JPH04225187A - マルチチャネルシステムの動的制御回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数のチャネルで情報を
受取るシステムに関するものであり、更に詳細には、各
チャネルの所定の特性、たとえば、各入力チャネルの利
得、を動的に制御して、チャネルの焦点またはアパーチ
ャの大きさの時間変動を所定の範囲内にして、所要のア
ポダイゼイションプロフィルを維持する回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報を適切なセンサにより多数のチャネ
ルを通して受取る多数のシステムが存在する。このよう
なシステムの例には、レーダー、ソナー、および主とし
て医学用に使用されるフェーズドアレイ超音波スキャナ
がある。本発明の教示は情報を複数のチャネルを通して
受取るどんなシステムにも使用することができるが、例
示の目的で、以下の説明はフェーズドアレイ超音波スキ
ャナに関して行うことにする。

【０００３】このようなスキャナはアレイ内のすべての
受信チャネルについて一様な一定利得で動作することが
できる。しかし、受信機の利得プロフィルは、受信機ア
レイのいずれかの端に向かって滑らかに減少しており、
サイドローブ性能をはるかに向上するが、主ローブが幾
らか広くなる。利得のこの滑らかな傾斜をアポダイゼイ
ションと言い、傾斜の形状または特性をアポダイゼイシ
ョン関数またはアポダイゼイションプロフィルと言う。 ディジタル信号処理から周知の、多数の普通に使用され
るアポダイゼイション関数があり、これら関数には「ハ
ミング関数」、「ハニング関数」、「バートレット関数
」、および「ブラックマン関数」がある。これらの各々
は主ローブの幅とサイドローブのレベルとの間に幾らか
異なる取極めがある。例示の目的で、以下の説明はハミ
ング関数に関して行うことにする。

【０００４】或る用途では受信アパーチャ、または別の
言葉で言えば使用している利用可能なチャネルの数、を
一定にしておくことが望ましいことがある。しかし、走
査の深さが時間と共に一様に増加する超音波走査のよう
な用途では、アパーチャの大きさを一定にするよりもｆ
数（焦点までの距離／アパーチャの大きさ）を一定にし
ておくことが望ましいことが屡々ある。たとえば、ｆ数
をｆ２を仮定した場合、アパーチャの大きさは焦点まで
の距離の半分に保たれることになる。しかし、フェーズ
ドアレイ超音波スキャナの場合、焦点までの深さが直線
的に増加するので、一定のｆの操作には受信アパーチャ
の大きさも時間と共に直線的に拡げる必要がある。した
がって、一定のｆの受信機は中心要素だけを用いてまた
は使用しているチャネルの深さを０にし、使用するチャ
ネルの数を深さがアレイの大きさの２倍になるまで（ｆ
２のｆ数に対して）直線的に増加するようにして始動す
る。この到達時点でも、操作はやはりｆ２で行われる。 深さが更に深い場合には、システムは一定アパーチャ操
作に戻ることになる。更に一般的には、所定のアパーチ
ャで走査を開始するように、走査の所定の点で一定のｆ
の動作を開始するように、および一定のｆの動作を終了
して動作の第２のもっと後の点で一定アパーチャに戻る
ように柔軟性を持たせることが望ましい。

【０００５】動的アパーチャ受信は、アポダイゼイショ
ン関数をアパーチャが広がるときそのままにしておくの
が望ましいという事実により一層複雑になる。換言すれ
ば、各瞬間に、各チャネルのアパーチャ利得は、その瞬
間に必要なアパーチャの大きさに適合するように伸長ま
たは圧縮された所要アポダイゼイション関数を与えるべ
きである。所定の瞬間に所要のアパーチャの大きさ、す
なわち窓、の外にあるチャネルのアパーチャ利得はでき
る限り０に近くすべきである。

【０００６】上の目的を達成するには、各受信機チャネ
ルの利得を時間の関数として制御すべきである。更に、
利得または利得プロフィルの時間履歴は各チャネルにつ
いて異なっている（ただし、中心の周りに対称であるた
め、中心から等距離にあるチャネルの利得は同じである
）。

【０００７】このようにして、アポダイズされた動的受
信アパーチャを達成するには、制御可能利得増幅器を、
制御利得増幅器の各々に対して異なる時間依存制御信号
を発生する手段を設けて、チャネルごとに設けなければ
ならない。各チャネルに対して望ましい利得は二つの変
数、チャネルのアパーチャ位置（ｘ）および時間（ｔ）
（これは走査の深さに直接関係する）、の関数である。 正確な関数は使用するアポダイゼイション関数によって
変わる。ｘを一定に保持し、各要素または代わりにチャ
ネルについてｔだけを変えることにより、システムのＮ
個の異なるチャネルを制御するに必要な時間のＮ個の別
々の利得制御関数を得ることが可能である。制御利得増
幅器が直線特性を備えていなければ、時間関数をこの非
直線性を補償するようにあらかじめゆがめることができ
る。

【０００８】たとえば、テーブルルックアップＲＯＭま
たはＲＡＭを備えたコンピュータを利用して必要なＮ個
の時間関数を発生することができ、または他の同様なデ
ィジタル手法を利用してこの機能を行うことができるが
、このような実施法は比較的大型、複雑、且つ高価にな
る可能性がある。またこのような方法は、たとえば、走
査が急速に行われる場合、所定の各瞬間に、１２８チャ
ネルのシステムに必要な多数の利得制御値を発生する際
には比較的遅延なこともある。

【０００９】同様な考えは、周波数、位相、または大き
さを小さくしたアパーチャでもっと少い数のチャネルか
ら生ずる小さいシステム利得のような、所定のシステム
で焦点または走査の深さと共に変る、他の値にも適用す
ることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】それ故、マルチチャネ
ル信号受信システムで動的制御信号を発生する、特に、
このようなマルチチャネルシステムで各チャネルに対す
る利得制御増幅器を制御するのに必要な動的制御信号を
発生する、比較的簡単、コンパクトで廉価な手段の必要
性が存在する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述に従って、本発明は
、複数の入力チャネルを備えているシステムの各入力チ
ャネルの利得を動的に制御してチャネルのアパーチャの
大きさの時間変化を所定どおりとして所要のアポダイゼ
イションプロフィルを維持し、このような変化を導入し
て焦点または走査の深さの時間変動変化を実質上直線的
にしてｆ数を実質上一様に保持する改良された回路を提
供するものである。この回路は各チャネルの利得を制御
する手段を備えている。複数の基本時間変化関数を発生
するが、このような関数は、たとえば、常数、ランプ、
放物線、指数などである。基本関数の少なくとも所定の
ものを、各所定の関数に適切に重み付けし、重み付けし
た関数を加え合わせることにより組み合わせて所要のア
ポダイゼイションプロフィルに必要な所定のチャネルに
対して動的利得特性を有する信号を得る。次に適切な信
号を加えて各チャネルに対する利得制御手段を制御する
。好適実施例では、アポダイゼイションプロフィルはハ
ミング関数であり、混合はチャネルの少なくとも所定の
もの、すなわち基本関数の所定のものを通過させる所定
の抵抗器回路網を設け、抵抗器回路網からの出力を加算
することにより行われる。所定のチャネルに対する所定
の関数および抵抗器回路網は好ましくは所定のチャネル
で必要とする動的利得制御信号を近似するのに曲線適合
プログラムを使用して所定のアポダイゼイションプロフ
ィルを得る。利得制御手段は非線形特性を有する制御可
能な利得増幅器であることが好ましい。非線形特性によ
り生ずる歪は曲線適合プログラムに対する付加入力とす
ることが可能であり、それにより、所定の関数及び抵抗
器回路網がこのような非線形性を補償することができる
。曲線適合プログラムは、幾つかのチャネルに対するア
ポダイズされた利得特性に生ずることのあるかなりな遅
れの期間中に、平坦特性を有する端部領域で増幅器を動
作させることもできる。

【００１２】アパーチャの大きさの所定の時間変動の割
合は用途と共に変化し、回路は基本関数の時間変動をア
パーチャの時間変動に対応するように拡大縮小する手段
を備えることができる。アパーチャの大きさの時間変動
は直線的であることが望ましい。組合わせ手段の数は、
一定間隔に設置された所定数のチャネルにのみ組合わせ
手段を設け、一定間隔に設置されたチャネルの各組に対
する組合わせ手段から得られる信号を直線的に補間して
一定間隔に設置されたチャネルの各組の間にあるチャネ
ルの利得制御手段に対する制御信号を得ることにより、
減らすことができる。最後にシステム利得は通常はチャ
ネルの数が少なくなるにつれて小さくなるが、回路はこ
のシステム利得を制御してアパーチャに使用するチャネ
ルの数に無関係にこの利得を全般的に一定にしておく手
段を備えることができる。このシステム利得は基本関数
の少なくとも所定のものを重み付けおよび加算により直
線的に組み合わせて発生される信号によっても制御する
ことができる。

【００１３】更に一般的に述べれば、回路はフェーズド
アレイ超音波走査システムの、アパーチャの大きさまた
は焦点深さの時間変動の結果時間と共に変化するチャネ
ル特性に対して所要のプロフィルを維持するのに使用す
ることができる。

【００１４】本発明の前述の他の目的、特徴、および長
所は付図により図解する本発明の好適実施例の以下に述
べる一層詳細な説明から明らかであろう。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の教示を利用することができる
フェーズドアレイ超音波走査システムを示す。この図を
参照すると、システムは医学用映像作製に一般に使用さ
れている形式の超音波トランスジューサのフェーズドア
レイ１２を備えている。典型的なトランスジューサアレ
イ１２はこのようなトランスジューサを６４個または１
２８個備えている。トランスジューサは超音波信号を伝
達し、また作像する身体の部分から反射する超音波信号
を受信する。１２８個のトランスジューサすべてを作像
に使用することができるが、典型的には或る瞬間の作像
にはこのようなトランスジューサのサブセットを使用し
ている。このようなトランスジューサのサブセットをト
ランスジューサ／チャネルアパーチャまたは窓という。

【００１６】トランスジューサ１２が受信した信号は業
界で標準の適切な前置増幅制御回路１４を通過する。回
路１４は、たとえば、前置増幅器に加えて、各種利得制
御増幅器およびミキサのような制御器を備えることがで
きる。 後に更に詳細に説明する目的で、入力１６が回路１４に
、特にそれに含まれている利得制御増幅器に供給される
。線路１８に載っている回路１４からの出力はペア加算
回路２０に加えられる。この加算回路は隣接するトラン
スジューサ対１２からの出力を処理の目的で組分けし、
回路２０に入る線が１２８本ある場合、回路から出る線
が６４本だけになるようにする。回路２０からの線路２
２にある出力は信号入力として利得制御増幅器２４に加
えられる。利得制御増幅器２４は各出力チャネル対の利
得を制御して所要のアポダイゼイションプロフィルを得
るのに使用される。

【００１７】増幅器２４への制御入力は動的アパーチャ
制御回路２８からの３２本の線２６を通して得られる。 この回路は、図２に図示してあり且つ後に更に詳細に説
明するが、各チャネルに対して動的利得制御信号を供給
し、チャネルに対するアポダイゼイションプロフィルが
各瞬間に所要アポダイゼイションプロフィルに合致する
ようにする。動的アパーチャ制御回路２８とシステムの
残りとの間の同期は線３０に載っているタイミング制御
回路３２からの信号により確保される。タイミング制御
回路３２はシステムの動作を制御するハードウェアまた
はソフトウェア回路とすることができる。

【００１８】利得制御増幅器２４からの出力は、超音波
映像システムとして各種遅延線、フィルタ、バッファ、
および類似のものを備えることができる適切な映像制御
回路３４を通して、表示装置３６に加えられる。表示装
置３６は、たとえば、陰極線管とすることができるが、
トランスジューサ１２により走査されている身体の部分
の映像を表示する。

【００１９】典型的には、トランスジューサ１２が或る
区域を走査しているとき、トランスジューサ１２は表面
上の一点または表面の近くに焦点を結ばせて始動し、焦
点を時間と共に直線的に増大させる。先に示したように
、このような走査を行うときｆ数を一定にしておくため
、アパーチャ（すなわち、走査に使用するトランスジュ
ーサの数）も走査の進行につれて直線的に増加する必要
がある。図２に示す回路はアパーチャが広がるにつれて
所定のアポダイゼイションプロフィルを保持しようとし
ている。

【００２０】図２を参照すると、動的アパーチャ制御器
２８は複数の基本関数発生器４０を備えている。

【００２１】図解の目的で、これら発生器は常数発生器
４０Ａ、ランプ発生器４０Ｂ、放物線発生器４０Ｃ、お
よび指数発生器４０Ｄとして図示してある。これら各発
生器は正信号（すなわち、時間と共に増大する信号）、
負信号（すなわち、時間と共に減少する対応する信号）
を発生することができ、または図２に示すように、正お
よび負の出力を共に発生することができる。常数の場合
には、出力は正のオフセットまたは負のオフセットであ
る。図２に示す関数はその発生が容易であるため選定し
たものであるが、常数は、増強するにつれてまたは減少
するにつれて、およびおそらくは反転するにつれて使用
される基準ポテンシャルである。ランプは常数ａを積分
することによって得られる。放物線は常数ｂにランプ信
号を掛けたものを積分することによって得られる。指数
は常数に時間関数を掛けたものの指数（すなわち抵抗を
通してのコンデンサの放電）として得られる。

【００２２】関数発生器４０からの出力はシステム動的
制御回路４２および動的利得制御器４４に加えられる。 図３に関連して更に詳細に説明するように、各動的利得
制御回路の他にシステム利得制御回路４２も発生器４０
からの出力の所定のものを受入れ、これらの値を抵抗器
を用いて重み付けし、重み付けした値を、好ましくは加
算により、混合して所定の利得制御増幅器に対する動的
利得特性を有する信号を得る。

【００２３】特定の重み付け抵抗値および回路４０から
出力される基本関数は、各利得制御増幅器の制御信号を
発生するのに使用されるが、当業者に既知の曲線適合プ
ログラムのような標準の曲線適合プログラムを用いて決
定される。この用途に適する曲線適合プログラムの一例
はカリフォルニア州、スコッツバレーにあるボーランド
・インターナショナル（Ｂｏｒｌａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ）から出されている「Ｎｕｍｅｒｉｃａ
ｌＭｅｔｈｏｄｓ　Ｔｏｏｌｂｏｘ」の曲線適合ルーチ
ンである。このプログラムに入力される情報には発生器
４０から利用できる関数および各利得制御信号に必要な
所要曲線または時間関数がある。出力関数を発生しなけ
ればならない速さは、関数発生器４０を制御するのに加
えられる信号３０によって処理されるので、曲線適合プ
ログラムが考慮すべき因子ではない。したがって、関数
発生器からの出力が変化する速さは焦点深さが、したが
ってアパーチャの幅が増大する速さに同期している。

【００２４】システム動的利得制御器４２は小さな窓ま
たはアパーチャにより生ずる利得の減少を補償するのに
使用され、この状況では広いアパーチャの場合よりも使
用されるセンサおよびチャネルの数は少ない。回路４２
からの出力は利得制御増幅器２４を制御するよう加える
ことができるが、アパーチャの大きさが減ったことから
生ずる利得の損失は２０ｄｂの範囲にあることがわかっ
ており、この大きな利得を狭いアパーチャで使用してい
る限られた数の利得制御増幅器２４に付加しようとする
とこれら増幅器を飽和させることがある。それ故、一般
にシステム利得制御器４２からの出力線１６を回路１４
の制御利得増幅器に加えるのが望ましい。これを図１お
よび図２に示す。

【００２５】緒言の部分で示したように、本発明の目的
の一つはかなり簡単な回路を提供することである。これ
を行うことができる一つの手段は動的利得制御回路４４
の数を、このような回路を、たとえば、４チャネルおき
に設け、これらチャネルの中間にあるチャネルに対する
動的利得制御信号を補間によって得ることにより、減ら
すことである。このようにして、回路４４はチャネル０
、４、８、１２、１６、２０、２４、２８、および３１
にのみ設けられる。これら回路からの出力は抵抗連鎖補
間器４６の適切なノードに接続される。抵抗器４８−１
、４８−４、４８−８、４８−１２、４８−１６、４８
−２０、４８−２４、４８−２８、および４８−３１は
インピーダンス整合の目的で回路４４からの対応する出
力線２６に直列に設けられる。補間器４６からの出力線
は動的アパーチャ制御器２８から利得制御増幅器２４へ
の出力線２６である（図１）。

【００２６】先に示したとおり、利得制御特性は中心の
周りに対称であるから、各出力線２６は、一つはアレイ
の中心の左側のチャネルに対応し、他方はアレイ中心の
右側のチャネルに対応する、二つの利得制御増幅器２４
に加えられる。同様に、各利得制御増幅器は二つの隣接
チャネルを制御するのに使用される。したがって、１２
８個のトランスジューサアレイ１２に対して、出力線２
６の０線上の信号により制御される利得制御増幅器はチ
ャネル０および隣接チャネル０’（図示せず）に対する
利得を制御するのに使用されることになる。チャネル０
および０’がアレイの中心の右側にあると仮定すれば、
この信号はアレイ中心の左側の対応する二つのチャネル
に対する増幅器を制御するのにも加えることができる。 残りの各出力線２６は同様に二つの利得制御増幅器に対
する、したがってアレイの四つのチャネルに対する利得
を制御するのに加えられる。

【００２７】今度は図３を参照すると、模範的な五つの
動的利得制御回路４４が本発明の好適実施例に対して示
されている。これらの回路は４４−０、４４−４、４４
−８、４４−１２、および４４−１６であり、それぞれ
線Ｘ０、Ｘ４、Ｘ８、Ｘ１２、およびＸ１６に出力信号
を発生するのに使用される。同様な回路が線Ｘ２０、Ｘ
２４、Ｘ２８、およびＸ３１に出力信号を発生するのに
使用されている。

【００２８】各利得制御回路４４は、基準電圧がそのピ
ン３正入力端子に加えられ且つ負クランプ電圧がそのピ
ン４Ｖ−入力に加えられる演算増幅器、それぞれＵ０、
Ｕ４、Ｕ８、Ｕ１２、およびＵ１６から構成されている
。正クランプ電圧はそのピン７Ｖ＋入力に加えられる。 各増幅器のピン２マイナス入力への入力は演算増幅器の
フィードバック信号および重み付け抵抗回路網Ｎからの
入力である。抵抗回路網Ｎ１は一つの脚およびマイナス
オフセット電圧、換言すれば常数である単一入力だけを
備えている。後にわかるように、これは０すなわち、中
心のチャネルに対する特性が一定利得だからである。残
りの各抵抗回路網Ｎには４本の脚があり、その一つは常
数マイナスオフセットの電位を受け、他はプラスかマイ
ナスかの放物線、マイナスランプ、またはプラス指数を
受ける。先に示したとおり、各抵抗回路網に対して選択
される特定の基本関数および重み付け抵抗器は先に示し
たような標準の曲線適合プログラムを利用して選択され
、特定のチャネルに対する所要利得プロフィルを与える
。

【００２９】図４は、アポダイゼージョン関数がハミン
グ関数であると仮定した場合のアレイ１２のチャネルに
対する利得プロフィルを示す。図示した曲線は走査サイ
クル内の異なる四つの時刻でのものであり、時刻ｔａは
、たとえば、サイクルの始まりまたはその近くにあって
、その時刻には走査は浅い深さに焦点を結んでおり、ア
パーチャ窓はしたがって比較的狭く、中心のわずかなチ
ャネルしか含まれていない。後の時刻、時刻ｔｂで、焦
点は深くなっており、したがって、アポダイズされた利
得特性は広くなっている。時刻ｔｃは、更に深くなって
アパーチャがアレイ１２の幅一杯にほぼ等しくなってい
るときの特性を示すが、曲線ｔｄはアパーチャが全アレ
イを包含する最大深さのときのものである。しかし、こ
れは本発明を限定するものではなく、走査はｔｄを超え
る深さについて続けることができる。深さがｔｄを超え
ると、アパーチャの幅は深さが増しても一定のままであ
るが、アポダイゼイションプロフィルは更に平坦になり
、このようなプロフィルの一例は図４に点線で示したプ
ロフィルｔｅである。本発明の教示を使用して、アパー
チャの最初の幅を所要の幅とし、アパーチャの幅を走査
の或る時刻（深さ）に変え、アパーチャの幅および／ま
たはアポダイゼイションを走査の或る時刻に最終値に変
えることも可能である。上述のいずれも独特のアポダイ
ズ利得プロフィルを生ずる。

【００３０】図４に示す時間と共に変る利得プロフィル
を得るには、各チャネルｘ０〜ｘｎが、各瞬間における
チャネルの利得が図４に示す時点に対するアポダイズ利
得プロフィルを達成するのに必要なものであるように時
間的に変化する利得特性を備えることが必要である。し
たがって、チャネルｘ０は常に終始一杯の利得で使用さ
れているから、このチャネルに対する利得特性は、図５
に示すように、最大利得時に直線である。このことは一
つの常数値入力しか備えていないチャネル４４−０につ
いての図３にも示されている。チャネルｘ１は全期間に
ついてオンであり、このチャネルは始めの期間はその最
大利得になっていないが、サイクルの早い時期に最大利
得を達成する。この曲線を図５に線ｘ１で示してある。 同様に、チャネルｘ２の利得は始めの期間では実質上０
であるが、他の全期間では有限利得を持っており、後の
期間では最大利得に近づく。これを図５の曲線ｘ２で示
してある。最後にチャネルｘ３は、その利得がかなりな
期間０であり、したがってかなりな時間遅れの後にしか
活発にならない。これを図５に曲線ｘ３で示してある。 チャネルｘｎは、ｔｄが最大深さの走査が起こる時刻で
あれば常数０になることができるが、走査が時刻ｔｅ（
図４）まで続けば図５に示すｘｎのような特性を持つこ
とになる。

【００３１】図６は利得制御増幅器２４の唯一つのもの
に対する利得特性を示す。これら増幅器の各々には利得
が線２６の適切な一つを通して増幅器に加えられる制御
電圧の増加とともに実質上直線的に増加する直線領域６
０がある。各増幅器２４にはまた、それぞれ制御電圧の
増大または減少に無関係に利得が実質上一定のままであ
る高電圧、非直線領域６２および低電圧、非直線領域６
４がある。 動作のこの非直線について次に説明することにする。

【００３２】動作にあたり、システムで使用される基本
関数４０を所要アポダイゼイション関数として選定する
。 次にこの情報を先に記したもののような所定の曲線適合
プログラムを実行する適切なコンピュータに送る。たと
えば、使用するアポダイゼイション関数がハミング関数
であると仮定すると、窓幅ｗに対する点ｘでの利得の値
は、 　　ｈ（ｘ，ｗ）＝０．５４＋０．４６ｃｏｓ（π×ｘ
／ｗ（ｔ））　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　｜ｘ｜＜＝ｗのと
き　　　　　　　　　　　　　　＝０　　　　　　　　
　　　　　　　　　　｜ｘ｜＞ｗのときである。

【００３３】ｘを一定に保持し、ｗ（ｔ）を変えること
により、図５に示す利得特性を各チャネルｘについて得
ることができる。これら利得特性を次に曲線適合プログ
ラムに使用して所要の時間変化利得制御信号を発生する
のに使用される基本関数の所要のものを、このような関
数と共に使用されるチャネルｘおよび重み付け抵抗回路
網Ｎに対して、決定することができる。好適実施例では
、焦点距離の変化、したがってアパーチャ幅の変化はす
べて時間とともに直線的であると仮定している。しかし
、これは本発明についての限定ではなく、曲線および重
み付け関数は時間とともに直線的に変化しない特性を発
生するよう準備することができる。時間による変化に応
じて、別のまたは異なる基本関数が必要になることがあ
る。更に、利得制御増幅器２４の非直線性を補償しなけ
ればならない程度に、チャネルに対する利得制御信号の
特性をこのような非直線性を補償するよう変えることが
できる。このような非直線性は図５にｘ３およびｘｎチ
ャネルについて示したもののような初期時間遅れを得る
のに使用することもできる。これは利得制御増幅器２４
を遅れ期間中に、たとえば、その領域６４で所定のチャ
ネルに対して動作させることにより行われる。回路４４
の演算増幅器へのクランプ入力をこの目的を達成するの
に使用することができる。

【００３４】この点までに記した動作はオフラインにて
行われ、各動的利得制御回路４４の設計に利用される。 一旦このような回路が設計されると、同じアポダイゼイ
ション関数を使用し且つ走査中の焦点の変化が時間に対
して直線的である限り、同じ回路を使用することができ
る。これら特性のいずれかを、または使用している基本
関数を変えたければ、新しい動的利得制御器４４が必要
になる。

【００３５】しかし、使用する関数が一定のままである
間は、焦点の深さ、したがって、アパーチャの幅が増大
する速さは動的利得制御器を変える必要なしに変わるこ
とができる。これは、各種基本関数発生器４０に対する
変化の割合を制御するタイミング制御回路３２からの線
３０の上の信号を変えることにより行われる。基本発生
器の変化の割合はこのようにして走査回路に対するタイ
ミングと同期する。

【００３６】動的利得制御回路４４が決定されて設置さ
れ、基本関数発生器４０が決定されて設置され、これら
発生器の変化の割合が回路３０により制御されてしまう
と、回路はトランスジューサ１２が走査サイクルを始め
るごとに利得制御増幅器２４に必要な制御入力を線２６
に発生し始める。システム動的利得制御器４２も線１６
に回路１４の利得制御増幅器への出力を発生してシステ
ム利得を制御し、使用するチャネルの数に無関係にシス
テム利得が実質上一定のままであるようにする。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マルチ
チャネルシステムにおいて、各チャネルに対する利得制
御増幅器を制御するために必要な動的制御信号を発生し
て、焦点または走査の深さの時間変動変化を実質上直線
的にしてｆ数を実質上一葉に保持することが可能な、簡
単で、コンパクトで、比較的廉価な動的アポダイゼイシ
ョン回路が提供される。好適実施例では、この回路を、
前に示したように、フェーズドアレイ超音波走査システ
ムに関連して説明してきたが、本発明の技法はレーダー
またはソナーのアレイのような動的に変化するどんなマ
ルチチャネルシステムにも使用することができる。使用
する基本関数および基本関数発生器４０は採用する各種
回路の他の細目が変り得るように用途と共に変ることが
できる。更に好適実施例では、焦点の深さ、したがって
動作幅、は時間と共に増大するが、本発明はその値が時
間と共に減少する（すなわち、走査を最大の深さから始
める）関数を用いても使用することができる。したがっ
て、本発明について好適実施例を参照して特に図示し、
説明してきたが、形態および細目に関する上述のおよび
他の変更は当業者により本発明の精神および範囲から逸
脱することなく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開示が用いられたフェーズドアレイ超
音波走査システムのブロック図である。

【図２】図１に示す本発明の実施例で用いられる動的ア
パーチャ制御回路の概略的ブロック図である。

【図３】図２の回路において動的利得制御回路として用
いるに適したいくつかの動的制御回路の概略的回路図で
ある。

【図４】走査の深さが増加した場合の各種時点での図１
に示すタイプのシステムに関するアポダイズされた利得
特性を示すグラフである。

【図５】図２からの選択された出力に関する動的利得特
性を示すグラフである。

【図６】図１に用いられるタイプの制御利得増幅器に関
する制御利得特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１２　　トランスジューサアレイ １４　　受信前置増幅制御回路 ２０　　ペア加算回路 ２４　　利得制御増幅器 ２８　　動的アパーチャ制御回路 ３２　　タイミング回路 ３４　　映像制御回路 ３６　　表示装置 ４０　　基本関数発生器 ４２　　システム利得制御回路 ４４　　動的利得制御器 ４６　　抵抗連鎖補間器 ４８　　抵抗器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の入力チャネルを備えたシステムの各
   入力チャネルの利得を動的に制御して、チャネルのアパ
   ーチャ寸法の時間変動を所定範囲内にして、所望のアポ
   ダイゼイションプロフィルを維持するための回路であっ
   て：各チャネルの利得を制御するための手段と；複数の
   基本時間変化関数を発生するための手段と；前記基本関
   数の内の少なくとも選択されたものを、各選択された関
   数を適切に重み付けしさらに重み付けされた関数を加え
   ることにより組合わせて、アポダイゼイションプロフィ
   ルに必要な所定チャネルに関する動的利得特性を備えた
   信号を獲得するための手段と；各チャネルに関する利得
   制御手段を制御するべく、適当な信号を供給するための
   手段と；から成ることを特徴とする回路。