JPH04339253A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPH04339253A
JPH04339253A JP3110402A JP11040291A JPH04339253A JP H04339253 A JPH04339253 A JP H04339253A JP 3110402 A JP3110402 A JP 3110402A JP 11040291 A JP11040291 A JP 11040291A JP H04339253 A JPH04339253 A JP H04339253A
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delay line
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delay
taps
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Yuichi Sugiyama
雄一 杉山
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Abstract

PURPOSE:To constitute a delay-line circuit of one system and to make the same hard to receive the effect of the attenuation of a living body. CONSTITUTION:The receiving circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus is constituted of a multiplier circuit group 4 making the gains of the outputs from ultrasonic vibration elements 2 variable, first and second switch circuits 5-1, 5-2 changing over and connecting the outputs corresponding to the outputs of the ultrasonic vibration elements 2 of the multiplier circuit group 4 to desired output terminals, a delay-line circuit 7 having the taps corresponding to the output terminals of the first and second switch circuits 5-1, 5-2 and changing the delay quantity of an input signal according to the tap positions and a change-over circuit group 6 changing over the taps of the delay-line circuit 7 and the corresponding output terminals of the first or second switch circuits 5-1, 5-2 to connect them and reduced in noise at the time of change-over.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ダイナミック・フォー
カス機能を有する超音波診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having a dynamic focus function.

【0002】0002

【従来の技術】超音波影像装置は、超音波の反射や透過
を利用して材料や構造物の傷や欠陥を検出することに用
いられているが、医学関係にも広く用いられ診断の資料
として利用されている。
[Prior Art] Ultrasonic imaging devices are used to detect flaws and defects in materials and structures by utilizing the reflection and transmission of ultrasonic waves, but they are also widely used in the medical field as diagnostic materials. It is used as.

【0003】ここで超音波による検査または診断の原理
を図2を用いて説明する。アレイ状配置された振動子つ
まり超音波振動素子の各々から被検体に対して超音波を
発信すると被検体内のD1点に当たった超音波は反射さ
れて再び振動子に戻ってくる。このとき、D1と各振動
子との距離は異なるので反射波の戻ってくる時間は振動
子の位置によって異なってくる。
[0003] The principle of ultrasonic examination or diagnosis will now be explained using FIG. 2. When ultrasonic waves are transmitted to the subject from each of the transducers arranged in an array, that is, the ultrasonic transducer elements, the ultrasonic waves that hit point D1 inside the subject are reflected and return to the transducers again. At this time, since the distance between D1 and each vibrator is different, the time for the reflected wave to return varies depending on the position of the vibrator.

【0004】そこで速く戻ってくる振動子(図の網点の
ある振動子の中央にあるもの)には大きな遅れを与え、
遅く戻ってくる振動子には小さな遅れを与える遅延線を
通し、各振動子の反射波が加算点で同一時間になるよう
に遅延量を制御する。遅延線に近い方の点線で囲んだ波
形はこのようにして遅延処理した後の波形を示す。この
波形を加算した結果が小さい方の点線の囲いの波形であ
る。この波形を輝度変換して表示するとモニタに示すよ
うに対象物体の内部が表示される。モニタ上の点線矢印
は対象物体内の実線で示す矢印に対応しており、この線
を走査線という。なお、ダイナミック・フォーカス機能
とは受信時に走査線上の焦点位置を時々刻々変化させる
機能をいう。ここでは、遅延線のみを使って焦点を合わ
せる例をあげたが、遅延線の1部を位相器で置き換え、
位相制御と遅延時間制御の組み合わせにより焦点を合わ
せることもできる。
[0004] Therefore, a large delay is given to the vibrator (the one in the center of the halftone dotted vibrator in the figure) that returns quickly.
A delay line that provides a small delay is passed through the vibrator that returns late, and the amount of delay is controlled so that the reflected waves of each vibrator arrive at the addition point at the same time. The waveform surrounded by the dotted line closer to the delay line shows the waveform after the delay processing has been performed in this manner. The result of adding these waveforms is the smaller waveform enclosed by the dotted line. When this waveform is converted to brightness and displayed, the inside of the target object is displayed as shown on the monitor. The dotted arrow on the monitor corresponds to the solid arrow within the object, and this line is called a scanning line. Note that the dynamic focus function is a function that momentarily changes the focal position on the scanning line during reception. Here, we gave an example of focusing using only a delay line, but by replacing part of the delay line with a phase shifter,
Focusing can also be achieved by a combination of phase control and delay time control.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】特開昭56−1122
34号公報には、2系統のタップ切り換え形のフェイズ
ド・アレイを使用する技術が開示されているが、高価な
遅延線群が2系統必要であり、また、長い遅延時間を有
するフェイズド・アレイ全体を切り換えるため、切り換
え周期を短くすることは困難である。遅延線群が2系統
必要な理由は、遅延量を変化させるために遅延線のタッ
プ位置を切り換えるが、このため、ノイズが発生する。 これを防止するため、遅延線群を2系統設け、一方の遅
延線群を使用中、他方の遅延線群のタップを切り換える
。また、フェイズド・アレイとはArray 状の振動
子に電子的な遅延をかけ、焦点を自由に設定できるよう
した遅延システムである。
[Problem to be solved by the invention] JP-A-56-1122
Publication No. 34 discloses a technique using a two-system tap-switching phased array, but it requires two expensive delay line groups and the entire phased array has a long delay time. , it is difficult to shorten the switching cycle. The reason why two delay line groups are required is that the tap positions of the delay lines are switched in order to change the amount of delay, which generates noise. To prevent this, two delay line groups are provided, and while one delay line group is in use, the taps of the other delay line group are switched. Furthermore, a phased array is a delay system in which an electronic delay is applied to an array of vibrators so that the focus can be set freely.

【0006】また、USP4140022にはミキサー
を使用する技術が開示されているが、これは受信信号の
搬送波の位相を制御するだけなので、近来のごとくダイ
ナミック・フォーカス時の位相変化が超音波信号の波長
の3倍近く変化するような大開口のプローブでは、生体
での減衰により超音波信号の中心周波数が変化すると、
ダイナミック・フォーカスが最適となっている深さ位置
の近傍以外では、ビームの劣化が起こる。この劣化を防
ぐためには、深さ方向を数段階に分割し、各深さ毎に最
適のダイナミック・フォーカス制御を行って得た受信信
号群を合成して、一本の走査線を作らなければならず、
1枚の断層像を得る為に、数枚の断層像が得られる信号
量が必要であり、ダイナミック・フォーカスの本来の目
的であるリアルタイム性が犠牲になる。なお、深さ方向
に2〜3段階の分割程度では、ビームの劣化を防止出来
ない。
[0006] Also, USP 4140022 discloses a technology using a mixer, but this only controls the phase of the carrier wave of the received signal. With a probe with a large aperture that changes by nearly three times, if the center frequency of the ultrasound signal changes due to attenuation in the living body,
Beam degradation occurs outside of the vicinity of the depth position where dynamic focus is optimal. In order to prevent this deterioration, it is necessary to divide the depth direction into several stages, perform optimal dynamic focus control for each depth, and combine the received signal groups to create a single scanning line. Not,
In order to obtain one tomographic image, a signal amount necessary to obtain several tomographic images is required, and the real-time performance, which is the original purpose of dynamic focusing, is sacrificed. Note that beam deterioration cannot be prevented by dividing the beam into two or three stages in the depth direction.

【0007】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、高価な遅延線回路を1系統とするとともに、生
体の減衰の影響を受けにくい超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that uses only one system of expensive delay line circuits and is less susceptible to the effects of biological attenuation. do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
ある。同図において、2は所定の形状に配列された超音
波振動素子、1は送受信回路3の所望の送信ドライバを
選択しその送信ドライバに対応する超音波振動素子2に
より超音波パルスを被検体に発信させ被検体の所望の深
さ位置に焦点が合った超音波パルスを放射するための制
御信号を出力する送信回路、3,4,5,6,7はこの
超音波パルスの被検体からの反射波を前記各超音波振動
素子2の内所望の素子から受信し、各受信信号にそれぞ
れに対応した遅延時間を生じさせる制御および位相制御
をした後、加算する受信回路である。8,9はこの加算
した受信信号を画像表示する表示手段である。この受信
回路3,4,5,6,7は、送信ドライバと受信のアン
プよりなる送受信回路3の受信アンプと、前記超音波振
動素子2の1素子あたり少なくとも2個のゲインを可変
とするアンプを有し、この各アンプのゲインの割り振り
を制御できるようにした回路を構成要素とした掛け算回
路4と、前記掛け算回路4の前記各超音波振動素子2の
出力に対応した出力を所望の出力端子に切り換え・接続
する第1スイッチ回路5−1および第2スイッチ回路5
−2と、この第1スイッチ回路5−1および第2スイッ
チ回路5−2の前記出力端子に対応したタップを有し、
このタップの位置により入力信号の遅延量を変化させる
遅延線回路7と、この遅延線回路7のタップと前記第1
スイッチ回路5−1または前記第2スイッチ回路5−2
の対応する前記出力端子を切り換えて接続する切り換え
時のノイズが少い切り換え回路6を備え、前記第1スイ
ッチ回路5−1または前記第2スイッチ回路5−2が前
記遅延線回路7に接続されているとき、接続されていな
いスイッチ回路の前記各超音波振動素子2の出力に対応
した出力を所望の前記出力端子に切り換え・接続する操
作を行い、前記掛け算回路の構成要素である2個のゲイ
ンを可変とするアンプの2出力端子を、前記遅延線回路
7の適宜な2タップを対とし、この対を適当な間隔を選
んで構成した組の内の任意の対に切り換え・接続できる
ようにする。
[Means for Solving the Problems] FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention. In the figure, reference numeral 2 denotes ultrasonic transducer elements arranged in a predetermined shape, and numeral 1 selects a desired transmission driver of the transmitting/receiving circuit 3, and transmits ultrasonic pulses to the subject using the ultrasonic transducer element 2 corresponding to the transmission driver. A transmitting circuit 3, 4, 5, 6, and 7 outputs a control signal for emitting an ultrasonic pulse focused at a desired depth position of the subject; This is a receiving circuit that receives reflected waves from a desired one of the ultrasonic transducer elements 2, performs control and phase control to generate delay times corresponding to each received signal, and then adds them. 8 and 9 are display means for displaying the added received signals as images. The receiving circuits 3, 4, 5, 6, and 7 include a receiving amplifier of a transmitting/receiving circuit 3 consisting of a transmitting driver and a receiving amplifier, and at least two gain-variable amplifiers per element of the ultrasonic vibration element 2. A multiplication circuit 4 whose components include a circuit capable of controlling gain allocation of each amplifier, and an output corresponding to the output of each of the ultrasonic transducer elements 2 of the multiplication circuit 4 as a desired output. A first switch circuit 5-1 and a second switch circuit 5 that switch and connect to the terminals.
-2, and taps corresponding to the output terminals of the first switch circuit 5-1 and the second switch circuit 5-2,
A delay line circuit 7 that changes the amount of delay of an input signal depending on the position of this tap, and a tap of this delay line circuit 7 and the first
Switch circuit 5-1 or the second switch circuit 5-2
The circuit includes a switching circuit 6 that generates little noise during switching to switch and connect the corresponding output terminals, and the first switch circuit 5-1 or the second switch circuit 5-2 is connected to the delay line circuit 7. , an operation is performed to switch and connect the output corresponding to the output of each of the ultrasonic transducer elements 2 of the unconnected switch circuit to the desired output terminal, and the two components of the multiplication circuit are connected. The two output terminals of the amplifier with variable gain are paired with appropriate two taps of the delay line circuit 7, and this pair can be switched and connected to any pair of the configured pairs by selecting an appropriate interval. Make it.

【0009】また、前記掛け算回路4が、前記超音波振
動素子2の1素子当り、共に2個の可変ゲイン・アンプ
を有する第1回路と第2回路とからなり、前記遅延線回
路7の適宜な2タップを対とし、この対を適当な間隔で
選んで構成した第1組と、この適当な間隔の間の対より
なる第2組を構成し、前記第1回路の2個の可変ゲイン
・アンプの2出力端子を前記第1組の任意の対に切り換
え・接続出来るようにし、前記第2回路の2個の可変ゲ
イン・アンプの2出力端子を前記第2組の任意の対に切
り換え・接続出来るようにする。
Further, the multiplication circuit 4 includes a first circuit and a second circuit, both of which have two variable gain amplifiers per element of the ultrasonic transducer 2, and the delay line circuit 7 A first set is made up of pairs of two taps selected at appropriate intervals, and a second set is made up of pairs between the appropriate intervals, and the two variable gains of the first circuit are - The two output terminals of the amplifier can be switched and connected to any pair of the first set, and the two output terminals of the two variable gain amplifiers of the second circuit can be switched to any pair of the second set.・Enable connection.

【0010】また、前記掛け算回路4が、前記超音波振
動素子2の1素子当たり2個の可変ゲイン・アンプを有
し、この2個の内の一方の第1可変ゲイン・アンプから
前記第1スイッチ回路5─1と第2スイッチ回路5─2
に信号を供給し、またこの第1可変ゲイン・アンプから
の信号ラインとは独立に他方の第2可変ゲイン・アンプ
からも前記第1スイッチ回路5─1と第2スイッチ回路
5─2に信号を供給するようにする。
Further, the multiplication circuit 4 has two variable gain amplifiers per element of the ultrasonic transducer 2, and a first variable gain amplifier of one of the two Switch circuit 5-1 and second switch circuit 5-2
A signal is supplied to the first switch circuit 5-1 and the second switch circuit 5-2 from the other second variable gain amplifier independently of the signal line from the first variable gain amplifier. supply.

【0011】また、前記第1可変ゲイン・アンプからは
+極性の第1出力と−極性の第2出力を出し、前記第2
可変ゲイン・アンプからは+極性の第3出力と−極性の
第4出力を出し、また前記遅延線回路7のタップ間隔が
、生体での減衰による超音波信号の搬送周波数の変化範
囲内の特定周波数周期の1/4周期分であり、前記遅延
線回路7の隣合った2タップを対とし遅延量の順にこの
遅延量タップ対に番号を付けた時、前記第1スイッチ回
路5─1または第2スイッチ回路5─2のどちらのスイ
ッチ系統でも、前記遅延線回路7の奇数番目の対の2タ
ップに2個の差動出力の一方側の極性の2出力が接続さ
れ、偶数番目の対の2タップに他方側の極性の2出力が
接続されるようにし、奇数番目に接続時に2個の可変ゲ
イン・アンプのゲイン制御がcos(p),sin (
p)で表される時、偶数番目に接続時には2個の可変ゲ
イン・アンプのゲイン制御がcos(−π+p),si
n(−π+p)となるようにする。
Further, the first variable gain amplifier outputs a first output of positive polarity and a second output of negative polarity.
A third output with positive polarity and a fourth output with negative polarity are output from the variable gain amplifier, and the tap interval of the delay line circuit 7 is specified within the range of change in the carrier frequency of the ultrasound signal due to attenuation in the living body. It corresponds to 1/4 period of the frequency period, and when two adjacent taps of the delay line circuit 7 are paired and the delay amount tap pairs are numbered in order of delay amount, the first switch circuit 5-1 or In either switch system of the second switch circuit 5-2, two outputs of one polarity of the two differential outputs are connected to two taps of the odd-numbered pair of the delay line circuit 7, and two outputs of one polarity of the two differential outputs are connected to the two taps of the odd-numbered pair of the delay line circuit 7. The two outputs with the other polarity are connected to the two taps of
p), the gain control of the two variable gain amplifiers is cos(-π+p), si when connected as an even number.
n(-π+p).

【0012】また、前記遅延線回路7を構成する遅延線
のタップ間の遅延時間が、プローブ周波数2.5MHz
 ,3.5MHz ,5.0MHz ,7.5MHz 
に対し、6:4:3:2の比になり、7.5MHz プ
ローブ用遅延タップの12タップ間隔分の間に全てのプ
ローブ周波数用のタップが整数個入るようにする。
[0012] Further, the delay time between the taps of the delay line constituting the delay line circuit 7 is set at a probe frequency of 2.5 MHz.
,3.5MHz ,5.0MHz ,7.5MHz
On the other hand, the ratio is 6:4:3:2, so that an integer number of taps for all probe frequencies are included between the 12 tap intervals of the delay taps for the 7.5 MHz probe.

【0013】[0013]

【作用】まず、位相制御と遅延線の働きについて説明す
る。超音波振動素子2の1素子分の受信信号が次式で表
わされるものとする。 u(t)=a(t)sin (ωt+ψ)    (1
)図3(a)は(1)式を表したもので、振幅a(t)
は破線で示す包絡線成分を表す。ここでωは角周波数、
ψは位相角を表す。(1)式よりt0時間遅れた信号は
次式で表される。 u(t−t0)=a(t−t0)sin (ω(t−t
0)+ψ)    (2)図3(b)は(2)式を表す
。t0を遅延量t0といい遅延線回路7によって実現さ
れる。この場合包絡線成分a(t)と搬送波が共にt0
時間遅れる。次に信号の搬送波のみt0時間遅くすると
次式で表される。 u’(t−t0)=a(t)sin (ω(t−t0)
+ψ)    (3)図3(c)は(3)式を表す。包
絡線成分は(a)図と同じで、搬送波は(b)図と同じ
位相である。この作用を実現するのが位相制御を行う掛
け算回路4である。
[Function] First, the function of phase control and delay line will be explained. It is assumed that the received signal for one element of the ultrasonic transducer element 2 is expressed by the following equation. u(t)=a(t) sin (ωt+ψ) (1
) Figure 3(a) shows equation (1), where the amplitude a(t)
represents the envelope component shown by the broken line. Here ω is the angular frequency,
ψ represents the phase angle. A signal delayed by t0 time from equation (1) is expressed by the following equation. u(t-t0)=a(t-t0) sin (ω(t-t
0)+ψ) (2) FIG. 3(b) represents equation (2). t0 is referred to as delay amount t0, and is realized by the delay line circuit 7. In this case, both envelope component a(t) and carrier wave are t0
Time will be delayed. Next, if only the carrier wave of the signal is delayed by time t0, it is expressed by the following equation. u'(t-t0)=a(t) sin (ω(t-t0)
+ψ) (3) Figure 3(c) represents equation (3). The envelope component is the same as in figure (a), and the carrier wave is in the same phase as in figure (b). The multiplication circuit 4 that performs phase control realizes this effect.

【0014】(2)式で表される整相処理は、波形その
ものをt0移動できるために各振動素子からの信号を完
全に一致させることができるため大きなフォーカス効果
が得られるが、(3)式で表される整相処理は、包絡線
成分を遅れさせないため、各振動子からの信号を一致さ
せることはできない。しかし、近い一致を実現させるこ
とはできる。しかし(2)式による整相方式は、(3)
式による場合に比べ装置が複雑になり高価となる。そこ
で大きな整相処理は(2)式を実現する遅延線回路7に
よってステップ状に行い、そのステップ幅内の小さな整
相処理を(3)式を実現する掛け算回路4で行う。
In the phasing process expressed by equation (2), since the waveform itself can be moved by t0, the signals from each vibrating element can be perfectly matched, so a great focusing effect can be obtained; however, (3) Since the phasing process expressed by the formula does not delay the envelope component, it is not possible to match the signals from each vibrator. However, a close match can be achieved. However, the phasing method using equation (2) is (3)
The device becomes more complicated and expensive than when using a formula. Therefore, large phasing processing is performed in steps by the delay line circuit 7 that implements equation (2), and small phasing processing within the step width is performed by multiplication circuit 4 that implements equation (3).

【0015】このように掛け算回路4により搬送波の位
相制御を行い、遅延量の変化が小さい間(例えば、λを
超音波信号の波長とし、±0.5λ以下)は、この位相
制御のみで超音波ビームの焦点あわせを行う。遅延量の
変化が大きくなったら、掛け算回路4の位相制御と、ス
イッチ回路5の設定変更、切り換え回路6によるスイッ
チ回路5の切り換えにより遅延線回路7のタップの切換
えを行い、搬送波の位相制御による焦点制御量はあまり
大きくならないようにし、例えば±0.5λ以下となる
ようにする。このように搬送波の位相制御による焦点制
御量を抑えることにより、生体による減衰の影響を少な
くすることができる。
As described above, the phase of the carrier wave is controlled by the multiplication circuit 4, and while the change in the amount of delay is small (for example, when λ is the wavelength of the ultrasonic signal, less than ±0.5λ), the carrier wave can be controlled by this phase control alone. Focuses the sound beam. When the change in the amount of delay becomes large, the tap of the delay line circuit 7 is changed by controlling the phase of the multiplier circuit 4, changing the setting of the switch circuit 5, and switching the switch circuit 5 by the switching circuit 6, and then changing the tap of the delay line circuit 7 by controlling the phase of the carrier wave. The focus control amount should not be too large, for example, less than ±0.5λ. By suppressing the focus control amount by carrier wave phase control in this manner, the influence of attenuation due to the living body can be reduced.

【0016】つぎに、遅延線回路を1系統ですませるに
は、以下のようにする。掛け算回路4は、1系統でも、
2系統でも可能であるが、(1系統の場合、制御量の変
更時にノイズが発生しないような回路でなければならな
い。)スイッチ回路5のほうは、スイッチの接点の切り
換え時のノイズを防ぐために2系統とする。使用してな
い方のスイッチ回路5の系統は、切り換え回路6で遅延
線回路7から切り離されている。そして、切り離されて
いる間に、次の設定値がこの切り離されたスイッチ回路
5にセットされる。そして次の切り換えタイミングで、
切り換え回路6の切り換えが行われ、前記新設定値のス
イッチ回路5の系統が、遅延線回路7に接続され、いま
まで接続していたスイッチ回路5の系統は、遅延線回路
7から切り離され、以後交互に同じ事がくりかえされる
Next, in order to use only one system of delay line circuits, the following procedure is performed. Even if there is only one multiplication circuit 4,
Although it is possible to use two systems, (in the case of one system, the circuit must be such that no noise is generated when the control amount is changed.) The switch circuit 5 is designed to prevent noise when switching the switch contacts. There will be two systems. The unused switch circuit 5 is separated from the delay line circuit 7 by a switching circuit 6. Then, while the switch circuit 5 is disconnected, the next set value is set in the disconnected switch circuit 5. Then, at the next switching timing,
The switching circuit 6 is switched, the system of the switch circuit 5 with the new setting value is connected to the delay line circuit 7, and the system of the switch circuit 5 that has been connected is disconnected from the delay line circuit 7. After that, the same thing is repeated alternately.

【0017】なお、掛け算回路4は、1系統の時は切り
換え回路6の切り換え時に制御量の変更を行い、2系統
のときは切り離されている時に、切り離されている系統
の制御量の変更を行う。このように、遅延線回路7の前
で切り換えが行われるので、遅延線回路7は1系統で済
む。
Note that the multiplier circuit 4 changes the control amount when the switching circuit 6 switches when there is one system, and when it is disconnected when there are two systems, it changes the control amount of the disconnected system. conduct. In this way, since switching is performed before the delay line circuit 7, only one delay line circuit 7 is required.

【0018】膨大な接点数が必要なスイッチ回路5は2
系統持ち、切り換えノイズが発生する普通の安価なアナ
ログスイッチで済むようにし、遅延線回路7とスイッチ
回路5との接続部分だけ、ノイズを発生しない高価な切
り換え回路6を使用するようにする。本構成の回路系で
あれば、2系統の回路部分や個数の多くなる回路部分は
IC化(ASIC等の利用)が可能であり、IC化出来
ない遅延線回路部分は1系統ですむ。
The switch circuit 5, which requires a huge number of contacts, has two
An ordinary inexpensive analog switch that has a system and generates switching noise can be used, and an expensive switching circuit 6 that does not generate noise is used only at the connection part between a delay line circuit 7 and a switch circuit 5. With the circuit system of this configuration, the circuit parts of two systems and the circuit parts that increase in number can be integrated into ICs (using ASIC, etc.), and the delay line circuit parts that cannot be integrated into ICs can be integrated into one system.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本実施例の基本構成は図1に示した原理図と同一
なので、図1の詳細説明および、図1の構成部分をそれ
ぞれ図面を用いて説明する。図1において、1は送信の
ドライバー回路制御用の信号をつくる送信回路である。 2は配列された超音波振動素子であり、2−1〜2−n
は、個々の超音波振動素子である。3−1〜3−nは送
受信回路(送信のドライバー、受信のアンプ)、4は掛
け算回路群、5は遅延線回路7のタップ選択のための接
点回路群であるSW回路群、6はノイズの発生しない切
り換え回路群、7は遅延線回路、8はログアンプ、9は
表示器である。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The basic configuration of this embodiment is the same as the principle diagram shown in FIG. 1, so a detailed explanation of FIG. 1 and the constituent parts of FIG. 1 will be explained using the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transmitting circuit that generates a signal for controlling a transmitting driver circuit. 2 is an array of ultrasonic vibration elements, 2-1 to 2-n
are individual ultrasonic vibration elements. 3-1 to 3-n are transmission/reception circuits (transmission driver, reception amplifier), 4 is a multiplication circuit group, 5 is a SW circuit group which is a contact circuit group for tap selection of the delay line circuit 7, and 6 is a noise circuit. 7 is a delay line circuit, 8 is a log amplifier, and 9 is a display device.

【0020】送信回路1は被検体の所望の深さ位置に焦
点を合わせるようにした超音波パルスを放射するための
制御信号を送受信回路3−1〜3−nの所望の送信ドラ
イバー回路に送り、その送信ドライバー回路に対応した
超音波振動素子2を駆動して、被検体に送信パルスを放
射する。この送信パルスの被検体からの反射波を各超音
波振動素子2−1〜2−nにより受信し送受信回路3の
受信アンプを通し、所望の振動素子2からの信号だけが
各々適当なゲインに設定され、例えば、選択された振動
素子2より構成される受信開口の開口位置における受信
ゲインが、ガウス曲線状にアポダイジング(apodi
zing )され、掛け算回路群4に導かれる。なお、
この場合のアポダイジングとは受信時ゲイン、又は送信
時ゲインを開口両端に近い振動素子2程小さくする処理
である。
The transmitting circuit 1 sends a control signal for emitting an ultrasonic pulse focused on a desired depth position of the subject to a desired transmitting driver circuit of the transmitting/receiving circuits 3-1 to 3-n. , drives the ultrasonic vibration element 2 corresponding to the transmission driver circuit to emit a transmission pulse to the subject. The reflected waves of this transmitted pulse from the subject are received by each of the ultrasonic transducer elements 2-1 to 2-n, and passed through the receiving amplifier of the transmitter/receiver circuit 3, so that only the signal from the desired transducer element 2 has an appropriate gain. For example, the reception gain at the aperture position of the reception aperture constituted by the selected vibrating element 2 is apodized in the shape of a Gaussian curve.
zing) and guided to the multiplication circuit group 4. In addition,
Apodizing in this case is a process in which the gain at the time of reception or the gain at the time of transmission is made smaller as the vibrating element 2 is closer to both ends of the aperture.

【0021】なお、受信信号のアポダイジングは、送受
信回路3の受信アンプのゲインを変化させてもよいし、
掛け算回路群4で設定するようにすることもできる。ま
た、不要な受信信号は、アポダイジングを0に設定すれ
ばよい。また、ダイナミック・フォーカス時には受信信
号が帰ってくる深さに応じて開口を段々大きくするが、
これは最初アポダイジングを0に設定しておいた開口端
外側の振動素子2のアポダイジングを適当な値に段々変
化させていけばよい。
[0021] Note that the apodization of the received signal may be carried out by changing the gain of the receiving amplifier of the transmitting/receiving circuit 3,
It is also possible to set it using the multiplication circuit group 4. Furthermore, for unnecessary received signals, apodizing may be set to 0. Also, during dynamic focusing, the aperture is gradually enlarged depending on the depth to which the received signal returns.
This can be done by gradually changing the apodization of the vibrating element 2 outside the opening end, which is initially set to 0, to an appropriate value.

【0022】掛け算回路群4では、超音波振動素子の1
素子あたり2種のゲイン、又はゲインと極性だけが異な
った信号が出力され、SW回路群5,切り換え回路群6
を経て遅延線回路7の適宜な隣合ったタップに接続され
、掛け算回路群4で行われるこの2種の信号線のゲイン
の割り振りにより、受信信号の搬送波の位相を所望の位
相に位相制御する。但し、掛け算回路群4から2系統に
なる場合は、超音波振動素子2の1素子当たり2種×2
系統の信号が掛け算回路群4から出力される。
In the multiplication circuit group 4, one of the ultrasonic vibration elements
Two types of gains or signals differing only in gain and polarity are output per element, and SW circuit group 5 and switching circuit group 6
are connected to appropriate adjacent taps of the delay line circuit 7 through the multiplication circuit group 4, and the phase of the carrier wave of the received signal is controlled to a desired phase by assigning the gains of these two types of signal lines performed by the multiplication circuit group 4. . However, if there are 2 systems from multiplication circuit group 4, 2 types x 2 per element of ultrasonic vibration element 2
System signals are output from the multiplication circuit group 4.

【0023】切り換え回路群6は、SW回路群5−1,
5−2の2系統の経路の一方を選択し、選択されたSW
回路群5により遅延線回路7のタップの選択が決まり、
受信信号の焦点合わせが行われ、遅延線回路7の出力信
号がログアンプ8で対数変換され、表示器9に送られ影
像として表示される。
The switching circuit group 6 includes SW circuit groups 5-1,
Select one of the two routes in 5-2 and select the SW
The tap selection of the delay line circuit 7 is determined by the circuit group 5,
The received signal is focused, and the output signal of the delay line circuit 7 is logarithmically converted by a log amplifier 8, and sent to a display 9 to be displayed as an image.

【0024】また、選択されていない回路系統では、次
の設定値がセットされ、次のダイナミック・フォーカス
のタイミングで、切り換え回路6により、ノイズレスで
切り換えられ、つぎの深さ位置の焦点が選ばれる。2系
統で交互にダイナミック・フォーカスを行うことにより
、走査線上深さ方向に数十回の切り換えも可能である。
In addition, the next set value is set for the circuit system that is not selected, and at the next dynamic focus timing, the switching circuit 6 switches noiselessly, and the focus at the next depth position is selected. . By performing dynamic focusing alternately in the two systems, it is possible to switch several dozen times in the depth direction on the scanning line.

【0025】次に図4より掛け算回路の詳細な説明を行
う。図4は掛け算回路群4の働きを説明するもので、超
音波振動素子2の1素子当たりの構成図である。図1に
示す掛け算回路群4が1系統の場合、又は2系統の片側
のみの場合の1素子当たりの構成図である。又説明を簡
略にするため、図1のSW回路群5と切り換え回路群6
は省略しており、遅延線回路7の選択された隣同士のタ
ップ位置Ti ,Ti+1 に接続されたところを図示
してある。
Next, the multiplication circuit will be explained in detail with reference to FIG. FIG. 4 explains the function of the multiplication circuit group 4, and is a configuration diagram of each element of the ultrasonic vibration element 2. FIG. 2 is a configuration diagram per element when the multiplication circuit group 4 shown in FIG. 1 is one system or only one side of two systems. Also, to simplify the explanation, the SW circuit group 5 and the switching circuit group 6 in FIG.
are omitted, and the portions connected to selected adjacent tap positions Ti and Ti+1 of the delay line circuit 7 are shown.

【0026】Aは送受信回路3−1〜3−nの任意の1
回路分の受信部出力信号であり、この信号を1入力とす
る2個の掛け算器MC ,MS により、Cc =A×
Bc ,Cs=A×Bsとなるゲイン、又はゲインと極
性だけが異なった2種の信号をつくる回路が、掛け算回
路群4の構成要素である。一般的に、受信信号Aは、近
似的にA=a (t −tdj )sin (ω・t 
−Φdj)と表される。ここで、a (t −tdj 
)は振幅変調項、tdj は各振動素子2で受信した受
信信号の行路長による遅延時間、Φdjは搬送波の位相
ズレであり、一般的には、超音波振動素子2毎に異なっ
た値を持つ。また、t は時間、ωは受信信号搬送波の
角周波数である。
A is any one of the transmitting/receiving circuits 3-1 to 3-n.
This is the output signal of the receiving section for the circuit, and by the two multipliers MC and MS that take this signal as one input, Cc = A×
The components of the multiplication circuit group 4 are circuits that generate gains such that Bc, Cs=A×Bs, or two types of signals that differ only in gain and polarity. Generally, the received signal A is approximately A=a (t − tdj ) sin (ω・t
−Φdj). Here, a (t − tdj
) is the amplitude modulation term, tdj is the delay time due to the path length of the received signal received by each transducer 2, and Φdj is the phase shift of the carrier wave, which generally has a different value for each ultrasonic transducer 2. . Further, t is time, and ω is the angular frequency of the received signal carrier.

【0027】また、遅延線回路7のタップTi+1 と
Ti のタップ間隔をtdl とし、Ti から最小遅
延時間となるタップTo までの遅延量を積算した総遅
延時間をtdi とする。図3のTi+1 ,Ti に
入った2本の信号だけによる遅延線回路7の出力信号E
dloは、Bc =a1,Bs =a2とすると次式と
なる。ここでa1,a2は掛け算器MC ,MS のゲ
イン設定用の制御信号である。
Further, let tdl be the tap interval between taps Ti+1 and Ti of the delay line circuit 7, and let tdi be the total delay time obtained by integrating the amount of delay from Ti to tap To, which is the minimum delay time. Output signal E of the delay line circuit 7 based on only two signals inputted to Ti+1 and Ti in FIG.
When Bc = a1 and Bs = a2, dlo is expressed as follows. Here, a1 and a2 are control signals for setting the gains of the multipliers MC and MS.

【0028】Edlo=a1・a (t −tdj −
tdi )sin (ω・t −Φdj−ω・tdi 
)+a2・a (t −tdj −(tdi +tdl
 ))sin (ω・t −Φdj−ω・(tdi +
tdl ))τ1=t −tdj −tdi ,τ2=
t −Φdj/ω−tdi とおくと Edlo=a1・a (τ1)sin (ω・τ2)+
a2・a (τ1−tdl )sin (ω・(τ2−
tdl ))
Edlo=a1・a (t −tdj −
tdi ) sin (ω・t −Φdj−ω・tdi
)+a2・a (t −tdj −(tdi +tdl
)) sin (ω・t −Φdj−ω・(tdi +
tdl )) τ1=t −tdj −tdi , τ2=
If we set t −Φdj/ω−tdi, Edlo=a1・a (τ1) sin (ω・τ2)+
a2・a (τ1−tdl ) sin (ω・(τ2−
tdl))

【0029】また、振幅変調項a (t 
)は、搬送波に比べ低い周波数成分しか持たない。また
、タップ間隔tdl は、搬送波の周期Tpの1/4以
下に取るので、a (τ1)≒a (τ1−tdl )
としてよい。従って、下記の如くかける。 Edlo≒a (τ1)〔a1・sin (ω・τ2)
+a2・sin (ω・(τ2−tdl ))〕
In addition, the amplitude modulation term a (t
) has only lower frequency components than the carrier wave. Also, since the tap interval tdl is set to 1/4 or less of the carrier wave period Tp, a (τ1)≒a (τ1−tdl)
may be used as Therefore, multiply as follows. Edlo≒a (τ1) [a1・sin (ω・τ2)
+a2・sin (ω・(τ2−tdl ))]

【0030】また、pを任意の位相として、a1,a2
によりEdlo=a (τ1)・sin (ω・τ2−
p)つまり、pだけ位相制御された信号を得るためには
、Φdl=ω・tdl とおくとa1=cos (p)
−sin (p)・cos (Φdl)/sin (Φ
dl),a2=sin (p)/sin (Φdl)と
なるようにa1,a2を設定すればよい。なお、超音波
信号は、生体で減衰を受けωの値は変化するが、Φdl
はωの変域内の一点で決めればよい。3.5MHz の
プローブなら3.5MHz に対するω、または減衰を
考慮して少し低めのωの値を取ってa1,a2を計算し
ても良い。
Furthermore, when p is an arbitrary phase, a1, a2
Therefore, Edlo=a (τ1)・sin (ω・τ2−
p) In other words, in order to obtain a signal whose phase is controlled by p, if we set Φdl=ω・tdl, a1=cos (p)
−sin (p)・cos (Φdl)/sin (Φ
dl), a2 = sin (p)/sin (Φdl). Note that the ultrasonic signal is attenuated in the living body and the value of ω changes, but Φdl
can be determined at one point within the domain of ω. For a 3.5 MHz probe, a1 and a2 may be calculated by taking ω for 3.5 MHz, or by taking a slightly lower value of ω in consideration of attenuation.

【0031】掛け算回路群4で、アポダイジングまで行
う場合には、その超音波振動素子のアポダイジング値を
apj とすると a1=apj ・(cos (p)−sin (p)・
cos (Φdl)/sin (Φdl)) a2=apj ・sin (p)/sin (Φdl)
となるように、a1,a2を設定すればよい。
When the multiplication circuit group 4 performs up to apodizing, if the apodizing value of the ultrasonic transducer is apj, then a1=apj ・(cos (p)−sin (p)・
cos (Φdl)/sin (Φdl)) a2=apj ・sin (p)/sin (Φdl)
What is necessary is to set a1 and a2 so that.

【0032】タップTi+1 とTi の間の内挿だけ
で使用する場合Φdl≦π/2となる任意のタップ間隔
tdl に対し良好な内挿結果が得られるが、タップ間
隔外にも広く外挿を行う場合は、例えば−π〜+πの範
囲で搬送波の位相制御を行う場合、Φdl=π/2とし
たほうがよい。
When interpolation is used only between taps Ti+1 and Ti, good interpolation results can be obtained for any tap interval tdl such that Φdl≦π/2, but it is not possible to extrapolate widely outside the tap interval. When performing carrier wave phase control in the range of -π to +π, for example, it is better to set Φdl=π/2.

【0033】タップTi+1 とTi の間の内挿だけ
で使用し、またtdl も小さくしたほうが、生体によ
る超音波信号の減衰による搬送周波数の低下の影響が小
さくなるが、遅延線回路7のタップの数が多くなり、S
W回路群5と切り換え回路群6も増大する。本実施例で
は−π〜+πの範囲で位相制御を行う場合で説明を行う
If only interpolation is used between the taps Ti+1 and Ti and tdl is also made small, the influence of the drop in the carrier frequency due to the attenuation of the ultrasound signal by the living body will be smaller; As the number increases, S
The W circuit group 5 and the switching circuit group 6 are also increased. In this embodiment, a case where phase control is performed in the range of -π to +π will be explained.

【0034】図5は、−π〜+πの範囲で位相制御を行
う場合の具体例である。Φdl=π/2に選ぶとa1=
cos (p),a2=sin (p)となる。λ/1
6の刻みで位相制御を行うとすると、16の種類の制御
値が必要であるが、a1,a2が周期関数であるため、
図5のa,b,c,d,e,f,g,hの8種類の制御
値で全範囲を制御できる。この制御値は、8個のD/A
変換器で作る事が可能であり、全超音波振動素子2にた
いし共通に使える。
FIG. 5 shows a specific example of phase control in the range of -π to +π. If we choose Φdl=π/2, a1=
cos (p), a2=sin (p). λ/1
If phase control is performed in increments of 6, 16 types of control values are required, but since a1 and a2 are periodic functions,
The entire range can be controlled using eight types of control values a, b, c, d, e, f, g, and h in FIG. This control value is 8 D/A
It can be made with a transducer and can be used commonly for all ultrasonic vibration elements 2.

【0035】また、4bitsの制御信号B0〜B3を
使い、301 のEOR によりSI,SOを作れば、
8to1のアナログ・スイッチ302 ,303 によ
り、図4のBs ,Bc の制御信号が得られる。なお
、Adはアナログ・スイッチ302 ,303 の0〜
7の8個の接点を選択するための3bitsの制御アド
レスである。
[0035] Also, if 4 bits of control signals B0 to B3 are used and SI and SO are created by EOR of 301,
The control signals Bs and Bc in FIG. 4 are obtained by the 8to1 analog switches 302 and 303. Note that Ad is 0 to 0 of the analog switches 302 and 303.
This is a 3-bit control address for selecting 8 contacts of 7.

【0036】このようにすれば、4bitsの制御信号
B0〜B3により、遅延線回路7の選択されたタップT
i ,Ti+1 (斜線部分)の中心から−π〜+πの
搬送波の位相制御が可能となる。また、アナログ・スイ
ッチ302 ,303 のかわりに、D/Aコンバータ
2個で回路を構成することも当然可能であり、この場合
はD/A変換器の制御入力系にデコード部を設ければ、
アポダイジングも容易となる。
In this way, the selected tap T of the delay line circuit 7 is controlled by the 4-bit control signals B0 to B3.
It is possible to control the phase of the carrier wave from -π to +π from the center of i, Ti+1 (shaded area). Also, it is naturally possible to configure the circuit with two D/A converters instead of the analog switches 302 and 303. In this case, if a decoding section is provided in the control input system of the D/A converter,
Apodizing is also facilitated.

【0037】図6は掛け算回路群4から2系統になる場
合の実施例であり、超音波振動素子2の1素子当たり2
系統の掛け算回路要素401 ,402 がある。掛け
算回路要素401 ,402 は、図4,図5で説明し
たものと同じ働きをする。なお、説明を簡略にするため
図1の切り換え回路群6は省略してある。Aは、送受信
回路3からの受信信号出力である。図6は超音波振動素
子2の1素子分しか図示してないが、掛け算回路素子4
01 ,402 が素子分(図1に示すn個)だけ必要
である。
FIG. 6 shows an embodiment in which there are two systems from the multiplication circuit group 4, and each ultrasonic vibration element 2 has two systems.
There are multiplication circuit elements 401 and 402 of the system. The multiplication circuit elements 401 and 402 have the same functions as those described in FIGS. 4 and 5. Note that the switching circuit group 6 in FIG. 1 is omitted to simplify the explanation. A is a received signal output from the transmitting/receiving circuit 3. Although FIG. 6 only shows one element of the ultrasonic vibration element 2, the multiplication circuit element 4
01 and 402 are required for the number of elements (n shown in FIG. 1).

【0038】また、各素子2から403 または404
 を経由して(403 ,404 内には図示されてい
ないが、他の超音波振動素子2からの受信信号のための
接点も含まれている。)、遅延線回路7に送られた信号
は、遅延線回路7内で加算される回路構成とする。ここ
で、403 ,404 は、SW回路群5−1,5−2
の一部を図示したものである。
[0038] Also, each element 2 to 403 or 404
(Although not shown in 403 and 404, contacts for receiving signals from other ultrasonic transducer elements 2 are also included.) The signal sent to the delay line circuit 7 is , is added within the delay line circuit 7. Here, 403 and 404 are SW circuit groups 5-1 and 5-2
This is a part of the diagram.

【0039】掛け算回路要素401 と403 (系統
P)がフォーカス作用を行っている場合は、掛け算回路
要素402 と404 (系統Q)は遅延線回路7から
は切り離されていて(図省略)、次の制御値が掛け算回
路要素402 と404 にセットされる。掛け算回路
要素401 では、超音波振動素子2の1素子当たり、
2種のゲインまたはゲインと極性だけが異なった信号が
出力され、SW回路群403 内の1組の2接点、例え
ば403 −3 と 403−4 が選ばれていて、遅
延線回路7の適宜な隣合ったタップ(403−3 と 
403−4 の時は、Dp2 の2タップ)に接続され
ていて(タップの選択により2×tdl の整数倍の大
きな遅延制御が行われる。)、この2種の信号線のゲイ
ンの割り振りにより(掛け算回路要素401 で行われ
る。)受信信号の搬送波の位相が所望の位相に位相制御
される。他の超音波振動素子2についても、上記のこと
と同じ事が行われ、各受信信号が遅延線回路7上で加算
され所望の深さ位置に焦点がかけられる。
When the multiplier circuit elements 401 and 403 (system P) are performing the focus action, the multiplier circuit elements 402 and 404 (system Q) are separated from the delay line circuit 7 (not shown), and the next The control value of is set in the multiplication circuit elements 402 and 404. In the multiplication circuit element 401, per element of the ultrasonic vibration element 2,
Two types of gains or signals differing only in gain and polarity are output, and one set of two contacts in the SW circuit group 403, for example, 403-3 and 403-4, are selected, and the appropriate signals in the delay line circuit 7 are output. Adjacent taps (403-3 and
403-4, it is connected to 2 taps of Dp2) (by selecting the tap, a large delay control of an integer multiple of 2 x tdl is performed), and by allocating the gains of these two types of signal lines ( (This is performed by the multiplication circuit element 401.) The phase of the carrier wave of the received signal is controlled to a desired phase. The same thing as described above is performed for the other ultrasonic transducer elements 2, and each received signal is added on the delay line circuit 7 and focused on a desired depth position.

【0040】次のダイナミック・フォーカスのタイミン
グでは、Q側が遅延線回路7に接続され、P側が切り離
される。以下P,Qが交互にその働きを行う。Dp1 
,Dp2 ,・・・,Dq1 ,Dq2 ,・・・は4
×tdl の間隔でタップを出せばよい。また、Dp1
 ,Dp2 ,・・・とDq1 ,Dq2 ,・・・は
同じタップ位置(例えばDp1,Dp2 ,・・・のタ
ップ位置だけをつかう。)にしても、上記の事は可能で
あるが、P〜Q間の切り換え時に、例えばPでDp1 
が選択されていた時、QでDp2 が選択されていると
、切り換え時に4×tdl の遅延量の差が生ずる。D
p1 ,Dp2 ,・・・とDq1,Dq2 ,・・・
を2×tdl ずらしておくと、上記切り換え時遅延量
の差を2×tdl 以下にすることができる。ただし、
Dq1 からπの位相制御の範囲ではDp1 の左端の
タップはカバー出来ないが、遅延量の原点をDp1 の
右端に取って、遅延量を計算するようにすれば問題ない
At the next dynamic focus timing, the Q side is connected to the delay line circuit 7, and the P side is disconnected. Thereafter, P and Q perform their functions alternately. Dp1
, Dp2 ,..., Dq1 , Dq2 ,... are 4
It is sufficient to issue taps at intervals of ×tdl. Also, Dp1
, Dp2,... and Dq1, Dq2,... are the same tap position (for example, only the tap positions of Dp1, Dp2,... are used), the above is possible, but P~ When switching between Q, for example, Dp1 at P
If Dp2 is selected in Q when Dp2 is selected, a difference in delay amount of 4×tdl will occur at the time of switching. D
p1, Dp2,... and Dq1, Dq2,...
By shifting 2×tdl, the difference in the switching delay amount can be reduced to 2×tdl or less. however,
Although the tap at the left end of Dp1 cannot be covered within the phase control range from Dq1 to π, there is no problem if the origin of the delay amount is set at the right end of Dp1 and the delay amount is calculated.

【0041】図7は掛け算回路群4が1系統になる場合
の実施例であり、超音波振動素子2の1素子当たり1系
統の掛け算回路要素501 がある。掛け算回路要素5
01 は、図4,図5で説明したものと同じ働きをする
。掛け算回路要素501 は、P系統,Q系統で共用す
るので、Bc ,Bs の制御値を変更するときのノイ
ズが問題となる。そこで、ロウ・バス・フィルタFc5
01 −1, Fs501−2 を入れて、制御値変更
時のノイズを落とすものとする。Bc ,BsからMC
 ,MS の入力の経路には、周波数の高い搬送波は含
まれず、切り換え周期(数マイクロ秒)に見合った低い
周波数のフィルターをかける事が出来る。また説明を簡
略にするため図1に示した切り換え回路群6は省略して
ある。
FIG. 7 shows an embodiment in which the multiplication circuit group 4 is one system, and there is one system of multiplication circuit elements 501 for each ultrasonic vibration element 2. Multiplication circuit element 5
01 has the same function as that explained in FIGS. 4 and 5. Since the multiplication circuit element 501 is shared by the P system and the Q system, noise becomes a problem when changing the control values of Bc and Bs. Therefore, the low bus filter Fc5
01 -1, Fs501-2 is inserted to reduce noise when changing control values. Bc, Bs to MC
, MS do not include high-frequency carrier waves, and can be filtered with a low frequency commensurate with the switching period (several microseconds). Further, in order to simplify the explanation, the switching circuit group 6 shown in FIG. 1 is omitted.

【0042】Aは送受信回路からの受信信号出力である
。図7は超音波振動素子2の1素子分しか図示してない
が、掛け算回路要素501 は素子分(図1に示すn個
)だけ必要である。また、各素子2から502 (又は
503)を経由して(502 ,503 内には図示さ
れていないが、他の超音波振動素子2からの受信信号の
ための接点も含まれている。)、遅延線回路7に送られ
た信号は、遅延線回路7内で加算される回路構成とする
。なお、502 ,503 は、SW回路群5−1,5
−2の一部を図示してある。
A is a received signal output from the transmitting/receiving circuit. Although FIG. 7 shows only one element of the ultrasonic vibration element 2, the number of multiplication circuit elements 501 corresponding to the number of elements (n shown in FIG. 1) is required. Further, from each element 2 via 502 (or 503) (although not shown in 502 and 503, contacts for receiving signals from other ultrasonic transducer elements 2 are also included). , the signals sent to the delay line circuit 7 are added within the delay line circuit 7. Note that 502 and 503 are SW circuit groups 5-1 and 5-5.
-2 is partially illustrated.

【0043】系統Pが、フォーカス作用を行っている場
合は、系統Qは遅延線回路7からは切り離されていて(
図省略)、次の制御値が503 にセットされる。掛け
算回路要素501 では、超音波振動素子2の1素子当
たり、2種のゲインまたはゲインと極性だけが異なった
信号が作られ、その出力は差動出力として出力され、S
W回路群502 内の1組の2接点、例えば502 −
3と502 −4が選ばれていて、遅延線回路7の適宜
な隣合ったタップ(502 −3と502 −4の時は
D2の2タップ)に接続されていて(タップの選択によ
り2×tdl の整数倍の大きな遅延制御が行われる。 )この2種の信号線のゲインの割り振りにより(掛け算
回路要素501 で行われる。)、受信信号の搬送波の
位相が所望の位相に位相制御される。他の超音波振動素
子2についても上記のことと同じ事が行われ、各受信信
号が遅延線回路7上で加算され所望の深さ位置に焦点が
かけられる。
When the system P performs the focusing action, the system Q is separated from the delay line circuit 7 (
(Figure omitted), the next control value is set to 503. In the multiplication circuit element 501, two types of gain or signals differing only in gain and polarity are created for each element of the ultrasonic vibration element 2, and the output is output as a differential output,
A set of two contacts in the W circuit group 502, for example 502 -
3 and 502-4 are selected, and are connected to appropriate adjacent taps of the delay line circuit 7 (in the case of 502-3 and 502-4, two taps of D2). tdl is performed.) By allocating the gains of these two types of signal lines (performed by the multiplication circuit element 501), the phase of the carrier wave of the received signal is controlled to a desired phase. . The same thing as described above is performed for the other ultrasonic transducer elements 2, and each received signal is added on the delay line circuit 7 and focused on a desired depth position.

【0044】次のダイナミック・フォーカスのタイミン
グでは、Q側が遅延線回路7に接続され、P側が切り離
される。以下P,Qが交互にその働きを行う。D1,D
2,D3,D4, ・・・・・・は2×tdl の間隔
でタップを出せばよい。P系統で選択されていたタップ
位置と、Q系統で同じタップ位置に切り換えられる時に
は、Bc ,Bs は各々同じ値で同じフォーカス位置
にフォーカスをかけられるのはあきらかである。
At the next dynamic focus timing, the Q side is connected to the delay line circuit 7, and the P side is disconnected. Thereafter, P and Q perform their functions alternately. D1, D
2, D3, D4, . . ., taps should be output at intervals of 2×tdl. When the tap position selected in the P system is switched to the same tap position in the Q system, it is obvious that Bc and Bs have the same value and focus can be applied to the same focus position.

【0045】差が2×tdl のタップ位置に切り換え
られる時、例えばD1からD2に切り換えられる場合を
考えると、D1〜D2の位相制御量の差は、πになって
いるので、掛け算器MC ,MS の作動出力の−側を
使い、Bc ,Bs の制御もD1とD2ではπだけず
らしてやれば、(D1でcos (p),sin (p
)、D2でcos (−π+p),sin (−π+p
)とする。)Bc ,Bs の値を、各々同じ値で、同
じフォーカス位置を選んだ制御状態に切り換える事が出
来る。
When switching to a tap position with a difference of 2×tdl, for example, when switching from D1 to D2, the difference between the phase control amounts of D1 and D2 is π, so the multipliers MC, If we use the negative side of the operating output of MS and shift the control of Bc and Bs by π between D1 and D2, we can obtain cos (p), sin (p
), cos (-π+p), sin (-π+p) in D2
). ) It is possible to switch to a control state in which the values of Bc and Bs are the same and the same focus position is selected.

【0046】上記の如く掛け算回路群4が1系統の場合
には、切り換える時に、P,Qの系統で同じ焦点位置用
制御状態になるようなタップと位相の制御を行って切り
換える。またP,Qの切り換え周期の間で少なくとも1
回、掛け算回路要素501 だけを使って、位相制御だ
けのダイナミック・フォーカスをおこなうようにするこ
ともできる。
When the multiplier circuit group 4 has one system as described above, when switching is performed, tap and phase control is performed so that the P and Q systems are in the same focus position control state. Also, at least 1 time between P and Q switching cycles.
It is also possible to perform dynamic focusing using only phase control using only the multiplication circuit element 501.

【0047】図7では、差動出力のため、超音波振動素
子1の1素子当たり4本の信号線が出ているが、これは
、πだけずれたタップ間で極性が逆の信号が必要なため
で、本質的には、2種の信号として考えてよい。また、
差動出力は、2系統が同時にONしている状態における
切り換え時の乱れを無くすためなので、この乱れを許せ
ば(ダイナミック・フォーカスの切り換え回数が多けれ
ば乱れは小さい)、差動出力を単出力にすることができ
るので、この場合超音波振動素子2の1素子当たり完全
に2本の信号線で良い。
In FIG. 7, four signal lines are output per ultrasonic transducer element 1 for differential output, but this requires signals with opposite polarity between the taps shifted by π. Therefore, they can essentially be considered as two types of signals. Also,
The purpose of differential output is to eliminate disturbances when switching when two systems are ON at the same time, so if this disturbance is allowed (the disturbance will be small if dynamic focus is switched many times), differential output can be converted to a single output. Therefore, in this case, exactly two signal lines are required for each ultrasonic transducer element 2.

【0048】図6、図7に示した接点(403 −1〜
403 −4,502 −1〜502 −4)は、概念
的なものであり、実際の回路構成を示すものでは無い。 なお、この接点は図面上で水平方向の信号線と垂直方向
の信号線を結合する接点を表すものとする。
Contact points (403-1 to 403-1) shown in FIGS. 6 and 7
403-4, 502-1 to 502-4) are conceptual and do not indicate actual circuit configurations. Note that this contact point represents a contact point that connects a horizontal signal line and a vertical signal line in the drawing.

【0049】図8は、図1に示すSW回路群5−1,5
−2の回路構成の要素回路を説明する図である。C0〜
C3は、例えば、図6の401 のMC (またはMS
 )出力4本分である。P側とQ側ではSW回路群5は
全く同じなので、片側のみで説明する。アナログ・スイ
ッチM1に、この例では、掛け算回路要素4の出力4チ
ャネル分を受持たせるとすると、チャネル数に対し必要
な最大の遅延量の差分が決まるので、M1の出力の所要
タップ数がきまる。
FIG. 8 shows the SW circuit groups 5-1 and 5 shown in FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating element circuits of circuit configuration No.-2. C0~
C3 is, for example, 401 MC (or MS
) 4 outputs. Since the SW circuit group 5 is completely the same on the P side and the Q side, only one side will be explained. In this example, if analog switch M1 is to handle four channels of the output of multiplier circuit element 4, the difference in the maximum amount of delay required for the number of channels is determined, so the required number of taps for the output of M1 is Kimimaru.

【0050】これを、この例では6とした。すると第2
段目のアナログ・スイッチM2は、6個(M2−1〜M
2−6)必要になる。そして、掛け算回路要素例えば、
図6の401の1本の出力に対し遅延線回路7での所要
最大タップ数が18だったとすると(使用する超音波プ
ローブの所要最大遅延量により決まる)、M2の出力は
、18/6=3本必要となる。各素子を図8のように結
線すれば、M2−1〜M2−6によりT01〜T18 
の内、連続した任意の6タップが選べる。例えば、M2
−1がT07 、M2−2〜M2−6までが、T02 
〜T06 というように選ぶ。
[0050] This is set to 6 in this example. Then the second
There are six analog switches M2 (M2-1 to M
2-6) It becomes necessary. And the multiplication circuit element, for example,
If the required maximum number of taps in the delay line circuit 7 is 18 for one output of 401 in FIG. 6 (determined by the required maximum delay amount of the ultrasound probe used), the output of M2 is 18/6= Three pieces are required. If each element is connected as shown in Figure 8, T01 to T18 will be connected by M2-1 to M2-6.
You can select any 6 consecutive taps. For example, M2
-1 is T07, M2-2 to M2-6 are T02
~T06.

【0051】但し、図6の、例えば401 のMC と
MS 出力に対しては、遅延線回路7のタップ位置は、
所望の隣合った位置になるよう対応ずけて選択を行うこ
とは当然のことであり、本回路であれば問題無く上記の
選択がおこなえる。つまり図8の1つの要素回路内をM
C (またはMS )側だけに限定すればよい。全体で
はP側に、この要素回路がn/4(MC 用)+n/4
(MS 用)個必要であり、Q側に、この要素回路がn
/4(MC ’用)+n/4(MS ’用)個必要であ
る。図7ではP側に、この要素回路がn/2(MC 用
)+n/2(MS 用)個必要であり、Q側に、この要
素回路がn/2(MC 用)+n/2(MS 用)個必
要である。
However, for the MC and MS outputs of, for example, 401 in FIG. 6, the tap positions of the delay line circuit 7 are as follows:
It goes without saying that the selections should be made in correspondence so that the desired adjacent positions are achieved, and the above selection can be made without any problem with this circuit. In other words, M
It is only necessary to limit it to the C (or MS) side. Overall, on the P side, this element circuit is n/4 (for MC) + n/4
(for MS), and this element circuit is n on the Q side.
/4 (for MC') + n/4 (for MS') pieces are required. In Figure 7, n/2 (for MC) + n/2 (for MS) element circuits are required on the P side, and n/2 (for MC) + n/2 (for MS) element circuits are required on the Q side. ) pieces are required.

【0052】また、TO1 〜T18 のタップ間隔は
図6、図7の例では、4×tdl となる。また、タッ
プの総数は図6の例ではP側で2×18、Q側で2×1
8となる。図7の例では、P側で4×18、Q側で4×
18となる。そして、このタップの総数が、図1に示す
SW回路群5−1(P側)からm=36(図6)、また
は72(図7)本の信号として、出力され、図1に示す
SW回路群5−2(Q側)からm=36(図6)、又は
72(図7)本の信号として出力される。また、M2−
1〜M2−6は1入力としたが、マトリクス・スイッチ
を使えば、図9に示すように同一のタップ群T01 〜
T18 を使う信号に対しては、M2−1〜M2−6を
入力のチャネル数だけ共通に使う事が出来る。つまり、
入力のチャネル数と同じ個数、M1を受け持つ事が出来
る。
Further, the tap interval between TO1 to T18 is 4×tdl in the examples of FIGS. 6 and 7. Also, in the example of Figure 6, the total number of taps is 2 x 18 on the P side and 2 x 1 on the Q side.
It becomes 8. In the example in Figure 7, 4×18 on the P side and 4× on the Q side.
It will be 18. Then, the total number of taps is output as m=36 (FIG. 6) or 72 (FIG. 7) signals from the SW circuit group 5-1 (P side) shown in FIG. The circuit group 5-2 (Q side) outputs m=36 (FIG. 6) or 72 (FIG. 7) signals. Also, M2-
1 to M2-6 have one input, but if a matrix switch is used, the same tap group T01 to M2-6 can be input as shown in FIG.
For signals using T18, M2-1 to M2-6 can be used in common as many as the number of input channels. In other words,
It can handle the same number of M1 as the number of input channels.

【0053】また、図6において、Dq1 ,Dq2 
,・・・のタップを使わないで、Q側でもDp1 ,D
p2 ,・・と同じタップ位置を使う事も可能であり、
この時は遅延線回路7からのタップ数は半分となる。そ
の場合でも、SW回路群5の規模は変わらない。切り換
え回路群6の規模も変わらない。
In addition, in FIG. 6, Dq1, Dq2
,... on the Q side without using the taps Dp1, D
It is also possible to use the same tap position as p2,...,
At this time, the number of taps from the delay line circuit 7 is halved. Even in that case, the scale of the SW circuit group 5 remains unchanged. The scale of the switching circuit group 6 also remains unchanged.

【0054】図10は図6の場合の切り換え回路群6の
回路構成の説明図である。MPI〜MPm,MQI〜M
Qmは、アナログ掛け算器または可変ゲインアンプであ
り、SW回路群5−1,5−2からのm本×2系統の信
号の切り換えを行うための回路である。例えば、SW回
路群5−1(P系統)からのm本の信号は、701 の
m本の入力信号となり、SW回路群5−2(Q系統)か
らのm本の信号は、702のm本の入力信号となる。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the circuit configuration of the switching circuit group 6 in the case of FIG. MPI~MPm, MQI~M
Qm is an analog multiplier or a variable gain amplifier, and is a circuit for switching m×2 signals from the SW circuit groups 5-1 and 5-2. For example, m signals from SW circuit group 5-1 (P system) become m input signals of 701, and m signals from SW circuit group 5-2 (Q system) become m input signals of 702. This becomes the input signal for the book.

【0055】701 の信号は、MPI〜MPmのもう
一方の共通入力信号GP (704 )によりON,O
FF され、702 の信号は、MQI〜MQmのもう
一方の共通入力信号GQ (705 )によりON,O
FF される。図11はこのON,OFF のタイミン
グチャートを表し、このON,OFF 時、GP ,G
Q は704 ,705 に示すように、tsw の間
に滑らかに切り換えを行い、tpoの間はP側は完全に
OFF している。また、tqoの間はQ側が完全にO
FF している。そして、tpoの間にP側の制御値の
書換えを行い、またtqoの間にQ側の制御値の書換え
を行う。図10の場合、遅延線回路7のタップ数dに対
し、m=d/2となっている。またGP ,GQ が掛
け算器のゲインに比例するものとし、GP +GQ =
一定となるようにする。これにより図11に示す切り換
え時tsw の間も振幅変動を小さくして滑らかに切り
換えることができる。
The signal 701 is turned on and off by the other common input signal GP (704) of MPI to MPm.
FF, and the signal 702 is turned on and off by the other common input signal GQ (705) of MQI to MQm.
FF is done. FIG. 11 shows a timing chart of this ON and OFF, and when this ON and OFF, GP, G
As shown at 704 and 705, Q switches smoothly during tsw, and the P side is completely OFF during tpo. Also, during tqo, the Q side is completely O.
FF is doing it. Then, the control value on the P side is rewritten during tpo, and the control value on the Q side is rewritten during tqo. In the case of FIG. 10, m=d/2 for the number of taps d of the delay line circuit 7. It is also assumed that GP and GQ are proportional to the gain of the multiplier, and GP + GQ =
Make it constant. As a result, even during the switching time tsw shown in FIG. 11, amplitude fluctuations can be reduced and switching can be performed smoothly.

【0056】図12は図7の場合の切り換え回路群6の
回路構成の説明図である。MPI〜MPm,MQI〜M
Qmは、アナログ掛け算器または可変ゲイン・アンプで
あり、SW回路群5−1,5−2からのm本×2系統の
信号の切り換えを行うための回路である。例えば、図1
に示すSW回路群5−1(P系統)からのm本の信号は
、711 のm本の入力信号となり、SW回路群5−2
(Q系統)からのm本の信号は、712 のm本の入力
信号となる。711 の信号は、MPI〜MPmのもう
一方の共通入力信号GP (714)によりON,OF
F され、712 の信号は、MQI〜MQmのもう一
方の共通入力信号GQ (715 )によりON,OF
F される。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the circuit configuration of the switching circuit group 6 in the case of FIG. MPI~MPm, MQI~M
Qm is an analog multiplier or a variable gain amplifier, and is a circuit for switching m×2 signals from the SW circuit groups 5-1 and 5-2. For example, Figure 1
The m signals from the SW circuit group 5-1 (P system) shown in FIG.
The m signals from (Q system) become m input signals of 712. The signal 711 is turned on and off by the other common input signal GP (714) of MPI to MPm.
F and the signal 712 is turned on and off by the other common input signal GQ (715) of MQI to MQm.
F will be done.

【0057】図13はこのON,OFF のタイミング
チャートを示し、このON,OFF 時GP ,GQは
714 ,715 に示すように、tsw の間に滑ら
かに切り換えを行い、tpoの間はP側は完全にOFF
 している。又tqoの間はQ側が完全にOFF して
いる。そして、tpoの間にP側の制御値の書換えを行
い、またtqoの間にQ側の制御値の書換えを行う。
FIG. 13 shows a timing chart of this ON and OFF, and during this ON and OFF, GP and GQ are smoothly switched during tsw as shown at 714 and 715, and during tpo, the P side is completely off
are doing. Also, during tqo, the Q side is completely OFF. Then, the control value on the P side is rewritten during tpo, and the control value on the Q side is rewritten during tqo.

【0058】P,Qの切り換え周期の間で少なくとも1
回(A,B,C)、図7に示す掛け算回路要素501 
だけを使って位相制御だけのダイナミック・フォーカス
を行うようにする事も可能である。図12の場合、遅延
線回路7のタップ数dに対し、m=dとなっていて、M
PI〜MPmとMQI〜MQmの出力は、加算され(例
えば定電流回路による加算)m本の信号として出力され
る。(PまたはQがOFF している時は、OFF し
ている側が信号電流=0)また、GP ,GQ が掛け
算器のゲインに比例するものとし、GP +GQ =一
定とし、滑らかにON,OFF できるようにする。
At least 1 during the switching period of P and Q
times (A, B, C), the multiplication circuit element 501 shown in FIG.
It is also possible to perform dynamic focusing using only phase control. In the case of FIG. 12, m=d for the number of taps d of the delay line circuit 7, and M
The outputs of PI to MPm and MQI to MQm are added (eg, added by a constant current circuit) and output as m signals. (When P or Q is OFF, the signal current on the OFF side is 0.) Also, assume that GP and GQ are proportional to the gain of the multiplier, and GP + GQ = constant, so that they can be turned ON and OFF smoothly. do it like this.

【0059】図14は、図1に示す遅延線回路7の回路
構成図である。802 −1〜802 −dは1to4
のアナログ・スイッチであり、図15に示す部分遅延線
回路DLのタップ選択用入力部の選択を行う。F1,F
2,F3,F4はブローブの周波数により、いずれか1
つの、例えばF3の入力部が802 −1 〜802 
−dのアナログ・スイッチにより選択される。又、いち
ばん遅延量の小さいタップが802 −1 、いちばん
遅延量の大きいタップが802 −dに接続される。そ
してプローブ周波数が変わっても、遅延線回路7のタッ
プ数dは変わらないようにする。なお、プローブ周波数
が高くなると、遅延量の大きい方の部分遅延線回路DL
はだんだん使われなくなる。部分遅延線回路DLは、D
LのA,B端子により、直列に接続され出力端子804
 に出力される。
FIG. 14 is a circuit diagram of the delay line circuit 7 shown in FIG. 1. 802-1 to 802-d are 1to4
This analog switch selects the tap selection input section of the partial delay line circuit DL shown in FIG. F1, F
2, F3, F4 are either 1 depending on the probe frequency.
For example, the input part of F3 is 802 -1 to 802
-d analog switch. Further, the tap with the smallest delay amount is connected to 802 -1 and the tap with the largest delay amount is connected to 802 -d. Even if the probe frequency changes, the number d of taps in the delay line circuit 7 is kept unchanged. Note that as the probe frequency increases, the partial delay line circuit DL with the larger amount of delay
is gradually becoming less and less used. The partial delay line circuit DL is D
The output terminal 804 is connected in series by the A and B terminals of L.
is output to.

【0060】ところで、プローブ周波数が低くなると、
部分遅延線回路DLから出るタップ数が減り、遅延線回
路7のタップ数dを一定にすると、大きな遅延量が必要
となり装置の価格が高くなる。そこで、例えば3.5M
Hz で遅延線回路7が最大遅延量となるようにし、2
.5MHz では3.5MHz と同じ最大遅延量にお
さえる。つまり、2.5MHz の時にはタップ数がd
より小さくなる。 このような使用方も本方式では可能である。
By the way, when the probe frequency becomes low,
If the number of taps output from the partial delay line circuit DL is reduced and the number of taps d of the delay line circuit 7 is kept constant, a large amount of delay is required and the price of the device increases. So, for example, 3.5M
Hz so that the delay line circuit 7 has the maximum delay amount, and
.. At 5MHz, the maximum delay amount is the same as at 3.5MHz. In other words, at 2.5MHz, the number of taps is d.
become smaller. Such usage is also possible with this method.

【0061】図15は図14の803 −1〜803 
−kに使われている部分遅延線回路DLである。901
はプローブ周波数2.5MHz ,3.5MHz ,5
.0MHz ,7.5MHz に対する各タップの入力
部であり、902 は定電流アンプであり、部分遅延線
回路DL同士を接続するための入力部となっている。9
03 も定電流アンプであり、入力側にF1,F2,F
3,F4の何れからの信号を電流加算するための抵抗が
ついている。
FIG. 15 shows 803-1 to 803 in FIG.
-k is the partial delay line circuit DL used. 901
is probe frequency 2.5MHz, 3.5MHz, 5
.. This is an input section for each tap for 0 MHz and 7.5 MHz, and 902 is a constant current amplifier, which serves as an input section for connecting the partial delay line circuits DL. 9
03 is also a constant current amplifier, with F1, F2, F on the input side.
A resistor is provided for adding currents to signals from either F3 or F4.

【0062】904 は、定電流アンプであり部分遅延
線回路DL同士を接続するための出力部となっている。 902 ,904 は可変ゲイン・アンプであり、使わ
ない部分遅延線回路DLを切り離す。また、904 は
入力側には遅延線906 を終端するための抵抗を有す
る。905 は、入力側の終端抵抗であり、906 は
遅延線であり、例えばtde =18nsecの遅延要
素が12要素より構成されている。 7.5MHz に対しては、2×tde (36nse
c)毎にタップを出すと、6タップ分出る。(F4) 5.0MHz に対しては、3×tde (54nse
c)毎にタップを出すと、4タップ分出る。(F3) 3.5MHz に対しては、4×tde (72nse
c)毎にタップを出すと、3タップ分出る。(F2) 2.5MHz に対しては、6×tde (108ns
ec )毎にタップを出すと、2タップ分出る。(F1
)また、遅延線906 は、更に例えば2分割に分割し
て、その間を定電流アンプで接続しても良い。このよう
に分割すると周波数特性や部分遅延線回路DL内部での
反射に対し有利となる。
Reference numeral 904 is a constant current amplifier, which serves as an output section for connecting the partial delay line circuits DL. Variable gain amplifiers 902 and 904 separate unused partial delay line circuits DL. Further, 904 has a resistor on the input side for terminating the delay line 906. Reference numeral 905 represents a terminal resistor on the input side, and reference numeral 906 represents a delay line, which is composed of, for example, 12 delay elements with tde = 18 nsec. For 7.5MHz, 2×tde (36nse
c) If you make a tap every time, you will get 6 taps. (F4) For 5.0MHz, 3×tde (54nse
c) If you make a tap every time, you will get 4 taps. (F3) For 3.5MHz, 4×tde (72nse
c) If you make a tap every time, you will get 3 taps. (F2) For 2.5MHz, 6×tde (108ns
If you make a tap every time (ec), you will get 2 taps. (F1
) Furthermore, the delay line 906 may be further divided into two parts, for example, and a constant current amplifier may be connected between the parts. Dividing in this manner is advantageous for frequency characteristics and reflection within the partial delay line circuit DL.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、搬送波の位相制御による焦点制御量を抑えることに
より生体による減衰の影響を小さくし、遅延線回路を1
系統とすることにより低価格な遅延線を実現することが
できる。
Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention reduces the influence of attenuation caused by living organisms by suppressing the amount of focus control by carrier wave phase control, and reduces the delay line circuit to a single point.
By using a system, a low-cost delay line can be realized.

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

【図1】本発明の原理図である。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention.

【図2】超音波による診断の原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the principle of diagnosis using ultrasound.

【図3】位相の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of phase.

【図4】掛け算回路の働きを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the function of a multiplication circuit.

【図5】−π〜+πで位相制御を行う具体例を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of performing phase control from −π to +π.

【図6】掛け算回路群から2系統になる場合の実施例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which there are two systems from the multiplication circuit group.

【図7】掛け算回路群が1系統の場合の実施例を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing an example in which there is one multiplication circuit group.

【図8】SW回路群の回路構成要素を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing circuit components of the SW circuit group.

【図9】図8においてマトリックス・スイッチを用い1
入力より4入力とした場合を示す図である。
[Figure 9] Using a matrix switch in Figure 8
FIG. 4 is a diagram showing a case where four inputs are used.

【図10】図6の場合の切り換え回路群を示す図である
FIG. 10 is a diagram showing a switching circuit group in the case of FIG. 6;

【図11】図10のタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart of FIG. 10;

【図12】図7の場合の切り換え回路群を示す図である
FIG. 12 is a diagram showing a switching circuit group in the case of FIG. 7;

【図13】図12のタイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart of FIG. 12;

【図14】遅延線回路の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a delay line circuit.

【図15】部分遅延線回路構成図である。FIG. 15 is a partial delay line circuit configuration diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  送信回路(送信ドライバ回路の制御回路)2  
2−1,2−2,……,2−n  超音波振動素子3 
 3−1,3−2,……,3−n  送受信回路群4 
 掛け算回路群 5  5−1,5−2  SW回路群 6  切り換え回路群 7  遅延線回路 8  ログアンプ 9  表示器
1 Transmission circuit (control circuit of transmission driver circuit) 2
2-1, 2-2, ..., 2-n ultrasonic vibration element 3
3-1, 3-2, ..., 3-n Transmitting/receiving circuit group 4
Multiplication circuit group 5 5-1, 5-2 SW circuit group 6 Switching circuit group 7 Delay line circuit 8 Log amplifier 9 Display

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  所定の形状に配列された超音波振動素
子(2)により構成される超音波探触子と、送受信回路
(3)の所望の送信ドライバを選択し対応する超音波振
動素子(2)より超音波パルスを被検体に発信させ被検
体の所望の深さ位置に焦点が合った超音波パルスを放射
するための制御信号を出力する送信回路(1)と、この
超音波パルスの被検体からの反射波を前記各超音波振動
素子(2)から受信し、その各受信信号それぞれに対応
した遅延時間制御及び位相制御を施して加算することに
より所望の深さ位置に焦点をかけることが出来るように
した受信回路系(3,4,5,6,7)と、この加算し
た受信信号を画像表示する表示手段(8,9)よりなる
超音波診断装置に於いて、前記受信回路系(3,4,5
,6,7)が、前記超音波振動素子(2)の1素子当た
り少なくとも2個のゲインを可変とするアンプを有し、
この2個のアンプのゲインの割り振りを制御出来るよう
にした回路を構成要素とした掛け算回路(4)と、この
掛け算回路(4)の前記各超音波振動素子(2)の出力
に対応した出力を所望の出力端子に切り換え・接続する
第1スイッチ回路(5−1)および第2スイッチ回路(
5−2)と、この第1スイッチ回路(5−1)および第
2スイッチ回路(5−2)の前記出力端子に対応したタ
ップを有しこのタップの位置により入力信号の遅延量を
変化させる遅延線回路(7)と、この遅延線回路(7)
のタップと前記第1スイッチ回路(5−1)または前記
第2スイッチ回路(5−2)の対応する前記出力端子を
切り換えて接続する切り換え時のノイズが少い切り換え
回路(6)を備え、前記第1スイッチ回路(5−1)ま
たは前記第2スイッチ回路(5−2)が前記遅延線回路
(7)に接続されているとき、接続されていないスイッ
チ回路の前記各超音波振動素子(2)の出力を所望の前
記出力端子に切り換え・接続する操作を行い、前記掛け
算回路(4)の構成要素である2個のゲインを可変とす
るアンプの2出力端子を、前記遅延線回路(7)の適宜
な2タップを対とし、この対を適当な間隔を選んで構成
した組の内の任意の対に切り換え・接続できるようにし
たことを特徴とする超音波診断装置。
1. An ultrasonic probe composed of ultrasonic transducer elements (2) arranged in a predetermined shape, and a desired transmission driver of a transmitting/receiving circuit (3) are selected and the corresponding ultrasonic transducer elements ( 2) a transmitting circuit (1) that outputs a control signal for transmitting an ultrasonic pulse to a subject and emitting a focused ultrasonic pulse at a desired depth position of the subject; The reflected waves from the object are received from each of the ultrasonic transducer elements (2), and the received signals are subjected to delay time control and phase control corresponding to each signal and then added, thereby focusing on a desired depth position. In an ultrasonic diagnostic apparatus comprising a receiving circuit system (3, 4, 5, 6, 7) capable of performing Circuit system (3, 4, 5
, 6, 7) have at least two gain-variable amplifiers per element of the ultrasonic vibration element (2),
A multiplication circuit (4) whose components include a circuit that can control the gain allocation of these two amplifiers, and an output corresponding to the output of each of the ultrasonic transducer elements (2) of this multiplication circuit (4). A first switch circuit (5-1) and a second switch circuit (
5-2), and has taps corresponding to the output terminals of the first switch circuit (5-1) and the second switch circuit (5-2), and changes the amount of delay of the input signal depending on the position of this tap. Delay line circuit (7) and this delay line circuit (7)
and a switching circuit (6) that generates less noise during switching, which switches and connects the tap and the corresponding output terminal of the first switch circuit (5-1) or the second switch circuit (5-2), When the first switch circuit (5-1) or the second switch circuit (5-2) is connected to the delay line circuit (7), each of the ultrasonic transducer elements ( 2) to the desired output terminal, and connect the two output terminals of the two variable gain amplifiers, which are the components of the multiplication circuit (4), to the delay line circuit (4). 7) An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the appropriate two taps are formed into a pair, and the pair can be switched and connected to any pair of the configured pairs by selecting an appropriate interval.
【請求項2】  前記掛け算回路(4)が、前記超音波
振動素子(2)の1素子当り、共に2個の可変ゲイン・
アンプを有する第1回路と第2回路とからなり、前記遅
延線回路(7)の適宜な2タップを対とし、この対を適
当な間隔で選んで構成した第1組と、この適当な間隔の
間の対よりなる第2組を構成し、前記第1回路の2個の
可変ゲイン・アンプの2出力端子を前記第1組の任意の
対に切り換え・接続出来るようにし、前記第2回路の2
個の可変ゲイン・アンプの2出力端子を前記第2組の任
意の対に切り換え・接続出来るようにしたことを特徴と
する請求項1記載の超音波診断装置。
2. The multiplication circuit (4) has two variable gain circuits per element of the ultrasonic vibration element (2).
The first set consists of a first circuit and a second circuit having an amplifier, and is constructed by selecting appropriate two taps of the delay line circuit (7) as a pair, and selecting the pairs at appropriate intervals, and a first set configured by selecting the pairs at appropriate intervals; 2 output terminals of the two variable gain amplifiers of the first circuit can be switched and connected to any pair of the first set, and the second circuit 2
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the two output terminals of the variable gain amplifiers can be switched and connected to any pair of the second set.
【請求項3】  前記掛け算回路(4)が、前記超音波
振動素子(2)の1素子当たり2個の可変ゲイン・アン
プを有し、この2個の内の一方の第1可変ゲイン・アン
プから前記第1スイッチ回路(5─1)と第2スイッチ
回路(5─2)に信号を供給し、またこの第1可変ゲイ
ン・アンプからの信号ラインとは独立に他方の第2可変
ゲイン・アンプからも前記第1スイッチ回路(5─1)
と第2スイッチ回路(5─2)に信号を供給するように
したことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
3. The multiplication circuit (4) has two variable gain amplifiers per element of the ultrasonic transducer (2), and one of the two variable gain amplifiers is a first variable gain amplifier. A signal is supplied to the first switch circuit (5-1) and the second switch circuit (5-2) from the first switch circuit (5-1), and the other second variable gain amplifier is supplied independently from the signal line from the first variable gain amplifier. The first switch circuit (5-1) is also connected to the amplifier.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the signal is supplied to the second switch circuit (5-2).
【請求項4】  前記第1可変ゲイン・アンプからは+
極性の第1出力と−極性の第2出力を出し、前記第2可
変ゲイン・アンプからは+極性の第3出力と−極性の第
4出力を出し、また前記遅延線回路(7)のタップ間隔
が、生体での減衰による超音波信号の搬送周波数の変化
範囲内の特定周波数周期の1/4周期分であり、前記遅
延線回路(7)の隣合った2タップを対とし遅延量の順
にこの遅延量タップ対に番号を付けた時、前記第1スイ
ッチ回路(5─1)または第2スイッチ回路(5─2)
のどちらのスイッチ系統でも、前記遅延線回路(7)の
奇数番目の対の2タップに2個の差動出力の一方側の極
性の2出力が接続され、偶数番目の対の2タップに他方
側の極性の2出力が接続されるようにし、奇数番目に接
続時に2個の可変ゲイン・アンプのゲイン制御がcos
(p),sin (p)で表される時、偶数番目に接続
時には2個の可変ゲイン・アンプのゲイン制御がcos
(−π+p),sin(−π+p)となるようにするこ
とを特徴とする請求項3 記載の超音波診断装置。
[Claim 4] From the first variable gain amplifier, +
A first output with polarity and a second output with negative polarity are output, a third output with positive polarity and a fourth output with negative polarity are output from the second variable gain amplifier, and a tap of the delay line circuit (7) is output. The interval is 1/4 period of a specific frequency period within the change range of the carrier frequency of the ultrasonic signal due to attenuation in the living body, and the delay amount is calculated by pairing two adjacent taps of the delay line circuit (7). When the delay amount tap pairs are numbered in order, the first switch circuit (5-1) or the second switch circuit (5-2)
In either switch system, two outputs of one polarity of two differential outputs are connected to two taps of an odd-numbered pair of the delay line circuit (7), and two outputs of one polarity of the two differential outputs are connected to two taps of an even-numbered pair. The two outputs of the side polarity are connected, and when the odd numbered output is connected, the gain control of the two variable gain amplifiers is cos
(p), sin (p), the gain control of two variable gain amplifiers is cos when connected evenly.
(-π+p) and sin(-π+p), the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3.
【請求項5】  前記遅延線回路(7)を構成する遅延
線のタップ間の遅延時間が、プローブ周波数2.5MH
z ,3.5MHz ,5.0MHz ,7.5MHz
 に対し、6:4:3:2の比になり、7.5MHz 
プローブ用遅延タップの12タップ間隔分の間に全ての
プローブ周波数用のタップが整数個入るようにしたこと
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の超音波診
断装置。
5. The delay time between the taps of the delay line constituting the delay line circuit (7) is set to a probe frequency of 2.5 MH.
z, 3.5MHz, 5.0MHz, 7.5MHz
The ratio is 6:4:3:2, and the frequency is 7.5MHz.
5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein an integer number of taps for all probe frequencies are arranged between 12 tap intervals of probe delay taps.
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