
出力され、各々の超音波振動子３１1，〜３１ｎ
はこれにより励振されて超音波を送信する。
また、データセレクタ３５ｅの出力はカウンタ
３５ｄにも与えられ、カウンタ３５ｄはこの出力
をカウントしてそのカウント値がプリセツト値に
達した時点でキヤリー出力を発生し、データセレ
クタ３５ｅに与える。これによりデータセレクタ
３５ｅはゲートが閉じられ、出力は発生しなくな
る。
これで、所望位相のクロツク列を所望時間遅延
させた後、所望の分周比で分周して得たパルスを
Ｎパルス分、得ることができたことになる。
他方、超音波のエコーは各超音波振動子３１1，
〜３１ｎで検出され、電気信号に変換された後、
各々前置増幅器３７−１，〜３７−ｎに送られて
増幅され、各々の対応する遅延回路３８−１，〜
３８−ｎで遅延されて時間軸を合わせた後、加算
回路３９で加算され、超音波断層像の表示に供さ
れる。
基準信号ｈは所定の間隔で発生されるので、こ
の基準信号ｈを受ける毎に前述の動作を繰り返
す。このとき、各カウンタ３５ｂ，３５ｄのカウ
ント値をクリアすると共にフリツプフロツプ３５
ｃをリセツトする。また、遅延時間の制御出力ｆ
はセクタスキヤンにおける次の超音波ビームの送
波方向に対応するものを出力する。
このようにして超音波ビームが順次送波されて
セクタスキヤンによる超音波断層像が得られるこ
とになる。
上述したように遅延回路３５は基準となるクロ
ツクパルス列に対し、Δtなる位相差のｍ（ｍ＝
１，２，３，…ｍ）倍の位相差を持つクロツクの
うちの所望位相のクロツク列を所望時間、遅延さ
せて後、所望の分周比で分周して得たパルスをＮ
パルス分、抽出することができるので、基準とな
るクロツクパルス列のタイミングにのみ規制され
ずにΔtのｍ倍の位相差の範囲で微調整した遅延
時間を得ることができ、より高精度な遅延時間が
得られるようになる他、周波数もカウンタの桁数
に対応した分周比で分周することができることか
ら周波数の自由度も高くなり、更に波数を任意に
設定できるので、パルス駆動、パースト駆動を任
意に行えるようになる。また周波数は基準信号発
振回路の発振周波数を変化させることによつても
高精度に可変することができるようになり、ま
た、本装置では基準信号を多相化し、目的の遅延
時間に応じて最適の一相を選択し、その出力をカ
ウントして遅延時間を得るようにしていることか
らデイジタル遅延回路に動作周波数の高くない素
子を用いても遅延時間精度を向上させることがで
きるなどの利点が得られる。
尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限
定することなく、その要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得るものであり、例えば上記
実施例では電子走査によるセクタスキヤンを示し
たが、リニアスキヤン等、他の方式にも応用する
ことができることは勿論である。
また、本装置は医用装置のみならず、工業用計
測等の分野に使用される超音波装置に対しても応
用できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明は多数の超音波振動
子を並設した電子走査方式の超音波探触子を用
い、これら超音波振動子に与える励振パルスのタ
イミングを励振に供する各超音波振動子に対応し
てそれぞれ設けられた遅延手段を用いて制御する
ことにより超音波ビームの走査制御を行うととも
にその反射波を検出して受信信号を得、これより
超音波像を得る検査装置において、基準信号を発
振する基準信号発振手段と、この基準信号を位相
シフトしてそれぞれ位相差を与え、多相化して出
力する位相シフト手段と、予め設定された各励振
タイミング毎における各超音波振動子の遅延時間
情報及び予め設定された周波数及び波数の情報を
所定タイミング毎に出力する制御手段と、励振に
供する各超音波振動子にそれぞれ対応して設けら
れ、前記遅延時間情報を受け、これに対応する前
記位相シフト手段の各相のうちの一相を選択する
選択手段、前記遅延時間情報を受けこれをプリセ
ツトすると共に前記選択手段の出力をカウントす
るカウンタ、前記周波数情報を桁選択情報として
受けてこれに対応する前記カウンタの桁出力を前
記カウンタのカウント値がプリセツト値に達する
と抽出し励振パルス発生に用いる抽出手段、前記
波数情報を受け前記抽出手段の出力をカウントし
てそのカウント値が前記波数情報対応の値に達す
ると該抽出手段の出力を停止させる計数手とより
なる遅延手段を設けて構成し、上記遅延手段は位
相シフト手段により基準信号（クロツクパルス）
に対し、それぞれ所定の位相差を持たせた複数相
のクロツク列のうちの一相を遅延時間情報に対応
させて選択し、これを該遅延時間情報に対応した
プリセツト値に設定されたカウンタによりカウン
トすると共に超音波振動子の励振させるべき周波
数に対応した分周比の出力の得られる前記カウン
タ桁位置を選択し、この桁位置の出力を前記カウ
ンタのカウント値がプリセツト値に達した時点よ
り抽出し、この抽出出力にて励振パルスを発生さ
せ、また、この抽出出力が前記波数情報値に達し
た時、抽出を停止させるようにし、基準信号をそ
れぞれ位相の異なるクロツク列に多相化して出力
したことによつてこれらのうち遅延時間に応じた
位相のクロツク列を選択すれば所望の遅延時間を
得るに最適なタイミングのクロツクが得られるの
で、高精度に遅延時間を設定できるようになると
共に多相化により基準信号は高周波を用いずとも
精度を維持できるので、低速の素子を用いて高精
度な遅延手段を実現できるようになり、また、カ
ウンタの桁を選択することによつて所望の周波数
の励振パルスを得られるようになる等の特徴を有
する超音波検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図は従来装置の構成を示す図、第
３図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第４
図はその要部の動作を示すタイムチヤートであ
る。 ３１…超音波探触子、３１1，〜３１ｎ…超音
波振動子、３２…基準信号発振回路、３３…コン
トロール回路、３４…位相シフト回路、３５1，
〜３５ｎ…遅延回路、３５ａ…クロツク選択回
路、３５ｂ，３５ｄ…カウンタ、３５ｃ…フリツ
プフロツプ、３５ｅ…データセレクタ、３６−
１，〜３６−ｎ…送信回路、３８−１，〜３８−
ｎ…受信用遅延回路、３９…加算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 多数の超音波振動子を並設した電子走査方式
    の超音波探触子を用い、これら超音波振動子に与
    える励振パルスのタイミングを励振に供する各超
    音波振動子に対応してそれぞれ設けられた遅延手
    段を用いて制御することにより超音波ビームの走
    査制御を行うとともにその反射波を検出して受信
    信号を得、これより超音波像を得る装置におい
    て、基準信号を発振する基準信号発振手段と、こ
    の基準信号を位相シフトしてそれぞれ位相差を与
    え、多相化して出力する位相シフト手段と、予め
    設定された各励振タイミング毎における各超音波
    振動子の遅延時間情報及び予め設定された周波数
    及び波数の情報を所定タイミング毎に出力する制
    御手段と、励振に供する各超音波振動子にそれぞ
    れ対応して設けられ、前記遅延時間情報を受け、
    これに対応する前記位相シフト手段の各相のうち
    の一相を選択する選択手段、前記遅延時間情報を
    受けこれをプリセツトすると共に前記選択手段の
    出力をカウントするカウンタ、前記周波数情報を
    桁選択情報として受けてこれに対応する前記カウ
    ンタの桁出力を前記カウンタのカウント値がプリ
    セツト値に達すると抽出し励振パルス発生に用い
    る抽出手段、前記波数情報を受け前記抽出手段の
    出力をカウントしてそのカウント値が前記波数情
    報対応の値に達すると該抽出手段の出力を停止さ
    せる計数手段とより成る遅延手段を備えたことを
    特徴とする超音波検査装置。
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