JPH0749038B2 - メカニカルセクタ型超音波診断装置 - Google Patents
メカニカルセクタ型超音波診断装置Info
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- JPH0749038B2 JPH0749038B2 JP63208723A JP20872388A JPH0749038B2 JP H0749038 B2 JPH0749038 B2 JP H0749038B2 JP 63208723 A JP63208723 A JP 63208723A JP 20872388 A JP20872388 A JP 20872388A JP H0749038 B2 JPH0749038 B2 JP H0749038B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波ビームの走査を、トランスデューサの
機械的走査により行なうメカニカルセクタ型超音波診断
装置に関するものである。
機械的走査により行なうメカニカルセクタ型超音波診断
装置に関するものである。
従来の技術 従来より、メカニカルセクタ型超音波診断装置は、超音
波探触子中に備えられているトランスデューサを、モー
タの駆動力を利用してメカニカルに一方向回転、または
往復回路（揺動）運動させることにより、超音波ビーム
の走査を行なっている。以下、図面を参照しながら上記
従来例について説明する。
波探触子中に備えられているトランスデューサを、モー
タの駆動力を利用してメカニカルに一方向回転、または
往復回路（揺動）運動させることにより、超音波ビーム
の走査を行なっている。以下、図面を参照しながら上記
従来例について説明する。
第５図に示すようにフレーム１の先端側でトランスデュ
ーサ２の回転軸３がベアリング４を介して回転可能に保
持されている。フレーム１の内方で従動軸５がベアリン
グ６を介して回転可能に支持され、従動軸５の中央部と
側方に従動歯車７と駆動タイミングベルトプーリ８が取
り付けられている。回転軸３上に従動タイミングベルト
プーリ９が取り付けられ、これら駆動タイミングベルト
プーリ８と従動タイミングベルトプーリ９にタイミング
ベルト10が掛けられている。フレーム１には直流のモー
タ11が取り付けられ、モータ11の駆動軸12がフレーム１
に挿通され、駆動軸12の内方突出端部に駆動歯車13が取
り付けられ、この駆動歯車13が上記従動歯車７にかみ合
わされている。したがって、モータ11の駆動により駆動
歯車13、従動歯車７を介して従動軸５が回転され、この
従動軸５の回転により駆動タイミングベルトプーリ８、
タイミングベルト10、従動タイミングベルトプーリ９を
介して回転軸３およびトランスデューサ２が一方向回
転、または往復回転（揺動）される。モータ11の駆動軸
12にはロータリーエンコーダ14、若しくはポテンショメ
ータなどの位置検出器が取り付けられ、モータ駆動回路
15により駆動されるモータ11の駆動軸12の回転位置（ト
ランスデューサ２の回転位置）が時々刻々検出される。
このロータリーエンコーダ14により得られた回転位置情
報とリファレンスクロック発生回路16からのリファレン
スクロックに基づいてPLL（フェイズロックループ）制
御回路17の制御によりモータ駆動回路15を介してモータ
11の駆動軸12の回転速度（トランスデューサ２の回転速
度）が制御される。
ーサ２の回転軸３がベアリング４を介して回転可能に保
持されている。フレーム１の内方で従動軸５がベアリン
グ６を介して回転可能に支持され、従動軸５の中央部と
側方に従動歯車７と駆動タイミングベルトプーリ８が取
り付けられている。回転軸３上に従動タイミングベルト
プーリ９が取り付けられ、これら駆動タイミングベルト
プーリ８と従動タイミングベルトプーリ９にタイミング
ベルト10が掛けられている。フレーム１には直流のモー
タ11が取り付けられ、モータ11の駆動軸12がフレーム１
に挿通され、駆動軸12の内方突出端部に駆動歯車13が取
り付けられ、この駆動歯車13が上記従動歯車７にかみ合
わされている。したがって、モータ11の駆動により駆動
歯車13、従動歯車７を介して従動軸５が回転され、この
従動軸５の回転により駆動タイミングベルトプーリ８、
タイミングベルト10、従動タイミングベルトプーリ９を
介して回転軸３およびトランスデューサ２が一方向回
転、または往復回転（揺動）される。モータ11の駆動軸
12にはロータリーエンコーダ14、若しくはポテンショメ
ータなどの位置検出器が取り付けられ、モータ駆動回路
15により駆動されるモータ11の駆動軸12の回転位置（ト
ランスデューサ２の回転位置）が時々刻々検出される。
このロータリーエンコーダ14により得られた回転位置情
報とリファレンスクロック発生回路16からのリファレン
スクロックに基づいてPLL（フェイズロックループ）制
御回路17の制御によりモータ駆動回路15を介してモータ
11の駆動軸12の回転速度（トランスデューサ２の回転速
度）が制御される。
発明が解決しようとする課題 従来のメカニカルセクタ型超音波診断装置は、超音波診
断画像を得るために、上記のようにトランスデューサ２
を一方向回転、または往復回転（揺動）運動させて超音
波ビームの走査を行ない、このトランスデューサ２はPL
L制御回路17などのフィードバック制御系で一定回転速
度となるように制御している。一方、メカニカルセクタ
型超音波診断装置はスキャニング動作機構の部品の精度
や組立状態によってスキャニング動作機構の負荷が超音
波探触子ごとに異なり、また、スキャニング動作機構の
摩耗や変形などの経時的な変化、使用環境条件の変化に
よっても負荷が変化する。しかしながら、上記従来例の
一般的なPLL制御では、リファレンスクロック発生回路1
6からのリファレンスクロックが固定であるので、負荷
の大きさに相当する目標位置に対する誤差を生じる。こ
の誤差はメカニカルセクタ型超音波診断装置において、
目標とする超音波ビームの走査位置に対して実際の走査
位置に誤差を生じる。この誤差量が一画像表示の間で変
化すると、超音波診断画像に歪や揺れを生じる。この画
像歪や揺れは超音波診断における寸法計測などの場合に
誤差を生じ、誤診につながるという課題があった。
断画像を得るために、上記のようにトランスデューサ２
を一方向回転、または往復回転（揺動）運動させて超音
波ビームの走査を行ない、このトランスデューサ２はPL
L制御回路17などのフィードバック制御系で一定回転速
度となるように制御している。一方、メカニカルセクタ
型超音波診断装置はスキャニング動作機構の部品の精度
や組立状態によってスキャニング動作機構の負荷が超音
波探触子ごとに異なり、また、スキャニング動作機構の
摩耗や変形などの経時的な変化、使用環境条件の変化に
よっても負荷が変化する。しかしながら、上記従来例の
一般的なPLL制御では、リファレンスクロック発生回路1
6からのリファレンスクロックが固定であるので、負荷
の大きさに相当する目標位置に対する誤差を生じる。こ
の誤差はメカニカルセクタ型超音波診断装置において、
目標とする超音波ビームの走査位置に対して実際の走査
位置に誤差を生じる。この誤差量が一画像表示の間で変
化すると、超音波診断画像に歪や揺れを生じる。この画
像歪や揺れは超音波診断における寸法計測などの場合に
誤差を生じ、誤診につながるという課題があった。
本発明は、このような従来例の課題を解決するものであ
り、画像表示前、あるるいは診断を中断している間に、
超音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷
変動を検出し、負荷によって発生する超音波ビーム走査
位置の誤差を補正することができ、したがって、画像の
揺れや歪を最小にし、画像上での寸法計測による誤差を
なくし、誤診を低減することができるようにしたメカニ
カルセクタ型超音波診断装置を提供することを目的とす
るものである。
り、画像表示前、あるるいは診断を中断している間に、
超音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷
変動を検出し、負荷によって発生する超音波ビーム走査
位置の誤差を補正することができ、したがって、画像の
揺れや歪を最小にし、画像上での寸法計測による誤差を
なくし、誤診を低減することができるようにしたメカニ
カルセクタ型超音波診断装置を提供することを目的とす
るものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は、
トランスデューサ、このトランスデューサをメカニカル
にスキャニング動作させるための機構およびその駆動用
のモータを有するメカニカルセクタ型の超音波探触子
と、この超音波探触子をスキャニング動作させるための
モータの駆動回路と、上記超音波探触子のスキャニング
動作機構の動作負荷を測定する測定手段と、上記モータ
の駆動軸の回転角度検出手段と、上記測定手段で測定し
た負荷と上記回転角度検出手段で検出した回転位置の情
報に基づき、上記負荷量に応じて発生するスキャニング
位置の誤差を算出し、この誤差を補正するように上記モ
ータ駆動回路を制御する補正制御手段を具備したもので
ある。
トランスデューサ、このトランスデューサをメカニカル
にスキャニング動作させるための機構およびその駆動用
のモータを有するメカニカルセクタ型の超音波探触子
と、この超音波探触子をスキャニング動作させるための
モータの駆動回路と、上記超音波探触子のスキャニング
動作機構の動作負荷を測定する測定手段と、上記モータ
の駆動軸の回転角度検出手段と、上記測定手段で測定し
た負荷と上記回転角度検出手段で検出した回転位置の情
報に基づき、上記負荷量に応じて発生するスキャニング
位置の誤差を算出し、この誤差を補正するように上記モ
ータ駆動回路を制御する補正制御手段を具備したもので
ある。
そして、上記補正制御手段が測定手段で測定した負荷と
回転角度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、
スキャニング位置の誤差を補正するタイミングでリファ
レンスクロックを発生するファレンスタイミング発生手
段と、このリファレンスクロックを用いてモータ駆動回
路を制御するPLL制御回路を備え、または上記補正制御
手段が測定手段で測定した負荷と回転角度検出手段で検
出した回転位置の情報に基づき、スキャニング位置の誤
差を補正するための係数を設定する誤差補正係数設定手
段と、リファレンスクロックを発生するリファレンスク
ロック発生手段と、このリファレンスクロックを用いて
モータ駆動回路を制御するPLL制御回路と、上記誤差補
正係数設定手段で設定された誤差補正係数に基づき、上
記PLL回路のPLLゲインを可変して上記モータ駆動回路を
制御するPLLゲイン可変手段を備えたものである。
回転角度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、
スキャニング位置の誤差を補正するタイミングでリファ
レンスクロックを発生するファレンスタイミング発生手
段と、このリファレンスクロックを用いてモータ駆動回
路を制御するPLL制御回路を備え、または上記補正制御
手段が測定手段で測定した負荷と回転角度検出手段で検
出した回転位置の情報に基づき、スキャニング位置の誤
差を補正するための係数を設定する誤差補正係数設定手
段と、リファレンスクロックを発生するリファレンスク
ロック発生手段と、このリファレンスクロックを用いて
モータ駆動回路を制御するPLL制御回路と、上記誤差補
正係数設定手段で設定された誤差補正係数に基づき、上
記PLL回路のPLLゲインを可変して上記モータ駆動回路を
制御するPLLゲイン可変手段を備えたものである。
作用 本発明は、上記構成により次のような作用を有する。
測定手段によりメカニカルセクタ型の超音波探触子のス
キャニング動作機構の負荷および負荷変動を測定し、こ
の測定情報と回転角度検出手段によるモータの駆動軸の
回転位置情報に基づき、上記負荷量に応じて発生するス
キャニング位置、すなわち超音波ビームの走査位置の誤
差を算出し、この誤差を補正するようにモータ駆動回路
を補正制御手段により制御する。
キャニング動作機構の負荷および負荷変動を測定し、こ
の測定情報と回転角度検出手段によるモータの駆動軸の
回転位置情報に基づき、上記負荷量に応じて発生するス
キャニング位置、すなわち超音波ビームの走査位置の誤
差を算出し、この誤差を補正するようにモータ駆動回路
を補正制御手段により制御する。
実際の画像表示モードでは、走査位置誤差を補正するよ
うに超音波ビーム送信のタイミングを制御するか、若し
くは走査位置誤差が一定となるようにモータの駆動軸の
回転速度を制御することによって超音波画像の歪をなく
し、画像上にキャリパーを設定し、寸法を計測する場合
の誤差を最小にすることができる。
うに超音波ビーム送信のタイミングを制御するか、若し
くは走査位置誤差が一定となるようにモータの駆動軸の
回転速度を制御することによって超音波画像の歪をなく
し、画像上にキャリパーを設定し、寸法を計測する場合
の誤差を最小にすることができる。
実 施 例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
まず、本発明の第１の実施例について説明する。第１図
は本発明の第１の実施例におけるメカニカルセクタ型超
音波診断装置を示す概略ブロック図である。
は本発明の第１の実施例におけるメカニカルセクタ型超
音波診断装置を示す概略ブロック図である。
本実施例において、トランスデューサ２をスキャニング
動作するための機構は、上述した第５図に示す従来のメ
カニカルセクタ型の超音波探触子と同じであるので、図
示省略する。
動作するための機構は、上述した第５図に示す従来のメ
カニカルセクタ型の超音波探触子と同じであるので、図
示省略する。
本実施例は、負荷変動によって発生する超音波ビーム走
査位置誤差を補正するため、リファレンスクロックを変
化させるようにしたものであり、第１図において、21は
モータ11を駆動する駆動回路、22はモータ11に印加する
ための直流電圧、23は切り換えスイッチであり、モータ
駆動回路21と直流電圧22をモータ11に対して切り換え
る。24はPLL（フェイズロックループ）制御回路であ
り、ロータリーエンコーダ14の信号と後述するリファレ
ンスタイミング発生器29からのリファレンスクロック信
号との位相を比較してモータ駆動回路21の補正制御を行
なう。25は回転角度検出器であり、ロータリーエンコー
ダ14の信号よりモータ11の駆動軸12、すなわちトランス
デューサ２の回転角度（回転位置）を検出する。26は速
度検出器であり、ロータリーエンコーダ14の信号よりモ
ータ11の駆動軸12の回転速度を検出する。27はモータ電
流算出器であり、速度検出器26で得られた回転速度から
モータ11の電流を算出する。28は負荷トルク算出器であ
り、電流算出器27で得られたモータ11の電流からモータ
11の発生トルク、すなわちスキャニング動作機構の負荷
の大きさを算出する。29はリファレンスタイミング発生
器であり、負荷トルク算出器28と回転角度検出器25から
の情報に基づいてスキャニング動作機構の負荷の大きさ
に比例して位相を補正したタイミングでリファレンスク
ロックをPLL制御回路24に送出する。
査位置誤差を補正するため、リファレンスクロックを変
化させるようにしたものであり、第１図において、21は
モータ11を駆動する駆動回路、22はモータ11に印加する
ための直流電圧、23は切り換えスイッチであり、モータ
駆動回路21と直流電圧22をモータ11に対して切り換え
る。24はPLL（フェイズロックループ）制御回路であ
り、ロータリーエンコーダ14の信号と後述するリファレ
ンスタイミング発生器29からのリファレンスクロック信
号との位相を比較してモータ駆動回路21の補正制御を行
なう。25は回転角度検出器であり、ロータリーエンコー
ダ14の信号よりモータ11の駆動軸12、すなわちトランス
デューサ２の回転角度（回転位置）を検出する。26は速
度検出器であり、ロータリーエンコーダ14の信号よりモ
ータ11の駆動軸12の回転速度を検出する。27はモータ電
流算出器であり、速度検出器26で得られた回転速度から
モータ11の電流を算出する。28は負荷トルク算出器であ
り、電流算出器27で得られたモータ11の電流からモータ
11の発生トルク、すなわちスキャニング動作機構の負荷
の大きさを算出する。29はリファレンスタイミング発生
器であり、負荷トルク算出器28と回転角度検出器25から
の情報に基づいてスキャニング動作機構の負荷の大きさ
に比例して位相を補正したタイミングでリファレンスク
ロックをPLL制御回路24に送出する。
上記構成において、以下、その動作について説明する。
超音波探触子内のトランスデューサ駆動用に用いられて
いる直流モータ11の発生トルクは、このモータ11に流れ
る電流の大きさに比例する。また、直流電圧を印加した
モータ11は、下記（１）式の関係を保ちながらスキャニ
ング動作機構の負荷の大きさに応じて駆動軸12の回転速
度を変化させ、角度の大きさとモータ11の発生トルクが
常に等しい関係を保ちながら駆動軸12が回転することに
なる。つまり、スキャニング動作機構の負荷が大きい場
合には、モータ11はその駆動軸12の回転速度を下げてモ
ータ電流を増やし、発生トルクを増加させる。逆に負荷
が小さい場合には、モータ11はその駆動軸12の回転速度
を上げてモータ電流を減らし、モータ11の発生トルクを
減少させる。
いる直流モータ11の発生トルクは、このモータ11に流れ
る電流の大きさに比例する。また、直流電圧を印加した
モータ11は、下記（１）式の関係を保ちながらスキャニ
ング動作機構の負荷の大きさに応じて駆動軸12の回転速
度を変化させ、角度の大きさとモータ11の発生トルクが
常に等しい関係を保ちながら駆動軸12が回転することに
なる。つまり、スキャニング動作機構の負荷が大きい場
合には、モータ11はその駆動軸12の回転速度を下げてモ
ータ電流を増やし、発生トルクを増加させる。逆に負荷
が小さい場合には、モータ11はその駆動軸12の回転速度
を上げてモータ電流を減らし、モータ11の発生トルクを
減少させる。
Ｎ＝（Vin−ＩＭ×ＲＭ）÷Ka ……（１） ただし、Vin（Ｖ）は印加電圧、Ka（V/rpm）はモータ発
電定数、Ｎ（rpm）はモータ駆動軸回転速度、Ｉ
Ｍ（Ａ）はモータ電流、ＲＭ（Ω）はモータコイル抵抗
である。
電定数、Ｎ（rpm）はモータ駆動軸回転速度、Ｉ
Ｍ（Ａ）はモータ電流、ＲＭ（Ω）はモータコイル抵抗
である。
そこで、駆動中のモータ11の発生トルクを検出すること
により、負荷の大きさを求求ることができる。上述した
ように、モータ11の発生トルクは下記の（２）式で表わ
されるように、モータ11に流れる電流の大きさに比例す
る。
により、負荷の大きさを求求ることができる。上述した
ように、モータ11の発生トルクは下記の（２）式で表わ
されるように、モータ11に流れる電流の大きさに比例す
る。
ＴＬ＝ＴＭ＝ＩＭ×Kt ……（２） ただし、ＴＭ（ｇ・cm）はモータ発生トルク、 ＴＬ（ｇ・cm）は負荷トルク、Kt（ｇ・cm/A）はモータ
のトルク定数である。
のトルク定数である。
したがって、モータ11の電流を検出し、既知のモータト
ルク定数を上記（２）式に代入すれば、モータ11の発生
トルクＴＭ、すなわちスキャニング動作機構の負荷を求
めることができる。そして、本実施例では、モータ11の
電流値を直接検出せずにモータ11の駆動軸12の回転速度
を検出する。
ルク定数を上記（２）式に代入すれば、モータ11の発生
トルクＴＭ、すなわちスキャニング動作機構の負荷を求
めることができる。そして、本実施例では、モータ11の
電流値を直接検出せずにモータ11の駆動軸12の回転速度
を検出する。
まず、切り換えスイッチ23を操作して直流電圧22を超音
波探触子内のモータ11に印加する。直流電圧22を印加し
たモータ11は、スキャニング動作機構の負荷とモータ11
の発生トルクがバランスを保ちながら回転する。速度検
出器26はPLL制御に使用しているロータリーエンコーダ1
4の信号のパルス周期からモータ11の駆動軸12の時々刻
々の回転速度Ｎ（rpm）を下記の（３）式によって算出
することができる。
波探触子内のモータ11に印加する。直流電圧22を印加し
たモータ11は、スキャニング動作機構の負荷とモータ11
の発生トルクがバランスを保ちながら回転する。速度検
出器26はPLL制御に使用しているロータリーエンコーダ1
4の信号のパルス周期からモータ11の駆動軸12の時々刻
々の回転速度Ｎ（rpm）を下記の（３）式によって算出
することができる。
ただし、θ（rad）はエンコーダピッチ、Ｔ（Sec）はエ
ンコーダパルス周期である。
ンコーダパルス周期である。
モータ電流算出器27は上記回転速度Ｎと既知の定数を上
記（１）式に代入してモータ11に流れている電流を算出
する。負荷トルク算出器28はモータ電流算出器27で算出
したモータ電流にトルク定数Ktを乗算することにより上
記のようにモータ11の発生トルクを求める。回転角度検
出器25はロータリーエンコーダ14の信号を常に監視して
いる。この回転角度検出器25でPLL制御用のロータリー
エンコーダ14の信号から検出した回転位置（角度）の情
報と負荷トルク算出器28からの負荷情報に基づき回転位
置（角度）に対応した速度変動を算出することができ
る。つまり、スキャニング動作機構の負荷をモータ11の
駆動軸12の回転位置、すなわちトランスデューサ２の走
査位置に対応して算出することができる。
記（１）式に代入してモータ11に流れている電流を算出
する。負荷トルク算出器28はモータ電流算出器27で算出
したモータ電流にトルク定数Ktを乗算することにより上
記のようにモータ11の発生トルクを求める。回転角度検
出器25はロータリーエンコーダ14の信号を常に監視して
いる。この回転角度検出器25でPLL制御用のロータリー
エンコーダ14の信号から検出した回転位置（角度）の情
報と負荷トルク算出器28からの負荷情報に基づき回転位
置（角度）に対応した速度変動を算出することができ
る。つまり、スキャニング動作機構の負荷をモータ11の
駆動軸12の回転位置、すなわちトランスデューサ２の走
査位置に対応して算出することができる。
第２図は切り換えスイッチ23を直流電圧22側に切り換
え、負荷測定モードで測定したモータ11の駆動軸12の回
転角度と負荷の大きさを表わした図である。
え、負荷測定モードで測定したモータ11の駆動軸12の回
転角度と負荷の大きさを表わした図である。
そして、リファレンスタイミング発生器29では、上記の
ように回転角度検出器25と負荷トルク算出器28からの情
報に基づき、負荷の大きさに比例した位相差を想定し、
切り換えスイッチ23の操作により負荷測定モードからPL
L制御モードに切り換わると、想定した位相を補正した
タイミングでリファレンスクロックを発生する。PLL制
御回路24でこの補正したリファレンスタイミングクロッ
クとロータリーエンコーダ14からの信号との位相を比較
してモータ駆動回路21をPLL制御することによって、回
転中の負荷変動による速度変動を補正した一定速度回転
を実現することができる。
ように回転角度検出器25と負荷トルク算出器28からの情
報に基づき、負荷の大きさに比例した位相差を想定し、
切り換えスイッチ23の操作により負荷測定モードからPL
L制御モードに切り換わると、想定した位相を補正した
タイミングでリファレンスクロックを発生する。PLL制
御回路24でこの補正したリファレンスタイミングクロッ
クとロータリーエンコーダ14からの信号との位相を比較
してモータ駆動回路21をPLL制御することによって、回
転中の負荷変動による速度変動を補正した一定速度回転
を実現することができる。
第３図（ａ）は、切り換えスイッチ23をPLL制御側に接
続し、一般的なPLL制御を行なっている従来例の場合の
リファレンスクロックＡとロータリーエンコーダ信号Ｂ
の関係を示している。この第３図（ａ）では負荷の大き
い所でリファレンスクロックＡに対してロータリーエン
コーダ信号Ｂの位相差が大きくなり、負荷の小さい所で
上記位相差が小さくなっていることを示している。この
位相差は固定ゲインのPLL制御系では負荷の大きさに比
例する。一方、第３図（ｂ）は補正したリファレンスク
ロックＡによりPLL制御をすることによって、ロータリ
ーエンコーダ信号Ｂが一定のタイミングで発生し、モー
タ11の駆動軸12が一定速度で回転していることを示して
いる。
続し、一般的なPLL制御を行なっている従来例の場合の
リファレンスクロックＡとロータリーエンコーダ信号Ｂ
の関係を示している。この第３図（ａ）では負荷の大き
い所でリファレンスクロックＡに対してロータリーエン
コーダ信号Ｂの位相差が大きくなり、負荷の小さい所で
上記位相差が小さくなっていることを示している。この
位相差は固定ゲインのPLL制御系では負荷の大きさに比
例する。一方、第３図（ｂ）は補正したリファレンスク
ロックＡによりPLL制御をすることによって、ロータリ
ーエンコーダ信号Ｂが一定のタイミングで発生し、モー
タ11の駆動軸12が一定速度で回転していることを示して
いる。
以上述べたように、メカニカルセクタ型超音波探触子を
超音波診断装置本体に接続し、画像表示をする前に超音
波探触子のスキャニング動作機構の負荷を測定し、この
負荷によって発生する誤差を補正するようにPLL制御系
を制御することによって、超音波探触子のスキャニング
速度を一定にし、画像歪や揺れをなくすことができる。
超音波診断装置本体に接続し、画像表示をする前に超音
波探触子のスキャニング動作機構の負荷を測定し、この
負荷によって発生する誤差を補正するようにPLL制御系
を制御することによって、超音波探触子のスキャニング
速度を一定にし、画像歪や揺れをなくすことができる。
次に本発明の第２の実施例について説明する。
第４図は本発明の第２の実施例におけるメカニカルセク
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図である。本実
施例は負荷変動によって発生する超音波ビーム走査位置
誤差を補正するため、PLL制御系のゲインを可変とした
ものである。本実施例において、上記第１の実施例と同
一部分については同一符号を付してその説明を省略し、
異なる構成について説明する。第４図において、30はリ
ファレンスクロック発生器であり、リファレンスクロッ
クをPLL制御回路24に送出する。31は誤差補正係数設定
器であり、回転角度検出器25で検出した回転位置の情報
と負荷トルク算出器28で測定した負荷の情報に基づき、
負荷によって発生するスキャニング位置の誤差を補正す
るため係数を設定する。32はPLLゲイン設定回路であ
り、誤差補正係数設定器31で設定された誤差補正係数に
基づき、PLL制御回路24のゲインを可変してモータ駆動
回路21を制御する。
タ型超音波診断装置を示す概略ブロック図である。本実
施例は負荷変動によって発生する超音波ビーム走査位置
誤差を補正するため、PLL制御系のゲインを可変とした
ものである。本実施例において、上記第１の実施例と同
一部分については同一符号を付してその説明を省略し、
異なる構成について説明する。第４図において、30はリ
ファレンスクロック発生器であり、リファレンスクロッ
クをPLL制御回路24に送出する。31は誤差補正係数設定
器であり、回転角度検出器25で検出した回転位置の情報
と負荷トルク算出器28で測定した負荷の情報に基づき、
負荷によって発生するスキャニング位置の誤差を補正す
るため係数を設定する。32はPLLゲイン設定回路であ
り、誤差補正係数設定器31で設定された誤差補正係数に
基づき、PLL制御回路24のゲインを可変してモータ駆動
回路21を制御する。
本実施例によれば、誤差補正係数設定器31で設定された
誤差補正係数に基づき、PLL制御回路24のゲインを可変
することにより、リファレンスクロック発生器30からPL
L制御回路24に送出される固定のリファレンスクロック
に対して一定の誤差量を保ちながら、モータ11の駆動軸
12を一定速度で回転させ、トランスデューサ２の走査速
度を一定にすることができ、走査位置誤差による画像歪
や揺れをなくすことができる。
誤差補正係数に基づき、PLL制御回路24のゲインを可変
することにより、リファレンスクロック発生器30からPL
L制御回路24に送出される固定のリファレンスクロック
に対して一定の誤差量を保ちながら、モータ11の駆動軸
12を一定速度で回転させ、トランスデューサ２の走査速
度を一定にすることができ、走査位置誤差による画像歪
や揺れをなくすことができる。
なお、上記第１、第２の実施例においては、モータ電流
を検出する手段として、速度検出器26、モータ電流算出
器27を使用しているが、これらに替えてモータコイルに
直列に抵抗を接続し、この抵抗の両端電圧を検出して電
流を求めるようにしても良い。
を検出する手段として、速度検出器26、モータ電流算出
器27を使用しているが、これらに替えてモータコイルに
直列に抵抗を接続し、この抵抗の両端電圧を検出して電
流を求めるようにしても良い。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、メカニカルセクタ型
超音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷
変動を測定し、この測定情報と回転角度検出手段による
モータの駆動軸の回転位置情報に基づき、上記負荷量に
応じて発生するスキャニング位置、すなわち超音波ビー
ムの走査位置の誤差を算出し、この誤差を補正するよう
にモータ駆動回路を補正制御手段により制御するように
しているので、トランスデューサ走査位置誤差を最小で
一定にするように補正することができ、メカニカルセク
タ型超音波探触子におけるスキャニング動作機構の固有
差、経時変化、環境条件の変化にも対応した走査位置誤
差の補正を行なうことができる。このように、トランス
デューサの走査位置を補正することにより、超音波診断
画像の歪や揺れを最小にし、画像上での寸法計測による
誤差をなくし、超音波画像診断における誤診を低減する
ことができる。
超音波探触子のスキャニング動作機構の負荷および負荷
変動を測定し、この測定情報と回転角度検出手段による
モータの駆動軸の回転位置情報に基づき、上記負荷量に
応じて発生するスキャニング位置、すなわち超音波ビー
ムの走査位置の誤差を算出し、この誤差を補正するよう
にモータ駆動回路を補正制御手段により制御するように
しているので、トランスデューサ走査位置誤差を最小で
一定にするように補正することができ、メカニカルセク
タ型超音波探触子におけるスキャニング動作機構の固有
差、経時変化、環境条件の変化にも対応した走査位置誤
差の補正を行なうことができる。このように、トランス
デューサの走査位置を補正することにより、超音波診断
画像の歪や揺れを最小にし、画像上での寸法計測による
誤差をなくし、超音波画像診断における誤診を低減する
ことができる。
第１図は本発明の第１の実施例におけるメカニカカルセ
クタ型超音波診断装置を示す概略ブロック図、第２図は
第１図に示す第１の実施例において、モータ電流算出器
と負荷トルク算出器からの情報に基づいて得られたモー
タの駆動軸の回転角度と負荷トルクの関係を示す図、第
３図（ａ）は一般的な従来のPLL制御によって定速度回
転をした場合のリファレンスクロックとエンコーダ信号
の関係を示す図、第３図（ｂ）は第１図に示す第１の実
施例において、リファレンスクロックのタイミングを変
化させ、負荷変動によって生じるスキャニング位置誤差
を補正した場合のリファレンスクロックとエンコーダ信
号の関係を示す図、第４図は本発明の第２の実施例にお
けるメカニカルセクタ型超音波診断装置を示す概略ブロ
ック図、第５図は従来のメカニカルセクタ型超音波診断
装置を示す構成図である。 11……モータ、12……駆動軸、14……ロータリーエンコ
ーダ、21……モータ駆動回路、22……直流電圧、23……
切り換えスイッチ、24……PLL制御回路、25……回転角
度検出器、26……速度検出器、27……モータ電流算出
器、28……負荷トルク算出器、29……リファレンスタイ
ミング発生器、30……リファレンスクロック発生器、31
……誤差補正係数設定器、32……PLLゲイン可変器。
クタ型超音波診断装置を示す概略ブロック図、第２図は
第１図に示す第１の実施例において、モータ電流算出器
と負荷トルク算出器からの情報に基づいて得られたモー
タの駆動軸の回転角度と負荷トルクの関係を示す図、第
３図（ａ）は一般的な従来のPLL制御によって定速度回
転をした場合のリファレンスクロックとエンコーダ信号
の関係を示す図、第３図（ｂ）は第１図に示す第１の実
施例において、リファレンスクロックのタイミングを変
化させ、負荷変動によって生じるスキャニング位置誤差
を補正した場合のリファレンスクロックとエンコーダ信
号の関係を示す図、第４図は本発明の第２の実施例にお
けるメカニカルセクタ型超音波診断装置を示す概略ブロ
ック図、第５図は従来のメカニカルセクタ型超音波診断
装置を示す構成図である。 11……モータ、12……駆動軸、14……ロータリーエンコ
ーダ、21……モータ駆動回路、22……直流電圧、23……
切り換えスイッチ、24……PLL制御回路、25……回転角
度検出器、26……速度検出器、27……モータ電流算出
器、28……負荷トルク算出器、29……リファレンスタイ
ミング発生器、30……リファレンスクロック発生器、31
……誤差補正係数設定器、32……PLLゲイン可変器。
Claims (3)
- 【請求項１】トランスデューサ、このトランスデューサ
をメカニカルにスキャニング動作させるための機構およ
びその駆動用のモータを有するメカニカルセクタ型の超
音波探触子と、この超音波探触子をスキャニング動作さ
せるためのモータの駆動回路と、上記超音波探触子のス
キャニング動作機構の動作負荷を測定する測定手段と、
上記モータの駆動軸の回転角度検出手段と、上記測定手
段で測定した負荷と上記回転角度検出手段で検出した回
転位置の情報に基づき、上記負荷量に応じて発生するス
キャニング位置の誤差を算出し、この誤差を補正するよ
うに上記モータ駆動回路を制御する補正制御手段を具備
したメカニカルセクタ型超音波診断装置。 - 【請求項２】補正制御手段が測定手段で測定した負荷と
回転角度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、
スキャニング位置の誤差を補正するタイミングでリファ
レンスクロックを発生するリファレンスタイミング発生
手段と、このリファレンスクロックを用いてモータ駆動
回路を制御するPLL制御回路を備えた請求項１記載のメ
カニカルセクタ型超音波診断装置。 - 【請求項３】補正制御手段が測定手段で測定した負荷と
回転角度検出手段で検出した回転位置の情報に基づき、
スキャニング位置の誤差を補正するための係数を設定す
る誤差補正係数設定手段と、リファレンスクロックを発
生するリファレンスクロック発生手段と、このリファレ
ンスクロックを用いてモータ駆動回路を制御するPLL制
御回路と、上記誤差補正係数設定手段で設定された誤差
補正係数に基づき、上記PLL回路のPLLゲインを可変して
上記モータ駆動回路を制御するPLLゲイン可変手段を備
えた請求項１記載のメカニカルセクタ型超音波診断装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208723A JPH0749038B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | メカニカルセクタ型超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63208723A JPH0749038B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | メカニカルセクタ型超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0257242A JPH0257242A (ja) | 1990-02-27 |
| JPH0749038B2 true JPH0749038B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16561017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63208723A Expired - Lifetime JPH0749038B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | メカニカルセクタ型超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749038B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2720415B2 (ja) * | 1992-07-08 | 1998-03-04 | 松下電器産業株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP3337657B2 (ja) * | 1999-01-18 | 2002-10-21 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP3664710B2 (ja) * | 2002-12-24 | 2005-06-29 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子 |
| US20060241424A1 (en) | 2003-03-20 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic probe and ultrasonographic device |
| US7417392B2 (en) * | 2005-05-31 | 2008-08-26 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Electronic line shaft with phased lock loop filtering and predicting |
| CN102602626B (zh) * | 2011-01-20 | 2014-03-19 | 南通中集罐式储运设备制造有限公司 | 溢流盒及罐式集装箱 |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP63208723A patent/JPH0749038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257242A (ja) | 1990-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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