JPH05285132A - Ultrasonic transmitter/receiver - Google Patents

Ultrasonic transmitter/receiver

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Publication number
JPH05285132A
JPH05285132A JP8857392A JP8857392A JPH05285132A JP H05285132 A JPH05285132 A JP H05285132A JP 8857392 A JP8857392 A JP 8857392A JP 8857392 A JP8857392 A JP 8857392A JP H05285132 A JPH05285132 A JP H05285132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
receiver
aperture
ultrasonic wave
ultrasonic beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP8857392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Shinomura
隆一 篠村
Kageyoshi Katakura
景義 片倉
Chitose Nakatani
千歳 中谷
Sangubi Narendora
ナレンドラ・サングビ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8857392A priority Critical patent/JPH05285132A/en
Publication of JPH05285132A publication Critical patent/JPH05285132A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To decrease a difference of azimuth resolution caused by a radiation angle, and to obtain a satisfactory picture quality thereby by providing additionally a means for changing an aperture, in the ultrasonic transmitter/receiver in which the direction for transmitting or receiving an ultrasonic wave is varied by a signal frequency. CONSTITUTION:The ultrasonic transmitter/receiver uses a vibrator array 1 inverted and polarized alternately, and changes the direction for transmitting or receiving an ultrasonic wave by a signal frequency. That is, in the ultrasonic transmitter/receiver in which the direction for transmitting or receiving an ultrasonic wave is varied by a signal frequency, the azimuth resolution is improved by changing its aperture, and a satisfactory ultrasonic beam is obtained. For instance, a hot electrode is divided, and the vibrator array 1 is driven. In a word, an aperture D of the vibrator array 1 is divided into plural apertures D1 to D3, and the array is driven by plural hot electrodes 2a to 2c. Subsequently, the ultrasonic beam in the direction theta1 by a driving frequency f1, and the ultrasonic beam in the direction theta2 by a driving frequency f2 are driven by the hot electrode 2a, and each hot electrode 2a to 2c, respectively.

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、超音波送受波器に係
り、特に少ない信号線で超音波ビームを電気的にセクタ
走査する超音波送受波器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic wave transmitter / receiver, and more particularly to an ultrasonic wave transmitter / receiver for electrically sector-scanning an ultrasonic beam with a small number of signal lines.

【0002】[0002]

【従来の技術】信号周波数により超音波の送信および受
波の方向が変化する超音波送波器は、日本超音波医学会
講演論文集(昭和49年11月)に掲載された「高速2
次元撮像装置」と題する論文に報告されている。このよ
うな超音波送受波器の動作原理を図2により説明する。
図2に示すように超音波送受波器は、反転分極(交互に
方向の異なる矢印で分極の方向を示す)した振動子アレ
ー1と、その両面にそれぞれ設けられたグランド電極3
とホット電極2からなる。その電極間にバースト波(素
子数の1/2波、本例は4素子なので2波)を印加する
と、その信号周波数に応じて異なる方向θ(θは超音波
の放射あるいは入射面、即ち振動子アレー面の法線方向
と超音波の放射あるいは入射方向とのなす角度)に超音
波ビームを放射及び入射できるものである。図2に示す
円弧の線が波面を示し、実線と破線で位相が180度異
なる。同時刻の隣あった波面の位相が反転しているため
法線方向では相殺され、超音波ビームの入放射は超音波
の放射面の法線方向に対し対称な2つの方向(図2に示
す実線と点線の方向)になされる。この入放射角度θ
は、振動子ピッチdと駆動周波数f、その波長λとし
て、数1で与えられる。 θ=sin-1(λ/(2d)) (1) また、この時の遠距離音場指向特性R(θ)は、数2で
与えられる。 R(θ)=sin(0.5n(φ−γ))/sin(0.5(φ−γ)) φ=π、γ=2πdsin(θ)/λ (2) これらの関係を利用して超音波ビームを走査するもので
あり、1本の信号線で周波数掃引することにより超音波
ビームをセクタ走査できる。また、可変口径走査に関し
ては、特公昭54−18932号に超音波ビーム幅を振
動子の選択により制御することが記載されている。
2. Description of the Related Art An ultrasonic wave transmitter in which the directions of transmission and reception of ultrasonic waves change depending on the signal frequency is described in "High Speed 2" published in the Proceedings of the Japan Society of Ultrasonics in Medicine (November 1974).
3D imager ". The operating principle of such an ultrasonic wave transmitter / receiver will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the ultrasonic wave transmitter / receiver includes an oscillator array 1 that is inverted polarized (directions of polarization are alternately indicated by arrows having different directions), and ground electrodes 3 provided on both surfaces thereof.
And hot electrode 2. When a burst wave (1/2 wave of the number of elements, 2 waves because there are 4 elements in this example) is applied between the electrodes, a different direction θ (θ is the emission or incident surface of ultrasonic waves, that is, vibration) depending on the signal frequency. The ultrasonic beam can be emitted and made incident at an angle formed by the normal direction of the child array surface and the emission or incident direction of the ultrasonic wave. The arc line shown in FIG. 2 indicates the wavefront, and the phase differs by 180 degrees between the solid line and the broken line. Since the phases of adjacent wavefronts at the same time are reversed, they are canceled in the normal direction, and the incident radiation of the ultrasonic beam is two directions symmetrical to the normal direction of the emission surface of the ultrasonic wave (shown in FIG. 2). The direction of the solid line and the dotted line). This incident radiation angle θ
Is given by the equation 1 as the oscillator pitch d, the driving frequency f, and its wavelength λ. θ = sin −1 (λ / (2d)) (1) Further, the far distance sound field directivity characteristic R (θ) at this time is given by the following equation 2. R (θ) = sin (0.5n (φ−γ)) / sin (0.5 (φ−γ)) φ = π, γ = 2πdsin (θ) / λ (2) Utilizing these relationships The ultrasonic beam is scanned, and the ultrasonic beam can be sector-scanned by frequency sweeping with one signal line. Regarding variable aperture scanning, Japanese Patent Publication No. 54-18932 describes controlling the ultrasonic beam width by selecting a transducer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、信
号周波数により超音波ビームの指向性が変化し、いわゆ
る方位分解能が、放射角度θの小さい高周波信号による
超音波ビームと放射角度θの大きい低周波信号で異なる
という問題があった。本発明は、放射角度θによる方位
分解能の差を軽減することを目的とする。また、他の目
的は、超音波ビームの走査面と直交する方向(短軸方
向)においても同様に方位分解能の差を軽減することを
目的とする。さらに、距離分解能を改善すること目的と
する。
In the above-mentioned prior art, the directivity of the ultrasonic beam changes depending on the signal frequency, and the so-called azimuth resolution is low when the ultrasonic beam and the emitting angle θ are large due to the high frequency signal with a small emitting angle θ. There was a problem that the frequency signals were different. An object of the present invention is to reduce the difference in lateral resolution due to the radiation angle θ. Another object is to reduce the difference in azimuth resolution also in the direction (short axis direction) orthogonal to the scanning surface of the ultrasonic beam. Furthermore, it aims at improving range resolution.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的は、信号周波数
により超音波ビームを送信あるいは受信する方向が変化
する超音波送受波器において口径を変更する手段を有す
ること、また、超音波送受波器の信号周波数あるいは放
射方向により、口径を変更することにより達成される。
また、口径を変更する手段を超音波送受波器の超音波の
放射面において2次元的に変更することにより達成され
る。また、他の目的は口径により超音波送受波器を駆動
する信号の波数を変えることにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to have means for changing the diameter of an ultrasonic wave transceiver in which the direction of transmitting or receiving an ultrasonic beam changes depending on the signal frequency, and the ultrasonic wave transceiver. This can be achieved by changing the aperture depending on the signal frequency or the radiation direction of.
Further, it is achieved by two-dimensionally changing the means for changing the diameter on the ultrasonic wave emitting surface of the ultrasonic wave transmitter / receiver. Another object is achieved by changing the wave number of a signal that drives the ultrasonic transducer according to the aperture.

【0005】[0005]

【作用】一般に口径dの矩形振動子の回折によるビーム
のゼロ点は、数3で与えられる。
In general, the zero point of the beam due to the diffraction of the rectangular oscillator having the diameter d is given by the equation 3.

【0006】 R(θ)=sin(z)/z (3) z=(πd/λ)sin(θ) 図2の反転分極アレーを斜めに配置し、θ=30度から
60度ビームを掃引すると、30度にたいしてはd・c
os(30°)のように超音波ビームの実質口径を近似
できる。数3から明らかなように、口径dを変えること
で、ゼロ点の角度が変化する。つまり方位分解能を制御
できる。超音波ビームの走査方向と直交する方向、即ち
短軸方向に関しても同じことがいえる。同一方向で複数
回送受波し口径を変えることで深度方向に良好な超音波
ビームが得られる。また、掃引角度によって口径を変え
ることによりで良好な超音波ビームを得て、掃引角によ
る方位分解能の差を軽減できる。また、基本的に口径を
形成する素子数の1/2のバースト波で超音波ビームを
形成できることから、口径を変えたときにその口径に含
まれる素子数の1/2のバースト波で駆動することで距
離分解能を改善できる。つまり、全口径が20素子で構
成されると、10波で駆動することにより超音波ビーム
を形成できるが、可変口径で10素子と小さくすると5
波の駆動波数で超音波ビームを形成できる。したがっ
て、距離分解能は波長と波数にほぼ反比例することか
ら、距離分解能を改善できる。
R (θ) = sin (z) / z (3) z = (πd / λ) sin (θ) The inverted polarization array shown in FIG. 2 is obliquely arranged, and a beam of 60 ° is swept from θ = 30 °. Then, dc for 30 degrees
The substantial aperture of the ultrasonic beam can be approximated as os (30 °). As is clear from Equation 3, the angle of the zero point changes by changing the aperture d. That is, the azimuth resolution can be controlled. The same applies to the direction orthogonal to the scanning direction of the ultrasonic beam, that is, the short axis direction. A good ultrasonic beam can be obtained in the depth direction by transmitting and receiving multiple times in the same direction and changing the aperture. Also, by changing the aperture depending on the sweep angle, a good ultrasonic beam can be obtained, and the difference in lateral resolution due to the sweep angle can be reduced. In addition, since an ultrasonic beam can be basically formed with a burst wave having a half of the number of elements forming the aperture, when the aperture is changed, it is driven with a burst wave having a half of the number of elements included in the aperture. Therefore, the distance resolution can be improved. In other words, if the total aperture is composed of 20 elements, it is possible to form an ultrasonic beam by driving with 10 waves, but if the variable aperture is reduced to 10 elements, it becomes 5
An ultrasonic beam can be formed by the driving wave number of the wave. Therefore, since the range resolution is almost inversely proportional to the wavelength and the wave number, the range resolution can be improved.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1及び図4から図
6を用いて説明する。超音波送受波器が交互に反転し分
極した振動子配列1を使用して、信号周波数により超音
波を送信あるいは受信する方向を変更することが可能で
ある。信号周波数により、超音波を送信あるいは受信す
る方向が変化する超音波送受波器において口径を変更し
方位分解能を改善し、良好な超音波ビームが得る方法に
ついて説明する。図1にホット電極を分割して振動子配
列1を駆動する第1の実施例を示す。図1では、振動子
配列1の口径Dを口径D1、口径D2、口径D3に分割
し、ホット電極2a、2b、2cによって駆動する(グ
ランド電極は図示せず)。駆動口径D1はホット電極2
aによってその口径を変更し、可変口径走査することが
できる。駆動周波数f1による方向θ1の超音波ビームは
ホット電極2aにより、駆動周波数f2による方向θ2
超音波ビームはホット電極2a、2b、2cの3者によ
って駆動する。図1では超音波送受波器1を傾斜して保
持し、駆動周波数f1による方向θ1の超音波ビームと駆
動周波数f2による方向θ2の超音波ビームパターンとを
比較して示している。超音波ビームの実質口径は近似的
に、方向θ1ではd1=D1・cos(θ1)、方向θ2
はd2=D・cos(θ2)となる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 4 to 6. By using the transducer array 1 in which the ultrasonic transducers are alternately inverted and polarized, it is possible to change the direction in which ultrasonic waves are transmitted or received depending on the signal frequency. A method for obtaining a good ultrasonic beam by changing the aperture and improving the azimuth resolution in an ultrasonic transducer in which the direction of transmitting or receiving ultrasonic waves changes depending on the signal frequency will be described. FIG. 1 shows a first embodiment in which a hot electrode is divided and a vibrator array 1 is driven. In FIG. 1, the diameter D of the vibrator array 1 is divided into a diameter D 1 , a diameter D 2 and a diameter D 3 and driven by the hot electrodes 2a, 2b and 2c (the ground electrode is not shown). Drive diameter D 1 is hot electrode 2
It is possible to change the aperture by a and perform variable aperture scanning. The ultrasonic beam in the direction θ 1 at the driving frequency f 1 is driven by the hot electrode 2a, and the ultrasonic beam in the direction θ 2 at the driving frequency f 2 is driven by the hot electrodes 2a, 2b, 2c. In FIG. 1, the ultrasonic wave transmitter / receiver 1 is held in a tilted state, and an ultrasonic beam in the direction θ 1 at the driving frequency f 1 and an ultrasonic beam pattern in the direction θ 2 at the driving frequency f 2 are shown for comparison. . In specific real diameter of the ultrasonic beam approximation, direction theta 1 at d 1 = D 1 · cos ( θ 1), the in direction θ 2 d 2 = D · cos (θ 2).

【0008】これに対して、超音波送受波器1の口径D
を分割せず、ホット電極2dにより駆動する(グランド
電極は図示せず)、従来の駆動方法による超音波ビーム
パターンを図3に示す。図3では、図1と同じく駆動周
波数f1による方向θ1と駆動周波数f2による方向θ2
それぞれ超音波ビームを駆動しているが、超音波ビーム
の実質口径は近似的に、方向θ1ではd1=D・cos
(θ1)、方向θ2ではd2=D・cos(θ2)となる。
図3の従来の駆動方法では方向θ1とθ2では実質口径に
大きな差があり、方位分解能に大きな差が生じる。図
1、図2、図3、図6で矢印は波面の伝播方向を示し、
図1、図3で方向θ2の超音波ビームを太線で示してあ
る。回折効果が表れるのは遠距離音場からでありその距
離は、数4で表される。 x=D2/λ (4) D:口径、λ:波長、x:近距離音場の距離 図1に示すように、方向θ2の実質口径d2と同じくなる
ように、方向θ1の実質口径をホット電極2aによって
変更することにより、方向θ1と方向θ2とで超音波ビー
ムの実質口径の差を解消することができる。この結果、
方向θ1と方向θ2とでは方位分解能にほとんど差が生じ
ない。もちろん回折角がきく領域では周波数の影響が生
じる。また、音響レンズを使用すること、あるいは超音
波送受波器自体の形状を曲面状にすることにより、超音
波ビームを収束する場合においても同様にして方位分解
能を改善することが可能である。但し、この場合には球
面収差による影響を考慮する必要がある。
On the other hand, the diameter D of the ultrasonic transmitter / receiver 1
FIG. 3 shows an ultrasonic beam pattern according to a conventional driving method in which the laser beam is driven by the hot electrode 2d without dividing (the ground electrode is not shown). In Figure 3, but to drive the respective ultrasound beams in a direction theta 2 by way theta 1 and the driving frequency f 2 by same driving frequency f 1 and FIG. 1, substantially the diameter of the ultrasonic beam is an approximation, the direction theta In 1 d 1 = D · cos
1 ) and in the direction θ 2 , d 2 = D · cos (θ 2 ).
In the conventional driving method of FIG. 3, there is a large difference in the effective aperture between the directions θ 1 and θ 2 and a large difference in the lateral resolution. In FIGS. 1, 2, 3, and 6, arrows indicate the wavefront propagation directions,
In FIGS. 1 and 3, the ultrasonic beam in the direction θ 2 is indicated by a thick line. The diffraction effect appears from the far sound field, and the distance is represented by Equation 4. x = D 2 / λ (4 ) D: diameter, lambda: wavelength, x: as shown in distance Figure 1 near field, as well a substantially diameter d 2 direction theta 2, the direction theta 1 By changing the substantial aperture by the hot electrode 2a, it is possible to eliminate the difference in the actual aperture of the ultrasonic beam between the direction θ 1 and the direction θ 2 . As a result,
There is almost no difference in azimuth resolution between the directions θ 1 and θ 2 . Of course, the influence of frequency occurs in the region where the diffraction angle is large. Also, by using an acoustic lens or by making the shape of the ultrasonic transmitter / receiver itself curved, it is possible to improve the azimuth resolution in the same manner even when the ultrasonic beam is converged. However, in this case, it is necessary to consider the influence of spherical aberration.

【0009】口径により超音波送受波器を駆動する信号
の波数を変え距離分解能を改善する方法及び、超音波ビ
ームの走査面と直交する方向(短軸方向)についても可
変口径走査する方法について説明する。図4に短軸方向
も含む可変口径走査が可能な第2の実施例の超音波送受
波器の構成を示す(上下の矢印は分極の方向を示す)。
本実施例では、口径を変更する手段は超音波送受波器の
超音波の放射面において2次元的に口径を変更する。グ
ランド電極3に対向する面の中央部に矩形のホット電極
2eを設け、この周りに電気的に絶縁隔離されたホット
電極2fを設け、さらにホット電極2fの周りに電気的
に絶縁隔離されたホット電極2gを設ける。このように
電気的に絶縁隔離されたホット電極を、所望の数だけ同
心状に配置する例である。図4は3分割した例である。
各ホット電極間は、非導通処理がなされている。例え
ば、ホット電極間に隙間を設けるか、絶縁体を設けるか
によって各ホット電極を分離する。もちろん振動子配列
1自身に溝を設けるか、分離してもよい。このようにし
て、超音波ビームの走査面と直交する方向(短軸方向)
についても可変口径が可能となる。
A method of changing the wave number of a signal for driving an ultrasonic wave transmitter / receiver according to the aperture to improve the distance resolution and a method of scanning a variable aperture also in the direction (short axis direction) orthogonal to the scanning plane of the ultrasonic beam are described. To do. FIG. 4 shows the configuration of the ultrasonic transducer of the second embodiment capable of variable aperture scanning including the short axis direction (upper and lower arrows indicate polarization directions).
In the present embodiment, the means for changing the diameter changes the diameter two-dimensionally on the ultrasonic wave emitting surface of the ultrasonic transducer. A rectangular hot electrode 2e is provided in the center of the surface facing the ground electrode 3, a hot electrode 2f electrically insulated and isolated is provided around this, and a hot electrode 2e electrically insulated and isolated around the hot electrode 2f is provided. An electrode 2g is provided. In this example, a desired number of electrically isolated hot electrodes are concentrically arranged. FIG. 4 shows an example of three divisions.
A non-conduction process is performed between the hot electrodes. For example, each hot electrode is separated by providing a gap between the hot electrodes or providing an insulator. Of course, the oscillator array 1 itself may be provided with grooves or separated. In this way, the direction orthogonal to the scanning plane of the ultrasonic beam (short axis direction)
Also, the variable caliber becomes possible.

【0010】図5に本発明の第2の実施例による超音波
ビームの例を示す。図5は図4に示す第2の実施例にお
いて、ホット電極2e、2fにより割分された超音波送
受波器の部分を収束手段を介した場合の同一方向での多
段送受波の超音波ビーム形状を示す。ホット電極2eに
よる小口径の駆動で近距離、ホット電極2eと2fによ
る大口径の駆動で遠距離の送受波を行ない、全深度にわ
たり良好な超音波ビームが得られる。また、図2に示す
従来の方法では、口径を構成する素子数の1/2の数の
波で駆動するため距離分解能が悪い。そこで、可変口径
走査に加えて、口径を構成する素子数に応じて、図4に
示すように例えば4素子の時は2波でホット電極2eに
より、8素子の時は4波でホット電極2eと2fによ
り、12素子の時は6波でホット電極2eと2fと2g
により、それぞれ駆動して距離分解能を向上させること
ができる。図6に他の可変口径走査の第3の実施例を示
す(上下の矢印は分極の方向を示す)。8素子からなる
配列振動子1のホット電極を例えば2iと2hの2分割
した送受波器とする。8素子なので4波の駆動波数が必
要であるが、大口径も小口径も2波で駆動する。小口径
の時はスイッチをオフする。従ってホット電極2hにの
み信号が印加される、4素子の口径で送受波される。大
口径の時はスイッチを閉じて、ホット電極2hとホット
電極2iを動作させる。この時ホット電極2hには遅延
時間τが挿入されているため、送波において、ホット電
極2hから2波が放射されるときにホット電極2iから
放射された2波が終わり、両者の初めから終わりまでの
波数が4波になる。よって口径は大口径の8素子であり
ながらその駆動を小口径の4素子の2波で行なうことが
でき、この結果、大口径の場合の方位分解能を有しなが
らかつ小口径の場合の距離分解能を実現することができ
る。受波に関しても同様な遅延制御手段を設けることで
実現できる。
FIG. 5 shows an example of an ultrasonic beam according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is an ultrasonic beam of multi-stage transmission / reception in the same direction when the portion of the ultrasonic transmission / reception device divided by the hot electrodes 2e and 2f in the second embodiment shown in FIG. The shape is shown. A small-aperture drive by the hot electrode 2e transmits and receives a short distance, and a large-aperture drive by the hot electrodes 2e and 2f performs a long-distance transmission and reception, and a good ultrasonic beam can be obtained over the entire depth. Further, in the conventional method shown in FIG. 2, the distance resolution is poor because driving is performed with a wave that is half the number of elements forming the aperture. Therefore, in addition to the variable aperture scanning, depending on the number of elements forming the aperture, as shown in FIG. 4, for example, when the number of elements is 4, the hot electrode 2e is 2 waves and when the number of elements is 8, the hot electrode 2e is 4 waves. And 2f, 12 elements produce 6 waves with hot electrodes 2e, 2f and 2g.
Thus, each can be driven to improve the distance resolution. FIG. 6 shows a third embodiment of another variable aperture scanning (upper and lower arrows indicate polarization directions). The hot electrode of the array transducer 1 including 8 elements is, for example, a wave transmitter / receiver divided into 2i and 2h. Since there are 8 elements, a driving wave number of 4 waves is required, but both large and small diameters are driven by 2 waves. When the aperture is small, switch off. Therefore, a signal is applied only to the hot electrode 2h, and signals are transmitted and received with a diameter of 4 elements. When the diameter is large, the switch is closed and the hot electrodes 2h and 2i are operated. At this time, since the delay time τ is inserted in the hot electrode 2h, when the two waves are radiated from the hot electrode 2h, the two waves radiated from the hot electrode 2i end, and the two ends from the beginning. Up to 4 waves. Therefore, although the aperture is 8 elements of large aperture, it can be driven by 2 waves of 4 elements of small aperture. As a result, while having the azimuth resolution for large aperture and the distance resolution for small aperture. Can be realized. The reception of waves can be realized by providing similar delay control means.

【0011】このように超音波送受波器を駆動する周波
数あるいは超音波の放射方向により口径を変更させて複
数回送波あるいは受波することにより、少ない信号線で
電気的に超音波ビームを走査し、超音波ビームを改善で
き良好な画質を得ることができる。以上超音波送受波器
の超音波ビームを改善する構成について述べたが、本超
音波送受波器をカテーテルに組み込むこと、レーザ治療
と組み合わせること、バルーンパンピング用カテーテル
に適用すること等が可能である。さらに、前記カテーテ
ルに血圧測定用圧電振動子、血流速度測定用圧電振動子
等を組み合わせてもよい。また、等間隔振動子アレーを
有する超音波送受波器について説明したが、この他にも
M系列、バーカー系列等の不規則間隔の振動子配列を有
する超音波送受波器にも適用が可能である。また、分極
の向きを同一として電極ピッチ、電極幅を変えて配列し
た構成でも良い。また、信号処理の方法としては、相関
法など、時間圧縮可能な他の方法に変更可能である。ま
た、2次元、3次元あるいはドップラー計測への応用も
当然可能である。さらに、曲面配列、音響レンズ付加な
どのような、通常の反転分極配列音源に関する公知技術
との併用もすべて可能である。
As described above, the aperture is changed in accordance with the frequency for driving the ultrasonic wave transmitter / receiver or the direction of emission of the ultrasonic wave and the ultrasonic wave is transmitted or received a plurality of times to electrically scan the ultrasonic beam with a small number of signal lines. The ultrasonic beam can be improved and good image quality can be obtained. The configuration for improving the ultrasonic beam of the ultrasonic transducer has been described above, but it is possible to incorporate the ultrasonic transducer into a catheter, combine it with laser treatment, apply it to a catheter for balloon pumping, etc. .. Further, a blood pressure measuring piezoelectric vibrator, a blood flow velocity measuring piezoelectric vibrator, and the like may be combined with the catheter. Further, although the ultrasonic transducer having an evenly-spaced transducer array has been described, it is also applicable to an ultrasonic transducer having an array of transducers with irregular intervals such as M series and Barker series. is there. Further, the electrodes may be arranged with the same polarization direction and different electrode pitches and electrode widths. Further, the signal processing method can be changed to another method capable of time compression such as a correlation method. Further, it is naturally possible to apply to two-dimensional, three-dimensional or Doppler measurement. Furthermore, it is possible to use all of them together with the known technology regarding a normal inverted polarization array sound source such as curved surface array and addition of acoustic lens.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、少な
い信号線で電気的に超音波ビームを走査し、断層像を得
ることができる超音波送受波器の超音波ビームを改善で
き良好な画質を得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the ultrasonic beam of the ultrasonic transducer which can electrically scan the ultrasonic beam with a small number of signal lines and obtain a tomographic image. Image quality can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による、ホット電極を分割して駆動する
第1の実施例の超音波送受波器を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic transducer according to a first embodiment in which a hot electrode is divided and driven according to the present invention.

【図2】交互に反転する分極した振動子アレーを周波数
掃引により駆動する原理を説明する図。
FIG. 2 is a view for explaining the principle of driving a polarized array of transducers that are alternately inverted by frequency sweeping.

【図3】従来の駆動方法による超音波ビームパターンを
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an ultrasonic beam pattern according to a conventional driving method.

【図4】本発明による、短軸方向も含む可変口径走査が
可能な第2の実施例の超音波送受波器の構成を示す斜視
図。
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of an ultrasonic wave transmitter / receiver according to a second embodiment of the present invention, which is capable of scanning a variable aperture including the direction of the short axis.

【図5】本発明の第2の実施例による超音波ビームの例
を示す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of an ultrasonic beam according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明による、他の可変口径走査の第3の実施
例を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a third embodiment of another variable aperture scanning according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…配列振動子、2,2a,2b,2c,2d,2e,
2f,2g,2h,2i…ホット電極、3…グランド電
極。
1 ... Array transducer, 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e,
2f, 2g, 2h, 2i ... Hot electrode, 3 ... Ground electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナレンドラ・サングビ 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Narendra Sangbi 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号周波数により、超音波を送信あるいは
受信する方向が変化する超音波送受波器において口径を
変更する手段を有することを特徴とする超音波送受波
器。
1. An ultrasonic wave transmitter / receiver having means for changing a diameter of an ultrasonic wave transmitter / receiver in which a direction of transmitting or receiving an ultrasonic wave changes depending on a signal frequency.
【請求項2】前記口径を変更する手段は、前記超音波送
受波器の放射面において2次元的に変更できることを特
徴とする請求項1に記載の超音波送受波器。
2. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the means for changing the diameter can be changed two-dimensionally on a radiation surface of the ultrasonic transducer.
【請求項3】口径により前記超音波送受波器の駆動信号
の波数を変えることを特徴とする請求項1あるいは請求
項2に記載の超音波送受波器。
3. The ultrasonic wave transmitter / receiver according to claim 1, wherein the wave number of the drive signal of the ultrasonic wave transmitter / receiver is changed depending on the diameter.
【請求項4】前記超音波送受波器の駆動周波数あるいは
超音波の放射方向により、口径を変更することを特徴と
する請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波送
受波器。
4. The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 3, wherein the diameter is changed according to the driving frequency of the ultrasonic transducer or the radiation direction of the ultrasonic waves.
【請求項5】前記超音波送受波器の駆動周波数あるいは
超音波の放射方向において、口径を変更させて複数回送
波あるいは受波することを特徴とする請求項1から請求
項4のいずれかに記載の超音波送受波器。
5. The ultrasonic wave transmitter / receiver according to claim 1, wherein the ultrasonic wave is transmitted or received a plurality of times by changing the aperture in the drive frequency or the ultrasonic wave emission direction. The ultrasonic transmitter / receiver described.
【請求項6】前記超音波送受波器が交互に反転し分極し
た振動子配列からなることを特徴とする請求項1から請
求項5のいずれかに記載の超音波送受波器。
6. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the ultrasonic transducer comprises an array of transducers that are alternately inverted and polarized.
【請求項7】カテーテルの進行方向を視野とする、請求
項1から請求項7のいずれかに記載の超音波送受波器を
組み込んだことを特徴とするカテーテル。
7. A catheter incorporating the ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 7, which has a visual field in the advancing direction of the catheter.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006051355A (en) * 2004-08-10 2006-02-23 General Electric Co <Ge> Method and apparatus for ultrasonic spatial compound imaging using adjustable opening control

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