JPH0560B2 - - Google Patents

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JPH0560B2
JPH0560B2 JP2327825A JP32782590A JPH0560B2 JP H0560 B2 JPH0560 B2 JP H0560B2 JP 2327825 A JP2327825 A JP 2327825A JP 32782590 A JP32782590 A JP 32782590A JP H0560 B2 JPH0560 B2 JP H0560B2
Authority
JP
Japan
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delay time
normalized
diagnostic apparatus
normalized position
ultrasonic
Prior art date
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JP2327825A
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Japanese (ja)
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JPH04193268A (en
Inventor
Takashi Ito
Kagefumi So
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04193268A publication Critical patent/JPH04193268A/en
Publication of JPH0560B2 publication Critical patent/JPH0560B2/ja
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

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

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

この超音波診断装置においては、一般的にアレ
イ振動子にて超音波の送受波が行われている。そ
して、アレイ振動子を構成する複数の振動素子に
おける各振動素子の送受信号にそれぞれ異なる遅
延時間を与えることにより、超音波ビームの電子
偏向や電子フオーカスが行われている。例えば、
電子走査の手法として、電子セクタ走査が知られ
ており、また電子フオーカスの手法として、ダイ
ナミツクフオーカス法などが知られている。
In this ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic waves are generally transmitted and received using an array transducer. Electronic deflection and electronic focusing of the ultrasonic beam are performed by giving different delay times to the transmitted and received signals of each of the plurality of vibrating elements constituting the array transducer. for example,
Electronic sector scanning is known as an electronic scanning method, and dynamic focus method is known as an electronic focusing method.

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

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

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

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

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

ところで、従来の超音波診断装置では、上記第
1式を予め計算して遅延時間を求め、求められた
遅延時間を例えばROMのような記憶装置に格納
していた。そして、超音波の送波及び受波毎に
ROMから遅延時間を読み出して上記遅延器12
aに与えていた。
By the way, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the delay time is obtained by calculating the first equation above in advance, and the obtained delay time is stored in a storage device such as a ROM. And for each ultrasonic wave transmission and reception
The delay time is read from the ROM and the delay device 12 is
It was given to a.

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

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

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

また、超音波ビームの偏向角度θが256方向設
定されている場合、遅延時間は256種類必要であ
る。
Further, when the deflection angle θ of the ultrasound beam is set in 256 directions, 256 types of delay times are required.

そして、振動素子の間隔Δpについては、これ
は探触子固有の値であり探触子の種類によつて異
なるため、例えば32種類の探触子を用いるために
は、Δpについて32種類の遅延時間を保持する必
要がある。
Regarding the spacing Δp between the vibrating elements, this is a value unique to the probe and varies depending on the type of probe. For example, in order to use 32 types of probes, 32 types of delay for Δp are required. Need to keep time.

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

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

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

上記問題を解決するために、特開平1−193679
号で、保持すべき遅延時間の情報量を削減した遅
延時間発生装置が提案されている。
In order to solve the above problem, JP-A-1-193679
proposed a delay time generation device that reduces the amount of delay time information to be retained.

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

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

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

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

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

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

=f−(f2+x2−2xfsinθ)1/2 ……(第2式) そして、超音波が距離を伝搬する時間、す
なわちPの位置にある振動素子に付与する遅延時
間τは、次の第3式で示される。
= f - (f 2 + x 2 - 2xfsinθ) 1/2 ... (2nd formula) Then, the time it takes for the ultrasonic wave to propagate over a distance, that is, the delay time τ given to the vibrating element at position P, is as follows: It is shown by the third equation.

τ=/C={f−(f2+x2
2xfsinθ)1/2}/C……(第3式) 従つて、各振動素子についてこのτを求めるこ
とにより、超音波の波面の合成が実現でき、超音
波ビームの偏向及び集束が行える。
τ=/C={f−(f 2 +x 2
2xfsinθ) 1/2 }/C... (Third Formula) Therefore, by determining this τ for each vibrating element, synthesis of the ultrasonic wave front can be realized, and the ultrasonic beam can be deflected and focused.

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

以下に、参考としてその計算式を示す。(この
式の詳細については特開平1−193679号参照) τM(x,θ)=τM(0,θ)+xτM′(0,θ) +x2τM″(0,θ)/2!+x3τM (0,θ)/3!=(a3x3+a2x2 +a1x)/C ……(第4式) ただし、 a3=−sinθcos2θ/(2f2) a2=−cos2θ/(2f) a1=sinθ そして、この従来の装置は、それぞれフイード
バツクループをもつ3つの加算器と、各加算器毎
に設けられた加算係数(a1〜a3)を発生する
ROMと、などから構成され、前記3つの加算器
を3段直列に接続して上記第4式の計算が電気的
に実現されている。
The calculation formula is shown below for reference. (Refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-193679 for details of this formula) τ M (x, θ) = τ M (0, θ) + xτ M ′ (0, θ) + x 2 τ M ″ (0, θ)/2 !+x 3 τ M (0, θ) / 3! = (a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x) / C ... (4th formula) However, a 3 = -sinθ cos 2 θ / (2f 2 ) a 2 = -cos 2 θ/(2f) a 1 = sin θ This conventional device has three adders, each with a feedback loop, and an addition coefficient (a 1 to a 3 ) occurs
The calculation of the fourth equation is electrically realized by connecting the three adders in three stages in series.

従つて、この従来の遅延時間発生装置では、基
本的に、上記第4式における各xの項の係数a1
a3のみをROMに保持すればよいので、遅延時間
発生に係る情報量の削減が図れる。
Therefore, in this conventional delay time generating device, basically, the coefficients a 1 to .
Since only a3 needs to be held in the ROM, the amount of information related to the occurrence of delay time can be reduced.

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

ここで、マクローリン級数展開の手法による遅
延時間誤差を求めるため、上記第3式と上記第4
式に、f=100mm、|x|=25mm、θ=0°を代入
し、更に超音波の伝搬速度Cを1.53×10-3mm/ns
として両者を比較すると、遅延時間発生に係る誤
差は31nsと求められる。
Here, in order to obtain the delay time error using the Maclaurin series expansion method, the third equation above and the fourth equation above are used.
Substitute f = 100 mm , |
Comparing the two, the error related to the occurrence of delay time is found to be 31 ns.

また、上記特開平1−193679号の遅延時間発生
装置では、上記第3式の級数展開の手法として、
ルジヤンドル多項式を用いる方法も提案されてい
る。しかしながら、上記各値を代入した結論を述
べると、この方法によつても、その誤差は38nsで
ある。
In addition, in the delay time generator of JP-A-1-193679, as a method for series expansion of the third equation,
A method using Lujendre polynomials has also been proposed. However, the conclusion obtained by substituting the above values is that even with this method, the error is 38 ns.

ところで、一般に、送受信号の遅延には上述し
たように遅延器などの遅延素子が用いられてい
る。そして、遅延素子における最小遅延時間であ
る量子化された遅延単位は、一般に、送受波され
る超音波の周期の10分の1程度に短くする必要が
ある。
Incidentally, as described above, a delay element such as a delay device is generally used to delay transmitted and received signals. The quantized delay unit, which is the minimum delay time in the delay element, generally needs to be shortened to about one-tenth of the period of the transmitted and received ultrasonic waves.

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

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

しかしながら、上記従来の装置で発生される遅
延時間の誤差は、上述した値から理解されるよう
に、この要求される20ns以内に収まつておらず、
場合により精度上問題があると言える。
However, as can be understood from the above values, the delay time error generated in the conventional device is not within the required 20 ns.
In some cases, there may be problems with accuracy.

以上のことから、マクローリン級数展開あるい
はルジヤンドル多項式を用いて計算式の近似を行
う方法では、十分な精度が得られない場合があ
る。
From the above, the method of approximating a calculation formula using Maclaurin series expansion or Luziandre polynomials may not provide sufficient accuracy.

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

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

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

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

τ=/C ={f−(f2+x2 −2xfsinθ)1/2}/C ……(第3式) まず、第7図で示したアレイ振動子の超音波ビ
ーム形成中心点Oから遅延時間発生に係る振動素
子の位置Pまでの距離xを焦点距離fで除したも
のを規格化位置Xと定義する。
τ=/C = {f-(f 2 +x 2 -2xfsinθ) 1/2 }/C ...(3rd formula) First, the delay from the ultrasonic beam forming center point O of the array transducer shown in Figure 7 The normalized position X is defined as the distance x to the position P of the vibration element related to time generation divided by the focal length f.

X=x/f ……(第5式) 従つて、これを式変形するとx=Xfとなり、
このxを上記第3式に代入する。すると、次の第
6式が得られる。
X=x/f...(5th equation) Therefore, if you transform this equation, x=Xf,
Substitute this x into the third equation above. Then, the following formula 6 is obtained.

τ={1−(1+X2−2Xsinθ)1/2} /(C/f) ……(第6式) そして、この第6式の両辺を超音波伝搬時間
f/C(上記超音波ビーム形成中心点から焦点F
までの超音波の伝搬時間)で割つたのが次の第7
式である。
τ = {1 - ( 1 + From center point to focal point F
The propagation time of ultrasonic waves up to
It is a formula.

τ/(f/C)={1−(1+X2 −2Xsinθ)1/2} /{(C/f)・(f/C)} ……(第7式) ここで、左辺は、遅延時間τを超音波伝搬時間
(f/C)で除したものであり、これを規格化遅
延時間Tと定義する。
τ/(f/C)={1-(1+X 2 -2Xsinθ) 1/2 } /{(C/f)・(f/C)} ...(Equation 7) Here, the left side is the delay time It is obtained by dividing τ by the ultrasound propagation time (f/C), and this is defined as the normalized delay time T.

T=τ/(f/C) ……(第8式) 従つて、この規格化遅延時間Tは、以下の第9
式に示すように、上記規格化位置Xと超音波の偏
向角度θとの関数であり、この第9式上で焦点距
離f及び各振動子間の間隔Δpに依存しないこと
が理解される。
T=τ/(f/C)...(Equation 8) Therefore, this normalized delay time T is expressed by the following 9th equation.
As shown in the formula, it is a function of the normalized position X and the deflection angle θ of the ultrasonic wave, and it is understood from the ninth formula that it does not depend on the focal length f and the interval Δp between each vibrator.

T(X,θ) =1−(1+X2−2Xsinθ)1/2 ……(第9式) このように、規格化遅延時間T及び規格化位置
Xの概念を導入することにより、2つのパラメー
タで、すなわちX及びθで表されるTをテーブル
化して保持することにより、遅延時間発生に係る
記憶装置に格納される情報量の削減を図ることが
可能となる。なお、規格化遅延時間Tから遅延時
間τへの復元は、上記第8式から理解されるよう
に、規格化遅延時間Tにf/Cを乗算すればよ
い。
T (X, θ) = 1 - (1 + X 2 - 2 In other words, by storing T represented by X and θ in a table, it is possible to reduce the amount of information stored in the storage device related to the occurrence of delay time. Note that the normalized delay time T can be restored to the delay time τ by multiplying the normalized delay time T by f/C, as understood from the above equation 8.

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

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

そして、規格化位置発生部10にて発生された
規格化位置Xは、上記θ情報と共に、規格化遅延
時間テーブル12に入力されている。
The normalized position X generated by the normalized position generator 10 is input into the normalized delay time table 12 together with the θ information.

この規格化遅延時間テーブル12は、上述した
ように、規格化遅延時間Tを規格化位置X及び偏
向角度θの関数としてテーブル化したものであ
る。従つて、上記X及びθに対応する規格化遅延
時間Tが出力されることになる。
As described above, this normalized delay time table 12 is a table of the normalized delay time T as a function of the normalized position X and the deflection angle θ. Therefore, the normalized delay time T corresponding to the above-mentioned X and θ is output.

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

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

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

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

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

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

第2図Aには、その一例として、Xのみが所定
のサンプル間隔で標本化されてテーブルが構成さ
れた規格化遅延時間テーブル16が示されてい
る。なお、Bにはテーブルの概念が示されてい
る。
As an example, FIG. 2A shows a normalized delay time table 16 in which only X is sampled at predetermined sampling intervals. Note that B shows the concept of a table.

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

従つて、あるθ及びXが特定されると、これに
よつて規格化遅延時間テーブル16から隣り合う
2つの遅延時間T1,T2(又はT1,ΔT)が求めら
れることになる。そして、補間処理部18にて前
記求められたT1,T2(又はT1,ΔT)をXの重み
付けで線形補間処理することにより、上記標本化
に伴う精度の劣化を補いつつ遅延時間τの発生を
行うことが可能である。
Therefore, when certain θ and X are specified, two adjacent delay times T 1 and T 2 (or T 1 and ΔT) are determined from the normalized delay time table 16. Then, the interpolation processing unit 18 linearly interpolates the obtained T 1 and T 2 (or T 1 and ΔT) with weighting of It is possible to generate

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

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

まず、請求項1記載の発明は、超音波ビーム形
成中心点から遅延時間τ発生に係る振動素子まで
の距離xを焦点距離fで除した規格化位置Xを発
生する規格化位置発生手段と、規格化位置X及び
偏向角度θで定められる規格化遅延時間Tを保持
する規格化遅延時間テーブルと、を含み、規格化
遅延時間テーブルにて求められた規格化遅延時間
Tに所定の単位復元演算を行つて遅延時間τを発
生することを特徴とする。
First, the invention according to claim 1 provides a normalized position generating means for generating a normalized position X obtained by dividing the distance x from the ultrasound beam forming center point to the vibrating element related to the generation of the delay time τ by the focal length f; A normalized delay time table that holds the normalized delay time T determined by the normalized position It is characterized in that the delay time τ is generated by performing the following steps.

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

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

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

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

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

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

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

従つて、遅延時間テーブル以後の回路の構成が
簡易になる。なお、遅延時間Dは、単位復元係数
(f/C)が規格化位置X及び偏向角度θに依存
しないため、請求項1記載の本発明の構成と遅延
時間発生に係る精度は同一である。
Therefore, the configuration of the circuit after the delay time table is simplified. It should be noted that the delay time D has the same accuracy in delay time generation as the configuration of the present invention according to claim 1, since the unit restoration coefficient (f/C) does not depend on the normalized position X and the deflection angle θ.

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

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

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

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

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

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

なお、本実施例においては、θの種類が256種
類とさほど大きくないため、θについて標本化し
ておらず、Xについてのみ標本化が行われてい
る。もちろん、θについて標本化を行つてもよ
い。この標本化、特にサンプル点数の計算につい
ては後に詳述する。
Note that in this embodiment, since the number of types of θ is not so large as 256 types, θ is not sampled, and only X is sampled. Of course, sampling may be performed for θ. This sampling, especially the calculation of the number of sample points, will be described in detail later.

まず、このような本実施例のテーブル24に対
して規格化位置Xを発生する規格化位置発生部2
2について説明する。
First, the normalized position generating section 2 generates the normalized position X for the table 24 of this embodiment.
2 will be explained.

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

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

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

X=Δp(i−(m+1)/2)/f
……(第12式) ただし、mは振動素子の総数である。
X=Δp(i-(m+1)/2)/f
...(Formula 12) where m is the total number of vibrating elements.

テーブル24における規格化位置Xに関する標
本化のサンプル間隔をΔXとし、更にテーブル2
4におけるXについての中心のアドレスをXO
して、テーブル24におけるXのアドレスを整数
で与えるために、上記第12式を以下の第13式に書
き変える。
The sample interval of sampling regarding the normalized position X in table 24 is ΔX, and further table 2
In order to give the address of X in table 24 as an integer, assuming that the center address of X in Table 24 is X O , the above equation 12 is rewritten as the following equation 13.

X=Δp(i−(m+1)/2) /(f・ΔX)+XO ……(第13式) 従つて、この第13式をiに関する係数とそれ以
外とに分けることにより次の第14式を得る。
X=Δp(i-(m+1)/2)/(f・ΔX)+X O ...(Equation 13) Therefore, by dividing Equation 13 into coefficients related to i and other factors, the following 14th Get the formula.

X=αi+β ……(第14式) ただし、α=Δp/(f・ΔX) β=−Δp(m+1) /(2・f・ΔX)+XO 従つて、超音波診断装置本体から供給されるプ
ローブの種類の情報P及び焦点距離の情報fに応
じて累積係数α及び加算初期値βを発生させ、こ
の発生されたα及びβを第14式に基づいて累積加
算することにより、振動素子の順番毎に順次その
規格化位置Xを発生することが可能である。
X=αi+β...(Equation 14) However, α=Δp/(f・ΔX) β=−Δp(m+1)/(2・f・ΔX)+X OTherefore , it is supplied from the ultrasound diagnostic equipment main body. By generating a cumulative coefficient α and an initial addition value β according to probe type information P and focal length information f, and cumulatively adding the generated α and β based on Equation 14, the vibration element It is possible to generate the normalized position X sequentially for each order.

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

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

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

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

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

つまり、後の線形補間で常にΔTが必要なた
め、この規格化遅延時間T1の出力と共にΔTをも
同時に出力している。もちろん、T1とこのT1
Xについての次の値であるT2とを同時に出力し
て、補間処理を行つても同様の結果を得ることが
できる。
That is, since ΔT is always required in the subsequent linear interpolation, ΔT is also output at the same time as the output of this normalized delay time T1 . Of course, the same result can be obtained by simultaneously outputting T 1 and T 2 , which is the next value for X of T 1 , and performing interpolation processing.

次に、補間処理部26は、乗算器36と、加算
器38とで構成されている。
Next, the interpolation processing section 26 includes a multiplier 36 and an adder 38.

そして、乗算器36には、テーブル24から
ΔTが供給され、これと共に、前記規格化位置発
生部22から出力された規格化位置Xのうちその
小数部rが入力され、両者の乗算が行われてい
る。そして、その乗算の結果がテーブル24から
出力されたT1と加算器38にて加算されている。
Then, ΔT is supplied from the table 24 to the multiplier 36, and together with this, the decimal part r of the normalized position ing. Then, the result of the multiplication is added to T 1 outputted from the table 24 in an adder 38.

すなわち、ΔTにrの重み付けを行つて、その
結果をT1に加算することにより、線形補間が実
現されている。
That is, linear interpolation is realized by weighting ΔT with r and adding the result to T1 .

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

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

そして、この単位復元演算部28は、f/C発
生器40と、K発生器42と、f/C発生器40
から出力された値を上記補間処理部26から出力
された遅延時間Tに乗算する乗算器44と、この
乗算器44の出力に前記K発生器42から出力さ
れたプローブの種類によつて構成されている。従
つて、この構成によれば、上述した第10式の演算
がなされて、この結果、遅延時間τが順次出力さ
れることになる。
The unit restoration calculation unit 28 includes an f/C generator 40, a K generator 42, and an f/C generator 40.
The multiplier 44 multiplies the delay time T output from the interpolation processing section 26 by the value output from the interpolation processing section 26, and the output of the multiplier 44 corresponds to the type of probe output from the K generator 42. ing. Therefore, according to this configuration, the above-mentioned equation 10 is calculated, and as a result, the delay times τ are sequentially output.

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

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

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

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

Y=T(X,θ) Y=1−(1+X2−2Xsinθ)1/2
……(第15式) ここで、この第15式を変形すると、次の第16式
を得る。
Y=T(X, θ) Y=1−(1+X 2 −2Xsinθ) 1/2
...(Equation 15) Now, by transforming this Equation 15, we obtain the following Equation 16.

(Y−1)2−(X−sinθ)2=cos2θ
……(第16式) 第5図には、この第16式に示されるXとYとの
関係が示されている。ここに示されるように、|
X−sinθ|が大きくなるとYの変化が漸近線(直
線)に近づき、線形補間でも十分に良い近似が得
られることが理解される。
(Y-1) 2 - (X-sinθ) 2 = cos 2 θ
...(Equation 16) FIG. 5 shows the relationship between X and Y shown in Equation 16. As shown here, |
It is understood that as X-sin θ| increases, the change in Y approaches an asymptote (straight line), and a sufficiently good approximation can be obtained even by linear interpolation.

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

e=cosθ−{cos2θ +(ΔX/2)21/2 ……(第17式) ここで、|e|は、θが増大するほど大きくな
るため、θの上限を45°とすれば、θ=45°で|e
|は最大となる。そして、この場合のeにf/C
を乗算して時間の単位に変換すれば、最大遅延誤
差が得られる。
e=cosθ−{cos 2 θ + (ΔX/2) 2 } 1/2 ... (Equation 17) Here, |e| increases as θ increases, so the upper limit of θ is set to 45°. Then, θ=45° and |e
| becomes maximum. And in this case e is f/C
The maximum delay error can be obtained by multiplying by and converting to units of time.

このような前提の下で、f=100mmとしたとき
の最大遅延誤差が、例えば5nsより小さくなるよ
うなΔXを求めると、 ΔX<0.02 ……(第18式) となる。
Under such a premise, when determining ΔX such that the maximum delay error is smaller than, for example, 5 ns when f=100 mm, ΔX<0.02 (Equation 18) is obtained.

ここで、Xに関しては、焦点距離fが小さいと
きには、実際の装置において送受信の開口長を短
くする、すなわち駆動される振動素子の数を少な
くすることを考慮して、Xの取り得る範囲を、 −0.25≦X≦0.25 ……(第19式) と仮定すると、Xの範囲(0.5)をΔX(0.02)で
標本化すれば、5nsの精度が保証されることが理
解される。つまり、Xについてのサンプル点数
は、25点(0.5/0.02)あれば十分であることが
理解される。
Here, regarding X, when the focal length f is small, the possible range of −0.25≦X≦0.25 (Equation 19) It is understood that if the range of X (0.5) is sampled by ΔX (0.02), an accuracy of 5 ns is guaranteed. In other words, it is understood that the number of sample points for X is 25 points (0.5/0.02).

次に、θに関するサンプル点数を検討する。こ
こでは、第9式において、|θ|≦45°、|x|≦
0.25の範囲では、第9式の右辺X2−2Xsinθが1
より小さいため、これをaとすれば、 (1+a)1/2=1+a/2−a2/8
……(第20式) のようなaについての第2次の項までのテーラー
展開を第9式に適用することができる。そして、
この近似式を適用すると第9式は、次に第21式の
ようになる。
Next, consider the number of sample points regarding θ. Here, in Equation 9, |θ|≦45°, |x|≦
In the range of 0.25, the right side of equation 9, X 2 −2Xsinθ, is 1
Since it is smaller, if this is a, (1+a) 1/2 = 1+a/2-a 2 /8
...(Equation 20) The Taylor expansion up to the second-order term for a can be applied to Equation 9. and,
When this approximate expression is applied, Equation 9 becomes Equation 21.

T(X,θ) ≒−(X2−2Xsinθ)/2 +(X2−2Xsinθ)2/8 ……(第21式) この場合に、θについてのサンプル間隔をΔθ
としたときの線形補間の誤差eを計算すると、次
の第22式のようになる。
T (X, θ) ≒ - (X 2 - 2Xsin θ) / 2 + (X 2 - 2Xsin θ) 2 / 8 ... (Equation 21) In this case, the sample interval for θ is Δθ
When calculating the linear interpolation error e when

e={T(X,θ+Δθ/2) +T(X,θ−Δθ/2)}/2 −T(X,θ) ≒XΔθ2(Xcos2θ−sinθ)/8
……(第22式) ここで、第22式は、X=−0.25(Xの最小値)、
(θの最大値)でeが最大となることが理解され
る。
e={T(X, θ+Δθ/2) +T(X, θ−Δθ/2)}/2 −T(X, θ) ≒XΔθ 2 (Xcos2θ−sinθ)/8
...(22nd formula) Here, the 22nd formula is X = -0.25 (minimum value of X),
It is understood that e becomes maximum at (maximum value of θ).

従つて、この第22式に、X=−0.25、θ=45°
を代入して求められたeにf=100mmの場合の
f/Cを乗算して時間の単位に変換することによ
り、最大遅延誤差が得られる。そして、最大遅延
誤差が5nsより小さくなる場合のΔθを求めると、 Δθ≦3.37° ……(第23式) となる。
Therefore, in this 22nd equation, X=-0.25, θ=45°
The maximum delay error can be obtained by multiplying e, which is obtained by substituting , by f/C when f=100 mm and converting it into a unit of time. Then, when determining Δθ when the maximum delay error is smaller than 5 ns, Δθ≦3.37° (Equation 23).

従つて、−45°≦θ≦45°の範囲で5nsの精度を保
証する場合、θについてのサンプル点数は、27点
(90°/3.37°)であることが理解される。
Therefore, it is understood that when an accuracy of 5 ns is guaranteed in the range of -45°≦θ≦45°, the number of sample points for θ is 27 points (90°/3.37°).

以上のことから、X及びθの標本化に関するサ
ンプル点数は、それぞれ共に25程度にすれば良
く、このようなサンプル点数で構成された規格化
遅延時間テーブルにより、5ns以下の誤差での遅
延時間の発生が実現される。
From the above, the number of sample points for sampling X and θ should be approximately 2 to 5 , respectively, and by using a normalized delay time table configured with such a number of sample points, the delay time can be calculated with an error of 5 ns or less. generation is realized.

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

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

第4図には、第3図で示した装置の変形例が示
されている。なお、第3図に示した規格化位置発
生部22は同一の構成であるため、その説明を省
略する。
FIG. 4 shows a modification of the device shown in FIG. Note that since the normalized position generating section 22 shown in FIG. 3 has the same configuration, a description thereof will be omitted.

この変形例において特徴的なことは、遅延時間
テーブル46に上述した規格化遅延時間Tに単位
復元計数f/Cを掛けた遅延時間Dを保持したこ
とにある。
A characteristic feature of this modification is that the delay time table 46 holds the delay time D obtained by multiplying the above-mentioned normalized delay time T by the unit restoration coefficient f/C.

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

ただし、この変形例においては、遅延時間テー
ブル46において焦点距離情報fが必要であり、
このために、超音波診断装置本体から焦点距離f
が遅延時間テーブル46に入力されている。
However, in this modification, focal length information f is required in the delay time table 46,
For this reason, the focal distance f from the ultrasound diagnostic equipment main body is
is input into the delay time table 46.

従つて、このような構成によれば、第3図で示
した実施例に比べ、テーブルに格納される遅延時
間τに関する情報量の増大は避けられないが、後
に行われる単位復元演算を極めて簡易化できると
いう利点を有する。
Therefore, with such a configuration, although it is unavoidable that the amount of information regarding the delay time τ stored in the table increases compared to the embodiment shown in FIG. It has the advantage of being able to be digitized.

ここで、この変形例においても、テーブル46
における遅延時間Dを定めるパラメータのうち規
格化位置Xについては標本化が行われており、そ
のサンプル点数は、上記サンプル点数の計算によ
り求められた点数と同様である。
Here, also in this modification, the table 46
Of the parameters that determine the delay time D in , the normalized position X is sampled, and the number of sample points is the same as the number obtained by calculating the number of sample points.

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

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

そして、この両者は、補間処理部48に入力さ
れている。この補間処理部48は、上記補間処理
部26同様に、乗算器50と加算器52とで構成
され、規格化位置発生部22から出力された規格
化位置Xのうちその小数部rの重み付けによつ
て、遅延時間Dの線形補間がなされている。
Both of these are input to the interpolation processing section 48. Like the interpolation processing section 26, this interpolation processing section 48 is composed of a multiplier 50 and an adder 52, and is configured to weight the decimal part r of the normalized position X output from the normalized position generation section 22. Therefore, the delay time D is linearly interpolated.

そして、補間処理部48から出力された遅延時
間Dは、係数加算器54に入力されている。
The delay time D output from the interpolation processing section 48 is input to the coefficient adder 54.

ここで、係数加算器54は、超音波診断装置本
体から供給されるプローブの情報Pを入力して定
数Kを出力するK発生器56と、この定数Kを上
記補間処理部48から出力された遅延時間Dに加
算する加算器58と、から構成されている。
Here, the coefficient adder 54 includes a K generator 56 which inputs the probe information P supplied from the ultrasound diagnostic apparatus main body and outputs a constant K, and a K generator 56 which outputs a constant K by inputting the probe information P supplied from the ultrasound diagnostic apparatus main body, and a K generator 56 which outputs a constant K by inputting the probe information P supplied from the main body of the ultrasound diagnostic apparatus, The adder 58 adds to the delay time D.

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

以上のように、この変形例では、遅延時間テー
ブル46の入力パラメータが1つ増加したが、そ
の反面、テーブル46より後段の回路構成を省略
でき、この結果、迅速な遅延時間τの発生が行え
るという利点を有する。
As described above, in this modified example, the input parameter of the delay time table 46 is increased by one, but on the other hand, the circuit configuration at the stage subsequent to the table 46 can be omitted, and as a result, the delay time τ can be generated quickly. It has the advantage of

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

まず、規格化遅延時間テーブル24では、T1
を13ビツト、ΔTを8ビツトで与え、規格化位置
Xについてのサンプル点数を64、偏向角度θにつ
いてのサンプル点数、すなわちビームの本数を
256とすれば、次の量になる。
First, in the normalized delay time table 24, T 1
is given as 13 bits, ΔT as 8 bits, the number of sample points for the normalized position X is 64, and the number of sample points for the deflection angle θ, that is, the number of beams.
If it is 256, it will be the following amount.

(13+8)・64・256=42Kバイト 一方、加算係数発生器30及びf/C演算器4
0及びK演算器42に格納される全体の情報を考
えると、αを12ビツト、βを16ビツト、f/Cを
6ビツト、Kについて11ビツトを与え、更に、焦
点fの数を32種類とし、接続できる探触子の個数
をNとすれば、次の量となる。
(13+8)・64・256=42K bytes On the other hand, addition coefficient generator 30 and f/C calculator 4
Considering the total information stored in the 0 and K arithmetic unit 42, we give 12 bits for α, 16 bits for β, 6 bits for f/C, 11 bits for K, and 32 types of focal points f. If the number of probes that can be connected is N, then the following quantity is obtained.

{32・(12+16+6)+11}・N =140・Nバイト 従つて、Nを32としても全体の総情報量は約
46Kバイトとなり、前述した約40Mバイトの約1/
870となる。
{32・(12+16+6)+11}・N = 140・N bytes Therefore, even if N is 32, the total amount of information is approximately
It is 46K bytes, which is about 1/1/2 of the 40M bytes mentioned above.
It becomes 870.

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

このように、特に第3図で示した本発明装置の
実施例では、従来例よりも飛躍的に保持すべき情
報量の削減を図ることができることが理解され
る。
In this way, it is understood that the embodiment of the apparatus of the present invention shown in FIG. 3 in particular can significantly reduce the amount of information to be held compared to the conventional example.

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

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

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

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

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

また、請求項3に記載の発明によれば、規格化
遅延時間Tに所定の単位復元計数f/Cを乗算し
た遅延時間Dをテーブルに保持して、テーブルか
ら直接遅延時間Dを求めることができるので、単
位復元演算に要する構成を簡易化できるという効
果を有する。
According to the third aspect of the invention, the delay time D obtained by multiplying the normalized delay time T by a predetermined unit restoration factor f/C can be stored in a table, and the delay time D can be directly obtained from the table. This has the effect of simplifying the configuration required for unit restoration calculations.

更に、請求項2及び4記載の発明によれば、線
形補間を前提として規格化遅延時間テーブル及び
遅延時間テーブルに格納される情報量を大幅に削
減することができる。
Furthermore, according to the inventions recited in claims 2 and 4, the amount of information stored in the normalized delay time table and the delay time table can be significantly reduced on the premise of linear interpolation.

特に、標本化の点数を適宜に設定することによ
り、所望の精度で、遅延時間を発生でき、この結
果、信頼性の高い遅延時間発生装置を構成するこ
とが可能である。
In particular, by appropriately setting the number of sampling points, it is possible to generate a delay time with desired accuracy, and as a result, it is possible to construct a highly reliable delay time generation device.

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

第1図は、本発明の原理を示すブロツク図、第
2図は、標本化と補間処理の流れを示す説明図、
第3図は、本発明に係る遅延時間発生装置の実施
例を示すブロツク図、第4図は、本発明に係る遅
延時間発生装置の実施例の変形例を示すブロツク
図、第5図は、規格化位置Xと規格化遅延時間
Y,Tとの関係を示す図、第6図は、超音波ビー
ムの電子偏向及び電子フオーカスを示す説明図、
第7図は、X軸方向に沿うアレイ振動子と焦点F
との位置関係を幾何学的に示し、遅延時間の計算
を説明するための説明図である。 10,22……規格化位置発生部、12,1
6,24……規格化遅延時間テーブル、14,2
8……単位復元演算部、18,26……補間処理
部。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of sampling and interpolation processing,
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the delay time generating device according to the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing a modification of the embodiment of the delay time generating device according to the present invention, and FIG. A diagram showing the relationship between the normalized position X and the normalized delay times Y and T, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the electron deflection and electron focus of the ultrasound beam,
Figure 7 shows the array transducer and focal point F along the X-axis direction.
FIG. 3 is an explanatory diagram geometrically showing the positional relationship between the two and explaining the calculation of the delay time. 10, 22... Normalized position generator, 12, 1
6, 24... Normalized delay time table, 14, 2
8... Unit restoration calculation section, 18, 26... Interpolation processing section.

Claims (1)

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