JPH04193268A - Retardation time generating apparatus for ultrasonic diagnosis apparatus - Google Patents

Retardation time generating apparatus for ultrasonic diagnosis apparatus

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JPH04193268A
JPH04193268A JP2327825A JP32782590A JPH04193268A JP H04193268 A JPH04193268 A JP H04193268A JP 2327825 A JP2327825 A JP 2327825A JP 32782590 A JP32782590 A JP 32782590A JP H04193268 A JPH04193268 A JP H04193268A
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Japan
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delay time
normalized
diagnostic apparatus
delay
equation
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Takashi Ito
貴司 伊藤
Kagefumi Sou
景文 曹
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to perform generation of retardation time by performing a specified unit recovery operation on a normalized retardation time T obtd. by a normalized retardation time table. CONSTITUTION:A unit recovery operation part 28 performs multiplication of a normalized retardation time T by f/C and addition of a specified const. K to the result of multiplication. The unit recovery operation part 28 is constituted of an f/C generator 40, a K generator 42, a multiplicator 44 multiplicating a retardation time T output from an interpolation treating part 26 by a value output from the f/C generator 40 and an adder 45 adding a const. K output from the K generator 42 and being different depending on the kind of a probe to the output of the multiplicator 44. Therefore, by performing this operation, a retardation time is successively output.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、アレイ振動子を構成する各振動素子の送受信
号に遅延時間を与える超音波診断装置の遅延時間発生装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a delay time generator for an ultrasonic diagnostic apparatus that provides a delay time to the transmitted and received signals of each vibrating element constituting an array transducer.

[従来の技術] 医療の分野において、超音波を用いて生体内の断層像な
どを得る超音波診断装置か活用されている。
[Background Art] In the medical field, ultrasonic diagnostic apparatuses that use ultrasonic waves to obtain tomographic images of in-vivo images are utilized.

この超音波診断装置においては、−膜内にアレイ振動子
にて超音波の送受波か行われている。そして、アレイ振
動子を構成する複数の振動素子における各振動素子の送
受信号にそれぞれ異なる遅延時間を与えることにより、
超音波ビームの電子偏向や電子フォーカスが行われてい
る。例えば、電子走査の手法として、電子セクタ走査が
知られており、また電子フォーカスの手法として、ダイ
ナミックフォーカス法などが知られている。
In this ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic waves are transmitted and received using an array transducer within the membrane. By giving different delay times to the transmitted and received signals of each of the plurality of transducer elements constituting the array transducer,
Electronic deflection and electronic focusing of the ultrasound beam are performed. For example, electronic sector scanning is known as an electronic scanning method, and a dynamic focus method is known as an electronic focusing method.

第6図には、超音波ビームの電子偏向及び電子フォーカ
スの概念が示されている。
FIG. 6 shows the concept of electronic deflection and electronic focusing of an ultrasound beam.

第6図において、超音波の送受波は、直線上にN個配列
されたアレイ振動子10にて行われている。そして、ア
レイ振動子を構成する各振動素子10aには、それぞれ
送受信号の遅延を行う遅延器12aが設けられている。
In FIG. 6, ultrasonic waves are transmitted and received by N array transducers 10 arranged in a straight line. Each vibrating element 10a constituting the array vibrator is provided with a delay device 12a that delays transmitted and received signals.

そして、i番目の振動素子10aに接続されている遅延
器12aに与えられる遅延時間は、例えば、次の第1式
で表すことができる。
The delay time given to the delay device 12a connected to the i-th vibration element 10a can be expressed, for example, by the following first equation.

τi = (f −(f2+ (i−Δp (m+1) /2
) 2−2Δpf (m+1)s inθ/2)l/2
)/C+K            ・・・(第1式)
ただし、fは焦点距離、mは振動素子の総数、Δpは微
小振動素子間の間隔、θは超音波の偏向角度、Cは超音
波の媒体(例えば、生体)中における伝搬速度を示して
いる。また、Kは物理的に実現できない負の遅延時間を
避けるための正の定数である。
τi = (f − (f2+ (i−Δp (m+1) /2
) 2-2Δpf (m+1)s inθ/2)l/2
)/C+K...(1st formula)
Here, f is the focal length, m is the total number of vibrating elements, Δp is the interval between micro-vibrating elements, θ is the deflection angle of the ultrasonic wave, and C is the propagation speed of the ultrasonic wave in the medium (e.g., living body). . Further, K is a positive constant to avoid a negative delay time that cannot be realized physically.

従って、このような第1式で求められる遅延時°間を各
振動素子に接続された遅延器に与えることにより、超音
波ビームをθ方向に偏向でき、かつ焦点距離fの位置で
超音波ビームの集束を行うことができる。
Therefore, by giving the delay time obtained by the first equation to the delay device connected to each vibrating element, the ultrasonic beam can be deflected in the θ direction, and the ultrasonic beam can be deflected at the focal length f. can be focused.

ところで、従来の超音波診断装置では、上記第1式を予
め計算して遅延時間を求め、求められた遅延時間を例え
ばROMのような記憶装置に格納していた。そして、超
音波の送波及び受波毎にROMから遅延時間を読み出し
て上記遅延器12’aに与えていた。
By the way, in conventional ultrasonic diagnostic apparatuses, the first equation above is calculated in advance to obtain the delay time, and the obtained delay time is stored in a storage device such as a ROM. The delay time is read out from the ROM each time an ultrasonic wave is transmitted or received, and is applied to the delay device 12'a.

ここで、理想的な条件の下で、記憶装置に格納される遅
延時間の情報量を以下に概算する。
Here, under ideal conditions, the amount of information about the delay time stored in the storage device is roughly estimated as follows.

まず、振動素子が128個あるとすると、各振動素子に
ついて遅延時間を保持する必要があるため、遅延時間は
128種類保持する必要がある。
First, if there are 128 vibrating elements, it is necessary to hold delay times for each vibrating element, so it is necessary to hold 128 types of delay times.

次に、焦点距離fについて考えると、超音波診断装置で
は送信時及び受信時に一般的にダイナミックフォーカス
が行われるため、例えばfについては32種類の遅延時
間が必要である。
Next, considering the focal length f, dynamic focusing is generally performed during transmission and reception in an ultrasonic diagnostic apparatus, so for example, 32 types of delay times are required for f.

また、超音波ビームの偏向角度θが256方向設定され
ている場合、遅延時間は256種類必要   −である
Furthermore, if the deflection angle θ of the ultrasonic beam is set in 256 directions, 256 types of delay times are required.

そして、振動素子の間隔Δpについては、これは探触子
固有の値であり探触子の種類によって異なるため、例え
ば32種類の探触子を用いるためには、Δpについて3
2種類の遅延時間を保持する必要がある。
Regarding the spacing Δp between the vibrating elements, this is a value unique to the probe and varies depending on the type of probe. For example, in order to use 32 types of probes, Δp must be
It is necessary to maintain two types of delay times.

このような各パラメータについての組合せを考えると、
1つの遅延時間を10ビツトで表した場合、保持すべき
遅延時間の情報量は、40Mバイトになり、非常に大き
な情報量となる。
Considering these combinations of each parameter,
If one delay time is represented by 10 bits, the amount of delay time information to be held is 40 Mbytes, which is a very large amount of information.

このように、理想的に遅延時間の情報量を計算すると、
大容量記憶装置が必要となり、また記憶装置へのアクセ
スに時間が要するなど不具合が生じる。
In this way, if we ideally calculate the amount of information in the delay time,
A large-capacity storage device is required, and problems arise such as the time it takes to access the storage device.

そこで、従来においては、接続できる探触子の種類を減
らすと共に、それ以外のパラメータの種類を半分以下に
して、情報量を減らし、それを大容量のROMなどに格
納していたが、超音波診断精度を上げるための障害とな
っていた。
Therefore, in the past, the types of probes that could be connected were reduced, and the types of other parameters were reduced by half or less, reducing the amount of information and storing it in large-capacity ROM. This was an obstacle to improving diagnostic accuracy.

上記問題を解決するために、特開平1〜193679号
で、保持すべき遅延時間の情報量を削減した遅延時間発
生装置が提案されている。
In order to solve the above-mentioned problem, a delay time generation device that reduces the amount of delay time information to be held is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 193679.

この従来の装置を説明する前に、以下に第1式で示した
遅延時間計算式を別の数学的な表現に書き換える。
Before explaining this conventional device, the delay time calculation formula shown in the first formula will be rewritten into another mathematical expression.

第7図には、X軸方向に沿うアレイ振動子と焦点Fとの
位置関係が幾何学的に示されている。
FIG. 7 geometrically shows the positional relationship between the array vibrator and the focal point F along the X-axis direction.

ここにおいて、0は超音波ビーム形成に係る中心点であ
り、Pは中心点OがらX隔てた振動素子の位置を示して
いる。
Here, 0 is the center point related to ultrasonic beam formation, and P indicates the position of the vibrating element separated by X from the center point O.

図において、焦点Fと中心点0との間の距離(焦点距離
)fを半径として、焦点Fを中心に半径fの円弧を描く
と、この円弧は焦点Fに集束する超音波の波面と考える
ことができる。従って、各振動素子でこのような波面を
合成するには、図に示される円弧とX軸との間の距離に
相当する時間差を送受信号に付与すればよいことが理解
される。
In the figure, if we draw a circular arc with radius f centered on focal point F, with the distance (focal length) f between focal point F and center point 0 as the radius, this circular arc is considered to be the wavefront of the ultrasound focused on focal point F. be able to. Therefore, it is understood that in order to synthesize such wavefronts in each vibrating element, a time difference corresponding to the distance between the circular arc shown in the figure and the X-axis may be added to the transmitted and received signals.

ここで、Pの位置にある振動素子について考える。なお
、図において、焦点Fと振動素子の位置Pとを含む直線
が円弧と交わる点がQで示されている。
Now, consider the vibrating element at position P. In addition, in the figure, the point where the straight line including the focal point F and the position P of the vibrating element intersects with the circular arc is indicated by Q.

図において、距離■は、以下の第2式で示される。In the figure, the distance ■ is expressed by the following second equation.

PQ−f−(f  +x  −2xfsinθ)l/2
・・・(第2式) そして、超音波が距離−PQ−を伝搬する時間、すなわ
ちPの位置にある振動素子に付与する遅延時間τは、次
の第3式で示される。
PQ-f-(f+x-2xfsinθ)l/2
...(Second Equation) Then, the time for the ultrasonic wave to propagate over the distance -PQ-, that is, the delay time τ given to the vibrating element at the position P, is expressed by the following third equation.

τ−P Q/C −(f  (f2+x2 一2x f s i nθ戸/2)/c・・・(第3式
) 従って、各振動素子についてこのτを求めることにより
、超音波の波面の合成が実現でき、超音波ビームの偏向
及び集束が行える。
τ-P Q/C -(f (f2+x2-2x fs inθ door/2)/c...(3rd formula) Therefore, by finding this τ for each vibrating element, the ultrasonic wavefront can be synthesized. can be realized, and the ultrasonic beam can be deflected and focused.

さて、上述した特開平1−193679号で提案された
遅延時間発生装置では、上記第3式をXに関して3次の
項までマクロ−リン級数展開する手法により遅延時間の
発生を実現している。
Now, in the delay time generation device proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-193679, generation of the delay time is realized by a method of expanding the above-mentioned formula 3 into a Macrolin series up to the cubic term with respect to X.

以下に、参考としてその計算式を示す。(この式の詳細
については特開平1−193679号参照) 1M(X、θ) 一τM(0,θ)十xτ ′(0,θ)+X2r しく0.θ)/2! M(0,θ)/3! =(a  x  +a  x  +a、x)/C・・・
(第4式) ただし、 am−cos2θ/(2f) al m5inθ そして、この従来の装置は、それぞれフィードバックル
ープをもつ3つの加算器と、各加算器毎に設けられた加
算係数(a 1〜a a )を発生するROMと、など
から構成され、前記3つの加算器を3段直列に接続して
上記第4式の計算が電気的に実現されている。
The calculation formula is shown below for reference. (Refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-193679 for details of this formula.) 1M(X, θ) - τM(0, θ) + x τ '(0, θ) + X2r 0. θ)/2! M(0,θ)/3! = (a x + a x + a, x)/C...
(Equation 4) However, am-cos2θ/(2f) al m5inθ And, this conventional device has three adders each having a feedback loop, and addition coefficients (a 1 to a The calculation of the fourth equation is electrically realized by connecting the three adders in three stages in series.

従って、この従来の遅延時間発生装置では、基本的に、
上記第4式における各Xの項の係数a1〜a3のみをR
OMに保持すればよいので、遅延時間発生に係る情報量
の削減が図れる。
Therefore, in this conventional delay time generator, basically,
R
Since it is sufficient to hold the information in the OM, the amount of information related to the occurrence of delay time can be reduced.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の遅延時間発生装置においては
、得られる遅延時間の精度が十分でないという問題があ
る。すなわち、マクロ−リン級数展開した後の第4式に
おいて、Xの絶対値か大きくなると求められる遅延時間
の精度が悪くなるという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional delay time generating device described above has a problem in that the accuracy of the obtained delay time is not sufficient. That is, in the fourth equation after expansion into the Macrolin series, there is a problem that as the absolute value of X becomes larger, the accuracy of the delay time determined becomes worse.

ここで、マクロ−リン級数展開の手法による遅延時間誤
差を求めるため、上記第3式と上記第4式に、f=1c
lomm、lxl−25mm、  θ−〇@を代入し、
更に超音波の伝搬速度Cを1.53 X 10’mm/
 n sとして両者を比較すると、遅延時間発生に係る
誤差は31nsと求められる。
Here, in order to obtain the delay time error using the Macrolin series expansion method, f=1c
Substitute lomm, lxl-25mm, θ-〇@,
Furthermore, the propagation speed C of the ultrasonic wave is 1.53 x 10'mm/
Comparing the two as ns, the error related to the occurrence of the delay time is found to be 31 ns.

また、上記特開平1−193679号の遅延時間発生装
置では、上記第3式の級数展開の手法として、ルジャン
ドル多項式を用いる方法も提案されている。しかしなが
ら、上記各値を代入した結論を述べると、この方法によ
っても、その誤差は38n sである。
Furthermore, in the delay time generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 1-193679, a method using a Legendre polynomial is also proposed as a method for series expansion of the third equation. However, the conclusion obtained by substituting each of the above values is that even with this method, the error is 38 ns.

ところで、一般に、送受信号の遅延には上述したように
遅延器などの遅延素子が用いられている。
Incidentally, as described above, a delay element such as a delay device is generally used to delay transmitted and received signals.

そして、遅延素子における最小遅延時間である量子化さ
れた遅延単位は、一般に、送受波される超音波の周期の
10分の1程度に短くする必要がある。
The quantized delay unit, which is the minimum delay time in the delay element, generally needs to be shortened to about one-tenth of the period of the transmitted and received ultrasonic waves.

従って、遅延時間発生装置にて発生される遅延時間の誤
差は、上記量子化された最小単位時間内に収まれば実際
上問題は生じない。
Therefore, if the error in the delay time generated by the delay time generator falls within the quantized minimum unit time, no problem will actually occur.

このような前提の下、例えば、超音波診断装置において
5MHzの超音波を用いる場合には、上記遅延素子の量
子化単位時間は20ns程度にする必要がある。
Under such a premise, when using 5 MHz ultrasonic waves in an ultrasonic diagnostic apparatus, for example, the quantization unit time of the delay element needs to be about 20 ns.

しかしながら、上記従来の装置で発生される遅延時間の
誤差は、上述した値から理解されるように、この要求さ
れる2On s以内に収まっておらず、場合により精度
上問題があると言える。
However, as can be understood from the above-mentioned values, the delay time error generated in the conventional device is not within the required 2 On s, and there may be a problem in terms of accuracy in some cases.

以上のことから、マクロ−リン級数展開あるいはルジャ
ンドル多項式を用いて計算式の近似を行う方法では、十
分な精度が得られない場合がある。
From the above, the method of approximating a calculation formula using Macrolin series expansion or Legendre polynomials may not provide sufficient accuracy.

一方、この精度を上げるため、級数展開をXについて第
4次の項まで行うことも可能であるが、この場合には、
装置が非常に複雑化し、また迅速な遅延時間の発生が困
難になるという問題かある。
On the other hand, in order to increase this accuracy, it is also possible to perform series expansion up to the fourth order term for X, but in this case,
There are problems in that the device becomes very complex and it becomes difficult to quickly generate a delay time.

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、遅延時間発生に係る精度を一定内に維持し
つつ記憶装置に格納する遅延時間の情報量を削減するこ
とのできる超音波診断装置の遅延時間発生装置を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems,
The purpose is to provide a delay time generation device for an ultrasonic diagnostic apparatus that can reduce the amount of delay time information stored in a storage device while maintaining accuracy regarding delay time generation within a certain range.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は以下の原理を用い
る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention uses the following principle.

発明の原理 本発明は、上記i3式を以下のように式変形することに
より実現される。以下に、再び第3式を引用し、その式
変形について説明する。
Principle of the Invention The present invention is realized by transforming the above i3 equation as follows. Below, we will refer to the third equation again and explain its transformation.

τ−PQ/C = (f−(f2+x2 一2xfsinθ) 112) /C ・・・(第3式) まず、第7図で示したアレイ振動子の超音波ビーム形成
中心点Oから遅延時間発生に係る振動素子の位置Pまで
の距離Xを焦点距離fで除したものを規格化位置Xと定
義する。
τ-PQ/C = (f-(f2+x2-2xfsinθ) 112) /C (3rd formula) First, from the ultrasonic beam forming center point O of the array transducer shown in Fig. 7, the delay time is generated. The normalized position X is defined as the distance X to the position P of the vibrating element divided by the focal length f.

Xmx/f     ゛      ・・・(第5式)
従って、これを式変形するとx−Xfとなり、このXを
上記第3式に代入する。すると、次の第6式が得られる
Xmx/f ゛...(5th formula)
Therefore, when this equation is transformed, it becomes x-Xf, and this X is substituted into the third equation above. Then, the following formula 6 is obtained.

r−(1(1+X2−2Xsinθ戸/2)/ (C/
f)           ・・・(第6式)そして、
この第6式の両辺を超音波伝搬時間f/C(上記超音波
ビーム形成中心点から焦点Fまでの超音波の伝搬時間)
で割ったのが次の第7式%式%(12 ・・・(第7式) ここで、左辺は、遅延時間τを超音波伝搬時間(f /
C)で除したものであり、これを規格化遅延時間Tと定
義する。
r-(1(1+X2-2Xsinθdoor/2)/(C/
f) ...(Equation 6) and,
Both sides of this sixth equation are ultrasonic propagation time f/C (ultrasonic propagation time from the ultrasonic beam forming center point to focal point F)
Divided by the following formula 7% formula % (12 ... (7th formula) Here, the left side is the delay time τ as the ultrasonic propagation time (f /
C), and this is defined as the normalized delay time T.

T−τ/ (f/C)         ・・・(第8
式)従って、この規格化遅延時間Tは、以下の第9式に
示すように、上記規格化位置Xと超音波の偏同角度θと
の関数であり、この第′9式上で焦点距離f及び各振動
子間の間隔Δpに依存しないことが理解される。
T-τ/ (f/C) ...(8th
(Equation) Therefore, this normalized delay time T is a function of the normalized position It is understood that it does not depend on f and the spacing Δp between each vibrator.

T (X、  θ) =1− (1+X” −2XS i nθ)1/2・・
・(第9式) このように、規格化遅延時間T及び規格化位置Xの概念
を導入することにより、2つのノくラメータで、すなわ
ちX及びθて表されるTをテーブル化して保持すること
により、遅延時間発生に係る記憶装置に格納される情報
量の削減を図ることが可能となる。なおζ規格化遅延時
間Tから遅延時間τへの復元は、上記第8式から理解さ
れるように、規格化遅延時間Tにf/Cを乗算すればよ
い。
T (X, θ) = 1- (1+X"-2XS i n θ) 1/2...
・(Equation 9) In this way, by introducing the concepts of normalized delay time T and normalized position This makes it possible to reduce the amount of information stored in the storage device related to the occurrence of delay time. Note that in order to restore the ζ normalized delay time T to the delay time τ, the normalized delay time T may be multiplied by f/C, as understood from the above equation 8.

第1図は、以上説明した原理をブロック図で示したもの
である。ここにおいて、超音波診断装置本体から偏向角
度情報θ、焦点距離情報f、プローブの種類の情報P(
振動素子間の間隔Δp及び振動素子数mの情報を含む)
が供給されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle explained above. Here, deflection angle information θ, focal length information f, probe type information P(
(Including information on the interval Δp between vibrating elements and the number m of vibrating elements)
is supplied.

図において、規格化位置発生部10は、超音波診断装置
本体からf及びPを入力して、上記第5式の演算を行い
、規格化位置Xを発生するものである。ここで、Xは、
振動素子の間隔Δpに振動素子のアドレスiを乗算した
ものに相当する。
In the figure, a normalized position generating section 10 receives f and P from the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus, performs the calculation of equation 5 above, and generates a normalized position X. Here, X is
It corresponds to the product of the interval Δp between the vibrating elements and the address i of the vibrating elements.

そして、規格化位置発生部10にて発生された規格化位
置Xは、上記θ情報と共に、規格化遅延時間テーブル1
2に入力されている。
Then, the normalized position
2 is entered.

この規格化遅延時間テーブル12は、上述したように、
規格化遅延時間Tを規格化位置X及び偏向角度θの関数
としてテーブル化したものである。
As mentioned above, this standardized delay time table 12 is
This table shows the normalized delay time T as a function of the normalized position X and the deflection angle θ.

従って、上記X及びθに対応する規格化遅延時間Tが出
力されることになる。
Therefore, the normalized delay time T corresponding to the above-mentioned X and θ is output.

そして、出力された規格化遅延時間Tは、単位復元演算
部14に入力される。
The output normalized delay time T is then input to the unit restoration calculation section 14.

この単位復元演算部14は、以下に示す第10式を演算
して、規格化遅延時間Tから遅延時間τを求めている。
The unit restoration calculation unit 14 calculates the delay time τ from the normalized delay time T by calculating the 10th equation shown below.

τ−T・ (f/C)十K    ・・・(第10式)
ただし、Kは、負の遅延時間を避けるための定数である
τ-T・(f/C)10K...(Equation 10)
However, K is a constant to avoid negative delay time.

以上のように、規格化遅延時間テーブルのパラメータは
X及びθの2つのみてあり、従来と比べ少なくとも1つ
のパラメータを排除できるという利点を有する。
As described above, the normalized delay time table has only two parameters, X and θ, and has the advantage that at least one parameter can be eliminated compared to the conventional method.

次に、第2図を用いて、線形補間を前提とした上記規格
化遅延テーブルでの標本化について述べる。
Next, with reference to FIG. 2, sampling using the normalized delay table described above based on linear interpolation will be described.

規格化遅延時間テーブルにおいて規格化遅延時間Tを定
める2つのパラメータ、すなわちX及びθに対し、その
両者あるいはそのうちの一方を標本化することにより、
規格化遅延時間テーブルにおける保持される情報量の大
幅な削減を図ることが可能である。
By sampling both or one of the two parameters, X and θ, that determine the standardized delay time T in the standardized delay time table,
It is possible to significantly reduce the amount of information held in the standardized delay time table.

第2図(A)には、その−例として、Xのみが所定のサ
ンプル間隔で標本化されてテーブルが構成された規格化
遅延時間テーブル16が示されている。なお、(B)に
はテーブルの概念が示されている。
As an example, FIG. 2A shows a normalized delay time table 16 in which only X is sampled at predetermined sampling intervals. Note that (B) shows the concept of a table.

また、この第2図(A)には、上記標本化にて生ずる精
度の劣化を補うための補間処理部18が示されている。
Further, FIG. 2(A) shows an interpolation processing section 18 for compensating for the deterioration in precision caused by the sampling.

従って、あるθ及びXが特定されると、これによって規
格化遅延時間テーブル16から隣り合う2つの遅延時間
Tl、T2 (又はT1.ΔT)か求められることにな
る。そして、補間処理部18にて前記求められたT1.
T2 (又はTt、  ΔT)をXの重み付けで線形補
間処理することにより、上記標本化に伴う精度の劣化を
補いつつ遅延時間τの発生を行うことが可能である。
Therefore, when certain θ and X are specified, two adjacent delay times Tl and T2 (or T1.ΔT) can be found from the normalized delay time table 16. The interpolation processing unit 18 then uses the obtained T1.
By performing linear interpolation processing on T2 (or Tt, ΔT) with X weighting, it is possible to generate the delay time τ while compensating for the deterioration in precision caused by the sampling.

なお、標本化の点数は、要求される精度に応じて適宜に
定めればよい。
Note that the number of sampling points may be determined as appropriate depending on the required accuracy.

上記原理を適用した課題解決の手段 上記原理を適用した本発明に係る遅延時間発生装置は以
下の構成を有する。
Means for solving problems by applying the above principle A delay time generating device according to the present invention to which the above principle is applied has the following configuration.

まず、請求項(1)記載の発明は、超音波ビーム形成中
心点から遅延時間τ発生に係る振動素子までの距離Xを
焦点距離fて除した規格化位置Xを発生する規格化位置
発生手段と、規格化位置X及び偏向角度θで定められる
規格化遅延時間Tを保持する規格化遅延時間テーブルと
、を含み、規格化遅延時間テーブルにて求められた規格
化遅延時間Tに所定の単位復元演算を行って遅延時間τ
を発生することを特徴とする。
First, the invention described in claim (1) provides a normalized position generating means for generating a normalized position and a normalized delay time table that holds the normalized delay time T determined by the normalized position Delay time τ after performing restoration calculation
It is characterized by the occurrence of

また、請求項(3)記載の発明は、上記規格化位置発生
手段と、規格化位置X及び偏向角度θで定められる規格
化遅延時間Tに前記焦点距離fと超音波の伝搬速度Cと
で定まる単位復元係数(f/C)を乗算した遅延時間り
を保持する遅延時間テーブルと、を含むことを特徴とす
る。
Further, the invention according to claim (3) provides the normalized position generating means, and the focal length f and the propagation velocity C of the ultrasonic wave at the normalized delay time T defined by the normalized position X and the deflection angle θ. It is characterized by including a delay time table that holds delay times multiplied by a determined unit restoration coefficient (f/C).

更に、請求項(2)及び(4)記載の発明は、規格化遅
延時間T又は遅延時間りを定めるパラメータのうち少な
くとも1つが標本化されてその標本化されたサンプル点
についてT又はDが保持され、更に標本化に伴う精度の
劣化を補う補間処理手段が設けられたことを特徴とする
Furthermore, the inventions described in claims (2) and (4) provide that at least one of the normalized delay time T or the parameter defining the delay time is sampled, and T or D is held for the sampled sample point. The present invention is characterized in that it is further provided with an interpolation processing means for compensating for deterioration in accuracy due to sampling.

[作用コ 上記請求項(1)記載の本発明の構成によれば、規格化
位置発生手段にて、遅延時間τ発生に係る振動素子につ
いての規格化位置Xか発生される。
[Function] According to the structure of the present invention as set forth in claim (1) above, the normalized position generating means generates the normalized position X for the vibration element related to the generation of the delay time τ.

そして、発生された規格化位置Xは、偏向角度θと共に
、規格化遅延時間テーブルに人力され、その両者で定め
られる規格化遅延時間Tが出力される。
Then, the generated normalized position X is manually entered into a normalized delay time table together with the deflection angle θ, and the normalized delay time T defined by both is output.

従って、出力された規格化遅延時間Tについて所定の単
位復元演算を行うことにより、遅延時間τを発生するこ
とが可能となる。
Therefore, by performing a predetermined unit restoring operation on the output normalized delay time T, it is possible to generate the delay time τ.

また、請求項(3)記載の本発明の構成によれば、上記
規格化遅延時間テーブルの代りに遅延時間テーブルを設
けることにより、上述した単位復元演算を行わずに直接
遅延時間りを求めることか可能である。
Further, according to the configuration of the present invention as set forth in claim (3), by providing a delay time table in place of the normalized delay time table, it is possible to directly obtain the delay time without performing the above-described unit restoration operation. It is possible.

ここで、遅延時間テーブルに格納される遅延時間りは、
規格化位置X及び偏向角度θで定められる規格化遅延時
間Tに焦点距離fで定まる単位復元係数(f /C)を
乗算したものであり、テーブルにおける入力パラメータ
が請求項(1)記載の本発明の構成に比べ1つ増す反面
、遅延時間テーブルから直接遅延時間りを求められると
いう利点を有する。
Here, the delay time stored in the delay time table is
It is obtained by multiplying the normalized delay time T determined by the normalized position Although the delay time is increased by one compared to the configuration of the invention, it has the advantage that the delay time can be directly determined from the delay time table.

従って、遅延時間テーブル以後の回路の構成か簡易にな
る。なお、遅延時間りは、単位復元係数(f /C)が
規格化位置X及び偏向角度θに依存しないため、請求項
(1)記載の本発明の構成と遅延時間発生に係る精度は
同一である。
Therefore, the configuration of the circuit after the delay time table is simplified. In addition, since the unit restoration coefficient (f/C) does not depend on the normalized position be.

また、請求項(2)及び(4)記載の本発明の構成によ
れば、補間処理手段による線形補間を前提として、テー
ブルにおける入力パラメータの標本化を行うことができ
るので、テーブルに保持される情報量の大幅な削減がで
きるという利点を有する。
Further, according to the configurations of the present invention described in claims (2) and (4), input parameters can be sampled in the table on the premise of linear interpolation by the interpolation processing means, so that the input parameters held in the table can be sampled in the table. It has the advantage of being able to significantly reduce the amount of information.

[実施例] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
[Examples] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第3図には、本発明に係る遅延時間発生装置の好適な実
施例が示されている。この第3図に示される遅延時間発
生装置は、第1図で示した構成を更に具体化したもので
ある。なお、この装置は、例えば超音波診断装置などに
組み込まれる。
FIG. 3 shows a preferred embodiment of the delay time generating device according to the present invention. The delay time generating device shown in FIG. 3 is a further embodiment of the configuration shown in FIG. Note that this device is incorporated into, for example, an ultrasonic diagnostic device.

図において、この装置は、規格化位置Xを発生する規格
化位置発生部22と、発生された規格化位置Xと偏向角
度θとを入力して規格化遅延時間Tを出力する規格化遅
延時間テーブル(以下、テーブルという)24と、テー
ブル24から出力された規格化遅延時間Tに対して線形
補間を行う補間処理部26と、補間処理部26から出力
された規格化遅延時間Tに対して所定の単位復元演算を
行う単位復元演算部28と、から構成されている。
In the figure, this device includes a normalized position generator 22 that generates a normalized position X, and a normalized delay time that receives the generated normalized position X and deflection angle θ and outputs a normalized delay time T. A table (hereinafter referred to as table) 24, an interpolation processing unit 26 that performs linear interpolation on the standardized delay time T output from the table 24, and a standardized delay time T output from the interpolation processing unit 26. It is composed of a unit restoration calculation section 28 that performs a predetermined unit restoration calculation.

ここで、規格化位置発生部22から出力された規格化位
置Xのうち整数部XRは、超音波診断装置本体から整数
値で与えられる偏向角度θと共に、テーブル24に入力
されている。
Here, the integer part XR of the normalized position X output from the normalized position generator 22 is input into the table 24 together with the deflection angle θ given as an integer value from the ultrasound diagnostic apparatus main body.

一方、規格化位置発生部22から出力された規格化位置
Xのうち小数部rは、補間処理部26に供給されており
、その線形補間処理に係る重み付けに供されている。
On the other hand, the decimal part r of the normalized position X output from the normalized position generating section 22 is supplied to the interpolation processing section 26, and is used for weighting related to the linear interpolation process.

なお、本実施例においては、θの種類が256種類とさ
ほど大きくないため、θについては標本化しておらず、
Xについてのみ標本化が行われている。もちろん、θに
ついて標本化を行ってもよい。この標本化、特にサンプ
ル点数の計算につぃては後に詳述する。
In addition, in this example, since the number of types of θ is not so large as 256 types, θ is not sampled.
Sampling is performed only for X. Of course, sampling may be performed for θ. This sampling, especially the calculation of the number of sample points, will be detailed later.

まず、このような本実施例のテーブル24に対して規格
化位置Xを発生する規格化位置発生部22について説明
する。
First, the normalized position generating section 22 that generates the normalized position X for the table 24 of this embodiment will be explained.

この規格化位置発生部22は、超音波診断装置本体から
プローブ情報P(振動素子間の間隔Δp及び振動素子数
mの情報を含む)及び焦点距離情報fを入力して後述す
る累積係数α及び加算初期値βを出力する加算係数発生
器30と、一方の入力端子に累積係数αが入力され他方
の入力端子にフィードバックされた規格化位置Xが供給
された加算器32と、超音波診断装置本体から供給され
るクロック1に従って前記加算器32の出力値を一時的
に格納するレジスタ34と、から構成されている。なお
、レジスタ34には、最初の加算動作時に、加算係数発
生器30から加算初期値βが供給される。
This normalized position generating section 22 inputs probe information P (including information on the interval Δp between transducer elements and the number m of transducer elements) and focal length information f from the ultrasound diagnostic apparatus main body, and generates an accumulation coefficient α and An addition coefficient generator 30 that outputs an initial addition value β, an adder 32 to which the cumulative coefficient α is input to one input terminal and the normalized position X fed back to the other input terminal, and an ultrasonic diagnostic apparatus. The register 34 temporarily stores the output value of the adder 32 according to the clock 1 supplied from the main body. Note that the register 34 is supplied with the addition initial value β from the addition coefficient generator 30 at the time of the first addition operation.

このように構成された規格化位置発生部22の動作原理
について以下に説明する。
The operating principle of the normalized position generating section 22 configured in this way will be explained below.

まず、第5式から、1番目の振動子についての規格化位
置Xは、次のように表すことができる。
First, from Equation 5, the normalized position X for the first vibrator can be expressed as follows.

X−Δp(i −(m+1)/2)/f・・・(第12
式) たたし、mは振動素子の総数である。
X-Δp(i-(m+1)/2)/f...(12th
(Formula) Where, m is the total number of vibration elements.

テーブル24における規格化位置Xに関する標本化のサ
ンプル間隔をΔXとし、更にテーブル24におけるXに
ついての中心のアドレスをXoとして、テーブル24に
おけるXのアドレスを整数で与えるために、上記第12
式を以下の第13式に書き変える。
In order to give the address of X in the table 24 as an integer, let the sample interval of sampling regarding the normalized position
Rewrite the equation as the 13th equation below.

X−Δ1)(i −(m+1)/2) / (f−ΔX)+Xo   −= (第13式)従っ
て、この第13式をiに関する係数とそれ以外とに分け
ることにより次の第14式を得る。
X-Δ1)(i-(m+1)/2)/(f-ΔX)+Xo -= (Equation 13) Therefore, by dividing Equation 13 into coefficients related to i and others, the following Equation 14 can be obtained. get.

X−αl十β         ・・・(第14式)た
だし、α藺Δp/(f−ΔX) β唯一Δp (m+1) /(2φf−ΔX)+X。
X - αl + β ... (Equation 14) However, α Δp / (f - ΔX) β only Δp (m + 1) / (2φf - ΔX) + X.

従って、超音波診断装置本体から供給されるプローブの
種類の情報P及び焦点距離の情報fに応じて累積係数α
及び加算初期値βを発生させ、この発生されたα及びβ
を第14式に基づいて累積加算することにより、振動素
子の順番毎に順次その規格化位置Xを発生することか可
能である。
Therefore, depending on the probe type information P and the focal length information f supplied from the ultrasound diagnostic equipment main body, the cumulative coefficient
and the addition initial value β, and the generated α and β
It is possible to sequentially generate the normalized position X for each order of the vibrating elements by cumulatively adding them based on Equation 14.

すなわち、最初の加算時には、加算器32にαが供給さ
れ、一方、レジスタ34にはβか供給される。そして、
次の加算時には、クロックiの入力により、加算器32
にてαとβが加算され、レジスタ34には加算後の値(
α十β)が格納されることになる。このような過程が順
次繰り返されて、順次規格化位置Xが発生される。
That is, during the first addition, the adder 32 is supplied with α, while the register 34 is supplied with β. and,
At the time of the next addition, the adder 32
α and β are added at , and the value after the addition is stored in the register 34 (
α + β) will be stored. Such a process is sequentially repeated, and normalized positions X are sequentially generated.

次に、テーブル24について説明する。Next, the table 24 will be explained.

テーブル24には、規格化位置発生部22にて発生され
た規格化位置Xの整数部XRが供給されている。なお、
一方の小数部rは、後述する補間処理部26に供給され
ており、両者の分岐は、例えば、上位ビット又は下位ビ
ットの抽出により行われる。具体的には、規格化位置X
の伝送にパラレルバスが用いられている場合には、その
複数本のバスのうちの数本が整数部に供され、残りの複
数本が小数部r用に用いられる。
The table 24 is supplied with the integer part XR of the normalized position X generated by the normalized position generator 22. In addition,
One fractional part r is supplied to an interpolation processing unit 26, which will be described later, and branching between the two is performed, for example, by extracting the upper bit or the lower bit. Specifically, the normalized position
If a parallel bus is used for the transmission of , some of the buses are used for the integer part, and the remaining buses are used for the decimal part r.

ここで、テーブル24では、供給された整数部XRと超
音波診断装置本体から供給された偏向角度θ情報とで定
まる規格化遅延時間Tを出力する。
Here, the table 24 outputs the normalized delay time T determined by the supplied integer part XR and the deflection angle θ information supplied from the ultrasound diagnostic apparatus main body.

本実施例において、その出力は、第2図(B)で示した
ように、XRとθとで定まる規格化遅延時間Tと標本化
されたXのサンプル間での差ΔTとが出力されている。
In this embodiment, the output is the normalized delay time T determined by XR and θ and the difference ΔT between the samples of X, as shown in FIG. 2(B). There is.

つまり、後の線形補間て常にΔTか必要なため、この規
格化遅延時間T1の出力と共にΔTをも同時に出力して
いる。もちろん、T1とこのT1のXについての次の値
であるT2とを同時に出力して、補間処理を行っても同
様の結果を得ることができる。
That is, since ΔT is always required for subsequent linear interpolation, ΔT is also output at the same time as the normalized delay time T1. Of course, the same result can be obtained by simultaneously outputting T1 and T2, which is the next value for X of T1, and performing interpolation processing.

次に、補間処理部26は、乗算器36と、加算器38と
で構成されている。 ゛ そして、乗算器36には、テーブル24からΔTが供給
され、これと共に、前記規格化位置発生部22から出力
された規格化位置Xのうちその小数部rが入力され、両
者の乗算が行われている。
Next, the interpolation processing section 26 includes a multiplier 36 and an adder 38.゛Then, ΔT is supplied from the table 24 to the multiplier 36, and together with this, the decimal part r of the normalized position It is being said.

そして、その乗算の結果かテーブル24から出力された
T1と加算器38にて加算されている。
Then, the result of the multiplication is added to T1 outputted from the table 24 in an adder 38.

すなわち、ΔTにrの重み付けを行って、その結果をT
1に加算することにより、線形補間が実現されている。
In other words, ΔT is weighted by r, and the result is T
By adding to 1, linear interpolation is realized.

次に、単位復元演算部28について説明する。Next, the unit restoration calculation unit 28 will be explained.

この単位復元演算部28は、上記第10式で示された規
格化遅延時間Tに対するf/Cの乗算と、その乗算結果
に対する所定の定数にの加算とを行うものである。
This unit restoration calculation unit 28 multiplies the normalized delay time T expressed by the above equation 10 by f/C, and adds the multiplication result to a predetermined constant.

そして、この単位復元演算部28は、f/C発生器40
と、K発′生器42と、f/C発生器40から出力され
た値を上記補間処理部26から出力された遅延時間Tに
乗算する乗算器44と、この乗算器44の出力に前記に
発生器42から出力されたプローブの種類によって異な
る定数Kを加算する加算器45と、から構成されている
。従って、この構成によれば、上述した第10式の演算
かなされて、この結果、遅延時間τが順次出力されるこ
とになる。
This unit restoring calculation unit 28 includes an f/C generator 40
, a K generator 42 , a multiplier 44 for multiplying the delay time T output from the interpolation processing section 26 by the value output from the f/C generator 40 , and a multiplier 44 for multiplying the delay time T output from the interpolation processing section 26 , and an adder 45 that adds a constant K that varies depending on the type of probe output from the generator 42. Therefore, according to this configuration, the above-mentioned equation 10 is calculated, and as a result, the delay times τ are sequentially output.

以上のように、本実施例の遅延時間発生装置によれば、
線形補間を前提として標本化を用いてテーブル24の情
報量を極端に少なくすることができるので、超音波診断
装置における遅延時間の発生を簡易かつ迅速に行うこと
か可能となる。特に、従来においてはテーブルの容量に
より制約されていた偏向角度の種類の増大やフォーカス
点の増加の要望などを実現させることかできるので、超
音波診断装置の分解能を向上させて、精度の良い超音波
診断が行えるという効果を有する。
As described above, according to the delay time generating device of this embodiment,
Since the amount of information in the table 24 can be extremely reduced by using sampling on the premise of linear interpolation, it is possible to easily and quickly generate a delay time in an ultrasonic diagnostic apparatus. In particular, it is possible to realize the demands for increasing the variety of deflection angles and increasing the number of focus points, which were previously limited by the capacity of the table. This has the effect of allowing ultrasound diagnosis to be performed.

標本化に関するサンプル点数の検討 以下に、規格化遅延時間テーブルにおける規格化位置X
及び偏向角度θの標本化に関するサンプル点数について
検討を行う。
Consideration of the number of sample points regarding sampling Below, the normalized position X in the normalized delay time table
and the number of sample points for sampling the deflection angle θ.

まず、規格化位置Xに関するサンプル点数を考える。First, consider the number of sample points regarding the normalized position X.

上記第9式の規格化遅延時間TをYと置くと、Yについ
ての以下の第15式を得る。
Letting the normalized delay time T in the above equation 9 as Y, the following equation 15 for Y is obtained.

Y−T (X、  θ) Y−1−(1+X  −2Xs inθ)1/2・・・
(第15式) ここで、この第15式を変形すると、次の第16式を得
る。
Y-T (X, θ) Y-1-(1+X -2Xs inθ)1/2...
(Equation 15) Here, by transforming Equation 15, the following Equation 16 is obtained.

(Y−1) 2(X−s i nθ)  −CO82θ
・・・(第16式) 第5図には、この第16式に示されるXとYとの関係が
示されている。ここに示されるように、lX−5inθ
1か大きくなるとYの変化が漸近線(直線)に近づき、
線形補間でも十分に良い近似が得られることが理解され
る。
(Y-1) 2(X-s inθ) -CO82θ
(Equation 16) FIG. 5 shows the relationship between X and Y shown in Equation 16. As shown here, lX-5inθ
When it becomes larger than 1, the change in Y approaches an asymptote (straight line),
It is understood that linear interpolation also provides a sufficiently good approximation.

この場合、線形補間の誤差が最大となるのは、第5図に
示されるXm5inθの直線と双曲線との交点であり、
Xについてのサンプル間隔をΔXとすれば、線形補間に
よる誤差eは、次の第17式で示される。
In this case, the maximum error in linear interpolation is at the intersection of the straight line of Xm5inθ and the hyperbola shown in FIG.
If the sample interval for X is ΔX, the error e due to linear interpolation is expressed by the following equation 17.

e””c o sθ−(CO52θ +(ΔX/2)2)112 ・・・(第17式)ここで
、lelは、θが増大するほど大きくなるため、θの上
限を45°とすれば、θ−45゜でlelは最大となる
。そして、この場合のeにf/Cを乗算して時間の単位
に変換すれば、最大遅延誤差か得られる。
e””cosθ−(CO52θ+(ΔX/2)2)112...(Equation 17) Here, lel increases as θ increases, so if the upper limit of θ is set to 45°, then , lel is maximum at θ-45°. Then, by multiplying e in this case by f/C and converting it into a unit of time, the maximum delay error can be obtained.

このような前提の下で、f=100mmとしたときの最
大遅延誤差が、例えば5nsより小さくなるようなΔX
を求めると、 ΔX<Q、  02         ・・・(第18
式)ここで、Xに関しては、焦点路Mfか小さいときに
は、実際の装置において送受信の開口長を短くする、す
なわち駆動される振動素子の数を少なくすることを考慮
して、Xの取り得る範囲を、−0,25≦X≦0.25
   ・・ (第19式)と仮定すると、Xの範囲(0
,5)をΔX (0゜02)で標本化すれば、5nsの
精度か保証されることが理解される。つまり、Xについ
てのサンプル点数は、25点(0,510,02)あれ
ば十分であることが理解される。
Under these assumptions, ΔX is such that the maximum delay error when f = 100 mm is smaller than, for example, 5 ns.
When calculating, ΔX<Q, 02...(18th
(Formula) Here, regarding X, when the focal path Mf is small, the possible range of X is , -0,25≦X≦0.25
... Assuming (Equation 19), the range of X (0
, 5) is sampled by ΔX (0°02), it is understood that an accuracy of 5 ns is guaranteed. In other words, it is understood that the number of sample points for X is 25 points (0,510,02).

次に、θに関するサンプル点数を検討する。Next, consider the number of sample points regarding θ.

ここでは、第9式において、1θ1≦45°。Here, in Equation 9, 1θ1≦45°.

lxl≦0.25の範囲では、第9式の右辺X2−2X
sinθが1より小さいため、これをaとすれば、 (1+a) 1/2−1+a/2−a2/8・・・(第
20式) のようなaについての第2次の項までのテーラ−展開を
第9式に適用する二とができる。そして、この近似式を
適用すると第9式は、次の第21式のようになる。
In the range of lxl≦0.25, the right side of Equation 9, X2-2X
Since sin θ is smaller than 1, if this is a, then the tailor up to the second order term for a is as follows (1+a) 1/2-1+a/2-a2/8...(Equation 20) - You can apply the expansion to Equation 9. When this approximation formula is applied, the ninth formula becomes the following formula 21.

T (X、  θ) ≠−(X2−2Xs inθ)/2 + (X2−2Xs inθ) 2/8−(第21式)
この場合に、θ・についてのサンプル間隔をΔθとした
ときの線形補間の誤差eを計算すると、次の第22式の
ようになる。
T (X, θ) ≠-(X2-2Xs inθ)/2 + (X2-2Xs inθ) 2/8- (Equation 21)
In this case, when the linear interpolation error e is calculated when the sampling interval for θ· is Δθ, it becomes the following Equation 22.

e −(T (X、  θ+Δθ/2)+T (X、 
 θ−Δθ/2) l /2−T (X、  θ) 共XΔθ2 (Xcos2θ−5inθ)/8・・・(
第22式) ここで、第22式は、X−−0,25(Xの最小値)、
θ−45’  (θの最大値)てeか最大となることが
理解される。
e − (T (X, θ+Δθ/2)+T (X,
θ−Δθ/2) l /2−T (X, θ) Both XΔθ2 (Xcos2θ−5inθ)/8...(
(22nd formula) Here, the 22nd formula is X--0, 25 (minimum value of X),
It is understood that θ-45' (the maximum value of θ) is the maximum value of e.

従って、この第22式に、X−−0,25,θ−45°
を代入して求められたeにf=100mmの場合のf/
Cを乗算して時間の単位に変換することにより、最大遅
延誤差か得られる。そして、最大遅延誤差が5nsより
小さくなる場合のΔθを求めると、 Δθ≦3.37°       ・・・(第23式)従
って、−45°≦θ≦45°の範囲で50Sの精度を保
証する場合、θについてのサンプル点数は、27点(9
0°/3.37°)であることが理解される。
Therefore, in this 22nd equation, X--0, 25, θ-45°
f/ in the case of f=100mm to e obtained by substituting
By multiplying by C and converting to units of time, the maximum delay error is obtained. Then, when calculating Δθ when the maximum delay error is smaller than 5 ns, Δθ≦3.37° (Equation 23) Therefore, the accuracy of 50S is guaranteed in the range of -45°≦θ≦45°. In this case, the number of sample points for θ is 27 points (9
0°/3.37°).

以上のことから、X及びθの標本化に関するサンプル点
数は、それぞれ共に25程度にすれば良く、このような
サンプル点数で構成された規格化遅延時間テーブルによ
り、5ns以下の誤差での遅延時間の発生が実現される
From the above, the number of sample points for sampling X and θ should be approximately 25 each, and by using a normalized delay time table configured with such a number of sample points, it is possible to calculate the delay time with an error of 5 ns or less. Occurrence is realized.

なお、サンプルの点数を増せば、遅延時間発生に係る誤
差を更に小さくする二ともてき、上述した従来例に比べ
、十分精度の良い遅延時間を発生できることが理解され
る。
It is understood that increasing the number of samples helps to further reduce the error associated with delay time generation, and it is possible to generate a delay time with sufficient accuracy compared to the conventional example described above.

遅延時間発生装置の変形例 次に、第3図で示した本発明に係る遅延時間発生装置の
変形例について以下に説明する。
Modified Example of Delay Time Generating Device Next, a modified example of the delay time generating device according to the present invention shown in FIG. 3 will be described below.

第4図には、第3図で示した装置の変形例か示されてい
る。なお、第3図に示した規格化位置発生部22は同一
の構成であるため、その説明を省略する。
FIG. 4 shows a modification of the device shown in FIG. Note that since the normalized position generating section 22 shown in FIG. 3 has the same configuration, a description thereof will be omitted.

この変形例において特徴的なことは、遅延時間テーブル
46に上述した規格化遅延時間Tに単位復元係数f/C
を掛けた遅延時間りを保持したことにある。
A characteristic feature of this modification is that the normalized delay time T mentioned above is added to the unit restoration coefficient f/C in the delay time table 46.
This is because the delay time multiplied by .

すなわち、遅延時間テーブル46に、f/Cが乗算され
た遅延時間りを保持することにより、単位復元演算の主
な部分を省略することが可能である。
That is, by holding the delay time multiplied by f/C in the delay time table 46, it is possible to omit the main part of the unit restoration calculation.

ただし、この変形例においては、遅延時間テーブル46
において焦点距離情報fが必要であり、二のために、超
音波診断装置本体から焦点距離fが遅延時間テーブル4
6に人力されている。
However, in this modification, the delay time table 46
, focal length information f is required, and for the second reason, the focal length f from the ultrasound diagnostic equipment body is
6 is man-powered.

従って、このような構成によれば、第3図で示した実施
例に比べ、テーブルに格納される遅延時間τに関する情
報量の増大は避けられないか、後に行われる単位復元演
算を極めて簡易化できるという利点を有する。
Therefore, with such a configuration, compared to the embodiment shown in FIG. 3, an increase in the amount of information regarding the delay time τ stored in the table may be unavoidable, or the unit restoration calculation performed later may be extremely simplified. It has the advantage of being able to

ここで、この変形例においても、テーブル46における
遅延時間りを定めるパラメータのうち規格化位置Xにつ
いては標本化が行われており、そのサンプル点数は、上
記サンプル点数の計算により求められた点数と同様であ
る。
Here, also in this modification, sampling is performed for the normalized position The same is true.

すなわち、f/Cは、Xとθに影響を与えず、その精度
が不変なためである。従って、この変形例においても、
X及びθについて例えば25程度のサンプル点があれば
、十分な精度で遅延時間の発生を行うことが可能である
That is, f/C does not affect X and θ, and its accuracy remains unchanged. Therefore, also in this modification,
For example, if there are about 25 sample points for X and θ, it is possible to generate the delay time with sufficient accuracy.

第4図において、遅延時間テーブル46からは、遅延時
間D1が出力され、更に上記実施例同様に、標本化に係
るサンプル間での差異ΔDも出力されている。
In FIG. 4, the delay time table 46 outputs the delay time D1, and also outputs the difference ΔD between samples related to sampling, as in the above embodiment.

そして、この両者は、補間処理部48に入力されている
。この補間処理部48は、上記補間処理部26同様に、
乗算器50と加算器52とで構成され、規格化位置発生
部22から出力された規格化位WXのうちその小数部r
の重み付けによって、遅延時間りの線形補間かなされて
いる。
Both of these are input to the interpolation processing section 48. This interpolation processing section 48, like the above-mentioned interpolation processing section 26,
It consists of a multiplier 50 and an adder 52, and the decimal part r of the normalized position WX output from the normalized position generator 22.
Linear interpolation of the delay time is performed by weighting.

そして、補間処理部48から出力された遅延時間りは、
係数加算部54に入力されている。
The delay time output from the interpolation processing unit 48 is
It is input to the coefficient adding section 54.

ここで、係数加算部54は、超音波診断装置本体から供
給されるプローブの情報Pを人力して定数Kを8カする
に発生器56と、この定数Kを上記補間処理部48から
出力された遅延時間りに加算する加算器58と、から構
成されている。
Here, the coefficient adding section 54 manually generates a constant K by 8 by using the probe information P supplied from the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus, and a generator 56 outputs this constant K from the interpolation processing section 48. and an adder 58 that performs addition according to the delay time.

従って、この変形例においても、上記実施例と同様に、
遅延時間τが順次発生されることになる。
Therefore, in this modification as well, as in the above embodiment,
Delay times τ are generated sequentially.

以上のように、この変形例では、遅延時間テーブル46
の入力パラメータが1つ増加したカーその反面、テーブ
ル46より後段の回路構成を省略でき、この結果、迅速
な遅延時間τの発生か行えるという利点を有する。
As described above, in this modification, the delay time table 46
On the other hand, the circuit structure subsequent to the table 46 can be omitted, and as a result, the delay time τ can be generated quickly.

保持される情報量の検討 第3図で示した本発明に係る遅延時間発生装置の実施例
の構成において、保持される全体の情報量は以下のよう
に概算される。
Consideration of the amount of information held In the configuration of the embodiment of the delay time generating device according to the present invention shown in FIG. 3, the total amount of information held is estimated as follows.

まず、規格化遅延時間テーブル24ては、T1を13ビ
ツト、ΔTを8ビツトで与え、規格化位置Xについての
サンプル点数を64、偏向角度θについてのサンプル点
数、すなわちビームの本数を256とすれば、次の量に
なる。
First, in the normalized delay time table 24, T1 is given as 13 bits, ΔT is given as 8 bits, the number of samples for the normalized position X is 64, and the number of samples for the deflection angle θ, that is, the number of beams is 256. Then, the amount becomes the following.

(13+8) ・64・256 誼42にバイト 一方、加算係数発生器30及びf/C演算器40及びに
演算器42に格納される全体の情報を考えると、αを1
2ビツト、βを16ビツト、f/Cを6ビツト、Kにつ
いて11ビツトを与え、更に、焦点fの数を32種類と
し、接続できる探触子の個数をNとすれば、次の量とな
る。
(13+8) ・64・256 Byte 42 On the other hand, considering the total information stored in the addition coefficient generator 30, the f/C calculator 40, and the calculator 42, α can be set to 1.
2 bits, β is 16 bits, f/C is 6 bits, and K is 11 bits.Furthermore, the number of focal points f is 32 types, and the number of connectable probes is N, then the following quantities are obtained. Become.

(32・(12+16+6)+11)  ・N−140
ΦNバイト 従って、Nを32としても全体の総情報量は約46にバ
イトとなり、前述した約40Mハイドの約1/870と
なる。
(32・(12+16+6)+11) ・N-140
ΦN bytes Therefore, even if N is 32, the total amount of information is approximately 46 bytes, which is approximately 1/870 of the aforementioned approximately 40M hide.

一方、第4図で示した本発明に係る遅延時間発生装置の
変形例における保持すべき全ての情報量について検討す
ると、遅延時間テーブル46について、更にfの種類た
け情報量か増加するため、総情報量は従来の方法による
約40Mバイトの約1/30となる。
On the other hand, when considering the total amount of information to be held in the modified example of the delay time generating device according to the present invention shown in FIG. The amount of information is about 1/30 of about 40 Mbytes according to the conventional method.

このように、特に第3図で示した本発明装置の実施例で
は、従来例よりも飛躍的に保持すべき情報量の削減を図
ることかできることが理解される。
In this way, it is understood that especially in the embodiment of the apparatus of the present invention shown in FIG. 3, it is possible to reduce the amount of information to be held to a greater extent than in the conventional example.

一方、第4図で示した本発明装置の変形例においては、
第3図で示した実施例に比べ、保持すべき情報量の増大
は回避てきないが、それでも従来の方法より情報量を大
幅に少なくできるという効果を有する。
On the other hand, in the modification of the device of the present invention shown in FIG.
Although an increase in the amount of information to be retained cannot be avoided compared to the embodiment shown in FIG. 3, it still has the effect of significantly reducing the amount of information than the conventional method.

他の変形例 第3図及び第4図で示した本発明に係る遅延時間発生装
置の構成の変形例としては、T (X、  θ)−X 
(−X、  −〇)の対称性を利用して、回路の構成を
変形することかできる。
Other Modifications As a modification of the configuration of the delay time generating device according to the present invention shown in FIGS. 3 and 4, T (X, θ)−X
The configuration of the circuit can be modified using the symmetry of (-X, -〇).

例えば、その第1例として、θ≧0の部分たけについて
、規格化遅延時間Tあるいは遅延時間りをテーブルに保
持することも可能である。また、第2例として、規格化
位置Xは、アレイ振動子における超音波ビームの形成中
心点Oの左右で符号が異なるたけであるのでX≧OとX
≦Oで規格化遅延時間T(又は遅延時間D)を並列に発
生させることも好適である。
For example, as a first example, it is also possible to hold the normalized delay time T or delay time RI in a table for the partial length of θ≧0. In addition, as a second example, since the normalized position
It is also preferable to generate normalized delay times T (or delay times D) in parallel with ≦O.

また、この第1例と第2例とを併用することにより、簡
便かつ迅速な遅延時間の発生を行うことが可能である。
Further, by using the first example and the second example together, it is possible to easily and quickly generate a delay time.

[発明の効果] 以上説明したように、請求項(1ン記載の発明によれば
、規格化位置X及び偏向角度θの2つの入力パラメータ
で遅延時間τ発生に係るテーブルを構成することができ
る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the invention recited in claim 1, it is possible to configure a table related to the generation of delay time τ using two input parameters: the normalized position X and the deflection angle θ. .

また、請求項(3)に記載の発明によれば、規格化遅延
時間Tに所定の単位復元係数f/Cを乗算した遅延時間
りをテーブルに保持して、テーブルから直接遅延時間り
を求めることができるので、単位復元演算に要する構成
を簡易化できるという効果を有する。
Further, according to the invention described in claim (3), the delay time obtained by multiplying the normalized delay time T by a predetermined unit restoration coefficient f/C is maintained in a table, and the delay time is directly obtained from the table. This has the effect of simplifying the configuration required for unit restoration calculations.

更に、請求項(2)及び(4)記載の発明によれば、線
形補間を前提として、規格化遅延時間テーブル及び遅延
時間テーブルに格納される情報量を大幅に削減すること
ができる◇ 特に、標本化の点数を適宜に設定することにより、所望
の精度で、遅延時間を発生でき、この結果、信頼性の高
い遅延時間発生装置を構成することが可能である。
Furthermore, according to the inventions described in claims (2) and (4), the amount of information stored in the normalized delay time table and the delay time table can be significantly reduced on the premise of linear interpolation. In particular, By appropriately setting the number of sampling points, it is possible to generate a delay time with desired accuracy, and as a result, it is possible to construct a highly reliable delay time generation device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の原理を示すブロック図、第2図は、
標本化と補間処理の流れを示す説明図、 第3図は、本発明に係る遅延時間発生装置の実施例を示
すブロック図、 第4図は、本発明に係る遅延時間発生装置の実施例の変
形例を示すブロック図、 第5図は、規格化位置Xと規格化遅延時間Y(T)との
関係を示す図、 第6図は、超音波ビームの電子偏向及び電子フォーカス
を示す説明図、 第7図は、X軸方向に沿うアレイ振動干出焦点Fとの位
置関係を幾何学的に示し、遅延時間の計算を説明するた
めの説明図である。 10.22  ・・・ 規格化位置発生部12、 16
. 24  ・・・ 規格化遅延時間テーブル14.2
8  ・・・ i位復元演算部18、 26  ・・・
 補間処理部
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the principle of the present invention.
An explanatory diagram showing the flow of sampling and interpolation processing, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the delay time generating device according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the delay time generating device according to the present invention. A block diagram showing a modified example; FIG. 5 is a diagram showing the relationship between normalized position X and normalized delay time Y(T); FIG. 6 is an explanatory diagram showing electronic deflection and electronic focus of the ultrasound beam. , FIG. 7 is an explanatory diagram geometrically showing the positional relationship with the array vibration extraction focus F along the X-axis direction and explaining the calculation of the delay time. 10.22... Normalized position generating section 12, 16
.. 24... Standardized delay time table 14.2
8... i-place restoration calculation unit 18, 26...
Interpolation processing section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)超音波ビームを形成するアレイ振動子を構成する
各振動素子の送受信号にそれぞれ異なる遅延時間を与え
て、超音波ビームの電子偏向や電子フォーカスを行う超
音波診断装置において、前記アレイ振動子における超音
波ビーム形成中心点から遅延時間τ発生に係る振動素子
までの距離xを超音波ビームの焦点距離fで除した規格
化位置Xを発生する規格化位置発生手段と、 前記規格化位置X及び超音波ビームの偏向角度θで定め
られる規格化遅延時間Tを保持する規格化遅延時間テー
ブルと、 を含み、 前記規格化遅延時間テーブルにて求められた規格化遅延
時間Tに所定の単位復元演算を行って遅延時間τを発生
することを特徴とする超音波診断装置の遅延時間発生装
置。
(1) In an ultrasound diagnostic apparatus that performs electronic deflection and electronic focusing of an ultrasound beam by giving different delay times to the transmission and reception signals of each transducer element constituting an array transducer that forms an ultrasound beam, the array vibration normalized position generating means for generating a normalized position a normalized delay time table holding a normalized delay time T determined by X and the deflection angle θ of the ultrasound beam; A delay time generation device for an ultrasonic diagnostic apparatus, characterized in that the delay time τ is generated by performing a restoration calculation.
(2)請求項(1)記載の超音波診断装置の遅延時間発
生装置において、 前記規格化遅延時間テーブルは、テーブルのパラメータ
である前記規格化位置X及び前記偏向角度θのうち少な
くとも一方が所定のサンプル間隔で標本化されてテーブ
ル構成され、 前記規格化遅延時間テーブルにて求められた規格化遅延
時間Tを補間する補間手段が設けられたことを特徴とす
る超音波診断装置の遅延時間発生装置。
(2) In the delay time generation device for an ultrasound diagnostic apparatus according to claim (1), in the normalized delay time table, at least one of the normalized position X and the deflection angle θ, which are parameters of the table, is set to a predetermined value. Delay time generation for an ultrasonic diagnostic apparatus, characterized in that the table is configured by sampling at sample intervals of , and an interpolation means for interpolating the normalized delay time T obtained from the normalized delay time table is provided. Device.
(3)超音波ビームを形成するアレイ振動子を構成する
各振動素子の送受信号にそれぞれ異なる遅延時間を与え
て、超音波ビームの電子偏向や電子フォーカスを行う超
音波診断装置において、前記アレイ振動子における超音
波ビーム形成中心点から遅延時間τ発生に係る振動素子
までの距離xを超音波ビームの焦点距離fで除した規格
化位置xを発生する規格化位置発生手段と、 前記規格化位置X及び超音波ビームの偏向角度θで定め
られる規格化遅延時間Tに前記焦点距離fと超音波の伝
搬速度Cとで定まる単位復元係数f/Cを乗算した遅延
時間Dを保持する遅延時間テーブルと、 を含むことを特徴とする超音波診断装置の遅延時間発生
装置。
(3) In an ultrasonic diagnostic apparatus that performs electronic deflection or electronic focusing of an ultrasound beam by giving different delay times to the transmission and reception signals of each transducer element constituting an array transducer that forms an ultrasound beam, the array vibration normalized position generating means for generating a normalized position x, which is obtained by dividing the distance x from the center point of ultrasound beam formation in the ultrasound beam to the vibrating element related to the generation of delay time τ by the focal length f of the ultrasound beam; A delay time table that holds a delay time D obtained by multiplying the normalized delay time T determined by A delay time generator for an ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: and.
(4)請求項(3)記載の超音波診断装置の遅延時間発
生装置において、 前記遅延時間テーブルは、テーブルのパラメータである
前記規格化位置X、前記偏向角度θ及び前記焦点距離f
のうち少なくとも1つが所定のサンプル間隔で標本化さ
れてテーブル構成され、前記遅延時間テーブルにて求め
られた遅延時間Dを補間する補間手段が設けられたこと
を特徴とする超音波診断装置の遅延時間発生装置。
(4) In the delay time generation device for an ultrasound diagnostic apparatus according to claim (3), the delay time table includes table parameters such as the normalized position X, the deflection angle θ, and the focal length f.
At least one of them is sampled at predetermined sample intervals to form a table, and an interpolation means for interpolating the delay time D determined from the delay time table is provided. Time generator.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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